Wie können Maschinen unterschiedlicher Hersteller einheitlich mit Softwareanwendungen kommunizieren? Eine Antwort darauf liefert OpenSMI (Open Smart Machine Interface), eine Open-Source-Lösung der SmartFactory-KL. Mit dem neu veröffentlichten OpenSMI-Client wächst das Ökosystem um eine weitere Komponente, die den Zugriff auf Maschinen, ihre Komponenten und deren Fähigkeiten vereinfacht. Ziel ist es, den Integrationsaufwand in der industriellen Produktion zu reduzieren und eine flexible, herstellerunabhängige Vernetzung zu unterstützen.
In modernen Produktionsumgebungen treffen Maschinen, Steuerungen und Softwarelösungen verschiedener Hersteller aufeinander. Häufig verfügt jede Anlage über eigene Schnittstellen und Datenstrukturen. Sollen übergeordnete Systeme wie Manufacturing Execution Systems (MES), Bedienoberflächen oder KI-Agenten mit den Maschinen interagieren, sind deshalb individuelle Anpassungen notwendig. Das erschwert die Integration und Wiederverwendung von Software.
OpenSMI setzt genau an dieser Schnittstelle an. Die Lösung macht Maschinenfähigkeiten als standardisierte Funktionen – sogenannte Skills – verfügbar. Anwendungen können damit auf unterschiedliche SMI-konforme Maschinen nach demselben Prinzip zugreifen, ohne deren herstellerspezifische Implementierung kennen zu müssen.
Offene Schnittstelle zwischen IT und Produktion
OpenSMI ist Teil der IT/OT-Kopplungsebene der SmartFactory-KL-Referenzarchitektur. Technische Grundlage ist der etablierte Kommunikationsstandard OPC UA for Machinery, den die SmartFactory-KL um eigene Bausteine, insbesondere ein Skill-Modell, erweitert hat. Dieses beschreibt Maschinenfähigkeiten als aufrufbare Funktionen mit definierten Parametern, Zuständen und Rückgabewerten.
Ein Skill kann beispielsweise das Bewegen einer Achse, das Öffnen eines Greifers oder den Transport eines Werkstücks beschreiben. Anwendungen können vor der Ausführung prüfen, ob eine Aufgabe grundsätzlich möglich ist und ob die erforderlichen Voraussetzungen aktuell erfüllt sind. Ein definierter Zustandsablauf macht den Fortschritt für unterschiedliche Anwendungen einheitlich nachvollziehbar.
Dabei bleiben bestehende Steuerungsstrukturen erhalten: OpenSMI kann als Adapter vor eine speicherprogrammierbare Steuerung (SPS) gesetzt werden. Die eigentliche Prozesssteuerung und sicherheitskritische Abläufe verbleiben weiterhin in der Steuerung.
„In der industriellen Produktion sollte nicht jede Maschine ihre eigene Sprache sprechen müssen. Unser Ziel mit OpenSMI ist es, Maschinenfähigkeiten so zu beschreiben und bereitzustellen, dass unterschiedliche Anwendungen sie unabhängig vom Hersteller auf einheitliche Weise nutzen können. Damit reduzieren wir den Integrationsaufwand und schaffen die Grundlage dafür, Produktionsabläufe flexibler zu gestalten und neue Anwendungen – etwa mit KI-Agenten – einfacher einzubinden. Indem wir OpenSMI als Open Source veröffentlichen, möchten wir andere Entwickler und Unternehmen einladen, das Konzept zu nutzen, weiterzuentwickeln und gemeinsam voranzubringen“, betont Carsten Harms, Entwickler von OpenSMI bei der SmartFactory-KL.
Drei Komponenten für die Interaktion mit Maschinen
Das OpenSMI-Ökosystem umfasst derzeit drei Komponenten:
OpenSMI-Server: Ein Python-Framework zur Bereitstellung SMI-konformer Maschinen, Komponenten und Skills.
OpenSMI-Client: Ein Python-Client, der die Interaktion mit diesen Maschinen und ihren Fähigkeiten ermöglicht.
OpenSMI-Remote: Eine Erweiterung, mit der externe SMI-konforme Maschinen, Komponenten und Skills in einem gemeinsamen Server zusammengeführt werden können.
Weitere Erweiterungen sind geplant. Dazu zählen eine generische Web-Oberfläche für die Maschinenbedienung, die Integration SmartFactory-KL-spezifischer Komponenten und Skills sowie eine Anbindung von Komponenten und Skills aus dem Robot Operating System (ROS).
In der Modellfabrik erprobt, als Open Source verfügbar
Die Entwicklung von OpenSMI ist eng mit dem Betrieb der SmartFactory-KL-Modellfabrik verbunden. Dort wird das Konzept bereits seit 2020 eingesetzt und kontinuierlich weiterentwickelt. Seit 2026 stellt die SmartFactory-KL die Komponenten unter der MIT-Lizenz öffentlich zur Verfügung. Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Entwickler können den Quellcode nutzen, anpassen und eigene Anwendungen darauf aufbauen.
Der aktuelle Entwicklungsstand richtet sich insbesondere an Forschung, Prototyping und Demonstratoren. Die Python-Implementierung ermöglicht eine schnelle Entwicklung und Erprobung. Für den produktiven industriellen Einsatz ist Python allerdings nur bedingt geeignet. Die zugrunde liegenden Konzepte lassen sich jedoch auf andere Programmiersprachen übertragen.
Mit OpenSMI schafft die SmartFactory-KL eine offene Grundlage für die standardisierte Kommunikation zwischen Maschinen und industriellen IT-Anwendungen. Die Lösung soll dazu beitragen, Integrationsaufwand zu verringern, Software wiederverwendbar zu machen und die Umsetzung flexibler, skillbasierter Produktionskonzepte zu erleichtern.
Weitere Informationen und Downloads:
OpenSMI-Server: github.com/SmartFactory-KL/opensmi-server
OpenSMI-Client: github.com/SmartFactory-KL/opensmi-client
OpenSMI-Komponenten im Überblick: smartfactory.de/opensmi/
Dokumentation: smartfactory-kl.github.io/opensmi-server/
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Quelle Text/Bild:
Technologie-Initiative SmartFactory KL e.V.
Trippstadter Straße 122
67663 Kaiserslautern
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Kaiserslautern, 15.10.2026
