Läuft ohne offenes Betriebssystem bald keine Fabrik mehr?

1. Wo sehen Sie den größten Unterschied zwischen klassischen Echtzeitbetriebssystemen und neuen, offenen Produktions-Betriebssystemen?

Carina Heil, Bosch Rexroth: Klassische Echtzeitbetriebssysteme sind stark auf spezifische Hardware und eine einzige Aufgabe zugeschnitten: z.B. die zuverlässige Steuerung einer Maschine oder eines Roboters. Neue, offene Produktions-Betriebssysteme wie CtrlX OS von Bosch Rexroth können das auch. Sie sind voll echtzeitfähig, gehen aber einen entscheidenden Schritt weiter. Sie trennen die Software von der Hardware und schaffen so eine einheitliche Basis für alle Automatisierungsaufgaben – von der Feldebene bis in die Cloud. Statt vieler Insellösungen entsteht eine durchgängige Plattform, auf der Steuerungslogik, IT-Anwendungen und Apps von verschiedenen Anbietern wie auf einem Smartphone zusammenarbeiten. Das macht die Automatisierung flexibler, skalierbarer und schneller an neue Marktanforderungen anpassbar.

„Vom Edge bis zur Cloud – Sicherheit ist Pflicht, nicht Kür.“
Roman Jachs, Kontron Technologies

Daniel Schel, Matthias Schneider, Benjamin Götz, Fraunhofer IPA: Klassische Echtzeitbetriebssysteme laufen direkt auf einem Gerät und sind z.B. für die Steuerung einzelner Maschinen oder Anlagen ausgelegt. Sie sind auf diese Aufgabe spezialisiert und garantieren die Einhaltung der Echtzeitanforderungen, die je nach Anwendungsfall variieren können. In einer Produktion gibt es heute häufig Tausende von Geräten, die miteinander vernetzt sind und miteinander interagieren. FabOS ist daher kein klassisches Betriebssystem, das direkt auf einem Gerät oder einem Computer läuft. Es handelt sich vielmehr um eine Plattform, die sich an den Funktionen und Prinzipien eines klassischen Betriebssystems orientiert und diese für eine ganze Produktion zur Verfügung stellt. So entsteht eine nahtlose Verbindung zwischen IT und OT, die als Fundament dient, um Systeme effizient zu betreiben, zentral zu verwalten und Anwendungen sowie Daten flexibel zu steuern.

Roman Jachs, Kontron Technologies: Die größten Unterschiede liegen in den Bereichen Offenheit, Skalierbarkeit und Ökosystem. Klassische Echtzeit-Betriebssysteme, RTOS, sind tendenziell eher proprietär, enger integriert und stark auf deterministische Reaktionen ausgelegt. Neue Produktions-Betriebssysteme dagegen setzen auf offene Kernel- und Container-Ansätze, offene APIs und plattformübergreifende Toolchains. Das fördert die Transparenz, bietet Peer-Review-Sicherheit und erleichtert die Integration in heterogene Infrastrukturen. Zudem sind offene Systeme modular aufgebaut, unterstützen Microservices bzw. Containerisierung und skalieren umfassend vom Edge bis in die Cloud. Auch das Sicherheits- und Lifecycle-Management ist breiter gedacht: Mit hybriden Sicherheitsmodellen, Runtime-Security, kontinuierlichen Updates, Zertifizierungen und Compliance-Unterstützungen wird die Sicherheit über den gesamten Lebenszyklus hinweg gewährleistet. Für Entwickler bieten offene Systeme Standard-Tools, Community-Support und DevOps-Prozesse, während RTOS eher auf deterministische Sicherheit, spezialisierte Toolchains und proprietäre IDEs setzen.

„Wir denken das Betriebssystem für die gesamte Produktion.“
Matthias Schneider, Daniel Schel, Benjamin Götz, Fraunhofer IPA

Martin Flöer, Weidmüller: Offene Produktions-Betriebssysteme unterscheiden sich grundlegend von klassischen Echtzeitbetriebssystemen. Sie bieten durch den Zugang zu Commercial-Open-Source-Software und OSS deutlich höhere Erweiterungsfähigkeit und ermöglichen eine flexible Anpassung an neue Anforderungen. Besonders im Bereich IT-Sicherheit sind sie zukunftssicherer, weil sie moderne Schutzmechanismen einfacher integrieren können. Zudem fördern offene Systeme die Collaboration zwischen Herstellern, Integratoren und Anwendern, was Innovationen beschleunigt und ein nachhaltiges Ökosystem schafft.

2. Was muss ein Betriebssystem für die Produktion aus Ihrer Sicht leisten?

Carina Heil, Bosch Rexroth: Ein modernes Betriebssystem muss drei Dinge vereinen: Offenheit, Sicherheit und Flexibilität. Es soll Automatisierungslösungen hardwareunabhängig betreiben können, IT-Integration ermöglichen und höchste Anforderungen an Cybersicherheit erfüllen. Außerdem muss es kontinuierlich erweiterbar sein, um neue Technologien und Geschäftsmodelle zu unterstützen – etwa KI-basierte Anwendungen zur Prozessoptimierung oder vorausschauenden Wartung.

Daniel Schel, Matthias Schneider, Benjamin Götz, Fraunhofer IPA: Die Systemlandschaft in einer Produktion ist sehr heterogen und geprägt von einer Vielzahl an Gerätetypen von verschiedenen Herstellern. Ein Betriebssystem für die Produktion muss wissen, welche Geräte in solchen heterogenen Systemlandschaften vorhanden sind, und sie standardisiert beschreiben. Zum einen muss es dadurch die Verwaltung und den Betrieb der Systeme in der Produktion unterstützen. Zum anderen eine einfachere Bereitstellung von Software sowie die Übertragung von bereits existierenden Lösungen ermöglichen. So können Software und Lösungen flexibel installiert, zwischen Fabriken transferiert und Problemstellungen in der eigenen Produktion einfacher gelöst werden, mit dem Ziel, die Wandlungsfähigkeit der Produktion zu erhöhen.

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„Ein Betriebssystem muss Offenheit, Sicherheit und Flexibilität vereinen.“
Carina Heil, Bosch Rexroth

Roman Jachs, Kontron Technologies: Ein Produktions-Betriebssystem muss vor allem Zuverlässigkeit, Sicherheit und Effizienz gewährleisten. Essenziell ist die deterministische Performance mit verlässlichen Reaktionszeiten, Vorhersagbarkeit bei zeitkritischen Tasks und geringe Latenzen auch unter Last. Sicherheit sollte von Anfang an integriert sein. Dazu gehört die Minimierung von Angriffsflächen, sichere Bootprozesse, Patch- und Zertifizierungsfähigkeit sowie Kernel-Ebenen-Schutz, Runtime-Security und Transparenz gegenüber Audit-Reports. Ebenso wichtig ist ein stabiler Lifecycle mit langfristiger Unterstützung, klaren Update-Strategien, Rollback-Möglichkeiten und Kompatibilität zu Hardware- und Software-Plattformen über Jahre hinweg. Moderne Architekturen verlangen Skalierbarkeit und Modularität vom Edge bis in die Cloud mit Containerisierung/Orchestrierung, Flottenmanagement und einfacher Integration neuer Funktionen ohne Systemausfall. Interoperabilität über offene Standards und APIs, Remote-Management, Logging, Monitoring und Diagnostik sind ebenso zentral wie wirtschaftliche Aspekte: niedrige Gesamtbetriebskosten, geringe Ausfallzeiten und wartungsfreundlicher Betrieb.

Martin Flöer, Weidmüller: Ein Betriebssystem für die Produktion muss höchste Anforderungen erfüllen. Es muss zuverlässig im Sinne eines unterbrechungsfreien 24/7-Betriebs sein und gleichzeitig robust, sodass ein jederzeitiges Ausschalten ohne Datenverlust oder Systemfehler möglich ist. Zudem ist die Erfüllung relevanter Security-Normen essenziell, um moderne IT-Sicherheitsanforderungen zu erfüllen. Ein weiterer zentraler Aspekt ist der Zugang zu OT-Connectivity-Software, um eine nahtlose Integration in industrielle Kommunikationsnetzwerke und Systeme zu gewährleisten.

3. Welche besonderen Merkmale zeichnen Ihr eigenes Betriebssystem aus?

Carina Heil, Bosch Rexroth: CtrlX OS ist ein industrielles, echtzeitfähiges Linux-basiertes und offenes Betriebssystem, das eine einheitliche Softwarebasis für unterschiedlichste Automatisierungsanwendungen schafft. Es bietet App-Technologie nach dem Smartphone-Prinzip, über die sich Funktionen flexibel ergänzen lassen. Über den CtrlX OS Store stehen zahlreiche Apps von Bosch Rexroth und Partnern bereit – von Motion über Kommunikation bis hin zu Security. Das System ist in drei Varianten verfügbar, Standard, Customized und Premium, um unterschiedlichste Anforderungen von Anwendern und OEMs abzudecken. Mit den regelmäßigen Long Term Support (LTS)-Versionen werden zudem langfristige Stabilität und Wartungsfähigkeit gewährleistet.

Daniel Schel, Matthias Schneider, Benjamin Götz, Fraunhofer IPA: FabOS setzt auf einen modularen Ansatz mit offenen, standardisierten Schnittstellen. Das macht das System flexibel anpassbar und nach Bedarf erweiterbar. Seine technologische Offenheit ermöglicht Unternehmen die Nutzung von IT- und OT-Systemen unterschiedlicher Hersteller und verhindert so die technologische Abhängigkeit von einzelnen Software- oder Hardware-Anbietern, sogenannte Vendor-Lock-Ins. FabOS setzt dazu auf die Verwaltungsschale, der Asset Administration Shell, kurz AAS, als Standard und Technologie zur Implementierung digitaler Zwillinge. In Verwaltungsschalen-Teilmodellen finden sich transparent sämtliche relevante Informationen zum jeweiligen Produktionselement wie Maschinen, Sensoren oder IT-Anwendungen und sie dienen auch als interoperable Kommunikationsschnittstellen.

„Offene Systeme ermöglichen Co-Creation und machen die Automatisierung zukunftssicherer.“
Martin Flöer, Weidmüller

Roman Jachs, Kontron Technologies: KontronOS wurde nach dem Prinzip ‚Secure by Design‘ entwickelt. Es kombiniert minimalistisches Design mit integrierter Kernel- und Systemhärtung, sicherer Boot-Kette und strikter Trennung von Betriebssystem und Anwendung. Runtime-Security und laufende Pentests/CVE-Checks gewährleisten frühzeitige Erkennung von Sicherheitslücken. Für den industrietauglichen Einsatz bietet KontronOS robuste Eigenschaften wie redundante Partitionen, ein Read-only OS und deterministische Sched-uling-Profile. Gleichzeitig ist es vielseitig: Realtime Support, Container Support, abgesicherte native Apps und Virtual Machines werden unterstützt. Die offene, standardbasierte Architektur mit Open-Source-kompatiblen Baselines, SDKs und klaren APIs ermöglichen eine einfache Portierbarkeit zwischen Hardware-Plattformen. Anpassungen an kundenspezifische Anforderungen – wie etwa Apps, Sicherheitskeys oder passender Hardware – sind ebenfalls vorgesehen. Lifecycle-Management mit klaren Update-Strategien, Rollbacks und Zertifizierungen sowie Verwaltungstools wie cloudbasiertes IoT-Device-Management, Fernzugriff und Web-Benutzeroberfläche runden den Funktionsumfang ab.

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Martin Flöer, Weidmüller: Unser Betriebssystem U-OS zeichnet sich durch besondere Merkmale aus, die es flexibel und zukunftssicher machen. Es ist universell einsetzbar – von Industrial IoT bis hin zur klassischen Automatisierung. Die Updatefähigkeit ermöglicht kontinuierliche Weiterentwicklung und schnelle Reaktion auf neue Anforderungen. Gleichzeitig erfüllt es höchste Anforderungen an die Echtzeitfähigkeit, was für viele industrielle Anwendungen essenziell ist. Ein zentrales Merkmal ist die Offenheit auf allen Ebenen – von Schnittstellen über Softwarekomponenten bis hin zur Integration in bestehende IT- und OT-Landschaften.