Ein industrieller Data Historian ist eine Software, die zeitgestempelte Prozessdaten (Temperaturen, Drücke, Durchflussraten, Maschinenzustände) von Industrieanlagen und Steuerungssystemen erfasst, komprimiert und speichert. Diese Daten werden anschließend für Analysen, Fehlerbehebungen und Berichte bereitgestellt, oft über Jahre hinweg. Im Gegensatz zu einer allgemeinen Datenbank ist ein Historian speziell auf die Anforderungen industrieller Daten ausgelegt: extrem hohes Schreibvolumen, überwiegend numerische Werte und eine kontinuierliche Generierung durch Maschinen statt durch manuelle Eingaben.

Es handelt sich zudem um einen wachsenden Markt. Der Branchenanalyst Verdantix prognostiziert, dass der Markt für industrielle Datenverwaltungssoftware von 2,1 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 auf 6,1 Milliarden US-Dollar bis 2029 nahezu verdreifacht wird, da immer mehr Hersteller von der einfachen Datenerfassung zu Analysen und KI-fähiger Infrastruktur übergehen.

Was ein Historian tatsächlich leistet

In der Praxis sind es vier Aufgaben:

Datenerfassung. Ein Historian verbindet sich über Industrieprotokolle (OPC-UA, MQTT, Modbus u. a.) mit Steuerungssystemen (SPS, Prozessleitsysteme, SCADA) und ruft kontinuierlich Messwerte ab – in einem mittelgroßen Werk oft Tausende von Datenpunkten pro Sekunde.

Komprimierung. Rohdaten von Sensoren sind enorm umfangreich. Ein Historian wendet Komprimierungsalgorithmen an (häufig „Swinging-Door“- oder ähnliche Totband-Verfahren), um den Verlauf eines Trends abzubilden, ohne jeden einzelnen Messwert speichern zu müssen. Dies reduziert den Speicherbedarf drastisch, während die relevanten Änderungen erhalten bleiben.

Datenabruf. Gespeicherte Daten müssen schnell abrufbar sein – sei es für ein Trenddiagramm, das während einer Schicht aufgerufen wird, oder für eine Abfrage über drei Jahre hinweg für ein Compliance-Audit. Die Abfragegeschwindigkeit bei großen Datenmengen ist eine der größten technischen Herausforderungen, die ein Historian löst. Genau deshalb sind spezialisierte Historians für diese Arbeitslast herkömmlichen Datenbanken überlegen.

Ereigniserfassung. Über reine Tag-Werte hinaus kann ein Historian Ereignisse erkennen und protokollieren – etwa den Start einer Charge, das Auslösen eines Maschinenalarms oder einen laufenden CIP-Reinigungsprozess. So werden aus rohen Trenddaten Informationen, die für Menschen (oder Modelle) sinnvoll abfragbar sind, anstatt nur einen unstrukturierten Strom von Zahlen zu erhalten.

Historian vs. allgemeine Zeitreihendatenbank

Jeder industrielle Historian ist technisch gesehen eine Zeitreihendatenbank, aber nicht jede Zeitreihendatenbank ist für diese Aufgabe konzipiert. Die Unterschiede sind bei der Evaluierung von Optionen entscheidend:

Die dritte Spalte, ein auf Open-Source basierender Historian, taucht in den meisten Erklärungen dieser Kategorie nicht auf, stellt jedoch eine reale und zunehmend verbreitete Architektur dar: Industrielle Historians, die auf bewährten Open-Source-Zeitreihen-Engines (wie InfluxDB) statt auf proprietären Datenbanken aufbauen und diese mit industriespezifischer Kontextualisierung ergänzen.

Einsatzgebiete von Historians

Lebensmittel- und Getränkeindustrie. Ein Hersteller von Tiefkühlkartoffelprodukten mit vier Standorten führte seine Produktionsdaten in einem einzigen Historian zusammen. Dadurch wurde die Analyse von einzelnen SCADA-Bildschirmen gelöst und standort- sowie linienübergreifende Vergleiche ermöglicht, einschließlich der Rückverfolgung eines spezifischen Qualitätsfehlers auf einen Druckabfall, der Tage zurücklag.

Fermentation und Spezialzutaten. Ein globales Fermentationsunternehmen führte eine automatisierte Ereigniserkennung ein, um einen manuellen Datentransformations-Workflow zu eliminieren, der die Skalierung eines Pilotprojekts auf andere Standorte unpraktisch gemacht hatte. Dabei wurden manuell erstellte Integrationsskripte durch eine automatische Batch- und Ereigniskennzeichnung ersetzt.

Fertigung an mehreren Standorten. Ein Glashersteller mit Niederlassungen in über 30 Ländern standardisierte innerhalb von zwei Jahren acht Standorte auf eine einzige Historian-Plattform. Diese wird nun zur Senkung der Energiekosten, zur Ertragssteigerung und zur Rückverfolgbarkeit in einer wesentlich größeren und heterogeneren Produktionsumgebung eingesetzt, als dies bei einer Implementierung an nur einem Standort der Fall wäre.

Historians sind auch in der Chemie-, Pharma-, Öl- und Gasindustrie sowie bei Versorgungsunternehmen weit verbreitet – überall dort, wo kontinuierliche oder chargenbasierte Prozessdaten erfasst, komprimiert und über lange Zeiträume hinweg abfragbar gemacht werden müssen.

Das Problem mit herkömmlichen Historians

Die meisten heute auf dem Markt erhältlichen Historians wurden vor Jahrzehnten konzipiert, was sich in einigen spezifischen, bekannten Einschränkungen widerspiegelt:

Lizenzmodelle, die Wachstum bestrafen. Eine Preisgestaltung pro Tag oder pro Server führt dazu, dass die Kosten für einen Historian genau mit dem skalieren, von dem man mehr haben möchte: Sensoren, Datenpunkte, Auflösung. Dies schafft einen stillen Anreiz, weniger Daten zu erfassen, aggressiver zu komprimieren, als man es eigentlich möchte, oder schlichtweg keine neuen Tags hinzuzufügen.

Proprietäre Formate. Daten, die im proprietären Format eines Historians gespeichert sind, lassen sich nur schwer verschieben, außerhalb der herstellereigenen Tools kaum abfragen und nur mühsam in Systeme einspeisen, die nach dem Historian entwickelt wurden – einschließlich moderner Analyse- sowie KI/ML-Pipelines, die offene, strukturierte Daten voraussetzen.

Konfigurationsabhängigkeit. Das Hinzufügen eines neuen Tags, das Ändern einer Berechnung oder die Anpassung der Datenkontextualisierung erfordert oft herstellerspezifische Tools oder Fachkenntnisse. Dadurch wird aus einer eigentlich kleinen Änderung eine Anfrage, die in einer Warteschlange landet.

Hürden bei der Selbstbedienung. Wenn ein Ingenieur einen benutzerdefinierten Bericht erstellen oder einen Export durchführen muss, um Historian-Daten zu untersuchen, schaut sich der Großteil des Unternehmens die erfassten Daten nie an, obwohl sie direkt verfügbar wären.

Dies sind keine hypothetischen Beschwerden, sondern durchweg die Hauptgründe, die Industrieteams für die Evaluierung eines Historian-Austauschs oder die Planung eines Modernisierungsprojekts anführen.

So sieht ein moderner, offener Historian aus

Die Antwort auf diese vier Einschränkungen ist architektonischer Natur und nicht nur eine bloße Funktionsliste. Eine Open-Source-Basis (statt einer von Grund auf neu entwickelten proprietären Datenbank) beseitigt das Problem der Formatbindung von vornherein, da die zugrunde liegende Speicherung auf weit verbreiteten, gut dokumentierten offenen Standards basiert. Eine Pauschallizenzierung statt einer Abrechnung pro Tag eliminiert den wirtschaftlichen Anreiz, zu wenige Daten zu erfassen. Die automatische Kontextualisierung von Ereignissen und Chargen, die direkt integriert und nicht nachträglich aufgesetzt ist, sorgt dafür, dass für Self-Service-Analysen nicht bei jeder Frage ein Ingenieur als Vermittler erforderlich ist.

Das ist die Architektur, auf der der Factry Historian aufbaut: InfluxDB und Grafana als Open-Source-Fundament, Pauschallizenzierung statt Kosten pro Tag und automatische Ereigniserkennung, damit Chargen, Zyklen und Alarme bereits bei der Erfassung strukturiert werden. Es ist zudem erwähnenswert, dass Historians dieser Bauart – eine recht junge und spezifische Entwicklung – besser für KI- und ML-Workloads geeignet sind als proprietäre Alternativen. Da die Daten bereits strukturiert und hochauflösend vorliegen und über Standard-Abfragemethoden zugänglich sind, müssen sie nicht erst exportiert und aufbereitet werden. Dies schließt auch direkte Abfragen in natürlicher Sprache über neuere MCP-basierte Schnittstellen ein.

Nichts davon erfordert, einen bestehenden Historian sofort aufzugeben. Viele Unternehmen betreiben einen modernen, offenen Historian parallel zu oder auf ihrer bestehenden Infrastruktur (einschließlich neben einem MES, wo beide Systeme komplementäre Rollen erfüllen), anstatt alles auf einmal zu ersetzen.

So bewerten Sie einen Historian

Ein paar konkrete Punkte, die Sie unabhängig vom Anbieter oder Ansatz prüfen sollten:

Diese sechs Fragen sind wichtiger als jeder einzelne Funktionsvergleich, da sie darüber entscheiden, ob ein Historian tatsächlich im gesamten Unternehmen genutzt wird oder auf das Team beschränkt bleibt, das ihn eingerichtet hat.

‍