i3X und OPC UA — eine praktische Einführung

Wenn Sie in der Fertigungs-IT arbeiten, haben Sie wahrscheinlich von i3X gehört — dem neuen offenen API-Standard von CESMII. Vielleicht wurde es Ihnen auch als „OPC UA für IT-Leute" oder „eine einfachere Alternative zu OPC UA" beschrieben. Beide Beschreibungen sind irreführend.

Dieser Artikel erklärt, was i3X tatsächlich ist, wie es sich zu OPC UA verhält und wo beide in einer modernen Fertigungsarchitektur ihren Platz haben.

Welches Problem löst i3X?

Moderne Fabriken betreiben Dutzende von Softwareplattformen: Historian, MES, ERP, SCADA, Analysetools, KI-Engines. Jede hat eine proprietäre API. Wenn Sie ein neues Analysetool mit drei bestehenden Plattformen verbinden müssen, schreiben Sie drei individuelle Integrationen. Kommt eine vierte Plattform hinzu, schreiben Sie drei weitere.

Das ist das n×m-Integrationsproblem: Die Anzahl der individuellen Integrationen wächst quadratisch mit der Anzahl der Systeme. Im großen Maßstab wird das unbeherrschbar.

i3X löst dieses Problem, indem es eine gemeinsame, herstellerneutrale REST-API definiert, die jede Plattform implementieren kann. Schreiben Sie Ihr Analysetool einmal gegen die i3X-API, und es funktioniert auf jeder konformen Plattform — ohne individuelle Adapter.

Was genau ist i3X?

i3X steht für Industrial Information Interoperability eXchange. Es ist eine Open-Source-API-Spezifikation (MIT-Lizenz), koordiniert von CESMII, dem U.S. Smart Manufacturing Institute. Stand Mitte 2026 befindet sich i3X im Release-Candidate-Status.

Wesentliche Merkmale:

• REST/JSON über HTTP — Standard-Webtechnologien, die jeder IT-Entwickler nutzen kann.
• Abfragebasiert — Anwendungen rufen Daten bei Bedarf ab, im Gegensatz zu MQTT, das Daten über Events sendet.
• Herstellerunabhängig — dieselbe API funktioniert auf jeder konformen Plattform (Historian, MES, Cloud).
• Kontextualisierte Daten — Antworten enthalten Datentypen, Einheiten, Qualität und Zeitstempel (das VQT-Modell), nicht nur Rohwerte.

i3X ist kein Transportprotokoll. Es ersetzt weder OPC UA noch MQTT. Es ist eine Zugriffsschicht — ein standardisierter Weg, industrielle Daten abzufragen, die bereits erfasst und modelliert wurden.

Wie verhält sich i3X zu OPC UA?

Das ist die entscheidende Frage, und die Antwort ist klar: i3X baut auf der Informationsmodellierung von OPC UA auf, bietet aber einen einfacheren Zugriffsmechanismus.

Denken Sie daran so:

• OPC UA ist das tiefgreifende Echtzeit-Backbone, das Maschinen, SPS und SCADA-Systeme verbindet. Es liefert das semantische Modell (das „Wörterbuch") und den sicheren Transport.
• i3X ist die entwicklerfreundliche API, die IT-Anwendungen (Dashboards, KI, Analytik) diese Daten konsumieren lässt, ohne den gesamten OPC-UA-Stack erlernen zu müssen.

Sie sind komplementär, nicht konkurrierend.

Was sind SM Profiles?

SM Profiles (Smart Manufacturing Profiles) sind die Verbindung zwischen i3X und OPC UA. Ein SM Profile ist eine standardisierte Datenvorlage, die Attribute, Datentypen und Struktur eines Fertigungsassets definiert — zum Beispiel einer Pumpe, eines Förderbands oder einer Spritzgießmaschine.

SM Profiles werden mit der OPC UA Part 5 Informationsmodellierung erstellt. Viele leiten sich von bestehenden OPC UA Companion Specifications ab (PackML, Euromap, PADIM). Das bedeutet, das semantische Modell ist konsistent, unabhängig davon, ob Sie über OPC UA Client/Server oder über die i3X REST-API auf die Daten zugreifen.

Der CESMII SM Profile Designer ermöglicht das Erstellen, Teilen und Wiederverwenden von Profilen über den Smart Manufacturing Marketplace.

Eine praktische Architektur

So fügen sich OPC UA und i3X in einer realen Fertigungsarchitektur zusammen:

Schicht 1: Shopfloor (OPC UA)

OPC-UA-Server laufen auf Edge-Geräten und verbinden sich direkt mit SPS, Sensoren und Maschinen. Sie stellen strukturierte Adressräume über Companion Specifications bereit. Diese Schicht übernimmt Echtzeitsteuerung, Alarmierung und sichere Maschine-zu-Maschine-Kommunikation.

Schicht 2: Edge / Plattform (OPC UA + i3X)

Eine industrielle Plattform (Historian, Edge-Analytik oder UNS) erfasst Daten von OPC-UA-Servern. Sie speichert die Daten mit vollständigem Kontext — Typen, Einheiten, Qualität, Zeitstempel. Die Plattform implementiert die i3X-API, um diese Daten für übergeordnete Anwendungen bereitzustellen.

Schicht 3: Enterprise / Cloud (i3X)

IT-Anwendungen — Dashboards, KI/ML-Pipelines, MES, ERP-Konnektoren — konsumieren Daten über i3X-REST-Aufrufe. Sie benötigen keine OPC-UA-SDKs, kein Sitzungsmanagement und keine Zertifikatsbehandlung. Ein einfacher HTTP-GET-Aufruf liefert typisiertes, kontextualisiertes JSON.

Wann was verwenden

Was i3X nicht leistet

Es ist wichtig, die Grenzen klar zu benennen:

• i3X ersetzt OPC UA nicht für die Echtzeitsteuerung. Sie können über i3X keine SPS-Methode aufrufen oder Alarme abonnieren.
• i3X definiert kein Transportprotokoll. Daten müssen weiterhin über OPC UA, MQTT oder andere Mittel erfasst werden, bevor sie über i3X abgefragt werden können.
• i3X ersetzt nicht die Notwendigkeit der Informationsmodellierung. Ohne ein gut definiertes SM Profile (typischerweise mit OPC-UA-Konzepten erstellt) fehlt den von i3X zurückgegebenen Daten der Kontext, der sie wertvoll macht.

Aktueller Stand

Stand Juni 2026 befindet sich i3X im Release-Candidate-Status. Die Spezifikation ist unter einer MIT-Lizenz als Open Source verfügbar. Eine Arbeitsgruppe mit Rockwell Automation, Siemens, Microsoft, AWS und Inductive Automation entwickelt sie aktiv weiter. Entwicklerressourcen sind auf i3x.dev und auf CESMIIs GitHub verfügbar.

Es ist noch früh. Produktivinstallationen beschränken sich auf Pilotprogramme innerhalb von CESMII-Mitgliedsorganisationen. Aber die Richtung ist klar: OPC UA bleibt das semantische und Transportrückgrat, während i3X zur standardisierten IT-Zugriffsschicht wird.

Die wichtigsten Erkenntnisse

1. i3X ist kein Ersatz für OPC UA. Es ist eine REST-API-Schicht, die auf OPC-UA-modellierten Daten aufsetzt.
2. SM Profiles sind die Brücke. Sie nutzen die OPC-UA-Informationsmodellierung zur Definition von Datenverträgen, die sowohl OPC UA als auch i3X bereitstellen können.
3. OPC UA für OT, i3X für IT. Verwenden Sie OPC UA, wo Sie sichere, sitzungsbasierte Echtzeit-Kommunikation benötigen. Verwenden Sie i3X, wo Sie leichtgewichtigen, zustandslosen Datenzugriff für webbasierte Anwendungen benötigen.
4. Das n×m-Problem ist real. Wenn Sie für jede Plattform-Anwendungs-Kombination individuelle Integrationen schreiben, lohnt sich eine Evaluierung von i3X.

Referenzen

1. CESMII — Smart Manufacturing Innovation Institute. cesmii.org
2. i3X Developer Portal — Open API specification and documentation. i3x.dev
3. CESMII GitHub — SM Profile Designer and i3X resources. github.com/cesmii
4. OPC Foundation — OPC UA Specification Part 5: Information Model. opcfoundation.org
5. CESMII — Smart Manufacturing Marketplace. marketplace.cesmii.net

Bei Sterfive bauen wir die OPC-UA-Infrastruktur, die Systeme wie i3X versorgt. Unsere Werkzeuge — node-opcua, OPC UA Modeler und Omni-Edge — erstellen die semantischen Modelle und Echtzeit-Datenpipelines, die i3X-Abfragen aussagekräftig machen. Sprechen Sie mit uns, wenn Sie eine Architektur entwerfen, die OT und IT verbindet.