Automatisierungsingenieur

Was ist ein Automatisierungsingenieur?

Ein Automatisierungsingenieur entwirft und entwickelt autonome Systeme, um repetitive Aufgaben zu verwalten und die Effizienz und Produktivität zu verbessern. Solche Ingenieure sind in vielen Branchen tätig, von der Softwareentwicklung bis zum Fabrikbetrieb, und setzen Automatisierung in Robotik, Steuerungssystemen, Software und Maschinen ein, um menschliche Fehler zu reduzieren und die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen.

Der Beruf hat in Zeiten künstlicher Intelligenz (KI) an Bedeutung gewonnen, aber die Programmierung der damit verbundenen komplexen Automatisierung ist nicht trivial. In der Regel ist ein Bachelor-Abschluss in einem ingenieurwissenschaftlichen Fachbereich mit gleichzeitiger Praxiserfahrung durch Praktika erforderlich. Außerdem müssen die Studierenden während des Studiums Zertifizierungen erwerben und anschließend in Einstiegsjobs weitere Kenntnisse erwerben. Einige Automatisierungsingenieure streben einen Master-Abschluss an, um vertiefte Kenntnisse in einem Spezialgebiet zu erwerben.

Was macht ein Automatisierungsingenieur?

Automatisierungsingenieure entwerfen, entwickeln und implementieren automatisierte Systeme zur Optimierung von Prozessen in einer Vielzahl von Branchen. Die Aufgabe des Ingenieurs – die Automatisierung von Arbeitsabläufen und Systemen – reduziert den manuellen Aufwand, erhöht die Effizienz und verbessert die Zuverlässigkeit.

Automatisierungsingenieure arbeiten mit einem viel breiteren Spektrum an Technologien und Werkzeugen als herkömmliche Programmierer. Tatsächlich benötigen Automatisierungsingenieure Kenntnisse über Softwareanwendungen, Datenbanken, Netzwerke und Hardwaregeräte wie Maschinen und Robotik.

Arten von Automatisierungsingenieuren

Unabhängig vom Fachgebiet sind Automatisierungsingenieure bestrebt, die Effizienz, Konsistenz und Sicherheit zu verbessern und gleichzeitig den menschlichen Eingriff zu reduzieren. Die Aufgaben und Anforderungen variieren stark zwischen den verschiedenen Branchen.

Im Öl- und Gassektor beispielsweise konzentrieren sich Automatisierungsingenieure auf den sicheren und effizienten Betrieb von Anlagen und Geräten. In der Pharmaindustrie stellen sie sicher, dass die Verarbeitung effizient ist und den strengen Vorschriften der Branche gerecht werden.

In der Lebensmittel- und Getränkeindustrie liegt der Schwerpunkt auf einer qualitativ hochwertigen Produktion, Verpackung und Distribution unter Einhaltung der Hygiene- und Sicherheitsstandards. Bei Versorgungsunternehmen wie Wasser- und Stromversorgern sorgen Automatisierungsingenieure für eine zuverlässige Verteilung der Ressourcen und die Instandhaltung der Infrastruktur.

In allen Bereichen der Fertigung ist ihr Ziel eine sichere, fehlerfreie Produktion in großen Stückzahlen.

Außerdem kann es innerhalb einer bestimmten Branche viele verschiedene Arten von Automatisierungsingenieuren geben. Hier sind zwei Beispiele.

Industrielle Automatisierung

Fachleute für industrielle Automatisierung haben unterschiedliche Positionen und Titel, die ihren Kenntnisstand widerspiegeln:

• Zu den Einstiegspositionen gehören Junior-Automatisierungsingenieur und Automatisierungstechniker.
• Zu den mittleren Positionen gehören Automatisierungsingenieur, Steuerungssystemingenieur und Prozessautomatisierungsingenieur.
• Zu den Titeln für leitende Angestellte gehören leitender Automatisierungsingenieur, leitender Automatisierungsentwickler und Automatisierungsprojektmanager.
• Zu den spezialisierten Positionen und Titeln gehören Robotikingenieur, Instrumentierungsingenieur und Automatisierungsberater.

IT-Automatisierung

Die IT-Branche verfügt über eine Vielzahl von Automatisierungsingenieuren für viele verschiedene Aufgaben, darunter die folgenden:

• Automatisierungsingenieur
• Testautomatisierungsingenieur
• DevOps-Entwickler
• Automatisierungsingenieur für Qualitätssicherung (QS)
• Softwareautomatisierungsingenieur
• Cloud-Automatisierungsingenieur
• Infrastrukturautomatisierungsingenieur
• Build- und Release-Ingenieur

Technologische Trends in der Automatisierung

Mit der wachsenden Komplexität und Digitalisierung von Prozessen entwickeln sich auch die Werkzeuge und Anforderungen für Automatisierungsingenieure ständig weiter. Die folgenden Technologien nehmen Einfluss auf die Arbeit von Automatisierungsingenieuren:

• Künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning (ML): Automatisierungsingenieure setzen zunehmend auf KI und Machine Learning, um Prozesse intelligenter und adaptiver zu gestalten. Beispielsweise ermöglichen ML-Modelle eine vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance), bei der Maschinenanomalien frühzeitig erkannt werden. Auch in der Qualitätskontrolle werden KI-Systeme eingesetzt, um Fehler automatisch zu identifizieren.
• Industrial Internet of Things (IIoT): Durch die Vernetzung von Maschinen, Sensoren und Systemen entsteht eine Datenbasis, auf der Automatisierungsentscheidungen in Echtzeit getroffen werden können. IIoT-Plattformen verbinden die physische mit der digitalen Welt und ermöglichen eine kontinuierliche Überwachung und Optimierung von Anlagen. Automatisierungsingenieure müssen daher auch Kenntnisse in Netzwerktechnik, Datenintegration und Cloud-Systemen mitbringen.
• Cybersecurity: Mit wachsender Vernetzung steigt das Risiko von Cyberangriffen auf industrielle Steuerungssysteme. Sicherheitskonzepte wie Defense in Depth oder die Segmentierung von Netzwerken sind deshalb essenziell. Automatisierungsingenieure arbeiten heute oft eng mit IT-Sicherheitsfachleuten zusammen, um robuste und geschützte Systeme zu entwickeln.
• Low-Code/No-Code-Plattformen: In der IT-Automatisierung gewinnen visuelle Entwicklungsplattformen wie Microsoft Power Automate, UiPath oder Zapier an Bedeutung. Sie ermöglichen es auch Fachanwendern ohne tiefgreifende Programmierkenntnisse, Automatisierungen zu erstellen. Für Automatisierungsingenieure bedeutet das, dass sie zunehmend beratend, überwachend und integrativ tätig werden.
• Digitale Zwillinge: Ein digitaler Zwilling ist ein virtuelles Abbild eines realen Prozesses oder Produkts, das zur Simulation und Optimierung genutzt wird. In der Automatisierung erlaubt diese Technologie, Prozesse vor dem physischen Aufbau zu testen und laufende Systeme in Echtzeit zu überwachen. Automatisierungsingenieure nutzen diese Modelle, um Fehlerquellen frühzeitig zu erkennen und Optimierungen risikolos durchzuspielen.

Welche Branchen benötigen Automatisierungsingenieure?

Aufgrund der nachgewiesenen Effizienzsteigerung und Sicherheitsverbesserung bei gleichzeitiger Reduzierung menschlicher Fehler spielen Automatisierungsingenieure in vielen Branchen eine wichtige Rolle, darunter:

• Fertigung: Der Fertigungssektor nutzt Automatisierung in Fertigungsstraßen sowie für die Teilehandhabung, Prüfung, Materialhandhabung und Qualitätsüberwachung.
• Öl und Gas: Diese Branche benötigt komplexe Automatisierungssysteme zur Überwachung der Sicherheit, Optimierung der Abläufe und Risikominderung in gefährlichen Umgebungen.
• Gesundheitswesen: Automatisierungssysteme steuern die Herstellung von Arzneimitteln, die Montage und Verwendung von medizinischen Geräten, die den gesetzlichen Standards entsprechen, sowie Labortests und die Datenerfassung.
• Lebensmittel und Getränke: Automatisierung unterstützt die Lebensmittelproduktion und -verpackung, um die Konsistenz zu verbessern, Abfall zu reduzieren und die Hygienestandards der Branche zu erfüllen.
• Energie und Versorgung: Erneuerbare Energiequellen wie Wind-, Solar- und Wasserkraftwerke nutzen Automatisierung, um die Energieerzeugung und die betriebliche Effizienz zu optimieren.
• Robotik: Automatisierungsingenieure entwerfen, entwickeln und implementieren Robotersysteme für industrielle, gewerbliche, medizinische und Haushaltsanwendungen.
• Bauwesen: Ingenieure arbeiten mit Robotersystemen, die bei vielfältigen Aufgaben – vom Mauern über den 3D-Druck bis hin zur Strukturüberwachung – helfen, um menschliche Fehler zu reduzieren.
• Logistik: Automatisierung erhöht die Geschwindigkeit und Genauigkeit von Lagerabläufen, Bestandsverwaltung, Sortierung, Verpackung und Transport von Waren.
• Telekommunikation: Diese Branche ist auf Automatisierungstechnik für die Netzwerküberwachung, Optimierung und Datenverarbeitung in der groß angelegten Kommunikation angewiesen.
• Architektur: Intelligente Gebäude und andere physische Infrastrukturen nutzen Automatisierung in großem Umfang für die Planung und den Betrieb von Funktionen wie Klimatisierung, Beleuchtung, Sicherheitssysteme, Energieverbrauch, Abfallmanagement und Verkehrsfluss.

Ausbildungsvoraussetzungen für Automatisierungsingenieure

Während die Technologiebranche voller sehr erfolgreicher Programmierer ohne formale Ausbildung ist, erfordert die Automatisierungstechnik oft mindestens einen Bachelor-Abschluss in Ingenieurwissenschaften – darunter Elektrotechnik, Maschinenbau und Informatik.

Über Programmierkenntnisse in gängigen Sprachen wie Python, C++, Ladder Logic (für SPS) Java hinaus müssen Automatisierungsingenieure industrielle Steuerungssysteme und deren Komponenten – speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS), übergeordnete Steuerungen und Datenerfassung sowie verteilte Steuerungssysteme – beherrschen. Außerdem müssen sie computergestützte Konstruktionssoftware für die Erstellung physischer Komponenten sowie Prozessleitsysteme verstehen.

Da Automatisierung häufig mit Robotik verbunden ist, müssen diese Fachleute mit industriellen Automatisierungssoftware-Tools von Siemens, Rockwell Automation und ABB vertraut sein, wie TIA Portal, Studio 5000 oder Automation Builder.

Zertifizierungen belegen die Beherrschung etablierter Automatisierungspraktiken und fördern den beruflichen Aufstieg. Dazu gehören die Zertifizierung als Certified Automation Professional der International Society of Automation (ISA), die Zertifizierung als Certified Control Systems Technician, ebenfalls von der ISA, sowie Zertifizierungen für bestimmte Software oder Systeme wie SPS.

Parallel zu ihrer Ausbildung sammeln angehende Automatisierungsingenieure während ihres Studiums Erfahrungen in Praktika. Die Durchführung persönlicher oder akademischer Automatisierungsprojekte eröffnet ebenfalls Einstiegsmöglichkeiten.

Erforderliche Fähigkeiten und Aufgaben eines Automatisierungsingenieurs

Automatisierungsingenieure absolvieren oft eine mehrjährige Ausbildung und Praxis, sammeln Erfahrungen in verschiedenen theoretischen und praktischen Bereichen und erwerben Zertifizierungen, um ihre Kompetenzen nachzuweisen. Anschließend wenden sie diese vielfältigen Fähigkeiten in zahlreichen Berufen an, darunter die folgenden:

• Systemdesign: Dies ist der erste von vielen Schritten eines Automatisierungsingenieurs in jedem Prozess.
• Hardware- und Softwareentwicklung: Diese Ingenieure entwickeln Software und Hardware und schreiben und testen die Software dann mit gängigen Programmiersprachen wie Python oder speziellen Sprachen wie SPS. Automatisierungsingenieure arbeiten häufig mit SCADA-Systemen, um Prozesse in Echtzeit zu überwachen, Daten zu erfassen und Fernsteuerungen durchzuführen.
• Wartung der Geräte: Herkömmliche Softwareingenieure warten in der Regel nicht ihre Server. Automatisierungsingenieure müssen jedoch sicherstellen, dass ihre Robotik- und anderen Hardwaresysteme korrekt und kontinuierlich funktionieren.
• Testen und Validieren: Automatisierungssysteme werden nicht immer an die Qualitätssicherungs- oder Testabteilung eines Unternehmens übergeben. In einigen Fällen ist der Automatisierungsingenieur als Entwickler auch der Tester.
• Zusammenarbeit: Automatisierungsingenieure arbeiten mit anderen Ingenieuren, Projektmanagern und sogar Stakeholdern zusammen.

Neben der Fähigkeit zur Zusammenarbeit sind weitere Soft Skills erforderlich, die jedoch meist für alle Entwickler gelten. Dennoch sind hier einige wichtige Soft Skills für einen Automatisierungsingenieur aufgeführt:

• Anpassungsfähigkeit: Automatisierungsingenieure haben die Aufgabe, mehrere Systeme zu optimieren und Probleme zu beheben.
• Kommunikation: Automatisierungsingenieure tauschen Ideen mit technischen und nicht-technischen Stakeholdern aus und müssen daher klar und dennoch abwechslungsreich kommunizieren, um ihr Publikum anzusprechen.
• Zeitmanagement: Diese Fachleute führen oft mehrere komplizierte Aufgaben in kurzer Zeit aus.
• Begeisterungsfähigkeit: Automatisierungsingenieure arbeiten manchmal eng mit anderen Gruppen zusammen, was eine Mischung aus selbstbewusster Führung und einem Verständnis für die Bedeutung von Teamarbeit für den erfolgreichen Abschluss eines Prozesses erfordert.