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Mit der Blockchain Aufträge verteilen

Manipulationssichere Transaktionsplattform

Mit der Blockchain Aufträge verteilen

Blockchain-Technologie und das Konzept des digitalen Zwillings lassen sich zu einer manipulationssicheren Plattform für Transaktionen zwischen Maschinen kombinieren. Ein Use Case aus der additiven Fertigung zeigt, wie sich so maschinenbasierte Geschäftsprozesse einrichten lassen.

(Bild: ©LuckyStep/stock.adobe.com) [1]

(Bild: ©LuckyStep/stock.adobe.com)

Spezialisierten Produzenten fehlt oft die Kapazität für Großaufträge oder sie können nicht alle Fertigungsschritte im eigenen Werk leisten. Gleichzeitig haben viele Maschinen von Zeit zu Zeit Restkapazität. Alle Zustände wirken sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit des Unternehmens aus. Um diesen Herausforderungen entgegenzutreten, schließen sich manche Unternehmen bereits heute zu Netzwerken zusammen. So können Aufträge von verschiedenen Produktionen übernommen bzw. Arbeitsschritte geteilt werden. Meist passiert das regional beschränkt und mit gut bekannten Unternehmen. Dies ist ein zentraler Aspekt, da wesentliche Assets geteilt werden – von Kundendaten bis Blaupausen. Auch beim Thema Qualität muss man sich auf seine Partner verlassen können.

Über das Netzwerk hinaus

Da es keine gemeinsame Technologieplattform gibt, läuft der Prozess teilautomatisiert. Das ist an vielen Stellen der Arbeitskette auch so gewollt, schließlich möchte man seine CNC-Fräse nicht ohne Weiteres an das Internet anschließen, da dies auch ein Sicherheitsrisiko darstellt. Was muss gegeben sein, um Aufträge auch außerhalb des eigenen lokalen Netzwerkes zu vergeben bzw. aufzuteilen? Dafür braucht es Vertrauen. Und solange das zwischen den Geschäftspartnern selbst nicht vorhanden ist, braucht es einen neutralen Mittler. Hier kann die Blockchain einspringen, als digitales verteiltes Register, das sich durch Dezentralität, Unveränderlichkeit und Transparenz auszeichnet. Alle Vorgänge werden transparent abgelegt, und jede Transaktion bei jedem Teilnehmer geloggt. Dies macht die Technologie besonders ausfall- und manipulationssicher. Auch Datenschutzaspekte sind über die Blockchain abbildbar. Wegen ihrer dezentralen Natur wird die Blockchain häufig auch als Distributed-Ledger-Technologie (DLT) bezeichnet.

Manipulationssicher

Wenn nun das digitale Abbild einer Maschine als digitaler Zwilling (Digital Twin, mehr unten) auf die Blockchain gebracht wird, sind dessen Identität und alle damit verknüpften Datensätze besonders manipulationssicher. Das Vertrauensproblem wird dadurch aber nur teilweise gelöst. Zusätzlich bedarf es einer Plattform, mit der die Informationen ausgetauscht werden, die der neue Geschäftspartner braucht.

Manipulationssichere Transaktionsplattform

Mit der Blockchain Aufträge verteilen

Mit Blockchain-Technologie könnte ein Verbund von Fertigungsunternehmen die notwendige Verbindlichkeit schaffen, um Großaufträge werksübergreifend bearbeiten zu können. (Bild: © Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Ilmenau) [2]

Mit Blockchain-Technologie könnte ein Verbund von Fertigungsunternehmen die notwendige Verbindlichkeit schaffen, um Großaufträge werksübergreifend bearbeiten zu können. (Bild: © Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Ilmenau)

Mit Unbekannten teilen

Ein Beispiel: Verschiedene Unternehmen, die sich möglicherweise nicht kennen, möchten zur Erfüllung eines großen Auftrags Werkstücke und zugehörige Auftragsdaten miteinander teilen. Das Datenformat für den Maschinenauftrag ist bereits standardisiert, reicht aber noch nicht für derartige Zusammenarbeitsmodelle aus. Aber das Datenformat bietet einen Individualisierungsraum. Dieser reicht aus, um Auftragsrohdaten und die Prozessschritte darin abbilden zu können. Damit ist es jetzt möglich, einer Maschine im Fertigungsprozess einen Teilauftrag in einem bekannten, standardisierten und bereits einsatzfähigen Datenformat mitzuteilen. Anstatt diese Dateien per E-Mail auszutauschen, kommt eine Blockchain-basierte Plattformtechnologie zum Einsatz. Darin haben alle Beteiligten – vom Auftraggeber über den Auftragnehmer bis zum Wartungs- und Servicepersonal einer Maschine – eine eindeutige digitale Repräsentation. Mit dieser dezentralen Identität (DID) können die Teilnehmer Rechte und Pflichten bekommen, und Aktivitäten auf der Plattform können eindeutig zugeordnet werden. Damit werden sie verbindlich und können als legal bindend betrachtet werden.

Fähigkeiten zuordnen

Auch die Maschine selbst ist als digitaler Zwilling repräsentiert. Somit kann sie individuell belegt, beauftragt oder gesteuert werden – ihre Aktivitäten werden dokumentiert. Die Dokumentation reicht von Wartungs- und Servicearbeiten bis hin zur Fertigungsdokumentation. Dem digitalen Zwilling werden Fähigkeiten zugeordnet, z.B. Fräsen oder Schweißen. Sofern diese Maschine konfigurierbar ist, etwa für das Verarbeiten unterschiedlicher Materialien, können diese Konfigurationen automatisiert in den digitalen Zwilling übernommen werden. Damit sind auf der Plattform jederzeit alle Fähigkeiten der angeschlossenen Maschinen aktuell.

Virtuelle Steuerung

Alle angeschlossenen Maschinen können jetzt virtuell als ein Unternehmen in einer sogenannten Smart Factory gesteuert werden und Aufträge können gemeinsam abgearbeitet werden. In der Auftragsbearbeitung kann im Rahmen der Maschinendisposition beachtet werden, welche Maschine welche Fähigkeiten und welche Kapazität hat. So kann eine Schweißarbeit beispielsweise auf mehrere Anlagen oder Unternehmen verteilt, hingegen können alle Fräsarbeiten an einen CNC-Dienstleister vergeben werden. Da auf der Plattform nur steuernde Prozessdaten und Auftragsrohdaten verteilt werden, muss kein teilnehmendes Unternehmen Angst um seine kreativen Daten der Wertschöpfung haben. Diese werden weiterhin im Rahmen der Auftragserstellung an der Maschine lokal erarbeitet und in der maschinenspezifischen Anwendung gespeichert.

Qualitätsmanagement möglich

Über den Fertigungsprozess hinaus ergibt sich auch die Möglichkeit einer lückenlosen Dokumentation eines gefertigten Teils – bereits während der Fertigung. Qualitätsmängel können so direkt zugeordnet werden und zur Fehleranalyse in beide Richtungen verwendet werden: Ein mangelhaftes Teil lässt Rückschlüsse auf die Maschine zu. Bei einer eindeutigen Fehlerquelle können gezielt Produkte kontrolliert werden, die ein fehlerhaftes Werkstück verbaut haben. n www.kompetenzzentrum-