Herr der Daten: So sichert die Blockchain smarte Produktionsverfahren ab

Digitalisierung und Industrie 4.0 | Innovationen | Technologietrends | Zukunft der Produktion | Blockchain? Hat das nicht etwas mit Bitcoin zu tun? In diesem Fall nicht. Wir sind im TechCenter Additive Manufacturing in Mülheim. Hier zeigen thyssenkrupp und IBM in einer Live-Demonstration, warum das Blockchain-Verfahren dem industriellen 3D-Druck zum Durchbruch verhelfen könnte.

Ein Sprint war es schon. Genauer gesagt vier. Jetzt ist der Moment gekommen, auf den das agile Team aus Blockchain-Spezialisten, IT-Entwicklern, Designern und Ingenieuren in zeitlich befristeten Projektschritten („Sprints“) acht Wochen hingearbeitet hat: die Abschlusspräsentation vor den Auftraggebern im TechCenter Additive Manufacturing von thyssenkrupp. Im Kern geht es um die Frage, wie sich die hochsensiblen Daten aus der Komponentenfertigung so austauschen lassen, dass das geistige Eigentum der beteiligten Unternehmen jederzeit geschützt bleibt. Einblicke in diesen Prozess gewähren der Industriekunde „Siggi“, Entwicklungsingenieur „Peter“ und Druck-Dienstleisterin „Anita“ – fiktive Charaktere, mit deren Hilfe das Expertenteam erklärt, wie aus einer ersten Kundenanfrage ein sicherer und für alle Seiten transparenter Druckauftrag wird.

Bauteil aus dem 3D-Drucker Bauteile aus dem 3D-Drucker bringen viele Vorteile mit sich. Mit IDS und Blockchain wird das Verfahren für die Hersteller noch sicherer und selbstbestimmter.

„Der globale Austausch von Daten, darunter auch streng vertrauliche Informationen wie Konstruktionsdateien, wird in der industriellen Produktion immer wichtiger“, erklärt Dr. Joachim Stumpfe, Innovationsexperte bei thyssenkrupp. Ein Beispiel dafür ist die additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck: Mit ihrer Hilfe lassen sich komplexe Kunststoff- oder Metallbauteile für den industriellen Einsatz präzise, schnell und hocheffizient produzieren. Denn das Verfahren schickt statt der Teile selbst nur noch Daten um die Welt. So entkoppelt es die Entwicklung von der Fertigung. Im Mülheimer TechCenter entwickelt das Team somit beispielsweise eine einzelne Flugzeugkomponente, die dann von einem Print Hub an einem beliebigen Ort auf der Welt hergestellt werden kann.

Gut geschützt im Dataspace

Um im industriellen 3D-Druck Subunternehmer wie „Anita“ einzubinden, müssen Unternehmen bereit sein, ihre Daten zu teilen. Die Voraussetzung dafür: Hersteller und Entwickler haben die Sicherheit, dass ihr wertvolles geistiges Eigentum im weitverzweigten globalen Netzwerk nicht in die falschen Hände gerät. „Es geht hier nicht nur um Sicherheit, sondern um Datensouveränität“, erklärt thyssenkrupp Vorstandsmitglied Dr. Donatus Kaufmann. „Wir wollen unseren Kunden eine Plattform zur Verfügung stellen, mit der sie zu jedem Zeitpunkt im Prozess Herr ihrer Daten bleiben.“ Jeder Nutzer muss selbst bestimmen können, wer welche Daten einsehen und bearbeiten darf – und wie lange. Gleichzeitig muss jederzeit transparent nachvollziehbar sein, wann und von wem Änderungen vorgenommen wurden.

Mit diesen Anforderungen im Hinterkopf hat ein Team aus thyssenkrupp- und IBM-Spezialisten erstmals zwei Technologien kombiniert: International Data Space (IDS) und Blockchain.

IDS und Blockchain: mit dem Logbuch im abhörsicheren Raum

2015 haben sich 40 Unternehmen und zwölf Fraunhofer-Institute zusammengetan, um den digitalen Austausch in der Industrie zu erleichtern. Das Resultat ist der IDS, ein geschützter Raum zum Datenaustausch. Sensible Informationen wandern dabei nicht in eine externe Cloud, sondern werden über sogenannte IDS-Konnektoren „Peer-to-Peer“ zwischen berechtigten Partnern und nur für den jeweiligen Verwendungszweck ausgetauscht. Heute unterstützen knapp 100 Unternehmen den IDS, der Datensouveränität und damit den Schutz geistigen Eigentums gewährleistet: Daten werden nur dann ausgetauscht, wenn sie von vertrauenswürdigen, zertifizierten Partnern angefragt und freigegeben werden.

3D-Druck ist standortunabhängig 3D-Druck funktioniert völlig standortunabhängig. So können Unternehmen auf der ganzen Welt zusammenarbeiten.

Im Zusammenspiel mit der Blockchain wird der Prozess zudem transparenter. Die Technologie funktioniert dabei wie ein elektronisches Logbuch, das parallel auf den Rechnern aller Beteiligten geführt wird. Dieses erfasst sämtliche Aktionen, also zum Beispiel das Senden von Konstruktionsdaten oder den Produktionsstart des 3D-Druckers. Dabei wird jede Änderung in alle Kopien des Logbuchs (auch „Distributed Ledger“ genannt) geschrieben – und zwar so, dass sie sich im Nachhinein nicht mehr verändern lässt. Wichtig auch hier: Nicht jeder kann alles sehen. So hat zum Beispiel der Auftraggeber keinen Einblick in die Prozessdaten des Druckdienstleisters, denn dieser stimmt sich direkt mit seinem Ansprechpartner im TechCenter ab. Ist der Druckauftrag ausgeführt, prüft ein Ingenieur von thyssenkrupp das Ergebnis, und loggt mit seiner Freigabe den letzten Schritt ein: das Bauteil wird an den Kunden versendet.

IDS und Blockchain: ein Traumpaar ist bereit für die Praxis

Im TechCenter Mülheim demonstriert das Team den Datenpingpong an verschiedenen Screens. Die Zuschauer sehen, wie Chatverläufe auf der Plattform dokumentiert und Prozessdaten verschlüsselt abgelegt werden. „Die Blockchain-Technologie bringt Transparenz und Rückverfolgbarkeit – eine perfekte Ergänzung zum IDS mit seinen sicheren Übertragungswegen“, fasst Teammitglied Sarah Wiederkehr von IBM zusammen. Das Ergebnis der Live-Demonstration, ein weißer Kunststoffwürfel, baut sich Schicht um Schicht vor dem Publikum auf. Der „Proof of Concept“ ist erbracht.

3D-Druck Komplexe Kunststoff- oder Metallbauteile für den industriellen Einsatz lassen sich präzise, schnell und hocheffizient produzieren. Statt der Teile selbst schickt das Verfahren nur noch Daten um die Welt.

Und wie geht es jetzt weiter? „Nachdem klar ist, dass das Konzept grundsätzlich funktioniert, geht es in die Pilotphase“, kündigt Joachim Stumpfe an. Es gibt verschiedene Bereiche bei thyssenkrupp, die bereits Interesse angemeldet haben. Denn eins ist klar: Daten sicher und souverän auszutauschen, ist in globalen Fertigungsketten das A und O. Derweil verstaut das Projektteam in Mülheim die Laptops. Siggi, Peter und Anita sind bereit für den nächsten Sprint.

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