Der digitale Zwilling als gemeinsamer Nenner

Die Blockchain in der Fertigung

Die Smart Factory und die Blockchain finden mit dem digitalen Zwilling zueinander: Es entsteht eine manipulationssichere Plattform für Transaktionen direkt zwischen Maschinen. Sie stellt Funktionen bereit für die Digitalisierung von maschinenbasierten Geschäftsprozessen. Im Artikel zeigen wir das an einem Use Case aus der additiven Fertigung.

(Bild: ©AndSus/Fotolia.com)

Die Herausforderungen sind schnell erklärt: Spezialisten in der Fertigung fehlt oft die Kapazität für Großaufträge, sie können nicht alle Fertigungsschritte selbst leisten oder der eigene Maschinenpark weißt Restkapazitäten auf. Alle drei Zustände wirken sich negativ auf die Wirtschaftlichkeit des Unternehmens aus. Unternehmen schließen sich daher oft in Netzwerken für eine kooperative Arbeitsweise zusammen. Dann werden Aufträge von verschiedenen Produktionen übernommen oder Arbeitsschritte zwischen Unternehmen geteilt. Meist passiert das sehr lokal und nur mit gut bekannten und vertrauten Unternehmen. Der Prozess läuft mangels gemeinsamer Technologieplattform nur teilautomatisiert. Das ist an vielen Stellen der Arbeitskette auch so gewollt: So möchte man seine CNC-Fräse nicht ohne Weiteres an das Internet anschließen. Das bedeutet aber auch, dass es Potenzial gibt, um die Prozesskosten zu senken. Damit aber Aufträge auch außerhalb des eigenen lokalen Netzwerkes vergeben bzw. aufgeteilt werden können, braucht es Vertrauen. Ist dies nicht vorhanden, benötigt es einen neutralen Mittler.

Besonders Manipulationssicher

Beide Aspekte sind wesentliche Eigenschaften der Blockchain-Technologie. Die Blockchain ist ein digitales verteiltes Register, das sich durch Dezentralität, Unveränderlichkeit und Transparenz auszeichnet. Alle Vorgänge werden transparent abgelegt, und jede Transaktion bei jedem Teilnehmer geloggt, wodurch die sie besonders ausfall- und manipulationssicher ist. Datenschutz und ähnliche Themen sind dennoch abbildbar. Wenn nun das digitale Abbild einer Maschine als digitaler Zwilling auf die Blockchain gebracht wird, ist deren Identität und alle damit verknüpften Datensätze besonders manipulationssicher, was das Vertrauensproblem zum Teil löst. Zusätzlich braucht es eine Plattform, mit der die Informationen, die der neue Geschäftspartner braucht, ausgetauscht werden können.

Aus der Praxis

Ein Beispiel: Unterschiedliche Unternehmen 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 – es bietet jedoch Individualisierungsraum, mit dem Auftragsrohdaten und die Prozessschritte abgebildet werden können. Damit ist es möglich, einer Maschine im Fertigungsprozess einen Teilauftrag in einem bekannten, standardisierten und bereits einsatzfähigen Datenformat mitzuteilen. Der Austausch der Dateien erfolgt über die Blockchain-basierte Plattform. Darin haben alle handelnden Personen und Firmen eine eindeutige digitale Repräsentation, die sogenannte Dezentrale Identität (DID). Diese kann Rechte und Pflichten bekommen und Aktivitäten auf der Plattform können ihr eindeutig zugeordnet werden. Damit werden sie verbindlich und können als legal bindend betrachtet werden.

Der Zwilling in der Blockchain

Die Maschine selbst ist als digitaler Zwilling auf der Plattform repräsentiert und damit eindeutig identifizierbar und kann individuell belegbar beauftragt oder gesteuert werden, und ihre Aktivitäten werden dokumentiert. Dem digitalen Zwilling wird dabei eine Fähigkeit zugeordnet wie etwa Fräsen. Maschinenkonfigurationen können automatisiert in den digitalen Zwilling übernommen werden, wodurch dieser immer aktuell ist. Alle angeschlossenen Maschinen können jetzt virtuell als ein Unternehmen in einer sogenannten Smart Factory gesteuert werden. Aufträge können so je nach Kapazität gemeinsam abgearbeitet werden. So können Schweißarbeiten beispielsweise über mehrere Anlagen verteilt werden, hingegen alle Fräsarbeiten an einen CNC-Dienstleister. Da durch die gemeinsam gesteuerten Prozesse die Fertigung eines Teils lückenlos dokumentiert werden kann, können Mängel direkt einer Maschine bzw. einem Herstellungsunternehmen zugeordnet werden. Kann die Fehlerquelle eindeutig zugeordnet werden, können gezielt nur die Produkte kontrolliert werden, die ein fehlerhaftes Werkstück verbaut haben. Der beschriebene Use Case ist im Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrum Ilmenau bereits zu sehen. n @Kontakt Fachartikel: @Kontakt Fachartikel:

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