Blockchain in der Industrie

Andreas Mühlbauer,

Block für Block in Richtung Zukunft

Die Blockchain gibt Sicherheit, Vertrauen und ist dezentral strukturiert. Hieraus ergeben sich unzählige Anwendungsmöglichkeiten für sichere und zuverlässige Geschäftsabwicklungen. Auch die produzierende Industrie erkennt zunehmend die Vorteile der neuen Technologie. 
Blockchain

Blockchain steht derzeit wieder ganz oben auf der Agenda vieler Industrieunternehmen. Diskutiert werden die potenziellen Auswirkungen dieser Technologie, die revolutionäre Umwälzungen möglich macht. Blockchain wird auch häufig mit der Internet-Revolution verglichen. Das Internet hat mit dem TCP/IP-Protokoll die gesamte Kommunikationsbranche revolutioniert. Ähnliche Umwälzungen werden von der Blockchain mit ihrem Consensus-Protokoll erwartet. Während Daten im Internet in Datenbanken auf einzelnen Servern gespeichert und verwaltet werden, besitzt in einer Blockchain jeder Netzwerk-Teilnehmer eine eigene Kopie der Daten – man kann somit von einer verteilten Datenbank sprechen.

Das Blockchain-Prinzip macht die Mittlerfunktion von Banken, Börsen und Versicherungen überflüssig, denn sie erzeugt Vertrauen qua Technologie: Jede Transaktion erfolgt kryptographisch abgesichert, und die beteiligten Netzwerkknoten entschlüsseln und bestätigen diese. Ein mathematisches Verfahren sorgt für die Sicherheit der Blockchain, in der Daten in Blöcken gespeichert werden. Sie gilt als nicht lösch- und manipulierbar, weil jeder neue Block kryptografisch gesichert ist und zugleich in unzähligen Kopien vorliegt. Kein Block lässt sich fälschen. Darüber hinaus nutzt die Technologie Smart Contracts – Programme, die selbst in einer Blockchain verteilt abgelegt werden und ebenso unveränderlich sind. Dabei können sie über das Internet der Dinge (IoT) mit smarten Gegenständen direkt kommunizieren und Aktionen automatisch umsetzen.

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Datenhandel und Dokumentation profitieren

Eine Blockchain kann auch für bestimmte Teilnehmer aufgesetzt werden. Jeder neue Datensatz wird dabei von allen autorisierten Teilnehmern des Netzwerks bestätigt. So eine geschlossene Blockchain eignet sich hervorragend für die Übertragung von Daten oder die Dokumentation von Prozessen, beispielsweise im Bereich von Intellectual Property. Ämter und Behörden könnten etwa ihre Register wie Grundbücher, Rentenansprüche oder Einwohnerdateien – bei denen Datensicherheit höchste Priorität erfordert – via Blockchain führen, um die Prozesse zu vereinfachen.

Wenn ein Prozess in Form einer Blockchain abgebildet ist, ist er zudem hocheffizient und zugleich transparent für alle Beteiligten. Im Vergleich zu etablierten Technologien spart Blockchain neben Zeit auch Kosten für Personal und Intermediäre, denn mit ihr können Anwender den Transfer von Werten mit der Abwicklung von Verträgen verknüpfen und die vertraglich gestalteten Transferprozesse im gleichen Atemzug standardisieren sowie automatisieren.

Potenzial für eine große Zukunft

Die Effizienzgewinne, die sich mithilfe der Blockchain-Technologie realisieren lassen, nähren den Hype um ihr disruptives Potenzial. Sie ist eine Basistechnologie, die etablierte Lösungen ersetzen könnte, weil sie sichere, schnelle und standardisierte Leistungen bringt, während sie Kosten und Risiken reduziert.

Allerdings sind 95 Prozent der angedachten Anwendungsfälle ohne Blockchain besser, günstiger oder einfacher zu lösen, weshalb die tiefgehende Überprüfung des Anwendungsszenarios ein kritischer Erfolgsfaktor ist. Dennoch lassen sich die technologischen Hürden durch einen technisch validen Entwurf bezüglich Performance und Durchsatz der Blockchain meistern.

Das Besondere an der Blockchain ist, dass sie gleich mehrere Konzepte bündelt, die bereits für sich jeweils durchaus einen Paradigmenwechsel bedeuten. In der Summe greifen die Veränderungen, die dies mit sich bringt, weit voraus und widersprechen in vieler Hinsicht den sonst gängigen Entscheidungsprozessen im Management. Daher kommt dem Change Management und insbesondere der stetigen Kommunikation an alle Beteiligten eine hohe Bedeutung zu. In der produzierenden Industrie dürfte die Blockchain im Lieferkettenmanagement inklusive Plagiatssicherung und Fälschungssicherheit sowie bei elaborierteren Konzepten wie der intelligenten Fertigung künftig eine große Rolle spielen. Im Pharmabereich werden bereits mehrstufige Liefer- und Vertriebsketten über Blockchain abgewickelt, und auch die Fälschungssicherheit inklusive Einbindung der Regulierungsbehörden lässt sich mit der neuen Technologie realisieren. Hier finden sich viele Anwendungsfälle, die auch der Industrie als Vorbild dienen könnten.

Blockchain-Nutzung im Industrieunternehmen

In dieser Demo-Anlage tauschen zwei Maschinen Produktionsdaten über die Blockchain aus. © Reply

Ein gutes Beispiel für das große Potenzial der Blockchain zeigt sich auch bei der internationalen Zusammenarbeit in der Automobilbranche: Wird beispielsweise in einer Zulieferer- fabrik in Ostasien ein Außenspiegel produziert, dann speichert sie direkt sämtliche Fertigungsdaten. Die verschlüsselten Datenblöcke werden dezentral auf Rechnern weltweit gespeichert und ermöglichen, dass die Daten des sogenannten „digitalen Schattens“ immer aktuell auslesbar sind – unabhängig davon, wo sich das Bauteil befindet. Die Blockchain liefert dabei unterschiedliche Daten – von den Toleranzwerten, die bei der Fertigung erreicht wurden, über die bei der Produktion verbrauchte Energie und wichtige Umgebungsparameter wie Temperatur und Luftfeuchtigkeit bis hin zur Information, wann, wo und von welcher Maschine das Teil hergestellt wurde. All diese Daten werden gemeinsam mit dem Außenspiegel selbst in die Fabrik des Automobilherstellers in Deutschland mitgeliefert.

Höhere Qualität und frühzeitige Erkennung von Problemen

Der Einsatz von Blockchain in der Produktion bringt gleich mehrere disruptive Funktionen und Vorteile mit sich:

Toleranzwerte: Fertigungstoleranzen werden gezielt für die spätere Weiterverarbeitung genutzt.

Digital shadow: Produktionsdaten werden sicher digital verankert und lassen sich später nutzen. Die Maschine vor Ort, die Teile wie den Außenspiegel aus dem Beispiel weiterverarbeitet, liest die in der Blockchain gespeicherten Daten automatisch aus und passt die Weiterverarbeitung entsprechend an.

Smart assembly: Güter werden anhand von Produktionsdaten der Einzelteile intelligent zusammengesetzt und erreichen dadurch eine höhere Fertigungsqualität. So lässt sich zum Beispiel ein Trägerelement mit negativer Fertigungsabweichung mit einem Kotflügel mit einer positiven Abweichung kombinieren.

Wegfall von Zwischen- oder Eingangskontrollen: Zwischenproduzenten können sich auf Messdaten des Vorproduzenten verlassen und müssen keine eigenen Messungen vornehmen. Da die Block-chain alle relevanten Informationen und Transaktionen mitschreibt und beglaubigt, ist es nicht mehr notwendig, dass der Automobilhersteller seinen Lieferanten im Ausland persönlich kennenlernt, um mit ihm Geschäfte zu machen. Auftragsvergabe, Qualitätskontrolle und Abrechnung können automatisiert über die Blockchain erfolgen.

Herkunfts- und Produktions-Nachweise: Bauteile sind über die Blockchain eindeutig nachverfolgbar – genauso wie ihre teilindividuellen Produktionsbedingungen.

Error/anomaly detection: Probleme in der Produktion lassen sich selbst auf Ebene von Einzelteilen frühzeitig erkennen. Ein rechtzeitiges Gegensteuern ist möglich, bevor die gesamte oder ein Teil der Produktion gestoppt oder vernichtet werden muss. Dadurch spart der Produzent Material, Zeit und Energie. Gerade in der eng getakteten Industrie ist das ein riesiger Faktor. Über die Blockchain lässt sich die gesamte Produktion genau nachvollziehen und nachverfolgen, was mit normalen Datenbanksystemen nicht ohne Weiteres möglich wäre.

Akzeptanz der Blockchain bisher nicht einheitlich

Viele der großen Industrieunternehmen haben die Vorteile durch den Einsatz der Blockchain bereits fest im Blick, kleinere Unternehmen sind in der Regel eher skeptisch. Neben der Automobilbranche ist die Blockchain insbesondere auch in der Chemie- und Pharmaindustrie schon heute sehr gefragt, weil es eine Vielzahl möglicher An- wendungen gibt. Unter diesem Gesichtspunkt entwickelt eine Reihe innovativer Unternehmen aktuell kleine Prototypen, um mit der Entwicklung mitzuhalten und von den Vorteilen der Blockchain zu profitieren: Dezentralität, Vertrauen und Sicherheit – große Schritte in Richtung Zukunft für nahezu alle Branchen.

Stefan Gössel, Leadvise Reply und Stephan Noller, Ubirch / am

Hintergrund: Der Bitcoin und die Blockchain

Blockchain steht derzeit wieder ganz oben auf der Agenda vieler Industrieunternehmen. Diskutiert werden die potenziellen Auswirkungen dieser Technologie, die revolutionäre Umwälzungen möglich macht. © Reply

Als die klassische Blockchain-Anwendung schlechthin gilt die digitale Währung Bitcoin. Der Bitcoin ist keine physikalische Währung und wird von keiner zentralen Institution verwaltet. Eine Open-Source-Software generiert die Bitcoins mittels einer festgelegten mathematischen Formel (Mining). Da der Bitcoin und dessen Transaktionen auf der Blockchain beruhen, gilt er als manipulationssicher.

Die Bitcoin-Blockchain ist eine dezentrale Datenbank. Hier werden alle Transaktionen in verketteten „Blocks“ gespeichert und sind damit jederzeit nachvollziehbar, wobei sich die Bitcoin-Bewegungen jedoch keiner realen Person zuordnen lassen. Jede Transaktion wird in einem neuen Block gespeichert und gleichzeitig die Kette im gesamten Netz aktualisiert. Neben der Sicherheit bietet die Blockchain für den Bitcoin folgende Vorteile: Transparenz der Transaktionen, hohe Geschwindigkeit durch Peer-to-Peer-Vernetzung, geringe Kosten und leichte Handhabung.

 

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