Wie die Blockchain die Industrie 4.0 in Hamburg vorantreibt

Additive Fertigungsverfahren, z. B. als 3D-Druck, ermöglichen die schnelle Herstellung von Bauteilen, z. B. Prototypen oder Ersatzteilen. Dabei wird das Material (Metalle, Kunststoffe und Verbundwerkstoffe) Schicht für Schicht aufgetragen. Daraus entstehen dreidimensionale Bauteile. Immer mehr Industrie-Unternehmen erkennen die Vorteile der additiven Fertigung, dazu gehören ein geringerer Logistikaufwand, reduzierte Lagerbestände und eine Produktion on demand. Bevor sich die Digitalisierung und Flexibilisierung von Produkterzeugungsprozessen, also Industrie 4.0, flächendeckend durchsetzen kann, gilt es jedoch entscheidende Fragen rund um das Lizenzmanagement sowie den Urheberrechts- und Kopierschutz der sensiblen 3D-Druckdaten zu klären.  

Dieser Herausforderung widmet sich das Projekt SAMPL (Secure Additive Manufacturing Platform). Das Ziel: eine vertrauenswürdige Datentransferkette („Chain of Trust“) für 3D-Druckdaten zu entwickeln – von der Erzeugung der 3D-Druckdaten über den Austausch mit 3D-Druckdienstleistern bis zum Druck der Bauteile samt Kennzeichnung mit RFID-Chip. Zum SAMPL-Konsortium zählen insgesamt sieben Akteure, darunter das NXP Semiconductors Germany GmbH mit Standort in Hamburg, Consider IT, die Universität Hamburg und die Technische Universität Hamburg.

Entscheidend für den Einsatz der Blockchain-Technologie sei bei SAMPL „der Umstand, dass viele Parteien die Daten nutzen und verändern können sollen, Missbrauch aber gleichzeitig zu vermeiden ist“, erklärt Christopher Nigischer, Geschäftsführer der Hamburger Tech-Agentur Consider IT und Experte für IT-Security-Lösungen. „Die in der Blockchain vorgesehene dezentrale Datenhaltung hilft bei der Reduktion systemischer Risiken und die nicht nachträglich manipulierbare Dokumentation steigert das Vertrauen.“ Dabei bildet die Blockchain Transaktionen im Sinne von Lizenzvergaben ab.

Das 2016 gestartete Vorhaben mit einem Gesamtvolumen von rund 4,2 Millionen Euro, wurde bis 2019 vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) mit rund 2,4 Millionen Euro gefördert. Seit dem Projektabschluss im Herbst 2019 werde die enge Zusammenarbeit mit Industrie und Anwendern fortgesetzt. Neben der Luftfahrtbranche, in der die additive Fertigung zunehmend an Bedeutung gewinnt, könne SAMPL positive Auswirkungen auf den Maschinenbau, Medizintechnik und die Automobilindustrie haben, so Nigischer weiter.

Auch das Projekt DigitaP (Digitales Produktgedächtnis zur Produktabsicherung) der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hamburg (HAW Hamburg) beschäftigt sich mit dem industriellen 3D-Druck. Neben der Herausforderung, nicht legitime Kopien (Produktgedächtnis) zu identifizieren, spielt das sogenannte Identitätsmanagement eine entscheidende Rolle: „Technisch geht es um die Abbildung realer Identitäten (philosophische Frage: Was ist eigentlich eine Identität?) im digitalen Bereich. Anwendungsbezogen stellt sich die Frage: Wie können sich (Ersatz-)Teile in einem System einerseits als ‚neues‘ Ersatzteil, andererseits als legitimer, ‚alter‘ Systempartner darstellen?“, erklärt Prof. Dr. Volker Skwarek, Projektkoordinator an der HAW Hamburg.

Im Zuge von DigitaP soll eine digitale Methode entwickelt werden, mit der sich Produkte eindeutig und fälschungssicher markieren lassen. Hierfür kommen sogenannte Krypto-Chips, die als besonders sicher gelten, und die Blockchain-Technologie zum Einsatz. Diese als manipulationssicher bekannten Technologien können das „digitale Produktgedächtnis“ absichern. Das Blockchain-System soll mithilfe von Smart Contracts ermöglichen, dass Produkte über ihren gesamten Lebenszyklus hinweg transparent getrackt werden können – über die Unternehmensgrenzen hinweg. Das auf drei Jahre angelegt Projekt (2019 bis 2021) wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung mit rund 300.000 Euro gefördert.
sb/kk