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Das Industrie 4.0 Magazin www.it-production.com Bild: © monsitj - Fotolia.com | © branex - Fotolia.com SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN Ausgabe Juni 2018

SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

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Page 1: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

DasIndustrie 40Magazin

wwwit-productioncom

Bild copy monsitj - Fotoliacom | copy branex - Fotoliacom

SONDERTEIL

INDUSTRIE 40 UND BLOCKCHAIN

Ausgabe Juni 2018

INDUSTRIE 40 |

w i c h t i g e r

Komponen-

ten liefern Die

S e n s o r w e r t e

werden dabei

uumlber ein Condition

Monitoring-System er-

fasst und mit dem Ziel aus-

gewertet den Verschleiszlig ein-

schaumltzen zu koumlnnen

Maschinelles Lernen

Neue Technologien zur Vernetzung von

Maschinen und zum maschinellen Lernen

erlauben es auf Basis von Informationen

vieler Maschinen und Anlagen immer ge-

nauere Aussagen uumlber den aktuellen und

zukuumlnftigen Verschleiszligzustand einer Ma-

schine und damit auch deren Servicebe-

darf zu treffen Hier werden meist noch

weitere Informationen wie Betriebsstun-

den oder die letzte Wartung beruumlcksich-

tigt um eine moumlglichst zuverlaumlssige

Prognose fuumlr den Servicebedarf zu erhal-

ten Sind dem Servicedienstleister diese

Vorhersagen bekannt kann er seine Ein-

saumltze darauf abstimmen Zur Planung des

Servicebedarfs gehoumlrt allerdings mehr als

der Termin Es muss geklaumlrt werden wel-

che Ersatzeile benoumltigt werden welche

Qualifikation ein Techniker haben muss

und wie lange der Einsatz voraussichtlich

dauern wird Auch hier koumlnnen mit ma-

schinellem Lernen nuumltzliche Informatio-

nen ermittelt werden die Serviceein-

saumltze besser planbar machen

Predictive Maintenance

Damit die vorausschauende Wartung

funktioniert muumlssen Informationen zwi-

schen den Herstellern der Maschinen den

Vorausschauende Wartung automatisiert und vernetzt

Plattform fuumlr Serviceprozesse

Faumlllt eine Anlage unerwartet aus liegt das haumlufig an mangelhaft organisierter Wartung

und Instandhaltung Das Forschungsprojekt STEP arbeitet an einer Plattform die Unter-

nehmen dabei helfen soll dieses Problem in den Griff zu

bekommen Das System soll auf der Basis von Ma-

schineninformationen automatisiert Wartungs-

plaumlne erstellen Diese koumlnnten etwa von ex-

ternen Servicedienstleistern zur Planung

ihrer Einsaumltze genutzt werden

SERVICE UND INSTANDHALTUNG

64 ITampProduction 62018

WWartungen

s o l l e n

weder zu

haumlufig noch zu selten

angesetzt werden Zu

haumlufige Wartungen

reduzieren die produktive Zeit der Ma-

schine zu seltene Wartungen erhoumlhen

das Risiko eines ungeplanten Maschinen-

ausfalls Beides ist mit Kosten verbunden

Digitale Technologien koumlnnen helfen

Neue Systeme ermoumlglichen eine bedarfs-

gerechte Planung der Instandhaltungsar-

beiten IT-gestuumltzte Produktionssysteme

koumlnnen Stoumlrquellen automatisch identifi-

zieren Fehler erkennen und den passen-

den Zeitpunkt fuumlr eine Wartung voraussa-

gen Durch die Auswertung von Maschi-

nendaten sowie durch den zielfuumlhrenden

Informationsaustausch zwischen Maschi-

nenbetreibern -herstellern und Service-

dienstleistern kann die Wartung der Anla-

gen effizienter gestaltet werden Unnouml-

tige Stillstaumlnde werden so vermieden und

Serviceeinsaumltze besser planbar

Maschinendaten erfassen

Die Basis fuumlr die Prognose von Service-

bedarf ist die Informationssammlung an

der Maschine und Anlage Hierzu werden

oft schon vorhandene Sensoren genutzt

die Informationen uumlber den Verschleiszlig

Bild USU Software AG

Betreibern und den Wartungstechnikern

reibungslos ausgetauscht werden Uumlber

IT-basierte Kommunikationsplattformen

laumlsst sich dieser Austausch strukturieren

Bedarfsgerechte Planung

An einer solchen Kommunikations- und

Koordinationsplattform arbeitet derzeit

das Forschungsprojekt STEP Im Rahmen

des Technologieprogrammes lsquoSmart Ser-

vice Weltrsquo das vom Bundesministerium

fuumlr Wirtschaft und Energie gefoumlrdert

wird entwickelt das Projektteam eine

cloudbasierte Plattform die alle Akteure

des Wartungsprozesses miteinander ver-

netzen will Auf Basis der Instandhal-

tungsbedarfe von Maschinen und der

Kapazitaumlt sowie Auslastung der Service-

organisation soll sich ein umfassendes

Bild des Servicebedarfs und -angebots

ermitteln sowie die Planung und Steue-

rung von Einsaumltzen optimieren lassen

Anlagen ndash beziehungsweise die Aus-

werte-Algorithmen der Maschinenher-

steller ndash koumlnnen auf der Plattform ankuumln-

digen welcher Servicebedarf demnaumlchst

entsteht Der Dienstleister kann die be-

noumltigten Ersatzteile fruumlh bestellen und

einen Techniker fuumlr den Serviceeinsatz

einplanen Durch die Service-Einsatzpla-

nung sollen Anwender Kosten und Zeit

sparen einmal durch die Planbarkeit des

Maschinenstillstands und durch die ver-

kuumlrzte Dauer der Instandhaltung selbst

Andererseits hat der Dienstleister die

Moumlglichkeit die Routen seiner Techniker

effizienter zu gestalten

Daten rechtskonform geschuumltzt

Ein Augenmerk bei der Entwicklung der

Plattform liegt auf dem Datenschutz Je

nach Bedarf kombiniert das System In-

formationen aus verschiedenen Quellen

Maschinendaten aus dem produzieren-

den Unternehmen Verfuumlgbarkeiten von

Ersatzteilen von Maschinenherstellern

sowie Informationen zu Einsatzplaumlnen

und Werkzeugen der externen War-

tungsdienstleister Das STEP-Konsortium

arbeitet deshalb an Loumlsungen rund um

den Datenschutz und die Datensicher-

heit Das Konsortium wird dabei durch

das Zentrum fuumlr angewandte Rechtswis-

senschaften des Karlsruher Instituts fuumlr

Technologie unterstuumltzt Die STEP-Platt-

form soll kuumlnftig auch neue Geschaumlfts-

modelle unterstuumltzen Uumlber die Einsatz-

planung hinaus koumlnnten beispielsweise

kuumlnftig Ersatzteile herstelleruumlbergreifend

gefertigt oder bestellt freie Produktions-

kapazitaumlten vermittelt oder Wissen uumlber

Produktionsanlagen geteilt werden

Der Autor Alexander Wolf ist

Projektleiter der Forschung bei

USU Software AG

wwwusude

| INDUSTRIE 40SERVICE UND INSTANDHALTUNG

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19 Leitkongress derMess- und AutomatisierungstechnikSeamless Convergence ofAutomation amp IT

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bbestehhendden AAutomatiisiierungsanllagen

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Augmented Reality als Fenster ins Internet of Production

Big Data in derAutomation ndash Use Cases und Umsetzungsempfehlungen

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65ITampProduction 62018

INDUSTRIE 40 |

DDie Datenproduktion steigt zuneh-

mend und das in allen Lebens-

und Industriebereichen So wird

vermutet dass die globale Datenproduk-

tion im Jahr 2020 44-fach houmlher sein wird

als sie es im Jahr 2009 war In Zahlen ausge-

druumlckt koumlnnte das Volumen von 079 Zeta-

byte auf rund 35 Zetabyte ansteigen

Neben der Sammlung der Daten stellen vor

allem die Speicherung und die sinnvolle

Nutzung groszlige Herausforderungen dar

Schaumltzungen zufolge bleiben etwa 70 Pro-

zent der erfassten Fertigungsdaten oftmals

als Dark Data bezeichnet ungenutzt IBM

geht sogar davon aus das ungenutzte Sen-

sordaten fuumlr einen Dark Data-Anteil in der

Houmlhe von 90 Prozent sorgen

Hohe Huumlrden fuumlr die Nutzung

Es gibt mehrere Herausforderungen im Um-

gang mit der Menge an Daten und ihrem

Nutzungspotential Die schier unendliche

Menge an Daten (Big Data) stammt aus un-

terschiedlichen Quellen die in Struktur und

Komplexitaumlt die Heterogenitaumlt der Daten-

vielfalt erhoumlhen Zusaumltzlich muss mit gele-

gentlichen Fehlern bei der Datenerfassung

und -speicherung gerechnet werden so-

dass Datensaumltze inkonsistent oder unvoll-

staumlndig sein koumlnnen ndash was die Nutzung

maszliggeblich einschraumlnkt Zudem ist es von

Bedeutung wann die Daten in welcher

Form benoumltigt werden Sollen die Daten

etwa zur adaptiven Prozesssteuerung ge-

nutzt werden muumlssen sie dem Datenmo-

dell latenzarm zur Verfuumlgung gestellt wer-

den um rechtzeitige Eingriffe in den Pro-

zess oder Regelkreis zu erlauben

Nicht jeder ist Data Scientist

Neben der Frage der Datensicherheit und -

verantwortung stellt die Visualisierung und

Ergebnisdarstellung groszliger heterogener Da-

tenmengen eine weitere Herausforderung

dar da nicht jeder Datennutzer gleichzeitig

auch ein Data Scientist ist Angesichts der

aktuellen technischen Moumlglichkeiten stellt

sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit des

Big Data-Trends Sind Anwender uumlberhaupt

schon bereit so viele Daten zu erfassen

Oder sollten sie nur mit konkretem Ziel ge-

sammelt werden In den Diskussionen um

diesen Sachverhalt wird haumlufig der Begriff

Smart Data benutzt der sich wiederum un-

terschiedlich definieren laumlsst Zum einen be-

Wertschoumlpfung mit Big Data

bdquoWe are drowning in information but starved for

knowledgerdquo Der im Jahr 1982 von John Naisbitt formulierte

Satz hat noch nie so zugetroffen wie heute Im Zeitalter di-

gital gestuumltzter Produktionssysteme ruumlcken nun verstaumlrkt

Technologien und Konzepte in den Vordergrund um nuumltz-

liche Informationen aus stetig steigenen Datenmengen zu

gewinnen Dieser Beitrag liefert Einblicke in den potenziel-

len Nutzen und Ansaumltze im Umgang mit Big Data

Data Lake in der Produktion (Krauszlig et al 2017)

BIG DATA

66 ITampProduction 62018

Den Wert der Daten korrelieren

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Wertschoumlpfung von Daten mit der Zeit

Bild

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Inst

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T

deutet Smart Data aus groszligen chaotischen

Datenmengen durch Einbringen von Se-

mantik und Struktur die informationstra-

genden Datensaumltze herauszufiltern Es kann

aber auch als kausalgetriebene Herange-

hensweise gesehen werden bei der nur die

Daten gesammelt werden die man zum Be-

antworten einer konkreten Frage braucht

Unabhaumlngig von der Definition bietet der

Ansatz der Smart Data einen sinnvollen

Zwischenschritt um die Potentiale von

Daten nutzen zu koumlnnen Potentiale finden

sich in allen Unternehmensbereichen ent-

lang des Produktlebenszyklus Als Beispiele

koumlnnen die Unterstuumltzung von Make-or-

Buy-Entscheidungen Analyse und Vorher-

sage vom Kundenbedarf das Aufdecken

unbekannter Zusammenhaumlnge in Datensaumlt-

zen (Data Discovery) oder die vorausschau-

ende Planung und Wartung von Produkti-

onsanlagen und Ressourcen (Predictive

MaintenanceProcess Control) genannt

werden Analog zum Produktlebenszyklus

der seinen Anfang in der Idee und Konstruk-

tion des Produktes hat durchlaufen Daten

einen Lebenszyklus der in der Auswahl und

Erfassung der Daten also den Datenquellen

seinen Anfang findet

Unterschiedliche Datenquellen

Informationstraumlchtige Daten entstehen

oft im Prozess also in Maschinen und Sen-

soren Jedoch liegen die Daten meist in

heterogener Rohform die ohne Bezug

zum Prozess Produkt oder den Anforde-

rungen nicht ohne Weiteres verarbeitet

werden koumlnnen Ausgenommen sind sol-

che Sensordaten die normalerweise in Re-

gelungen entweder sofort verarbeitet

oder durch Steuerungen einer Prozessleit-

ebene zur langfristigeren Nutzung zur Ver-

fuumlgung gestellt werden Aufgrund der vie-

len verschiedenen Maschinen Maschinen-

steuerung und Sensoren herrscht eine

groszlige Heterogenitaumlt der Datenquellen

und damit der Datenformate Dies ist hin-

sichtlich Semantik und Syntax eine groszlige

Herausforderung da die Informationszu-

sammenfuumlhrung nicht oder nur unvoll-

staumlndig moumlglich ist Initiativen wie die OPC

Foundation versuchen zwar industrie-

uumlbergreifende Standards zu entwickeln

doch viele Unternehmen sind im Produk-

tionsalltag weit von einer homogenen

Systemlandschaft entfernt Hauptursache

fuumlr diese Situation ist ein bislang in vielen

Unternehmen noch zu sehr vernachlaumlssig-

tes Thema Das Speichern Verwalten und

Bereitstellen von Daten Erst das effiziente

Speichern von Daten und die Aufberei-

tung dieser anfallenden Datenmengen er-

moumlglichen es Potenziale auszuschoumlpfen

Data Warehouse und Data Lakes

Um alle benoumltigten Informationen verfuumlg-

bar zu haben muumlssen schnell auftretende

groszlige und heterogene Datenmengen ver-

arbeitet werden Auszligerdem sind beste-

hende Daten zu integrieren und verbun-

den mit neuen Daten dem Anwender be-

darfsgerecht zur Verfuumlgung zu stellen Klas-

sische Konzepte wie Data-Warehouse-Sys-

teme koumlnnen Daten strukturiert zur Verfuuml-

gung stellen Die Daten werden hierfuumlr zu-

naumlchst aus der Datenquelle extrahiert in

das Schema des Data Warehouse-Systems

transformiert und anschlieszligend hineingela-

den Das Schema legt hierbei fest welche

Arten von Daten es geben kann welche

Bedingungen sie erfuumlllen muumlssen und in

welchen Beziehungen sie zueinander ste-

hen koumlnnen Fuumlr jedes abzulegende Daten-

format muss einzeln festgelegt werden

wie die Transformation in das gemeinsame

Schema erfolgen soll Wenn sehr viele und

sehr unterschiedliche Daten aufgenommen

werden sollen stoumlszligt dieser Ansatz an

Grenzen Zum einen muss fuumlr jedes Daten-

format die Transformation definiert wer-

den was schnell unwirtschaftlich wird Zum

anderen benoumltigt die Uumlberfuumlhrung groszliger

Datenmengen in das Data Warehouse viel

| INDUSTRIE 40BIG DATA

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datenerfassung sorgt fuumlr mehr Transparenz und besseres Produktions-

controlling - fuumlr uns ein wichtiger Schritt in Richtung Industrie 40ldquo

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Wert der Daten bei steigender Komplexitaumlt der Analyse

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Zeit Das System ist nicht in der Lage viele

heterogene Datenquellen ohne groumlszligeren

Aufwand zu verarbeiten (Riess und Rei-

mann 2015) Ein Data Lake ist ein System

zur Datenhaltung das in den meisten Faumlllen

fuumlr den skalierbaren Einsatz bei groszligen Da-

tenmengen ausgelegt wird (Ignacio Terriz-

zano Peter Schwarz Mary Roth John E

Colino 2015) Dabei koumlnnen Daten beliebi-

ger Strukturen aufgenommen werden

Waumlhrend bei klassischen Ansaumltzen die auf-

zunehmenden Daten zunaumlchst an die

Struktur der Datenbank angepasst werden

muumlssen werden die Daten bei einem Data

Lake unveraumlndert abgespeichert So kann

ein heterogenes Datenumfeld in einem ein-

zigen System abgebildet werden Dies gilt

beispielsweise fuumlr kleinschrittige Sensorda-

ten aus einer Maschine bis hin zu Ge-

schaumlftsdaten aus ERP-Systemen Zusaumltzlich

ist die Uumlberfuumlhrung ganzer Datenverzeich-

nisse ins Data Lake moumlglich Bei der Uumlber-

fuumlhrung findet keine semantische also be-

deutungsmaumlszligige Homogenisierung statt

Diese erfolgt erst dann wenn ein Nutzer

mittels einer Applikation entsprechende

Anfragen an das System stellt Die Leis-

tungsfaumlhigkeit des Systems wird somit ent-

scheidend von der Auslegung der Applika-

tion bestimmt

Algorithmen gegen Menschen

Wie beschrieben stellen meist performante

Applikationen Anfragen an das Datenmana-

gementsystem Solche Applikationen koumln-

nen systemintegrierte Programme oder

Data Analytics-Systeme sein die neben der

Analyse einen Teil der Datenverwaltung ab-

decken koumlnnen Die Data Analytics Suite

IBM Watson hat es beispielsweise ge-

schafft zwei Menschen beim Quizspiel Jeo-

pardy zu schlagen die zuvor Rekordsum-

men darin gewonnen hatten In Social

Media und im Konsumbereich sind Data

Analytics Anwendungen nicht mehr wegzu-

denken In den letzten Jahren laumlsst sich die-

ser Trend immer mehr in der produzieren-

den Industrie durch die Verwendung von

Datenanalysen verzeichnen Dabei ist die

Expertise derer die mit dem Produktions-

prozess in Beruumlhrung stehen diesen bei-

spielsweise entwickeln kontrollieren oder

steuern fuumlr die Interpretation der Ergeb-

nisse und die Entwicklung einer Datenana-

lyse noch immer essentiell

Abgestufte Analysevarianten

Grundsaumltzlich lassen sich bei einer Daten-

analyse vier Reifegrade unterscheiden In

der simpelsten Form wird unter Verwen-

dung von statistischen Mitteln von der so-

genannten beschreibenden Analyse gespro-

chen beziehungsweise der Frage nachge-

gangen was im Produktionsprozess ge-

schieht Uumlber diagnostische Analysen wer-

den Ursachen fuumlr Vorkommnisse identifi-

ziert und analysiert Diese Informationen

werden bestenfalls fuumlr praumldiktive und prauml-

skriptive Analysen genutzt um den Prozess-

verlauf und die Produktqualitaumlt vorherzusa-

gen und rechtzeitig Handlungsempfehlun-

gen geben zu koumlnnen sodass die Robust-

heit des Prozesses und damit der Produkt-

qualitaumlt sichergestellt wird Unabhaumlngig von

der Analyse muss in der Produktionstechnik

die zu beantwortende Frage klar formuliert

werden Daher ist die Erfahrung des Anwen-

ders mit den Prozessen gefragt Fuumlr die In-

terpretation und Implementation der Ergeb-

nisse braucht es Wissen zur Verwendbarkeit

der Ergebnisse und deren Auswirkungen

Die blinde Implementierung von Ergebnis-

sen aus Datenanalysen lassen per se keine

Ruumlckschluumlsse auf die Ursachen zu

Passende Algorithmen finden

Ob Datenanalysen mit Hilfe von Suiten oder

programmieraffinen Data Scientists durch-

gefuumlhrt werden und ob es maschinelles

Lernen kuumlnstliche Intelligenz oder Data

Analytics genannt wird Es gibt eine unuumlber-

sichtliche Zahl an Algorithmen die in Frage

kommen Welcher Algorithmus sich am bes-

ten auf die jeweilige Fragestellung anwen-

den laumlsst laumlsst sich vorab nicht pauschal be-

stimmen Meist ist sogar eine stufenweise

Analyse und Kombination verschiedener Al-

gorithmen mit teilweise niedriger Komple-

xitaumlt sehr effizient Optimal waumlre die An-

wendung verschiedener Algorithmen mit

dem Datensatz und eine anschlieszligende Per-

formanceanalyse und Vergleich der Ergeb-

nisse Dies ist jedoch ein aufwendiges Ver-

fahren vor allem wenn Echtzeitanwendun-

gen eine sofortige Analyse und Handlung

voraussetzen

Machinelles Lernen

Speziell beim maschinellen Lernen gibt es

durch die Unterscheidung von supervised

und unsupervised learning also uumlberwach-

tes und unuumlberwachtes Lernen eine Ein-

schraumlnkung Die Analyse eines Datensatzes

kann ebenfalls nach einem modellgetriebe-

nen oder datengetriebenen Ansatz erfol-

gen Beim ersteren muss zunaumlchst ein phy-

sikalisches Modell des Prozesses entwickelt

werden bevor Daten analysiert werden

Beim letzteren hingegen werden zunaumlchst

Daten unstrukturiert analysiert und bei be-

stehenden Korrelationen weiterverarbeitet

Stellt sich eine Abhaumlngigkeit heraus basiert

diese nicht auf einem physikalischen Mo-

dell sondern lediglich auf Datenpunkten So

koumlnnen unter Umstaumlnden nicht vermutete

Abhaumlngigkeiten gefunden werden Unab-

haumlngig davon ob ein datengetriebenes

INDUSTRIE 40 | BIG DATA

68 ITampProduction 62018

oder ein modellbasiertes Vorgehen gewaumlhlt

wird empfiehlt es sich bei der Durchfuumlh-

rung am CRISP-DM als systematischen

Standardprozess beim Thema Datenanalyse

zu orientieren Der aus sechs Phasen beste-

hende Prozess umschreibt das Vorgehen

ausgehend von Klaumlrung der Zielfragestel-

lung bis hin zur Implementierung des Da-

tenmodells im Prozess

Strategische Ressource

Die Weiterentwicklung von Daten als reines

Prozessergebnis hin zu einer strategischen

Ressource und einem wertvollen Produkt

hat in Social Media schon lange stattgefun-

den und steht wohl auch der Produktions-

technik bevor Dass Daten analog zu ande-

ren Produkten ebenfalls einen Lebenslauf

haben und verschiedene Phasen durchlau-

fen ist demnach ebenfalls nachvollziehbar

Der Erfolg der Produkte lsquoDatenrsquo haumlngt wie

von der effizienten und effektiven Nutzung

derselben ab Dafuumlr muumlssen die Grundpha-

sen Speichern Aufbereiten und Bereitstellen

von Daten beherrscht werden Zurzeit wer-

den in der Wissenschaft und Industrie ver-

schiedene Ansaumltze entwickelt um groszlige

Datenmengen effizient zu verarbeiten und

die entsprechenden Big Data-Potenziale zu

heben Die Vernetzung uumlber Plattformen

und unterschiedliche Datenformate hinweg

stellt eine groszlige Herausforderung dar Data

Lake-Systeme bieten hier neue Moumlglichkei-

ten Anwendungsfelder sind derzeit vor

allem Faumllle bei denen die Art der spaumlter fol-

genden Analyse bei der Erfassung der Daten

noch unklar ist Die durch ein Datenmanage-

ment-System zur Verfuumlgung gestellten

Daten koumlnnen auf vielfaumlltige Weise genutzt

werden um die bestehenden Produktions-

prozesse zu verbessern Bevor man Daten

erfasst und sich mit den Analysen beschaumlf-

tigt sollten sich Unternehmen mit den zen-

tralen Fragen und zu loumlsenden Problemen

auseinandersetzen So koumlnnen basierend auf

Prozessmodellen Datenmodelle aufgebaut

und die Auswahl der passenden Algorith-

men beschleunigt werden Zudem laumlsst sich

so abschaumltzen ob der zu erwartende Nut-

| INDUSTRIE 40BIG DATA

zen ndash wie niedrigere Ausschussreduktion ndash

den Aufwand wirtschaftlich uumlberhaupt

lohnt Das groumlszligte Potential von Datenanaly-

sen liegt meist bei praumldiktiven und praumlskrip-

tiven Auswertungen Das liegt daran dass

der Ausschuss eines Produktes zu einem fruuml-

hen Zeitpunkt dem Unternehmen weniger

Kosten verursacht als die Aussteuerung

eines Erzeugnisses in das bereits viele Re-

sourcen investiert wurden Abschlieszligend

laumlsst sich festhalten Mit dem Grad der Im-

plementation des Datenlebenszyklus steigt

auch der Wert der Daten da sich auf dieser

Basis fortgeschrittene Analysen wie praumldik-

tive Analysen in die Prozesse integrieren

und und so Kosten sparen lassen

Die Autoren Jonas Doriszligen wissenschaftlicher

Mitarbeiter Jonathan Krauszlig Gruppenleiter

Hendrik Mende wissenschaftlicher Mitarbeiter

sowie Laura Niendorf wissenschaftliche

Mitarbeiterin sind am Fraunhofer-Institut fuumlr

Produktionstechnologie IPT taumltig

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Nur eine Null-Fehler-Produktion kann fuumlr ein produzierendes

Unternehmen langfristig betrachtet tragfaumlhig und nachhaltig sein

Spaumltestens seit Crosbys bdquoMachrsquos gleich richtigldquo in den 60er-Jahren

sollte eine Fehlerverhinderung gegenuumlber einem Fehlerentde-

ckungs-Verhalten im Vordergrund stehen

Erst durch eine ganzheitliche Betrachtung von Qualitaumlt und

Produktion wird eine Rundumsicht ermoumlglicht die die Abhaumlngig-

keiten der Prozesse zueinander transparent macht und bekannte

Fehler verhindert Informationen muumlssen kategorisiert analysiert

gefiltert und zur richtigen Zeit an die richtige Person uumlbermittelt

werden Die gewonnenen Erkenntnisse koumlnnen so im Sinne eines

KVP zukuumlnftig verwendet werden Unbekannte Fehler werden zu

bekannten Fehlern die somit nicht mehr auftreten

Ermoumlglicht wird dies durch

ganzheitliche und standardi-

sierte IT-Systeme die modular

aufgebaut sind und die schritt-

weise Einfuumlhrung einer solchen

Fehlerverhinderungsstrategie

ermoumlglichen Durch vertikale und hori-

zontale Integration gelingt es die Ferti-

gung flexibler zu gestalten die Fehler Reklamationen und

Qualitaumltskosten zu reduzieren ndash bei gleichzeitigem Anstieg der

Zufriedenheit Ihrer Kunden

Pickert amp Partner GmbH

Stell Dir eine Welt vor in der alle Produktewie erwartet funktionierenBeinahe taumlglich ist von Produktruumlckrufen in allen

Lebensbereichen zu lesen Nicht immer kann argu-

mentiert werden dass diese durch Zeit- und Kosten-

druck verursacht werden Haumlufig stellt man fest dass

es insbesondere das Lernen aus Fehlern ist das nicht

konsequent umgesetzt ist

KontaktPickert amp Partner GmbHHaumlndelstr 1076327 PfinztalTel +49 721 6652-0infopickertde bull wwwnull-fehler-sind-moeglichde

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Pick

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mbH

69ITampProduction 62018

WWaumlhrend die Begriffe Digitali-

sierung und Industrie 40

selbst in weite Teile der Ge-

sellschaft vorgedrungen sind koumlnnen sich

die wenigsten etwas konkretes unter der

Blockchain-Technologie vorstellen Vor

allem IT-Fachleute sprechen gar von einer

Revolution aumlhnlich wie sie einst das Inter-

net mit sich brachte Speziell in der Fi-

nanzbranche erregte die Datenbanktech-

nologie bereits in Form des Bitcoin Netz-

werks Aufmerksamkeit Doch was steckt

eigentlich dahinter Es geht um Vertrauen

und Sicherheit in einer Zeit in der immer

mehr Dinge im Internet of Things und Ma-

schinen in der Smart Factory miteinander

vernetzt kommunizieren Grundlegend ist

Blockchain eine Datenbank-Technologie

zum Speichern und sicherem Manage-

ment von Daten Ihren Ursprung hat die

Blockchain nach der Finanzkrise 2008 in

der Internetwaumlhrung Bitcoin bei der Geld-

werte ohne eine zentrale Vertrauensin-

stanz also einer Bank uumlberwiesen werden

koumlnnen Mittlerweile findet diese Techno-

logie zusammen mit darauf aufbauenden

Anwendungen ihren Weg in andere Bran-

chen wie die produzierende Industrie

Nach heutigem Maszligstab sicher

Der Definition nach ist die Blockchain eine

unveraumlnderbare hochverfuumlgbare und ver-

teilte Datenbank in der alle Daten die in

Sie geschrieben werden revisionssicher

sind und uumlber eine Verschluumlsselung vor

fremden Zugriff abgeschirmt werden koumln-

nen Elementare Einheiten sind die Trans-

aktionen wobei zwei Parteien Informatio-

nen austauschen Die Blockchain ist wie

ein Hauptbuch in das alle Transaktionen

eingetragen werden Das fortlaufende Pro-

tokoll dokumentiert chronologisch jede

Veraumlnderung eines beliebigen Datenbe-

stands und stellt sicher dass alle Teilneh-

mer des Netzwerkes immer die gleiche

Kopie der Blockchain besitzen Nach einer

bestimmten Zeit werden die Transaktionen

zu Bloumlcken zusammengefasst und daruumlber

eine Pruumlfsumme gebildet Dieser Hash-

Wert kann als digitaler Fingerabdruck ver-

standen werden Danach werden die Blouml-

cke an die Kette ndash Blockchain heiszligt uumlber-

setzt Blockkette ndash angehangen und uumlber

ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt in dem

alle Teilnehmer sowohl Client- als auch

Server-Aufgaben uumlbernehmen Manipula-

tionen und Aumlnderungen an der Datenbank

lieszligen sich daher sofort erkennen und gel-

ten somit als ausgeschlossen

Mitglieder verifizieren die Daten

Transparenz und Nachvollziehbarkeit sind

zwei essentielle Eigenschaften der Daten-

banktechnologie jeder hat jederzeit im

Netzwerk die Moumlglichkeit die Daten in

Echtzeit zu uumlberpruumlfen und weiszlig so was

wann wo passiert Alle Mitglieder des Netz-

werks verifizieren sozusagen die Daten Die

dezentrale Natur der Blockchain also die

Wie Blockchain und die Industrie zusammenpassen

Technik und Anwendungen

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70 ITampProduction 62018

Einige Experten sehen in der Blockchain-Technologie

das Potenzial die Wirtschaft grundlegend zu veraumln-

dern Es geht vor allem um Vertrauen und Sicherheit

Also um zwei Voraussetzungen um den bereits jetzt

aufbluumlhenden Markt rund um das Internet of Things

weiter zu befluumlgeln Doch wie koumlnnte ein im Grunde

einfacher Ansatz Daten zu speichern und zu verwal-

ten dieses Versprechen erfuumlllen

BLOCKCHAIN | GRUNDLAGEN

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

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Jak

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rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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drii

Toria

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 2: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

INDUSTRIE 40 |

w i c h t i g e r

Komponen-

ten liefern Die

S e n s o r w e r t e

werden dabei

uumlber ein Condition

Monitoring-System er-

fasst und mit dem Ziel aus-

gewertet den Verschleiszlig ein-

schaumltzen zu koumlnnen

Maschinelles Lernen

Neue Technologien zur Vernetzung von

Maschinen und zum maschinellen Lernen

erlauben es auf Basis von Informationen

vieler Maschinen und Anlagen immer ge-

nauere Aussagen uumlber den aktuellen und

zukuumlnftigen Verschleiszligzustand einer Ma-

schine und damit auch deren Servicebe-

darf zu treffen Hier werden meist noch

weitere Informationen wie Betriebsstun-

den oder die letzte Wartung beruumlcksich-

tigt um eine moumlglichst zuverlaumlssige

Prognose fuumlr den Servicebedarf zu erhal-

ten Sind dem Servicedienstleister diese

Vorhersagen bekannt kann er seine Ein-

saumltze darauf abstimmen Zur Planung des

Servicebedarfs gehoumlrt allerdings mehr als

der Termin Es muss geklaumlrt werden wel-

che Ersatzeile benoumltigt werden welche

Qualifikation ein Techniker haben muss

und wie lange der Einsatz voraussichtlich

dauern wird Auch hier koumlnnen mit ma-

schinellem Lernen nuumltzliche Informatio-

nen ermittelt werden die Serviceein-

saumltze besser planbar machen

Predictive Maintenance

Damit die vorausschauende Wartung

funktioniert muumlssen Informationen zwi-

schen den Herstellern der Maschinen den

Vorausschauende Wartung automatisiert und vernetzt

Plattform fuumlr Serviceprozesse

Faumlllt eine Anlage unerwartet aus liegt das haumlufig an mangelhaft organisierter Wartung

und Instandhaltung Das Forschungsprojekt STEP arbeitet an einer Plattform die Unter-

nehmen dabei helfen soll dieses Problem in den Griff zu

bekommen Das System soll auf der Basis von Ma-

schineninformationen automatisiert Wartungs-

plaumlne erstellen Diese koumlnnten etwa von ex-

ternen Servicedienstleistern zur Planung

ihrer Einsaumltze genutzt werden

SERVICE UND INSTANDHALTUNG

64 ITampProduction 62018

WWartungen

s o l l e n

weder zu

haumlufig noch zu selten

angesetzt werden Zu

haumlufige Wartungen

reduzieren die produktive Zeit der Ma-

schine zu seltene Wartungen erhoumlhen

das Risiko eines ungeplanten Maschinen-

ausfalls Beides ist mit Kosten verbunden

Digitale Technologien koumlnnen helfen

Neue Systeme ermoumlglichen eine bedarfs-

gerechte Planung der Instandhaltungsar-

beiten IT-gestuumltzte Produktionssysteme

koumlnnen Stoumlrquellen automatisch identifi-

zieren Fehler erkennen und den passen-

den Zeitpunkt fuumlr eine Wartung voraussa-

gen Durch die Auswertung von Maschi-

nendaten sowie durch den zielfuumlhrenden

Informationsaustausch zwischen Maschi-

nenbetreibern -herstellern und Service-

dienstleistern kann die Wartung der Anla-

gen effizienter gestaltet werden Unnouml-

tige Stillstaumlnde werden so vermieden und

Serviceeinsaumltze besser planbar

Maschinendaten erfassen

Die Basis fuumlr die Prognose von Service-

bedarf ist die Informationssammlung an

der Maschine und Anlage Hierzu werden

oft schon vorhandene Sensoren genutzt

die Informationen uumlber den Verschleiszlig

Bild USU Software AG

Betreibern und den Wartungstechnikern

reibungslos ausgetauscht werden Uumlber

IT-basierte Kommunikationsplattformen

laumlsst sich dieser Austausch strukturieren

Bedarfsgerechte Planung

An einer solchen Kommunikations- und

Koordinationsplattform arbeitet derzeit

das Forschungsprojekt STEP Im Rahmen

des Technologieprogrammes lsquoSmart Ser-

vice Weltrsquo das vom Bundesministerium

fuumlr Wirtschaft und Energie gefoumlrdert

wird entwickelt das Projektteam eine

cloudbasierte Plattform die alle Akteure

des Wartungsprozesses miteinander ver-

netzen will Auf Basis der Instandhal-

tungsbedarfe von Maschinen und der

Kapazitaumlt sowie Auslastung der Service-

organisation soll sich ein umfassendes

Bild des Servicebedarfs und -angebots

ermitteln sowie die Planung und Steue-

rung von Einsaumltzen optimieren lassen

Anlagen ndash beziehungsweise die Aus-

werte-Algorithmen der Maschinenher-

steller ndash koumlnnen auf der Plattform ankuumln-

digen welcher Servicebedarf demnaumlchst

entsteht Der Dienstleister kann die be-

noumltigten Ersatzteile fruumlh bestellen und

einen Techniker fuumlr den Serviceeinsatz

einplanen Durch die Service-Einsatzpla-

nung sollen Anwender Kosten und Zeit

sparen einmal durch die Planbarkeit des

Maschinenstillstands und durch die ver-

kuumlrzte Dauer der Instandhaltung selbst

Andererseits hat der Dienstleister die

Moumlglichkeit die Routen seiner Techniker

effizienter zu gestalten

Daten rechtskonform geschuumltzt

Ein Augenmerk bei der Entwicklung der

Plattform liegt auf dem Datenschutz Je

nach Bedarf kombiniert das System In-

formationen aus verschiedenen Quellen

Maschinendaten aus dem produzieren-

den Unternehmen Verfuumlgbarkeiten von

Ersatzteilen von Maschinenherstellern

sowie Informationen zu Einsatzplaumlnen

und Werkzeugen der externen War-

tungsdienstleister Das STEP-Konsortium

arbeitet deshalb an Loumlsungen rund um

den Datenschutz und die Datensicher-

heit Das Konsortium wird dabei durch

das Zentrum fuumlr angewandte Rechtswis-

senschaften des Karlsruher Instituts fuumlr

Technologie unterstuumltzt Die STEP-Platt-

form soll kuumlnftig auch neue Geschaumlfts-

modelle unterstuumltzen Uumlber die Einsatz-

planung hinaus koumlnnten beispielsweise

kuumlnftig Ersatzteile herstelleruumlbergreifend

gefertigt oder bestellt freie Produktions-

kapazitaumlten vermittelt oder Wissen uumlber

Produktionsanlagen geteilt werden

Der Autor Alexander Wolf ist

Projektleiter der Forschung bei

USU Software AG

wwwusude

| INDUSTRIE 40SERVICE UND INSTANDHALTUNG

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19 Leitkongress derMess- und AutomatisierungstechnikSeamless Convergence ofAutomation amp IT

Die Top-Themen

Automatische Konnektivitaumlt IT-Integration und Lokalisierung von Geraumlte-Assets in

bbestehhendden AAutomatiisiierungsanllagen

Betriebsassistenzmit sensorgestuumltzten Handlungsempfehlungen zur Reduzierung desAnlagenstillstands

Uumlberfuumlhrung der Industrie 40 Verwaltungsschale in die Praxis anhand industrieller Anwendungen

Augmented Reality als Fenster ins Internet of Production

Big Data in derAutomation ndash Use Cases und Umsetzungsempfehlungen

Effizientermit digitalen Zwillingen Modellbasierte Funktionsentwicklung

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65ITampProduction 62018

INDUSTRIE 40 |

DDie Datenproduktion steigt zuneh-

mend und das in allen Lebens-

und Industriebereichen So wird

vermutet dass die globale Datenproduk-

tion im Jahr 2020 44-fach houmlher sein wird

als sie es im Jahr 2009 war In Zahlen ausge-

druumlckt koumlnnte das Volumen von 079 Zeta-

byte auf rund 35 Zetabyte ansteigen

Neben der Sammlung der Daten stellen vor

allem die Speicherung und die sinnvolle

Nutzung groszlige Herausforderungen dar

Schaumltzungen zufolge bleiben etwa 70 Pro-

zent der erfassten Fertigungsdaten oftmals

als Dark Data bezeichnet ungenutzt IBM

geht sogar davon aus das ungenutzte Sen-

sordaten fuumlr einen Dark Data-Anteil in der

Houmlhe von 90 Prozent sorgen

Hohe Huumlrden fuumlr die Nutzung

Es gibt mehrere Herausforderungen im Um-

gang mit der Menge an Daten und ihrem

Nutzungspotential Die schier unendliche

Menge an Daten (Big Data) stammt aus un-

terschiedlichen Quellen die in Struktur und

Komplexitaumlt die Heterogenitaumlt der Daten-

vielfalt erhoumlhen Zusaumltzlich muss mit gele-

gentlichen Fehlern bei der Datenerfassung

und -speicherung gerechnet werden so-

dass Datensaumltze inkonsistent oder unvoll-

staumlndig sein koumlnnen ndash was die Nutzung

maszliggeblich einschraumlnkt Zudem ist es von

Bedeutung wann die Daten in welcher

Form benoumltigt werden Sollen die Daten

etwa zur adaptiven Prozesssteuerung ge-

nutzt werden muumlssen sie dem Datenmo-

dell latenzarm zur Verfuumlgung gestellt wer-

den um rechtzeitige Eingriffe in den Pro-

zess oder Regelkreis zu erlauben

Nicht jeder ist Data Scientist

Neben der Frage der Datensicherheit und -

verantwortung stellt die Visualisierung und

Ergebnisdarstellung groszliger heterogener Da-

tenmengen eine weitere Herausforderung

dar da nicht jeder Datennutzer gleichzeitig

auch ein Data Scientist ist Angesichts der

aktuellen technischen Moumlglichkeiten stellt

sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit des

Big Data-Trends Sind Anwender uumlberhaupt

schon bereit so viele Daten zu erfassen

Oder sollten sie nur mit konkretem Ziel ge-

sammelt werden In den Diskussionen um

diesen Sachverhalt wird haumlufig der Begriff

Smart Data benutzt der sich wiederum un-

terschiedlich definieren laumlsst Zum einen be-

Wertschoumlpfung mit Big Data

bdquoWe are drowning in information but starved for

knowledgerdquo Der im Jahr 1982 von John Naisbitt formulierte

Satz hat noch nie so zugetroffen wie heute Im Zeitalter di-

gital gestuumltzter Produktionssysteme ruumlcken nun verstaumlrkt

Technologien und Konzepte in den Vordergrund um nuumltz-

liche Informationen aus stetig steigenen Datenmengen zu

gewinnen Dieser Beitrag liefert Einblicke in den potenziel-

len Nutzen und Ansaumltze im Umgang mit Big Data

Data Lake in der Produktion (Krauszlig et al 2017)

BIG DATA

66 ITampProduction 62018

Den Wert der Daten korrelieren

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Wertschoumlpfung von Daten mit der Zeit

Bild

Fra

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fer-

Inst

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uumlr P

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ktio

nste

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logi

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T

deutet Smart Data aus groszligen chaotischen

Datenmengen durch Einbringen von Se-

mantik und Struktur die informationstra-

genden Datensaumltze herauszufiltern Es kann

aber auch als kausalgetriebene Herange-

hensweise gesehen werden bei der nur die

Daten gesammelt werden die man zum Be-

antworten einer konkreten Frage braucht

Unabhaumlngig von der Definition bietet der

Ansatz der Smart Data einen sinnvollen

Zwischenschritt um die Potentiale von

Daten nutzen zu koumlnnen Potentiale finden

sich in allen Unternehmensbereichen ent-

lang des Produktlebenszyklus Als Beispiele

koumlnnen die Unterstuumltzung von Make-or-

Buy-Entscheidungen Analyse und Vorher-

sage vom Kundenbedarf das Aufdecken

unbekannter Zusammenhaumlnge in Datensaumlt-

zen (Data Discovery) oder die vorausschau-

ende Planung und Wartung von Produkti-

onsanlagen und Ressourcen (Predictive

MaintenanceProcess Control) genannt

werden Analog zum Produktlebenszyklus

der seinen Anfang in der Idee und Konstruk-

tion des Produktes hat durchlaufen Daten

einen Lebenszyklus der in der Auswahl und

Erfassung der Daten also den Datenquellen

seinen Anfang findet

Unterschiedliche Datenquellen

Informationstraumlchtige Daten entstehen

oft im Prozess also in Maschinen und Sen-

soren Jedoch liegen die Daten meist in

heterogener Rohform die ohne Bezug

zum Prozess Produkt oder den Anforde-

rungen nicht ohne Weiteres verarbeitet

werden koumlnnen Ausgenommen sind sol-

che Sensordaten die normalerweise in Re-

gelungen entweder sofort verarbeitet

oder durch Steuerungen einer Prozessleit-

ebene zur langfristigeren Nutzung zur Ver-

fuumlgung gestellt werden Aufgrund der vie-

len verschiedenen Maschinen Maschinen-

steuerung und Sensoren herrscht eine

groszlige Heterogenitaumlt der Datenquellen

und damit der Datenformate Dies ist hin-

sichtlich Semantik und Syntax eine groszlige

Herausforderung da die Informationszu-

sammenfuumlhrung nicht oder nur unvoll-

staumlndig moumlglich ist Initiativen wie die OPC

Foundation versuchen zwar industrie-

uumlbergreifende Standards zu entwickeln

doch viele Unternehmen sind im Produk-

tionsalltag weit von einer homogenen

Systemlandschaft entfernt Hauptursache

fuumlr diese Situation ist ein bislang in vielen

Unternehmen noch zu sehr vernachlaumlssig-

tes Thema Das Speichern Verwalten und

Bereitstellen von Daten Erst das effiziente

Speichern von Daten und die Aufberei-

tung dieser anfallenden Datenmengen er-

moumlglichen es Potenziale auszuschoumlpfen

Data Warehouse und Data Lakes

Um alle benoumltigten Informationen verfuumlg-

bar zu haben muumlssen schnell auftretende

groszlige und heterogene Datenmengen ver-

arbeitet werden Auszligerdem sind beste-

hende Daten zu integrieren und verbun-

den mit neuen Daten dem Anwender be-

darfsgerecht zur Verfuumlgung zu stellen Klas-

sische Konzepte wie Data-Warehouse-Sys-

teme koumlnnen Daten strukturiert zur Verfuuml-

gung stellen Die Daten werden hierfuumlr zu-

naumlchst aus der Datenquelle extrahiert in

das Schema des Data Warehouse-Systems

transformiert und anschlieszligend hineingela-

den Das Schema legt hierbei fest welche

Arten von Daten es geben kann welche

Bedingungen sie erfuumlllen muumlssen und in

welchen Beziehungen sie zueinander ste-

hen koumlnnen Fuumlr jedes abzulegende Daten-

format muss einzeln festgelegt werden

wie die Transformation in das gemeinsame

Schema erfolgen soll Wenn sehr viele und

sehr unterschiedliche Daten aufgenommen

werden sollen stoumlszligt dieser Ansatz an

Grenzen Zum einen muss fuumlr jedes Daten-

format die Transformation definiert wer-

den was schnell unwirtschaftlich wird Zum

anderen benoumltigt die Uumlberfuumlhrung groszliger

Datenmengen in das Data Warehouse viel

| INDUSTRIE 40BIG DATA

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bdquoDer Aufbau eines nachhaltigenbdquoIT-Produktionsgedaumlchtnissesldquo durch

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datenerfassung sorgt fuumlr mehr Transparenz und besseres Produktions-

controlling - fuumlr uns ein wichtiger Schritt in Richtung Industrie 40ldquo

Ekkehard Boumlhm Geschaumlftsfuumlhrer Tillmann Profil GmbH

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Wert der Daten bei steigender Komplexitaumlt der Analyse

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Zeit Das System ist nicht in der Lage viele

heterogene Datenquellen ohne groumlszligeren

Aufwand zu verarbeiten (Riess und Rei-

mann 2015) Ein Data Lake ist ein System

zur Datenhaltung das in den meisten Faumlllen

fuumlr den skalierbaren Einsatz bei groszligen Da-

tenmengen ausgelegt wird (Ignacio Terriz-

zano Peter Schwarz Mary Roth John E

Colino 2015) Dabei koumlnnen Daten beliebi-

ger Strukturen aufgenommen werden

Waumlhrend bei klassischen Ansaumltzen die auf-

zunehmenden Daten zunaumlchst an die

Struktur der Datenbank angepasst werden

muumlssen werden die Daten bei einem Data

Lake unveraumlndert abgespeichert So kann

ein heterogenes Datenumfeld in einem ein-

zigen System abgebildet werden Dies gilt

beispielsweise fuumlr kleinschrittige Sensorda-

ten aus einer Maschine bis hin zu Ge-

schaumlftsdaten aus ERP-Systemen Zusaumltzlich

ist die Uumlberfuumlhrung ganzer Datenverzeich-

nisse ins Data Lake moumlglich Bei der Uumlber-

fuumlhrung findet keine semantische also be-

deutungsmaumlszligige Homogenisierung statt

Diese erfolgt erst dann wenn ein Nutzer

mittels einer Applikation entsprechende

Anfragen an das System stellt Die Leis-

tungsfaumlhigkeit des Systems wird somit ent-

scheidend von der Auslegung der Applika-

tion bestimmt

Algorithmen gegen Menschen

Wie beschrieben stellen meist performante

Applikationen Anfragen an das Datenmana-

gementsystem Solche Applikationen koumln-

nen systemintegrierte Programme oder

Data Analytics-Systeme sein die neben der

Analyse einen Teil der Datenverwaltung ab-

decken koumlnnen Die Data Analytics Suite

IBM Watson hat es beispielsweise ge-

schafft zwei Menschen beim Quizspiel Jeo-

pardy zu schlagen die zuvor Rekordsum-

men darin gewonnen hatten In Social

Media und im Konsumbereich sind Data

Analytics Anwendungen nicht mehr wegzu-

denken In den letzten Jahren laumlsst sich die-

ser Trend immer mehr in der produzieren-

den Industrie durch die Verwendung von

Datenanalysen verzeichnen Dabei ist die

Expertise derer die mit dem Produktions-

prozess in Beruumlhrung stehen diesen bei-

spielsweise entwickeln kontrollieren oder

steuern fuumlr die Interpretation der Ergeb-

nisse und die Entwicklung einer Datenana-

lyse noch immer essentiell

Abgestufte Analysevarianten

Grundsaumltzlich lassen sich bei einer Daten-

analyse vier Reifegrade unterscheiden In

der simpelsten Form wird unter Verwen-

dung von statistischen Mitteln von der so-

genannten beschreibenden Analyse gespro-

chen beziehungsweise der Frage nachge-

gangen was im Produktionsprozess ge-

schieht Uumlber diagnostische Analysen wer-

den Ursachen fuumlr Vorkommnisse identifi-

ziert und analysiert Diese Informationen

werden bestenfalls fuumlr praumldiktive und prauml-

skriptive Analysen genutzt um den Prozess-

verlauf und die Produktqualitaumlt vorherzusa-

gen und rechtzeitig Handlungsempfehlun-

gen geben zu koumlnnen sodass die Robust-

heit des Prozesses und damit der Produkt-

qualitaumlt sichergestellt wird Unabhaumlngig von

der Analyse muss in der Produktionstechnik

die zu beantwortende Frage klar formuliert

werden Daher ist die Erfahrung des Anwen-

ders mit den Prozessen gefragt Fuumlr die In-

terpretation und Implementation der Ergeb-

nisse braucht es Wissen zur Verwendbarkeit

der Ergebnisse und deren Auswirkungen

Die blinde Implementierung von Ergebnis-

sen aus Datenanalysen lassen per se keine

Ruumlckschluumlsse auf die Ursachen zu

Passende Algorithmen finden

Ob Datenanalysen mit Hilfe von Suiten oder

programmieraffinen Data Scientists durch-

gefuumlhrt werden und ob es maschinelles

Lernen kuumlnstliche Intelligenz oder Data

Analytics genannt wird Es gibt eine unuumlber-

sichtliche Zahl an Algorithmen die in Frage

kommen Welcher Algorithmus sich am bes-

ten auf die jeweilige Fragestellung anwen-

den laumlsst laumlsst sich vorab nicht pauschal be-

stimmen Meist ist sogar eine stufenweise

Analyse und Kombination verschiedener Al-

gorithmen mit teilweise niedriger Komple-

xitaumlt sehr effizient Optimal waumlre die An-

wendung verschiedener Algorithmen mit

dem Datensatz und eine anschlieszligende Per-

formanceanalyse und Vergleich der Ergeb-

nisse Dies ist jedoch ein aufwendiges Ver-

fahren vor allem wenn Echtzeitanwendun-

gen eine sofortige Analyse und Handlung

voraussetzen

Machinelles Lernen

Speziell beim maschinellen Lernen gibt es

durch die Unterscheidung von supervised

und unsupervised learning also uumlberwach-

tes und unuumlberwachtes Lernen eine Ein-

schraumlnkung Die Analyse eines Datensatzes

kann ebenfalls nach einem modellgetriebe-

nen oder datengetriebenen Ansatz erfol-

gen Beim ersteren muss zunaumlchst ein phy-

sikalisches Modell des Prozesses entwickelt

werden bevor Daten analysiert werden

Beim letzteren hingegen werden zunaumlchst

Daten unstrukturiert analysiert und bei be-

stehenden Korrelationen weiterverarbeitet

Stellt sich eine Abhaumlngigkeit heraus basiert

diese nicht auf einem physikalischen Mo-

dell sondern lediglich auf Datenpunkten So

koumlnnen unter Umstaumlnden nicht vermutete

Abhaumlngigkeiten gefunden werden Unab-

haumlngig davon ob ein datengetriebenes

INDUSTRIE 40 | BIG DATA

68 ITampProduction 62018

oder ein modellbasiertes Vorgehen gewaumlhlt

wird empfiehlt es sich bei der Durchfuumlh-

rung am CRISP-DM als systematischen

Standardprozess beim Thema Datenanalyse

zu orientieren Der aus sechs Phasen beste-

hende Prozess umschreibt das Vorgehen

ausgehend von Klaumlrung der Zielfragestel-

lung bis hin zur Implementierung des Da-

tenmodells im Prozess

Strategische Ressource

Die Weiterentwicklung von Daten als reines

Prozessergebnis hin zu einer strategischen

Ressource und einem wertvollen Produkt

hat in Social Media schon lange stattgefun-

den und steht wohl auch der Produktions-

technik bevor Dass Daten analog zu ande-

ren Produkten ebenfalls einen Lebenslauf

haben und verschiedene Phasen durchlau-

fen ist demnach ebenfalls nachvollziehbar

Der Erfolg der Produkte lsquoDatenrsquo haumlngt wie

von der effizienten und effektiven Nutzung

derselben ab Dafuumlr muumlssen die Grundpha-

sen Speichern Aufbereiten und Bereitstellen

von Daten beherrscht werden Zurzeit wer-

den in der Wissenschaft und Industrie ver-

schiedene Ansaumltze entwickelt um groszlige

Datenmengen effizient zu verarbeiten und

die entsprechenden Big Data-Potenziale zu

heben Die Vernetzung uumlber Plattformen

und unterschiedliche Datenformate hinweg

stellt eine groszlige Herausforderung dar Data

Lake-Systeme bieten hier neue Moumlglichkei-

ten Anwendungsfelder sind derzeit vor

allem Faumllle bei denen die Art der spaumlter fol-

genden Analyse bei der Erfassung der Daten

noch unklar ist Die durch ein Datenmanage-

ment-System zur Verfuumlgung gestellten

Daten koumlnnen auf vielfaumlltige Weise genutzt

werden um die bestehenden Produktions-

prozesse zu verbessern Bevor man Daten

erfasst und sich mit den Analysen beschaumlf-

tigt sollten sich Unternehmen mit den zen-

tralen Fragen und zu loumlsenden Problemen

auseinandersetzen So koumlnnen basierend auf

Prozessmodellen Datenmodelle aufgebaut

und die Auswahl der passenden Algorith-

men beschleunigt werden Zudem laumlsst sich

so abschaumltzen ob der zu erwartende Nut-

| INDUSTRIE 40BIG DATA

zen ndash wie niedrigere Ausschussreduktion ndash

den Aufwand wirtschaftlich uumlberhaupt

lohnt Das groumlszligte Potential von Datenanaly-

sen liegt meist bei praumldiktiven und praumlskrip-

tiven Auswertungen Das liegt daran dass

der Ausschuss eines Produktes zu einem fruuml-

hen Zeitpunkt dem Unternehmen weniger

Kosten verursacht als die Aussteuerung

eines Erzeugnisses in das bereits viele Re-

sourcen investiert wurden Abschlieszligend

laumlsst sich festhalten Mit dem Grad der Im-

plementation des Datenlebenszyklus steigt

auch der Wert der Daten da sich auf dieser

Basis fortgeschrittene Analysen wie praumldik-

tive Analysen in die Prozesse integrieren

und und so Kosten sparen lassen

Die Autoren Jonas Doriszligen wissenschaftlicher

Mitarbeiter Jonathan Krauszlig Gruppenleiter

Hendrik Mende wissenschaftlicher Mitarbeiter

sowie Laura Niendorf wissenschaftliche

Mitarbeiterin sind am Fraunhofer-Institut fuumlr

Produktionstechnologie IPT taumltig

wwwiptfraunhoferde

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Nur eine Null-Fehler-Produktion kann fuumlr ein produzierendes

Unternehmen langfristig betrachtet tragfaumlhig und nachhaltig sein

Spaumltestens seit Crosbys bdquoMachrsquos gleich richtigldquo in den 60er-Jahren

sollte eine Fehlerverhinderung gegenuumlber einem Fehlerentde-

ckungs-Verhalten im Vordergrund stehen

Erst durch eine ganzheitliche Betrachtung von Qualitaumlt und

Produktion wird eine Rundumsicht ermoumlglicht die die Abhaumlngig-

keiten der Prozesse zueinander transparent macht und bekannte

Fehler verhindert Informationen muumlssen kategorisiert analysiert

gefiltert und zur richtigen Zeit an die richtige Person uumlbermittelt

werden Die gewonnenen Erkenntnisse koumlnnen so im Sinne eines

KVP zukuumlnftig verwendet werden Unbekannte Fehler werden zu

bekannten Fehlern die somit nicht mehr auftreten

Ermoumlglicht wird dies durch

ganzheitliche und standardi-

sierte IT-Systeme die modular

aufgebaut sind und die schritt-

weise Einfuumlhrung einer solchen

Fehlerverhinderungsstrategie

ermoumlglichen Durch vertikale und hori-

zontale Integration gelingt es die Ferti-

gung flexibler zu gestalten die Fehler Reklamationen und

Qualitaumltskosten zu reduzieren ndash bei gleichzeitigem Anstieg der

Zufriedenheit Ihrer Kunden

Pickert amp Partner GmbH

Stell Dir eine Welt vor in der alle Produktewie erwartet funktionierenBeinahe taumlglich ist von Produktruumlckrufen in allen

Lebensbereichen zu lesen Nicht immer kann argu-

mentiert werden dass diese durch Zeit- und Kosten-

druck verursacht werden Haumlufig stellt man fest dass

es insbesondere das Lernen aus Fehlern ist das nicht

konsequent umgesetzt ist

KontaktPickert amp Partner GmbHHaumlndelstr 1076327 PfinztalTel +49 721 6652-0infopickertde bull wwwnull-fehler-sind-moeglichde

Bild

Pick

ert amp

Part

nerG

mbH

69ITampProduction 62018

WWaumlhrend die Begriffe Digitali-

sierung und Industrie 40

selbst in weite Teile der Ge-

sellschaft vorgedrungen sind koumlnnen sich

die wenigsten etwas konkretes unter der

Blockchain-Technologie vorstellen Vor

allem IT-Fachleute sprechen gar von einer

Revolution aumlhnlich wie sie einst das Inter-

net mit sich brachte Speziell in der Fi-

nanzbranche erregte die Datenbanktech-

nologie bereits in Form des Bitcoin Netz-

werks Aufmerksamkeit Doch was steckt

eigentlich dahinter Es geht um Vertrauen

und Sicherheit in einer Zeit in der immer

mehr Dinge im Internet of Things und Ma-

schinen in der Smart Factory miteinander

vernetzt kommunizieren Grundlegend ist

Blockchain eine Datenbank-Technologie

zum Speichern und sicherem Manage-

ment von Daten Ihren Ursprung hat die

Blockchain nach der Finanzkrise 2008 in

der Internetwaumlhrung Bitcoin bei der Geld-

werte ohne eine zentrale Vertrauensin-

stanz also einer Bank uumlberwiesen werden

koumlnnen Mittlerweile findet diese Techno-

logie zusammen mit darauf aufbauenden

Anwendungen ihren Weg in andere Bran-

chen wie die produzierende Industrie

Nach heutigem Maszligstab sicher

Der Definition nach ist die Blockchain eine

unveraumlnderbare hochverfuumlgbare und ver-

teilte Datenbank in der alle Daten die in

Sie geschrieben werden revisionssicher

sind und uumlber eine Verschluumlsselung vor

fremden Zugriff abgeschirmt werden koumln-

nen Elementare Einheiten sind die Trans-

aktionen wobei zwei Parteien Informatio-

nen austauschen Die Blockchain ist wie

ein Hauptbuch in das alle Transaktionen

eingetragen werden Das fortlaufende Pro-

tokoll dokumentiert chronologisch jede

Veraumlnderung eines beliebigen Datenbe-

stands und stellt sicher dass alle Teilneh-

mer des Netzwerkes immer die gleiche

Kopie der Blockchain besitzen Nach einer

bestimmten Zeit werden die Transaktionen

zu Bloumlcken zusammengefasst und daruumlber

eine Pruumlfsumme gebildet Dieser Hash-

Wert kann als digitaler Fingerabdruck ver-

standen werden Danach werden die Blouml-

cke an die Kette ndash Blockchain heiszligt uumlber-

setzt Blockkette ndash angehangen und uumlber

ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt in dem

alle Teilnehmer sowohl Client- als auch

Server-Aufgaben uumlbernehmen Manipula-

tionen und Aumlnderungen an der Datenbank

lieszligen sich daher sofort erkennen und gel-

ten somit als ausgeschlossen

Mitglieder verifizieren die Daten

Transparenz und Nachvollziehbarkeit sind

zwei essentielle Eigenschaften der Daten-

banktechnologie jeder hat jederzeit im

Netzwerk die Moumlglichkeit die Daten in

Echtzeit zu uumlberpruumlfen und weiszlig so was

wann wo passiert Alle Mitglieder des Netz-

werks verifizieren sozusagen die Daten Die

dezentrale Natur der Blockchain also die

Wie Blockchain und die Industrie zusammenpassen

Technik und Anwendungen

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70 ITampProduction 62018

Einige Experten sehen in der Blockchain-Technologie

das Potenzial die Wirtschaft grundlegend zu veraumln-

dern Es geht vor allem um Vertrauen und Sicherheit

Also um zwei Voraussetzungen um den bereits jetzt

aufbluumlhenden Markt rund um das Internet of Things

weiter zu befluumlgeln Doch wie koumlnnte ein im Grunde

einfacher Ansatz Daten zu speichern und zu verwal-

ten dieses Versprechen erfuumlllen

BLOCKCHAIN | GRUNDLAGEN

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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drii

Toria

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 3: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

Betreibern und den Wartungstechnikern

reibungslos ausgetauscht werden Uumlber

IT-basierte Kommunikationsplattformen

laumlsst sich dieser Austausch strukturieren

Bedarfsgerechte Planung

An einer solchen Kommunikations- und

Koordinationsplattform arbeitet derzeit

das Forschungsprojekt STEP Im Rahmen

des Technologieprogrammes lsquoSmart Ser-

vice Weltrsquo das vom Bundesministerium

fuumlr Wirtschaft und Energie gefoumlrdert

wird entwickelt das Projektteam eine

cloudbasierte Plattform die alle Akteure

des Wartungsprozesses miteinander ver-

netzen will Auf Basis der Instandhal-

tungsbedarfe von Maschinen und der

Kapazitaumlt sowie Auslastung der Service-

organisation soll sich ein umfassendes

Bild des Servicebedarfs und -angebots

ermitteln sowie die Planung und Steue-

rung von Einsaumltzen optimieren lassen

Anlagen ndash beziehungsweise die Aus-

werte-Algorithmen der Maschinenher-

steller ndash koumlnnen auf der Plattform ankuumln-

digen welcher Servicebedarf demnaumlchst

entsteht Der Dienstleister kann die be-

noumltigten Ersatzteile fruumlh bestellen und

einen Techniker fuumlr den Serviceeinsatz

einplanen Durch die Service-Einsatzpla-

nung sollen Anwender Kosten und Zeit

sparen einmal durch die Planbarkeit des

Maschinenstillstands und durch die ver-

kuumlrzte Dauer der Instandhaltung selbst

Andererseits hat der Dienstleister die

Moumlglichkeit die Routen seiner Techniker

effizienter zu gestalten

Daten rechtskonform geschuumltzt

Ein Augenmerk bei der Entwicklung der

Plattform liegt auf dem Datenschutz Je

nach Bedarf kombiniert das System In-

formationen aus verschiedenen Quellen

Maschinendaten aus dem produzieren-

den Unternehmen Verfuumlgbarkeiten von

Ersatzteilen von Maschinenherstellern

sowie Informationen zu Einsatzplaumlnen

und Werkzeugen der externen War-

tungsdienstleister Das STEP-Konsortium

arbeitet deshalb an Loumlsungen rund um

den Datenschutz und die Datensicher-

heit Das Konsortium wird dabei durch

das Zentrum fuumlr angewandte Rechtswis-

senschaften des Karlsruher Instituts fuumlr

Technologie unterstuumltzt Die STEP-Platt-

form soll kuumlnftig auch neue Geschaumlfts-

modelle unterstuumltzen Uumlber die Einsatz-

planung hinaus koumlnnten beispielsweise

kuumlnftig Ersatzteile herstelleruumlbergreifend

gefertigt oder bestellt freie Produktions-

kapazitaumlten vermittelt oder Wissen uumlber

Produktionsanlagen geteilt werden

Der Autor Alexander Wolf ist

Projektleiter der Forschung bei

USU Software AG

wwwusude

| INDUSTRIE 40SERVICE UND INSTANDHALTUNG

03 ndash 04 Juli 2018 Kongresshaus Baden-Baden

19 Leitkongress derMess- und AutomatisierungstechnikSeamless Convergence ofAutomation amp IT

Die Top-Themen

Automatische Konnektivitaumlt IT-Integration und Lokalisierung von Geraumlte-Assets in

bbestehhendden AAutomatiisiierungsanllagen

Betriebsassistenzmit sensorgestuumltzten Handlungsempfehlungen zur Reduzierung desAnlagenstillstands

Uumlberfuumlhrung der Industrie 40 Verwaltungsschale in die Praxis anhand industrieller Anwendungen

Augmented Reality als Fenster ins Internet of Production

Big Data in derAutomation ndash Use Cases und Umsetzungsempfehlungen

Effizientermit digitalen Zwillingen Modellbasierte Funktionsentwicklung

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65ITampProduction 62018

INDUSTRIE 40 |

DDie Datenproduktion steigt zuneh-

mend und das in allen Lebens-

und Industriebereichen So wird

vermutet dass die globale Datenproduk-

tion im Jahr 2020 44-fach houmlher sein wird

als sie es im Jahr 2009 war In Zahlen ausge-

druumlckt koumlnnte das Volumen von 079 Zeta-

byte auf rund 35 Zetabyte ansteigen

Neben der Sammlung der Daten stellen vor

allem die Speicherung und die sinnvolle

Nutzung groszlige Herausforderungen dar

Schaumltzungen zufolge bleiben etwa 70 Pro-

zent der erfassten Fertigungsdaten oftmals

als Dark Data bezeichnet ungenutzt IBM

geht sogar davon aus das ungenutzte Sen-

sordaten fuumlr einen Dark Data-Anteil in der

Houmlhe von 90 Prozent sorgen

Hohe Huumlrden fuumlr die Nutzung

Es gibt mehrere Herausforderungen im Um-

gang mit der Menge an Daten und ihrem

Nutzungspotential Die schier unendliche

Menge an Daten (Big Data) stammt aus un-

terschiedlichen Quellen die in Struktur und

Komplexitaumlt die Heterogenitaumlt der Daten-

vielfalt erhoumlhen Zusaumltzlich muss mit gele-

gentlichen Fehlern bei der Datenerfassung

und -speicherung gerechnet werden so-

dass Datensaumltze inkonsistent oder unvoll-

staumlndig sein koumlnnen ndash was die Nutzung

maszliggeblich einschraumlnkt Zudem ist es von

Bedeutung wann die Daten in welcher

Form benoumltigt werden Sollen die Daten

etwa zur adaptiven Prozesssteuerung ge-

nutzt werden muumlssen sie dem Datenmo-

dell latenzarm zur Verfuumlgung gestellt wer-

den um rechtzeitige Eingriffe in den Pro-

zess oder Regelkreis zu erlauben

Nicht jeder ist Data Scientist

Neben der Frage der Datensicherheit und -

verantwortung stellt die Visualisierung und

Ergebnisdarstellung groszliger heterogener Da-

tenmengen eine weitere Herausforderung

dar da nicht jeder Datennutzer gleichzeitig

auch ein Data Scientist ist Angesichts der

aktuellen technischen Moumlglichkeiten stellt

sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit des

Big Data-Trends Sind Anwender uumlberhaupt

schon bereit so viele Daten zu erfassen

Oder sollten sie nur mit konkretem Ziel ge-

sammelt werden In den Diskussionen um

diesen Sachverhalt wird haumlufig der Begriff

Smart Data benutzt der sich wiederum un-

terschiedlich definieren laumlsst Zum einen be-

Wertschoumlpfung mit Big Data

bdquoWe are drowning in information but starved for

knowledgerdquo Der im Jahr 1982 von John Naisbitt formulierte

Satz hat noch nie so zugetroffen wie heute Im Zeitalter di-

gital gestuumltzter Produktionssysteme ruumlcken nun verstaumlrkt

Technologien und Konzepte in den Vordergrund um nuumltz-

liche Informationen aus stetig steigenen Datenmengen zu

gewinnen Dieser Beitrag liefert Einblicke in den potenziel-

len Nutzen und Ansaumltze im Umgang mit Big Data

Data Lake in der Produktion (Krauszlig et al 2017)

BIG DATA

66 ITampProduction 62018

Den Wert der Daten korrelieren

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Wertschoumlpfung von Daten mit der Zeit

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deutet Smart Data aus groszligen chaotischen

Datenmengen durch Einbringen von Se-

mantik und Struktur die informationstra-

genden Datensaumltze herauszufiltern Es kann

aber auch als kausalgetriebene Herange-

hensweise gesehen werden bei der nur die

Daten gesammelt werden die man zum Be-

antworten einer konkreten Frage braucht

Unabhaumlngig von der Definition bietet der

Ansatz der Smart Data einen sinnvollen

Zwischenschritt um die Potentiale von

Daten nutzen zu koumlnnen Potentiale finden

sich in allen Unternehmensbereichen ent-

lang des Produktlebenszyklus Als Beispiele

koumlnnen die Unterstuumltzung von Make-or-

Buy-Entscheidungen Analyse und Vorher-

sage vom Kundenbedarf das Aufdecken

unbekannter Zusammenhaumlnge in Datensaumlt-

zen (Data Discovery) oder die vorausschau-

ende Planung und Wartung von Produkti-

onsanlagen und Ressourcen (Predictive

MaintenanceProcess Control) genannt

werden Analog zum Produktlebenszyklus

der seinen Anfang in der Idee und Konstruk-

tion des Produktes hat durchlaufen Daten

einen Lebenszyklus der in der Auswahl und

Erfassung der Daten also den Datenquellen

seinen Anfang findet

Unterschiedliche Datenquellen

Informationstraumlchtige Daten entstehen

oft im Prozess also in Maschinen und Sen-

soren Jedoch liegen die Daten meist in

heterogener Rohform die ohne Bezug

zum Prozess Produkt oder den Anforde-

rungen nicht ohne Weiteres verarbeitet

werden koumlnnen Ausgenommen sind sol-

che Sensordaten die normalerweise in Re-

gelungen entweder sofort verarbeitet

oder durch Steuerungen einer Prozessleit-

ebene zur langfristigeren Nutzung zur Ver-

fuumlgung gestellt werden Aufgrund der vie-

len verschiedenen Maschinen Maschinen-

steuerung und Sensoren herrscht eine

groszlige Heterogenitaumlt der Datenquellen

und damit der Datenformate Dies ist hin-

sichtlich Semantik und Syntax eine groszlige

Herausforderung da die Informationszu-

sammenfuumlhrung nicht oder nur unvoll-

staumlndig moumlglich ist Initiativen wie die OPC

Foundation versuchen zwar industrie-

uumlbergreifende Standards zu entwickeln

doch viele Unternehmen sind im Produk-

tionsalltag weit von einer homogenen

Systemlandschaft entfernt Hauptursache

fuumlr diese Situation ist ein bislang in vielen

Unternehmen noch zu sehr vernachlaumlssig-

tes Thema Das Speichern Verwalten und

Bereitstellen von Daten Erst das effiziente

Speichern von Daten und die Aufberei-

tung dieser anfallenden Datenmengen er-

moumlglichen es Potenziale auszuschoumlpfen

Data Warehouse und Data Lakes

Um alle benoumltigten Informationen verfuumlg-

bar zu haben muumlssen schnell auftretende

groszlige und heterogene Datenmengen ver-

arbeitet werden Auszligerdem sind beste-

hende Daten zu integrieren und verbun-

den mit neuen Daten dem Anwender be-

darfsgerecht zur Verfuumlgung zu stellen Klas-

sische Konzepte wie Data-Warehouse-Sys-

teme koumlnnen Daten strukturiert zur Verfuuml-

gung stellen Die Daten werden hierfuumlr zu-

naumlchst aus der Datenquelle extrahiert in

das Schema des Data Warehouse-Systems

transformiert und anschlieszligend hineingela-

den Das Schema legt hierbei fest welche

Arten von Daten es geben kann welche

Bedingungen sie erfuumlllen muumlssen und in

welchen Beziehungen sie zueinander ste-

hen koumlnnen Fuumlr jedes abzulegende Daten-

format muss einzeln festgelegt werden

wie die Transformation in das gemeinsame

Schema erfolgen soll Wenn sehr viele und

sehr unterschiedliche Daten aufgenommen

werden sollen stoumlszligt dieser Ansatz an

Grenzen Zum einen muss fuumlr jedes Daten-

format die Transformation definiert wer-

den was schnell unwirtschaftlich wird Zum

anderen benoumltigt die Uumlberfuumlhrung groszliger

Datenmengen in das Data Warehouse viel

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Wert der Daten bei steigender Komplexitaumlt der Analyse

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Zeit Das System ist nicht in der Lage viele

heterogene Datenquellen ohne groumlszligeren

Aufwand zu verarbeiten (Riess und Rei-

mann 2015) Ein Data Lake ist ein System

zur Datenhaltung das in den meisten Faumlllen

fuumlr den skalierbaren Einsatz bei groszligen Da-

tenmengen ausgelegt wird (Ignacio Terriz-

zano Peter Schwarz Mary Roth John E

Colino 2015) Dabei koumlnnen Daten beliebi-

ger Strukturen aufgenommen werden

Waumlhrend bei klassischen Ansaumltzen die auf-

zunehmenden Daten zunaumlchst an die

Struktur der Datenbank angepasst werden

muumlssen werden die Daten bei einem Data

Lake unveraumlndert abgespeichert So kann

ein heterogenes Datenumfeld in einem ein-

zigen System abgebildet werden Dies gilt

beispielsweise fuumlr kleinschrittige Sensorda-

ten aus einer Maschine bis hin zu Ge-

schaumlftsdaten aus ERP-Systemen Zusaumltzlich

ist die Uumlberfuumlhrung ganzer Datenverzeich-

nisse ins Data Lake moumlglich Bei der Uumlber-

fuumlhrung findet keine semantische also be-

deutungsmaumlszligige Homogenisierung statt

Diese erfolgt erst dann wenn ein Nutzer

mittels einer Applikation entsprechende

Anfragen an das System stellt Die Leis-

tungsfaumlhigkeit des Systems wird somit ent-

scheidend von der Auslegung der Applika-

tion bestimmt

Algorithmen gegen Menschen

Wie beschrieben stellen meist performante

Applikationen Anfragen an das Datenmana-

gementsystem Solche Applikationen koumln-

nen systemintegrierte Programme oder

Data Analytics-Systeme sein die neben der

Analyse einen Teil der Datenverwaltung ab-

decken koumlnnen Die Data Analytics Suite

IBM Watson hat es beispielsweise ge-

schafft zwei Menschen beim Quizspiel Jeo-

pardy zu schlagen die zuvor Rekordsum-

men darin gewonnen hatten In Social

Media und im Konsumbereich sind Data

Analytics Anwendungen nicht mehr wegzu-

denken In den letzten Jahren laumlsst sich die-

ser Trend immer mehr in der produzieren-

den Industrie durch die Verwendung von

Datenanalysen verzeichnen Dabei ist die

Expertise derer die mit dem Produktions-

prozess in Beruumlhrung stehen diesen bei-

spielsweise entwickeln kontrollieren oder

steuern fuumlr die Interpretation der Ergeb-

nisse und die Entwicklung einer Datenana-

lyse noch immer essentiell

Abgestufte Analysevarianten

Grundsaumltzlich lassen sich bei einer Daten-

analyse vier Reifegrade unterscheiden In

der simpelsten Form wird unter Verwen-

dung von statistischen Mitteln von der so-

genannten beschreibenden Analyse gespro-

chen beziehungsweise der Frage nachge-

gangen was im Produktionsprozess ge-

schieht Uumlber diagnostische Analysen wer-

den Ursachen fuumlr Vorkommnisse identifi-

ziert und analysiert Diese Informationen

werden bestenfalls fuumlr praumldiktive und prauml-

skriptive Analysen genutzt um den Prozess-

verlauf und die Produktqualitaumlt vorherzusa-

gen und rechtzeitig Handlungsempfehlun-

gen geben zu koumlnnen sodass die Robust-

heit des Prozesses und damit der Produkt-

qualitaumlt sichergestellt wird Unabhaumlngig von

der Analyse muss in der Produktionstechnik

die zu beantwortende Frage klar formuliert

werden Daher ist die Erfahrung des Anwen-

ders mit den Prozessen gefragt Fuumlr die In-

terpretation und Implementation der Ergeb-

nisse braucht es Wissen zur Verwendbarkeit

der Ergebnisse und deren Auswirkungen

Die blinde Implementierung von Ergebnis-

sen aus Datenanalysen lassen per se keine

Ruumlckschluumlsse auf die Ursachen zu

Passende Algorithmen finden

Ob Datenanalysen mit Hilfe von Suiten oder

programmieraffinen Data Scientists durch-

gefuumlhrt werden und ob es maschinelles

Lernen kuumlnstliche Intelligenz oder Data

Analytics genannt wird Es gibt eine unuumlber-

sichtliche Zahl an Algorithmen die in Frage

kommen Welcher Algorithmus sich am bes-

ten auf die jeweilige Fragestellung anwen-

den laumlsst laumlsst sich vorab nicht pauschal be-

stimmen Meist ist sogar eine stufenweise

Analyse und Kombination verschiedener Al-

gorithmen mit teilweise niedriger Komple-

xitaumlt sehr effizient Optimal waumlre die An-

wendung verschiedener Algorithmen mit

dem Datensatz und eine anschlieszligende Per-

formanceanalyse und Vergleich der Ergeb-

nisse Dies ist jedoch ein aufwendiges Ver-

fahren vor allem wenn Echtzeitanwendun-

gen eine sofortige Analyse und Handlung

voraussetzen

Machinelles Lernen

Speziell beim maschinellen Lernen gibt es

durch die Unterscheidung von supervised

und unsupervised learning also uumlberwach-

tes und unuumlberwachtes Lernen eine Ein-

schraumlnkung Die Analyse eines Datensatzes

kann ebenfalls nach einem modellgetriebe-

nen oder datengetriebenen Ansatz erfol-

gen Beim ersteren muss zunaumlchst ein phy-

sikalisches Modell des Prozesses entwickelt

werden bevor Daten analysiert werden

Beim letzteren hingegen werden zunaumlchst

Daten unstrukturiert analysiert und bei be-

stehenden Korrelationen weiterverarbeitet

Stellt sich eine Abhaumlngigkeit heraus basiert

diese nicht auf einem physikalischen Mo-

dell sondern lediglich auf Datenpunkten So

koumlnnen unter Umstaumlnden nicht vermutete

Abhaumlngigkeiten gefunden werden Unab-

haumlngig davon ob ein datengetriebenes

INDUSTRIE 40 | BIG DATA

68 ITampProduction 62018

oder ein modellbasiertes Vorgehen gewaumlhlt

wird empfiehlt es sich bei der Durchfuumlh-

rung am CRISP-DM als systematischen

Standardprozess beim Thema Datenanalyse

zu orientieren Der aus sechs Phasen beste-

hende Prozess umschreibt das Vorgehen

ausgehend von Klaumlrung der Zielfragestel-

lung bis hin zur Implementierung des Da-

tenmodells im Prozess

Strategische Ressource

Die Weiterentwicklung von Daten als reines

Prozessergebnis hin zu einer strategischen

Ressource und einem wertvollen Produkt

hat in Social Media schon lange stattgefun-

den und steht wohl auch der Produktions-

technik bevor Dass Daten analog zu ande-

ren Produkten ebenfalls einen Lebenslauf

haben und verschiedene Phasen durchlau-

fen ist demnach ebenfalls nachvollziehbar

Der Erfolg der Produkte lsquoDatenrsquo haumlngt wie

von der effizienten und effektiven Nutzung

derselben ab Dafuumlr muumlssen die Grundpha-

sen Speichern Aufbereiten und Bereitstellen

von Daten beherrscht werden Zurzeit wer-

den in der Wissenschaft und Industrie ver-

schiedene Ansaumltze entwickelt um groszlige

Datenmengen effizient zu verarbeiten und

die entsprechenden Big Data-Potenziale zu

heben Die Vernetzung uumlber Plattformen

und unterschiedliche Datenformate hinweg

stellt eine groszlige Herausforderung dar Data

Lake-Systeme bieten hier neue Moumlglichkei-

ten Anwendungsfelder sind derzeit vor

allem Faumllle bei denen die Art der spaumlter fol-

genden Analyse bei der Erfassung der Daten

noch unklar ist Die durch ein Datenmanage-

ment-System zur Verfuumlgung gestellten

Daten koumlnnen auf vielfaumlltige Weise genutzt

werden um die bestehenden Produktions-

prozesse zu verbessern Bevor man Daten

erfasst und sich mit den Analysen beschaumlf-

tigt sollten sich Unternehmen mit den zen-

tralen Fragen und zu loumlsenden Problemen

auseinandersetzen So koumlnnen basierend auf

Prozessmodellen Datenmodelle aufgebaut

und die Auswahl der passenden Algorith-

men beschleunigt werden Zudem laumlsst sich

so abschaumltzen ob der zu erwartende Nut-

| INDUSTRIE 40BIG DATA

zen ndash wie niedrigere Ausschussreduktion ndash

den Aufwand wirtschaftlich uumlberhaupt

lohnt Das groumlszligte Potential von Datenanaly-

sen liegt meist bei praumldiktiven und praumlskrip-

tiven Auswertungen Das liegt daran dass

der Ausschuss eines Produktes zu einem fruuml-

hen Zeitpunkt dem Unternehmen weniger

Kosten verursacht als die Aussteuerung

eines Erzeugnisses in das bereits viele Re-

sourcen investiert wurden Abschlieszligend

laumlsst sich festhalten Mit dem Grad der Im-

plementation des Datenlebenszyklus steigt

auch der Wert der Daten da sich auf dieser

Basis fortgeschrittene Analysen wie praumldik-

tive Analysen in die Prozesse integrieren

und und so Kosten sparen lassen

Die Autoren Jonas Doriszligen wissenschaftlicher

Mitarbeiter Jonathan Krauszlig Gruppenleiter

Hendrik Mende wissenschaftlicher Mitarbeiter

sowie Laura Niendorf wissenschaftliche

Mitarbeiterin sind am Fraunhofer-Institut fuumlr

Produktionstechnologie IPT taumltig

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Nur eine Null-Fehler-Produktion kann fuumlr ein produzierendes

Unternehmen langfristig betrachtet tragfaumlhig und nachhaltig sein

Spaumltestens seit Crosbys bdquoMachrsquos gleich richtigldquo in den 60er-Jahren

sollte eine Fehlerverhinderung gegenuumlber einem Fehlerentde-

ckungs-Verhalten im Vordergrund stehen

Erst durch eine ganzheitliche Betrachtung von Qualitaumlt und

Produktion wird eine Rundumsicht ermoumlglicht die die Abhaumlngig-

keiten der Prozesse zueinander transparent macht und bekannte

Fehler verhindert Informationen muumlssen kategorisiert analysiert

gefiltert und zur richtigen Zeit an die richtige Person uumlbermittelt

werden Die gewonnenen Erkenntnisse koumlnnen so im Sinne eines

KVP zukuumlnftig verwendet werden Unbekannte Fehler werden zu

bekannten Fehlern die somit nicht mehr auftreten

Ermoumlglicht wird dies durch

ganzheitliche und standardi-

sierte IT-Systeme die modular

aufgebaut sind und die schritt-

weise Einfuumlhrung einer solchen

Fehlerverhinderungsstrategie

ermoumlglichen Durch vertikale und hori-

zontale Integration gelingt es die Ferti-

gung flexibler zu gestalten die Fehler Reklamationen und

Qualitaumltskosten zu reduzieren ndash bei gleichzeitigem Anstieg der

Zufriedenheit Ihrer Kunden

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Stell Dir eine Welt vor in der alle Produktewie erwartet funktionierenBeinahe taumlglich ist von Produktruumlckrufen in allen

Lebensbereichen zu lesen Nicht immer kann argu-

mentiert werden dass diese durch Zeit- und Kosten-

druck verursacht werden Haumlufig stellt man fest dass

es insbesondere das Lernen aus Fehlern ist das nicht

konsequent umgesetzt ist

KontaktPickert amp Partner GmbHHaumlndelstr 1076327 PfinztalTel +49 721 6652-0infopickertde bull wwwnull-fehler-sind-moeglichde

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69ITampProduction 62018

WWaumlhrend die Begriffe Digitali-

sierung und Industrie 40

selbst in weite Teile der Ge-

sellschaft vorgedrungen sind koumlnnen sich

die wenigsten etwas konkretes unter der

Blockchain-Technologie vorstellen Vor

allem IT-Fachleute sprechen gar von einer

Revolution aumlhnlich wie sie einst das Inter-

net mit sich brachte Speziell in der Fi-

nanzbranche erregte die Datenbanktech-

nologie bereits in Form des Bitcoin Netz-

werks Aufmerksamkeit Doch was steckt

eigentlich dahinter Es geht um Vertrauen

und Sicherheit in einer Zeit in der immer

mehr Dinge im Internet of Things und Ma-

schinen in der Smart Factory miteinander

vernetzt kommunizieren Grundlegend ist

Blockchain eine Datenbank-Technologie

zum Speichern und sicherem Manage-

ment von Daten Ihren Ursprung hat die

Blockchain nach der Finanzkrise 2008 in

der Internetwaumlhrung Bitcoin bei der Geld-

werte ohne eine zentrale Vertrauensin-

stanz also einer Bank uumlberwiesen werden

koumlnnen Mittlerweile findet diese Techno-

logie zusammen mit darauf aufbauenden

Anwendungen ihren Weg in andere Bran-

chen wie die produzierende Industrie

Nach heutigem Maszligstab sicher

Der Definition nach ist die Blockchain eine

unveraumlnderbare hochverfuumlgbare und ver-

teilte Datenbank in der alle Daten die in

Sie geschrieben werden revisionssicher

sind und uumlber eine Verschluumlsselung vor

fremden Zugriff abgeschirmt werden koumln-

nen Elementare Einheiten sind die Trans-

aktionen wobei zwei Parteien Informatio-

nen austauschen Die Blockchain ist wie

ein Hauptbuch in das alle Transaktionen

eingetragen werden Das fortlaufende Pro-

tokoll dokumentiert chronologisch jede

Veraumlnderung eines beliebigen Datenbe-

stands und stellt sicher dass alle Teilneh-

mer des Netzwerkes immer die gleiche

Kopie der Blockchain besitzen Nach einer

bestimmten Zeit werden die Transaktionen

zu Bloumlcken zusammengefasst und daruumlber

eine Pruumlfsumme gebildet Dieser Hash-

Wert kann als digitaler Fingerabdruck ver-

standen werden Danach werden die Blouml-

cke an die Kette ndash Blockchain heiszligt uumlber-

setzt Blockkette ndash angehangen und uumlber

ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt in dem

alle Teilnehmer sowohl Client- als auch

Server-Aufgaben uumlbernehmen Manipula-

tionen und Aumlnderungen an der Datenbank

lieszligen sich daher sofort erkennen und gel-

ten somit als ausgeschlossen

Mitglieder verifizieren die Daten

Transparenz und Nachvollziehbarkeit sind

zwei essentielle Eigenschaften der Daten-

banktechnologie jeder hat jederzeit im

Netzwerk die Moumlglichkeit die Daten in

Echtzeit zu uumlberpruumlfen und weiszlig so was

wann wo passiert Alle Mitglieder des Netz-

werks verifizieren sozusagen die Daten Die

dezentrale Natur der Blockchain also die

Wie Blockchain und die Industrie zusammenpassen

Technik und Anwendungen

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70 ITampProduction 62018

Einige Experten sehen in der Blockchain-Technologie

das Potenzial die Wirtschaft grundlegend zu veraumln-

dern Es geht vor allem um Vertrauen und Sicherheit

Also um zwei Voraussetzungen um den bereits jetzt

aufbluumlhenden Markt rund um das Internet of Things

weiter zu befluumlgeln Doch wie koumlnnte ein im Grunde

einfacher Ansatz Daten zu speichern und zu verwal-

ten dieses Versprechen erfuumlllen

BLOCKCHAIN | GRUNDLAGEN

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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m

che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 4: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

INDUSTRIE 40 |

DDie Datenproduktion steigt zuneh-

mend und das in allen Lebens-

und Industriebereichen So wird

vermutet dass die globale Datenproduk-

tion im Jahr 2020 44-fach houmlher sein wird

als sie es im Jahr 2009 war In Zahlen ausge-

druumlckt koumlnnte das Volumen von 079 Zeta-

byte auf rund 35 Zetabyte ansteigen

Neben der Sammlung der Daten stellen vor

allem die Speicherung und die sinnvolle

Nutzung groszlige Herausforderungen dar

Schaumltzungen zufolge bleiben etwa 70 Pro-

zent der erfassten Fertigungsdaten oftmals

als Dark Data bezeichnet ungenutzt IBM

geht sogar davon aus das ungenutzte Sen-

sordaten fuumlr einen Dark Data-Anteil in der

Houmlhe von 90 Prozent sorgen

Hohe Huumlrden fuumlr die Nutzung

Es gibt mehrere Herausforderungen im Um-

gang mit der Menge an Daten und ihrem

Nutzungspotential Die schier unendliche

Menge an Daten (Big Data) stammt aus un-

terschiedlichen Quellen die in Struktur und

Komplexitaumlt die Heterogenitaumlt der Daten-

vielfalt erhoumlhen Zusaumltzlich muss mit gele-

gentlichen Fehlern bei der Datenerfassung

und -speicherung gerechnet werden so-

dass Datensaumltze inkonsistent oder unvoll-

staumlndig sein koumlnnen ndash was die Nutzung

maszliggeblich einschraumlnkt Zudem ist es von

Bedeutung wann die Daten in welcher

Form benoumltigt werden Sollen die Daten

etwa zur adaptiven Prozesssteuerung ge-

nutzt werden muumlssen sie dem Datenmo-

dell latenzarm zur Verfuumlgung gestellt wer-

den um rechtzeitige Eingriffe in den Pro-

zess oder Regelkreis zu erlauben

Nicht jeder ist Data Scientist

Neben der Frage der Datensicherheit und -

verantwortung stellt die Visualisierung und

Ergebnisdarstellung groszliger heterogener Da-

tenmengen eine weitere Herausforderung

dar da nicht jeder Datennutzer gleichzeitig

auch ein Data Scientist ist Angesichts der

aktuellen technischen Moumlglichkeiten stellt

sich die Frage nach der Sinnhaftigkeit des

Big Data-Trends Sind Anwender uumlberhaupt

schon bereit so viele Daten zu erfassen

Oder sollten sie nur mit konkretem Ziel ge-

sammelt werden In den Diskussionen um

diesen Sachverhalt wird haumlufig der Begriff

Smart Data benutzt der sich wiederum un-

terschiedlich definieren laumlsst Zum einen be-

Wertschoumlpfung mit Big Data

bdquoWe are drowning in information but starved for

knowledgerdquo Der im Jahr 1982 von John Naisbitt formulierte

Satz hat noch nie so zugetroffen wie heute Im Zeitalter di-

gital gestuumltzter Produktionssysteme ruumlcken nun verstaumlrkt

Technologien und Konzepte in den Vordergrund um nuumltz-

liche Informationen aus stetig steigenen Datenmengen zu

gewinnen Dieser Beitrag liefert Einblicke in den potenziel-

len Nutzen und Ansaumltze im Umgang mit Big Data

Data Lake in der Produktion (Krauszlig et al 2017)

BIG DATA

66 ITampProduction 62018

Den Wert der Daten korrelieren

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Wertschoumlpfung von Daten mit der Zeit

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deutet Smart Data aus groszligen chaotischen

Datenmengen durch Einbringen von Se-

mantik und Struktur die informationstra-

genden Datensaumltze herauszufiltern Es kann

aber auch als kausalgetriebene Herange-

hensweise gesehen werden bei der nur die

Daten gesammelt werden die man zum Be-

antworten einer konkreten Frage braucht

Unabhaumlngig von der Definition bietet der

Ansatz der Smart Data einen sinnvollen

Zwischenschritt um die Potentiale von

Daten nutzen zu koumlnnen Potentiale finden

sich in allen Unternehmensbereichen ent-

lang des Produktlebenszyklus Als Beispiele

koumlnnen die Unterstuumltzung von Make-or-

Buy-Entscheidungen Analyse und Vorher-

sage vom Kundenbedarf das Aufdecken

unbekannter Zusammenhaumlnge in Datensaumlt-

zen (Data Discovery) oder die vorausschau-

ende Planung und Wartung von Produkti-

onsanlagen und Ressourcen (Predictive

MaintenanceProcess Control) genannt

werden Analog zum Produktlebenszyklus

der seinen Anfang in der Idee und Konstruk-

tion des Produktes hat durchlaufen Daten

einen Lebenszyklus der in der Auswahl und

Erfassung der Daten also den Datenquellen

seinen Anfang findet

Unterschiedliche Datenquellen

Informationstraumlchtige Daten entstehen

oft im Prozess also in Maschinen und Sen-

soren Jedoch liegen die Daten meist in

heterogener Rohform die ohne Bezug

zum Prozess Produkt oder den Anforde-

rungen nicht ohne Weiteres verarbeitet

werden koumlnnen Ausgenommen sind sol-

che Sensordaten die normalerweise in Re-

gelungen entweder sofort verarbeitet

oder durch Steuerungen einer Prozessleit-

ebene zur langfristigeren Nutzung zur Ver-

fuumlgung gestellt werden Aufgrund der vie-

len verschiedenen Maschinen Maschinen-

steuerung und Sensoren herrscht eine

groszlige Heterogenitaumlt der Datenquellen

und damit der Datenformate Dies ist hin-

sichtlich Semantik und Syntax eine groszlige

Herausforderung da die Informationszu-

sammenfuumlhrung nicht oder nur unvoll-

staumlndig moumlglich ist Initiativen wie die OPC

Foundation versuchen zwar industrie-

uumlbergreifende Standards zu entwickeln

doch viele Unternehmen sind im Produk-

tionsalltag weit von einer homogenen

Systemlandschaft entfernt Hauptursache

fuumlr diese Situation ist ein bislang in vielen

Unternehmen noch zu sehr vernachlaumlssig-

tes Thema Das Speichern Verwalten und

Bereitstellen von Daten Erst das effiziente

Speichern von Daten und die Aufberei-

tung dieser anfallenden Datenmengen er-

moumlglichen es Potenziale auszuschoumlpfen

Data Warehouse und Data Lakes

Um alle benoumltigten Informationen verfuumlg-

bar zu haben muumlssen schnell auftretende

groszlige und heterogene Datenmengen ver-

arbeitet werden Auszligerdem sind beste-

hende Daten zu integrieren und verbun-

den mit neuen Daten dem Anwender be-

darfsgerecht zur Verfuumlgung zu stellen Klas-

sische Konzepte wie Data-Warehouse-Sys-

teme koumlnnen Daten strukturiert zur Verfuuml-

gung stellen Die Daten werden hierfuumlr zu-

naumlchst aus der Datenquelle extrahiert in

das Schema des Data Warehouse-Systems

transformiert und anschlieszligend hineingela-

den Das Schema legt hierbei fest welche

Arten von Daten es geben kann welche

Bedingungen sie erfuumlllen muumlssen und in

welchen Beziehungen sie zueinander ste-

hen koumlnnen Fuumlr jedes abzulegende Daten-

format muss einzeln festgelegt werden

wie die Transformation in das gemeinsame

Schema erfolgen soll Wenn sehr viele und

sehr unterschiedliche Daten aufgenommen

werden sollen stoumlszligt dieser Ansatz an

Grenzen Zum einen muss fuumlr jedes Daten-

format die Transformation definiert wer-

den was schnell unwirtschaftlich wird Zum

anderen benoumltigt die Uumlberfuumlhrung groszliger

Datenmengen in das Data Warehouse viel

| INDUSTRIE 40BIG DATA

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Wert der Daten bei steigender Komplexitaumlt der Analyse

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Zeit Das System ist nicht in der Lage viele

heterogene Datenquellen ohne groumlszligeren

Aufwand zu verarbeiten (Riess und Rei-

mann 2015) Ein Data Lake ist ein System

zur Datenhaltung das in den meisten Faumlllen

fuumlr den skalierbaren Einsatz bei groszligen Da-

tenmengen ausgelegt wird (Ignacio Terriz-

zano Peter Schwarz Mary Roth John E

Colino 2015) Dabei koumlnnen Daten beliebi-

ger Strukturen aufgenommen werden

Waumlhrend bei klassischen Ansaumltzen die auf-

zunehmenden Daten zunaumlchst an die

Struktur der Datenbank angepasst werden

muumlssen werden die Daten bei einem Data

Lake unveraumlndert abgespeichert So kann

ein heterogenes Datenumfeld in einem ein-

zigen System abgebildet werden Dies gilt

beispielsweise fuumlr kleinschrittige Sensorda-

ten aus einer Maschine bis hin zu Ge-

schaumlftsdaten aus ERP-Systemen Zusaumltzlich

ist die Uumlberfuumlhrung ganzer Datenverzeich-

nisse ins Data Lake moumlglich Bei der Uumlber-

fuumlhrung findet keine semantische also be-

deutungsmaumlszligige Homogenisierung statt

Diese erfolgt erst dann wenn ein Nutzer

mittels einer Applikation entsprechende

Anfragen an das System stellt Die Leis-

tungsfaumlhigkeit des Systems wird somit ent-

scheidend von der Auslegung der Applika-

tion bestimmt

Algorithmen gegen Menschen

Wie beschrieben stellen meist performante

Applikationen Anfragen an das Datenmana-

gementsystem Solche Applikationen koumln-

nen systemintegrierte Programme oder

Data Analytics-Systeme sein die neben der

Analyse einen Teil der Datenverwaltung ab-

decken koumlnnen Die Data Analytics Suite

IBM Watson hat es beispielsweise ge-

schafft zwei Menschen beim Quizspiel Jeo-

pardy zu schlagen die zuvor Rekordsum-

men darin gewonnen hatten In Social

Media und im Konsumbereich sind Data

Analytics Anwendungen nicht mehr wegzu-

denken In den letzten Jahren laumlsst sich die-

ser Trend immer mehr in der produzieren-

den Industrie durch die Verwendung von

Datenanalysen verzeichnen Dabei ist die

Expertise derer die mit dem Produktions-

prozess in Beruumlhrung stehen diesen bei-

spielsweise entwickeln kontrollieren oder

steuern fuumlr die Interpretation der Ergeb-

nisse und die Entwicklung einer Datenana-

lyse noch immer essentiell

Abgestufte Analysevarianten

Grundsaumltzlich lassen sich bei einer Daten-

analyse vier Reifegrade unterscheiden In

der simpelsten Form wird unter Verwen-

dung von statistischen Mitteln von der so-

genannten beschreibenden Analyse gespro-

chen beziehungsweise der Frage nachge-

gangen was im Produktionsprozess ge-

schieht Uumlber diagnostische Analysen wer-

den Ursachen fuumlr Vorkommnisse identifi-

ziert und analysiert Diese Informationen

werden bestenfalls fuumlr praumldiktive und prauml-

skriptive Analysen genutzt um den Prozess-

verlauf und die Produktqualitaumlt vorherzusa-

gen und rechtzeitig Handlungsempfehlun-

gen geben zu koumlnnen sodass die Robust-

heit des Prozesses und damit der Produkt-

qualitaumlt sichergestellt wird Unabhaumlngig von

der Analyse muss in der Produktionstechnik

die zu beantwortende Frage klar formuliert

werden Daher ist die Erfahrung des Anwen-

ders mit den Prozessen gefragt Fuumlr die In-

terpretation und Implementation der Ergeb-

nisse braucht es Wissen zur Verwendbarkeit

der Ergebnisse und deren Auswirkungen

Die blinde Implementierung von Ergebnis-

sen aus Datenanalysen lassen per se keine

Ruumlckschluumlsse auf die Ursachen zu

Passende Algorithmen finden

Ob Datenanalysen mit Hilfe von Suiten oder

programmieraffinen Data Scientists durch-

gefuumlhrt werden und ob es maschinelles

Lernen kuumlnstliche Intelligenz oder Data

Analytics genannt wird Es gibt eine unuumlber-

sichtliche Zahl an Algorithmen die in Frage

kommen Welcher Algorithmus sich am bes-

ten auf die jeweilige Fragestellung anwen-

den laumlsst laumlsst sich vorab nicht pauschal be-

stimmen Meist ist sogar eine stufenweise

Analyse und Kombination verschiedener Al-

gorithmen mit teilweise niedriger Komple-

xitaumlt sehr effizient Optimal waumlre die An-

wendung verschiedener Algorithmen mit

dem Datensatz und eine anschlieszligende Per-

formanceanalyse und Vergleich der Ergeb-

nisse Dies ist jedoch ein aufwendiges Ver-

fahren vor allem wenn Echtzeitanwendun-

gen eine sofortige Analyse und Handlung

voraussetzen

Machinelles Lernen

Speziell beim maschinellen Lernen gibt es

durch die Unterscheidung von supervised

und unsupervised learning also uumlberwach-

tes und unuumlberwachtes Lernen eine Ein-

schraumlnkung Die Analyse eines Datensatzes

kann ebenfalls nach einem modellgetriebe-

nen oder datengetriebenen Ansatz erfol-

gen Beim ersteren muss zunaumlchst ein phy-

sikalisches Modell des Prozesses entwickelt

werden bevor Daten analysiert werden

Beim letzteren hingegen werden zunaumlchst

Daten unstrukturiert analysiert und bei be-

stehenden Korrelationen weiterverarbeitet

Stellt sich eine Abhaumlngigkeit heraus basiert

diese nicht auf einem physikalischen Mo-

dell sondern lediglich auf Datenpunkten So

koumlnnen unter Umstaumlnden nicht vermutete

Abhaumlngigkeiten gefunden werden Unab-

haumlngig davon ob ein datengetriebenes

INDUSTRIE 40 | BIG DATA

68 ITampProduction 62018

oder ein modellbasiertes Vorgehen gewaumlhlt

wird empfiehlt es sich bei der Durchfuumlh-

rung am CRISP-DM als systematischen

Standardprozess beim Thema Datenanalyse

zu orientieren Der aus sechs Phasen beste-

hende Prozess umschreibt das Vorgehen

ausgehend von Klaumlrung der Zielfragestel-

lung bis hin zur Implementierung des Da-

tenmodells im Prozess

Strategische Ressource

Die Weiterentwicklung von Daten als reines

Prozessergebnis hin zu einer strategischen

Ressource und einem wertvollen Produkt

hat in Social Media schon lange stattgefun-

den und steht wohl auch der Produktions-

technik bevor Dass Daten analog zu ande-

ren Produkten ebenfalls einen Lebenslauf

haben und verschiedene Phasen durchlau-

fen ist demnach ebenfalls nachvollziehbar

Der Erfolg der Produkte lsquoDatenrsquo haumlngt wie

von der effizienten und effektiven Nutzung

derselben ab Dafuumlr muumlssen die Grundpha-

sen Speichern Aufbereiten und Bereitstellen

von Daten beherrscht werden Zurzeit wer-

den in der Wissenschaft und Industrie ver-

schiedene Ansaumltze entwickelt um groszlige

Datenmengen effizient zu verarbeiten und

die entsprechenden Big Data-Potenziale zu

heben Die Vernetzung uumlber Plattformen

und unterschiedliche Datenformate hinweg

stellt eine groszlige Herausforderung dar Data

Lake-Systeme bieten hier neue Moumlglichkei-

ten Anwendungsfelder sind derzeit vor

allem Faumllle bei denen die Art der spaumlter fol-

genden Analyse bei der Erfassung der Daten

noch unklar ist Die durch ein Datenmanage-

ment-System zur Verfuumlgung gestellten

Daten koumlnnen auf vielfaumlltige Weise genutzt

werden um die bestehenden Produktions-

prozesse zu verbessern Bevor man Daten

erfasst und sich mit den Analysen beschaumlf-

tigt sollten sich Unternehmen mit den zen-

tralen Fragen und zu loumlsenden Problemen

auseinandersetzen So koumlnnen basierend auf

Prozessmodellen Datenmodelle aufgebaut

und die Auswahl der passenden Algorith-

men beschleunigt werden Zudem laumlsst sich

so abschaumltzen ob der zu erwartende Nut-

| INDUSTRIE 40BIG DATA

zen ndash wie niedrigere Ausschussreduktion ndash

den Aufwand wirtschaftlich uumlberhaupt

lohnt Das groumlszligte Potential von Datenanaly-

sen liegt meist bei praumldiktiven und praumlskrip-

tiven Auswertungen Das liegt daran dass

der Ausschuss eines Produktes zu einem fruuml-

hen Zeitpunkt dem Unternehmen weniger

Kosten verursacht als die Aussteuerung

eines Erzeugnisses in das bereits viele Re-

sourcen investiert wurden Abschlieszligend

laumlsst sich festhalten Mit dem Grad der Im-

plementation des Datenlebenszyklus steigt

auch der Wert der Daten da sich auf dieser

Basis fortgeschrittene Analysen wie praumldik-

tive Analysen in die Prozesse integrieren

und und so Kosten sparen lassen

Die Autoren Jonas Doriszligen wissenschaftlicher

Mitarbeiter Jonathan Krauszlig Gruppenleiter

Hendrik Mende wissenschaftlicher Mitarbeiter

sowie Laura Niendorf wissenschaftliche

Mitarbeiterin sind am Fraunhofer-Institut fuumlr

Produktionstechnologie IPT taumltig

wwwiptfraunhoferde

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Nur eine Null-Fehler-Produktion kann fuumlr ein produzierendes

Unternehmen langfristig betrachtet tragfaumlhig und nachhaltig sein

Spaumltestens seit Crosbys bdquoMachrsquos gleich richtigldquo in den 60er-Jahren

sollte eine Fehlerverhinderung gegenuumlber einem Fehlerentde-

ckungs-Verhalten im Vordergrund stehen

Erst durch eine ganzheitliche Betrachtung von Qualitaumlt und

Produktion wird eine Rundumsicht ermoumlglicht die die Abhaumlngig-

keiten der Prozesse zueinander transparent macht und bekannte

Fehler verhindert Informationen muumlssen kategorisiert analysiert

gefiltert und zur richtigen Zeit an die richtige Person uumlbermittelt

werden Die gewonnenen Erkenntnisse koumlnnen so im Sinne eines

KVP zukuumlnftig verwendet werden Unbekannte Fehler werden zu

bekannten Fehlern die somit nicht mehr auftreten

Ermoumlglicht wird dies durch

ganzheitliche und standardi-

sierte IT-Systeme die modular

aufgebaut sind und die schritt-

weise Einfuumlhrung einer solchen

Fehlerverhinderungsstrategie

ermoumlglichen Durch vertikale und hori-

zontale Integration gelingt es die Ferti-

gung flexibler zu gestalten die Fehler Reklamationen und

Qualitaumltskosten zu reduzieren ndash bei gleichzeitigem Anstieg der

Zufriedenheit Ihrer Kunden

Pickert amp Partner GmbH

Stell Dir eine Welt vor in der alle Produktewie erwartet funktionierenBeinahe taumlglich ist von Produktruumlckrufen in allen

Lebensbereichen zu lesen Nicht immer kann argu-

mentiert werden dass diese durch Zeit- und Kosten-

druck verursacht werden Haumlufig stellt man fest dass

es insbesondere das Lernen aus Fehlern ist das nicht

konsequent umgesetzt ist

KontaktPickert amp Partner GmbHHaumlndelstr 1076327 PfinztalTel +49 721 6652-0infopickertde bull wwwnull-fehler-sind-moeglichde

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mbH

69ITampProduction 62018

WWaumlhrend die Begriffe Digitali-

sierung und Industrie 40

selbst in weite Teile der Ge-

sellschaft vorgedrungen sind koumlnnen sich

die wenigsten etwas konkretes unter der

Blockchain-Technologie vorstellen Vor

allem IT-Fachleute sprechen gar von einer

Revolution aumlhnlich wie sie einst das Inter-

net mit sich brachte Speziell in der Fi-

nanzbranche erregte die Datenbanktech-

nologie bereits in Form des Bitcoin Netz-

werks Aufmerksamkeit Doch was steckt

eigentlich dahinter Es geht um Vertrauen

und Sicherheit in einer Zeit in der immer

mehr Dinge im Internet of Things und Ma-

schinen in der Smart Factory miteinander

vernetzt kommunizieren Grundlegend ist

Blockchain eine Datenbank-Technologie

zum Speichern und sicherem Manage-

ment von Daten Ihren Ursprung hat die

Blockchain nach der Finanzkrise 2008 in

der Internetwaumlhrung Bitcoin bei der Geld-

werte ohne eine zentrale Vertrauensin-

stanz also einer Bank uumlberwiesen werden

koumlnnen Mittlerweile findet diese Techno-

logie zusammen mit darauf aufbauenden

Anwendungen ihren Weg in andere Bran-

chen wie die produzierende Industrie

Nach heutigem Maszligstab sicher

Der Definition nach ist die Blockchain eine

unveraumlnderbare hochverfuumlgbare und ver-

teilte Datenbank in der alle Daten die in

Sie geschrieben werden revisionssicher

sind und uumlber eine Verschluumlsselung vor

fremden Zugriff abgeschirmt werden koumln-

nen Elementare Einheiten sind die Trans-

aktionen wobei zwei Parteien Informatio-

nen austauschen Die Blockchain ist wie

ein Hauptbuch in das alle Transaktionen

eingetragen werden Das fortlaufende Pro-

tokoll dokumentiert chronologisch jede

Veraumlnderung eines beliebigen Datenbe-

stands und stellt sicher dass alle Teilneh-

mer des Netzwerkes immer die gleiche

Kopie der Blockchain besitzen Nach einer

bestimmten Zeit werden die Transaktionen

zu Bloumlcken zusammengefasst und daruumlber

eine Pruumlfsumme gebildet Dieser Hash-

Wert kann als digitaler Fingerabdruck ver-

standen werden Danach werden die Blouml-

cke an die Kette ndash Blockchain heiszligt uumlber-

setzt Blockkette ndash angehangen und uumlber

ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt in dem

alle Teilnehmer sowohl Client- als auch

Server-Aufgaben uumlbernehmen Manipula-

tionen und Aumlnderungen an der Datenbank

lieszligen sich daher sofort erkennen und gel-

ten somit als ausgeschlossen

Mitglieder verifizieren die Daten

Transparenz und Nachvollziehbarkeit sind

zwei essentielle Eigenschaften der Daten-

banktechnologie jeder hat jederzeit im

Netzwerk die Moumlglichkeit die Daten in

Echtzeit zu uumlberpruumlfen und weiszlig so was

wann wo passiert Alle Mitglieder des Netz-

werks verifizieren sozusagen die Daten Die

dezentrale Natur der Blockchain also die

Wie Blockchain und die Industrie zusammenpassen

Technik und Anwendungen

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70 ITampProduction 62018

Einige Experten sehen in der Blockchain-Technologie

das Potenzial die Wirtschaft grundlegend zu veraumln-

dern Es geht vor allem um Vertrauen und Sicherheit

Also um zwei Voraussetzungen um den bereits jetzt

aufbluumlhenden Markt rund um das Internet of Things

weiter zu befluumlgeln Doch wie koumlnnte ein im Grunde

einfacher Ansatz Daten zu speichern und zu verwal-

ten dieses Versprechen erfuumlllen

BLOCKCHAIN | GRUNDLAGEN

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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drii

Toria

nyk

Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 5: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

Wertschoumlpfung von Daten mit der Zeit

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uumlr P

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T

deutet Smart Data aus groszligen chaotischen

Datenmengen durch Einbringen von Se-

mantik und Struktur die informationstra-

genden Datensaumltze herauszufiltern Es kann

aber auch als kausalgetriebene Herange-

hensweise gesehen werden bei der nur die

Daten gesammelt werden die man zum Be-

antworten einer konkreten Frage braucht

Unabhaumlngig von der Definition bietet der

Ansatz der Smart Data einen sinnvollen

Zwischenschritt um die Potentiale von

Daten nutzen zu koumlnnen Potentiale finden

sich in allen Unternehmensbereichen ent-

lang des Produktlebenszyklus Als Beispiele

koumlnnen die Unterstuumltzung von Make-or-

Buy-Entscheidungen Analyse und Vorher-

sage vom Kundenbedarf das Aufdecken

unbekannter Zusammenhaumlnge in Datensaumlt-

zen (Data Discovery) oder die vorausschau-

ende Planung und Wartung von Produkti-

onsanlagen und Ressourcen (Predictive

MaintenanceProcess Control) genannt

werden Analog zum Produktlebenszyklus

der seinen Anfang in der Idee und Konstruk-

tion des Produktes hat durchlaufen Daten

einen Lebenszyklus der in der Auswahl und

Erfassung der Daten also den Datenquellen

seinen Anfang findet

Unterschiedliche Datenquellen

Informationstraumlchtige Daten entstehen

oft im Prozess also in Maschinen und Sen-

soren Jedoch liegen die Daten meist in

heterogener Rohform die ohne Bezug

zum Prozess Produkt oder den Anforde-

rungen nicht ohne Weiteres verarbeitet

werden koumlnnen Ausgenommen sind sol-

che Sensordaten die normalerweise in Re-

gelungen entweder sofort verarbeitet

oder durch Steuerungen einer Prozessleit-

ebene zur langfristigeren Nutzung zur Ver-

fuumlgung gestellt werden Aufgrund der vie-

len verschiedenen Maschinen Maschinen-

steuerung und Sensoren herrscht eine

groszlige Heterogenitaumlt der Datenquellen

und damit der Datenformate Dies ist hin-

sichtlich Semantik und Syntax eine groszlige

Herausforderung da die Informationszu-

sammenfuumlhrung nicht oder nur unvoll-

staumlndig moumlglich ist Initiativen wie die OPC

Foundation versuchen zwar industrie-

uumlbergreifende Standards zu entwickeln

doch viele Unternehmen sind im Produk-

tionsalltag weit von einer homogenen

Systemlandschaft entfernt Hauptursache

fuumlr diese Situation ist ein bislang in vielen

Unternehmen noch zu sehr vernachlaumlssig-

tes Thema Das Speichern Verwalten und

Bereitstellen von Daten Erst das effiziente

Speichern von Daten und die Aufberei-

tung dieser anfallenden Datenmengen er-

moumlglichen es Potenziale auszuschoumlpfen

Data Warehouse und Data Lakes

Um alle benoumltigten Informationen verfuumlg-

bar zu haben muumlssen schnell auftretende

groszlige und heterogene Datenmengen ver-

arbeitet werden Auszligerdem sind beste-

hende Daten zu integrieren und verbun-

den mit neuen Daten dem Anwender be-

darfsgerecht zur Verfuumlgung zu stellen Klas-

sische Konzepte wie Data-Warehouse-Sys-

teme koumlnnen Daten strukturiert zur Verfuuml-

gung stellen Die Daten werden hierfuumlr zu-

naumlchst aus der Datenquelle extrahiert in

das Schema des Data Warehouse-Systems

transformiert und anschlieszligend hineingela-

den Das Schema legt hierbei fest welche

Arten von Daten es geben kann welche

Bedingungen sie erfuumlllen muumlssen und in

welchen Beziehungen sie zueinander ste-

hen koumlnnen Fuumlr jedes abzulegende Daten-

format muss einzeln festgelegt werden

wie die Transformation in das gemeinsame

Schema erfolgen soll Wenn sehr viele und

sehr unterschiedliche Daten aufgenommen

werden sollen stoumlszligt dieser Ansatz an

Grenzen Zum einen muss fuumlr jedes Daten-

format die Transformation definiert wer-

den was schnell unwirtschaftlich wird Zum

anderen benoumltigt die Uumlberfuumlhrung groszliger

Datenmengen in das Data Warehouse viel

| INDUSTRIE 40BIG DATA

Direkt zum AnwenderberichtEinfach QR-Code scannen

MESbdquoIT-Produktionsgedaumlchtnisldquo fuumlr Industrie 40

MES-SoftwareLeitstand Feinplanung MDE BDE PZE CAQ TPM MES-Monitoring KPIweb OEE wwwproxiacom infoproxiacom +49 8092 23 23 0

bdquoDer Aufbau eines nachhaltigenbdquoIT-Produktionsgedaumlchtnissesldquo durch

die MES-Implementierung der PROXIA Maschinen- und Betriebs-

datenerfassung sorgt fuumlr mehr Transparenz und besseres Produktions-

controlling - fuumlr uns ein wichtiger Schritt in Richtung Industrie 40ldquo

Ekkehard Boumlhm Geschaumlftsfuumlhrer Tillmann Profil GmbH

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Wert der Daten bei steigender Komplexitaumlt der Analyse

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Zeit Das System ist nicht in der Lage viele

heterogene Datenquellen ohne groumlszligeren

Aufwand zu verarbeiten (Riess und Rei-

mann 2015) Ein Data Lake ist ein System

zur Datenhaltung das in den meisten Faumlllen

fuumlr den skalierbaren Einsatz bei groszligen Da-

tenmengen ausgelegt wird (Ignacio Terriz-

zano Peter Schwarz Mary Roth John E

Colino 2015) Dabei koumlnnen Daten beliebi-

ger Strukturen aufgenommen werden

Waumlhrend bei klassischen Ansaumltzen die auf-

zunehmenden Daten zunaumlchst an die

Struktur der Datenbank angepasst werden

muumlssen werden die Daten bei einem Data

Lake unveraumlndert abgespeichert So kann

ein heterogenes Datenumfeld in einem ein-

zigen System abgebildet werden Dies gilt

beispielsweise fuumlr kleinschrittige Sensorda-

ten aus einer Maschine bis hin zu Ge-

schaumlftsdaten aus ERP-Systemen Zusaumltzlich

ist die Uumlberfuumlhrung ganzer Datenverzeich-

nisse ins Data Lake moumlglich Bei der Uumlber-

fuumlhrung findet keine semantische also be-

deutungsmaumlszligige Homogenisierung statt

Diese erfolgt erst dann wenn ein Nutzer

mittels einer Applikation entsprechende

Anfragen an das System stellt Die Leis-

tungsfaumlhigkeit des Systems wird somit ent-

scheidend von der Auslegung der Applika-

tion bestimmt

Algorithmen gegen Menschen

Wie beschrieben stellen meist performante

Applikationen Anfragen an das Datenmana-

gementsystem Solche Applikationen koumln-

nen systemintegrierte Programme oder

Data Analytics-Systeme sein die neben der

Analyse einen Teil der Datenverwaltung ab-

decken koumlnnen Die Data Analytics Suite

IBM Watson hat es beispielsweise ge-

schafft zwei Menschen beim Quizspiel Jeo-

pardy zu schlagen die zuvor Rekordsum-

men darin gewonnen hatten In Social

Media und im Konsumbereich sind Data

Analytics Anwendungen nicht mehr wegzu-

denken In den letzten Jahren laumlsst sich die-

ser Trend immer mehr in der produzieren-

den Industrie durch die Verwendung von

Datenanalysen verzeichnen Dabei ist die

Expertise derer die mit dem Produktions-

prozess in Beruumlhrung stehen diesen bei-

spielsweise entwickeln kontrollieren oder

steuern fuumlr die Interpretation der Ergeb-

nisse und die Entwicklung einer Datenana-

lyse noch immer essentiell

Abgestufte Analysevarianten

Grundsaumltzlich lassen sich bei einer Daten-

analyse vier Reifegrade unterscheiden In

der simpelsten Form wird unter Verwen-

dung von statistischen Mitteln von der so-

genannten beschreibenden Analyse gespro-

chen beziehungsweise der Frage nachge-

gangen was im Produktionsprozess ge-

schieht Uumlber diagnostische Analysen wer-

den Ursachen fuumlr Vorkommnisse identifi-

ziert und analysiert Diese Informationen

werden bestenfalls fuumlr praumldiktive und prauml-

skriptive Analysen genutzt um den Prozess-

verlauf und die Produktqualitaumlt vorherzusa-

gen und rechtzeitig Handlungsempfehlun-

gen geben zu koumlnnen sodass die Robust-

heit des Prozesses und damit der Produkt-

qualitaumlt sichergestellt wird Unabhaumlngig von

der Analyse muss in der Produktionstechnik

die zu beantwortende Frage klar formuliert

werden Daher ist die Erfahrung des Anwen-

ders mit den Prozessen gefragt Fuumlr die In-

terpretation und Implementation der Ergeb-

nisse braucht es Wissen zur Verwendbarkeit

der Ergebnisse und deren Auswirkungen

Die blinde Implementierung von Ergebnis-

sen aus Datenanalysen lassen per se keine

Ruumlckschluumlsse auf die Ursachen zu

Passende Algorithmen finden

Ob Datenanalysen mit Hilfe von Suiten oder

programmieraffinen Data Scientists durch-

gefuumlhrt werden und ob es maschinelles

Lernen kuumlnstliche Intelligenz oder Data

Analytics genannt wird Es gibt eine unuumlber-

sichtliche Zahl an Algorithmen die in Frage

kommen Welcher Algorithmus sich am bes-

ten auf die jeweilige Fragestellung anwen-

den laumlsst laumlsst sich vorab nicht pauschal be-

stimmen Meist ist sogar eine stufenweise

Analyse und Kombination verschiedener Al-

gorithmen mit teilweise niedriger Komple-

xitaumlt sehr effizient Optimal waumlre die An-

wendung verschiedener Algorithmen mit

dem Datensatz und eine anschlieszligende Per-

formanceanalyse und Vergleich der Ergeb-

nisse Dies ist jedoch ein aufwendiges Ver-

fahren vor allem wenn Echtzeitanwendun-

gen eine sofortige Analyse und Handlung

voraussetzen

Machinelles Lernen

Speziell beim maschinellen Lernen gibt es

durch die Unterscheidung von supervised

und unsupervised learning also uumlberwach-

tes und unuumlberwachtes Lernen eine Ein-

schraumlnkung Die Analyse eines Datensatzes

kann ebenfalls nach einem modellgetriebe-

nen oder datengetriebenen Ansatz erfol-

gen Beim ersteren muss zunaumlchst ein phy-

sikalisches Modell des Prozesses entwickelt

werden bevor Daten analysiert werden

Beim letzteren hingegen werden zunaumlchst

Daten unstrukturiert analysiert und bei be-

stehenden Korrelationen weiterverarbeitet

Stellt sich eine Abhaumlngigkeit heraus basiert

diese nicht auf einem physikalischen Mo-

dell sondern lediglich auf Datenpunkten So

koumlnnen unter Umstaumlnden nicht vermutete

Abhaumlngigkeiten gefunden werden Unab-

haumlngig davon ob ein datengetriebenes

INDUSTRIE 40 | BIG DATA

68 ITampProduction 62018

oder ein modellbasiertes Vorgehen gewaumlhlt

wird empfiehlt es sich bei der Durchfuumlh-

rung am CRISP-DM als systematischen

Standardprozess beim Thema Datenanalyse

zu orientieren Der aus sechs Phasen beste-

hende Prozess umschreibt das Vorgehen

ausgehend von Klaumlrung der Zielfragestel-

lung bis hin zur Implementierung des Da-

tenmodells im Prozess

Strategische Ressource

Die Weiterentwicklung von Daten als reines

Prozessergebnis hin zu einer strategischen

Ressource und einem wertvollen Produkt

hat in Social Media schon lange stattgefun-

den und steht wohl auch der Produktions-

technik bevor Dass Daten analog zu ande-

ren Produkten ebenfalls einen Lebenslauf

haben und verschiedene Phasen durchlau-

fen ist demnach ebenfalls nachvollziehbar

Der Erfolg der Produkte lsquoDatenrsquo haumlngt wie

von der effizienten und effektiven Nutzung

derselben ab Dafuumlr muumlssen die Grundpha-

sen Speichern Aufbereiten und Bereitstellen

von Daten beherrscht werden Zurzeit wer-

den in der Wissenschaft und Industrie ver-

schiedene Ansaumltze entwickelt um groszlige

Datenmengen effizient zu verarbeiten und

die entsprechenden Big Data-Potenziale zu

heben Die Vernetzung uumlber Plattformen

und unterschiedliche Datenformate hinweg

stellt eine groszlige Herausforderung dar Data

Lake-Systeme bieten hier neue Moumlglichkei-

ten Anwendungsfelder sind derzeit vor

allem Faumllle bei denen die Art der spaumlter fol-

genden Analyse bei der Erfassung der Daten

noch unklar ist Die durch ein Datenmanage-

ment-System zur Verfuumlgung gestellten

Daten koumlnnen auf vielfaumlltige Weise genutzt

werden um die bestehenden Produktions-

prozesse zu verbessern Bevor man Daten

erfasst und sich mit den Analysen beschaumlf-

tigt sollten sich Unternehmen mit den zen-

tralen Fragen und zu loumlsenden Problemen

auseinandersetzen So koumlnnen basierend auf

Prozessmodellen Datenmodelle aufgebaut

und die Auswahl der passenden Algorith-

men beschleunigt werden Zudem laumlsst sich

so abschaumltzen ob der zu erwartende Nut-

| INDUSTRIE 40BIG DATA

zen ndash wie niedrigere Ausschussreduktion ndash

den Aufwand wirtschaftlich uumlberhaupt

lohnt Das groumlszligte Potential von Datenanaly-

sen liegt meist bei praumldiktiven und praumlskrip-

tiven Auswertungen Das liegt daran dass

der Ausschuss eines Produktes zu einem fruuml-

hen Zeitpunkt dem Unternehmen weniger

Kosten verursacht als die Aussteuerung

eines Erzeugnisses in das bereits viele Re-

sourcen investiert wurden Abschlieszligend

laumlsst sich festhalten Mit dem Grad der Im-

plementation des Datenlebenszyklus steigt

auch der Wert der Daten da sich auf dieser

Basis fortgeschrittene Analysen wie praumldik-

tive Analysen in die Prozesse integrieren

und und so Kosten sparen lassen

Die Autoren Jonas Doriszligen wissenschaftlicher

Mitarbeiter Jonathan Krauszlig Gruppenleiter

Hendrik Mende wissenschaftlicher Mitarbeiter

sowie Laura Niendorf wissenschaftliche

Mitarbeiterin sind am Fraunhofer-Institut fuumlr

Produktionstechnologie IPT taumltig

wwwiptfraunhoferde

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Nur eine Null-Fehler-Produktion kann fuumlr ein produzierendes

Unternehmen langfristig betrachtet tragfaumlhig und nachhaltig sein

Spaumltestens seit Crosbys bdquoMachrsquos gleich richtigldquo in den 60er-Jahren

sollte eine Fehlerverhinderung gegenuumlber einem Fehlerentde-

ckungs-Verhalten im Vordergrund stehen

Erst durch eine ganzheitliche Betrachtung von Qualitaumlt und

Produktion wird eine Rundumsicht ermoumlglicht die die Abhaumlngig-

keiten der Prozesse zueinander transparent macht und bekannte

Fehler verhindert Informationen muumlssen kategorisiert analysiert

gefiltert und zur richtigen Zeit an die richtige Person uumlbermittelt

werden Die gewonnenen Erkenntnisse koumlnnen so im Sinne eines

KVP zukuumlnftig verwendet werden Unbekannte Fehler werden zu

bekannten Fehlern die somit nicht mehr auftreten

Ermoumlglicht wird dies durch

ganzheitliche und standardi-

sierte IT-Systeme die modular

aufgebaut sind und die schritt-

weise Einfuumlhrung einer solchen

Fehlerverhinderungsstrategie

ermoumlglichen Durch vertikale und hori-

zontale Integration gelingt es die Ferti-

gung flexibler zu gestalten die Fehler Reklamationen und

Qualitaumltskosten zu reduzieren ndash bei gleichzeitigem Anstieg der

Zufriedenheit Ihrer Kunden

Pickert amp Partner GmbH

Stell Dir eine Welt vor in der alle Produktewie erwartet funktionierenBeinahe taumlglich ist von Produktruumlckrufen in allen

Lebensbereichen zu lesen Nicht immer kann argu-

mentiert werden dass diese durch Zeit- und Kosten-

druck verursacht werden Haumlufig stellt man fest dass

es insbesondere das Lernen aus Fehlern ist das nicht

konsequent umgesetzt ist

KontaktPickert amp Partner GmbHHaumlndelstr 1076327 PfinztalTel +49 721 6652-0infopickertde bull wwwnull-fehler-sind-moeglichde

Bild

Pick

ert amp

Part

nerG

mbH

69ITampProduction 62018

WWaumlhrend die Begriffe Digitali-

sierung und Industrie 40

selbst in weite Teile der Ge-

sellschaft vorgedrungen sind koumlnnen sich

die wenigsten etwas konkretes unter der

Blockchain-Technologie vorstellen Vor

allem IT-Fachleute sprechen gar von einer

Revolution aumlhnlich wie sie einst das Inter-

net mit sich brachte Speziell in der Fi-

nanzbranche erregte die Datenbanktech-

nologie bereits in Form des Bitcoin Netz-

werks Aufmerksamkeit Doch was steckt

eigentlich dahinter Es geht um Vertrauen

und Sicherheit in einer Zeit in der immer

mehr Dinge im Internet of Things und Ma-

schinen in der Smart Factory miteinander

vernetzt kommunizieren Grundlegend ist

Blockchain eine Datenbank-Technologie

zum Speichern und sicherem Manage-

ment von Daten Ihren Ursprung hat die

Blockchain nach der Finanzkrise 2008 in

der Internetwaumlhrung Bitcoin bei der Geld-

werte ohne eine zentrale Vertrauensin-

stanz also einer Bank uumlberwiesen werden

koumlnnen Mittlerweile findet diese Techno-

logie zusammen mit darauf aufbauenden

Anwendungen ihren Weg in andere Bran-

chen wie die produzierende Industrie

Nach heutigem Maszligstab sicher

Der Definition nach ist die Blockchain eine

unveraumlnderbare hochverfuumlgbare und ver-

teilte Datenbank in der alle Daten die in

Sie geschrieben werden revisionssicher

sind und uumlber eine Verschluumlsselung vor

fremden Zugriff abgeschirmt werden koumln-

nen Elementare Einheiten sind die Trans-

aktionen wobei zwei Parteien Informatio-

nen austauschen Die Blockchain ist wie

ein Hauptbuch in das alle Transaktionen

eingetragen werden Das fortlaufende Pro-

tokoll dokumentiert chronologisch jede

Veraumlnderung eines beliebigen Datenbe-

stands und stellt sicher dass alle Teilneh-

mer des Netzwerkes immer die gleiche

Kopie der Blockchain besitzen Nach einer

bestimmten Zeit werden die Transaktionen

zu Bloumlcken zusammengefasst und daruumlber

eine Pruumlfsumme gebildet Dieser Hash-

Wert kann als digitaler Fingerabdruck ver-

standen werden Danach werden die Blouml-

cke an die Kette ndash Blockchain heiszligt uumlber-

setzt Blockkette ndash angehangen und uumlber

ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt in dem

alle Teilnehmer sowohl Client- als auch

Server-Aufgaben uumlbernehmen Manipula-

tionen und Aumlnderungen an der Datenbank

lieszligen sich daher sofort erkennen und gel-

ten somit als ausgeschlossen

Mitglieder verifizieren die Daten

Transparenz und Nachvollziehbarkeit sind

zwei essentielle Eigenschaften der Daten-

banktechnologie jeder hat jederzeit im

Netzwerk die Moumlglichkeit die Daten in

Echtzeit zu uumlberpruumlfen und weiszlig so was

wann wo passiert Alle Mitglieder des Netz-

werks verifizieren sozusagen die Daten Die

dezentrale Natur der Blockchain also die

Wie Blockchain und die Industrie zusammenpassen

Technik und Anwendungen

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70 ITampProduction 62018

Einige Experten sehen in der Blockchain-Technologie

das Potenzial die Wirtschaft grundlegend zu veraumln-

dern Es geht vor allem um Vertrauen und Sicherheit

Also um zwei Voraussetzungen um den bereits jetzt

aufbluumlhenden Markt rund um das Internet of Things

weiter zu befluumlgeln Doch wie koumlnnte ein im Grunde

einfacher Ansatz Daten zu speichern und zu verwal-

ten dieses Versprechen erfuumlllen

BLOCKCHAIN | GRUNDLAGEN

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

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Jak

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rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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drii

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 6: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

Wert der Daten bei steigender Komplexitaumlt der Analyse

Bild Fraunhofer-Institut fuumlr Produktionstechnologie IPT

Zeit Das System ist nicht in der Lage viele

heterogene Datenquellen ohne groumlszligeren

Aufwand zu verarbeiten (Riess und Rei-

mann 2015) Ein Data Lake ist ein System

zur Datenhaltung das in den meisten Faumlllen

fuumlr den skalierbaren Einsatz bei groszligen Da-

tenmengen ausgelegt wird (Ignacio Terriz-

zano Peter Schwarz Mary Roth John E

Colino 2015) Dabei koumlnnen Daten beliebi-

ger Strukturen aufgenommen werden

Waumlhrend bei klassischen Ansaumltzen die auf-

zunehmenden Daten zunaumlchst an die

Struktur der Datenbank angepasst werden

muumlssen werden die Daten bei einem Data

Lake unveraumlndert abgespeichert So kann

ein heterogenes Datenumfeld in einem ein-

zigen System abgebildet werden Dies gilt

beispielsweise fuumlr kleinschrittige Sensorda-

ten aus einer Maschine bis hin zu Ge-

schaumlftsdaten aus ERP-Systemen Zusaumltzlich

ist die Uumlberfuumlhrung ganzer Datenverzeich-

nisse ins Data Lake moumlglich Bei der Uumlber-

fuumlhrung findet keine semantische also be-

deutungsmaumlszligige Homogenisierung statt

Diese erfolgt erst dann wenn ein Nutzer

mittels einer Applikation entsprechende

Anfragen an das System stellt Die Leis-

tungsfaumlhigkeit des Systems wird somit ent-

scheidend von der Auslegung der Applika-

tion bestimmt

Algorithmen gegen Menschen

Wie beschrieben stellen meist performante

Applikationen Anfragen an das Datenmana-

gementsystem Solche Applikationen koumln-

nen systemintegrierte Programme oder

Data Analytics-Systeme sein die neben der

Analyse einen Teil der Datenverwaltung ab-

decken koumlnnen Die Data Analytics Suite

IBM Watson hat es beispielsweise ge-

schafft zwei Menschen beim Quizspiel Jeo-

pardy zu schlagen die zuvor Rekordsum-

men darin gewonnen hatten In Social

Media und im Konsumbereich sind Data

Analytics Anwendungen nicht mehr wegzu-

denken In den letzten Jahren laumlsst sich die-

ser Trend immer mehr in der produzieren-

den Industrie durch die Verwendung von

Datenanalysen verzeichnen Dabei ist die

Expertise derer die mit dem Produktions-

prozess in Beruumlhrung stehen diesen bei-

spielsweise entwickeln kontrollieren oder

steuern fuumlr die Interpretation der Ergeb-

nisse und die Entwicklung einer Datenana-

lyse noch immer essentiell

Abgestufte Analysevarianten

Grundsaumltzlich lassen sich bei einer Daten-

analyse vier Reifegrade unterscheiden In

der simpelsten Form wird unter Verwen-

dung von statistischen Mitteln von der so-

genannten beschreibenden Analyse gespro-

chen beziehungsweise der Frage nachge-

gangen was im Produktionsprozess ge-

schieht Uumlber diagnostische Analysen wer-

den Ursachen fuumlr Vorkommnisse identifi-

ziert und analysiert Diese Informationen

werden bestenfalls fuumlr praumldiktive und prauml-

skriptive Analysen genutzt um den Prozess-

verlauf und die Produktqualitaumlt vorherzusa-

gen und rechtzeitig Handlungsempfehlun-

gen geben zu koumlnnen sodass die Robust-

heit des Prozesses und damit der Produkt-

qualitaumlt sichergestellt wird Unabhaumlngig von

der Analyse muss in der Produktionstechnik

die zu beantwortende Frage klar formuliert

werden Daher ist die Erfahrung des Anwen-

ders mit den Prozessen gefragt Fuumlr die In-

terpretation und Implementation der Ergeb-

nisse braucht es Wissen zur Verwendbarkeit

der Ergebnisse und deren Auswirkungen

Die blinde Implementierung von Ergebnis-

sen aus Datenanalysen lassen per se keine

Ruumlckschluumlsse auf die Ursachen zu

Passende Algorithmen finden

Ob Datenanalysen mit Hilfe von Suiten oder

programmieraffinen Data Scientists durch-

gefuumlhrt werden und ob es maschinelles

Lernen kuumlnstliche Intelligenz oder Data

Analytics genannt wird Es gibt eine unuumlber-

sichtliche Zahl an Algorithmen die in Frage

kommen Welcher Algorithmus sich am bes-

ten auf die jeweilige Fragestellung anwen-

den laumlsst laumlsst sich vorab nicht pauschal be-

stimmen Meist ist sogar eine stufenweise

Analyse und Kombination verschiedener Al-

gorithmen mit teilweise niedriger Komple-

xitaumlt sehr effizient Optimal waumlre die An-

wendung verschiedener Algorithmen mit

dem Datensatz und eine anschlieszligende Per-

formanceanalyse und Vergleich der Ergeb-

nisse Dies ist jedoch ein aufwendiges Ver-

fahren vor allem wenn Echtzeitanwendun-

gen eine sofortige Analyse und Handlung

voraussetzen

Machinelles Lernen

Speziell beim maschinellen Lernen gibt es

durch die Unterscheidung von supervised

und unsupervised learning also uumlberwach-

tes und unuumlberwachtes Lernen eine Ein-

schraumlnkung Die Analyse eines Datensatzes

kann ebenfalls nach einem modellgetriebe-

nen oder datengetriebenen Ansatz erfol-

gen Beim ersteren muss zunaumlchst ein phy-

sikalisches Modell des Prozesses entwickelt

werden bevor Daten analysiert werden

Beim letzteren hingegen werden zunaumlchst

Daten unstrukturiert analysiert und bei be-

stehenden Korrelationen weiterverarbeitet

Stellt sich eine Abhaumlngigkeit heraus basiert

diese nicht auf einem physikalischen Mo-

dell sondern lediglich auf Datenpunkten So

koumlnnen unter Umstaumlnden nicht vermutete

Abhaumlngigkeiten gefunden werden Unab-

haumlngig davon ob ein datengetriebenes

INDUSTRIE 40 | BIG DATA

68 ITampProduction 62018

oder ein modellbasiertes Vorgehen gewaumlhlt

wird empfiehlt es sich bei der Durchfuumlh-

rung am CRISP-DM als systematischen

Standardprozess beim Thema Datenanalyse

zu orientieren Der aus sechs Phasen beste-

hende Prozess umschreibt das Vorgehen

ausgehend von Klaumlrung der Zielfragestel-

lung bis hin zur Implementierung des Da-

tenmodells im Prozess

Strategische Ressource

Die Weiterentwicklung von Daten als reines

Prozessergebnis hin zu einer strategischen

Ressource und einem wertvollen Produkt

hat in Social Media schon lange stattgefun-

den und steht wohl auch der Produktions-

technik bevor Dass Daten analog zu ande-

ren Produkten ebenfalls einen Lebenslauf

haben und verschiedene Phasen durchlau-

fen ist demnach ebenfalls nachvollziehbar

Der Erfolg der Produkte lsquoDatenrsquo haumlngt wie

von der effizienten und effektiven Nutzung

derselben ab Dafuumlr muumlssen die Grundpha-

sen Speichern Aufbereiten und Bereitstellen

von Daten beherrscht werden Zurzeit wer-

den in der Wissenschaft und Industrie ver-

schiedene Ansaumltze entwickelt um groszlige

Datenmengen effizient zu verarbeiten und

die entsprechenden Big Data-Potenziale zu

heben Die Vernetzung uumlber Plattformen

und unterschiedliche Datenformate hinweg

stellt eine groszlige Herausforderung dar Data

Lake-Systeme bieten hier neue Moumlglichkei-

ten Anwendungsfelder sind derzeit vor

allem Faumllle bei denen die Art der spaumlter fol-

genden Analyse bei der Erfassung der Daten

noch unklar ist Die durch ein Datenmanage-

ment-System zur Verfuumlgung gestellten

Daten koumlnnen auf vielfaumlltige Weise genutzt

werden um die bestehenden Produktions-

prozesse zu verbessern Bevor man Daten

erfasst und sich mit den Analysen beschaumlf-

tigt sollten sich Unternehmen mit den zen-

tralen Fragen und zu loumlsenden Problemen

auseinandersetzen So koumlnnen basierend auf

Prozessmodellen Datenmodelle aufgebaut

und die Auswahl der passenden Algorith-

men beschleunigt werden Zudem laumlsst sich

so abschaumltzen ob der zu erwartende Nut-

| INDUSTRIE 40BIG DATA

zen ndash wie niedrigere Ausschussreduktion ndash

den Aufwand wirtschaftlich uumlberhaupt

lohnt Das groumlszligte Potential von Datenanaly-

sen liegt meist bei praumldiktiven und praumlskrip-

tiven Auswertungen Das liegt daran dass

der Ausschuss eines Produktes zu einem fruuml-

hen Zeitpunkt dem Unternehmen weniger

Kosten verursacht als die Aussteuerung

eines Erzeugnisses in das bereits viele Re-

sourcen investiert wurden Abschlieszligend

laumlsst sich festhalten Mit dem Grad der Im-

plementation des Datenlebenszyklus steigt

auch der Wert der Daten da sich auf dieser

Basis fortgeschrittene Analysen wie praumldik-

tive Analysen in die Prozesse integrieren

und und so Kosten sparen lassen

Die Autoren Jonas Doriszligen wissenschaftlicher

Mitarbeiter Jonathan Krauszlig Gruppenleiter

Hendrik Mende wissenschaftlicher Mitarbeiter

sowie Laura Niendorf wissenschaftliche

Mitarbeiterin sind am Fraunhofer-Institut fuumlr

Produktionstechnologie IPT taumltig

wwwiptfraunhoferde

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Nur eine Null-Fehler-Produktion kann fuumlr ein produzierendes

Unternehmen langfristig betrachtet tragfaumlhig und nachhaltig sein

Spaumltestens seit Crosbys bdquoMachrsquos gleich richtigldquo in den 60er-Jahren

sollte eine Fehlerverhinderung gegenuumlber einem Fehlerentde-

ckungs-Verhalten im Vordergrund stehen

Erst durch eine ganzheitliche Betrachtung von Qualitaumlt und

Produktion wird eine Rundumsicht ermoumlglicht die die Abhaumlngig-

keiten der Prozesse zueinander transparent macht und bekannte

Fehler verhindert Informationen muumlssen kategorisiert analysiert

gefiltert und zur richtigen Zeit an die richtige Person uumlbermittelt

werden Die gewonnenen Erkenntnisse koumlnnen so im Sinne eines

KVP zukuumlnftig verwendet werden Unbekannte Fehler werden zu

bekannten Fehlern die somit nicht mehr auftreten

Ermoumlglicht wird dies durch

ganzheitliche und standardi-

sierte IT-Systeme die modular

aufgebaut sind und die schritt-

weise Einfuumlhrung einer solchen

Fehlerverhinderungsstrategie

ermoumlglichen Durch vertikale und hori-

zontale Integration gelingt es die Ferti-

gung flexibler zu gestalten die Fehler Reklamationen und

Qualitaumltskosten zu reduzieren ndash bei gleichzeitigem Anstieg der

Zufriedenheit Ihrer Kunden

Pickert amp Partner GmbH

Stell Dir eine Welt vor in der alle Produktewie erwartet funktionierenBeinahe taumlglich ist von Produktruumlckrufen in allen

Lebensbereichen zu lesen Nicht immer kann argu-

mentiert werden dass diese durch Zeit- und Kosten-

druck verursacht werden Haumlufig stellt man fest dass

es insbesondere das Lernen aus Fehlern ist das nicht

konsequent umgesetzt ist

KontaktPickert amp Partner GmbHHaumlndelstr 1076327 PfinztalTel +49 721 6652-0infopickertde bull wwwnull-fehler-sind-moeglichde

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69ITampProduction 62018

WWaumlhrend die Begriffe Digitali-

sierung und Industrie 40

selbst in weite Teile der Ge-

sellschaft vorgedrungen sind koumlnnen sich

die wenigsten etwas konkretes unter der

Blockchain-Technologie vorstellen Vor

allem IT-Fachleute sprechen gar von einer

Revolution aumlhnlich wie sie einst das Inter-

net mit sich brachte Speziell in der Fi-

nanzbranche erregte die Datenbanktech-

nologie bereits in Form des Bitcoin Netz-

werks Aufmerksamkeit Doch was steckt

eigentlich dahinter Es geht um Vertrauen

und Sicherheit in einer Zeit in der immer

mehr Dinge im Internet of Things und Ma-

schinen in der Smart Factory miteinander

vernetzt kommunizieren Grundlegend ist

Blockchain eine Datenbank-Technologie

zum Speichern und sicherem Manage-

ment von Daten Ihren Ursprung hat die

Blockchain nach der Finanzkrise 2008 in

der Internetwaumlhrung Bitcoin bei der Geld-

werte ohne eine zentrale Vertrauensin-

stanz also einer Bank uumlberwiesen werden

koumlnnen Mittlerweile findet diese Techno-

logie zusammen mit darauf aufbauenden

Anwendungen ihren Weg in andere Bran-

chen wie die produzierende Industrie

Nach heutigem Maszligstab sicher

Der Definition nach ist die Blockchain eine

unveraumlnderbare hochverfuumlgbare und ver-

teilte Datenbank in der alle Daten die in

Sie geschrieben werden revisionssicher

sind und uumlber eine Verschluumlsselung vor

fremden Zugriff abgeschirmt werden koumln-

nen Elementare Einheiten sind die Trans-

aktionen wobei zwei Parteien Informatio-

nen austauschen Die Blockchain ist wie

ein Hauptbuch in das alle Transaktionen

eingetragen werden Das fortlaufende Pro-

tokoll dokumentiert chronologisch jede

Veraumlnderung eines beliebigen Datenbe-

stands und stellt sicher dass alle Teilneh-

mer des Netzwerkes immer die gleiche

Kopie der Blockchain besitzen Nach einer

bestimmten Zeit werden die Transaktionen

zu Bloumlcken zusammengefasst und daruumlber

eine Pruumlfsumme gebildet Dieser Hash-

Wert kann als digitaler Fingerabdruck ver-

standen werden Danach werden die Blouml-

cke an die Kette ndash Blockchain heiszligt uumlber-

setzt Blockkette ndash angehangen und uumlber

ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt in dem

alle Teilnehmer sowohl Client- als auch

Server-Aufgaben uumlbernehmen Manipula-

tionen und Aumlnderungen an der Datenbank

lieszligen sich daher sofort erkennen und gel-

ten somit als ausgeschlossen

Mitglieder verifizieren die Daten

Transparenz und Nachvollziehbarkeit sind

zwei essentielle Eigenschaften der Daten-

banktechnologie jeder hat jederzeit im

Netzwerk die Moumlglichkeit die Daten in

Echtzeit zu uumlberpruumlfen und weiszlig so was

wann wo passiert Alle Mitglieder des Netz-

werks verifizieren sozusagen die Daten Die

dezentrale Natur der Blockchain also die

Wie Blockchain und die Industrie zusammenpassen

Technik und Anwendungen

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70 ITampProduction 62018

Einige Experten sehen in der Blockchain-Technologie

das Potenzial die Wirtschaft grundlegend zu veraumln-

dern Es geht vor allem um Vertrauen und Sicherheit

Also um zwei Voraussetzungen um den bereits jetzt

aufbluumlhenden Markt rund um das Internet of Things

weiter zu befluumlgeln Doch wie koumlnnte ein im Grunde

einfacher Ansatz Daten zu speichern und zu verwal-

ten dieses Versprechen erfuumlllen

BLOCKCHAIN | GRUNDLAGEN

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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drii

Toria

nyk

Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 7: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

oder ein modellbasiertes Vorgehen gewaumlhlt

wird empfiehlt es sich bei der Durchfuumlh-

rung am CRISP-DM als systematischen

Standardprozess beim Thema Datenanalyse

zu orientieren Der aus sechs Phasen beste-

hende Prozess umschreibt das Vorgehen

ausgehend von Klaumlrung der Zielfragestel-

lung bis hin zur Implementierung des Da-

tenmodells im Prozess

Strategische Ressource

Die Weiterentwicklung von Daten als reines

Prozessergebnis hin zu einer strategischen

Ressource und einem wertvollen Produkt

hat in Social Media schon lange stattgefun-

den und steht wohl auch der Produktions-

technik bevor Dass Daten analog zu ande-

ren Produkten ebenfalls einen Lebenslauf

haben und verschiedene Phasen durchlau-

fen ist demnach ebenfalls nachvollziehbar

Der Erfolg der Produkte lsquoDatenrsquo haumlngt wie

von der effizienten und effektiven Nutzung

derselben ab Dafuumlr muumlssen die Grundpha-

sen Speichern Aufbereiten und Bereitstellen

von Daten beherrscht werden Zurzeit wer-

den in der Wissenschaft und Industrie ver-

schiedene Ansaumltze entwickelt um groszlige

Datenmengen effizient zu verarbeiten und

die entsprechenden Big Data-Potenziale zu

heben Die Vernetzung uumlber Plattformen

und unterschiedliche Datenformate hinweg

stellt eine groszlige Herausforderung dar Data

Lake-Systeme bieten hier neue Moumlglichkei-

ten Anwendungsfelder sind derzeit vor

allem Faumllle bei denen die Art der spaumlter fol-

genden Analyse bei der Erfassung der Daten

noch unklar ist Die durch ein Datenmanage-

ment-System zur Verfuumlgung gestellten

Daten koumlnnen auf vielfaumlltige Weise genutzt

werden um die bestehenden Produktions-

prozesse zu verbessern Bevor man Daten

erfasst und sich mit den Analysen beschaumlf-

tigt sollten sich Unternehmen mit den zen-

tralen Fragen und zu loumlsenden Problemen

auseinandersetzen So koumlnnen basierend auf

Prozessmodellen Datenmodelle aufgebaut

und die Auswahl der passenden Algorith-

men beschleunigt werden Zudem laumlsst sich

so abschaumltzen ob der zu erwartende Nut-

| INDUSTRIE 40BIG DATA

zen ndash wie niedrigere Ausschussreduktion ndash

den Aufwand wirtschaftlich uumlberhaupt

lohnt Das groumlszligte Potential von Datenanaly-

sen liegt meist bei praumldiktiven und praumlskrip-

tiven Auswertungen Das liegt daran dass

der Ausschuss eines Produktes zu einem fruuml-

hen Zeitpunkt dem Unternehmen weniger

Kosten verursacht als die Aussteuerung

eines Erzeugnisses in das bereits viele Re-

sourcen investiert wurden Abschlieszligend

laumlsst sich festhalten Mit dem Grad der Im-

plementation des Datenlebenszyklus steigt

auch der Wert der Daten da sich auf dieser

Basis fortgeschrittene Analysen wie praumldik-

tive Analysen in die Prozesse integrieren

und und so Kosten sparen lassen

Die Autoren Jonas Doriszligen wissenschaftlicher

Mitarbeiter Jonathan Krauszlig Gruppenleiter

Hendrik Mende wissenschaftlicher Mitarbeiter

sowie Laura Niendorf wissenschaftliche

Mitarbeiterin sind am Fraunhofer-Institut fuumlr

Produktionstechnologie IPT taumltig

wwwiptfraunhoferde

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Nur eine Null-Fehler-Produktion kann fuumlr ein produzierendes

Unternehmen langfristig betrachtet tragfaumlhig und nachhaltig sein

Spaumltestens seit Crosbys bdquoMachrsquos gleich richtigldquo in den 60er-Jahren

sollte eine Fehlerverhinderung gegenuumlber einem Fehlerentde-

ckungs-Verhalten im Vordergrund stehen

Erst durch eine ganzheitliche Betrachtung von Qualitaumlt und

Produktion wird eine Rundumsicht ermoumlglicht die die Abhaumlngig-

keiten der Prozesse zueinander transparent macht und bekannte

Fehler verhindert Informationen muumlssen kategorisiert analysiert

gefiltert und zur richtigen Zeit an die richtige Person uumlbermittelt

werden Die gewonnenen Erkenntnisse koumlnnen so im Sinne eines

KVP zukuumlnftig verwendet werden Unbekannte Fehler werden zu

bekannten Fehlern die somit nicht mehr auftreten

Ermoumlglicht wird dies durch

ganzheitliche und standardi-

sierte IT-Systeme die modular

aufgebaut sind und die schritt-

weise Einfuumlhrung einer solchen

Fehlerverhinderungsstrategie

ermoumlglichen Durch vertikale und hori-

zontale Integration gelingt es die Ferti-

gung flexibler zu gestalten die Fehler Reklamationen und

Qualitaumltskosten zu reduzieren ndash bei gleichzeitigem Anstieg der

Zufriedenheit Ihrer Kunden

Pickert amp Partner GmbH

Stell Dir eine Welt vor in der alle Produktewie erwartet funktionierenBeinahe taumlglich ist von Produktruumlckrufen in allen

Lebensbereichen zu lesen Nicht immer kann argu-

mentiert werden dass diese durch Zeit- und Kosten-

druck verursacht werden Haumlufig stellt man fest dass

es insbesondere das Lernen aus Fehlern ist das nicht

konsequent umgesetzt ist

KontaktPickert amp Partner GmbHHaumlndelstr 1076327 PfinztalTel +49 721 6652-0infopickertde bull wwwnull-fehler-sind-moeglichde

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nerG

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69ITampProduction 62018

WWaumlhrend die Begriffe Digitali-

sierung und Industrie 40

selbst in weite Teile der Ge-

sellschaft vorgedrungen sind koumlnnen sich

die wenigsten etwas konkretes unter der

Blockchain-Technologie vorstellen Vor

allem IT-Fachleute sprechen gar von einer

Revolution aumlhnlich wie sie einst das Inter-

net mit sich brachte Speziell in der Fi-

nanzbranche erregte die Datenbanktech-

nologie bereits in Form des Bitcoin Netz-

werks Aufmerksamkeit Doch was steckt

eigentlich dahinter Es geht um Vertrauen

und Sicherheit in einer Zeit in der immer

mehr Dinge im Internet of Things und Ma-

schinen in der Smart Factory miteinander

vernetzt kommunizieren Grundlegend ist

Blockchain eine Datenbank-Technologie

zum Speichern und sicherem Manage-

ment von Daten Ihren Ursprung hat die

Blockchain nach der Finanzkrise 2008 in

der Internetwaumlhrung Bitcoin bei der Geld-

werte ohne eine zentrale Vertrauensin-

stanz also einer Bank uumlberwiesen werden

koumlnnen Mittlerweile findet diese Techno-

logie zusammen mit darauf aufbauenden

Anwendungen ihren Weg in andere Bran-

chen wie die produzierende Industrie

Nach heutigem Maszligstab sicher

Der Definition nach ist die Blockchain eine

unveraumlnderbare hochverfuumlgbare und ver-

teilte Datenbank in der alle Daten die in

Sie geschrieben werden revisionssicher

sind und uumlber eine Verschluumlsselung vor

fremden Zugriff abgeschirmt werden koumln-

nen Elementare Einheiten sind die Trans-

aktionen wobei zwei Parteien Informatio-

nen austauschen Die Blockchain ist wie

ein Hauptbuch in das alle Transaktionen

eingetragen werden Das fortlaufende Pro-

tokoll dokumentiert chronologisch jede

Veraumlnderung eines beliebigen Datenbe-

stands und stellt sicher dass alle Teilneh-

mer des Netzwerkes immer die gleiche

Kopie der Blockchain besitzen Nach einer

bestimmten Zeit werden die Transaktionen

zu Bloumlcken zusammengefasst und daruumlber

eine Pruumlfsumme gebildet Dieser Hash-

Wert kann als digitaler Fingerabdruck ver-

standen werden Danach werden die Blouml-

cke an die Kette ndash Blockchain heiszligt uumlber-

setzt Blockkette ndash angehangen und uumlber

ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt in dem

alle Teilnehmer sowohl Client- als auch

Server-Aufgaben uumlbernehmen Manipula-

tionen und Aumlnderungen an der Datenbank

lieszligen sich daher sofort erkennen und gel-

ten somit als ausgeschlossen

Mitglieder verifizieren die Daten

Transparenz und Nachvollziehbarkeit sind

zwei essentielle Eigenschaften der Daten-

banktechnologie jeder hat jederzeit im

Netzwerk die Moumlglichkeit die Daten in

Echtzeit zu uumlberpruumlfen und weiszlig so was

wann wo passiert Alle Mitglieder des Netz-

werks verifizieren sozusagen die Daten Die

dezentrale Natur der Blockchain also die

Wie Blockchain und die Industrie zusammenpassen

Technik und Anwendungen

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70 ITampProduction 62018

Einige Experten sehen in der Blockchain-Technologie

das Potenzial die Wirtschaft grundlegend zu veraumln-

dern Es geht vor allem um Vertrauen und Sicherheit

Also um zwei Voraussetzungen um den bereits jetzt

aufbluumlhenden Markt rund um das Internet of Things

weiter zu befluumlgeln Doch wie koumlnnte ein im Grunde

einfacher Ansatz Daten zu speichern und zu verwal-

ten dieses Versprechen erfuumlllen

BLOCKCHAIN | GRUNDLAGEN

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

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Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 8: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

WWaumlhrend die Begriffe Digitali-

sierung und Industrie 40

selbst in weite Teile der Ge-

sellschaft vorgedrungen sind koumlnnen sich

die wenigsten etwas konkretes unter der

Blockchain-Technologie vorstellen Vor

allem IT-Fachleute sprechen gar von einer

Revolution aumlhnlich wie sie einst das Inter-

net mit sich brachte Speziell in der Fi-

nanzbranche erregte die Datenbanktech-

nologie bereits in Form des Bitcoin Netz-

werks Aufmerksamkeit Doch was steckt

eigentlich dahinter Es geht um Vertrauen

und Sicherheit in einer Zeit in der immer

mehr Dinge im Internet of Things und Ma-

schinen in der Smart Factory miteinander

vernetzt kommunizieren Grundlegend ist

Blockchain eine Datenbank-Technologie

zum Speichern und sicherem Manage-

ment von Daten Ihren Ursprung hat die

Blockchain nach der Finanzkrise 2008 in

der Internetwaumlhrung Bitcoin bei der Geld-

werte ohne eine zentrale Vertrauensin-

stanz also einer Bank uumlberwiesen werden

koumlnnen Mittlerweile findet diese Techno-

logie zusammen mit darauf aufbauenden

Anwendungen ihren Weg in andere Bran-

chen wie die produzierende Industrie

Nach heutigem Maszligstab sicher

Der Definition nach ist die Blockchain eine

unveraumlnderbare hochverfuumlgbare und ver-

teilte Datenbank in der alle Daten die in

Sie geschrieben werden revisionssicher

sind und uumlber eine Verschluumlsselung vor

fremden Zugriff abgeschirmt werden koumln-

nen Elementare Einheiten sind die Trans-

aktionen wobei zwei Parteien Informatio-

nen austauschen Die Blockchain ist wie

ein Hauptbuch in das alle Transaktionen

eingetragen werden Das fortlaufende Pro-

tokoll dokumentiert chronologisch jede

Veraumlnderung eines beliebigen Datenbe-

stands und stellt sicher dass alle Teilneh-

mer des Netzwerkes immer die gleiche

Kopie der Blockchain besitzen Nach einer

bestimmten Zeit werden die Transaktionen

zu Bloumlcken zusammengefasst und daruumlber

eine Pruumlfsumme gebildet Dieser Hash-

Wert kann als digitaler Fingerabdruck ver-

standen werden Danach werden die Blouml-

cke an die Kette ndash Blockchain heiszligt uumlber-

setzt Blockkette ndash angehangen und uumlber

ein Peer-to-Peer-Netzwerk verteilt in dem

alle Teilnehmer sowohl Client- als auch

Server-Aufgaben uumlbernehmen Manipula-

tionen und Aumlnderungen an der Datenbank

lieszligen sich daher sofort erkennen und gel-

ten somit als ausgeschlossen

Mitglieder verifizieren die Daten

Transparenz und Nachvollziehbarkeit sind

zwei essentielle Eigenschaften der Daten-

banktechnologie jeder hat jederzeit im

Netzwerk die Moumlglichkeit die Daten in

Echtzeit zu uumlberpruumlfen und weiszlig so was

wann wo passiert Alle Mitglieder des Netz-

werks verifizieren sozusagen die Daten Die

dezentrale Natur der Blockchain also die

Wie Blockchain und die Industrie zusammenpassen

Technik und Anwendungen

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70 ITampProduction 62018

Einige Experten sehen in der Blockchain-Technologie

das Potenzial die Wirtschaft grundlegend zu veraumln-

dern Es geht vor allem um Vertrauen und Sicherheit

Also um zwei Voraussetzungen um den bereits jetzt

aufbluumlhenden Markt rund um das Internet of Things

weiter zu befluumlgeln Doch wie koumlnnte ein im Grunde

einfacher Ansatz Daten zu speichern und zu verwal-

ten dieses Versprechen erfuumlllen

BLOCKCHAIN | GRUNDLAGEN

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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drii

Toria

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 9: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

Bild copysdecoret Stockadobecom

Verteilung im Netzwerk hat auch den Vor-

teil dass bei einem Ausfall von einem oder

mehreren Knoten alle anderen noch genug

Kopien vorhalten um den Datenverlust

wieder auszugleichen Bei einer zentralen

Serverstruktur ist es meist mit einigen He-

rausforderungen und Zeitverlust verbun-

den Daten wiederherzustellen

Offene Netze und Hyperledger

Bei Blockchains kann zwischen verschiede-

nen Arten unterschieden werden offene

Netzwerke (unpermissioned) wie beispiels-

weise Bitcoin und Ethereum und private be-

ziehungsweise konsortiale Systeme wie Hy-

perledger Diese Unterscheidung ist wichtig

da in offenen Blockchains quasi jeder mit-

machen kann da die Software frei verfuumlgbar

und keine besondere Anmeldung notwen-

dig ist Bei den permissioned lsquoChainsrsquo welche

gerade im Industrieumfeld und Lieferketten

von Bedeutung sind muumlssen Nutzer vor Zu-

gang ins Netzwerk eine Art Onboarding-

Prozess durchlaufen Diese Legitimation des

Nutzers soll sicherstellen dass nur berech-

tigte Teilnehmer im Netzwerk kommunizie-

ren Das Vertrauen in dieser Infrastruktur

entsteht vor allem mit dem Onboarding-

Vorgang und der Vorteil dieser Blockchain

liegt eher im Teilen von Daten (jeder hat

exakt denselben aktuellen Informations-

stand) oder Protokollieren von Aktionen

Kluge Vertraumlge

Die wohl zukunftstraumlchtigste Blockchain

Anwendung die derzeit diskutiert wird

sind Smart Contacts Dies sind webbasierte

Computerprotokolle die Vertraumlge abbilden

und automatisiert abwickeln Die Vertrags-

partner legen in Computeralgorithmen fest

welche Bedingung zu welcher Entschei-

dung (wenn-dann) fuumlhrt Im Produktions-

umfeld koumlnnen beispielsweise Daten aus

einer SPS-Steuerung uumlber eine Middleware

in die Blockchain geschrieben und somit re-

visionssicher gespeichert werden Auch hier

koumlnnen direkt uumlber anschlieszligende Smart

Contacts andere Aktionen ausgeloumlst und

somit die Maschine aktiv in den Wert-

schoumlpfungskreislauf eingebunden werden

Anwendungsbeispiele

Heutige Supply Chains erwarten eine hohe

Informationsdichte nach Moumlglichkeit die

Originaldaten eines Produktionsprozesses

Die direkte Anbindung der Maschine soll

Datenverlust und Datenmanipulation

durch manuelle Eingriffe ausschlieszligen In-

nerhalb eines zertifizierten Produktions-

prozesses wird dadurch eine kontinuierli-

che Qualitaumltskontrolle moumlglich Machine-

to-Machine-Kommunikation (M2M) und

kommende Predictive Maintenance-Stan-

dards muumlssen anfallende Daten in ein ver-

trauenswuumlrdiges System uumlbernehmen und

vorhalten koumlnnen Die Anbindung der Ma-

schine an eine Blockchain koumlnnte beste-

hende Prozesse vereinfachen und

auch Abrechnungsmodelle wie Pay-per-

Use in Echtzeit ermoumlglichen Bisher lag die-

sen Modellen meist eine Schaumltzung sowie

eine nachtraumlgliche Verrechnung zu Grunde

Im Bereich Logistik koumlnnten Zuumlge oder

Schiffe mit eigener digitaler Brieftasche ndash

einem Wallet ndash aumlhnliche Ablaumlufe bei der

Einfahrt in Bahnhoumlfe oder Haumlfen anstoszligen

Hier sind zurzeit zahlreiche Inter- und

Transaktionen sowie Bezahlvorgaumlnge zwi-

schen Logistikern notwendig Eine pruuml-

fende und verwaltende Zwischeninstanz

wuumlrde mit Einsatz einer Blockchain uumlber-

fluumlssig Medienbruumlche werden durch die

Verwendung einer gemeinsamen Daten-

basis gemindert und zeitaufwendige Ar-

beit wie die Verwaltung von Dokumenten

beschleunigt Des Weiteren sind Anwen-

dungen im Asset-Management denkbar

wenn etwa Sensordaten von Maschinen

und Anlagen in einer Blockchain gespei-

chert werden Plagiate von Bauteilen lie-

szligen sich via Blockchain unterbinden und

so kostenintensive Ruumlckrufaktionen durch

defekte Bauteile vermeiden Die gesamte

Lieferkette wird vertrauenswuumlrdig weil

beispielsweise alle im Rahmen der Frist-

wahrung gleichberechtigt auf demselben

Stand sind und eine durchgaumlngige Nach-

vollziehbarkeit ndash beispielsweise des Stand-

orts ndash zu jedem Zeitpunkt moumlglich ist

Auch in der Verwaltung und Organisation

von Dokumenten lieszlige sich eine Block-

chain einsetzen Hierbei unterstuumltzt die

Technologie bei der fuumlr jeden transparen-

ten und manipulationssicheren Ablage von

unternehmensuumlbergreifenden Dokumen-

ten Es koumlnnen digitale hochverschluumlsselte

Datenraumlume geschaffen werden in denen

Informationen ausgetauscht werden koumln-

nen Es koumlnnen Berechtigungen vergeben

und entzogen werden beispielsweise

Lese- Schreib- oder andere Nutzungs-

rechte Die Datenablage erfolgt dezentral

Noch ganz am Anfang

Die Blockchain Technologie steckt noch

in den Kinderschuhen birgt aber enor-

mes Potenzial fuumlr alle industriellen wirt-

schaftlichen aber auch gesellschaftlichen

Bereiche angefangen von der Digitalisie-

rung von Supply-Chain-Prozessen bis hin

zur digitalen Identitaumlt im Gesundheits-

wesen Unternehmen sollten sich des-

halb schon heute mit dem Thema Block-

chain auseinandersetzen und abwaumlgen

ob ein Einsatz in ihrem Unternehmen

sinnvoll und zweckmaumlszligig ist

Die Autorin Christina Seifert ist

Innovationsmanagerin bei Faizod

wwwfaizodcom

| BLOCKCHAINGRUNDLAGEN

71ITampProduction 62018

Blockchain-Technologie koumlnnte sich besonders in der Logistik

schon bald etablieren

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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Uns

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

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in -

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liaco

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che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

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rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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Toria

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 10: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

BLOCKCHAIN |

DDer Begriff Blockchain duumlrfte inzwi-

schen nicht mehr nur IT-Profis be-

kannt sein In einer fortlaufend er-

weiterbaren digitalen Sammlung aus Daten-

saumltzen werden einzelne Bloumlcke aufwendig

verschluumlsselt miteinander verbunden Jeder

Block ermoumlglicht uumlber den distributed led-

ger ndash eine Art dezentral gefuumlhrtes Konto-

buch ndash die faumllschungssichere Ablage von

Daten Hier verwaltete Daten koumlnnen etwa

Kontostaumlnde von Kryptowaumlhrungen die

Herkunftsinformationen von Waren oder

selbstausfuumlhrende Vertraumlge sein Die Block-

chain erlaubt damit einen sehr sicheren Aus-

tausch von Daten der nur schwer zu mani-

pulieren ist Und diese Transaktionssicherheit

ist der wichtigste Aspekt fuumlr selbstausfuumlh-

rende Vertraumlge ndash den Smart Contracts

Rechtsverbindliche Vertraumlge

Ein Smart Contract beruht als selbstausfuumlh-

rende Transaktion nach unserem Rechts-

verstaumlndnis auf einem zuvor geschlossenen

Vertrag Dabei werden die anfangs ausge-

handelten Vertragsbedingungen uumlber-

wacht und vordefinierte Aktionen wie Aus-

zahlungen automatisch durchgefuumlhrt Diese

Absicherung kann fuumlr Vertragsabschluumlsse

mit unbekannten Dritten eine erhebliche

Risikominderung bedeuten Fragen wie

bdquower sagt mir dass mein Kunde zahltldquo

koumlnnten so kuumlnftig der Vergangenheit an-

gehoumlren Viele praktische Anwendungsfaumllle

der Blockchain und somit auch der Smart

Contracts liegen momentan zwar noch im

Finanzsektor doch im Umfeld von Industrie

40 ist das Konzept kuumlnftig gut in mehrsei-

tigen Maumlrkten und plattformbasierten Pro-

dukt- und Dienstleistungssegmenten denk-

bar So wird diskutiert dass ein Auto das

Fahrverhalten des Besitzers laufend analy-

siert und uumlber die Blockchain Daten an die

zustaumlndige Versicherung schickt Vorbildli-

che Fahrweise kann dann direkt mit einer

gesenkten Versicherungspraumlmie belohnt

werden Ob dies datenschutzrechtlich funk-

tioniert ist aber noch zu klaumlren Ein weite-

res Anwendungsbeispiel aus der Logistik

hat direkte Auswirkungen auf den Verbrau-

cherschutz Bei der Verschiffung von

Waren werden traditionell Konnossements

in Papierform eingesetzt Diese informieren

uumlber die Guumlter protokollieren Uumlbergaben

und Verantwortlichkeiten und beinhalten

Vereinbarungen zum Umgang mit den

Waren Durch Smart Contracts laumlsst sich

diese Papierform abloumlsen und der Handel

wuumlrde transparenter So koumlnnen die auf der

Blockchain basierten Vertraumlge beispiels-

weise Auskunft daruumlber geben ob beim

Transport von Lebensmitteln die Kuumlhlkette

eingehalten wurde

Motor fuumlr die Industrie 40

Auch in der industriellen Produktion wer-

den zunehmend Szenarien fuumlr den Einsatz

von Smart Contracts erarbeitet insbeson-

dere fuumlr mehrseitige Maumlrkte plattformba-

sierte Produkt- und Dienstleistungsseg-

mente sowie Lieferketten mit wechselsei-

tigen Abhaumlngigkeiten bei der Verlaumlsslich-

keit der Zulieferleistung Auf diese Weise

kann nahezu in Echtzeit nachgehalten wer-

den ob Rohstoffe oder Bauteile vorab ver-

einbarte Qualitaumltsanspruumlche erfuumlllen Bei

Nichterfuumlllung koumlnnen die Vertragspartner

Smart Contracts Blockchain und das Recht

Transparenter handeln und produzieren

In Diskussionen um

Blockchain-Technologie

ruumlcken zunehmend auch

Smart Contracts in den

Fokus Bei dieser Form

der Vertragsabwicklung

laumlsst sich die Einhaltung

ausgehandelter Bedin-

gungen zwar transparent

und sehr manipulations-

sicher dokumentieren

das vertragliche Rahmen-

werk ersetzen Smart Con-

tracts aber nicht Bild

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SMART CONTRACTS

72 ITampProduction 62018

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umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

Bild

copy S

ashk

in -

Foto

liaco

m

che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

Bild

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drii

Toria

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 11: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

Bild

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JJ Y

ing

Uns

plas

h

umgehend informiert Zahlungen ange-

passt und sogar entsprechende Strafzah-

lungen uumlber Smart Contracts ausgeloumlst

werden Zudem koumlnnen jederzeit alle betei-

ligten und zugriffsberechtigten Parteien ak-

tuelle Produktionsdaten und Messwerte

einsehen und uumlberpruumlfen Denn oumlffentliche

Blockchains und damit auch Smart Con-

tracts sind nicht in nur einem System ge-

speichert sondern liegen uumlber den distribu-

ted ledger immer auf mehreren Servern

verteilt Damit entsteht eine transparente

und vertrauenswuumlrdige Grundlage fuumlr den

Datenaustausch zwischen allen Beteiligten

Insbesondere in den Bereichen Supply

Chain Management und Einkauf kann es

sinnvoll sein Smart Contracts einzusetzen

Doch trotz aller Vorteile sind mit dem Ein-

satz der Vertraumlge auch einige wichtige

rechtliche Fragen zu klaumlren

Wer haftet fuumlr Fehler

Koumlnnen viele Parteien gemeinsam Daten-

saumltze einsehen draumlngt sich die Frage auf

ob Unternehmen dazu verpflichtet sind

ihren Teil fehlerfrei zu halten Technisch ge-

sehen ist ein einzelner Block der Kette

genau dann fehlerfrei wenn er erfolgreich

mit den anderen Bloumlcken verknuumlpft wird ndash

beziehungsweise wenn er von mehr als 50

Prozent der verknuumlpften Rechnerinstanzen

als richtig bestaumltigt wurde Vereinfacht ge-

sagt Die im Smart Contract angelegte

Blockchain-Transaktion kann nicht falsch

ablaufen Entweder sie wird technisch er-

folgreich abgewickelt oder eben nicht

Doch ob die Beteiligten die inhaltlichen

Voraussetzungen der Transaktion richtig

oder fehlerhaft eingeschaumltzt haben und

welche Rechtsfolgen sich daraus ergeben

ist eine ganz andere Frage Hier traumlgt zu-

naumlchst jedes Unternehmen selbst das Ri-

siko dass es eine von ihm bestimmte

Transaktion im Wege eines Smart Con-

tracts ausfuumlhren laumlsst ndash auch auf die Ge-

fahr hin dass mehrere Smart Contracts pa-

rallel laufen und sich womoumlglich gegensei-

tig bedingen oder ausschlieszligen

Ruumlckabwicklung der Vertraumlge

Rechtlich lsquofehlerhaftrsquo ist eine vertragliche

Transaktion jedenfalls dann wenn es ge-

setzliche Gruumlnde fuumlr die Nichtigkeit der

Transaktion gibt Dies ist beispielsweise der

Fall wenn das zugrundeliegende Rechts-

geschaumlft als illegales Geldwaumlsche-Geschaumlft

von vornherein nichtig ist oder wegen arg-

listiger Taumluschung erfolgreich angefochten

wird Zwar ist die Transaktion in der Block-

chain automatisch und unveraumlnderlich voll-

zogen ndash aber nach deutschem Recht ist

die Transaktion nichtig und darf keine

Rechtswirkung entfalten beziehungsweise

ist diese Rechtswirkung ruumlckwirkend zu

beseitigen Einen Vertrag aus der Block-

chain zu loumlschen ist jedoch nicht moumlglich

Der betroffene Vertragspartner koumlnnte al-

lenfalls die Ruumlckabwicklung der Transak-

tion im Sinne einer lsquoreverse transactionrsquo

verlangen indem ein neuer Block in der

Kette mit umgekehrten Vorzeichen erstellt

wird Dies ist nach der aktuellen Rechtsord-

nung aber eben eine Ruumlckabwicklungs-

maszlignahme und steht nicht ohne Weiteres

der Nichtigkeit von vornherein gleich

Wuumlnscht ein Vertragspartner eine solche

Ruumlckabwicklung muss er sich an den Initia-

tor des Smart Contracts halten dies ist in

der Regel der andere Vertragspartner

Streit automatisiert beilegen

Die Ruumlckabwicklung in der Blockchain ge-

staltet sich also schwierig Zum einen

wenn der Initiator der Transaktion ndash wie so

oft in der Blockchain ndash nicht persoumlnlich er-

kennbar oder zum anderen wenn die

Nichtigkeit des Vertrages bereits an einer

deutlich fruumlheren Stelle in der Blockchain

ansetzt So waumlren saumlmtliche Folgetransak-

tionen die auf der nichtigen Transaktion

aufbauen ohne Grundlage Damit kaumlme es

zu einer systemwidrigen Ruumlckabwicklung

durch die ganze Kette ndash doch die ur-

spruumlngliche Transaktion in der Blockchain

bleibt dabei weiterhin fuumlr jedermann sicht-

bar Daher muss noch diskutiert werden

ob das Problem zum Beispiel mit einer di-

rekt im Block integrierten automatisierten

Streiterledigung geloumlst werden kann und

wie diese dann umsetzbar ist

Der Autor Dr Alexander Duisberg ist Partner

bei Bird amp Bird in Muumlnchen

wwwtwobirdscomde

| BLOCKCHAINSMART CONTRACTS

73ITampProduction 62018

Smart Contracts koumlnnten kuumlnftig fuumlr Vertrauen und Transparenz beim Handelnmit sogar unbekannten Geschaumlftspartnern sorgen Aber Vorsicht Im klassischenSinn lassen sich die digital gespeicherten Vertaumlge kaum ruumlckabwickeln

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

Bild

copy S

ashk

in -

Foto

liaco

m

che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

Bild

copyAn

drii

Toria

nyk

Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 12: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

DDie Daten die in eine Blockchain

geschrieben werden sind in der

Regel oumlffentlich Sogar lsquoprivatersquo

zentral verwaltete Blockchains koumlnnen

von den Teilnehmern eingesehen werden

Daruumlber hinaus werden die in die Block-

chain geschriebenen Daten nicht selbst

verwaltet Stattdessen befinden sie sich in

einem geteilten Ledger das in einem de-

zentralen System gespeichert wird Ohne

ein umfassendes Verstaumlndnis davon wel-

che Daten in eine Blockchain gehoumlren und

welche nicht koumlnnen erhebliche Daten-

schutz- und Sicherheitsrisiken entstehen

Unternehmen muumlssen die Risiken ein-

schaumltzen koumlnnen fuumlr den Fall dass die

Blockchain ihr volles Potenzial entfaltet

Gelegentlich werden diese Risiken mit

denen in der Fruumlhphase des Internets ver-

glichen Damals bestand die Gefahr dass

Unternehmen aus dem Gesundheitswe-

sen der Produktion und vor allem dem Fi-

nanzwesen lahmgelegt werden koumlnnten

Kein herkoumlmmliches Datenbankverwaltungssystem

Auszligerdem muss beruumlcksichtigt werden

dass die Blockchain kein Datenbankver-

waltungssystem im herkoumlmmlichen Sinne

ist Sie eignet sich fuumlr unveraumlnderliche

Aufzeichnungen und einen Vertrauens-

konsens Datenbankverwaltungssysteme

sind im Gegensatz zu Blockchains fuumlr

hohe Lese- und Schreibraten sowie kom-

plexe Abfragen und Datensuchen entwi-

ckelt Deswegen werden Blockchain-Be-

reitstellungen durch ein Datenbankmana-

gementsystem (DBMS) erweitert das

wichtige operative und datenintensive

Funktionen ausfuumlhrt Betriebsdaten sind

die Grundlage fuumlr ein erfolgreiches Ge-

schaumlft indem sie Echtzeitanwendungen

und Analysen im gesamten Unternehmen

ermoumlglichen Leider haben viele Unter-

nehmen Schwierigkeiten die erfolgskriti-

sche Datenintegration erweiterte Suche

und Priorisierung von Betriebsdaten effi-

zient und dauerhaft bereitzustellen Mit

einem Operational Data Hub (ODH)-An-

satz koumlnnen diese Herausforderungen

gemeistert und die Grundlagen fuumlr Fort-

schritte mit der Blockchain geschaffen

werden Anhand dieser Methode koumlnnen

Unternehmen einfach Daten aus ver-

schiedenen Quellen oder Silos an einem

Ort zusammenfuumlhren und somit Datensu-

Branchenriesen wie Airbus Siemens und Daimler beschaumlftigen sich aktuell damit wie

sich Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen laumlsst Die Fachleute sollten jedoch eine

gewisse Skepsis bewahren und sich zunaumlchst mit der Vertraulichkeit von Daten be-

schaumlftigen Die entscheidende Frage dazu lautet Welche Daten koumlnnen in einer Block-

chain uumlberhaupt gespeichert werden

74 ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

Blockchain und Datensicherheit

IT-INFRASTRUKTUR

Bild

copy S

ashk

in -

Foto

liaco

m

che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

Bild

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Toria

nyk

Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 13: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

che und -harmonisierung Sicherheit und

Governance sowie operationale Funktio-

nen in Echtzeit verbessern

Achtung Datenschutz

Ob eine private Blockchain erstellt wird

oder Architekturen implementiert werden

die sich eine oumlffentliche Blockchain zu-

nutze machen ndash es muss zunaumlchst ent-

schieden werden welche Plattform fuumlr die

Bereitstellung am besten geeignet ist Ob-

wohl die Blockchain uumlber inhaumlrente Si-

cherheitseigenschaften verfuumlgt koumlnnen

Schwachstellen manipuliert werden be-

sonders in Zusammenhang mit Technolo-

gien die mit einer Blockchain kommuni-

zieren Die meisten Faumllle in denen Sicher-

heitsluumlcken im Zusammenhang mit Block-

chains ndash zum Beispiel Bitcoin-Umwandlun-

gen ndash ausgenutzt wurden waren das Er-

gebnis von Schwachstellen in verwende-

ten Zusatztechnologien schlecht durch-

dachten Datenarchitekturen oder beidem

Idealerweise besteht jede Technologie

die in einer Blockchain-Architektur einge-

setzt wird aus einer Infrastruktur mit inte-

grierten Sicherheitsmechanismen die

nachfolgend erlaumlutert werden

Den Datenzugriff beschraumlnken

Es gibt Daten die Unternehmen niemals in

eine oumlffentliche Blockchain laden wuumlrden

etwa elektronische Krankenakten oder So-

zialversicherungsnummern Mit einer pri-

vaten Blockchain muumlssen Sicherheitsfunk-

tionen stark genug sein um den Zugriff

durch unautorisierte Personen auf aumlhnlich

vertrauliche Informationen zu verhindern

Gemeint ist hier der Bedarf vertrauliche

Daten wie personenbezogene Daten ver-

fassen zu koumlnnen Dadurch koumlnnen Unter-

nehmen Leseberechtigungen fuumlr ihre

Daten an autorisierte Personen vergeben

indem sie vertrauliche Informationen ent-

fernen ersetzen oder ausblenden um Da-

tenverletzungen oder Verstoumlszlige gegen Ge-

setze oder Vorschriften zu vermeiden Die

Sicherheit auf Elementebene ermoumlglicht

zudem bestimmte Teile in Dokumenten

fuumlr ausgewaumlhlte Benutzer auszublenden

Nicht zuletzt kann die vollstaumlndige Ver-

schluumlsselung vertraulicher Daten sicher-

stellen dass diese nicht von unbefugten

Parteien aufgerufen werden koumlnnen Das

gilt vor allem fuumlr Daten die gerade uumlber-

mittelt oder durch nicht vertrauenswuumlr-

dige Netzwerke uumlbertragen werden

Validierung der Datenqualitaumlt

Blockchains koumlnnen erst dann Verantwor-

tung fuumlr die Genauigkeit und Qualitaumlt von

Daten uumlbernehmen wenn sie in die Block-

chain eingegeben wurden bdquoMan muss auf

die Qualitaumlt der Daten vertrauen koumlnnen

die aus den bestehenden Quellsystemen

der Unternehmen gewonnen werdenldquo

schreibt Deloitte in seinem Bericht lsquoBlock-

chain amp Cyber Riskrsquo Darin wird auch Prakash

Santhana Advisory Managing Director bei

Deloitte US zitiert bdquoDie groumlszligte Schwach-

stelle in der Blockchain-Architektur liegt jen-

seits der Architektur in sogenannten Ora-

cles die vertrauenswuumlrdig sein muumlssen Ein

beschaumldigtes Oracle kann einen Dominoef-

fekt im gesamten Netzwerk verursachenldquo

Oracles sind im Kontext von Blockchain eine

Art von Agent der Geschehnisse aus der

Realwelt verifiziert und diese Smart Con-

tracts bereitstellt Daten sollten also unbe-

dingt vor der Blockchain validiert werden

Richtlinien zu Data Governance

Es ist wichtig Richtlinien zu Data Gover-

nance aufzustellen und an bewaumlhrten Ver-

fahren festzuhalten wie die Wahrung der

Zugriffskontrollen Metadaten Datenqua-

litaumlt und Sicherheitsfunktionen innerhalb

und auszligerhalb der Blockchain Eine der

wahrscheinlichsten Schwachstellen mit

Distributed-Ledger-Technologie entsteht

auszligerhalb der Blockchain Das sind Orte

an denen Blockchains auf andere Compu-

ter treffen die Mitarbeiter und Organisa-

tionen fuumlr den Zugriff auf Blockchain-

Dienste verwenden Waumlhrend des Zugriffs

auf die Blockchain sind die Daten in der

Kette am anfaumllligsten

Die Rolle der Daten

Bisher hat sich Blockchain-Technologie vor

allem bei digitalen Waumlhrungen bewaumlhrt

Und es gibt viele weitere vielversprechende

Anwendungsbereiche der Blockchain die

erst noch den Absprung schaffen muumlssen

Intelligente Vertraumlge etwa bieten die Moumlg-

lichkeit eine Art Vertrag ohne menschliche

Interaktion abzuschlieszligen ndash sie sind nur

einer von vielen Bereichen die auf groszliges

Interesse stoszligen Intelligente Vertraumlge koumln-

nen jedoch nur solange von der Technologie

profitieren wie die Intelligenz in der Block-

chain auf korrekten Daten basiert Damit das

moumlglich wird muumlssen die Daten die zu Be-

ginn in den intelligenten Vertrag einflieszligen

vollstaumlndig korrekt sein Dies trifft auf eine

Vielzahl von Branchen zu Tatsaumlchlich ver-

spricht Blockchain-Technologie auch in der

Produktion Unternehmen die sich auf ihre

Aufzeichnungen verlassen koumlnnen gerin-

gere Risiken und groumlszligeres Vertrauen sofern

der durchgaumlngige Datenfluss wohl durch-

dacht ist Smart Contracts sind ein weiteres

Beispiel dafuumlr wie die Produktion von

Blockchain profitieren koumlnnte Diese Pro-

grammcodes legen nach dem Wenn-dann-

Prinzip fest unter welchen Bedingungen

welche Entscheidung oder Aktion herbeige-

fuumlhrt wird Meldet eine Anlage zum Beispiel

eine Stoumlrung wird automatisch ein Service-

techniker bestellt der den Fehler behebt

Anschlieszligend wird die Reparatur dokumen-

tiert und die Produktion wieder aufgenom-

men ndash alles ohne manuellen Eingriff

Datenbank als Fundament

Wird eine Blockchain-Technologie mit einer

Datenbank aufgewertet lassen sich die

Daten validieren deren Konsistenz absi-

chern und ein anonymisierter Datenspeicher

bereitstellen Die Datenbank hilft auch beim

Umgang mit Risiken sowie der Einhaltung

der Compliance wenn Daten mit anderen

Quellen verwoben werden Das gleiche gilt

fuumlr die Analyse von Daten mit denen Unter-

nehmen handlungsorientierte Erkenntnisse

gewinnen wollen Ungeachtet dessen wie

Daten gespeichert oder uumlbertragen werden

liegt ihr Wert letztendlich in den Erkenntnis-

sen die sich aus ihnen gewinnen lassen Nur

wenn die eingegebenen Daten korrekt sind

kann die Blockchain-Technologie eine wich-

tige Rolle bei der Umwandlung der resultie-

renden Datenausgabe spielen Blockchains

koumlnnen betriebliche Ablaumlufe verbessern und

sind laut Deloitte in der Lage bdquoTransaktions-

daten schneller als jedes andere System zu

uumlberpruumlfenldquo Jetzt ist es Sache der Unterneh-

men sich dieses Werkzeug fuumlr eine houmlhere

Effizienz und somit Wettbewerbsfaumlhigkeit

zunutze zu machen

Der Autor Stefano Marmonti ist

DACH Director bei Marklogic

wwwmarklogicde

| BLOCKCHAINIT-INFRASTRUKTUR

75ITampProduction 62018

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

rsak

Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

Bild

copyAn

drii

Toria

nyk

Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr

Page 14: SONDERTEIL: INDUSTRIE 4.0 UND BLOCKCHAIN · SERVICE UND INSTANDHALTUNG 64 IT&Production 6/2018 W artungen sollen weder zu häufig noch zu selten angesetzt werden. Zu ... 6.VDI-Fachtagung

BLOCKCHAIN |

DDie Globalisierung zieht welt-

weit verteilte Lieferketten nach

sich Doch diese Situation ist

ein idealer Naumlhrboden fuumlr Betrugsfaumllle

wie dem Pferdefleischskandal im Jahre

2013 Wegen mangelhafter Transparenz

in ihren Lieferketten konnten die Her-

steller von Tiefkuumlhllasagne die Manipu-

lation damals nicht erkennen Mit der

Blockchain waumlre diese Irrefuumlhrung ver-

mutlich nie passiert Sie ermoumlglicht es

Rohstoffe vom Ursprungsort bis zum

Ziel nachzuverfolgen Von dieser Trans-

parenz profitieren alle Stakeholder bis

hin zu Kreditgebern Das Prinzip Daten

sind auf vielen verteilten Computern

gespeichert nicht mehr nur in einem

zentralen System Diese dezentrale Pro-

tokollierung und Datenspeicherung

macht Manipulationen annaumlhernd un-

moumlglich Aufsichtsaumlmter wie Lebensmit-

tel- oder Arzneimittelbehoumlrden koumlnnten

so beispielsweise feststellen wer fuumlr

Kontaminationen oder andere Verstoumlszlige

verantwortlich ist

Eigentlich eine einfache Idee

Die Idee hinter der Blockchain-Technolo-

gie in einer Lieferkette ist simpel Saumlmt-

liche Vereinbarungen und Ablaumlufe in

Bezug auf eine Sendung und alle Infor-

mationen eines Lieferanten oder Spedi-

teurs muumlssen in die Blockchain geschrie-

ben werden Jeder Teilnehmer der am

Warentransport entlang der Lieferkette

beteiligt ist kann einen Block mit Infor-

mationen anhaumlngen Diese Information

besteht beispielsweise aus Lieferadres-

sen zu liefernden Produkten oder Ver-

sandvertraumlgen Die Kette aumlhnelt einer di-

gitalen Datenbank in der alle Transaktio-

nen faumllschungssicher dokumentiert sind

Die Folge sind vollkommen transparente

Distributionsprozesse

Traditionelle Lieferketten

Gerade die Lieferketten produzierender

Unternehmen dieser Branche sind je-

doch oft traditionell gepraumlgt mit ver-

gleichsweise starren Arbeitsablaumlufen Ei-

nige Firmen aus dem Logistikbereich

haben sich deshalb zusammengeschlos-

sen und die Blockchain in Transport Al-

liance (BiTA) gegruumlndet Die Unterneh-

men entwickeln gemeinsam ein Frame-

work das den Markt uumlber Blockchain-

Anwendungen aufklaumlren will Auszligerdem

sollen Implementierungsbeispiele den

lsquoBlockchain in Transport Alliancersquo

Blockchains sind zwar fuumlr viele Anwendungen interessant die Logistik koumlnnten sie sogar

revolutionieren Dafuumlr braucht es guumlltige Standards breites technisches Know-how und

branchenuumlbergreifende Akzeptanz gegenuumlber dieser neuen Technologie Um all dies in den

Markt zu tragen wurde jetzt die Blockchain in Transport Alliance gegruumlndet

SUPPLY CHAIN MANAGEMENT

76 ITampProduction 62018

Bild

Jak

ub Ji

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Blockchain-Buumlndnis willLieferketten revolutionieren

Nutzen solcher Anwendungen fuumlr die

Logistik aufzeigen Neben der Etablie-

rung von Marktstandards konzentriert

sich der Zusammenschluss auf die Zu-

sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

die sich durch Blockchain-Technologie

deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

die involvierten Parteien praumlzise Doku-

mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

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in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

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bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

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alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

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geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

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cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

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Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

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sammenarbeit mit der Industrie und die

Bereitstellung von Bildungsressourcen

Zahlreiche namhafte Unternehmen sind

bereits involviert ndash darunter Spediteure

Logistikdienstleister Softwareunterneh-

men und Dienstleister So gehoumlren

Fedex Gebruumlder Weiss aber auch SAP

und Salesforce zu den aktiven Mitglie-

dern Zu den ersten Arbeiten der BiTA

zaumlhlte acht Aufgaben zu identifizieren

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deutlich weiterentwickeln

1 Leistungsuumlbersichten

Mit Blockchain-Anwendungen koumlnnen

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mentationen uumlber getaumltigte Leistungen

in saumlmtlichen Geschaumlftsprozessen erstel-

len Durch diese detaillierte Aufzeich-

nung der erbrachten Leistungen koumlnnen

Unternehmen auf die voumlllige Transparenz

aller Taumltigkeiten vertrauen

2 Fahrzeugwartung

Transportierende Unternehmen koumlnnen

in einer Blockchain saumlmtliche Taumltigkeiten

Zustandsberichte und verwendete Res-

sourcen bei Fahrzeugreparaturen doku-

mentieren Auf diese Weise koumlnnen alle

Berechtigten die Reparaturhistorie einse-

hen waumlhrend es bislang lediglich einen

einzigen Bericht gab Dadurch erhalten

alle Betroffenen genaue Kenntnisse uumlber

die Wartungssituation einzelner Fahr-

zeuge eines Fuhrparks

3 Qualitaumltssicherung

Durch die dezentrale Verteilung von

Daten auf mehrere Computer haben alle

Berechtigten Zugriff auf fundierte Liefer-

informationen Der Zustand der Fracht

wird am Abhol- und Zustellort protokol-

liert und ausgewertet Manipulationen

sind somit fast unmoumlglich viele unbe-

gruumlndete Streitigkeiten entfallen

4 Compliance bei Fahrten

Ein elektronisches Logging-Geraumlt (Elect-

ronic Logging Device ELD) ist eine elek-

tronische Einheit in Kraftfahrzeugen die

diverse Parameter wie den Fahrtbeginn

die Fahrtzeiten die Lade- und Entlade-

zeiten sowie Informationen uumlber die

Strecke und Geschwindigkeit aufzeich-

net Die Daten werden dann in Echtzeit

in der Blockchain dokumentiert Da-

durch haben Firmen eine bestmoumlgliche

Kontrolle uumlber die Nutzung des Kraft-

fahrzeugs und dessen Betriebszeiten

Unfaumllle und Fehlzeiten koumlnnen anhand

des Loggings exakt uumlberpruumlft und ge-

klaumlrt werden Auszligerdem bietet die Ver-

knuumlpfung solcher Informationen mit

Verkehrs- und Wetterdaten eine minu-

tengenaue Planung von Umleitungen

5 Kapazitaumlts- und Ressourcenplanung

Im Logistikbereich aumlndern sich verfuumlgbare

Kapazitaumlten mitunter bereits im Tagesver-

lauf Die Blockchain schafft die noumltige

Transparenz damit Verantwortliche wis-

sen wann und wo Kapazitaumlten frei wer-

den sodass sie von Nachfrageverschie-

bungen profitieren koumlnnen

6 Zahlungen und Preise

Zahlungen lassen sich uumlber eine Blockchain

absichern Die Transaktionsdaten sind fuumlr

alle Berechtigten zugaumlnglich Durch detail-

lierte Zahlungsaufzeichnungen koumlnnen Ver-

antwortliche neue Raten auf Basis vergan-

gener Zahlungen ermitteln

7 Betrugserkennung

Jede uumlber die Blockchain abgewickelte

Transaktion ist fuumlr die Zugriffsberechtigten

im Netzwerk sichtbar jedoch nicht modi-

fizierbar Manipulationsversuche werden

direkt erkannt und haben kaum Aussicht

auf Erfolg Diese Transparenz kann Betrug

und Doppelmaklergeschaumlfte verhindern

8 Diebstahlpraumlvention

Daruumlber hinaus ist es moumlglich der Block-

chain detaillierte Informationen und Re-

geln anzuhaumlngen Diese koumlnnen sogar

Fotos oder Codes zur Identifikation sowie

Regeln fuumlr die Abholung und Zustellung

der Fracht beinhalten Das erhoumlht die Si-

cherheit zusaumltzlich und verringert die

Wahrscheinlichkeit eines Diebstahls

Technologischer Ausblick

In Zukunft koumlnnten mit Blockchain-Tech-

nologien intelligente Vertraumlge Handels -

finanzierungen Anlagenwartungen und Ei-

gentumsverhaumlltnisse die Verwahrung von

Frachtguumltern und andere Aufgaben abgewi-

ckelt werden Bei allen Aufgaben verspricht

eine Blockchain ein hohes Maszlig an Sicher-

heit Compliance und Transparenz

Der Autor Arsalan Minhas ist Director

Solution Consulting bei Opentext

wwwopentextcom

| BLOCKCHAINSUPPLY CHAIN MANAGEMENT

77ITampProduction 62018

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Transportlogistik ndash von derWarenbestellung bis zurLieferung an die Haustuumlr