Die Fertigungsbranche zieht in puncto Entwicklung mit den neuen Technologien mit. Herkömmliche Hardware-Produkte haben sich dank integrierter Software und Sensoren zu intelligenten Produkten entwickelt, die Herstellern wie Benutzern einen höheren Mehrwert bieten. Maschinen werden immer intelligenter, und die Industrie verlässt sich heute bei der Organisation von Produktionsabläufen auf fertigungsorientierte Plattformen. Doch trotz dieser Fortschritte gibt es nach wie vor eine Vielzahl komplexer Herausforderungen.

Produktionsplattformen bestehen aus Pools digital vernetzter, intelligenter Produkte und Maschinen, die die Interaktion zwischen verschiedenen Geräten und die Erfassung von Daten ermöglichen. Sie bilden eine zentrale Intelligenz, die die Datenorchestrierung im Internet der Dinge (IoT), die Verwaltung von Geräten und die Nutzung verschiedener Dienste ermöglicht.

 

graphic explaining path to decentralized networks

 

Allerdings haben Betriebsleiter unterschiedliche Arten von Maschinen und Werkzeugen in Betrieb, was dazu führt, dass mehrere verschiedene Plattformen zur Verwaltung ihrer Geräte vorhanden sind. Verschiedene Anbieter bieten proprietäre Plattformen an und oft ist jede Plattform auf spezifische Aufgaben ausgerichtet. Um alle Geräte im Produktionsablauf zu verwalten und die End-to-End-Integration zu vereinfachen, ist es notwendig, die verschiedenen Nischenplattformen miteinander zu verbinden.

Mit einfachen Worten: Sie benötigen ein Plattform-Ökosystem. Aber die Verwaltung und Wartung des daraus hervorgehenden Konglomerats aus vernetzten Plattformen ist schwierig, da die Plattformen miteinander kommunizieren können müssen.

Um diesen Prozess zu vereinfachen, ist ein Umdenken seitens der Betriebsleiter erforderlich. Dezentrale Netzwerke sind hier der nächste logische Schritt. Um die Komplexität der Verwaltung großer Systeme zu umgehen, muss die gesamte Intelligenz wieder an den Edge gebracht werden. Die Produkte müssen nicht über eine zentrale Plattform verwaltet werden, sondern können eine direkte Verbindung zu anderen Maschinen herstellen, um Informationen über alle Prozesse und Schritte anzufordern, an denen sie beteiligt sind.

Derzeit sind beispielsweise Manufacturing Execution Systems (MES) das zentrale Steuerungsinstrument für den Betrieb von Maschinen in der Fertigung, vom Beginn des Fertigungsprozesses bis zur Montage und Logistik. Die Implementierung von dezentralen Systemen und ihre Kompatibilität ermöglicht jedoch eine direkte Verbindung verschiedener Geräte auf der Grundlage individueller Produktionspläne, die jeweils in die Produkte selbst eingebettet werden und das gleich zu Beginn des Produktionslebenszyklus. Das herzustellende Produkt und die Maschinen kommunizieren direkt miteinander und rufen Aufgaben nach dem Produktionsplan ab. Damit dies möglich ist, benötigen Hersteller neue Infrastrukturen und Technologien wie Edge Intelligence und Blockchain, die Peer-to-Peer-Kommunikation und -Funktionen ermöglichen.

 

Dezentrales Lieferantenmanagement

Wie sehen dezentrale Systeme in der Praxis aus? Sehen wir uns ein konkretes Beispiel an: das Lieferkettenmanagement. Hätten Sie gedacht, dass ein Roboter zum Saftmixen zeigen kann, wie ein dezentrales Lieferkettenmanagement funktioniert? Ein Roboter wird mit einem Tablet, auf dem das Cocktailmenü zu lesen ist, an der Bar positioniert. Sie wählen eine Saftmischung, in diesem Fall Kirsch-Banane, und bestellen diesen über das Tablet. Der Roboter erhält die Bestellung, schiebt einen Becher zum Kirschsaftbehälter, gießt Saft in ein und wiederholt das Ganze mit dem Bananensaft. Anschließend mixt der Roboter die Säfte und serviert den Cocktail.

dxc booth with juice robot

In diesem Beispiel stehen die Saftbehälter für die Lieferanten und der „Juice Robot“ für ein Logistikunternehmen. Die moderne Lieferkette wird von den Wünschen der Kunden bestimmt und alle Beteiligten müssen zusammen an der Erfüllung der Kundenbestellung arbeiten. Bei der Bestellung eines neuen Cocktails wird ein intelligenter Vertrag auf der Basis von Blockchain-Technologie erstellt, und die verschiedenen Saftlieferanten erhalten eine Anfrage, damit sie mit der Bearbeitung der Bestellung beginnen können. Anschließend wird ein Untervertrag für das Logistikunternehmen erstellt. In dem intelligenten Vertrag wird jeder Schritt nachgehalten. Wenn der Kunde den endgültigen Cocktail erhält, kann er also den Prozess überprüfen um zu sehen, ob alles nach Wunsch gemacht wurde. Die Blockchain-Technologie ermöglicht es dem Lieferanten, je nach Prozessschritt auf alle relevanten Daten zuzugreifen. Ein Duplikat des Prozesses – der so genannte digitale Zwilling – ist sicher in der Blockchain dokumentiert.

Scheint einfach zu sein, doch dahinter steckt ein ausgefeilter und komplizierter Prozess. Dieser „Juice Robot“ – geschaffen von DXC Technology in Zusammenarbeit mit vier Startups, die Blockchain-Services (evan.network), Open-Source-Plattformen für den Datenaustausch (Streamr), Roboterprogrammierung (TruPhysics) und auch Industrieroboter (Franka Emika) nutzen – verbindet traditionelle Herstellungsverfahren mit innovativer Technologie, um so eine flexiblere, spontanere Fertigung zu ermöglichen.

 

Blockchain als Rückgrat der Dezentralisierung

Die von dem Roboter ausgeführten Aufgaben basieren auf einer Blockchain, die die Speicherung der Fertigungsdaten sicherstellt und der Datenschutz-Grundverordnung (GDPR) entspricht. Das Ergebnis? Mehr Vertrauen und Transparenz in der Lieferkette. Die Blockchain-Technologie trägt zur Vertrauensbildung bei den Beteiligten bei, da sie eine sichere Aufgabenautomatisierung und Speicherung von Daten sowie unveränderliche Verträge ermöglicht und auf diese Weise nachträgliche Änderungen oder gar Manipulationen verhindert.

Die potenzielle Nutzung der Daten, die über die automatisierten Prozesse generiert werden, stellt einen zusätzlichen Mehrwert dar. Die Automatisierung von Aufgaben in der Lieferkette hilft bei der Generierung von Daten für unterschiedliche Zwecke, u. a. für eine vorausschauende Instandhaltung. Darüber hinaus können die Daten durch den Einsatz von Open-Source-Plattformen für den Datenaustausch monetarisiert werden. Die Schaffung von Mehrwert ist eine wesentliche Aufgabe der Lieferkette. Es geht nicht allein um die Herstellung und Lieferung von Komponenten, sondern auch darum, als integrierter Bestandteil des Produktionsökosystems mit den anderen Beteiligten zusammenzuarbeiten.