Wie Blockchain die Fertigung revolutioniert: Sicherheit, Transparenz, Effizienz steigern

Manufacturing Global untersucht den Einfluss der Blockchain-Technologie in der Industrie.

Da Fabriken weltweit zunehmend vernetzt sind, wird der Einfluss von Blockchain präsenter. Die Factory of the Future spannt sich über ein ganzes Netzwerk von Maschinen, Teilen, Produkten und Wertschöpfungsketten-Teilnehmern – einschließlich Maschinenanbieter und Logistikunternehmen. Jetzt mehr denn je stehen Hersteller vor der Herausforderung, Daten innerhalb und außerhalb der Fabrikmauern sicher zu teilen.

Um den besten Platz für Blockchain zu finden, muss ein Hersteller eine strukturierte Bewertung durchführen, die mit der Identifikation der aktuellen Geschäftsprobleme und zukünftigen Bedürfnisse beginnt. Anschließend kann erforscht werden, wie die Technologie die Pain Points der Fabrik lindert und Bedürfnisse adressiert. Ausgestattet mit starkem Verständnis der Chancen und Herausforderungen kann der Hersteller dann die passendste Option aus den verfügbaren Technologielösungen wählen.

Blockchain kann Transparenz und Vertrauen über alle Stufen der industriellen Wertschöpfungskette skalieren – von der Rohstoffbeschaffung bis zur Auslieferung des Fertigprodukts. Pain Points, die sie adressieren könnte, umfassen:

• Supply-Chain-Monitoring für größere Transparenz
• Materialherkunft und Fälschungserkennung
• Engineering Design für langlaufende, hochkomplexe Produkte
• Identitätsmanagement
• Asset Tracking
• Qualitätssicherung
• Regulatorische Compliance

Was ist Blockchain?

Blockchain ist im Wesentlichen, wie der Name andeutet, eine Kette von Blöcken. Statt einer physischen Kette gibt es digitale Information (der Block), gespeichert in einer öffentlichen Datenbank (der Kette). Wenn ein Block neue Daten speichert, wird er zur Blockchain hinzugefügt.

Blockchain-gestützte Lösungen können all diese Informationen nahtlos aggregieren, um signifikanten Wert für Industrieunternehmen zu liefern und das volle Potenzial anderer fortschrittlicher Technologien wie Augmented Reality, IoT und 3D-Druck freizusetzen.

In einer Studie fanden Forscher, dass 84 % der Führungskräfte branchenübergreifend angaben, ihre Unternehmen hätten irgendeine Beteiligung an Blockchain, und 15 % haben Live-Projekte. Das Potenzial blockchain-basierte Lösungen, Wert zu schaffen, indem sie Firmen befähigen, herausfordernde Probleme zu überwinden, ist klar. Blockchains können Transparenz in Supply Chains erhöhen, Identität und Credentials von Schlüsselpersonal tracken und nahtlosere Audit- und Compliance-Funktionalität ermöglichen. Industrielle Fertigungsfirmen werden bereits als Vorreiter in der Technologieentwicklung anerkannt – mit Befragten in der Umfrage als zweitführender Sektor bei Blockchain eingestuft.

Blockchain-Lösungen können für industrielle Organisationen auf verschiedene Weise Wert schaffen. Das bedeutet jedoch nicht, dass es für alle Unternehmen oder industriellen Fertigungssektoren eine gleichmaßen tragfähige Lösung ist. Durch Fokus auf vier Schlüsselbereiche in initialen Blockchain-Bemühungen können Unternehmen sich auf einen Pfad zur erfolgreichen Ausführung begeben. In PwCs Bericht „?“, wurden die vier Best Practices für Blockchain-Lösungen untersucht.

1. Den Business Case machen

Blockchain kann ein mächtiges Werkzeug sein; jedoch ist es nicht unzerstörbar. Es ist vital, sicherzustellen, dass es ein strategischer Fit ist. Während die Notwendigkeit besteht, dass verschiedene Parteien Daten teilen und aktualisieren, sind Blockchain-Lösungen besonders effektiv, wenn Zeit knapp ist und Vertrauen zwischen Parteien nötig ist.

2. Ein Ökosystem aufbauen

Eine Gruppe von Stakeholdern zusammenzubringen, um sich kollektiv auf Standards zu einigen, die das Geschäftsmodell definieren, ist eine der größten Herausforderungen bei Blockchain. Teilnehmer müssen die Regeln für die Teilnahme entscheiden, wie Kosten und Nutzen gleichmäßig verteilt werden und welches Risiko- und Kontrollframework genutzt werden kann.

3. Absichtsvoll designen

Viel Überlegung muss dem Design einer Blockchain gewidmet werden. Wird es permissionless sein, erlaubt jedem, Transaktionen zu initiieren und einzusehen, oder permissioned, mit Zugriffsbeschränkung auf bestimmte Parteien? PwCs Global Blockchain Survey zeigt, dass Unternehmen beide Ansätze adoptieren sowie hybride Implementierungen entwickeln. Permissioned Blockchains werden für die meisten Enterprise-Lösungen als angemessener erwartet, da ihre Owner oder Governing Bodies Regeln mit Blick auf Privatsphäre und Datensicherheit strukturieren können.

4. Regulatorische Unsicherheit navigieren

Regulierungsbehörden weltweit prüfen noch potenzielle Reaktionen auf den wachsenden Einfluss blockchain-basierter Lösungen. Laut PwCs 27 % der Umfrageteilnehmer, 26 % davon in den USA ansässig, glauben, dass regulatorische Bedenken die Nummer-1-Barriere für Blockchain-Adoption sind. Statt auf Regulierer zu warten, die die Blockchain-Agenda setzen, sollten Organisationen, die Wert in der Technologie sehen, proaktiv sein. Es ist wichtig, mit Regulierern, gewählten Amtsträgern und Branchenverbänden zu engagieren, um den Fall zu machen, dass Blockchain-Technologie vertrauenswürdig ist – eher früher als später.

Blockchain in der Fertigung

Es gibt großes Potenzial für Blockchain in der Fertigung. Erhöhte Transparenz über alle Prozessbereiche – von Lieferanten, strategischem Sourcing, Procurement und Lieferantenqualität bis zu Shopfloor-Operationen inklusive Maschinen-Monitoring und Service – kann Blockchain ein völlig neues Fertigungsgeschäftsmodell ermöglichen. Supply Chains sind die Basis aller Fertigungsgeschäfte, die meisten fähig, Blockchains Distributed-Ledger-Struktur und Block-basierten Ansatz zur Aggregation von Wertausgleichs-Transaktionen zur Effizienzsteigerung zu nutzen. Durch Skalierung von Lieferantenbestellgenauigkeit, Produktqualität und Track-and-Traceability können Hersteller Liefertermine besser einhalten, Produktqualität steigern und letztlich mehr verkaufen.

Waterhouse erkennt den wahren Wert von Blockchain und glaubt, sein Einfluss wird nur zunehmen. „Blockchain-Technologie wird zunehmend in der Fertigung genutzt, besonders in der Supply Chain. Viele Branchen, einschließlich Luftfahrt und Pharma, haben gut dokumentierte Probleme mit Fälschungen, und Blockchain kann helfen, sicherzustellen, dass Komponenten echt sind“, sagt er. „Während Massenadoption in Bauproduktefertigung noch aussteht, ist dies wahrscheinlich nur eine Frage der Zeit, besonders im UK, da Gesetzgebung zu erhöhtem Sicherheitsfokus führen wird.“ Allerdings versteht Waterhouse, dass es Zeit braucht, bis die Einführung von Blockchain flächendeckend spürbar wird. „Im Bauwesen gibt es eine Bewegung hin zum ‚goldenen Faden der Information‘, und das beinhaltet eine Anforderung an einzigartige Identifikatoren für jedes Bauprodukt und seine zugehörige Literatur. Ziel ist, dass Baustandards verbessert und Fehler durch falsche Produktspezifikation oder schlechte Arbeit eliminiert werden. Blockchain könnte instrumental sein bei der Verbesserung von Informationsauditing und Accountability.“

„Klar sei gesagt: Das wird nicht sofort passieren. Es gibt echte Barrieren wie Systemreife, Verständnis und Willingness to adopt.“

BCG:

1. Track-and-Trace verbessern

Unternehmen können Blockchain nutzen, um Daten in komplexen Supply Chains einfacher, genauer und sicherer auszutauschen. Es kann einen permanenten digitalen Datensatz von Materialien, Teilen und Produkten bieten, der End-to-End-Transparenz fördert und eine Single Source of Truth für alle Teilnehmer bereitstellt. Diese Vorteile sind wichtig, wenn die Supply Chain mehrere Teilnehmer mit unabhängigen IT-Systemen umfasst oder wenn Vertrauensmangel unter Teilnehmern besteht oder Notwendigkeit, neue Teilnehmer onboarden zu müssen.

2. Kritisches geistiges Eigentum schützen und monetarisieren

Organisationen in Fertigungsindustrien sehen sich einer Notwendigkeit ausgesetzt, IP zu schützen. Tandem mit Kosten ist IP-Schutz eine wichtige Überlegung bei Make-or-Buy-Entscheidungen. Eine Möglichkeit: Unternehmen nutzen Blockchain-Technologie, um zu beweisen, dass sie IP im Falle eines Patentstreits besitzen. Beispiel: Bernstein Technologies hat einen Webservice entwickelt, der Nutzern ermöglicht, IP in einer Blockchain zu registrieren. Der Service erstellt ein Zertifikat, das Existenz, Integrität und Ownership der IP beweist.

3. Qualitätsprüfungen vereinfachen und absichern

Durch Nutzung von Blockchain zur Unterstützung von Qualitätskontrolle kann eine Organisation Wert für Kunden skalieren – ein weiteres primäres Ziel der Factory of the Future. Heute, anstelle von Blockchain, erfordert volle Transparenz und vollständige Dokumentation für Kunden bezüglich Qualität von Prozessen und Produkten teure Unterstützung von zentralen Parteien, die IT-Plattformen betreiben.

Zusätzlich zur Unterstützung von Kunden beim Track-and-Trace eingehender Teile entlang der Supply Chain erstellt Blockchain unveränderliche Dokumentation von Qualitätsprüfungen und Produktionsprozessdaten. Die Datenbank taggt jedes Produkt einzigartig und schreibt jede Transaktion, Modifikation oder Qualitätsprüfung automatisch in die Blockchain ein. Um diese Anwendung zu ermöglichen, muss das Produktions-Setup automatisierte Qualitätsprüfungen beinhalten, die Messungen direkt in die Blockchain generieren und schreiben. Dieser Use Case unterstützt Multi-Party-Zugriff auf Daten und kann die Notwendigkeit für Incoming Quality Control eliminieren, um Prüfungen zu verifizieren, die der Lieferant durchführt. Es kann auch die Notwendigkeit für Audits durch OEMs oder Zentralbehörden zur Verifizierung von Qualitätskontrollen reduzieren.

4. Machines as a Service vorantreiben

Blockchain beschleunigt die Möglichkeiten eines innovativen Pay-per-Use-Modells für Maschinen, oft als Machines as a Service (MaaS) bekannt. In diesem Modell verkauft ein Maschinenanbieter statt Produktionsausrüstung die Nutzung der Ausrüstung basierend auf dem Output, den sie generiert. Beispiel: Statt einen Kompressor zu verkauft, verkauft der Anbieter Druckluft nach Volumen. Durch MaaS statt eigener Maschinen können Hersteller große Vorabinvestitionen vermeiden und Ausrüstung leicht upgraden, um Zugang zur neuesten Technologie zu erhalten. Richtig angewendet, erlaubt das MaaS-Modell Herstellern, ihre Produktionsflexibilität effektiv zu skalieren.

5. Maschinen-gesteuerte Wartung ermöglichen

Blockchain kann neue Wartungsansätze unterstützen, wie automatisierte Servicevereinbarungen und kürzere Wartungszeiten. Diese Innovationen sind nötig, um die größere Komplexität und technologische Raffinesse fortschrittlicher Produktionsmaschinen zu managen. Um Outsourced Maintenance zu erleichtern, hängen Nutzer Servicevereinbarungen und Installationsdokumentation zu jedem Gerät an den Blockchain-Datensatz an, wodurch ein Digital Twin des Geräts entsteht. Blockchain-Technologie kann dann die automatisierte Ausführung und Bezahlung von geplanter Wartung erlauben. Eine Maschine, die Wartung braucht, kann eine Service-Anforderung triggern und einen Smart Contract für die Arbeit oder ein Ersatzteil generieren. Bei Erfüllung der Bestellung passiert Zahlungsabwicklung automatisch. Zusätzlich wird unveränderliche Dokumentation der Wartungshistorie an den Blockchain-Datensatz angehängt. Solche Anwendungen, noch in früher Entwicklungsphase, erhöhen Gerätezuverlässigkeit, erleichtern Monitoring von Gerätegesundheit und -verschleiß und erstellen auditierbare Gesundheitsbewertungen der Maschinen.

Billurcu glaubt, dass in der Fertigung ein Blockchain-Use-Case, der Erfolg gesehen hat, die Erstellung von Smart Contracts in globalen Supply Chains ist. „Dokumente und Verträge sind das schlagende Herz jeder Supply Chain. Statt diese in Silos über Legal, Procurement und Accounting verschiedener Unternehmen zu speichern, wie in traditionellen Supply Chains, können in einer Blockchain diese Elemente auf dezentralisierten, hochverschlüsselten Knoten in einem ‚Smart Contract‘ gespeichert werden.

„Statt auf Papier zu existieren, existieren Smart Contracts als Computerprogramm auf einer Blockchain. Die Bedingungen eines Vertrags können nicht geändert werden, was ein Vertrauensniveau sicherstellt, das von Menschen allein nicht erreicht werden kann. Was Smart Contracts wirklich ‚smart‘ macht, ist ihre Fähigkeit, nicht nur ganze Prozesse zu streamlinen und zu automatisieren, sondern menschenähnliche Aufgaben auszuführen wie Inventar-Monitoring oder Preisverhandlungen mit anderen Parteien. Insgesamt können Smart Contracts Supply-Chain-Level, Inventar-Level und Preise automatisch tracken, teure manuelle Prozesse ersetzen. Das reduziert letztlich Kosten und ermöglicht Herstellern, Gewinne zu maximieren – ohne Kompromisse bei Glaubwürdigkeit und Vertrauen.“

Was hält die Zukunft bereit?

Fertigung wurde immer als Branche betrachtet, die in ihren Wegen verharrt. Doch mit Technologie wie Blockchain, KI und Machine Learning, die einflussreicher werden, wird die Factory of the Future sehr anders aussehen. Wenn Blockchain-Technologie reift, wird sie durch Vertrauen Herstellern ermöglichen, einige Hürden zu überwinden, die die vollskalige Bereitstellung anderer Next-Gen-Technologien und innovativer Geschäftsmodelle behindert haben. Als Resultat werden effizientere Fabrikoperationen geschaffen, die Datenaustausch und Kollaboration unter komplexen Netzwerken von Unternehmen und Maschinen erfordern – und als neue Norm in der Industrie etabliert.

Billurcu fügt hinzu, dass mit blockchain-basierten Smart Contracts, die größeren Einfluss über Supply Chains haben, jeder Käufer einen Vertrag finden und sofort darauf handeln kann. „Das bedeutet, sie bekommen das Produkt, das sie brauchen, und können dafür bezahlen, ohne die teuren Overheads traditioneller Supply Chains“, sagt Billurcu. „Das könnte einen radikalen Umbruch in der Art bedeuten, wie internationaler Handel geführt wird – durch Beschleunigung von Transaktionen, Reduzierung der Abhängigkeit von Papierkram und Kosten-Effizienz in den Vordergrund zu rücken.“

Mit Blick in die Zukunft hat Waterhouse eine klare Vision, wie die kommenden Jahre in einer Blockchain-Welt aussehen könnten. „Ein Blockchain-Ansatz würde Standards verbessern, Vertrauen erhöhen und auch Projektabwicklung beschleunigen, da die Notwendigkeit menschlicher Validierung bei jedem Schritt reduziert würde. Das würde zu Knock-on-Verbesserungen bei Produktverfügbarkeit und Lieferzeiten führen.“