TITELTHEMA – FACHAUFSATZ 857 WT WERKSTATTSTECHNIK BD. 111 (2021) NR. 11-12 Bei diesem Beitrag handelt es sich um einen wissenschaftlich begutachteten und freigegebenen Fachaufsatz („reviewed paper“). Blockchain Systeme für den manipulationssicheren Datenaustausch in der industriellen Fertigung Distributed Ledgers für den Materialdatenaustausch M. Lechner, P. Frey, M. Kreß, T. Christ, C. Charlet, M. Merklein STICHWÖRTER Werkstoffe, Digitalisierung, Industrie 4.0 Moderne industrielle Fertigungsprozesse müssen stetig wach- sende Anforderungen an Material- und Ressourceneffizienz, Qualität und Variantenvielfalt erfüllen. Die unternehmensüber- greifende Zusammenführung integritätsgesicherter Daten ist hierbei Voraussetzung für die retrospektive Identifikation von Qualitätsproblemen, die Dokumentation der Einhaltung von Standards und die Allokation von Ressourcenverbräuchen ent- lang der Wertschöpfungskette. In diesem Beitrag wird am Bei- spiel eines Materialcharakterisierungsverfahrens für den hybri- den Leichtbau diskutiert, wie mit der Blockchain-Technologie ein manipulationssicheres Speicherkonzept umgesetzt werden kann. Blockchain systems for tamper-proof data exchange in industrial manufacturing – Distributed ledgers for material data exchange Modern industrial manufacturing processes have to meet ever-increasing requirements in terms of material and resour- ce efficiency, quality and product variety. The cross-company consolidation of integrity-secured data is a prerequisite for the retrospective identification of quality problems, the documen- tation of compliance with standards and the allocation of resource consumption along the value chain. This paper uses the example of a material characterization process for hybrid lightweight construction processes to discuss how blockchain technology can be used to implement a tamper-proof storage concept. 1 Einleitung In den folgenden Unterabschnitten erörtern die Autoren die grundsätzlichen fachlichen Herausforderungen, die hinsichtlich Datengüte in der industriellen Fertigung bestehen und exemplifi- zieren diese mittels eines konkreten Anwendungsfalls aus dem hybriden Leichtbau. 1.1 Datenintegrität als Basis für digitale Mehrwerte in der Fertigung Die Digitalisierung der industriellen Produktion adressiert steigende Anforderungen an Produkte und Prozesse hinsichtlich Effizienz, Qualität, Individualisierung und Nachhaltigkeit [1]. Ein hochwertiges und vollständiges Datenabbild aller Abläufe ist die Basis für die Modellierung von Wechselwirkungen und die Ver- besserung von Produktionsprozessen. Datenintegrität beziehungs- weise . Manipulationssicherheit sind dabei immer dann von großer Bedeutung, wenn der Nachweis der Einhaltung von ver- einbarten Prozessen, Eigenschaften und Gütemaßen erforderlich ist [2]. Dies betrifft beispielsweise die Ursachenklärung von Qualitätsproblemen, die Messung des ökologischen Fußabdrucks, die Durchsetzung von Compliance- oder Handhabungsanforde- rungen, die Anpassung von Fertigungsparametern an die Eigen- schaften von Zwischen- beziehungsweise Vorprodukten (Adapti- ve Manufacturing) oder die Einhaltung regulatorischer Vorschriften [3]. Für einen Überblick über einige Anwendungs- fälle in der industriellen Automatisierung siehe [4]. Die Wichtig- keit einer gesamthaften digitalen Repräsentation der Wertschöp- fung für diese Zwecke wird von zahlreichen Autoren diskutiert, siehe beispielsweise [5–9]. In [10] fokussieren sich die Autoren auf die im industriellen Kontext zweifelsohne ebenso wichtigen Aspekte des Datenschutzes und der Sicherheit. Distributed Ledger Technologien bieten dabei durch inhärente Mechanismen zur konsensualen Absicherung von Daten besondere Vorteile für die Manipulationssicherheit [11], weswegen ihr Einsatz im indus- triellen Umfeld auch Gegenstand zahlreicher anderer Forschungs- initiativen ist [12–16]. Die Frage welche Rolle die Blockchain im Kontext der laufenden europäischen Initiativen rund um das GAIA-X Ökosystem [17, 18] spielen wird, dürfte in den kom- menden Jahren noch Anlass zahlreicher Forschungsaktivitäten sein. 1.2 Hybrider Leichtbau als Anwendungsfall Ein Bereich, in dem qualitätsgesicherte Daten (und der Nach- weis ihrer Integrität) wichtig für das Verständnis von Qualität und Sicherheit von Endprodukten sind, ist die Entwicklung von Leichtbauwerkstoffen: Ressourceneffiziente Fertigungsprozesse sind ein Schlüssel zur Sicherung der Wettbewerbsfähigkeit bei gleichzeitiger Reduktion der CO 2 -Emmisionen. Isoliert weiter- entwickelte Technologien werden den gestiegenen Anforderun- DOI 10.37544/1436–4980–2021–11–12–88 https://doi.org/10.37544/1436-4980-2021-11-12-87 Generiert durch IP '207.241.231.108', am 29.01.2022, 02:37:02. Das Erstellen und Weitergeben von Kopien dieses PDFs ist nicht zulässig.