Kann die Blockchain-Technologie die Industrie 4.0 revolutionieren?

Blockchain im Zusammenhang mit der Industrie

Die Blockchain-Technologie wurde ursprünglich entwickelt, um sichere Transaktionen für die Kryptowährung Bitcoin durchführen zu können. Heute wird sie von vielen bereits als einer der wichtigsten Grundsteine für die nächste Generation des Internets gehandelt. Tatsächlich erobert die Blockchain-Technologie immer neue Anwendungsbereiche und gilt vielerorts als eine der wichtigsten Innovationen, welche für die Zukunft eine wichtige Rolle spielen. Auch im Bereich Industrie 4.0 spielt die Technologie eine immer größer werdende Rolle, nicht zuletzt dank der immer schneller fortschreitenden Digitalisierung im Bereich der modernen Arbeitswelt. Schon längst ist Blockchain nicht mehr nur auf den Bereich von Kryptowährungen zu beschränken. Es geht vielmehr um ein neutrales und gegen Manipulationen geschütztes System, in dem verschiedene digitale Prozesse gesteuert werden sollen.

Was bedeutet Blockchain eigentlich?

Die Blockchain-Technologie basiert auf einer Vernetzung mehrerer Teilnehmer. Zwischen diesen Teilnehmern können unterschiedliche Transaktionen stattfinden. Dabei laufen aber, ganz im Gegensatz zu vielen anderen Technologien, diese Transaktionen zwischen den betroffenen Teilnehmer direkt ab, also nicht mehr über eine zentrale Stelle wie beispielsweise eine Bank, über die Geldgeschäfte über ein Netzwerk abgewickelt werden. Eine der wichtigsten Eigenschaften der Blockchain-Technologie besteht darin, dass alle an einer Transaktion beteiligten Teilnehmer selbst über die Korrektheit einer Transaktion entscheiden, ebenso über den Status einer durchzuführenden Transaktion. Eine wichtige Komponente besteht noch darin, dass bei einer Statusänderung von bestehenden Transaktionen auf allen Servern Informationen über den neuen Status gespeichert werden. Mit anderen Worten heißt dies, dass jeder Teilnehmer über eine vollständige Kopie aller Daten der entsprechenden Blockchain verfügt.

Die Vor- und Nachteile bei dieser Vorgehensweise

Einer der wichtigsten Vorteile der Blockchain-Technologie besteht darin, dass durch die Datenverteilung an alle Teilnehmer sich Transaktionsdaten kaum noch fälschen lassen, da diese auf allen teilnehmenden Servern gefälscht werden müssten. Außerdem sind die Daten auf mehreren Servern verfügbar, was die allgemeine Verfügbarkeit deutlich erhöht und im Falle eines Fehlers auf einem Server die entsprechenden Daten immer noch verfügbar sind. Was einerseits für einen sehr guten Schutz gegen Hacker sorgt, hat allerdings auch eine Kehrseite. Einerseits verbraucht die Technologie sehr viel Energie, da ständig Daten über Transaktionsdaten zwischen allen teilnehmenden Rechnern übertragen werden müssen. Dies führt zu einer sehr hohen Datenmenge, die wiederum in den meisten Fällen nur eine sehr niedrige Transaktionsfrequenz erlaubt bzw. für diese verantwortlich ist. Zumindest gilt dies für einige Algorithmen der Blockchain-Technologie vor allem für den Algorithmus „Proof of Work“, nach dem alle Teilnehmer bereits beweisbare Rechenarbeiten ausgeführt haben müssen, bevor diese überhaupt Transaktionen bestätigen dürfen.

Energiesparender und effizienter mit neuen Algorithmen

Als deutlich energieeffizienter und auch schneller gilt da der neue Konsensus-Algorithmus mit der Bezeichnung „Proof of Stake“, nach dessen Regeln alle Teilnehmer an einer Verifizierung der durchzuführenden Transaktion teilnehmen dürfen. Die so genannten Validierer werden dabei bei jeder Transaktion (allerdings nach zuvor festgelegten Regeln) durch Pseudozufall vergeben. Um die Weiterentwicklung der Blockchain-Technologie weiter voranzutreiben, wurden bereits weitere Algorithmen entwickelt, beispielsweise Delegated Proof of Stake, Proof of Elapsed Time oder Proof of Authority, um nur einige zu nennen.

Welche Rolle die Blockchain-Technologie in der Industrie 4.0 spielt

In der Industrie 4.0 kommt es auf eine hochkarätige Vernetzung und eine nahezu vollständige Automatisierung von verschiedenen Produktionsprozessen und der modernen Organisation von Einlagerungen und der Beschaffung von für die Produktion benötigten Komponenten an. Auch hier kann die Blockchain-Technologie Vorteile bringen, beispielsweise durch einfach durchgeführte, sichere und für alle nachvollziehbare Transaktionen, die auf einer „Plattform des Vertrauens“ zwischen allen Beteiligten stattfinden. So können zum Beispiel wichtige Daten wie Bestellungen, Informationen über den Warentransport, Messwerte aus laufenden Messreihen, Auswertungen über die Materialqualität sowie verschiedene Produkteinformationen, Eigenschaften oder Vertragsinformationen für alle transparent dokumentiert und übertragen werden.

Einige Beispiele für den Nutzen der Blockchain-Technologie

Die Blockchain-Technologie kann für viele Bereiche der Industrie großen Nutzen bringen. Hier sind ein paar einfache Beispiele, in denen die Technologie zur sicheren Übertragung wichtiger Daten eingesetzt werden kann:

Übermittlung von Materialeigenschaften und Ergebnissen von Qualitätssicherungsuntersuchungen (beispielsweise im Bereich der Pharma- oder Lebensmittelindustrie)
wichtige Informationen für Logistikunternehmen übertragen (beispielsweise Informationen über die Einhaltung einer Kühlkette oder andere wichtige Transportbedingungen)
Informationen innerhalb automatisierter Prozesse übertragen (beispielsweise digitale Abbilder über laufende Produktionsprozesse, geplante Instandhaltungspausen von Maschinen, Fahrzeugen usw.)
Messdaten auditsicher, also gemäß den Anforderungen und bestehenden Richtlinien eines Unternehmens übertragen, beispielsweise innerhalb von Versuchsreihen oder Produkttests)
gesicherte Übertragung von Vertragsdaten zwischen allen Beteiligten an einer finanziellen Transaktion
die autonome und zugleich gesicherte Übertragung von produktionsrelevanten Daten innerhalb der beteiligten Maschinen

Transaktionen und Reduktionsprozesse schneller und effizienter gestalten

Die hochgradige Vernetzung von mehreren Teilnehmern macht es möglich, die meisten Prozesse innerhalb der Produktion, der Ersatzteilbeschaffung, der Lieferung von für die Produktion benötigten Komponenten oder finanzielle Transaktionen wesentlich schneller und einfacher durchzuführen, und das bei einer mindestens genauso hohen Sicherheit wie bei herkömmlichen Transaktionen, bei denen alle Daten über einen Server laufen. Der Vorteil innerhalb der Industrie 4.0 besteht darin, dass alle Beteiligten die einzelnen Entwicklungsschritte jederzeit einsehen und auswerten können, wenn dies gewünscht ist, beispielsweise bei der Planung eines neuen Produkts, den darin verwendeten Materialien sowie verschiedenen Details über die Herstellung und den Transport. Der Vorteil der Blockchain-Technologie liegt hier in einer transparenten Dokumentation verschiedener Produktionsschritte und den damit verbundenen Datenübertragungen. Außerdem ermöglicht es die Blockchain-Technologie, durch das Vorhandensein von vielen Informationen und Produktdaten, neue Ideen zu entwickeln und umzusetzen. Innerhalb einer Produktion eingesetzt, kann die Technologie auch dazu beitragen, Ausfälle und Fehler innerhalb verschiedener Produktionsschritte frühzeitig zu erkennen und abzustellen.

Mit der Blockchain-Technologie neue Geschäftsmodelle entwickeln

Mithilfe der neuen Technologie lassen sich viele Produktionsprozesse sowie Transaktionen zwischen verschiedenen Unternehmen wesentlich einfacher und zugleich sicherer gestalten. Allerdings ist das noch nicht alles. Mithilfe der Blockchain-Technologie können nicht nur verschiedene Produktionsabläufe oder Transaktionen weiter automatisiert werden (ganz im Sinne der Industrie 4.0), sondern auch neue Geschäftsmodelle oder Vorteile entstehen. So können zum Beispiel nach vorher festgelegten Verträgen bzw. Bedingungen die innerhalb einer Blockchain vernetzten Maschinen oder Teilnehmer ihre Kapazitäten als Dienstleistung weitergeben bzw. verkaufen. Der Zahlungsverkehr kann zum Beispiel über eine Kryptowährung abgewickelt werden.

Fazit:

Die Blockchain-Technologie ist noch relativ jung, bietet aber ein erhebliches Potenzial, und das keinesfalls mehr nur beim Einsatz von Transaktionen mithilfe von Kryptowährungen. Auch im Bereich der Industrie kann die neue Technologie viele Vorteile bringen, sei es nun bei der Kommunikation von Maschinen innerhalb verschiedener Produktionsschritte, bei der Entwicklung neuer Technologien oder beim Abwickeln von finanziellen Transaktionen sowie bei der Übertragung von sicherheitsrelevanten Daten.

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