Laserbasierte Fertigungsverfahren reagieren sehr empfindlich auf Parameteränderungen. Daher stellt die Suche nach geeigneten Prozessparametern eine zeit- und kostenintensive Herausforderung für Unternehmen dar. Die Monetarisierung von Fertigungsdaten ermöglicht es Unternehmen, neue Einnahmequellen zu erschließen, allerdings benötigen diese wertvollen Prozessdaten einen sicheren Transfer über Unternehmensgrenzen hinweg. Hinzu kommt, dass das Käuferunternehmen in der Regel über andere Lasermaschinentechnologien verfügt, so dass eine Parameterumstellung erforderlich ist, um den Laserprozess an die neue Umgebung anzupassen.

In diesem ICNAP-Forschungsprojekt haben wir ein autorisiertes Blockchain-Netzwerk aufgebaut, das einen sicheren Transfer zwischen Unternehmen ermöglicht. Wir haben ein Datentransferszenario zwischen zwei Unternehmen simuliert. Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT und dem Fraunhofer-Institut für Lasertechnik ILT stellen zwei Unternehmen mit einer Kauf-Verkauf-Interaktion von Prozessparametern dar. Als Testfall wird der Laserstrahlschweißprozess betrachtet und dessen Prozessdaten, wie Laserleistung und Laserstrahlbreite, werden behandelt. Die Prozessparameter wurden auf der Grundlage eines numerischen Modells umgerechnet, bevor sie schließlich an das verkaufende Unternehmen übertragen wurden. Das implementierte Netzwerk ermöglicht auch die automatische Verarbeitung digitaler Dokumente, wie z. B. Geheimhaltungsvereinbarungen oder Rechnungen, auf schnelle Weise durch intelligente Verträge. Auf diese Weise wurde ein hochautomatisierter Kauf-Verkaufsprozess mit Dokumentenverarbeitung über ein Blockchain-Netzwerk etabliert.

Das von uns implementierte Netzwerk nutzt das Hyperledger Fabric-Framework, ein Open-Source-Projekt, das von der Linux Foundation gehostet wird. Dies ermöglicht eine effiziente Blockchain-Implementierung, bei der der Konsensmechanismus auf einer Abstimmungsbasis anstelle einer Lotteriebasis funktioniert, wobei letztere eine Menge Rechenleistung erfordert, wie im Fall der Kryptowährung Bitcoin. Dieser Konsensalgorithmus wird verwendet, um eine Übereinstimmung von Ledger-Daten auf verteilten Ledger-Daten aufrechtzuerhalten. Auf dem Blockchain-Netzwerk wurden Intelligente Verträge für die Geheimhaltungsvereinbarung, die Übertragung von Parametern und Rechnungen implementiert und bereitgestellt. Diese sind in der Lage, die gemeinsamen Ledger-Daten zu lesen und zu schreiben, wodurch der Kauf-/Verkaufsprozesses ermöglicht wird.

Wir haben ein Für unseren konkreten Anwendungsfall, die Übertragung von Laserschweißprozessdaten und eine automatische Dokumentenverarbeitung von Geheimhaltungsvereinbarungen und Rechnungen, haben wir ein prototypisches Blockchain-Netzwerk mit Smart Contracts aufgebaut. Die inhärenten Datensicherheitsaspekte sowie der hohe Automatisierungsgrad einer Blockchain eignen sich besonders für den Umgang mit industriellen Daten, wo der Einsatz von digitalen Zwillingen und Datenanalyseanwendungen stetig zunimmt.