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Voraussetzung für Industrie 4.0

Mit der Blockchain 3D-Druckdaten sicher austauschen

16. Februar 2018, 7:33 Uhr | Heinz Arnold

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Neue Geschäftsmodelle locken

Zeigen auch potenzielle Industrieanwender Interesse, die auf den 3D-Druckern gefertigten Teile einsetzen?

Auch darüber können wir uns nicht beklagen, das Interesse ist rege und wächst. Wie schon gesagt, ist kurz nach der HMI im vergangenen Jahr die zu Daimler gehörende EvoBus auf uns zugekommen und assoziierter Partner geworden. Das Unternehmen will den 3D-Druck nutzen, um Erstzeile schneller als bisher an ihre Kunden rund um die Welt ausliefern zu können. Derzeit sprechen wir fast wöchentlich mit Interessenten an unserer Lösung. Das Interesse ist also groß.

Wie sieht dann das Geschäftsmodell aus? Ist die Einführung einer eigenen Währung geplant?

Wir müssen uns zusammen mit den Industriepartnern auf jeden Fall überlegen, wie wir genau abrechnen werden. Eine eigene SAMPL-Kryptowährung wäre eine Möglichkeit. Solange wir mit der Ethereum Blockchain arbeiten, bräuchten wir dazu keine eigene Währung zu schaffen, sondern könnten den Ether übernehmen. Auch andere Zahlungsarten sind denkbar. Der Betrieb der Plattform könnte beispielsweise über ein transaktionsbasiertes Geschäftsmodell erfolgen. Neu an dem ganzen Ansatz ist, dass im Falle der Ersatzteilversorgung nicht mehr Teile, sondern Lizenzen zum Drucken geliefert werden. Daher haben wir für unser Projekt auch den Slogan: »SAMPL – The Licence to Print« entwickelt. Für die Abrechnung der Lizenzübertragung werden sich auch neue Geschäftsprozesse etablieren, die wir gemeinsam mit den universitären Partnern im Projekt betrachten.

Die Plattform wurde im Rahmen des Förderprogramms PAiCE entwickelt, und läuft noch zwei Jahre. Sind erst danach die ersten kommerziellen Systeme zu erwarten?

Nein, so lange wird es nicht dauern. Erste Ergebnisse auf Basis eines Kunststoff-Druckers haben wir ja schon auf der HMI 2017 gezeigt. Wenn wir erst in zwei Jahren unsere Ergebnisse einer großen Öffentlichkeit vorstellen wird es schwer sich in diesem sehr dynamischen Umfeld am Markt zu etablieren. Deshalb sind wir jetzt schon dabei, die zukünftige Industrialisierung voranzutreiben.

Wie genau kann SAMPL die Sicherheit im 3D-Druck garantieren?

Dazu ist es zuerst erforderlich, dass nur autorisierte Personen Zutritt zu den Daten haben und diese entsprechend gekennzeichnet werden. Dies ist ein unternehmensinterner Prozess wie er auch von der ISO 27001 gefordert wird. Wenn die Daten dann etwa für die weltweite Ersatzteilversorgung an externe Partner versandt werden und anschließend die 3D-Drucker an ganz unterschiedlichen Standorten rund um die Welt die Teile drucken, muss dieser gesamte Prozess betrachtet werden. Hierbei ist auch an die finale Verwendung eines Ersatzteils in z. B einem Airbus der Lufthansa zu berücksichtigen. Also kommt es darauf an, dass sie nur auf Basis der Originaldaten gedruckt und dass die Daten nach Gebrauch nicht anderweitig verwendet werden können. Um eine autorisierte Kopie von einer Raubkopie unterscheiden zu können, müssen die 3D-Modelle lizenziert werden und die individuellen Bauteile nachverfolgbar gekennzeichnet werden. Wir haben eine Chain of Trust entwickelt, die den gesamten Prozess abdeckt, von der Entstehung der 3D-Druckdaten über den Austausch mit Dienstleistern bis zu den gedruckten Bauteilen und deren finaler Verwendung in beispielsweise einem Flugzeug.

Welche Hardware ist erforderlich, um die Chain of Trust aufzubauen?

Die 3D-Drucker in der Kette müssen durch Secure Elements abgesichert sein, die Bauteile selber können über RFID-Chips gekennzeichnet werden. Innerhalb des Verbundprojekts SAMPL ist dafür NXP als Hersteller der Secure-Elements-ICs zuständig. NXP liefert auch RFID-Chips, die an den Bauteilen appliziert werden. Neben den RFID Chips sind auch andere Methoden denkbar, die eine eineindeutige Identifizierung ermöglichen. Auch diese betrachten wir im Projekt.

Wie findet das digitale Lizenzmanagement statt?

Die SAMPL-Plattform läuft auf Basis des Datenaustauschsystems OpenDXM GlobalX von PROSTEP. Während des Versands der Druckdaten wird das digitale Lizenzmanagement auf Basis der Blockchain und unter Nutzung von Smart Contracts vom OpenDXM GlobalX durchgeführt. Die Implementierung der Blockchain wurde von mehreren Partnern des Projektes übernommen. Als Vertreter der 3D-Drucker ist 3D MicroPrint, eine Tochter von EOS, im Projekt und wird als erster Hersteller die Secure Elements in ihre Drucker einbauen. Ein erster Demonstrator soll zur HMI 2018 verfügbar sein.

Wie lassen sich die Bauteile eindeutig und fälschungssicher kennzeichnen, um schlussendlich die Traceability realsierein zu können?

Es gibt verschiedene Methoden, um die Bauteile zu kennzeichnen, etwa durch das Einprägen von Seriennummern und durch das Lasern im Rahmen des SLM-Prozesses. Es ist auch möglich, gezielt während des Herstellungsprozesses Fremdpartikel in die Bauteile einzubringen, die von außen nicht erkennbar oder manipulierbar sind. Derartige Verfahren werden im Rahmen von SAMPL untersucht und am Beispiel der RFID-Technik demonstrieren wir schon heute, wie sich die Informationen mithilfe der Blockchain abbilden lassen. Durch die Abbildung in der Blockchain können alle wesentlichen Produktinformationen wie z. B. die Lizenzdaten, die Prozessdaten des Herstellprozesses oder die finale Verwendung des Bauteils transparent abgebildet werden. Hierdurch wird zum einen das Leben der Plagiateure wesentlich erschwert. Zum anderen können hierdurch auch bestehende Vorschriften und nicht zuletzt wesentliche Informationen im Fall von Produkthaftungsfragen unveränderbar abgebildet werden.