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Meilenstein für die Maschinen-zu-Maschinen-Kommunikation: Industry Marketplace von IOTA setzt auf Spezifikationen der Plattform Industrie 4.0
Einleitung
Der Industry Marketplace zeigt: Bringt man die Verwaltungsschalen-Spezifikationen der Plattform Industrie 4.0 mit dem hochskalierbaren IOTA-Kommunikationsprotokoll zusammen, entsteht die Basis für neue Geschäftsmodelle: Das dezentralisierte Marktplatz-Konzept bringt Anbieter und Anwender von Gütern und Dienstleistungen zusammen – vollautomatisiert und ohne zentralen Server. IOTA als DLT (Distributed Ledger Technologie) ermöglicht es, Digitales unveränderbar zu machen. Sie liefert damit das entscheidende Mittel für die Sicherheit, Abwicklung und Nachvollziehbarkeit aller Transaktionen im Marktplatz. Wir wollten von Holger Köther, Direktor Partnerships bei der IOTA Stiftung, wissen:
Holger Köther, Direktor Partnerships bei der IOTA Stiftung
Herr Köther, was war die Ausgangsgrundlage für das Projekt?
Die nächste Generation der industriellen Automatisierung, Industrie 4.0, rückt immer näher. In allen Industriebereichen werden Maschinen zunehmend intelligenter und vernetzter. Diese Geräte verwenden Algorithmen, um optimierte Entscheidungen und zielorientiertes Verhalten zu ermöglichen. In der Welt von Morgen können sie als autonome, unabhängige Wirtschaftsakteure angesehen werden. Sie arbeiten auf der Grundlage von marktwirtschaftlichen Prinzipien zusammen und handeln miteinander Ressourcen und Dienstleistungen.
Um diese autonome Zukunft zu ermöglichen, ist eine gemeinsame globale, ausfallsichere Kommunikations- und Infrastruktur erforderlich. Eine digitale Vertrauensschicht ist die Voraussetzung für neue Geschäftsmodelle und für die erfolgreiche Umsetzung der Visionen der Industrie 4.0.
Was verbirgt sich hinter dem Projekt und warum ist der Industrie Marktplatz so revolutionär?
Der vor kurzem gestartete Industrie Marktplatz kombiniert
die Distributed Ledger Technologie,
unveränderliche Auditprotokolle,
standardisierte, maschinenlesbare Sprache,
ein integriertes dezentrales Identitätssystem
und bietet eine vertrauenswürdige und sichere Infrastruktur für die Daten- und Wertübertragung.
Der Industry Marketplace baut auf den Spezifikationen und Richtlinien der Plattform Industrie 4.0 auf und ermöglicht eine unkomplizierte Integration von Verwaltungsschalen ins Gesamtnetzwerk.
Der Industrie Marktplatz ist open-source, baut auf den Spezifikationen und Richtlinien der Plattform Industrie 4.0 auf und ermöglicht eine unkomplizierte Integration von Informationssystemen von Unternehmen in das Gesamtnetzwerk.
Die Teilnehmer des Industry Marketplace können eine von zwei Rollen übernehmen: die Rolle des Service Requesters oder Service Providers. Der Service Requester sucht nach bestimmten Daten oder Dienstleistungen, wie z.B. Aufladung, Transport, Bohren usw., die von einem Service Provider angeboten werden. Der Service Requester verteilt eine Ausschreibung, in der eine Dienstleistung oder die angeforderten Daten spezifiziert werden. Die Service Provider erhalten die Ausschreibung und können Antworten generieren.
Die Ausschreibung und die Angebote beinhalten eine technische und kommerzielle Beschreibung der zu vereinbarenden Dienstleistung, die mit dem maschineninterpretierbaren Vokabular der I4.0-Sprache verfasst wird. Eine kommerzielle Beschreibung einer Dienstleistung kann beispielsweise die Angabe von Preis, Zeit, Qualität und Ort der Erbringung einer Dienstleistung beinhalten.
Anforderer (requester) und Anbieter (provider) erhalten eine eindeutige, fälschungssichere Identität und können direkt miteinander kooperieren. Ein Anforderer schreibt dabei automatisiert einen Vertrag aus, dessen Inhalt durch maschinenlesbare Merkmale festgelegt wird: Beispielsweise der Kauf einer bestimmten Menge Kupfer, dessen Gütekriterien über Merkmale von eCl@ss festgelegt sind. Weitere Beispiele sind die automatisierte Inspektion einer Windturbine durch eine autonome Drohne. Oder eine Terminvereinbarung zwischen einem autonomen Fahrzeug und der günstigsten Ladestation oder Werkstatt. Spezielle Details, die in Form von Merkmalen maschineninterpretierbar sind (z.B. Lieferzeitraum, Erfüllung bestimmter Standards, Garantiezeit), sind dann Gegenstand der Verhandlung. Damit ist das Interaktionsmuster geeignet in Wertschöpfungsketten eingesetzt zu werden. Alle Aktionen werden automatisiert in einem unveränderlichen Auditprotokoll erfasst, um regulatorische, rechtliche und buchhalterische Anforderungen zu erfüllen.
Durch die Integration der IOTA Technologie als digitale Vertrauensschicht entstehen dem Anwender keine Kosten. Die Kommunikation ist weltweit möglich, was für digitale Dienste und im Bereich Smart Cities notwendig ist. Die Bezahlung erfolgt direkt zwischen den beiden beteiligten Parteien, sicher und vor allem gebührenfrei durch die Nutzung des IOTA Tokens als elektronische Währung. Dies ermöglicht zudem neue Geschäftsmodelle auf Mikro-Transaktionsbasis, welche mit Gebühren wirtschaftlich nicht rentabel wären.
Die Anwendungsfälle des IOTA Industrie Marktplatzes sind nicht auf die Produktion begrenzt. Das Konzept kann problemlos in allen Branchen eingesetzt werden, in denen automatisierte Verträge Vorteile bieten, wie z.B. Smart Cities, Smart Energie, Mobilität und vernetzte Fahrzeuge.
Was haben Industrieunternehmen davon?
Der Industrie Marktplatz ist eine hersteller- und branchenneutrale Plattform. Sie erlaubt einen direkten Informationsaustausch, Verhandlungen und automatisierte Bezahlvorgänge zwischen Maschinen. Der Marktplatz ist offen, leicht zugänglich, ausfall- und manipulationssicher.
Durch Sicherstellung der Authentizität und Vertrauenswürdigkeit von interagierenden Parteien stellt er somit die benötigten Funktionalitäten um die Interaktion und Automatisierung von I4.0 und Internet-of-things (IoT) sicherzustellen, unabhängig davon ob es sich um autonome physische oder digitale Güter und Dienstleistungen handelt.
Meine Empfehlung an die Leser: prüft doch mal, ob das für das eigene Geschäfts-modell bzw. Strategie relevant ist. Im nächsten Schritt möchten wir das initiale Konsortium um weitere Partnerschaften über die gesamte Wertschöpfungskette erweitern und den Marktplatz Praxistests unter produktionsnahen Bedingungen (Testbeds) unterziehen. Die Prioritäten für die weitere Entwicklung werden gemeinsam mit Partnern festgelegt und umgesetzt. Es gibt schon großes Interesse von Industrieunternehmen. Im Telekommunikationsmarkt entstehen beispielsweise mehrere Milliarden Verlust pro Jahr aufgrund fehlender Kapazitäts- und Abrechnungstransparenz im Roamingbereich. Die Nutzung des Marketplaces hilft diese Lücke zu schließen.
Welche Rolle spielt die Verwaltungsschalen-Spezifikationen, an denen die Plattform Industrie 4.0 arbeitet?
Der Industry Marketplace baut auf den Spezifikationen und Richtlinien der Plattform Industrie 4.0 auf und ermöglicht eine unkomplizierte Integration von Verwaltungsschalen in das Gesamtnetzwerk.
Um eine weitreichende Interoperabilität sicherzustellen braucht es die Spezifikationen der Verwaltungsschale, die entwickelte Semantik für automatisierte Maschine-zu-Maschine Kommunikation und die Nutzung existierender Industriestandards.
Die Interaktion zwischen Verwaltungsschalen laufen nach dem Ausschreibungsverfahren gemäß der VDI/VDE 2193-2 Richtlinie ab. Die übergeordneten Ziele der Plattform Industrie 4.0 sind neutrale und gemeinsame Standards für Kommunikation und Dienstleistungen über Firmen- und Industriegrenzen hinweg zu schaffen. Das ergänzt sich perfekt mit IOTA, der dezentralen, hochskalierbaren und quantum-resistenten Kommunikationstechnologie für sichere Datenhaltung, Austausch und automatisierte Bezahlvorgänge zwischen Maschinen.
Die Entwicklung der Marketplace Platform findet in direkter Zusammenarbeit mit der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg und eCl@ss statt. Neoception (ein auf IoT spezialisiertes Tocherunternehmen von Pepperl & Fuchs) sowie WeWash haben bereits erste Szenarien implementiert.
Wie sind Sie auf die Idee gekommen, einen solchen Marktplatz zu entwickeln?
Im Rahmen der Entwicklung der Sprache für I4.0-Komponenten wurde in der GMA 7.20 (UAG "Ontologie" der AG1 der Plattform Industrie 4.0) die Notwendigkeit erkannt: Maschinenkommunikation der Verwaltungsschale über ein dezentralisiertes Identitätssystem, sowie einer unterliegenden vertrauenswürdigen und sicheren Infra-struktur für die Daten- und Wertübertragung ist essentiell. Nach einem ausführlichen Requirement-Workshop haben wir ein virtuelles Projektteam gebildet. Jede Organisation hatte ein Teilprojekt, welches durch die jeweiligen Experten realisiert wurde. Die OvGU hatte sich auf die semantische Sprachentwicklung konzentriert, die Helmut-Schmidt-Universität und IOTA auf dezentralisierte Identität und IOTAs Tangle Technologie, eCl@ss auf standardisierte maschinenlesbare Merkmale. Neoception und We-Wash haben die weiteren Implementierungen und erste Integrationen ins IT-Backend realisiert. Durch die starke Expertise aller Projektpartner konnten wir die erste Pro-jektphase wie geplant nach bereits sechs Monaten erfolgreich abschließen. Die erste Vorstellung erfolgte im September auf dem eCl@ss Kongress. Das gesamte Projektteam ist hochmotiviert und wir freuen uns auf die nächsten gemeinsamen Schritte mit alten und neuen Partnern.
