Industrie 4.0 Marktplatz

In Zusammenarbeit mit seinen Partnern ECLASS, WeWash, Neoception, der Otto von Guericke Universität und der Helmut Schmidt Universität entwickelte die IOTA Foundation, den weltweit ersten Hersteller- und Branchenübergreifenden dezentralen virtuellen Industrie Marktplatz, für einen vollständig autonomen Handel von Dienstleistungen sowie von physischen und digitalen Waren.

Die nächste Generation der industriellen Automatisierung, Industrie 4.0 (I4.0), rückt bei allen Unternehmen immer mehr in den Fokus. In der Zukunft werden Geräte und Maschinen nicht nur Informationen über Vermögenswerte verwalten, sondern proaktiv Entscheidungs- und Optimierungsalgorithmen initiieren, wie beispielsweise den Kauf von Waren und Dienstleistungen, die für den Produktionsprozess erforderlich sind. I4.0-Geräte können mit ihrem zielgerichteten Verhalten, als autonome unabhängige Wirtschaftsakteure angesehen werden, die nach marktwirtschaftlichen Grundsätzen zusammenarbeiten.

Die aus I4.0 resultierenden hochflexiblen Wertschöpfungsnetzwerke erfordern neue Formen der Zusammenarbeit zwischen Unternehmen – sowohl auf nationaler als auch auf globaler Ebene. Die erfolgreiche Implementierung von I4.0 hängt von der Schaffung einer gemeinsamen globalen Kommunikations- und Computerinfrastruktur ab, die wirtschaftliche Beziehungen zwischen Menschen und Maschine ermöglicht.

Der nun vorgestellte Semantische Industrie 4.0 Marktplatz ist ein wichtiges Puzzleteil für den Aufbau dieser benötigtenInfrastruktur, der Marktplatz nutzt die Distributed Ledger-Technologie von IOTA für eine vertrauliche, manipulationssichere Datenübertragung, die IOTA Technologie dient gleichzeitig als Zahlungssystem und ermöglicht eine verbesserte Vernetzung von Menschen, Maschinen und maschinenlesbaren Verträgen. Neben der IOTA Technologie nutzt der Marktplatz den ECLASS ISO/IEC Industriestandard, um standardisierte Stammdaten untereinander austauschen. ECLASS ist ein weltweiter Referenz-Datenstandard für die Klassifizierung und eineindeutigen Beschreibung von Produkten und Dienstleistungen. Es ist die Standardsprache für Industrieunternehmen, für einen schnelleren und zuverlässigeren Austausch von Produktinformationen ohne Rücksicht auf die Organisationsstruktur oder Sprachbarrieren. ECLASS bietet, Produktdaten für 44 Branchen und hat sich als einziger ISO/IEC-normenkonformer branchenübergreifender Industriestandard international durchgesetzt, davon profitieren bereits mehr als 3.500 Unternehmen weltweit in denen ECLASS zum Einsatz kommt.

Ein semantischer Standard wie der von ECLASS ist für diese Art Marktplatz zwingend erforderlich, denn wenn verschiedene Maschinen, Sensoren etc. zusammenarbeiten und Informationen austauschen sollen, müssen diese sich untereinander verstehen können. Semantik, auch Bedeutungslehre genannt, befasst sich mit der Beziehung zwischen Symbolen (Buchstaben, Wörter, Sätze usw.) und ihrer Bedeutung. Alle ausgetauschten Informationen müssen daher einer einheitlichen Semantik folgen um von allen Akteuren verarbeitet werden zu können.

Da der ECLASS Standard zudem bereits in sehr vielen anderen Softwaresystemen wie beispielsweise SAP integriert ist, wird auch IOTA als Teil des ECLASS Standards für die M2M Kommunikation sehr stark daran partizipieren.

Durch die Kombination der Distributed-Ledger-Technologie mit etablierten Standards und offen entwickelten Spezifikationen wird der Industrie Marktplatz die Speerspitze von I4.0 bilden und eine Plattform für die Wirtschaftlichkeit der Dinge schaffen.

Zusammenfassung der Schlüsselkomponenten

Industrie-4.0-Komponenten müssen miteinander kommunizieren, Dienstleistungen anbieten und, falls erforderlich, Aufgaben aushandeln und Zahlungen anbieten können. Über die Komponenten des Industrie Marktplatzes fungieren Industrie 4.0-Maschinenkomponenten als unabhängige Dienstleister und Verbraucher, die die von einer gemeinsamen Infrastruktur unterstützten Dienste bezahlen oder dafür bezahlt werden.

Asset Administration Shell, ASS (dt. Verwaltungsschale): ist eine Brücke (Kommunikationsschnittstelle) zwischen einer materiellen Vermögensanlage und der IoT-Welt. Ein AAS ist eine standardisierte virtuelle Darstellung eines Assets (Vermögenswert), in der Asset-Informationen gespeichert werden. Beispiele für Assets sind Maschinen, Geräte, Software usw.

ECLASS: ist der weltweite ISO / IEC-konforme Datenstandard zur Klassifizierung und eindeutigen Beschreibung von Produkten und Dienstleistungen. ECLASS-Beschreibungen bieten eine klare Datenstruktur in einer M2M-Umgebung. Maschinen können sich selbst oder die Fähigkeiten eines Gegenübers identifizieren und verstehen.

IOTA Tangle: Das IOTA Tangle ist eine Distributed-Ledger-Technologie (DLT), die den Datenaustausch in einem sicheren und unveränderlichen Protokoll aufzeichnet. Eine manipulationssichere Quelle der Wahrheit. Zahlungen per IOTA Token können global und sofort nach Erhalt der gekauften Ware, Aushandlung eines Vertrages oder Zuschlag erfolgen.

Aufbauend auf Spezifikationen der Plattform Industrie 4.0 (Deutschlands zentrales Netzwerk zur Förderung der digitalen Transformation in der Fertigung) kombiniert der Industrie Marktplatz:

Distributed Ledger-Technologie
Unveränderliche Audit-Protokolle und ECLASS-Standards
Maschinenlesbare Verträge und ein integriertes dezentrales Identitätssystem

Zusammen ermöglichen diese Funktionen eine sichere Kommunikations- und Zahlungsplattform für die gesamte Industrielandschaft, stellen die Authentizität aller Teilnehmer sicher und ermöglichen einen dezentralen Austausch.

Mit den Bausteinen des ersten „Data Marketplace“ wurde das Konzept zu einem vollwertigen Produkt weiterentwickelt. Als der Proof-of-Concept -Ansatz für den Data Marketplace im Jahr 2017 vorgeführt und später als Open-Source- Lösung eingeführt wurde, richtete IOTA eine Plattform für Unternehmen und Community-Mitglieder ein, um gemeinsam neue IoT / M2M-Lösungen und Geschäftsmodelle zu erforschen. Der Marktplatz bildete ein Ökosystem zur Förderung erlaubnisloser Innovationen und demonstrierte das Potenzial für die „Wirtschaft der Dinge“.

In der Zukunftsvision der IOTA Foundation ist der neue Industrie Marktplatz ein wesentlicher Fortschritt und die IF hat große Pläne für seine Zukunft. Der derzeitige Stand ist nur der erste Schritt in der Zeitleiste dieses Projektes, alle Unternehmen können jetzt mehr Erfahrung mit der Technologie für Distributed Ledger sammeln und lernen, wie sie ihr Potenzial am besten nutzen können. In Zusammenarbeit mit den Unternehmen und Partnern, wird die IOTA Foundation in Zukunft die Entwicklung eines Industriestandard für den dezentralen Daten- und Dienstaustausch weiter vorantreiben.

Hauptmerkmale des Industrie Marktplatzes:

Hersteller- und branchenneutral
Standardisierte Kommunikation für Verträge, Produktdaten, Einkauf, Angebote, Bestellungen und Dienstleistungen
Implementierung der I4.0-Prinzipien zur Förderung von Digitalisierung und Fertigung
Semantische Sprache, basierend auf offenen Spezifikationen, entwickelt von der Plattform Industrie 4.0 und akademischen Institutionen
Ein sicheres, dezentrales und global zugängliches Protokoll
Niedrige Systemanforderungen
Quelloffene Software
Integrierte, dezentrale Identität
Integrierte Zahlungen für Waren und Dienstleistungen ohne Transaktionsgebühren (IOTA-Token)
Zahlungswarteschlangen für Hochfrequenzumgebungen, z. B. Kauf vieler einzelner Datensätze
Unveränderliche Prüfprotokolle (auch für Zahlungen), die den gesetzlichen Anforderungen entsprechen

„Der Industriemarkt soll die aktuellen Probleme bei der Schaffung einer gemeinsamen Standardsprache für die autonome Kommunikation von Maschine zu Maschine lösen“, sagte Thorsten Kroke, Leiter Digital Processes & Standards bei ECLASS:„Dies ist ein wesentlicher Aspekt von Industrie 4.0, bei dem ein sicherer Datenaustausch ohne den Verlust von Schlüsselinformationen für die Entscheidungsfindung grundlegende Anforderungen sind.“

„Das dezentrale IOTA-Identitätssystem kann derzeit ein industrielles Problem lösen: die Identifizierung physischer Geräte. Identität ist eine Grundvoraussetzung, um eine Verwaltungsschale (ASS) an ein physisches Gerät anzuschließen “, sagte Jörg Nagel, Geschäftsführer von Neoception.„ Die vom Industrie Marktplatz verwendete DID (Dezentraler Identifikator) mag für manche als futuristisch erscheinen, löst jedoch ein echtes Problem für die Branche, die Bereitstellung global eindeutiger IDs. “

„Der Industry Marketplace ebnet den Weg für einen sicheren automatisierten Handel im verarbeitenden Gewerbe“, sagte Holger Köther, Director of Partnerships der IOTA Foundation. „Die Verwendung des IOTA Tangle, einer Open-Source-Technologie für Distributed Ledger, die manipulationssicher und skalierbar ist, gewährleistet Stabilität und Robustheit für den Marktplatz und seine Teilnehmer. Wir freuen uns jetzt darauf, den Teilnehmerkreis zu erweitern, den Marktplatz unter produktionsnahen Bedingungen zu demonstrieren und seine Entwicklung mit unseren Industriepartnern fortzusetzen“.

Wie können Sie oder ihr Unternehmen teilnehmen?

Der Industrie Marktplatz wurde als Open Source-Initiative entwickelt und kann kostenlos genutzt werden. Die IOTA Foundation ermutigt offene Innovationen mit anderen Industriepartnern, um neue Geschäftsmodelle und die vielen Möglichkeiten der industriellen Automatisierung zu erkunden. Für einen ersten schnellen Einblick können Sie eine einfache Demo in Ihrem Büro ausführen , um das Potenzial zu erforschen.

Wenn Sie oder Ihre Organisation daran interessiert sind, den Industrie Marktplatz weiter zu erkunden, empfiehlt die IOTA Foundation folgenden Best Practices zu befolgen:

Sichern Sie sich ein Mandat des Managements, um neue digitale Technologien und nicht inkrementelle Innovationen zu erkunden
Experimentieren Sie in kleinen, aber schnellen Schritten mit einem sehr einfachen PoC
Sichern Sie sich die Ressourcen, die zum Hochfahren Ihres PoC für einen Testbed-Piloten erforderlich sind
Wenden Sie die Prinzipien von Open Innovation an. Teilen Sie Ihr „Problem, das es wert ist, gelöst zu werden“, und finden Sie ergänzende Partner mit ähnlichen Ambitionen
Die IOTA Foundation unterstützt Sie bei der Integration Ihrer Infrastruktur in den Industrie Marktplatz und hilft Ihnen bei Ihrem ersten Proof of Concept.
Wenn Sie mehr wissen oder Teil dieser offenen Innovationsinitiative werden möchten, kontaktieren Sie uns bitte unter industry@iota.org oder schließen Sie sich unserem Discord Kanal an ( https://discord.iota.org ).

Wie geht es weiter mit dem Industrie Marktplatz?

Die IOTA Foundation und ihre Partner beabsichtigen, den Industriemarkt branchenweit in der Produktion zu nutzen. Das Erreichen dieses Ziels ist kein einfacher Prozess und es stehen viele Herausforderungen bevor. Um die IOTA Foundation für eine branchenweite Übernahme am besten zu positionieren, werden zwei zentrale Initiativen vorangetrieben:

Ein Co-Creation-Prozess konzentrierte sich auf die Entwicklung von minimal lebensfähigen Ökosystemen um einfache, greifbare Anwendungsfälle zu ermöglichen. Die IF wird zunächst das Netzwerk der Partner erweitern, die an der Industrie-Marktplatz-Initiative beteiligt sind. Der Aufbau von Vertrauen zwischen Partnern und die Ausrichtung auf ein gemeinsames Ziel ist der Schlüssel zum Erfolg des Projekts. Durch die Verbindung von Geräten, Vermögenswerten, Produkten und Dienstleistungen aus einer Reihe von Branchen werden die Automatisierungsfähigkeiten des Industrie Marktplatzes in realen Szenarien und Testumgebungen demonstriert werden.
Etablierung einer langfristigen Entwicklung mit Partnern aus Wissenschaft, Unternehmen, öffentlichem Sektor und der Gemeinde.Es wird eine Arbeitsgruppe geschaffen, um Standards zu etablieren, APIs zu entwickeln und den Industrie Marktplatz in Richtung Akzeptanz zu treiben. Dies ist Teil eines umfassenderen Bestrebens, ein System für die langfristige Entwicklung zu etablieren. In Zusammenarbeit mit der Community und den Partnern können ggf. viele zusätzliche Funktionen integriert werden. Dazu gehören, ohne darauf beschränkt zu sein, Lernprogramme, Bewertungen, Überprüfungen, Analysen (DID überprüft = Dezentraler Identifikator), zusätzliche Such- und Visualisierungsoptionen, statistische Datenauswertung, branchenspezifische Lernprogramme und Erweiterungen, Konnektivität zu anderer (Unternehmens-) Software, eine verteilte Governance System, Erweiterung der aktuellen DID-Implementierung auf W3C-Standards und vieles mehr.

IOTA setzt auf die Spezifikationen der Plattform Industrie 4.0 dem zentrale Netzwerk zu Industrie 4.0 in Deutschland

Artikel vom 21.11.2019: Meilenstein für die Maschinen-zu-Maschinen-Kommunikation: Industry Marketplace von IOTA setzt auf Spezifikationen der Plattform Industrie 4.0

Weiterführende Links, rund um den Industrie 4.0 Marktplatz:

Guter Artikel von Industrie 4.0 Management: Dezentraler IOTA-basierter Industrie-Marktplatz – Industrie-Marktplatz auf Basis von IOTA, eCl@ss und I4.0-Verwaltungsschale

Industry Marketplace-Website

Step-by-step guide – How to get started Deutsche Übersetzung bei einfachIota.de

Erklärungsvideo zum Branchenmarkt

Demonstrationsvideo – How entities interact & participate

Industry Marketplace 1-Pager

Open Source Repository auf Github

Technical Documentation (PDF)

eCl@ss-Demonstrator

Neoception und die IOTA Foundation haben bereits den eCl@ss-Demonstrator erweitert und mit dem IOTA-Tangle verknüpft. Der Demonstrator wurde auf der Hannover Messe 2019 durch ein entsprechendes Exponat am eCl@ss-Stand der Öffentlichkeit vorgestellt.

Die Erweiterung des Demonstrators zeigt, wie industrielle Sensordaten übertragen und im Tangle gespeichert werden können. Der Zugriff auf die Live-Daten erfolgt über einen verschlüsselten IOTA Streams-Kanal in Form eines zeitlich begrenzten Abonnements. Das Abonnement wird über den Tangle von IOTA durchgeführt. Während alle an das Tangle gesendeten Daten mit eCl@ss-Merkmalen versehen sind, kann eine externe Maschine oder ein Dienst den richtigen Datensatz ermitteln und sich automatisch den Zugriff auf die Daten erkaufen. Dies ist ein erster Schritt in Richtung des zu entwickelnden semantischen Marktplatzes (SeMarket 4.0).

Hier sind einige kurze Videos über den Demonstrator:

Hannover-Messe 2019 (deutsch)

Hannover Messe 2019 (englisch)

Dynamic eCl@ss Demonstrator (deutsch)