Blockchain?! Das ist doch das mit den Bitcoins, oder?

Blockchain?! Das ist doch das mit den Bitcoins, oder?

Mit dem Begriff „Blockchain“ verbinden die meisten Menschen Kryptowährungen wie Bitcoin oder Ethereum. Was vielen nicht bewusst ist: Kryptowährungen stellen nur einen speziellen Anwendungsfall für die Verwendung einer Blockchain dar. Vorteile bietet diese Technologie auch für den 3D-Druck. Warum genau eignet sich Blockchain für diese Art der Fertigung?

Die eigentliche Idee hinter einer Blockchain ist die (nahezu) manipulationssichere, dezentrale Speicherung beliebiger Daten mittels kryptographischer Methoden. Dies schließt nicht nur simple Textdateien, Bilder oder die Dokumentation von Transaktionen in Kryptowährungen ein. Es können auch komplett automatisierte Verträge bzw. Programmabläufe, sogenannte Smart Contracts, samt durchgeführter Aktionen und Transaktionen fälschungssicher und damit nachweisbar hinterlegt werden.

Diese Eigenschaften machen das Thema Blockchain natürlich nicht nur für Finanztransaktionen in Bitcoin interessant, sondern für alle Anwendungsgebiete, in denen das Thema Nachweisbarkeit eine entscheidende Rolle spielt. Die Vorteile der Blockchain-Technologie für eines dieser Anwendungsgebiete, nämlich für die Additive Fertigung, auch bekannt als 3D-Druck wurde daher im Rahmen der zweiten Software AG Innovation Week im letzten Herbst genauer beleuchtet.

Die Innovation Week ist ein Software AG-interner Hackathon zur Förderung und prototypischen Umsetzung von innovativen Ideen und Konzepten im Rahmen einwöchiger Kurzprojekte. Sie findet zweimal im Jahr jeweils im Frühjahr und Herbst statt. Die Ideen für die Kurzprojekte kommen direkt von Mitarbeitern und werden von diesen in kleinen Teams während der Innovation Week prototypisch umgesetzt. Die gewonnenen Erkenntnisse und Ergebnisse werden am Ende der Innovation Week in einem Webcast vorgestellt und fließen gegebenenfalls auch in Produkte der Software AG ein.

Blockchain: Sensible Daten müssen manipulationssicher sein

Die additive Fertigung bietet neue Ansätze in der Fertigung. Hierbei werden Erzeugnisse durch sukzessives Auftragen von Materialschichten produziert. Mit 3D-Druckverfahren wie DMLS (Direct Metal Laser Sintering) können durch spezielle Formgebung komplexe funktionale Komponenten mit geringem Gewicht hergestellt und Ersatzteile lokal bedarfsgerecht produziert werden. Für zulassungsrelevante Industriezweige, in denen die Erzeugnisse u.a. mechanischen oder thermischen Anforderungen genügen müssen, ist deren Fertigungsvorgang mit einer Vielzahl von Branchenanforderungen und Zulassungsschritten verbunden. Um das Potenzial der additiven Fertigung auch hier voll ausschöpfen zu können, ist es notwendig, die Daten der einzelnen Prozessschritte (Konstruktion, Fertigung, Nachbearbeitungsprozesse und begleitende Qualitätssicherung) zu bündeln und allen berechtigten Personen zugänglich zu machen. Da es sich hierbei um sensible Daten handelt, muss gewährleistet sein, dass diese auch nachträglich nicht mehr geändert werden können. Die während des Fertigungsvorgangs gesammelten Sensordaten werden konkreten Bauteilen zugeordnet. So kann dokumentiert werden, ob die Vorgaben für jedes additiv gefertigte Teil eingehalten werden.

Wenn Blockchain-Technologien wie Smart Contracts verwendet werden, können sämtliche Daten der additiven Fertigung vom 3D-Design über die Zuordnung von Fertigungsanforderungen und Fertigungsprotokolle manipulationssicher in einer Blockchain-basierten Plattform verwaltet werden.

Prototyp einer Blockchain-basierten Web-Plattform für den 3D-Druck entwickelt

In der Innovation Week nun wurde das Projekt „Blockchain-based Additive Manufacturing Management“ angegangen. Das Ziel: eine prototypische Entwicklung einer Blockchain-basierten Web-Plattform für die Additive Fertigung, welche den gesamten Fertigungsprozess von der Vermarktung und Zertifizierung der 3D-Modelle bis hin zur Druckbeauftragung und -durchführung abbildet sowie automatisiert und fälschungssicher dokumentiert.

Das Ergebnis des Hackathons ist vielversprechend: Die entstandene Web-Plattform mit angeschlossener Blockchain ermöglicht es Designern, 3D-Modelle wie z.B. Maschinenersatzteile für den 3D-Druck von zugelassenen Zertifizierungsstellen zertifizieren zu lassen und anschließend über einen Webshop zu vertreiben. Zu jedem 3D-Modell wird eine eindeutige Prüfsumme (Hash) berechnet und unveränderlich in der Blockchain abgelegt, welche das Modell eindeutig identifiziert. Hierdurch kann jederzeit verifiziert werden, ob ein 3D-Modell im Nachhinein verändert wurde. Aus Speicherplatzgründen werden die 3D-Modelle selbst nicht in der Blockchain abgelegt. Sie werden stattdessen im sogenannten Interplanetary File System gespeichert und über ihren in der Blockchain gespeicherten Hash dort eindeutig identifiziert.

Bei der Zertifizierung wird dann geprüft, ob das jeweilige Modell für den 3D-Druck zugelassen ist und welche Vorschriften eingehalten werden müssen. Hier können beispielsweise die zugelassenen Materialien und Materialeigenschaften, sowie Bedingungen an den Druckprozess, wie das Einhalten bestimmter Temperaturbereiche, definiert werden. Diese Parameter werden im Anschluss manipulationssicher in der Blockchain für das entsprechende Modell abgespeichert.

Die Kaufabwicklung wird ebenfalls über die Blockchain in Kombination mit einem Smart Contract automatisiert und abgesichert. Hierbei wird genau festgelegt, welcher Käufer von welchem Verkäufer welches 3D-Modell zu welchem Preis erwirbt. Käufer und Verkäufer werden hierbei anhand ihrer Blockchain-Adressen identifiziert, das 3D-Modell wie oben beschrieben über seinen Hash. Der Vertrag als auch die darin definierten Transaktionen werden unveränderlich in der Blockchain abgespeichert. Dadurch wird der Kaufpreis automatisch dem Käufer abgezogen und dem Verkäufer gutgeschrieben. Außerdem wird der Nachweis erbracht, ob ein Käufer das Recht zum 3D-Druck eines bestimmten Modells erworben hat oder nicht.

Die zertifizierten 3D-Modelle können nach Erwerb oder Lizensierung direkt auf einem 3D-Drucker gedruckt werden, der mit der IoT-Plattform Cumulocity verbunden ist. Durch einen weiteren Smart Contract wird der Druckauftrag an einen Cumulocity Agent übertragen, der den Druckvorgang steuert und in Echtzeit überwacht. Die bei der Herstellung erfassten Sensorwerte werden dezentral gespeichert und deren Prüfsumme unveränderlich in der Blockchain abgelegt. So kann jederzeit validiert werden, ob beim Druck all das eingehalten wurde, was zuvor bei der Zertifizierung als Bedingung definiert worden war. Zusätzlich werden die erfassten Sensorwerte an Cumulocity übermittelt und mit der Streaming-Analytics-Plattform Apama verarbeitet- So kann der Druckvorgang in Echtzeit überwacht werden. Das heißt konkret, dass aus den in der Blockchain formulierten Bauteilanforderungen automatisiert ein Programm zur Überwachung der Sensordaten (Event Monitor) erzeugt wird. Sollte es zu Abweichung der Produktion gegenüber den Vorgaben kommen, wird eine Warnung ausgelöst. Werden Grenzwerte überschritten, kann der Druck auch abgebrochen werden.

Blockchain-Technologie in Forschungsprojekten

Die Möglichkeiten der Blockchain-Technologie werden übrigens auch im Rahmen des durch das BMWi geförderten Forschungsprojekts AUDIo genauer untersucht. Hier geht es um die Entwicklung einer Auditlösung für datengetriebene Dienstleistungen mit Machine Learning-Ansätzen auf Basis der Blockchain.

In dem vom BMWi geförderten Forschungsprojekt AMCOCS wird eine KI-gestützte Plattform für digitale Prüf- und Zertifizierungsverfahren in der additiven Fertigung erforscht. Hier bietet Blockchain, wie in dem entwickelten Demonstrator gezeigt, das Potential, die Integrität von Daten über mehrere Organisationen hinweg sicherzustellen.

In dem ebenfalls vom BMWi geförderten Forschungsprojekt Add2Log wird eine Plattform für dezentrale Produktion und Auslieferung von Bauteilen auf Basis additiver Fertigung und agiler Logistik erforscht und entwickelt. Bei der Fertigung von Bauteilen nach Konstruktionsplänen von Kunden, ist es wichtig, sicherzustellen, dass die zur Verfügung gestellten Pläne nur für die vertraglich vereinbarten Zwecke und in dem vereinbarten Umfang verwendet werden. Digitales Lizenzmanagement auf Basis von Blockchain-Technologie kann dabei helfen, dieses zu gewährleisten.

Und auch in der Energieversorgung kann diese Technologie genutzt werden. In dem vom BMBF geförderten Forschungsprojekt SynErgie 2 wird untersucht, wie Blockchain und ähnliche Technologien beim lokalen Handel und Nachweis in der flexiblen Energieversorgung von Fabriken anhand von Maschinen- und Stromzählerdaten genutzt werden kann.

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Energieverbrauch der Industrie intelligent steuern

Energieverbrauch der Industrie intelligent steuern

Mit dem Forschungsprojekt SynErgie ist die Software AG an der größten nationalen Forschungsinitiative zur Energiewende beteiligt. Vor kurzem wurde die erste Förderphase abgeschlossen.

Wie trägt die Software AG zum Klimaschutz bei? Und was hatte sie mit dem Klimagipfel der Vereinten Nationen in Madrid im Dezember letzten Jahres zu tun? Die Antwort lautet: SynErgie. An diesem Forschungsprojekt ist die Software AG zusammen mit über 80 Partnern beteiligt. SynErgie untersucht, wie die Industrie das Stromnetz stabilisieren kann. Denn Sonne, Wind und Wasserkraft liefern zwar genügend Energie, um uns dauerhaft ein angenehmes Leben zu ermöglichen. Aber wir müssen es schaffen, mit ihren natürlichen Schwankungen umzugehen.

Auf dem Weltklimagipfel in Madrid informierte der deutsche Pavillon über die bisherigen Ergebnisse der Kopernikus-Projekte. Sie bilden die größte deutsche Forschungsinitiative zum Thema Energiewende, gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung. Eines davon ist SynErgie. Es befasst sich mit der Nachfrageflexibilität in der Industrie und deren Flexibilitätspotenzial als wesentlicher Stromverbraucher. Denn wenn Fabriken Glas, Papier oder Aluminium herstellen, brauchen sie dafür sehr viel Strom und Wärme. Das Problem: Die zunehmend eingesetzten erneuerbaren Energien schwanken sehr stark, weil die Sonne nicht immer scheint und der Wind nicht immer weht. Eine Lösung könnte darin liegen, die Industrieprozesse an die schwankende Energieversorgung anzupassen. SynErgie untersucht dafür die Schlüsselindustrien, die sehr viel Energie verbrauchen. Doch wie flexibel können die Fabriken überhaupt produzieren? Wenn die Stromnachfrage von Haushalten und Industrie besser aufeinander abgestimmt wäre, würde das allen helfen. Dafür baut SynErgie eine Synchronisationsplattform auf, die die Energieverteilung innerhalb des Produktionssystems steuert und überwacht und hochdynamisch auf die Flexibilitätsanforderungen des Stromsystems reagiert.

Die gesellschaftlichen Auswirkungen dieses industriellen Demand-Side Managements werden in der eigens geschaffenen energieflexiblen Modellregion um Augsburg erforscht.

Vor kurzem nun endete die erste Förderphase des Projektes, das eine beeindruckende Zahl von innovativen Gestaltungsansätzen für ein zukünftiges Energiesystem aufgezeigt hat, dazu unten mehr.

Software AG sorgt für technologische Basis

Der Software AG kam bei dem Projekt eine entscheidende Rolle zu. Damit die identifizierten Flexibilitätspotentiale vermarktet und erbracht werden können, ist eine enge und schnelle informationstechnische Vernetzung aller Marktteilnehmer erforderlich. Die technologische Basis hierfür bildet die sogenannte Energiesynchronisationsplattform, bestehend aus einer zentralen Marktplattform und Unternehmensplattformen der Marktteilnehmer.

In der ersten Förderphase lag der Fokus der Arbeiten der Software AG auf der Marktplattform, mit der Unternehmen ihr Flexibilitätspotential untereinander und über externe Märkte wie die Strombörse handeln können. Die Marktplattform wurde weitestgehend auf Basis von API Management realisiert und bietet den Projektpartnern die Möglichkeit, Mehrwertdienste wie Strompreisprognosen einfach zu vermarkten. Die Anbindung existierender Plattformen wie die Regelleistungsmärkte und die Realisierung der internen Prozesse erfolgte über webMethods Integration Server, der auch Schnittstellen für die Kopplung der Unternehmensplattformen einzelner Partner bereitstellt. Über diese können Unternehmen ihre ermittelten Flexibilitätsangebote inserieren und bei Flexibilitätsbedarf vorhandene Angebote einsehen. Die Inserate wurden dabei in Terracotta DB verwaltet.

Zweite Förderphase hat begonnen

Ihr Schwerpunkt liegt auf der Demonstration in industriellen Pilotanwendungen sowie der Übertragung von Technologien und Lösungen. Es werden deshalb 23 Demonstratoren gemeinsam von Industrie- und Forschungspartnern aufgebaut.

In der zweiten Förderphase intensiviert die Software AG als strategischer Partner ihr Engagement insbesondere auf Seiten der Unternehmensplattform. Hier wird eine Integration von Cumulocity mit den Technologien der ersten Förderphase verfolgt, um die Identifikation, Planung und Erbringung von Flexibilitätspotentialen zu automatisieren. Zur Erprobung der gesamten Energiesynchronisationsplattform werden Unternehmensplattformen bei ausgewählten Unternehmen der Modellregion Augsburg wie der AGCO GmbH (Landmaschinen), ShowaDenko Carbon Holding GmbH (Graphitelektroden), Linde AG (Gase) und MAN SE (Fahrzeug- und Maschinenbau) sowie bundesweit bei energieintensiven Betrieben wie TRIMET Aluminium SE (Aluminiumherstellung) prototypisch ausgerollt. Auf Seiten der Marktplattform wird u.a. der Einsatz von Blockchain und Distributed Ledger Technologien erforscht, realisiert und erprobt. Kann die technische Machbarkeit des Ansatzes in der zweiten Förderphase nachgewiesen werden, soll in einer dritten Förderphase die Überführung in produktive Lösungen für den deutschen Energiemarkt untersucht werden. 

Ergebnisse der ersten Förderphase

  • Das Projekt hat branchenspezifische Schlüsselproduktionsprozesse in allen energierelevanten Industriebranchen in Deutschland auf organisatorische Möglichkeiten zur Energieflexibilisierung untersucht. Das Ergebnis: fehlende finanzielle Anreize stellen das größte Hemmnis für die Energieflexibilisierung dar; Unternehmen mit besonders hohem Energieverbrauch haben ein größeres Wissen über Energieflexibilität; Strompreise spielen aktuell in der Produktionsplanung und -steuerung eine untergeordnete Rolle.
  • Anhand von industriellen Fallbeispielen konnte gezeigt werden, dass die technische Umsetzbarkeit der erarbeiteten Lösung an Einzelanlagen gut möglich ist. In einem Handlungsleitfaden, der als Webanwendung verfügbar ist, wurden die wesentlichen Erkenntnisse der ersten Förderphase gebündelt.
  • Mit einer Energiesynchronisationsplattform wurde ein durchgängiges Konzept für den sicheren, standardisierten und automatisierten Energieflexibilitätshandel von der Maschine bis zum Strommarkt entwickelt.
  • Die Flexibilitätspotenziale in wichtigen Schlüsselproduktionsprozessen und der Grundstoffindustrie wurden identifiziert und aggregiert. Im Rahmen der Energieflexiblen Modellregion Augsburg wurden die Potenziale, Hemmnisse, Auswirkungen und Chancen von energieflexiblen Fabriken ganzheitlich betrachtet. In Zusammenarbeit mit regionalen Industrieunternehmen wurden exemplarische Flexibilisierungsmaßnahmen der Graphitherstellung sowie der Papier- und Maschinenbaubranche identifiziert und modelliert.
  • Es wurden Handlungsempfehlungen mit Vorschlägen für regulatorischen Änderungen in der Energiepolitik erstellt und an politische Entscheider übergeben.

 

Veröffentlichungen

Wer sich intensiver mit den Ergebnissen dieses Forschungsprojekts befassen möchte, dem stehen zahlreiche Veröffentlichungen zur Verfügung – auf Deutsch. Davon unter anderem:

Übrigens war die Software AG mit Klotilda Muca und Jens Schimmelpfennig an der Erarbeitung der Richtlinie „Energieflexible Fabrik – Grundlagen“ beteiligt. Das Papier des Verein Deutscher Ingenieure (VDI) zur Identifikation von Energieflexibilisierungsmaßnahmen wird im Laufe des Jahres erscheinen. Es kann schon jetzt bestellt werden unter: https://www.vdi.de/richtlinien/details/vdi-5207-blatt-1-energieflexible-fabrik-grundlagen

Die Richtlinie wird aktuell erweitert. Das nächste Blatt „Energieflexible Fabrik – Identifikation und technische Bewertung“ beschreibt die Vorgehensweise zur Quantifizierung des Flexibilitätspotentials produzierender Unternehmen.

Alle weiteren Publikationen sind verfügbar auf dieser Website: https://www.kopernikus-projekte.de/aktuelles/publikationen

                 

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Integration im Industrial IoT – Basis gelingender Transformation

Integration im Industrial IoT – Basis gelingender Transformation

Häufig schlägt es den Firmen um die Ohren, ihre eigenen Daten seien ein Schatz, den sie nur zu heben bräuchten. Tatsächlich erlauben insbesondere in der Industrie Daten einen detaillierten Einblick in die eigene Performance und Wirtschaftlichkeit. Ein integraler Aspekt, der maßgeblich zum Erfolg eines Industrial Internet of Things- – oder kurz IIoT- – Projekts beiträgt, bleibt allerdings häufig unzureichend behandelt: die vollständige Integration der IoT-Plattform in die übrige IT-Architektur des Unternehmens als Schlüsselelement gelingender digitaler Transformation.

Heutzutage beschränken sich die Daten, die ein Produktionsunternehmen verarbeitet längst nicht mehr nur auf diese, die von den Sensoren der eigenen Maschinen erhoben werden. Die Daten in der zunehmend verbreiteten „hybriden Infrastruktur“ kommen mittlerweile auch aus externen Netzwerken, beispielsweise von Unternehmenspartnern, Zulieferern und Kunden. Hinzu kommen Daten über die Wetter- und Verkehrssituation, aus Social-Media-Tools und weiteren Quellen. All diese Daten sollten im Kontext dieser Integration einbezogen werden.

Die Zusammenführung, also die digitale Integration, sämtlicher erwähnter Daten ist das Herzstück einer erfolgreichen digitalen Transformation. Unternehmen sind also darauf angewiesen, sich auf einen starken Cloud- beziehungsweise SaaS-Dienstleister verlassen zu können. Gebraucht wird also eine leistungsfähige Integration-Platform-as-a-Service (iPaaS). Der entscheidende Vorteil einer solchen cloud-basierten Lösung: sie ist von Anfang an für oben beschriebene hybride Infrastrukturen ausgelegt. Zeitgemäße Integrations-Plattformen reduzieren hier die Komplexität bei der übersichtlichen Darstellung der Daten aus verschiedensten Quellen durch einfach zu bedienende Benutzeroberflächen nach dem Drag-&-Drop-Prinzip.

Doch das IIoT wächst stetig und mit diesem Wachstum steigen auch die Anforderungen an die Integrationsleistung. Hier ist der State of the Art wirklich starker Integrationstechnologien in der IT gegenüber der OT weit fortgeschritten. Während iPaaS bereits die dritte Generation der IT-Integrationslösungen ist, handelt sich Integration in der OT noch um eine recht neue Herausforderung. Setzt ein Unternehmen bereits eine iPaaS ein, ist die Integration einer IoT-Plattform nur ein weiteres System, das an diese zentrale Plattform angeschlossen wird, um die hybride Infrastruktur zu erweitern. Wichtig bei der Einführung einer Integrationsplattform in der OT sind die Bereitstellung eines durchgängigen Datenflusses sowie einer performanten, sicheren Anbindung der IoT-Plattform an die iPaaS.

Das rasante Wachstum des IoT und die damit verbundene stetig steigende Anzahl an vernetzten Geräten wird in Zukunft immer größere Anforderungen an die Integration stellen. Unternehmen sollten also bei der ganzheitlichen Integration aller geschäftsrelevanten Komponenten neben der IoT-Plattform auch auf die Funktionalität einer leistungsfähigen Integration Platform as a Service setzen, um vorausschauend zukunftsfit zu bleiben.

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Ungeheure Datenmengen? – Mit Streaming Analytics behalten Sie den Überblick

Ungeheure Datenmengen? – Mit Streaming Analytics behalten Sie den Überblick

Egal ob Unternehmen in ihren verschiedenen Fachbereichen unterschiedliche Transaktionssysteme nutzen oder sie sich mehr Transparenz in ihrer Lieferkette wünschen – leistungsfähige Streaming-Analytics-Lösungen ermöglichen es, wertvolle Erkenntnisse aus den eigenen Daten zu ziehen und unterstützen so bei der Umsetzung ihrer Digitalisierungsziele. Streaming Analytics ermöglicht es Unternehmen in Echtzeit Einblicke aus großen und sich schnell verändernden Datenmengen zu gewinnen und erlaubt die Vorhersage, was als nächstes passieren wird. Risiken und Chancen werden sofort erkannt, sodass die Firma optimal auf diese reagieren kann.

Nicht nur für IT-Profis
Mittlerweile ist selbst komplexe Software nicht mehr nur Sache von IT-Fachleuten, sondern bindet auch Mitarbeiter ohne Programmierkenntnisse ein. Durch übersichtliche Bedienungsoberflächen können beispielsweise Business Analysten die Tools von heute bedienen. Streaming Analytics steigert also die Effizienz von Prozessen – vor allem wenn die Lösung ohne Programmierung auf Seiten des Kunden auskommt. So erstellen auch Nicht-IT-Fachkräfte mithilfe einer übersichtlichen Benutzeroberfläche im leistungsfähigen Tool präzise Analyseszenarien. Durch grafisch dargestellte APIs gelingt eine schnelle Anwendungsentwicklung auch ohne Programmierkenntnisse. Der Einsatz von Lösungsbibliotheken zur Beschleunigung der Anwendungsbereitstellung ist immer verbreiteter und fördert die Entwicklung von individuellen Ansätzen für Unternehmen, um nach Bedarf schnell selbst die passenden Anwendungen entwickeln zu können.

Einsatz im echten Leben
Doch wie kommt Streaming Analytics nun tatsächlich zur Anwendung? Der Einzelhandel beispielsweise nutzt Streaming Analytics, um Echtzeitdaten zum Kaufverhalten des Kunden zu eruieren oder die Customer Journey zu optimieren. Letztendlich wird so das Kauferlebnis der Kunden für Marketer nachvollziehbar. In der Finanzbranche unterstützt Streaming Analytics dabei, den schnelllebigen Devisenmärkten immer einen Schritt voraus zu sein. Vermeintliche Betrugsfälle können außerdem leichter und effizienter aufgespürt werden. Vertriebskanäle eines Unternehmens nutzen Streaming Analytics, um eine größere Transparenz zu ermöglichen und bei der Produktsuche zu unterstützen.

Mit Streaming Analytics das ganze Potential der eigenen Daten ausschöpfen
Dank einer Streaming-Analytics-Technologie sind Unternehmen in der Lage, ihre Daten zu jeder Zeit im Blick zu halten und wie sie, sie optimieren können. Daher sind vor allem auch Echtzeit-Analysen entscheidend für Unternehmen, sodass sie aus der eigenen Datensammlung einen Mehrwert generieren und so einen maximalen Wettbewerbsvorteil erzielen.

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Mit TRAILAR und Cumulocity IoT auf Kurs zur nachhaltigeren Logistik

Mit TRAILAR und Cumulocity IoT auf Kurs zur nachhaltigeren Logistik

Der „Global Emissions Gap Report 2019“ des Umweltprogramms der Vereinten Nationen (UNEP) zeigt, dass die weltweite Emission von Treibhausgasen 2018 so hoch war wie nie zuvor und auf 55,3 Milliarden Tonnen gestiegen ist. Wir stehen in der Pflicht, etwas gegen den Klimawandel zu tun – gerade die Logistikbranche mit ihren riesigen Flotten. Für LKWs hat das Umweltbundesamt eine Treibhausgas-Emission von 103 g/tkm ermittelt. Zum Vergleich: Ein Güterzug emittiert 19 g/tkm. Es zählt also jede Tonne CO2, die ein LKW weniger ausstößt. Die Emissionen von Transportflotten drastisch zu reduzieren – an diesem Ziel arbeiten die strategischen Partner TRAILAR und Software AG.

Die Idee ist so einfach wie genial: Dünne Solarmatten auf LKW, Anhängern oder auf anderen Fahrzeugen erzeugen Strom, durch den Treibstoff und CO2 eingespart werden. Mit dieser Innovation ist die britische DHL-Tochter TRAILAR, die 2018 als Start-up ausgegründet wurde, bereits auf Erfolgskurs. In Großbritannien kommt das TRAILAR-System unter anderem bei Royal Mail zum Einsatz. Weitere Tests laufen in Südafrika, Thailand, Indien und in Deutschland, wo TRAILAR mit einer GmbH in Bonn ansässig ist. Erste Lösungen hat die selbständige Tochterfirma bereits an Dritte verkauft.

Ein entscheidender Schritt für diese Entwicklung fing im Frühjahr 2019 mit einem Test-Account für Cumulocity IoT an. Die Verantwortlichen von TRAILAR benötigten eine IoT-Plattfom, um Daten in Echtzeit auszuwerten und zu visualisieren. Die Testphase zeigte: Mit Cumulocity IoT, der Plattform der Software AG, lassen sich schnell Energiebilanzen für das Solarsystem erstellen. Sie liefert anhand übersichtlicher Datenauswertungen den Nachweis für den Mehrwert der TRAILAR-Lösung.

Wie das Solarsystem und Cumulocity IoT interagieren

Zunächst werden Solarmatten auf dem Dach eines Lkw-Aufbau, Sattelzuges, Kühlfahrzeuges oder Transporters montiert. Deren Solarzellen funktionieren sowohl mit direktem als auch mit indirektem Tageslicht und erzeugen mit einem Wirkungsgrad von 18 Prozent bis zu 1,5 Kilowatt Leistung. Der so erzeugte Strom fließt, gesteuert über den Smart Controller, in das Stromnetz des Fahrzeugs. Die Batterie nimmt die zusätzliche Kapazität auf, die sich zum Beispiel für Ladebordwand, Beleuchtung oder Kühlaggregate nutzen lässt. Das entlastet die Lichtmaschine und den Motor, wodurch der Spritverbrauch sinkt.

Die Daten über den verbrauchten Strom und die erzeugte Solarenergie werden im Smart Controller gespeichert, der sie an Cumulocity IoT sendet. Die Software berechnet und aggregiert Kennzahlen wie den eingesparten Kraftstoff und vermiedene CO2-Emissionen. Durch Apama, eine weitere Anwendung der Software AG, erfolgt die Auswertung in Echtzeit. Im nächsten Schritt visualisiert die IoT-Lösung die Kennzahlen anhand von vordefinierten Regeln und „Out of the box“-Dashboards. Auf die Weise quantifiziert Cumulocity IoT den Mehrwert des Solarsystems und macht ihn leicht greifbar.

Ausgezeichnete Lösung

So konnten TRAILAR und die Software AG die Vorhersagen validieren und stellten fest, dass ein LKW mit den Solarmatten etwa 2 Tonnen weniger CO2 im Jahr ausstößt – je nach Anwendungsfall und Nutzungsverhalten. Bezogen auf den Kraftstoffverbrauch bedeutet das: Ein 12-Tonnen-Lkw verbraucht bis zu fünf Prozent weniger Diesel. Zugleich verlängert sich die Reichweite des Lkw und seine Wartungskosten sinken, weil Lichtmaschine und Motor weniger leisten müssen. Insgesamt amortisiert sich die Lösung in 12 bis 18 Monaten. Das System lässt sich auch auf andere Nutzfahrzeuge wie Linienbusse, Abfahrtsammelfahrzeuge, Kleintransporter oder Kühlfahrzeuge übertragen.

Die Technologie kommt an, wie die positive Resonanz des Fachpublikums beim gemeinsamen Auftritt von Software AG und TRAILAR auf dem Logistik-Kongress des BVL 2019 gezeigt hat. Diverse Logistik- und Umweltvereinigungen haben TRAILAR bereits ausgezeichnet, so zum Beispiel der britische Handelsverbands Freight Transport Association (FTA) für das innovativste Produkt 2018.

Erfolg erweitern

TRAILAR schafft eine solide Basis für das Überwachen und Steuern des Stromverbrauchs von Nutzfahrzeugen. Das System lässt sich erweitern, um Logistikprozesse sicherer, schneller, effizienter und nachhaltiger zu gestalten. Weitere Sensoren lassen sich mit dem System koppeln, um die Echtzeit-Analyse auszuweiten. Derzeit konzentrieren sich TRAILAR und die Software AG darauf, neue Daten- und Analysedienste zu entwickeln. Im Fokus stehen GPS-Datennutzung und Temperaturüberwachung von Kühlfahrzeugen. Logistikunternehmen können in Cumulocity IoT weitere IoT-Geräte über jede Cloud-Plattform einbinden und zahlreiche Anwendungen integrieren.

Erfahren Sie hier mehr über die Kooperation zwischen Software AG und TRAILAR oder besuchen Sie die TRAILAR Homepage für weitere Details zum Produkt.

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