Wie Blockchain und IoT die Intralogistik aufmischen
Wenn der Kühlschrank Bitcoins schürft
Kühlschränke, die selbstständig Lebensmittel bestellen, wenn der Vorrat zur Neige geht, sind eine viel zitierte Anwendung für das Internet of Things (IoT). Bei der Blockchain muss der Bitcoin als Paradebeispiel herhalten. Doch worum geht es dabei eigentlich?
Das Internet der Dinge ist ein intelligentes Netzwerk miteinander verbundener physischer Geräte, die durch Sensoren und Software Daten erfassen und automatisiert austauschen. Beispielsweise nutzen Fluggesellschaften IoT, um Gepäck in Echtzeit zu verfolgen und Verluste zu minimieren. Erhalten die Koffer der Reisenden einen RFID-Tag (RFID: radio-frequency identification), lässt sich der Weg von Gepäckstücken im Flughafen und im Flieger tracken. Dank dieses nur wenige Cent teuren RFID-Transponders erkennen Detektoren Objekte und Lebewesen berührungslos mit Radiowellen.
Das Industrial Internet of Things (IIoT) bezieht sich ausschließlich auf Geräte und Systeme aus Produktion und Logistik und damit auf die Smart Factory. Unternehmen nutzen es beispielsweise in der Qualitätskontrolle und überwachen damit ihre Lieferketten. IIoT ist ein Teil der Industrie 4.0, die als digitale Transformation der industriellen Produktion durch Automatisierung und KI (künstliche Intelligenz) noch über die reine Datenvernetzung von IIoT hinausgeht.
Sicher, transparent, dezentral
IoT-Geräte erzeugen riesige Datenmengen (Big Data), die manipulationssicher verarbeitet und gespeichert werden müssen. Hier kommt die Blockchain ins Spiel. Sie verknüpft Informationen in einzelnen, mathematisch berechneten Blöcken, die einen Zeitstempel tragen und wie in einer Kette miteinander verbunden sind. Neben den Daten enthält jeder Block einen individuell erzeugten Schlüssel, den sogenannten Hash, der ihn wie ein digitaler Fingerabdruck eindeutig identifiziert. Zusätzlich zum eigenen Hash gehört zu jedem Datensatz immer auch der Hash seines Vorgängers. Das verbindet den neuen Block untrennbar mit der vorhergehenden Transaktion. Beispielsweise nutzt die Kryptowährung Bitcoin die Blockchain, um Transaktionen ohne zentrale Autorität wie eine Bank zu verifizieren und zu schützen.
Die Sicherheit des Systems lässt sich noch weiter erhöhen, indem die Speicherung der jeweiligen Blockchain nicht zentral auf einem Server erfolgt, sondern mit vielen Kopien dezentral in einem Peer-to-Peer-Netzwerk. Ein weiterer Vorteil ist, dass es mehrere Minuten bis Stunden dauert, bis ein neuer Block an die Kette angehängt wird, da das System zuvor komplexe Rechenoperationen ausführen muss. Das bedeutet, dass ein Angreifer mehr Rechenzeit als die Summe aller ehrlichen Teilnehmer aufwenden müsste, um eine alternative Blockchain mit veränderter Transaktionshistorie zu erzeugen. Diese Mechanismen machen es nach heutigem Kenntnisstand unmöglich, Daten unbemerkt zu verändern oder zu löschen. Doch es gibt auch Nachteile: Die dezentrale Verteilung und die notwendige Rechenleistung verbrauchen viel Energie, verlangsamen das System und benötigen hohe Speicherkapazitäten.
Bedeutung für die Intralogistik
Die moderne Intralogistik ist stark durch Digitalisierung und Automatisierung geprägt. Dank IIoT melden zum Beispiel vernetzte Regale, wenn Lagerbestände zur Neige gehen. Fahrerlose Transportsysteme (FTS), die mit IIoT-Sensoren ausgestattet sind, bringen Waren eigenständig von einem Lagerort zum nächsten. Unternehmen wissen durch die Echtzeitdaten jederzeit, welche Waren und Rohstoffe sich wo im Lager befinden. Ein IIoT-gestütztes Lagerverwaltungssystem (WMS) wie viadat minimiert Fehl- oder Überbestände und ermöglicht eine bedarfsgerechte Produktion.
Mit einer Blockchain lässt sich jedes Glied in der Lieferkette – vom Zulieferer bis hin zum Endprodukt – manipulationssicher dokumentieren und damit rückverfolgen. Davon profitieren vor allem Branchen mit strengen Regularien wie die Lebensmittel- und Pharmaindustrie. Beispielsweise sichern Anlagenbetreiber so ihre Produktionsdaten und Messwerte, verwalten ihre Lizenzen oder wickeln ihre Transporte ab. Dank der lückenlosen Aufzeichnung der gesamten Warenbewegung können sie sofort reagieren, wenn beispielsweise die Kühlkette unterbrochen wird. Dies führt zu einer Optimierung der gesamten Logistikkette, Kosteneinsparungen und einer verbesserten Servicequalität.
