Datensouveränität in der Produktion

Schutz von geistigem Eigentum im Produktionsumfeld mittels IDS-Connectoren

Über IDS-Connectoren der International Data Spaces (IDS) können Unternehmen sensible Produktdaten souverän mit Geschäftspartnern teilen und gemeinsam verarbeiten. Dazu haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Fraunhofer Clusters of Cognitive Internet Technologies CCIT die Software von IDS-Connectoren steuerungsnah mit einer Werkzeugmaschine verbunden. Rechtevergabe, Übermittlung und Löschen der Daten sowie eine mögliche Auftragsvergabe und -Erteilung erfolgen automatisch direkt über die Maschine.

Wie kann geistiges Eigentum und Datensouveränität bei der Kostenvoranschlagserstellung insbesondere für raschen Prototypenbau und Kleinserien möglichst gut geschützt werden? Der Proof-of-Concept wurde im Projekt »AUDIo2.0« erbracht und zeigt auf Basis des IDS-Frameworks, wie eine Lösung zum Schutz von 3D-Modellen durch gekapselte, automatisierte Angebotserstellung aussehen kann.

Mobiler »AUDIo2.0«-Demonstrator: Maschinenportal mit FDM-Druckkopf und industrieller Maschinensteuerung

In der Kostenvoranschlagserstellung für die Produktion von Prototypen, Einzelteilen oder Kleinserien durch Lohnfertiger bestehen oft Bedenken hinsichtlich des Schutzes des geistigen Eigentums des Kunden, selbst wenn eine Verschwiegenheitspflicht vereinbart wurde. Andererseits möchten die fertigenden Unternehmen ihre internen Vorgänge und ihr spezifisches Prozesswissen geheim halten. Diese Situation führt dazu, dass beide Parteien, Kunde und Dienstleister, sich nicht vertrauen und ihr Wissen schützen möchten. Geschützte Datenräume wie der International Data Space (IDS) bieten hier eine Lösung, da jede Partei die Kontrolle über ihre Daten behält und nur ausgewählte Informationen, auch zeitlich begrenzt, freigibt. Die Möglichkeit, innerhalb eines solchen geschützten Raums auch Algorithmen auszuführen, bietet eine hohe Flexibilität über den Anwendungsfall der Angebotserstellung hinaus und gewährleistet Datensouveränität und Schutz von Expertenwissen in allen Phasen der Datenverarbeitung.

In einem konkreten Anwendungsszenario verfügt der Auftraggeber über ein 3D-Objekt (.stl-File), das mittels 3D-Druck aus synthetischen Polylactiden (PLA) hergestellt werden soll. Der Auftragnehmer besitzt ein entsprechendes Berechnungstool, das auf Basis preistreibender Variablen einen Kostenvoranschlag erstellt.

Das Sequenzdiagramm visualisiert den genauen Ablauf: Dabei kommen Sicherheitsrichtlinien (Policies) zum Einsatz, um sicherzustellen, dass das 3D-Modell nur zur Angebotserstellung durch einen Service-Provider genutzt werden kann.

Sequenzdiagramm für die Auftragsabwicklung

Dazu wird das 3D-Modell in Schichten zerteilt, um die Filamentlänge und den Arbeitsaufwand zu berechnen, und dem Kunden wird ein Angebot im IDS-Connector vorgelegt. Wenn der Kunde zustimmt, kann der generierte G-Code (aus der Maschinensteuerung) aus dem IDS-Connector entnommen und automatisch in Maschinencode (NC-Code) umgewandelt werden, um dann vollautomatisch an den 3D-Drucker gesendet zu werden.

Als Ausblick auf weitere Verwendungsmöglichkeiten ist die Umsetzung des Anwendungsfalls „AUDIo2.0“ mittels IDS-Connectoren ein wichtiger Schritt in Richtung mehr Selbstbestimmung im Umgang mit schützenswerten Informationen im Produktionsumfeld. Es sind jedoch weitere Untersuchungen erforderlich, um komplexere Fertigungsverfahren in einem Algorithmus zur Kostenvoranschlagserstellung abzubilden. Darüber hinaus müssen zuverlässige Zertifizierungen der Teilnehmer und eine nachvollziehbare Integration digitaler Identitäten erfolgen, um Manipulationssicherheit und Betrug auf allen Ebenen entgegenzuwirken.

Für die Umsetzung arbeiteten die Fraunhofer-Institute für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik (IWU) und für Software- und Systemtechnik (ISST) zusammen.

Ansprechpartner:

Kilian Armin Nölscher
Fraunhofer-Allianz automobilproduktion
Tel.: +49 (0)371 5397-1623
E-Mail: Kilian.noelscher@iwu.fraunhofer.de