Entlang der Kette des Vertrauens

Bei der Herstellung von E-Autos verhandeln Unternehmen Preise für notwendige Materialien, Vorprodukte oder Maschinen miteinander. Für nachhaltig gewonnene Erzeugnisse wie grüner Wasserstoff oder entwaldungsfreier Kaffee muss entlang der Lieferkette dokumentiert sein, dass sie tatsächlich nachhaltig sind. LKWs bringen nicht nur Waren quer durch den Kontinent, sondern auch Beförderungspapiere, Zolldokumente oder Frachtbriefe, die von Behörden oder Geschäftspartnern geprüft werden. In all diesen Szenarien arbeiten Unternehmen zusammen, die wirtschaftlich unabhängig voneinander sind und sich nicht notwendigerweise kennen – und dadurch auch nicht unbedingt vertrauen.

„Die Blockchain-Technologie ist für die Logistik deswegen so wichtig, weil sie in dezentralen Systemen Transparenz und somit Vertrauen herstellen kann“, sagt Alice Kirchheim von der Fakultät Maschinenbau. Sie ist Professorin für Förder- und Lagerwesen an der TU Dortmund und Leiterin des Fraunhofer-Instituts für Materialfluss und Logistik IML. Gemeinsam mit Michael Henke, Professor für Unternehmenslogistik an der Fakultät Maschinenbau und ebenfalls Institutsleiter des Fraunhofer IML, erforscht sie Potenziale der Blockchain-Technologie.

Eine Blockchain – auf Deutsch „Blockkette“ – ist ein dezentraler Datenspeicher. Sie kommt in Netzwerken zum Einsatz, die nicht durch eine zentrale Instanz verwaltet werden. Informationen werden in einzelnen Blöcken gespeichert und aneinandergereiht, neue Blöcke immer an das Ende angehängt. Durch eine spezielle Verschlüsselung ist es nicht möglich, die chronologische Reihenfolge der Kette zu verändern. Zudem ist auf jedem Computer im Netzwerk eine Kopie der Kette gespeichert. Jeder neu angehängte Datenblock muss auch in allen Kopien im Netzwerk akzeptiert werden. Die Blockchain-Technologie sorgt so dafür, dass Informationen transparent gemacht und Manipulationen verhindert werden.

Blockchain – Schritt für Schritt erklärt

Wir möchten mit unserer Forschung auch Ergebnisse für die Industrie schaffen und die Welt von morgen mitgestalten. Prof. Alice Kirchheim

Chancen für die Logistik

„Um Blockchain gab es viel Hype, vor allem auch im Zusammenhang mit Kryptowährungen. Für die Logistik bietet die Technologie aber tatsächlich viele Chancen. Wir wollen dazu beitragen, dass diese auch genutzt werden können“, sagt Henke. Zum Beispiel macht Blockchain die Rückverfolgbarkeit von Produkten möglich, etwa mit digitalen Produktpässen. Auch bei elektronischen Frachtbriefen oder anderen Transportdokumenten kann die Technologie zum Einsatz kommen. Blockchain steigert damit nicht nur die Glaubwürdigkeit, sondern sorgt auch für Effizienz und Nachhaltigkeit: Zum einen können nachhaltig gewonnene Produkte dank Blockchain einfacher zertifiziert werden, zum anderen werden Prozesse insgesamt ressourcenschonender.

Ein Beispiel sind mehrere Unternehmen, die gemeinsam Betriebsmittel oder Transportboxen nutzen. Die Herausforderung ist, Produktions- und Transportkapazitäten effizient und flexibel einzusetzen, gleichzeitig aber die Kosten für die beteiligten Unternehmen bestmöglich zu gestalten. Künstliche Intelligenz hilft dabei, die Preise dynamisch anzupassen und so die Kapazitäten optimal zu steuern. Blockchain sorgt dafür, dass dies transparent und sicher passiert. „Blockchain und KI ergänzen sich hier gegenseitig und treiben die Automatisierung von Produktionsabläufen voran“, sagt Henke. In der Fabrik der Zukunft transportieren Roboterschwärme nicht nur Waren durch die Produktionshalle, sondern verhandeln direkt Preise miteinander und schließen intelligente Verträge ab.

Starthilfe für kleine und mittlere Unternehmen

„Eine Herausforderung im Umgang mit Blockchain ist, dass Unternehmen oft Wissen über die Funktionsweise und die Möglichkeiten der Technologie fehlt. Diese Wissenslücke möchten wir schließen. Gerade für kleine und mittelständische Unternehmen sind unsere Forschungsvorhaben eine Starthilfe“, sagt Kirchheim. Im Projekt DUH-IT konzentrieren sich Kirchheim und Henke dabei auf die Region Dortmund, Unna und Hamm – und wollen sie zur Modellregion für „Blockchain in der Logistik“ machen. „Mit dem Strukturwandel nach dem Ende des Bergbaus ist Logistik zu einer der zentralen Branchen der Region geworden. Gleichzeitig haben Forschungseinrichtungen hier bereits wichtige Vorarbeiten zu Blockchain geleistet“, erklärt Henke.

Zentraler Bestandteil von DUH-IT ist deswegen ein Befähigungsprogramm zum Einsatz der Blockchain-Technologie: Mithilfe speziell zugeschnittener Angebote wie Lab-Touren oder Coding-Workshops können Unternehmen sich vernetzen, Kompetenzen aufbauen und lernen, Blockchain-Lösungen zu implementieren.

Ein besonderer Fokus des Projekts liegt auf grünem Wasserstoff. Dieser wird durch erneuerbare Energien erzeugt und ist deswegen für das Erreichen von Klimazielen wichtig. Ein Ziel von DUH-IT ist, mit Blockchain einen Herkunftsnachweis zu entwickeln – damit automatisiert sichergestellt werden kann, dass der Wasserstoff tatsächlich nachhaltig ist. „Auch hier kann Blockchain die erforderliche Transparenz entlang der Lieferkette herstellen, von den Windrädern, die die Energie für die Herstellung des Wasserstoffs liefern, bis zum Endverbraucher“, so Henke. „Dadurch verhindern wir Greenwashing und treiben die Wasserstoffwirtschaft in Nordrhein-Westfalen voran.“ Das Ministerium für Wirtschaft, Industrie, Klimaschutz und Energie des Landes NRW sowie der Europäische Fonds für regionale Entwicklung der Europäischen Union finanzieren DUH-IT mit rund zwei Millionen Euro über eine Laufzeit von drei Jahren. Neben den an der TU Dortmund angesiedelten Forschungsgruppen von Kirchheim und Henke ist auch das Fraunhofer IML an dem Projekt beteiligt.

Treiber digitaler und gesellschaftlicher Transformation

„Prozesse digitaler und autonomer zu gestalten, ist von zentraler Bedeutung für die Logistik“, sagt Kirchheim. „Mit Forschungsprojekten wie SKALA und DUH-IT leisten wir einen Beitrag zur Lösung der gesellschaftlichen Herausforderungen unserer Zeit. Technologien wie Blockchain sind wichtige Treiber der Digitalisierung, und helfen damit auch im Umgang mit anderen großen Herausforderungen wie Fachkräftemangel und Klimawandel.“

Das Ziel sei immer, positive Veränderungen zu bewirken, ergänzt Henke. „Für die Unternehmenslogistik und das Supply Chain Management bedeutet das auch, bestehende Machtverhältnisse aufzubrechen. In langen Wertschöpfungsketten profitieren vor allem die Hersteller von Produkten, die oft aus reicheren, beispielsweise westeuropäischen Ländern kommen. Das geht auf Kosten der Rohstofflieferanten aus ärmeren Ländern.

Blockchain kann dafür eingesetzt werden, Informationsasymmetrien abzubauen und dadurch problematischen Machtverhältnissen die Grundlage zu entziehen.“ In der Vergangenheit haben Dortmunder Wissen­schaft­ler*innen zum Beispiel an einem Nachweis für entwaldungsfreie Kaffee-Lieferketten gearbeitet, der nicht nur für regulatorische Anforderungen von Bedeutung ist, sondern auch soziale und ökologische Aspekte stärkt.

In der Ausrichtung auf gesellschaftlichen Nutzen sehen Henke und Kirchheim auch die Rolle, die Wissenschaft insgesamt für Transformationen spielt. Wissenschaft kann in größeren sozialen und technologischen Transformationsprozessen dazu beitragen, dass nüchtern und sachlich agiert wird. Gleichzeitig erfordere das eine Transformation der Wissenschaft selbst: „Viele Probleme können wir nur in Zusammenarbeit mit anderen Disziplinen und außerwissenschaftlichen Partnern angehen“, sagt Kirchheim. Das ist auch das, was die beiden Forschenden an der Logistik begeistert: Der Blick über Disziplingrenzen hinweg ist hier zentraler Teil der wissenschaftlichen Arbeit.

Text: Hanna Metzen

Dies ist ein Beitrag aus der mundo, dem Forschungsmagazin der TU Dortmund.

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