Interview mit Yoav Nahshon vom Fraunhofer IWM zur Einführung von Materialdatenräumen und das Erzeugen von Mehrwert im Geschäftsalltag.
Welches Problem löst das Projekt PMD-X-MAPRO?
PMD-X-MAPRO unterstützt Unternehmen dabei, Material- und Fertigungsdaten digital zugänglich, maschinenlesbar und über die gesamte Lieferkette hinweg interoperabel zu machen. Dies reduziert den manuellen Aufwand des Datenaustauschs, verbessert die Konsistenz der Datenbasis und eröffnet neue Möglichkeiten für Simulation, Optimierung und Zusammenarbeit.
Woraus besteht die Lösung genau?
Unsere Lösung ist ein digitaler Materialdatenraum, der zwei sich ergänzende Systeme kombiniert. Einerseits umfasst sie einen Fertigungsdatenraum auf Basis der Asset Administration Shell (AAS)-Technologie, wobei das Fraunhofer IESE Unternehmen bei der Einführung von Datenraumkonzepten unterstützt und Tools wie BaSyx zur leichteren Implementierung bereitstellt. Andererseits umfasst sie ein vom Fraunhofer IWM entwickeltes semantisches Ökosystem, das Ontologien wie PMDCo nutzt, um Wissensmanagement zu ermöglichen. Zusammen gewährleisten diese Komponenten einen sicheren Datenaustausch und eine aussagekräftige Dateninterpretation.
Welche Vorteile sind in der Praxis zu erwarten?
In der Praxis wird der Datenaustausch zwischen Unternehmen schneller und zuverlässiger, bei werkstoffintensiven Prozessen wird die Materialauswahl und Fertigungsoptimierung erleichtert, für die Simulation in Entwicklung und Konstruktion sind bessere Inputdaten zu erwarten. Gleichzeitig werden Datensilos und manuelles Datenhandling reduziert. So entsteht eine Grundlage für neue digitale Dienste und Geschäftsmodelle.
Kann ich nur einen Teil des Datenraums nutzen?
Beide Komponenten können unabhängig voneinander genutzt werden. Der Fertigungsdatenraum konzentriert sich auf den sicheren und föderierten Datenaustausch, während das semantische Ökosystem auf die Strukturierung, Verknüpfung und Anreicherung von Materialdaten ausgerichtet ist. Viele Unternehmen entscheiden sich dafür, zunächst mit einem Teil zu beginnen und integrieren den anderen zu einem späteren Zeitpunkt.
Welche technischen Voraussetzungen müssen wir erfüllen, um einsteigen zu können?
Eine Standard-IT-Infrastruktur, ob cloudbasiert oder vor Ort, ist ausreichend. Wichtig ist der Zugriff auf relevante Datenquellen wie ERP-, PLM-, MES- oder Laborsysteme sowie die Möglichkeit, Daten über Schnittstellen oder APIs auszutauschen. Zudem müssen Daten in AAS- oder semantisch strukturierten Formaten bereitgestellt oder genutzt werden. Eine komplette Umstellung bestehender Systeme ist nicht erforderlich.
Wie lässt sich die Datenraumlösung in unsere bestehende Systemlandschaft integrieren?
Die Integration ist eher schrittweise als disruptiv angelegt. Bestehende Systeme wie ERP, PLM, MES oder Laborsoftware werden über Datenkonnektoren und APIs angebunden. AAS-basierte digitale Darstellungen und semantische Zuordnungen stellen sicher, dass die Daten systemübergreifend konsistent genutzt werden können. In den meisten Fällen liegt der Hauptaufwand eher im Daten-Mapping und in der Schnittstellenkonfiguration als im Austausch der bestehenden Infrastruktur.
Welche internen Kompetenzen und Ressourcen sind erforderlich?
Die Umsetzung erfordert in der Regel eine Kombination aus IT- und Fachkompetenz. Für die Integration werden Dateningenieure oder IT-Architekten benötigt, während Material- oder Fertigungsexperten ihr Fachwissen einbringen. Grundkenntnisse im Bereich semantischer Technologien sind hilfreich, können aber auch von Fraunhofer kommen. Der genaue Aufwand hängt vom Ausgangspunkt und den Zielen des Unternehmens ab.
Wie wird die Datenhoheit gewährleistet?
Datenhoheit ist ein Kernprinzip der Lösung. Sie folgt einem föderierten Datenraum-Ansatz, was bedeutet, dass jedes Unternehmen jederzeit die volle Kontrolle über seine Daten behält. Die Unternehmen entscheiden, welche Daten mit wem und unter welchen Bedingungen geteilt werden. Es gibt keine zentrale Datenhoheit, und sensible Informationen können vollständig geschützt bleiben.
Wie hoch sind die Kosten und der erwartete ROI?
Die Kosten hängen von der jeweiligen Konfiguration ab. Die Teilnahme an etablierten Datenräumen wie Catena-X kann mit Gebühren verbunden sein, und für die Integration und Einrichtung ist in der Regel ein gewisser Aufwand erforderlich. Die semantische Plattform basiert auf offenen Standards, ist jedoch nicht vollständig Open Source, sodass Lizenz- oder Servicekosten anfallen können. Im Gegenzug profitieren Unternehmen von einem geringeren manuellen Aufwand, einer höheren Datenqualität, schnelleren Entwicklungszyklen und Möglichkeiten neuer digitaler Angebote.
Inwiefern unterstützt der Materialdatenraum regulatorische Anforderungen (z. B. Digital Product Passport, CO₂-Berichterstattung)?
Da die Daten strukturiert und rückverfolgbar sind, lassen sich die für Initiativen wie den Digital Product Passport erforderlichen Informationen wesentlich einfacher erstellen und bereitstellen. Zudem verbessert sich die Transparenz in Bezug auf Materialien und Prozesse, was die CO₂-Bilanzierung und eine umfassendere Nachhaltigkeitsberichterstattung unterstützt. Dies hilft Unternehmen, sich sowohl auf aktuelle als auch auf künftige regulatorische Anforderungen vorzubereiten.
Wie werden Ontologien und semantische Modelle erstellt und gepflegt?
Kernontologien wie PMDCo werden von Fachexperten entwickelt und gepflegt. Unternehmen können diese Modelle direkt nutzen, an ihre Bedürfnisse anpassen oder um ihr eigenes Fachwissen erweitern. Beiträge sind möglich, aber nicht erforderlich, und es steht Unterstützung zur Verfügung, um Konsistenz und Benutzerfreundlichkeit zu gewährleisten.
Ist die Lösung mit Standards wie Catena-X, Manufacturing-X und AAS kompatibel?
Ja, Interoperabilität ist ein zentrales Designprinzip. Unsere Lösung baut auf der Asset Administration Shell auf, orientiert sich an den in Catena-X und Manufacturing-X verwendeten Datenraumkonzepten und nutzt Semantic-Web-Standards. Dies gewährleistet langfristige Kompatibilität und verringert das Risiko einer Anbieterabhängigkeit auf Datenebene.
Inwiefern unterscheidet sich dies von bestehenden Initiativen?
Das Besondere an PMD-X-MAPRO ist, dass es zwei Welten zusammenführt, die oft getrennt behandelt werden: den sicheren Datenaustausch über föderierte Datenräume und das semantische Verständnis durch Ontologien und Linked Data. Diese Kombination ermöglicht nicht nur den Datenaustausch, sondern auch maschinell interpretierbares Wissen über Organisationsgrenzen hinweg.
Wie können wir loslegen?
Die meisten Unternehmen beginnen mit einem Pilotprojekt oder einem Proof of Concept. Dies kann die Integration eines ausgewählten Datensatzes, das Testen eines bestimmten Anwendungsfalls oder die Anbindung an eine Datenraum-Initiative umfassen. Wir unterstützen und helfen, einen maßgeschneiderten Ansatz zu definieren, der zu den Zielen und dem Reifegrad der Organisation passt.
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Fraunhofer-Institut für Werkstoffmechanik IWM