Vernetzung, datenbasierte Dienste und der Bedarf an unternehmensübergreifender Zusammenarbeit nehmen im Maschinen- und Anlagenbau kontinuierlich zu. Dabei entwickeln sich Daten zu einer strategischen Ressource – sei es für die Kommunikation auf dem Shopfloor, zwischen Geschäftspartnern oder entlang dynamischer Liefernetzwerke. Während sich datengetriebene Plattformmodelle im B2C-Umfeld etabliert haben, stoßen zentralisierte Ansätze im industriellen B2B-Kontext an Grenzen. Einerseits fehlt es Firmen an Einfluss, um ihre Systemarchitekturen durchsetzen zu können, andererseits ist das Vertrauen in zentrale Plattformbetreiber, sogenannte Hyperscaler, gering. Die Sorge, sensibles Know-how preiszugeben und damit die eigene Marktposition zu gefährden, hemmt den Datenaustausch signifikant. Genau hier setzen Datenräume an.
Datenräume verfolgen einen dezentralen, föderaler Ansatz. Der Eigentümer behält die Hoheit über seine Daten; eine Weitergabe an andere Akteure erfolgt ausschließlich kontrolliert, regelbasiert und zweckgebunden. Transparente Architekturen und Regeln, definierte Rollenmodelle und Nutzungsbedingungen schaffen die Grundlage für Vertrauen und Datensouveränität. Dies ist insbesondere im Maschinen- und Anlagenbau relevant, wo Akteure häufig mehrere Rollen einnehmen und neben statischen Unternehmens- und Produktdaten auch hochdynamische Betriebsdaten geteilt werden müssen.
Regulatorische Vorgaben erzeugen zusätzlichen Handlungsdruck. Die europäische Datenstrategie und insbesondere der EU Data Act adressieren Datenzugang, Portabilität und Wiederverwendung. Für die Branche ergeben sich daraus neben rechtlichen Vorgaben auch technische Anforderungen an Zugriffskontrolle, Schnittstellen und Engineering-Prozesse. Ziel ist ein europäischer Binnenmarkt für Daten, der Wettbewerbsfähigkeit und digitale Souveränität gleichermaßen stärkt. Zusätzlich sollen mit der neuen Ökodesign-Verordnung und der Etablierung eines digitalen Produktpasses (DPP) produktbezogene Informationen elektronisch erfasst, verarbeitet und zwischen Unternehmen, Behörden und Verbrauchern geteilt werden, um die Transparenz innerhalb der Wertschöpfungskette zu erhöhen.
Technische Grundlagen föderierter Datenräume
Ein Datenraum ist ein dezentrales, interoperables und sicheres Ökosystem, in dem Teilnehmer Daten austauschen können, ohne die Kontrolle über diese aufzugeben. Teilnehmer agieren flexibel als Datenanbieter oder -konsumenten, hinzu kommen die Betreiber des Datenraums. Der eigentliche Datentransfer erfolgt stets direkt zwischen Datenanbieter- und -konsument ohne zwischengeschaltete Plattform.
Im Unterschied zu zentralisierten Plattformen liegt die Entscheidungshoheit über Daten stets bei deren Anbieter. Jeder Teilnehmer kann eigenständig festlegen unter welchen Bedingungen seine Daten von wem genutzt werden dürfen. Dadurch entsteht ein hohes Maß an Vertrauen, das Voraussetzung für den Austausch sensibler industrieller Informationen ist.
Ein akzeptierter konzeptioneller Rahmen bildet das International Data Space Referenzarchitekturmodel (IDS RAM), in dem der grundsätzliche Aufbau und die Funktionsweise eines Datenraums inklusive der Rollen und Architekturprinzipien definiert werden. Zur Vermeidung zentraler Macht- und Lock-in-Strukturen und somit zur Vertrauensherstellung, stellen alle Komponenten hierbei Dienste dar. Eine Kernkomponente ist der sogenannte Connector: eine Software, die als eine Art Gateway fungiert und den souveränen Datenaustausch ermöglicht. Über dessen Control Plane werden automatisiert Nutzungsbedingungen verhandelt und erst bei erfolgreicher Einigung wird der Zugriff auf die Data Plane freigegeben. Über einen Broker oder Metadaten-Katalog können Datenangebote und Zugriffsbedingungen gesucht und aufgefunden werden. Ein Identity Provider verwaltet und bestätigt neutral Identitäten von Datenraumteilnehmern. Clearing Houses protokollieren revisionssicher Datentransaktionen und Vertragsereignisse. Grundlage für die durchgängige Interpretierbarkeit der Daten ist Interoperabilität und eine gemeinsame Semantik.
Industriellen Nutzung erfordert Interoperabilität
Aus Sicht von Maschinenbau-Ingenieuren sind Interoperabilität und Praxistauglichkeit entscheidend. Datenräume müssen den einfachen Anschluss von Maschinen und Anlagen erlauben und den Austausch dynamischer Betriebsdaten unterstützen, um Use Cases wie Energieverbrauchsmanagement, Remote Operation oder Predictive Maintenane zu ermöglichen. Gleichzeitig ist eine durchgängige Interpretierbarkeit der Daten essenziell.
Hier spielen etablierte Schnittstellenstandards eine zentrale Rolle. Sie gewährleisten, dass Unternehmen effizient am Datenraum teilnehmen können. Die IEC-standardisierte Technologie OPC UA ist genau solch ein Standard für die sichere, herstellerübergreifende Kommunikation und wird im Maschinen- und Anlagenbau bereits flächendeckend für die Shopfloor-Kommunikation verwendet. Companion Specifications definieren dabei semantisch einheitliche Informationsmodelle für Maschinen und Komponenten und bilden damit eine entscheidende Grundlage für die Dateninterpretierbarkeit.
Im Rahmen des vom BMWE geförderten Projekts Factory-X der Initiative Manufacturing-X wurde mit dem sogenannten MX-Port ein generisches Integrationskonzept publiziert, das aktuell in drei unterschiedlichen Konfigurationen umgesetzt wird. Die Port-Konfigurationen Herkules und Leo basieren auf der Asset Administration Shell (AAS) als zentraler Architekturkomponente und adressieren insbesondere den Austausch von lieferketten-und produktbezogenen Informationen. Die Konfiguration Orion fokussiert hingegen dynamische Shopfloor-Daten und beschreibt die technische Integration von OPC UA einschließlich Companion Specifications mit dem Data Space Protocol (DSP) bzw. dem Decentralised Claims Protocoll (DCP).
Die Umsetzung des Datenraum-Connectors nach dem DSP/ DCP in Verbindung mit OPC UA und Companion Specifications wird auch im EU-geförderten Projekt Sm4artenance fokussiert, um Shopfloor-Daten zu teilen. Das Projekt hat den Aufbau einer europäischen Datenraumföderation zum Ziel, wodurch dem Einsatz standardisierter interoperabler Schnittstellen eine entscheidende Bedeutung zukommt.
Der VDMA beteiligt sich in den bereits genannten Projekten, um die Interessen seiner Mitglieder zu vertreten und den Einsatz etablierter Standards zu fördern. In seinen Arbeitsgruppen sorgt der VDMA für die stetige Weiterentwicklung der OPC UA Companion Specifications. In der Initiative umati (universal machine technology interface) wurden bereits erste vorwettbewerbliche Datenraumumsetzungen unter Nutzung von OPC UA mit Companion Specifications realisiert, um vor allem auch kleinen und mittleren Unternehmen die Teilnahme an Datenräumen zu erleichtern.
