Wie kann eine erfolgreiche Zusammenarbeit in Open Source Entwicklungsprojekten aussehen? Dieser Frage gingen Sebastian Brüning und Lukas Nikelowski vom Fraunhofer IML sowie Max Schwarzer und Jürgen Sakry von der Dachser SE nach. Auf der Grundlage der im Blockchain Europe Forschungsprojekt „dangerous“ gesammelten praktischen Erfahrungen leiteten sie 14 Gestaltungsprinzipien ab, die in zwei Gruppen zu je sieben Prinzipien unterteilt sind. Die Gestaltungsprinzipien der ersten Gruppe beziehen sich auf die Schaffung von Voraussetzungen für eine erfolgreiche Zusammenarbeit, wie z.B. eine Open-Source-Mentalität, langfristiges Engagement oder klare Verantwortlichkeiten innerhalb der Kooperationsarbeit. Die zweite Gruppe von Gestaltungsprinzipien betrifft die erfolgreiche Entwicklung von Open-Source-Komponenten und umfasst Prinzipien wie die Arbeit in interdisziplinären und erfahrenen Teams, die Verwendung bestehender Standards oder die Gewährleistung der Dokumentation der entwickelten Artefakte. Jeder Grundsatz zielt darauf ab, eine erfolgreiche kollaborative Entwicklung von Open-Source-Komponenten zu gewährleisten.

Entwicklungsprojekt dangerous

Das Ziel des Entwicklungsprojektes dangerous ist eine digitalisierte und automatisierte Gefahrgutabwicklung. Hierbei gilt es, die zeitintensiven Vorbereitungen für den Gefahrguttransport zu minimieren und gleichzeitig die Flexibilisierung vor und während des Gefahrguttransportes, unter Einhaltung der geltenden rechtlichen Bestimmungen, zu erhöhen. Darüber hinaus steht die Sicherstellung der Rückverfolgbarkeit und die persistente Dokumentation des Prozessfortschritts im Fokus. Die Blockchain-basierte Lösung ermöglicht ebenfalls eine Verarbeitung von sensiblen Daten, beispielsweise die Art und Menge des Gefahrguts oder den Zeitstempel der Warenbewegung. Im Rahmen des Entwicklungsprojektes arbeitet Blockchain Europe gemeinsam mit der Dachser SE an Open Source Softwarekomponenten.

Blockchain Navigator

Die Veröffentlichungs-Reihe Blockchain Navigator gewährt Einblicke in aktuelle Forschungsergebnisse des Blockchain Europe Projekts. Es werden gleichsam wissenschaftlich fundierte »Insights«, wie auch praxisgerecht aufgearbeitete Leitfäden und Methoden als »Toolbox« präsentiert, um einen effektiven und zielgerichteten Einsatz der Blockchain-Technologie in den Geschäftsprozessen unterschiedlicher Industrien zu ermöglichen – von der initialen Überlegung bis zur tatsächlichen Einführung. Ganz im Sinne einer open community und des open-knowledge-Ansatzes stellen wir unsere Ergebnisse über dieses Format frei zugänglich zur Verfügung und laden zur Diskussion ein.

Links

• Download des Whitepapers
• Blockchain Navigator
• Informationen zu dangerous

Das Whitepaper kann ab heute kostenfrei heruntergeladen oder online gelesen werden.

Beim erfolgreichen ersten Praxistest der dangerous Blockchain-Komponente in Unterschleißheim wurde ein prototypischer Prozessstrang validiert. Von der Erstellung eines Beförderungspapiers durch den Absender, über die Kontrolle und Übergabe der Gefahrgüter an den Beförderer, bis hin zur Temperatur- & Luftfeuchtigkeitsüberwachung während des Transports, wurde der gesamte Prozess blockchain-basiert und digital abgewickelt. Das Beförderungspapier wurde fälschungssicher in der Blockchain abgelegt und der Transport transparent über den sogenannten DRAGON Puck, ein Internet-of-Things (IoT) Device zur Überwachung des Transports, getrackt und in der Blockchain dokumentiert.

„Der erste Testlauf war sehr erfolgreich und zeigt, dass die Blockchain-Technologie eine durchgängig digitale Gefahrgutabwicklung ermöglicht und damit auch den gesamten Prozess vereinfacht“, erklärt Lukas Nikelowski vom Fraunhofer IML, Product Owner dangerous. „Wir planen weitere Praxistests und stellen anschließend unsere Blockchain-Komponente Open Source zur Verfügung. So können zahlreiche Unternehmen von den Entwicklungen profitieren.“

Rund 4,4 Millionen Tonnen Gefahrgut fahren jährlich über Deutschlands Straßen – Tendenz steigend. Das liegt vor allem an immer mehr akkubetriebenen Haushaltsgeräten sowie dem steigenden Anteil an Elektrofahrzeugen in Deutschland. Die bei jedem anfallenden Transport aufkommenden Begleitdokumente liegen jedoch meist nicht digital vor – und werden schon gar nicht manipulations- und rechtssicher abgespeichert.

Die im Rahmen des Europäischen Blockchain-Instituts entwickelte Lösung »Dragon« (Device for reliable dangerous goods transport) soll nun Abhilfe schaffen. »Mit Dragon gibt es für den Gefahrgutbereich erstmals eine Lösung, um beliebige mobile Endgeräte blockchainfähig zu machen. Blockchainfähige Devices leisten angesichts des stetig steigenden Gefahrgutaufkommens einen wichtigen Beitrag für die Modernisierung des Gefahrgutmanagements. Der Ansatz „Bring your own Device“ macht es möglich, das große Potenzial der Blockchain-Technologie in die operative Gefahrgutlogistik zu bringen«, unterstreicht Prof. Michael Henke, Institutsleiter am Fraunhofer IML. Gerade bei einem stark rechtlich geprägten Thema wie dem Gefahrguttransport, bei dem vom Absender über den Verlader und Beförderer bis zum Empfänger zudem viele Akteure beteiligt sind, entfaltet die Technologie ihr großes Potenzial. 

Mit Dragon sollen künftig relevante Begleitdokumente aus der Blockchain abgerufen, Ereignisse kontinuierlich getrackt und sogenannte Smart Contracts ausgelöst werden. Dadurch lassen sich wiederkehrende Prozesse der Gefahrgutabwicklung automatisieren und rechtssicher speichern. Das spart viel Zeit und minimiert menschliche Fehler. Das Device begleiten soll zudem ein elektronisches Beförderungspapier, das den Informationsaustausch zwischen den Prozessbeteiligten vereinfachen soll, manipulationssicher ist und immer den aktuellsten Informationsstand enthält. Eine Möglichkeit zur Verwaltung der digitalen Papiere wird aktuell im Teilprojekt »Dangerous« im Rahmen des Europäischen Blockchain-Instituts entwickelt und soll Open Source zur Verfügung gestellt werden.

Bereits im Oktober 2020 hatte das Fraunhofer IML einen ersten Prototyp eines Blockchain Device als erste von mehreren Blockchain-basierten Geräteentwicklungen made in NRW vorgestellt.

Das Projekt zum Aufbau des Europäischen Blockchain-Instituts in Nordrhein-Westfalen wird seit Mai 2020 mit rund 7,6 Mio. Euro vom Ministerium für Wirtschaft, Innovation, Digitalisierung und Energie des Landes Nordrhein-Westfalen gefördert. Es ist eng verzahnt mit dem Projekt »Silicon Economy«, das durch das Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur gefördert wird.

„Gefahrgut wickelt man nicht mal eben ab!“, erklärt Giuseppe Perez, Teilprojektleiter Gefahrgut, Blockchain Europe. „Mit der wachsenden Globalisierung, komplexer werdenden Lieferketten und den zunehmenden rechtlichen sowie regulatorischen Anforderungen, steigen auch die Herausforderungen an Unternehmen, auf allen Ebenen der Logistik Regelkonformität zu gewährleisten. Dabei besteht nicht nur die Schwierigkeit, dass unternehmensinterne und -externe Compliance-Vorschriften effizient und effektiv umgesetzt werden sollten, es gilt auch unternehmensübergreifende Lösungen zu schaffen, die eine transparente, sichere und lückenlose Dokumentation ermöglichen.“

Deshalb arbeitet das Teilprojekt aktuell an der Umsetzung eines Assistenzsystems für eine durchgängig digitale Gefahrgutabwicklung. Im Fokus steht dabei die Blockchain-Technologie. Die Eigenschaften und Funktionalitäten der Blockchain bieten ein großes Optimierungspotenzial, um Gefahrgut-Prozesse zu digitalisieren und mithilfe von Smart Contracts zu automatisieren. Eine lückenlose und persistente Dokumentation des Prozessfortschritts wird somit sichergestellt.

„Die Technologie ermöglicht den vertrauenswürdigen, transparenten Austausch sensibler Daten und ein effizientes Gefahrgutmanagement in Übereinstimmung mit den rechtlichen und regulatorischen Bestimmungen. Es wird eine effizientere und papierlose Abwicklung ermöglicht, die einerseits Fehler bei manuellen Arbeitsschritten und andererseits Kosten für den administrativen Aufwand reduziert“, erläutert Giuseppe Perez. Kontrollen werden bei Gefahrguttransporten mit Blockchain deutlich vereinfacht durchgeführt. Alle am Gefahrgutprozess beteiligten Akteure, vom Beförderer bis zum Empfänger, haben Zugriffsrechte auf dieselben Informationen, transparent und sicher.

Auf dem Weg zur durchgängig digitalen Gefahrgutabwicklung haben die Wissenschaftlicher/innen ein neues Entwicklungsprojekt unter dem Namen „Dangerous – Digitalisierung und Automatisierung von Gefahrgut – Rechtskonform und Sicher“ gestartet. Ziel ist die Entwicklung eines neuen Sensor-Devices mit dazugehöriger Webapplikation. Über die Sensoren soll Tracking & Tracing von gefahrgutrelevanten Transportinformationen wie beispielsweise aktuellem Standort- und Temperatur, ermöglicht werden. Über ein Autorisierungsmodul werden die Zugriffrechte der Beteiligten Akteure geregelt und alle Informationen liegen jederzeit sicher vor.

Entwicklungsergebnisse werden im  agilen SCRUM-Prozess erarbeitet und sollen als Open Source zur Verfügung gestellt werden. Auch wenn das Projekt aktuell noch in der Konzeptionierungsphase ist, hat bereits ein Unternehmen Interesse für die Testphase angekündigt. „Auf der UnConference Blockchain Europe (27.-28. April 2021) haben wir das Vorhaben vorgestellt und ein Unternehmen möchte es in den laufenden Prozessen im praktischen Einsatz testen“, so Perez. In diesem Jahr soll der erste Prototyp vorgestellt werden.