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Frankfurt am Main, den 23.05.2019

Projekte der Innovationsförderung (12): BlockProof – Einsatz der Blockchain zur Überprüfung von Transportzertifikaten in der Luftfracht

Ein Projekt der TU Darmstadt und ihrer Partner

Das Land Hessen und die HOLM GmbH unterstützen seit 2014 im Rahmen der hessischen Innovationsförderung innovative Projekte und Vorhaben im Bereich Logistik und Mobilität. Inzwischen sind zahlreiche Ideen aus Mitteln des Landes und unter der Projektträgerschaft der HOLM GmbH und der HA Hessen Agentur GmbH gefördert und viele Projekte abgeschlossen worden. Die Projekte werden hier in loser Folge vorgestellt.
Heute präsentieren wir das Projekt „BlockProof – Einsatz der Blockchain zur Überprüfung von Transportzertifikaten in der Luftfracht“ der TU Darmstadt und ihrer Projektpartner. Dazu hat Sören Wallbach, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Fachgebiet Information Systems & E-Services an der TU Darmstadt unsere Fragen zum Projekt beantwortet.

Wie ist die Idee für das Projekt entstanden?
Die Projektidee ist im Rahmen einer HOLM-Veranstaltung aufgekommen. Beim Austausch mit Praxispartnern wurde der aktuelle Validierungsprozess von Transportzertifikaten thematisiert. Im weiteren Austausch wurden mögliche Potenziale sichtbar, die durch eine elektronische Validierung der Zertifikate entstehen könnten. Schnell wurde klar, dass die Blockchain-Technologie mit ihren Artefakten "Unveränderlichkeit" sowie "Nachverfolgbarkeit" eine geeignete technologische Basis für die Validierung der Zertifizierungen sein könnte. In den darauffolgenden Wochen wurde die Idee konkretisiert und beschlossen, dass dieses Thema ein spannendes Forschungsvorhaben sowohl aus Sicht der Logistik- als auch aus Sicht der Wirtschaftsinformatik darstellen würde. 

Nachdem sowohl die IT-Expertise des Fachgebiets Wirtschaftsinformatik - Information Systems und E-Services als auch die Logistik- und Transportexpertise des Fachgebiets Unternehmensführung und Logistik der TU Darmstadt sowie das Praxis-Knowhow der créémedia GmbH im Projektkonsortium vertreten waren, wurde eine Projektskizze erstellt und diese bei der HOLM-Innovationsförderung eingereicht.

Welche Bedeutung hat/hatte die HOLM-Innovationsförderung für das Projekt?
Die HOLM-Innovationsförderung hat eine zentrale Bedeutung für unser Projekt, ohne die wir unser Forschungsprojekt vermutlich nicht hätten realisieren können. Die Luftfrachtbranche zeichnet sich durch geringe Margen sowie einen hohen Wettbewerbsdruck aus. Effiziente, praxisnahe und vor allem auch sichere Prozesse sind in dieser Brachen unerlässlich. Die praxisorientierte Forschung ist daher ein wichtiger Bestandteil, um die bestehende Vorreiterrolle in der Luftfrachtbranche des Standorts Frankfurt sowie das gesamte Rhein-Main-Gebiet weiter zu stärken. Erkenntnisse aus der Forschung tragen oftmals nicht unmittelbar zu verbesserten Prozessen oder höheren Margen der einzelnen Unternehmen bei, weshalb industrielle Forschungsprojekte häufig schwierig umsetzbar sind. Das HOLM bietet eine optimale Plattform für den Projektaustausch zwischen Forschung und Praxis. So können neben den regelmäßigen Projekttreffen, die Räumlichkeiten für Expertengespräche genutzt werden.

Welchen Nutzen für Wirtschaft und/oder Wissenschaft / Politik / Gesellschaft sehen Sie für Ihr Projekt?
Der Blockchain-Technologie werden enorme Potenziale zugeschrieben. In der Logistikbranche entwickeln namhafte Unternehmen beispielsweise Lösungen, wie die Transportkette automatisiert und transparenter gestaltet werden kann. Die bisher betrachteten Lösungen zielen oftmals auf das Tracking und Tracing von Waren ab. Die digitale Verwaltung und Prüfung von Transportzertifizierungen der beteiligten Akteure hingegen wurde bisher noch nicht thematisiert. Unser Projekt soll diesen wichtigen Aspekt beleuchten und ein mögliches Konzept hervorbringen, wie eine digitale Zertifikatsüberprüfung am Standort Frankfurt umgesetzt werden kann. Unsere Erkenntnisse sollen zudem hochrangig publiziert werden und somit zentral zur Blockchain-Forschung im Logistikumfeld beitragen. Zukünftig können aus diesen Ergebnissen zielgerichtete wirtschaftliche und politische Maßnahmen abgeleitet werden.

Was hat Sie am Projekt am meisten überrascht?
Überrascht hat uns am meisten, dass in der Luftfracht noch stark papierbezogene Prozesse das Tagesgeschäft bestimmen. Aus Sicht eines Passagiers, erscheint der Personentransport bereits weitgehend in der Digitalisierung vorangeschritten. Bei vielen Airlines wird beispielsweise der elektronische Check-in mittlerweile als Standard angesehen; das automatisierte Grenzkontrollsystem am Frankfurter Flughafen, das die Passkontrolle innerhalb von Sekunden ermöglicht, ebenfalls. In der Frachtabwicklung hingegen dominiert noch das Papier. Beispielsweise erfolgt sowohl die Anmeldung / Identifikation von Personen als auch die Prüfung von Dokumenten oftmals manuell. IT-Lösungen bieten hier Potenzial, die Prozessqualität sowie die Prozesseffizienz zu erhöhen und somit die Wettbewerbsfähigkeit zu stärken.

Wo sehen Sie weiteren Forschungs-/Anwendungsbedarf und/oder Einsatzbereich?
Unser Forschungsprojekt analysiert zunächst die Prozesse und entwickelt einen konzeptionellen Entwurf, wie die Zertifikatsüberprüfung mittels der Blockchain-Technologie gestaltet werden kann. Hierbei liegt unser Fokus zunächst auf der Ausstellung und Validierung einer spezifischen Zertifizierung. Um die Praxistauglichkeit zu validieren, planen wir die Evaluation einer vorwettbewerblichen, prototypischen Anwendung. 
In weiteren Schritten sollte unser konzeptioneller Entwurf so erweitert werden, dass verschiedene Zertifizierungstypen abgebildet werden können. Weiterhin sollte in enger Kooperation mit Unternehmen die Praxistauglichkeit der Anwendung kontinuierlich evaluiert werden. Aus Forschungssichtweise sollten ebenfalls Studien zum Vertrauen in die Applikation sowie in die Technologie durchgeführt werden. Die Zertifikatsprüfung stellt einen sicherheitsrelevanten Prozess in der Luftfrachttransportkette dar. Es ist daher von zentraler Bedeutung, dass die Anwender den Informationen der Anwendung vertrauen. Die Blockchain-Technologie wird in der Literatur als vertrauensfreie Technologie betrachtet. Die Korrektheit einer Transaktion, welche auf vollständig anonymen Informationen basiert, wird ausschließlich durch kryptografische Verfahren aufgezeigt. Dies stellt einen enormen Unterschied zu herkömmlichen Transaktionen dar, bei denen sich die Akteure in der Regel kennen und ein gewisses Maß an Vertrauen zwischen diesen besteht. Forscher stehen daher vor der Frage, welche Mechanismen Vertrauen in eine vertrauensfreie Technologie schaffen. 

Mit welchen Partnern möchten/wollen Sie das Projekt fortführen/weiterentwickeln?
Für ein mögliches Folgeprojekt wäre das Luftfahrt-Bundesamt (LBA) ein zusätzlicher wünschenswerter Partner. Unser aktuelles Projekt betrachtet die Zertifizierungen am Beispiel der sicheren Lieferkette in der Luftfracht.  Das LBA ist u. a. für die Zulassung der Ausbilder für Luftsicherheitsschulungen oder auch für die Kontrolle der Einhaltung der sicheren Lieferkette zuständig. Mit dem LBA als strategischen Partner könnten regulatorische Hindernisse frühzeitig erkannt und gemeinsam Lösungswege entwickelt werden. Aber auch unsere bestehenden Partner, die HOLM-Innovationsförderung sowie zahlreiche kleine und mittelständische Unternehmen am Luftfrachtdrehkreuz Frankfurt sind für mögliche Folgeprojekte erforderlich. Ohne die Unterstützung durch diese Experten, wäre eine praxisnahe Forschung und Entwicklung nicht möglich. Wir möchten daher allen Unternehmen danken, die uns mit ihrer Expertise unterstützt haben und weiterhin unterstützen.