WO2020099063A1 - System mit mehreren als blockchain organisierten systemteilnehmern und mit blockchain-umschaltung - Google Patents

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WO2020099063A1
WO2020099063A1 PCT/EP2019/078377 EP2019078377W WO2020099063A1 WO 2020099063 A1 WO2020099063 A1 WO 2020099063A1 EP 2019078377 W EP2019078377 W EP 2019078377W WO 2020099063 A1 WO2020099063 A1 WO 2020099063A1
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WO
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blockchain
control device
standby
block
change
Prior art date
Application number
PCT/EP2019/078377
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English (en)
French (fr)
Inventor
Alexander Metzger
Original Assignee
Schuler Pressen Gmbh
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
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Publication date
Application filed by Schuler Pressen Gmbh filed Critical Schuler Pressen Gmbh
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Classifications

    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/60—Protecting data
    • G06F21/64—Protecting data integrity, e.g. using checksums, certificates or signatures
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F21/00—Security arrangements for protecting computers, components thereof, programs or data against unauthorised activity
    • G06F21/50—Monitoring users, programs or devices to maintain the integrity of platforms, e.g. of processors, firmware or operating systems
    • G06F21/57—Certifying or maintaining trusted computer platforms, e.g. secure boots or power-downs, version controls, system software checks, secure updates or assessing vulnerabilities
    • H—ELECTRICITY
    • H04—ELECTRIC COMMUNICATION TECHNIQUE
    • H04L—TRANSMISSION OF DIGITAL INFORMATION, e.g. TELEGRAPHIC COMMUNICATION
    • H04L63/00—Network architectures or network communication protocols for network security
    • H04L63/12—Applying verification of the received information

Definitions

  • the invention relates to a system comprising a plurality of system participants.
  • the system uses several or all of the existing system participants for current operation and is set up to carry out a machining process for machining a workpiece during the current operation of the system.
  • the machining process can be the forming of a workpiece in one or more steps or it can include such forming.
  • the machining of the workpiece can also be or include the punching and / or cutting of a workpiece.
  • Cryptographic approaches are known in order to improve system security and to avoid manipulation as far as possible. Some cryptographic approaches to protect against manipulation are known from digital currencies such as Bitcoin or Ethereum and are based on blockchain technology (compare, for example, Ethereum Homestead Docu- mentation, Release 0.1, March 2017).
  • Blockchain technology uses hash functions to string blocks together in a continuous chain, with each block depending on the content of all other previous blocks.
  • Such a cryptographic backup of data is also known for example from US 2016/0365978 A1.
  • data written into a database are linked in a row using a hash function in order to prevent manipulation.
  • a directed acyclic graph is created based on the dependencies among the transactions to split the transactions when creating a new block in the blockchain.
  • the transactions for the new block can thus be divided into several independent tasks that can be executed in parallel based on the directed acyclic graph. This should save computing time for the creation of a blockchain.
  • WO 2016/154001 A1 also relate to blockchain technology and in particular to checking the integrity of a device before it is used in the context of blockchain technology.
  • the method known from WO 2017/083143 A1 relates to a transaction system for the financial sector in order to validate incoming hash data packets by comparing two received hash data packets with one another.
  • WO 2017/148527 A1 relates to the protection of a network against data corruption. Fake products should also be recognized.
  • the network is a decentralized blockchain, the nodes of which form a tree structure, with the origin node characterizing a new product.
  • the various statuses of a product production, delivery, sale, etc.
  • a management system using block chain authentication for the Internet of Things (IoT) is described in WO 2017/095036 Al.
  • Several nodes are connected via a network.
  • Each node has a core with one or more blockchains, in which individual blocks represent an operating history of the objects that are connected in the common node.
  • the nodes mutually authenticate an operational command for the items connected in a common node.
  • the blockchain-based methods and systems offer a high degree of security against manipulation. ions.
  • the blockchain is static and cannot represent a need for system changes in a system described by the block chain, or at best with a lot of computing effort and time.
  • the system according to the invention is designed in particular as a real-time system. It has several system participants that at least partially communicate with each other.
  • the system is set up to carry out a machining process for machining a workpiece, i.e. to control and / or regulate and / or monitor.
  • the machining process is preferably a cyclically repeating process with a period.
  • Such a process can involve the forming of a workpiece, such as deep drawing and / or extrusion and / or ironing and / or stamping.
  • the process can alternatively include or additionally cut and / or punch a workpiece.
  • the process can have one or more process steps.
  • the system can have, for example, one or more processing machine units, in particular presses or press stages.
  • each of the Processing machine units can process exactly one workpiece within each period, remove them and feed another workpiece.
  • At least some of the system participants or all system participants of the system can be connected to one another via a communication network for communication.
  • Each system participant can be a hardware component, a software component or a combined hardware and software component. These can be components of one or more presses, press systems, forming devices or the like, for example.
  • a system participant can, for example, a motor, a pump, a valve, a sensor, a transfer device for workpiece transfer, a control device, a device for specifying a virtual press control angle, a monitoring unit, a so-called watchdog, a monitoring and / or control computer, etc.
  • the blockchain currently used is constructed according to the blockchain cryptographic principle and has one or more blocks for each system participant used.
  • the current properties are defined for one system participant.
  • the blockchain currently used therefore reflects the properties of all system participants that are used for the current operation of the system.
  • the system also has a control device on.
  • the control device is set up to receive or generate a change request if we want to change at least one property of one or more system participants, remove a system participant for further operation or add a new system participant for further operation.
  • a change request is generated by the control device or an external unit if one or more blocks of the first blockchain are to be changed and / or deleted and / or added or generated in order to improve or enable the future operation of the system. If such a change request is present, an additional blockchain is created on the basis of the change request or, if it already exists, modified if necessary, in such a way that the additional blockchain defines the changed operation of the system compared to the current operation.
  • Blockchain is not able to delete, add or change a block in the currently used blockchain. In such a case, the entire blockchain currently in use would have to be re-verified, since each block in the blockchain is based on the data of all previous blocks. This is precisely why the blockchain is extremely secure. If a system were in operation, regenerating the first blockchain would lead to an interruption of operations. To avoid this, an additional blockchain is available or is at least generated at the moment when a change request occurs for the first time. The current change request is then not implemented in the blockchain currently in use, but in the additional blockchain, which as it were Stand-by blockchain is used. There, the blocks for the system participants are defined according to the change request with the corresponding properties of each system participant. A first blockchain and a second blockchain are then present, the first blockchain forming the currently used blockchain and the second blockchain forming a stand-by blockchain.
  • Blockchain is the blockchain currently used for operating the system and the first blockchain is the stand-by blockchain. It is switched between the first and the second blockchain, which then leads to another operation of the system that has been changed in accordance with the change request.
  • the system according to the invention ensures a high level of security, since the system is organized or mapped according to the blockchain principle blockchain. At the same time, it is possible to make changes in the system without interrupting operation. In this way, the operation can be adapted very quickly in real time to changed external circumstances. In particular, it is possible to adjust the operation of the system one or more times within a period - in the case of a periodic process during workpiece machining - to changed circumstances.
  • control device has AI modules and / or AI algorithms that are set up for pattern recognition and / or pattern analysis and / or pattern prediction.
  • the received operating data can be compared, at least in part, with known patterns or templates, and an action can be derived therefrom using additional historical data, if necessary.
  • the action can be, for example, the creation of the change request.
  • the control device is in particular able to predictively generate a change request if it is determined that the current operation of the system has to be changed in the further course of time or should be changed in order to improve the operation.
  • a change may be necessary or advantageous if the evaluation of the operating data shows that without changing the operation, the required tolerance when machining a workpiece can no longer be met in the future or that, for example, the quality (e.g. lower roughness, lower roughness) Dimensional fluctuations, ...) the machining of the workpiece can be improved by a change.
  • a predictive change in operation can on the one hand improve the quality of the machined workpieces and also reduce the proportion of rejects and ideally eliminate them.
  • the control device can also be set up to generate new patterns and / or to modify existing patterns if the received operating data are not sufficiently similar to a known pattern.
  • the change request can also be transmitted from an external unit to the control device.
  • the external unit can be, for example, an AI unit that receives and evaluates the operating data, as was explained above in connection with the control device.
  • the change request can also be triggered by an operator via the external unit.
  • FIG. 1 shows a schematic representation, similar to a block diagram, of an exemplary system with a plurality of system participants
  • FIG. 2 shows a highly schematic, block circuit-like illustration of the linking of several system participants of a system in a blockchain, as well as a communication network for communication between the system participants,
  • FIG. 3 is a block diagram that exemplifies the linking of several system participants according to the blockchain principle
  • Figure 4 is a block diagram of an exemplary embodiment of the system, in which several system participants in a currently used first blockchain and in a second blockchain forming a stand-by blockchain are linked and
  • Figures 5 and 6 each show the block diagram of the embodiment of Figure 4, which schematically illustrates the change in the operation of the system using the two blockchains after the occurrence of a change request.
  • Figure 1 illustrates an embodiment of a system 10 which is set up for machining a workpiece 11.
  • the system 10 for forming the workpiece 11 is formed.
  • the shaping of the workpiece can include, for example, machining the workpiece by deep drawing and / or extrusion and / or ironing and / or stamping. Additionally or alternatively, the workpiece can be machined by punching and / or cutting.
  • the machining process runs as a cyclic process with a period T.
  • a workpiece 11 is within a period T in a processing machine unit or station of the Systems 10 edited.
  • the system 10 can have one or more processing machine units or stations.
  • the workpiece transfer into or out of the processing machine unit or the station also preferably takes place.
  • the system 10 is illustrated with a single station 12.
  • the station 12 can have, for example, a press 13, a transfer device 14 and a guide angle control 15.
  • the control angle controller 15 is set up, for example, to specify a virtual control angle for the system 10 in order to coordinate the process flow of individual stations 12 or parts thereof in time.
  • a virtual guide angle instead of a virtual guide angle, other superordinate control signals can also be provided.
  • the guide angle controller 15 provides in the system 10 exemplarily shown in Fig. 1 a virtual guide angle for the transfer device 14 and the press 13 and in particular a drive motor 16 of the press 13 be ready.
  • a press ram 17 of the press 13 can be moved via the drive motor 16 in order to deform the workpiece 11.
  • the press 13 has one or more sensors 18 in order to capture operating data D of the current operation of the system 10 and to transmit corresponding signals to the control angle controller 15.
  • there may also be a press control which communicates with the control angle control 15 and receives operating data from one or more of the sensors 18 and controls the press 13, in particular the drive motor 16.
  • FIG. 1 Control angle control 15 integrated. In FIG.
  • sensors 18 are present in order to generate the operating data D, for example the motor current of the input drive motor 16 descriptive motor current signal I, a position of the press ram 17 descriptive position signal P, a pressure force descriptive press force signal F and a vibration of the press frame of the press 13 descriptive vibration signal V.
  • the operating data in particular change dynamically during processing and / or transfer of Workpiece 11 and, for example, also within a period T.
  • the system 10 has a plurality of system participants 22, which form individual components of the system 10 or the station 12.
  • the system participants 22 are, for example, communication-connected to one another via a communication network 23.
  • Each system participant 22 has a communication interface 24 by means of which it is connected to the communication network 23 (FIG. 3).
  • Operating data D can be transmitted, for example, via the communication network 23.
  • System participants 22 of the system 10 are, for example, the drive motor 16, the sensors 18, the guide angle control 15, and the transfer device 14. More complex devices, such as the transfer device 14, can themselves have several system participants 22.
  • the number and type of system participants 22 is defined depending on the specific structure of system 10.
  • the control angle controller 15 can in turn have one or more software modules, each representing a system participant 22.
  • a system participant 22 can therefore be a hardware component, a software component or a combined hardware-software component.
  • a first blockchain 40 which in the state of FIG. 2 represents a blockchain 26 currently used.
  • the individual blocks 25 of the currently used blockchain 26 are connected to one another in series according to the blockchain principle.
  • the solid lines represent the currently used blockchain 26.
  • the dashed lines illustrate the communication network 23.
  • 26 also has a memory 27 for storing encryption data.
  • each block 25 has at least part of the current properties A of the system participant 22.
  • the properties of each system participant 22 are thus described by one or usually several blocks 25 ben.
  • the current properties A of the drive motor 16 can characterize its hardware components (stator, rotor, rotor bearing, etc.) and / or its operation, such as the relationship between the motor current and the torque.
  • Each block 25 also has an encryption module 28.
  • An encryption value Hi of the block in question with the number i is generated in the encryption module 28.
  • Each encryption value Hi is linked to the encryption value Hi_i of the previous block with the number i-1 and forwarded to the subsequent block 25 with the number i + 1.
  • the encryption value Hi of a block 25 thus depends on all previous blocks 25 in the blockchain 26.
  • a manipulation Block 25 would result in a change in all subsequent blocks, so that manipulations can be recognized very easily.
  • the encryption module 28 can, for example, use a cryptographic hash function to generate the encryption values Hi.
  • the corresponding keys for encryption are stored in the memory 27.
  • the system 10 has a superordinate control device 32.
  • the control device 32 is set up to control the individual system participants 22 or blocks 25.
  • the currently used blockchain 26 with the blocks 25 is used. Because the blocks 25 are linked in the block chain 26, it is not possible to change an individual block in real time during the ongoing operation of the system 10. The change in the blockchain 26 currently in use would result in an interruption in operation.
  • the system 10 has, in addition to the first blockchain 40 forming the blockchain 26 currently used, a second blockchain 41, the one
  • Stand-by blockchain 33 forms.
  • the standby blockchain preferably contains a corresponding block 34 of the standby blockchain 33 for each block 25 of the blockchain 26 currently used.
  • the blocks 34 of the standby blockchain 33 are crosshatched in FIGS. 4-6 featured.
  • the standby blockchain 34 is not used for the current operation of the system 10.
  • the current operation of the system 10 is determined exclusively by the properties A in the blocks 25 of the currently used blockchain 26.
  • the operating device D is made available to the control device 32.
  • the control device 32 can also access historical data X, in particular historical operating data and the associated historical properties of the blocks 25, as well as patterns M or templates.
  • control device 32 has the possibility of evaluating the data D, X, M by AI algorithms or AI modules, for example by using methods of pattern recognition, pattern analysis or pattern prediction.
  • control device 32 has the property of being able to process large amounts of data in real time and can have a corresponding big data functionality for this purpose.
  • the control device 32 can determine whether the current operation of the system 10 can be optimized.
  • An optimization possibility can exist, for example, if it is recognized from the current operating data D by pattern analysis based on the historical data X and the pattern M that other system settings lead to better quality workpieces and / or increase the efficiency of the system 10 and / or Production errors that are likely to occur in the future can be avoided. If the control device 32 determines that the operation of the system 10 can be optimized or improved, a change request R is generated.
  • the change request R can also be transmitted to the control device 32 by an external unit 35 will.
  • the change request R can be determined in the external unit analogously to the methods that were explained above for the control device 32.
  • an operator can also trigger a change request R via the external unit 35 and transmit it to the control device 32.
  • the system 10 has at least one and, for example, a plurality of switching units 36, which are designed to switch between the blockchain 26 currently used (first blockchain 40) and the standby blockchain 33 (second blockchain 41) in such a way that that the first blockchain 40, which so far forms the currently used blockchain 26, forms the standby blockchain 33 after the switchover and the second blockchain 41, which was previously the standby blockchain 33, then the currently used block chain 26 forms that defines the current operation of the system 10.
  • the two blockchains 40, 41 are, so to speak, exchanged.
  • a switch unit 36 may be present.
  • the switchover can also be carried out by another switchover device or switchover functionality.
  • the switching is controlled by the control device 32.
  • each switching unit 36 is controlled by the control device 32 via a relevant switching signal S1, S2, S3, S4 to Sn. This representation is exemplary only Lich and the switching can also be done in other ways.
  • FIGS. 4-6 Switching between the two blockchains 26, 33 is illustrated schematically in FIGS. 4-6.
  • the change request R describes which change is required compared to the blocks 25 of the blockchain 26 currently used. This can be changing at least one block 25 and / or deleting at least one block 25 and / or adding at least one block 25.
  • FIG. 4 shows schematically that one of the blocks 25 in the blockchain 26 currently used is to be replaced by a modified block 37.
  • the control device 32 causes the modified block 37 to be inserted in the stand-by blockchain 33 and / or an existing block 34 in the stand-by blockchain 33 to be changed accordingly.
  • the blocks 34 of the stand-by blockchain 33 are generated or modified in such a way that the blocks 34 of the stand-by blockchain 33 correspond to the blocks 25 taking into account the modified block 37.
  • the stand-by blockchain 33 thus contains the previous properties of the system participants 22 corresponding to the currently used blockchain 26, which remain unchanged, and the modification defined by the change request R compared to the previously used blockchain 26.
  • the standby blockchain 33 modified in this way is then verified in accordance with the blockchain encryption method, so that a further modification of the modified standby blockchain 33 is not possible without being recognized, in order to avoid manipulation.
  • control device 32 switches between the two blockchains 26, 33, so that the blockchain 33 currently used becomes the standby blockchain 33 and the previous standby blockchain 33 becomes the one currently used
  • Blockchain 26 will.
  • either the first blockchain 40 forms the currently used blockchain 26 or the second blockchain 41 forms the currently used blockchain 26.
  • either the second blockchain 41 forms the standby blockchain 33 or the first blockchain 40 forms the standby -Blockchain 33.
  • the block diagram shows the first block chain 40 on the inside and the second blockchain 41 on the outside.
  • the first block chain 40 is the block chain currently used 26.
  • the modifying and verifying the standby block chain 33 (second block chain 41) then to order switching Z eit Vietnamese the switching between the first block chain 40 and the second blockchain 41, so that finally the second blockchain 41 forms the currently used blockchain 26, while the first blockchain 40 forms the stand-by blockchain 33.
  • the operation of the system 10 can be maintained and the required change can be carried out on the standby blockchain 33.
  • Switching is eit Vietnamese to an appropriate switching Z then made from one to the other block chain, so that the changes in further operation of the system 10 requested to take effect.
  • the current blockchain used so far, which then forms the stand-by blockchain 33, is then again available for further changes.
  • the stand-by blockchain 33 can also only be generated after the change request R has occurred based on the change request R and the blockchain 26 currently used.
  • Both the first blockchain 40 and the second blockchain 41 can have the same memory 27 or each have a separate memory 27 for storing the encryption data.
  • the invention relates to a system 10 with a plurality of system participants 22, which is set up for machining a workpiece 11.
  • the system participants 22 used for the current operation form a currently used blockchain 33.
  • a control device 32 is provided, which is set up to change or generate an existing further blockchain, which forms a stand-by blockchain 33.
  • Blocks 34 in the stand-by blockchain 33 can be deleted and / or added and / or changed.

Abstract

Die Erfindung betrifft ein System (10) mit mehreren Systemteilnehmern (22), das zur Bearbeitung eines Werkstücks (11) eingerichtet ist. Die für den aktuellen Betrieb verwendeten Systemteilnehmer (22) bilden eine aktuell verwendete Blockchain (33). Eine Steuereinrichtung (32) ist vorhanden, die dazu eingerichtet ist, eine vorhandene weitere Blockchain, die eine Stand-by-Blockchain (33) bildet, zu ändern oder zu erzeugen. Dabei können Blöcke (34) in der Stand-by- Blockchain (33) gelöscht und/oder hinzugefügt und/oder verändert werden. Nach dem vollständigen Erzeugen der Stand-by-Blockchain (33) entsprechend dem Blockchain-Prinzip - einschließlich einer entsprechenden Verschlüsselung bzw. Verifizierung wird zu einem Umschaltzeitpunkt das Umschalten zwischen den beiden vorhandenen Blockchains veranlasst, so dass die bisher verwendete Blockchain (26) zur Stand-by-Blockchain (33) wird und umgekehrt. Auf diese Weise kann der Betrieb des Systems (10) unterbrechungsfrei optimiert werden und dennoch eine hohe Sicherheit gegen Manipulation bereitstellen.

Description

System mit mehreren als Blockchain organisierten System- teilnehmern und mit Blockchain-Umschaltung
[0001] Die Erfindung betrifft ein System aufweisend meh rere Systemteilnehmer. Das System verwendet für einen aktu ellen Betrieb mehrere oder alle der vorhandenen Systemteil nehmer und ist dazu eingerichtet, während des aktuellen Be triebs des Systems einen Bearbeitungsprozess zur Bearbei tung eines Werkstücks auszuführen. Der Bearbeitungsprozess kann das Umformen eines Werkstücks in einem oder mehreren Schritten sein oder ein solches Umformen umfassen. Das Be arbeiten des Werkstücks kann auch das Stanzen und/oder Schneiden eines Werkstücks sein oder beinhalten.
[0002] Um Systeme manipulationssicher auszugestalten werden diese bislang häufig derart ausgeführt, dass ein Zu griff von außen, insbesondere über das Internet, nicht mög lich ist. Allerdings haben solche in sich geschlossenen Systeme den Nachteil, dass eine Fernwartung, eine Ferndiag nose, eine Steuerung oder Zustandsabfrage des Systems von entfernten Orten nicht durchgeführt werden kann.
[0003] Es sind kryptographische Ansätze bekannt, um die Systemsicherheit zu verbessern und Manipulationen möglichst zu vermeiden. Einige kryptographische Ansätze zum Schutz vor Manipulationen sind durch die digitalen Währungen wie Bitcoin oder Ethereum bekannt und beruhen auf der Block- chain-Technologie (vergleiche z.B. Ethereum Homestead Docu- mentation, Release 0.1, March 2017) . Die Blockchain- Technologie verwendet Hashfunktionen, um Blöcke in einer fortlaufenden Kette aneinander zu reihen, wobei jeder Block vom Inhalt aller anderen vorhergehenden Blöcke abhängt.
Wenn solche Blockchains verteilt auf einer Vielzahl von Rechnern verwaltet werden, ist eine Manipulation mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit ausgeschlossen.
[0004] Eine solche kryptographische Sicherung von Daten ist beispielsweise auch aus US 2016/0365978 Al bekannt. Bei dem beschriebenen Verfahren werden in eine Datenbank ge schriebene Daten über eine Hashfunktion in einer Reihe mit einander verknüpft, um eine Manipulation zu verhindern.
[0005] Aus US 2017/0212781 Al ist ein Verfahren bekannt, bei dem Transaktionen in einer Blockchain angelegt werden. Ein gerichteter azyklischer Graph wird basierend auf den Abhängigkeiten unter den Transaktionen erzeugt, um die Transaktionen bei der Erstellung eines neuen Blocks in der Blockchain aufzuteilen. Die Transaktionen für den neuen Block können dadurch in mehrere unabhängige Aufgaben unter teilt werden, die parallel basierend auf dem gerichteten azyklischen Graphen ausgeführt werden können. Dadurch soll für die Erstellung einer Blockchain Rechenzeit eingespart werden .
[0006] Auch die aus WO 2016/154001 Al bekannten Systeme und Verfahren betreffen die Blockchain-Technologie und ins besondere das Prüfen der Integrität einer Einrichtung, be vor sie im Rahmen der Blockchain-Technologie eingesetzt wird .
[0007] In US 2017/0337534 Al werden ein Verfahren und eine Architektur mit mehreren separaten Blockchains be schrieben. Dabei werden mehrere Blockchains in einem Pool organisiert, wobei die Länge jeder Blockchain und die Größe des Pools beschränkt bzw. vorgegeben werden können.
[0008] Das aus WO 2017/083143 Al bekannte Verfahren be trifft ein Transaktionssystem für den Finanzsektor, um an- kommende Hash-Datenpakete zu validieren, indem zwei empfan gene Hash-Datenpakete miteinander verglichen werden.
[0009] WO 2017/148527 Al betrifft den Schutz eines Netz werkes vor Datenkorruption. Außerdem sollen gefälschte Pro dukte erkannt werden können. Das Netzwerk ist eine de zentralisierte Blockchain, deren Knoten eine Baumstruktur bilden, wobei der Ursprungsknoten ein neues Produkt charak terisiert. Über die Blockchain können die verschiedenen Zu stände eines Produkts (Herstellung, Auslieferung, Verkauf, usw.) verfolgt werden, so dass für die beteiligten Partner ein sicheres Nachverfolgungssystem für die Produkte bereit gestellt ist.
[0010] Ein Managementsystem unter Verwendung der Block- chain-Authentifikation für das Internet of Things (IoT) be schreibt WO 2017/095036 Al. Mehrere Knoten sind über ein Netzwerk verbunden. Jeder Knoten hat einen Kern mit einer oder mehreren Blockchains, in der einzelne Blöcke eine Be triebshistorie der Gegenstände abbilden, die in dem gemein samen Knoten verbunden sind. Die Knoten authentifizieren gegenseitig einen Betriebsbefehl für die Gegenstände, die in einem gemeinsamen Knoten verbunden sind.
[0011] Die auf der Blockchain basierten Verfahren und Systeme bieten ein hohes Maß an Sicherheit gegen Manipula- tionen. Andererseits ist die Blockchain statisch und kann einen Bedarf für Systemänderungen in einem durch die Block chain beschriebenen System nicht oder allenfalls mit viel Rechenaufwand und Zeitbedarf abbilden.
[0012] Es kann daher als Aufgabe der vorliegenden Erfin dung angesehen werden, ein System bereitzustellen, das ein hohes Maß an Sicherheit gegen Manipulationen bietet und an dererseits eine ausreichend schnelle Kommunikation zur Steuerung und/oder Überwachung eines Bearbeitungsprozesses eines Werkstücks ermöglicht.
[0013] Diese Aufgabe wird durch ein System mit den Merk malen des Patentanspruches 1 gelöst.
[0014] Das erfindungsgemäße System ist insbesondere als Echtzeit-System ausgebildet. Es hat mehrere Systemteilneh mer, die zumindest teilweise untereinander kommunizieren. Das System ist dazu eingerichtet, einen Bearbeitungsprozess zur Bearbeitung eines Werkstücks auszuführen, d.h. zu steu ern und/oder zu regeln und/oder zu überwachen. Der Bearbei tungsprozess ist bevorzugt ein sich zyklisch wiederholender Prozess mit einer Periodendauer. Bei einem solchen Prozess kann es sich um das Umformen eines Werkstücks handeln, wie etwa das Tiefziehen und/oder Fließpressen und/oder Ab- streckgleitziehen und/oder Prägen. Der Prozess kann alter nativ oder zusätzlich das Schneiden und/oder Stanzen eines Werkstücks umfassen. Der Prozess kann einen oder mehrere Prozessschritte aufweisen.
[0015] Das System kann beispielsweise eine oder mehrere Bearbeitungsmaschineneinheiten, insbesondere Pressen oder Pressenstufen aufweisen. Beispielsweise kann in jeder der Bearbeitungsmaschineneinheiten genau ein Werkstück inner halb jeder Periodendauer bearbeitet, abtransportiert und ein weiteres Werkstück zugeführt werden. Zumindest ein Teil der Systemteilnehmer oder alle Systemteilnehmer des Systems können zur Kommunikation untereinander über ein Kommunika tionsnetzwerk verbunden sein. Jeder Systemteilnehmer kann eine Hardwarekomponente, eine Softwarekomponente oder eine kombinierte Hardware- und Softwarekomponente sein. Dabei kann es sich beispielsweise um Komponenten einer oder meh rerer Pressen, Pressenanlagen, Umformvorrichtungen oder dergleichen handeln. Ein Systemteilnehmer kann beispiels weise ein Motor, eine Pumpe, ein Ventil, ein Sensor, eine Transfereinrichtung zum Werkstücktransfer, eine Steuerein richtung, eine Einrichtung zur Vorgabe eines virtuellen Pressenleitwinkels, eine Überwachungseinheit, ein sogenann ter Watchdog, ein Überwachungs- und/oder Steuerungsrechner, usw. sein.
[0016] Um das System vor Manipulationen zu schützen, bilden mehrere oder alle Systemteilnehmer, die für den ak tuellen Betrieb des Systems verwendet werden, eine Block- chain, die als aktuell verwendete Blockchain bezeichnet wird. Die aktuell verwendete Blockchain ist nach dem kryp- tographischen Prinzip der Blockchain aufgebaut und weist für jeden verwendeten Systemteilnehmer jeweils einen Block oder mehrere Blöcke auf. In dem wenigstens einen Block der aktuell verwendete Blockchain sind die aktuellen Eigen schaften für jeweils einen Systemteilnehmer dessen defi niert. Die aktuell verwendete Blockchain bildet daher die Eigenschaften aller Systemteilnehmer ab, die für den aktu ellen Betrieb des Systems verwendet werden.
[0017] Das System weist außerdem eine Steuereinrichtung auf. Die Steuereinrichtung ist dazu eingerichtet, eine Än derungsanforderung zu empfangen oder zu erzeugen, wenn we nigstens eine Eigenschaft eines oder mehrerer Systemteil nehmer geändert werden soll, ein Systemteilnehmer für den weiteren Betrieb entfernt oder ein neuer Systemteilnehmer für den weiteren Betrieb hinzukommen soll. Eine Änderungs anforderung wird durch die Steuereinrichtung oder eine ex terne Einheit also erzeugt, wenn ein oder mehrere Blöcke der ersten Blockchain geändert und/oder gelöscht und/oder hinzugefügt bzw. erzeugt werden sollen, um den zukünftigen Betrieb des Systems zu verbessern oder zu ermöglichen. Beim Vorliegen einer solchen Änderungsanforderung wird eine zu sätzliche Blockchain auf Basis der Änderungsanforderung er zeugt oder, sofern sie bereits existiert gegebenenfalls mo difiziert, derart, dass die zusätzliche Blockchain den ge genüber dem aktuellen Betrieb angeforderten geänderten Be trieb des Systems definiert.
[0018] Aufgrund des kryptographischen Prinzips der
Blockchain ist es nicht möglich, einen Block in der aktuell verwendeten Blockchain zu löschen, hinzuzufügen oder zu verändern. In einem solchen Fall müsste die gesamte aktuell verwendete Blockchain neu verifiziert werden, da jeder Block in der Blockchain auf den Daten aller vorhergehenden Blöcke aufbaut. Gerade dadurch ergibt sich die hohe Sicher heit der Blockchain. Bei einem in Betrieb befindlichen Sys tem würde das Neugenerieren der ersten Blockchain zu einer Betriebsunterbrechung führen. Um dies zu vermeiden, ist ei ne zusätzliche Blockchain vorhanden oder wird zumindest in dem Moment erzeugt, indem zum ersten Mal eine Änderungsan forderung auftritt. Die aktuelle Änderungsanforderung wird dann nicht in der aktuell verwendeten Blockchain umgesetzt, sondern in der zusätzlichen Blockchain, die sozusagen als Stand-by-Blockchain dient. Dort werden die Blöcke für die Systemteilnehmer entsprechend der Änderungsanforderung mit den entsprechenden Eigenschaften jedes Systemteilnehmers definiert. Somit sind dann eine erste Blockchain und eine zweite Blockchain vorhanden, wobei die erste Blockchain die aktuell verwendete Blockchain und die zweite Blockchain ei ne Stand-by-Blockchain bildet.
[0019] Anschließend wird die im laufenden Betrieb des Systems geänderte bzw. erzeugte zweite Blockchain zu einem UmschaltZeitpunkt für den weiteren Betrieb des Systems ver wendet. Ab dem UmschaltZeitpunkt ist daher die zweite
Blockchain die aktuell verwendete Blockchain für den Be trieb des Systems und die erste Blockchain ist dann die Stand-by-Blockchain. Es wird zwischen der ersten und der zweiten Blockchain umgeschaltet, was dann zu einem der Än derungsanforderung entsprechend veränderten weiteren Be trieb des Systems führt.
[0020] Durch das erfindungsgemäße System ist ein hohes Maß an Sicherheit gewährleistet, da das System nach dem Blockchain-Prinzip Blockchain organisiert bzw. abgebildet ist. Gleichzeitig besteht die Möglichkeit, Änderungen im System ohne Unterbrechung des Betriebs zu ermöglichen. Auf diese Weise kann der Betrieb sehr schnell in Echtzeit an geänderte äußere Umstände angepasst werden. Insbesondere ist es möglich, den Betrieb des Systems ein oder mehrmals innerhalb einer Periodendauer - im Falle eines periodischen Prozesses bei der Werkstückbearbeitung - an geänderte Um stände anzupassen.
[0021] Es ist vorteilhaft, wenn die Steuereinrichtung dazu eingerichtet ist, Betriebsdaten zu empfangen, die den aktuellen Betrieb des Systems beschreiben. Zumindest auf Basis dieser Betriebsdaten und optional weiterer anderer Daten, wie beispielsweise historische Daten und/oder Mus terdaten und/oder Vergleichsdaten usw., kann die Steuerein richtung ermitteln, ob eine Änderung des aktuellen Betriebs des Systems erforderlich bzw. vorteilhaft ist. In diesem Fall kann die Steuereinrichtung die Änderungsanforderung erzeugen. Bei einer bevorzugten Ausführungsform ist die Steuereinrichtung dazu eingerichtet, die Betriebsdaten mit tels KI-Modulen bzw. KI-Algorithmen (KI = künstliche Intel ligenz) auszuwerten. Dabei können KI-Module und KI- Algorithmen zur Big-Data-Verarbeitung verwendet werden.
[0022] Es ist insbesondere vorteilhaft, wenn die Steuer einrichtung KI-Module und/oder KI-Algorithmen aufweist, die zur Mustererkennung und/oder Musteranalyse und/oder Muster vorhersage eingerichtet sind. Die empfangenen Betriebsdaten können zumindest teilweise mit bekannten Mustern oder Vor lagen verglichen und daraus gegebenenfalls unter zusätzli cher Verwendung von historischen Daten eine Aktion abgelei tet werden. Die Aktion kann beispielsweise das Erzeugen der Änderungsanforderung sein. Anhand der Auswertung der Be triebsdaten ist die Steuereinrichtung insbesondere in der Lage, prädiktiv eine Änderungsanforderung zu erzeugen, wenn festgestellt wird, dass der aktuelle Betrieb des Systems im weiteren Zeitverlauf geändert werden muss oder geändert werden sollte, um den Betrieb zu verbessern. Beispielsweise kann eine Änderung dann notwendig oder vorteilhaft sein, wenn die Auswertung der Betriebsdaten ergibt, dass ohne Än derung des Betriebs die geforderte Toleranz bei der Bear beitung eines Werkstücks zukünftig nicht mehr eingehalten werden kann oder dass beispielsweise die Qualität (z.B. ge ringere Rauheit, geringere Dimensionsschwankungen, ...) bei der Bearbeitung des Werkstücks durch eine Änderung verbes sert werden kann. Durch eine prädiktive Änderung des Be triebs kann zum einen die Qualität der bearbeiteten Werk stücke verbessert als auch der Anteil an Ausschuss redu ziert und im Idealfall eliminiert werden.
[0023] Die Steuereinrichtung kann außerdem dazu einge richtet sein, neue Muster zu generieren und/oder vorhandene Muster zu modifizieren, wenn die empfangenen Betriebsdaten keine ausreichende Ähnlichkeit mit einem bekannten Muster haben .
[0024] Zusätzlich oder alternativ kann die Änderungsan forderung auch von einer externen Einheit an die Steuerein richtung übermittelt werden. Bei der externen Einheit kann es sich beispielsweise um eine KI-Einheit handeln, die die Betriebsdaten empfängt und auswertet, wie es vorstehend im Zusammenhang mit der Steuereinrichtung erläutert wurde. Die Änderungsanforderung kann auch durch eine Bedienperson über die externe Einheit ausgelöst werden.
[0025] Vorteilhafte Ausgestaltungen des Systems ergeben sich aus den abhängigen Patentansprüchen, der Beschreibung und den Zeichnungen. Nachfolgend werden bevorzugte Ausfüh rungsbeispiele des Systems anhand der beigefügten Zeichnun gen im Einzelnen erläutert. Es zeigen:
[0026] Figur 1 eine schematische, blockschaltbildähnli che Darstellung eines beispielhaften Systems mit mehreren Systemteilnehmern,
[0027] Figur 2 eine stark schematisierte, blockschalt bildähnliche Darstellung der Verknüpfung mehrerer System- teilnehmer eines Systems in einer Blockchain, sowie ein Kommunikationsnetzwerk für die Kommunikation der System teilnehmer untereinander,
[0028] Figur 3 ein Blockschaltbild, das die Verknüpfung mehrerer Systemteilnehmer nach dem Blockchain-Prinzip bei spielhaft veranschaulicht,
[0029] Figur 4 ein Blockschaltbild eines Ausführungsbei spiels des Systems, bei dem jeweils mehrere Systemteilneh mer in einer aktuell verwendeten ersten Blockchain sowie in einer eine Stand-by-Blockchain bildenden zweiten Blockchain miteinander verknüpft sind und
[0030] Figuren 5 und 6 jeweils das Blockschaltbild des Ausführungsbeispiels aus Figur 4, wobei schematisch das Än dern des Betriebs des Systems unter Verwendung der beiden Blockchains nach dem Auftreten einer Änderungsanforderung veranschaulicht ist.
[0031] Figur 1 veranschaulicht ein Ausführungsbeispiel eines Systems 10, das zur Bearbeitung eines Werkstücks 11 eingerichtet ist. Bei dem hier veranschaulichten Ausfüh rungsbeispiel ist das System 10 zur Umformung des Werk stücks 11 ausgebildet. Unter dem Umformen des Werkstücks kann beispielsweise das Bearbeiten des Werkstücks durch Tiefziehen und/oder Fließpressen und/oder Abstreckgleitzie hen und/oder Prägen umfasst sein. Zusätzlich oder alterna tiv kann das Werkstück durch Stanzen und/oder Schneiden be arbeitet werden. Der Bearbeitungsprozess läuft beim Ausfüh rungsbeispiel als zyklischer Prozess mit einer Periodendau er T ab. Ein Werkstück 11 wird innerhalb einer Periodendau er T in einer Bearbeitungsmaschineneinheit bzw. Station des Systems 10 bearbeitet. Das System 10 kann eine oder mehrere Bearbeitungsmaschineneinheiten bzw. Stationen aufweisen. Innerhalb der Periodendauer T findet vorzugsweise auch der Werkstücktransfer in bzw. aus der Bearbeitungsmaschinenein heit bzw. der Station statt. Beispielsweise ist in Figur 1 das System 10 mit einer einzigen Station 12 veranschau licht. Die Station 12 kann beispielsweise eine Presse 13, eine Transfereinrichtung 14 sowie eine Leitwinkelsteuerung 15 aufweisen. Die Leitwinkelsteuerung 15 ist beispielsweise dazu eingerichtet, einen virtuellen Leitwinkel für das Sys tem 10 vorzugeben, um den Prozessablauf einzelner Stationen 12 oder Teilen davon zeitlich zu koordinieren. Anstelle ei nes virtuellen Leitwinkels können auch andere übergeordnete Steuersignale bereitgestellt werden.
[0032] Die Leitwinkelsteuerung 15 stellt bei dem in Fi gur 1 beispielhaft dargestellten System 10 einen virtuellen Leitwinkel für die Transfereinrichtung 14 und die Presse 13 und insbesondere einen Antriebsmotor 16 der Presse 13 be reit. Über den Antriebsmotor 16 kann ein Pressenstößel 17 der Presse 13 zum Umformen des Werkstücks 11 bewegt werden. Die Presse 13 hat einen oder mehrere Sensoren 18, um Be triebsdaten D des aktuellen Betriebs des System 10 zu er fassen und entsprechende Signale an die Leitwinkelsteuerung 15 zu übermitteln. Alternativ kann auch eine Pressensteue rung vorhanden sein, die mit der Leitwinkelsteuerung 15 kommuniziert und Betriebsdaten von einem oder mehreren der Sensoren 18 erhält und die Presse 13 ansteuert, insbesonde re den Antriebsmotor 16. Bei dem in Figur 1 veranschaulich ten Ausführungsbeispiel ist die Pressensteuerung in die Leitwinkelsteuerung 15 integriert. Lediglich beispielhaft sind in Figur 1 Sensoren 18 vorhanden, um die Betriebsdaten D zu erzeugen, beispielsweise ein den Motorstrom des An- triebsmotors 16 beschreibendes Motorstromsignal I, eine Po sition des Pressenstößels 17 beschreibendes Positionssignal P, ein die Presskraft beschreibendes Presskraftsignal F und ein Vibrationen des Pressengestells der Presse 13 beschrei bendes Vibrationssignal V. Die Betriebsdaten ändern sich insbesondere dynamisch während der Bearbeitung und/oder des Transfers des Werkstücks 11 und beispielsgemäß auch inner halb einer Periodendauer T.
[0033] Das System 10 weist mehrere Systemteilnehmer 22 auf, die einzelne Bestandteile des Systems 10 bzw. der Sta tion 12 bilden. Die Systemteilnehmer 22 sind beispielsgemäß über ein Kommunikationsnetzwerk 23 untereinander kommunika tionsverbunden. Jeder Systemteilnehmer 22 hat eine Kommuni kationsschnittstelle 24, mittels der er an das Kommunikati onsnetzwerk 23 angeschlossen ist (Fig. 3) . Über das Kommu nikationsnetzwerk 23 können beispielsweise Betriebsdaten D übertragen werden. Systemteilnehmer 22 des Systems 10 sind beispielsweise der Antriebsmotor 16, die Sensoren 18, die Leitwinkelsteuerung 15, sowie die Transfereinrichtung 14. Komplexere Einrichtungen, wie beispielsweise die Transfer einrichtung 14, können selbst mehrere Systemteilnehmer 22 aufweisen. Die Anzahl und Art der Systemteilnehmer 22 wird abhängig vom konkreten Aufbau des Systems 10 definiert. Die Leitwinkelsteuerung 15 kann wiederum einen oder mehrere Softwaremodule aufweisen, die jeweils einen Systemteilneh mer 22 darstellen. Ein Systemteilnehmer 22 kann daher eine Hardwarekomponente, eine Softwarekomponente oder eine kom binierte Hardware-Software-Komponente sein.
[0034] In Figur 2 ist beispielhaft die Organisation der Systemteilnehmer 22 in einem Blockschaltbild veranschau licht. Jeder der Systemteilnehmer 22, der für den aktuellen Betrieb des Systems 10 verwendet wird, bildet einen Block
25 in einer ersten Blockchain 40, die im Zustand der Figur 2 eine aktuell verwendete Blockchain 26 darstellt. Die ein zelnen Blöcke 25 der aktuell verwendeten Blockchain 26 sind nach dem Blockchain-Prinzip miteinander seriell verbunden. In Figur 2 stellen die durchgezogenen Linien die aktuell verwendete Blockchain 26 dar. Die gestrichelten Linien ver anschaulichen das Kommunikationsnetzwerk 23. Die Blockchain
26 weist außerdem einen Speicher 27 für die Speicherung von Verschlüsselungsdaten auf.
[0035] Anhand von Figur 3 ist das Prinzip der Verknüp fung von Blöcken einer Blockchain und lediglich beispiel haft der Blöcke 25 der aktuell verwendeten Blockchain 26 veranschaulicht. Jeder Block 25 weist zumindest einen Teil der aktuellen Eigenschaften A des Systemteilnehmers 22 auf. Die Eigenschaften jedes Systemteilnehmers 22 werden somit durch einen oder in der Regel mehrere Blöcke 25 beschrie ben. Beispielsweise können die aktuellen Eigenschaften A des Antriebsmotors 16 dessen Hardwarebestandteile (Stator, Rotor, Rotorlager, usw.) und/oder dessen Betrieb charakte risieren, wie etwa den Zusammenhang zwischen dem Motorstrom und dem Drehmoment .
[0036] Jeder Block 25 hat außerdem ein Verschlüsselungs modul 28. In dem Verschlüsselungsmodul 28 wird ein Ver schlüsselungswert Hi des betreffenden Blocks mit der Nummer i erzeugt. Jeder Verschlüsselungswert Hi wird mit dem Ver schlüsselungswert Hi_i des jeweils vorangegangenen Blocks mit der Nummer i-1 verknüpft und an den darauffolgenden Block 25 mit der Nr. i+1 weitergeleitet. Somit hängt der Verschlüsselungswert Hi eines Blocks 25 von allen vorherge henden Blöcken 25 in der Blockchain 26 ab. Eine Manipulati- on des Blockes 25 hätte eine Veränderung in allen darauf folgenden Blöcken zur Folge, so dass Manipulationen sehr leicht erkannt werden können. Das Verschlüsselungsmodul 28 kann beispielsweise eine kryptographische Hashfunktion zur Erzeugung der Verschlüsselungswerte Hi verwenden. Die ent sprechenden Schlüssel für die Verschlüsselung sind in dem Speicher 27 abgelegt.
[0037] Wie es anhand der Figuren 4-6 veranschaulicht ist, weist das System 10 eine übergeordnete Steuereinrich tung 32 auf. Die Steuereinrichtung 32 ist dazu eingerich tet, die einzelnen Systemteilnehmer 22 bzw. Blöcke 25 zu steuern. Für den aktuellen Betrieb des Systems 10 wird die aktuell verwendete Blockchain 26 mit den Blöcken 25 verwen det. Aufgrund der Verknüpfung der Blöcke 25 in der Block chain 26 ist eine Änderung eines einzelnen Blocks während des laufenden Betriebs des Systems 10 in Echtzeit nicht möglich. Die Änderung der aktuell verwendeten Blockchain 26 hätte eine Betriebsunterbrechung zur Folge.
[0038] Aus diesem Grund weist das System 10 zusätzlich zu der die aktuell verwendete Blockchain 26 bildende ersten Blockchain 40 eine zweite Blockchain 41 auf, die eine
Stand-by-Blockchain 33 bildet. Vorzugsweise enthält die Stand-by-Blockchain für jeden Block 25 der aktuell verwen deten Blockchain 26 jeweils einen korrespondierenden Block 34 der Stand-by-Blockchain 33. Die Blöcke 34 der Stand-by- Blockchain 33 sind in den Figuren 4-6 durch Kreuzschraffur gekennzeichnet. Die Stand-by-Blockchain 34 wird nicht für den aktuellen Betrieb des Systems 10 verwendet. Der aktuel le Betrieb des Systems 10 wird ausschließlich durch die Ei genschaften A in den Blöcken 25 der aktuell verwendeten Blockchain 26 bestimmt. [0039] Der Steuereinrichtung 32 werden die Betriebsdaten D zur Verfügung gestellt. Zusätzlich zu den Betriebsdaten D kann die Steuereinrichtung 32 auch auf historische Daten X, insbesondere historische Betriebsdaten und die dazugehöri gen historischen Eigenschaften der Blöcke 25 sowie Muster M oder Templates zugreifen. Insbesondere verfügt die Steuer einrichtung 32 über die Möglichkeit, die Daten D, X, M durch KI-Algorithmen bzw. KI-Module auszuwerten, indem bei spielsweise auf Methoden der Mustererkennung, Musteranalyse oder Mustervorhersage zurückgegriffen wird. Insbesondere verfügt die Steuereinrichtung 32 über die Eigenschaft, gro ße Datenmengen in Echtzeit verarbeiten zu können und kann hierzu eine entsprechende Big-Data-Funktionalität aufwei sen .
[0040] Auf Basis der Verarbeitung bzw. Bewertung der Be triebsdaten D und optional der historischen Daten X sowie der Muster M kann die Steuereinrichtung 32 feststellen, ob der aktuelle Betrieb des Systems 10 optimiert werden kann. Eine Optimierungsmöglichkeit kann beispielsweise dann vor liegen, wenn anhand der aktuellen Betriebsdaten D durch Musteranalyse auf Basis der historischen Daten X und der Muster M erkannt wird, dass andere Systemeinstellungen zu qualitativ besseren Werkstücken führen und/oder die Effizi enz des Systems 10 steigern und/oder zukünftig voraussicht lich auftretende Produktionsfehler vermieden werden können. Wird durch die Steuereinrichtung 32 festgestellt, dass der Betrieb des Systems 10 optimiert bzw. verbessert werden kann, wird eine Änderungsanforderung R generiert.
[0041] Die Änderungsanforderung R kann auch durch eine externe Einheit 35 an die Steuereinrichtung 32 übermittelt werden. Die Änderungsanforderung R kann in der externen Einheit analog zu den Methoden bestimmt werden, die vorste hend für die Steuereinrichtung 32 erläutert wurden. Alter nativ oder zusätzlich kann auch eine Bedienperson eine Än derungsanforderung R über die externe Einheit 35 auslösen und an die Steuereinrichtung 32 übermitteln.
[0042] Das System 10 weist wenigstens eine und bei spielsgemäß mehrere Umschalteinheiten 36 auf, die dazu ein gerichtet sind, zwischen der aktuell verwendeten Blockchain 26 (erste Blockchain 40) und der Stand-by-Blockchain 33 (zweite Blockchain 41) derart umzuschalten, dass die erste Blockchain 40, die bisher die aktuell verwendete Blockchain 26 bildet, nach dem Umschalten die Stand-by-Blockchain 33 bildet und die zweite Blockchain 41, die bisher die Stand- by-Blockchain 33 war, dann die aktuell verwendete Block chain 26 bildet, die den aktuellen Betrieb des Systems 10 definiert. Die beiden Blockchains 40, 41 werden sozusagen ausgetauscht .
[0043] Zum Umschalten kann zwischen jedem Block 25 und jedem Block 34 der beiden Blockchains 26, 33 jeweils eine Umschalteinheit 36 vorhanden sein. Die Umschaltung kann auch durch eine andere Umschalteinrichtung bzw. Umschalt funktionalität erfolgen. Das Umschalten wird von der Steu ereinrichtung 32 gesteuert. Bei dem dargestellten Ausfüh rungsbeispiel wird jede Umschalteinheit 36 über ein betref fendes Umschaltsignal Sl, S2, S3, S4 bis Sn durch die Steu ereinrichtung 32 angesteuert. Diese Darstellung ist ledig lich beispielhaft und die Umschaltung kann auch auf andere Weise erfolgen.
[0044] Das Umschalten zwischen den beiden Blockchains 26, 33 ist in den Figuren 4-6 schematisch veranschaulicht. Wenn eine Änderungsanforderung R vorliegt, beschreibt die Änderungsanforderung R, welche Änderung gegenüber den Blö cken 25 der aktuell verwendeten Blockchain 26 erforderlich ist. Dies kann eine Änderung wenigstens eines Blocks 25 und/oder das Löschen wenigstens eines Blocks 25 und/oder das Hinzufügen wenigstens eines Blocks 25 sein. In Figur 4 ist schematisch dargestellt, dass einer der Blöcke 25 in der aktuell verwendeten Blockchain 26 durch einen modifi zierten Block 37 ersetzt werden soll.
[0045] Nachdem diese Änderungsanforderung R vorliegt, veranlasst die Steuereinrichtung 32, dass in der Stand-by- Blockchain 33 der modifizierte Block 37 eingefügt und/oder ein bestehender Block 34 in der Stand-by-Blockchain 33 ent sprechend geändert wird. Die Blöcke 34 der Stand-by- Blockchain 33 werden derart generiert bzw. modifiziert, dass die Blöcke 34 der Stand-by-Blockchain 33 den Blöcken 25 unter Berücksichtigung des modifizierten Blocks 37 ent sprechen. Die Stand-by-Blockchain 33 beinhaltet also die bisherigen Eigenschaften der Systemteilnehmer 22 entspre chend der aktuell verwendeten Blockchain 26, die unverän dert bleiben, sowie die durch die Änderungsanforderung R definierte Modifikation gegenüber der bisher aktuell ver wendeten Blockchain 26.
[0046] Anschließend wird die derart modifizierte Stand- by-Blockchain 33 entsprechend dem Blockchain- Verschlüsselungsverfahren verifiziert, so dass eine weitere Modifikation der modifizierten Stand-by-Blockchain 33 nicht unerkannt möglich ist, um Manipulationen zu vermeiden.
[0047] Zu einem geeigneten Umschalt Zeitpunkt veranlasst die Steuereinrichtung 32 das Umschalten zwischen den beiden Blockchains 26, 33, so dass die bisherige aktuell verwende te Blockchain zur Stand-by-Blockchain 33 wird und die bis herige Stand-by-Blockchain 33 zur aktuell verwendeten
Blockchain 26 wird. Mit anderen Worten bildet entweder die erste Blockchain 40 die aktuell verwendete Blockchain 26 oder die zweite Blockchain 41 bildet die aktuell verwendete Blockchain 26. Dementsprechend bildet entweder die zweite Blockchain 41 die Stand-by-Blockchain 33 oder die erste Blockchain 40 bildet die Stand-by-Blockchain 33. In den Fi guren 4-6 ist in dem Blockschaltbild innen die erste Block chain 40 und außen die zweite Blockchain 41 dargestellt. Zunächst ist die erste Blockchain 40 die aktuell verwendete Blockchain 26. Nach dem Auftreten der Änderungsanforderung R und dem Modifizieren und Verifizieren der Stand-by- Blockchain 33 (zweite Blockchain 41) erfolgt dann zum Um schaltZeitpunkt das Umschalten zwischen der ersten Block chain 40 und der zweiten Blockchain 41, so dass schließlich die zweite Blockchain 41 die aktuell verwendete Blockchain 26 bildet, während die erste Blockchain 40 die Stand-by- Blockchain 33 bildet.
[0048] Somit kann bei auftreten einer Änderungsanforde rung R der Betrieb des Systems 10 aufrechterhalten werden und die geforderten Änderung an der Stand-by-Blockchain 33 durchgeführt werden. Zu einem geeigneten UmschaltZeitpunkt wird dann das Umschalten von einer auf die andere Block chain veranlasst, so dass die angeforderten Änderungen im weiteren Betrieb des Systems 10 wirksam werden. Die bislang verwendete aktuelle Blockchain, die dann die Stand-by- Blockchain 33 bildet, steht dann wiederum für weitere Ände rungen zur Verfügung. [0049] Alternativ zum veranschaulichten Ausführungsbei spiel ist es nicht notwendig, dass die Stand-by-Blockchain 33 bereits vor dem Auftreten der Änderungsanforderung R vorliegt. Die Stand-by-Blockchain 33 kann auch erst nach dem Auftreten der Änderungsanforderung R basierend auf der Änderungsanforderung R und der aktuell verwendeten Block- chain 26 generiert werden.
[0050] In den Figuren 4-6 ist das Kommunikationsnetzwerk 23 sowie der Speicher 27 zur besseren Übersicht nicht ver anschaulicht. Sowohl die erste Blockchain 40, als auch die zweite Blockchain 41 kann denselben Speicher 27 oder je weils einen separaten Speicher 27 zum Speichern der Ver schlüsselungsdaten aufweisen.
[0051] Die Erfindung betrifft ein System 10 mit mehreren Systemteilnehmern 22, das zur Bearbeitung eines Werkstücks 11 eingerichtet ist. Die für den aktuellen Betrieb verwen deten Systemteilnehmer 22 bilden eine aktuell verwendete Blockchain 33. Eine Steuereinrichtung 32 ist vorhanden, die dazu eingerichtet ist, eine vorhandene weitere Blockchain, die eine Stand-by-Blockchain 33 bildet, zu ändern oder zu erzeugen. Dabei können Blöcke 34 in der Stand-by-Blockchain 33 gelöscht und/oder hinzugefügt und/oder verändert werden. Nach dem vollständigen Erzeugen der Stand-by-Blockchain 33 entsprechend dem Blockchain-Prinzip - einschließlich einer entsprechenden Verschlüsselung bzw. Verifizierung - wird zu einem UmschaltZeitpunkt das Umschalten zwischen den beiden vorhandenen Blockchains veranlasst, so dass die bisher ver wendete Blockchain 26 zur Stand-by-Blockchain 33 wird und umgekehrt. Auf diese Weise kann der Betrieb des Systems 10 unterbrechungsfrei optimiert werden und dennoch eine hohe Sicherheit gegen Manipulation bereitstellen . Bezugs zeichenliste :
10 System
11 Werkstück
12 Station
13 Presse
14 Transfereinrichtung
15 Leitwinkelsteuerung
16 Antriebsmotor
17 Pressenstößel
18 Sensor
22 Systemteilnehmer
23 Kommunikationsnetzwerk
24 Kommunikationsschnittstelle
25 Block der aktuell verwendete Blockchain
26 aktuell verwendete Blockchain
27 Speicher
28 Verschlüsselungsmodul
32 Steuereinrichtung
33 Stand-by-Blockchain
34 Block der Stand-by-Blockchain
35 externe Einheit
36 Umschalteinheit
37 modifizierter Block
40 erste Blockchain
41 zweite Blockchain
D Betriebsdaten
F Presskraftsignal Hi Verschlüsselungswert
I Motorstromsignal
M Muster
P Positionssignal
R Änderungsanforderung
Si Umschaltsignal
V Vibrationssignal
X historische Daten

Claims

Patentansprüche :
1. System (10) aufweisend mehrere Systemteilnehmer (22), wobei das System für einen aktuellen Betrieb mehrere oder alle der vorhandenen Systemteilnehmer (22) verwen det und dazu eingerichtet ist, während des aktuellen Betriebs des Systems (10) einen Bearbeitungsprozess zur Bearbeitung eines Werkstücks (11) auszuführen, wobei aktuelle Eigenschaften (A) jedes Systemteilneh mers (22), der für den aktuellen Betrieb des Systems (10) verwendet werden, durch jeweils wenigstens einen nach dem Blockchain-Prinzip erzeugten Block (25) in ei ner aktuell verwendeten Blockchain (26) definiert sind, mit einer Steuereinrichtung (32), die dazu eingerichtet ist, bei Vorliegen einer Änderungsanforderung (R) für die aktuell verwendete Blockchain (26), einen oder meh rere Blöcke (34) für eine oder in einer Stand-by- Blockchain (33) auf Basis der Änderungsanforderung (R) zu ändern und/oder zu löschen und/oder zu erzeugen, wo bei die Stand-by-Blockchain (33) für mehrere oder alle der vorhandenen Systemteilnehmer (22) jeweils einen nach dem Blockchain-Prinzip erzeugten Block (34) auf weist, in dem zukünftig für den Betrieb des Systems (10) zu verwendete Eigenschaften des jeweiligen System teilnehmers (22) definiert sind, wobei die Steuereinrichtung (32) dazu eingerichtet ist, zu einem UmschaltZeitpunkt zu veranlassen, dass der ak tuelle Betrieb des Systems (10) unter Verwendung der bisherigen Stand-by-Blockchain (33) fortgesetzt wird.
2. System nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, dass die Stand-by-Blockchain (33) bereits vor dem Auftreten der Änderungsanforderung (R) vorhanden ist und die Steuereinrichtung (32) dazu eingerichtet ist, wenigstens einen Block (34) in der vorhandenen Stand-by-Blockchain (33) zu ändern und/oder wenigstens einen Block (34) zu der vorhandenen Stand- by-Blockchain (33) hinzuzufügen und/oder wenigstens ei nen Block (34) aus der vorhandenen Stand-by-Blockchain (33) zu löschen und anschließend ein Verifizieren der geänderten Stand-by-Blockchain (33) nach dem Block- chain-Prinzip zu veranlassen oder durchzuführen.
3. System nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) dazu eingerichtet ist, Betriebsdaten (D) zu empfangen, die den aktuellen Betrieb des Systems (10) beschreiben, und zumindest auf Basis der Betriebsdaten (D) zu ermit teln, ob eine Änderung des aktuellen Betriebs des Sys tems (10) erforderlich und/oder vorteilhaft ist und in diesem Fall die Änderungsanforderung (R) zu erzeugen.
4. System nach Anspruch 3,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) dazu eingerichtet ist, die die Betriebsdaten (D) mit tels künstlicher Intelligenz auszuwerten.
5. System nach Anspruch 3 oder 4,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) dazu eingerichtet ist, die Betriebsdaten (D) mittels einer Mustererkennung und/oder Musteranalyse zu bewer ten und daraus zu ermitteln, ob eine Änderung des aktu ellen Betriebs des Systems (10) erforderlich und/oder vorteilhaft ist und in diesem Fall die Änderungsanfor derung (R) zu erzeugen.
6. System nach einem der Ansprüche 3 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, dass die Steuereinrichtung (32) zur Big-Data-Analyse und Big-Data-Verarbeitung einge richtet ist.
7. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass die Änderungsanforderung durch eine externe Einheit (35) an die Steuereinrich tung (32) übermittelt wird.
8. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass ein Systemteilnehmer (22) eine Hardware- und/oder eine Software-Komponente ist.
9. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass der Bearbeitungsprozess ein zyklisch mit einer Periodendauer (T) ablaufender Bearbeitungsprozess ist.
10. System nach Anspruch 9,
dadurch gekennzeichnet, dass eine oder mehrere Ände rungsanforderungen (R) innerhalb der Periodendauer (T) auftreten .
11. System nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, dass mehrere oder alle System teilnehmer (22) über ein Kommunikationsnetzwerk (23) kommunikationsverbunden sind.
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