Integration von Blockchain zur Rückverfolgbarkeit in der Flugzeugwartung

Der BegriffblockchainDer Begriff „Blockchain“ taucht überall auf, wird aber oft missverstanden. Wenn Menschen das Wort „Blockchain“ hören, denken sie oft an Kryptowährungen, digitale Geldbörsen und das Darknet.

In Wirklichkeit handelt es sich bei Blockchain jedoch um ein sicheres digitales System, das die Art und Weise, wie wir Daten speichern, teilen und überprüfen, grundlegend verändert und ein erstaunliches Potenzial für die Luftfahrtindustrie birgt.

Blockchain ist ein dezentrales digitales Hauptbuch (gemeinsam genutzte Peer-to-Peer-Dateien), das Transaktionen über mehrere Systeme hinweg sicher aufzeichnet. Zu diesen Systemen können Enterprise-Resource-Planning-Systeme (ERP) gehören,MROSoftware, Bestandsverwaltungsplattformen, digitale Zwillingsplattformen und Tools zur Überwachung des Flugzeugzustands.

Das Hauptbuch ist sicher und manipulationssicher. Es funktioniert, indem Transaktionen in „Blöcken“ gruppiert und dann chronologisch aneinandergereiht werden. Sobald die Daten in das Hauptbuch eingegeben und verifiziert sind, können sie nicht mehr entfernt oder verändert werden. Die Einträge bieten einen klaren Prüfpfad aller Aktivitäten.

Da die Hauptbücher unveränderlich sind (oft als „unveränderlich“ bezeichnet), eignet sich Blockchain besonders gut für die Rückverfolgbarkeit von Teilen. Dies ist besonders leistungsstark für das Supply Chain Management (SCM) und die Logistik, da sich die Netzwerke über Kontinente erstrecken und auf unzählige Subunternehmer angewiesen sind.

Blockchain könnte diese Lücken in diesem Datendefizit schließen. McKinsey-Studien haben immer wieder bestätigt, dass die „permanente“ Aufzeichnung von Datentransaktionen durch die Technologie ideal für die Verwaltung eines globalen Versorgungsnetzwerks ist (McKinsey).

Neben der sicheren, unveränderlichen Speicherung ist die Blockchain auch eine leistungsstarke Überprüfung, um sicherzustellen, dass die protokollierten Informationen korrekt sind.

Jedes Update einer Blockchain wird von Computern, sogenannten Knoten, verifiziert, die das Netzwerk betreiben. Diese Knoten einigen sich darauf, was dem Ledger hinzugefügt wird. Dabei werden Regeln wie Proof of Work (z. B. das Lösen komplexer mathematischer Probleme) oder Proof of Stake (Eigentum am Netzwerk als Form der Verpflichtung) verwendet. Dieser mehrschichtige Prozess verhindert, dass einzelne Unternehmen oder Benutzer die volle Kontrolle haben.

Warum Rückverfolgbarkeit in Lieferketten wichtig ist

Da Qualitäts- und Sicherheitsvorschriften für Waren gelten, müssen Unternehmen den vollständigen Ursprung und den Weg eines Produkts kennen. Die endgültige Fertigung kann zwar sicher und ethisch in einem lokalen Werk erfolgen, doch eine einzige Flugzeugkomponente kann Hunderte von Teilen aus Dutzenden von Ländern enthalten.

Diese Blackbox potenzieller Sicherheitslücken setzt stark regulierte Branchen wie die Luftfahrt einem ständigen Sicherheitsrisiko aus. Unternehmen müssen sich – oft blind – auf ein riesiges, globales Netzwerk verlassen, um gut hergestellte und ordnungsgemäß gelagerte Produkte, die den Qualitäts- und Regulierungsstandards entsprechen, sicher auszuliefern.

Mit der Rückverfolgbarkeit können Unternehmen den gesamten Weg jedes Teils verfolgenjede Stufe der LieferketteDadurch können Unternehmen fehlerhafte Chargen schnell identifizieren und isolieren, die Echtheit überprüfen, das Risiko von Fälschungen verringern und Anforderungen an Sicherheit, Nachhaltigkeit und Arbeitsnormen erfüllen.

In traditionellen Lieferketten ist die vollständige Rückverfolgbarkeit ohne Blockchain nicht möglich. Daten sind oft begrenzt, stecken in isolierten Systemen fest, sind papierbasiert dokumentiert oder weisen eine inkonsistente Datenformatierung auf.

Mit Blockchain wird alles aufgezeichnet. Von der Verarbeitung des Rohmaterials bis zum Versand an den Endkunden wird jeder Prozess, jede Bewegung und jeder Besitzerwechsel in einer Blockchain aufgezeichnet, auf die alle Beteiligten in Echtzeit zugreifen können.

Diese Offenheit ermöglicht die sofortige Verfolgung und Rückverfolgung von Waren, was entscheidend ist, um tote Winkel zu minimieren oder die Reaktionszeiten im Falle von Rückrufen oder anderen Störungen zu beschleunigen.

Warum die Flugzeugwartung ein Blockchain-Upgrade benötigt

Die Luft- und Raumfahrtindustrie ist eine der am strengsten regulierten Branchen weltweit und wurde in den letzten Monaten immer genauer unter die Lupe genommen. Wartungsprotokolle, Teilezertifizierungen und Rückverfolgbarkeit sind zum Nachweis der Flugtauglichkeit erforderlich. Dennoch verlassen sich viele Unternehmen und MRO-Anbieter auf veraltete Tools (einschließlich Stift und Papier) und veraltete Software, die nicht für die heutige globale Komplexität ausgelegt ist.

Die Folgen dieses fragmentierten Ansatzes sind deutlich zu erkennen. Im Jahr 2023 erschütterte ein Skandal um AOG Technics und angeblich gefälschte Teiledokumente die Branche und zwang Fluggesellschaften wie United und Delta, Dutzende von Flugzeugen zur Inspektion am Boden zu lassen.

Als Reaktion darauf gründete eine Koalition wichtiger Branchenakteure, darunter Boeing, GE Aerospace und American Airlines, die Aviation Supply Chain Integrity Coalition, um die Rückverfolgbarkeit zu verbessern und nicht zugelassene Teile zu verhindern (Luftfahrtwoche).

Bei Flugzeugteilen ist die Situation schwieriger als bei den meisten anderen Teilen, da sie im Laufe der Jahrzehnte mehrmals den Besitzer wechseln und zwischen OEMs, Leasingfirmen, Fluggesellschaften, unabhängigen MROs und Wiederverkäufern hin- und hergehen können.

Jede Übertragung birgt neue Möglichkeiten für menschliche Fehler, unvollständige Aufzeichnungen oder sogar Betrug. Im Whitepaper zur Rückverfolgbarkeit von CIMPA aus dem Jahr 2023 heißt es: „Es ist immer noch sehr schwierig, eine digitale Kontinuität vom Flugzeughersteller bis zur Fluggesellschaft über die Akteure der Lieferkette hinweg zu gewährleisten“, da es Inkonsistenzen bei Formaten, Standards und IT-Kapazitäten gibt (CIMPA-Whitepaper).

Eine Blockchain für die Luftfahrt behebt diese Mängel direkt. Als gemeinsame Informationsquelle ermöglicht sie allen autorisierten Parteien den sicheren und unveränderten Zugriff auf dieselben Nutzungsdaten während des gesamten Lebenszyklus einer Komponente. Dies verbessert die Zuverlässigkeit von Aufzeichnungen für Inspektionen und Lufttüchtigkeitszeugnisse erheblich und ist besonders wertvoll für gebrauchte oder überholte Teile.

Lassen Sie uns drei aktuelle Anwendungsfälle für Blockchain in der Luftfahrt untersuchen.

Anwendungsfall 1: Herkunft und Rückverfolgbarkeit von Teilen

Für die Luftfahrt liegt die vielversprechendste Anwendung der Blockchain möglicherweise in der Erstellung eines unveränderlichen Prüfpfads für Teile, der sogenannten „Back-to-Birth-Rückverfolgbarkeit“. Back-to-Birth bedeutet, dass die Geschichte eines Teils von der ursprünglichen Herstellung bis zu seiner aktuellen Konfiguration und Nutzung vollständig und nachprüfbar aufgezeichnet wird.

Diese Technologie wird bereits in der Luft- und Raumfahrt eingesetzt. SkyThread for Parts, eine Blockchain-basierte Plattform, die von AFI KLM E&M und der Parker Aerospace Group entwickelt wurde, wird zur Rückverfolgung von Hunderttausenden von Komponenten in Boeing 787-Flugzeugen eingesetzt (Luftfahrtwoche).

Dies ist ein großer Vorteil für die Sicherheit und Kosteneinsparungen, da fehlende oder ungenaue Aufzeichnungen zu Quarantäneteilen, verzögerten Reparaturen und steigenden Kosten führen können. AFI KLM E&M berichtet, dass der Einsatz von SkyThread „die Anzahl der eingehenden Quarantäneteile deutlich reduziert“, was wiederum die Wartung rationalisiert und für reibungslosere Abläufe sorgt (Luftfahrtwoche).

Andere Luftfahrtunternehmen nutzen KI neben Blockchain, um die Rückverfolgbarkeit von Teilen zu verbessern. GA Telesis beispielsweise hat sich mit Alitheon zusammengetan, um optische KI in seine Wilbur-Plattform zu integrieren.

Das Tool namens FeaturePrint erstellt mithilfe von Standardkameras und Blockchain-Verifizierung einen „digitalen Fingerabdruck“ jedes Teils und macht so Tags oder Etiketten überflüssig, die beschädigt oder manipuliert werden können.

Alitheon behauptet, dass die Wahrscheinlichkeit, dass zwei FeaturePrints identisch sind, bei „eins zu einer Billion“ liegt, was dies zu einer nahezu ausfallsicheren Methode zum Nachweis der Authentizität macht (Luftfahrtwoche).

Anwendungsfall 2: Wartungsprotokolle und Lebenszyklusereignisse

Blockchain kann zudem Wartungsereignisse über den gesamten Lebenszyklus eines Flugzeugs hinweg protokollieren und erfassen, wer welche Wartung wann, wo und unter welchen Bedingungen durchgeführt hat. Diese Protokolle sind ein wichtiger Bezugspunkt für Compliance, Sicherheitsuntersuchungen, Versicherungsprüfungen und die spätere Wiederverkaufsbewertung.

Heutzutage werden Wartungsdaten häufig in getrennten Systemen von OEMs, Betreibern und MRO-Anbietern gespeichert. Dies führt häufig zu Inkonsistenzen, Verzögerungen oder fehlenden Aufzeichnungen, obwohl ein einziger Fehler für Fluggesellschaften Ausfallzeiten in Millionenhöhe bedeuten kann.

Ein Artikel aus dem Jahr 2023 in derInternationale Zeitschrift für Produktionsökonomieargumentiert, dass Blockchain diese Koordinationsprobleme löst, indem es „eine einzige Quelle der Wahrheit ermöglicht, die Daten in Echtzeit zwischen allen Beteiligten in der Wartungswertschöpfungskette synchronisiert“ (ScienceDirect: IJPE).

Die Luftfahrt-Blockchain-Plattform SkyThread for Parts bietet unter anderem eine automatische Protokollierung, die eine reibungslose Erfassung aller Teileinstallationen, Reparaturen und der vollständigen Servicehistorie ermöglicht. Jedes Flugzeugteil verfügt über ein eigenes Wartungsprotokoll in einem Format, auf das Käufer, Leasinggeber oder Aufsichtsbehörden leicht zugreifen können.

Auch die Beteiligten können den Daten vertrauen. Das hochsichere Design der Blockchain minimiert das Risiko gefälschter Einträge. Smart Contracts können verwendet werden, um überfällige Services zu kennzeichnen oder die Anmeldeinformationen von Technikern zu überprüfen. (Grenzen).

Anwendungsfall 3: Smart Contracts zur Echtzeit-Verifizierung

Smart Contracts, selbstausführender Code, der in der Blockchain gespeichert ist, bieten eine leistungsstarke Möglichkeit, Regeln durchzusetzen und Aktionen ohne manuelle Eingriffe zu automatisieren.

Im Bereich MRO in der Luftfahrt können sie sicherstellen, dass bestimmte Bedingungen erfüllt werden, bevor ein Teil eingebaut, eine Dienstleistung abgeschlossen oder eine Zahlung freigegeben wird.

Ein Smart Contract könnte beispielsweise überprüfen, ob eine Komponente die erforderlichen Kontrolltests bestanden hat und ob der Techniker zertifiziert ist, bevor die Installation freigegeben wird. Sobald alle Bedingungen erfüllt sind, wird der Vertrag automatisch ausgeführt. Das Ereignis wird protokolliert, der Bestand aktualisiert und sogar die Zahlung freigegeben oder Prüfer benachrichtigt.

Diese Art der Automatisierung reduziert Verzögerungen, verbessert die Verantwortlichkeit und minimiert das Risiko von Fehlern oder Betrug. Eine Studie aus dem Jahr 2023 inComputer in der Industriestellt fest: „Smart Contracts auf Blockchain reduzieren den Bedarf an Vermittlern bei Verifizierungsaufgaben und ermöglichen autonome Vertrauensbildungsmechanismen“ (ScienceDirect: Computers in Industry).

Der CIMPA-Whitepaper zur Rückverfolgbarkeithebt ähnliche Vorteile hervor und beschreibt, wie Blockchain und Smart Contracts „Abgleichsprobleme beseitigen und die Datenzuverlässigkeit verbessern“ über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts hinweg (CIMPA-Whitepaper).

Kurz gesagt: Smart Contracts reduzieren Reibungsverluste. Anstatt Genehmigungen einholen oder sich durch Ordner wühlen zu müssen, erhalten Wartungsteams und Qualitätsmanager eine sofortige Validierung auf Grundlage transparenter, dauerhaft kodierter Regeln.

Hindernisse bei der Umsetzung

Trotz aller Versprechungen hat sich die Blockchain-Technologie in der Luftfahrt nur langsam durchgesetzt. Zwar ist die Technologie in der Branche angekommen, doch eine breite Akzeptanz wird noch immer durch große Hürden verhindert.

Interoperabilität ist eine der größten Herausforderungen. Viele Stakeholder (OEMs, Fluggesellschaften, MRO-Anbieter und Behörden) verwenden unterschiedliche Systeme und Formatierungen zur Datenverwaltung. Für eine vollständige Blockchain-Integration müssten sich alle Akteure in der Lieferkette auf dieselben digitalen Rückverfolgbarkeitsmethoden einigen, diese übernehmen und integrieren (CIMPA-Whitepaper).

Ein weiteres Problem ist der Datenschutz. Die Transparenz der Blockchain ist hier zugleich ihre Achillesferse, da Luftfahrtdaten hochsensible Informationen enthalten. Es ist schwierig zu entscheiden, was in der Blockchain (öffentlich und gemeinsam genutzt) und was außerhalb der Blockchain (privat) aufgezeichnet wird, und wie die Zugriffsberechtigungen verwaltet werden.

Unternehmen müssen entscheiden, was in der Blockchain (öffentlich oder gemeinsam genutzt) und was außerhalb der Blockchain (privat) aufgezeichnet wird und wie die Berechtigungen verwaltet werden. Viele Blockchain-Experten fordern eine Hybridlösung, die genehmigungsbasierte Blockchain-Frameworks mit selektiver Datenoffenlegung in einem ausgewogenen Verhältnis von Transparenz und Datenschutz bietet (Grenzen der Energieforschung).

Kosten und Skalierbarkeit sind ebenfalls wichtige Faktoren. Der Übergang von Altsystemen zu einer Blockchain-basierten Architektur erfordert neue Technologien, neue Arbeitsabläufe und umfangreiche Schulungen.

Vielen kleinen und mittleren Unternehmen fehlt es an der nötigen digitalen Reife und anderen Ressourcen, um Blockchain zu implementieren. Große Partner müssen hier die Initiative ergreifen.

Schließlich herrscht ein skeptisches regulatorisches Umfeld. Behörden wie die FAA und die EASA müssen Blockchain-Aufzeichnungen für Compliance-Audits und Lufttüchtigkeitszeugnisse als rechtsgültig anerkennen. Viele Unternehmen zögern, in Blockchain zu investieren, bevor die Regulierung in Kraft tritt, und setzen bis dahin weiterhin ausschließlich auf dezentrale Technologien.

Branchendynamik und Pilotprogramme

Trotz dieser Rückschläge gibt es Fortschritte – und zwar schnell. Immer mehr Unternehmen starten Pilotprogramme und bilden Konsortien, um mit Blockchain zur Rückverfolgbarkeit im Luftverkehr zu experimentieren.

GA Telesis ist einer der sichtbarsten Early Adopters. Ihre Wilbur-Plattform zur Herkunftsverfolgung von Teilen kombiniert Alitheons FeaturePrint-Technologie (berührungslose Serialisierung), optische KI und Blockchain, um eine vollständig digitalisierte Aufzeichnung der Reise jedes Teils zu erstellen (Alitheon,Luftfahrtwoche).

Der Einsatz von SkyThread for Parts nimmt weiter zu. Die Plattform wurde zunächst in der Pilotphase zur Verfolgung von Boeing 787-Komponenten eingesetzt und wird nun auch von anderen Akteuren wie AJW Technique und L3 Harris übernommen (Luftfahrtwoche).

Und es gibt erste Anzeichen für regulatorisches Interesse. Im Hinblick auf künftige Zulassungen bereitet sich die Aviation Supply Chain Integrity Coalition (ASCIC) vor. Die ASCIC veröffentlichte in ihrem Bericht vom Oktober 2024 eine Reihe von Empfehlungen zur Rückverfolgbarkeit von Teilen (Luftfahrt-Zulieferer).

Zu den Ergebnissen des Berichts gehören:

Was es braucht, um Blockchain in der Flugzeugwartung zu skalieren

Wie im Bericht des ASCIC dargelegt, bedarf es einer umfassenden Zusammenarbeit, um eine neue Technologie vom Pilotprojekt in die Produktion zu überführen.

Die erste Hürde besteht darin, die Akzeptanz zu stärken, denn Blockchain funktioniert nur, wenn andere sie übernehmen. Eine erfolgreiche Einführung hängt von Vertrauen und Zusammenarbeit ab.

Als nächstes müssen sich Organisationen auf Datenstandards einigen, einschließlich einheitlicher Definitionen und Datenformate (JBSM).

Darüber hinaus investieren Unternehmen in die für die Blockchain-Technologie erforderliche Infrastruktur, die sowohl menschliche als auch digitale Ressourcen umfasst. Dazu gehören API-Konnektoren (für Legacy-Systeme), Cloud-basierte Blockchain-Knoten, Smart-Contract-Bibliotheken und die Weiterbildung von Ingenieuren und Datenmanagern.

Und schließlich, und das ist vielleicht der wichtigste Punkt, muss es ein klares Anreizmodell geben. Die Beteiligten müssen einen messbaren und klar definierten Nutzen erkennen, beispielsweise eine kürzere Wartungszeit (TAT), weniger stillstehende Flugzeuge oder schnellere und effizientere behördliche Prüfungen. Größere, gut ausgestattete Unternehmen müssen möglicherweise kleine Akteure unterstützen, denen die Mittel für eine Umstellung der technischen Infrastruktur fehlen.

Frühanwender investieren im Allgemeinen eher, wenn sie erkennen, wie Blockchain die Kosten und die Komplexität der Rückverfolgbarkeit im Laufe der Zeit verringern wird (CIMPA-Whitepaper).

Von der Rückverfolgbarkeit zur Intelligenz

Die Möglichkeiten der Blockchain für die Luftfahrt beschränken sich nicht nur auf die Rückverfolgbarkeit. Sie hat das Potenzial, zu Ihrer operativen Zentrale für Wartungsplanung, Reparaturen und Aufzeichnungen, Teilelebenszyklen und tiefgehende Datenanalysen zu werden.

In Kombination mit KI und maschinellem Lernen können Blockchain-Daten Muster erkennen, Fehler vorhersagen und Korrekturmaßnahmen automatisieren. KI-Systeme werden bereits eingesetzt, um die fehleranfälligsten Teile zu identifizieren, Wartungsanomalien zu erkennen und den Ersatzteilbestand anhand von Nutzungsmustern zu optimieren.

Blockchain kann auch mit prädiktiver Analytik für dynamischere Aufgaben wie die Planung von Reparaturen, Inspektionen und automatischen Nachbestellungen kombiniert werden.

Dieser duale Ansatz ermöglicht auch neuere, anspruchsvollere Modelle wie Prognosen auf Basis digitaler Zwillinge und leistungsbasierte Logistik (PBL). Damit dieser integrierte Ansatz funktioniert, benötigen die Modelle jedoch präzise, zuverlässige Daten in großem Umfang – und genau das kann Blockchain in einzigartiger Weise liefern.

Forscher prognostizieren, dass Blockchain eine „grundlegende Infrastruktur“ für die nächste Generation operativer Intelligenz in der Luftfahrt und anderen Branchen mit hohem Einsatz sein wird (Grenzen).

Die Rolle der Blockchain in der Zukunft der Flugzeugwartung

Blockchain wird in der Flugzeugwartung bereits aktiv getestet, verwendet und verfeinert, um die Rückverfolgbarkeit von Teilen, die Aktualisierung von Wartungsprotokollen und die Einhaltung von Vorschriften durch Smart Contracts zu optimieren.

Erste Pilotversuche sind vielversprechend. Blockchain kann die Lücken in den Bereichen Rückverfolgbarkeit, Vertrauen und Koordination schließen, für die herkömmliche Systeme nicht ausgelegt sind.

Doch egal, wie gut Blockchain-Lösungen für die Luftfahrt sind, der Erfolg hängt von mehr ab als nur von erfolgreichen Proof-of-Concept-Maßnahmen. Damit Blockchain funktioniert, bedarf es des vollen Engagements der Branche mit voller Beteiligung der Luft- und Raumfahrt, einer gemeinsamen Governance und einer regulatorischen Abstimmung.

Die regulatorische Unterstützung ist eher vom „Wann“ als vom „Ob“ abhängig, aber es gibt keine Garantien. Da Schwergewichte wie Boeing, GE und Air France Industries in Blockchain-gestützte Systeme einsteigen, ist eine zukünftige staatliche Zustimmung wahrscheinlich. Die vollständige Genehmigung wird wahrscheinlich davon abhängen, ob Bedenken hinsichtlich Standardisierung, Datenschutz und rechtlicher Zulässigkeit digitaler Aufzeichnungen ausgeräumt werden.

Die Blockchain-Rückverfolgbarkeit in der Luftfahrt hat Fahrt aufgenommen, die Branche insgesamt wird jedoch vorsichtig agieren. In der Zwischenzeit ist es ratsam, sich auf die Zulassung vorzubereiten. Selbst wenn die Regulierungsbehörden länger brauchen als erwartet oder die Technologie nicht wie von Branchenführern erhofft freigeben, profitiert Ihr Unternehmen davon. Das Schließen von Transparenzlücken, die Bereinigung fragmentierter Daten und die Modernisierung veralteter Workflows sind bereits große Erfolge.

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