Plattform für beweissichere und rückführbare Bauwerksdaten
Im digitalen Zeitalter ist der Zugang zu verlässlichen und manipulationssicheren Bauwerksdaten entscheidend für nachhaltige Planung, effiziente Instandhaltung und fundierte Entscheidungen. Das Forschungsprojekt CASPAR entwickelt eine innovative Plattform, die Bauwerksdaten sicher bündelt und über offene Standards zugänglich macht – für alle, die auf der Suche nach Transparenz und Effizienz im gesamten Lebenszyklus ihrer Projekte sind.
CASPAR in a nutshell
Technologische Innovationen für verlässliche Bauwerksdaten
Das Forschungsprojekt CASPAR verfolgt einen neuartigen Ansatz, um digitale Bauwerksdaten effizient und manipulationssicher nutzbar zu machen. Ziel ist es, Daten aus unterschiedlichsten Quellen zentral, sicher und interoperabel bereitzustellen – sei es für Forschung, Planung, Instandhaltung oder Dokumentation.
Warum ist das wichtig?
In vielen Projekten liegen relevante Daten verteilt in verschiedenen Formaten und Systemen vor. CASPAR schafft eine Lösung, um diese Informationen strukturiert zu bündeln und langfristig nutzbar zu machen. Hierbei spielt die sogenannte Asset Administration Shell (dt.: „Verwaltungsschale“, kurz: „AAS“) eine zentrale Rolle: Sie stellt sicher, dass Daten standardisiert organisiert und zugänglich sind.
Innovationen im Projekt
Eine zentrale Neuerung im CASPAR-Projekt ist die Einführung des AAS-Standards Version 3.0. Der bisherige Standard definierte, wie Informationen eines digitalen Zwillings strukturiert gespeichert und bereitgestellt werden. Allerdings war er wenig flexibel und beschränkte sich auf grundlegende Anwendungsfälle.
Die neue Version 3.0 erweitert diesen Ansatz und ermöglicht:
- Modularität und Flexibilität: Inhalte der Verwaltungsschale wurden in kleinere, klar strukturierte Komponenten aufgeteilt, um vielseitige Anwendungen entlang der gesamten Wertschöpfungskette zu unterstützen.
- Erhöhte Sicherheit und Interoperabilität: Verbesserte Schnittstellen und Sicherheitsmechanismen erleichtern den sicheren Datenaustausch zwischen unterschiedlichen Systemen.
Außerdem wurde im Projekt ein Demonstrator entwickelt, der anhand realer Bauwerksdaten veranschaulicht, wie die Plattform in der Praxis funktioniert – von der Datenerfassung bis zur sicheren Speicherung und Bereitstellung.
Diese Entwicklungen machen Bauwerksdaten verlässlicher und fördern eine nahtlose Zusammenarbeit in Projekten, indem sie den Austausch zwischen Systemen vereinfachen und den Zugang zu konsistenten, unverfälschten Informationen ermöglichen.
Entwicklung einer zukunftssicheren Plattform
objective partner ist als Technologiepartner intensiv in die Umsetzung der Plattform eingebunden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Softwareentwicklung und der Integration wesentlicher Komponenten:
Entwicklung eines umfassenden Datenkatalogs zur Beschreibung relevanter Datenformate und -nutzungen.
Implementierung standardisierter Schnittstellen (APIs), um einen Datenaustausch zwischen Systemen zu ermöglichen:
- REST-API: Webbasierter Zugriff auf Daten.
- MQTT: Effizientes Protokoll für schnelle Übertragung von Messdaten.
- OPC UA: Industriestandard für sichere Datenkommunikation.
Umsetzung von Sicherheitsmechanismen, darunter:
- Datenverschlüsselung und digitale Signaturen zur Sicherstellung der Datenintegrität.
- Benutzer- und Rechteverwaltung, um einen sicheren Zugriff zu gewährleisten.
Entwicklung eines Prototyps, der anhand realer Bauwerksdaten zeigt, wie CASPAR Daten sammelt, speichert und verfügbar macht.
Unterstützung bei der Projektleitung durch regelmäßige Abstimmungen im Konsortium, Organisation des Austauschs zwischen den Partnern und Aufbereitung sowie Weitergabe der Projektergebnisse.
Ein Schwerpunkt des Forschungsvorhabens liegt auf der rechtsicheren Ablage von Daten. Für diese Aufgabe wird als zugrundeliegende Technologie die „Blockchain“ eingesetzt.
Eine „Blockchain“ ist eine Art dezentralisierte, digitale Datenbank, die Informationen in Blöcken speichert, die miteinander verkettet (engl. “chained”) sind. Im Folgenden werden kurz die grundlegenden Konzepte wiedergegeben:
Rechtsichere Ablage von Daten
Traditionelle Datenbanken werden zentral auf Servern verwaltet, die von einer Organisation oder Behörde kontrolliert werden. Bei einer Blockchain gibt es jedoch keine zentrale Autorität. Sie wird von einem Netzwerk von Computern (Nodes) verwaltet, die alle eine Kopie der gesamten Blockchain haben.
Da jede Transaktion in der Blockchain öffentlich gespeichert wird, kann jeder im Netzwerk die Informationen einsehen. Jede Änderung ist nachvollziehbar und permanent, was das Vertrauen und die Sicherheit erhöht.
Einmal in die Blockchain eingetragene Daten können nicht mehr verändert oder gelöscht werden, ohne dass die Mehrheit des Netzwerks zustimmt. Dies macht die Blockchain resistent gegenüber Manipulation und Betrug.
Informationen werden in Blöcken gespeichert. Jeder Block enthält eine Liste von Transaktionen und einen “Hash” (eine kryptografische Prüfsumme) des vorherigen Blocks. Dies schafft eine Kette von Blöcken, wodurch die Integrität der Daten aufrechterhalten wird.
Da es keine zentrale Autorität gibt, müssen die Teilnehmer des Netzwerks einen Konsens darüber erzielen, welche Transaktionen in die Blockchain aufgenommen werden sollen. Bekannte Mechanismen hierfür sind der “Proof of Work” (wie bei Bitcoin) oder “Proof of Stake”.
Effiziente Datenverwaltung im gesamten Projektlebenszyklus
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Alexander Gordt
Head of Industrial Solutions
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