Catena-X: Durchgängige Dateninfrastruktur mit Novatec und i-flow

Die Automobilbranche und deren Zulieferindustrie stehen vor erheblichen regulatorischen Herausforderungen. In den nächsten fünf Jahren werden der Data Act, das CO2-Reporting und der Digital Product Passport durch EU-Verordnungen wie die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) und nationale Gesetze verpflichtend. Gleichzeitig werden Märkte wie China einen Batteriepass einführen. Um diese Anforderungen zu erfüllen, bietet Catena-X der Automobilindustrie ein effektives Framework. Gleichzeitig ermöglicht das Framework neue, datengetriebene Geschäftsmodelle zu entwickeln. Infolgedessen wird Catena-X als große Chance für die Automobilindustrie angesehen. OEMs wie BMW, Mercedes-Benz und Volkswagen treiben die Entwicklung aktiv voran und fordern die Einführung zunehmend von ihrer Lieferkette. Diese Case Study untersucht die Herausforderungen, die Automobilzulieferer dabei bewältigen müssen. Zudem zeigt sie auf, wie eine Zusammenarbeit mit Novatec und i-flow eine erfolgreiche Catena-X Integration mittels einer durchgängigen Dateninfrastruktur ermöglicht.

Grundlagen und Überblick

Catena-X beruht auf einer Förderinitiative des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). In diesem Rahmen wurde ein Konsortium von führenden Unternehmen wie BMW, Bosch, Mercedes-Benz, SAP und Siemens aus der Automobil- und IT-Branchen gegründet. Nach Abschluss des Förderprojektes wird die Initiative in Form eines Vereins weitergeführt. Ziel ist die Schaffung eines offenen Datenökosystems zur Standardisierung und Verbesserung des Datenaustauschs entlang der Lieferkette.

Wie funktioniert Catena-X?

Das Herzstück bildet der sogenannte Datenraum (Data Space), in dem der Datenaustausch Peer-to-Peer zwischen zwei Unternehmen erfolgt. Dabei basiert der Datenaustausch auf folgenden Schlüsselprinzipien:

1. Datensouveränität: Jeder bleibt Eigentümer der bereitgestellten Daten. Dabei entscheiden Unternehmen selbst, welche Daten sie teilen, mit wem sie diese teilen und unter welchen Bedingungen.
2. Datentransparenz: Teilnehmer können Nutzen aus dem Datenaustausch mit anderen Unternehmen ziehen (z.b. auf Basis wertschöpfungsübergreifender Daten bzgl. Rückverfolgbarkeit)
3. Datenstandardisierung: Daten müssen nach Catena-X Standard entweder manuell (z.B. im CSV-Format) oder durch automatische Datenpipelines integriert werden. Kernkomponente für den Datenaustausch ist der Eclipse Data Space Connector (EDC). Dieser Konnektor steuert den konformen Datenaustausch und kombiniert die Daten mit standardisierten und individuellen Nutzungsrechten.
4. Use-Case Fokus: Catena-X fokussiert sich auf die Umsetzung spezifischer Use-Cases, die einen hohen Nutzen für die Automobilindustrie bieten, darunter:
   • Product Carbon Footprint: Ermöglicht eine einfache Erfassung und Aggregation der CO2-Emissionen entlang der Lieferkette.
   • Rückverfolgbarkeit: Austausch qualitätsrelevanter Daten zur Optimierung von Rückrufaktionen.
   • Batteriepass: Verfolgt den Lebenszyklus einer Batterie, um Nachhaltigkeit und Recycling zu fördern.

Wann wird Catena-X eingeführt?

Catena-X ist keine einzelne, einmalige Einführung, sondern eine fortlaufende Initiative, die schrittweise umgesetzt wird. Dabei begann die Entwicklung und Implementierung 2021 aus einer Förderinitiative des Bundesministeriums für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK). Erste Pilotprojekte und Anwendungen wurden in den folgenden Jahren getestet und weiterentwickelt. Wann Automobilzulieferer das Framework einsetzen müssen, hängt dabei stark von den Anforderungen des jeweiligen OEM ab. Unternehmen können jedoch bereits jetzt über einen definierten Onboarding-Prozess mit der Einführung beginnen.

Einführung stellt Automobilzulieferer vor Herausforderungen

Automobilzulieferer stellt die bevorstehende Einführung von Catena-X in vielerlei Hinsicht vor Herausforderungen:

1. Komplexe Systemintegration: Zulieferer nutzen oft unterschiedlichste OT- und IT-Systeme in ihren Werken. Die Integration dieser Systeme in die Catena-X Datenräume erfordert eine Anpassung vorhandener Datenformate und -strukturen. Dies kann sehr ressourcenintensiv sein.
2. Organisatorische Hürden: Die Einführung erfordert Ressourcen und möglicherweise Investitionen in neue Technologien und Infrastruktur. Experten müssen im Konzept rund um das Framework geschult werden.
3. Langfristiger Nutzen: Zulieferer sollten sicherstellen, dass die Catena-X Integration mit der strategischen Ausrichtung und den Geschäftszielen zum Beispiel in Bezug auf Digitalisierung und Nachhaltigkeit übereinstimmt. Zudem ist die Nutzung eng mit der Erfüllung von Nachhaltigkeitszielen verbunden. Zulieferer sollten ihre Prozesse so anpassen, dass sie auch zur Erreichung dieser Ziele beitragen.
4. Dynamische Anforderungen: Das Framework wird schrittweise weiterentwickelt und unterliegt kontinuierlichen Anpassungen. Zulieferer benötigen daher flexible und anpassungsfähige Lösungen, um mit diesen Änderungen Schritt zu halten.

Lösung: Catena-X Ready durch dreistufigen Ansatz

Um die Herausforderungen bei der Integration von Catena-X erfolgreich zu meistern, bietet Novatec Unterstützung mit einem dreistufigen Ansatz:

1. Strategie: In enger Zusammenarbeit mit den Zulieferern entwickelt Novatec eine maßgeschneiderte Digitalisierungsstrategie, welche die Einführung von Catena-X in die langfristigen Geschäftsziele integriert. Diese Strategie legt den Grundstein dafür, dass Unternehmen die Vorteile des Frameworks optimal nutzen können, während sie gleichzeitig ihre Wettbewerbsfähigkeit stärken.
2. Kultur: Die erfolgreiche Implementierung und Integration erfordert eine Kultur der Offenheit im Umgang mit Daten. Novatec unterstützt Zulieferer dabei, eine Unternehmenskultur zu schaffen, die Offenheit, Innovation und digitale Transformation fördert.
3. Technologie: Novatec unterstützt bei der Integration von OT und IT Systemen in das Framework und setzt dabei auf starke Partner wie i-flow. Auf Basis der von i-flow bereitgestellten Dateninfrastruktur, integriert Novatec Kundensysteme in den Datenraum.

Firmeneigene Systeme erfolgreich in Catena-X integrieren

Bei der Integration firmeneigener Systeme in Catena-X müssen festgelegte Standards und Vorschriften eingehalten werden. Diese Richtlinien umfassen Aspekte wie Dateninteroperabilität, Datensouveränität, Sicherheit und Datenschutz. Teilnehmende Unternehmen müssen sich und ihre Systeme registrieren und validieren. Damit ist sichergestellt, dass sie den Anforderungen des Netzwerks entsprechen. Nach erfolgreicher Validierung sind Unternehmen in der Lage, ihre Daten gezielt und sicher zu teilen. Um dabei den manuellen Aufwand und potenzielle Fehler zu minimieren, ist eine durchgängige Dateninfrastruktur zwischen den firmeneigenen Systemen und Catena-X unerlässlich. Automatisierte Datenpipelines ermöglichen den nahtlosen und effizienten Datentransfer.

Einführung einer durchgängigen Dateninfrastruktur auf Basis von i-flow

i-flow bietet eine durchgängige und skalierbare Dateninfrastruktur zur nahtlosen Integration von OT-, IT- und Cloud-Systemen. Diese basiert auf einer modularen, ereignisgesteuerten Systemarchitektur, dem sogenannten Industrial Unified Namespace (UNS). Kern dieser Architektur bildet ein Message Broker. Dieser macht firmeneigene Daten zentral zugänglich und verteilt diese im internen oder externen Netzwerk. Detaillierte Informationen hierzu finden Sie hier.

Auf Basis von i-flow lässt sich die Vernetzung firmeneigener Systeme mit Catena-X wie folgt realisieren:

• i-flow Edge: Die i-flow Edge integriert OT-Daten aus Steuerungen, Sensoren und SCADA-Systemen, extrahiert und harmonisiert relevante Daten und leitet diese per MQTT sicher in die Cloud (Factory Data Hub in Architekturbild unten).
• i-flow Hub: Der i-flow Hub reichert diese Daten bei Bedarf mit Daten aus weiteren Systemen (z.B. aus der IT) an und stellt diese anschließend nach Catena-X Spezifikation über den EDC Connector dem Datenraum automatisiert zur Verfügung (Central Data Hub in Architekturbild unten).
• Novatec Consulting: Novatec bietet hierbei umfassende Beratung bzgl. der Integration und Anpassung der bestehenden OT/IT Infrastruktur an die neuen Anforderungen. Dies umfasst sowohl technische Aspekte als auch Schulungen, um eine reibungslose Umsetzung der Architektur sicherzustellen.

Beispiel: Product Carbon Footprint (PCF) Bestimmung mittels Catena-X

Das Architekturbild zeigt die technische Umsetzung des Catena-X Use-Cases zur produktspezifischen C02-Footprint Berechnung (PCF – Product Carbon Footprint). In diesem Fall wird der CO2-Footprint eines eigens gefertigten Produktes im Datenraum bereitgestellt. Hierfür erfasst, filtert und aggregiert i-flow CO2 relevante Daten aus den Steuerungen der Fertigungsmaschinen, auf denen das Produkt unter Einsatz von Energie und Materialien gefertigt wird. Im Anschluss stellt i-flow die Datenpakete in einem zentralen MQTT Broker bereit. Die zentrale Erfassung ermöglicht eine konsistente Bereitstellung der Daten über mehrere Produktionsstandorte hinweg.

Anschließend muss der Catena-X konforme PCF, auf Basis der erfassten Daten, berechnet werden. Hierzu existieren bereits diverse Applikationen. Diese verfügen meist auch über einen integrierten EDC und haben damit direkten Zugang zum Datenraum. Aber auch bereits vorhandene Anwendungen ohne integrierten EDC können an den Catena-X Datenraum angebunden werden. Diese werden über separate EDCs in die interne Dateninfrastruktur integriert. Zum Einsatz kann zudem die AAS Digital Twin Lösung kommen, um gezielt Produktinformationen wie den CO2-Footprint zur Verfügung zu stellen.

Benefits

Die strategische Einführung von Catena-X durch Novatec und i-flow bietet Automobilzulieferern zahlreiche Vorteile:

1. Compliance: Durch die ganzheitliche Integration von Catena-X in die Digitalisierungsstrategie bereiten sich Automobilzulieferer optimal auf zukünftige regulatorische Anforderungen wie den Data Act und die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) sowie den Einkaufsbedingungen ihrer Kunden und vor.
2. Durchgängige Dateninfrastruktur: Auf Basis einer modularen Architektur schafft i-flow eine robuste und sichere Infrastruktur, welche firmeneigene Systeme fabrikübergreifend direkt mit Catena-X verbindet. Dies führt zu einer erhöhten Datendurchgängigkeit, minimiert manuelle Aufwände und reduziert das Risiko von Fehlern. Gleichzeitig behalten Unternehmen die volle Kontrolle über ihre eigenen Daten.
3. Zukunftssicher und digitalisiert: Eine flexible Architektur passt sich dynamisch an neue Catena-X-Anforderungen an und schafft die Basis für weitere digitale Use-Cases, z. B. zur Optimierung interner Prozesse.

Fazit: Catena-X als Chance

Catena-X wird für die Automobilbranche unweigerlich zur Realität. Dies sollte als Chance für die interne Digitalisierung betrachtet werden. Besonders für Unternehmen mit einem geringen Reifegrad im Bereich der Digitalisierung bietet das Framework konkrete Anwendungsfälle und die notwendigen Bausteine, um eine solide Basis für die digitale Transformation zu schaffen. Dies umfasst nicht nur den Aufbau einer robusten Dateninfrastruktur, sondern auch die Entwicklung einer passenden Strategie und Unternehmenskultur.

Catena-X sollte nicht als isolierte Initiative betrachtet werden, da dies lediglich zu einer weiteren Insellösung führen würde. Vielmehr sollte die Einführung ein integraler Bestandteil der eigenen Digitalisierungsstrategie sein. Die dafür notwendige Dateninfrastruktur bildet das Fundament für Use-Cases, die über die unmittelbaren Anforderungen von Catena-X hinausgehen. So wird nicht nur die Compliance gewährleistet, sondern auch der Weg für eine zukunftssichere, flexible und nachhaltige digitale Transformation bereitet.

Über Novatec

Novatec ist ein unabhängiger inhabergeführter IT-Spezialist. Seit bald 30 Jahren führen wir unsere Kunden in die digitale Zukunft – mit mehr als 300 IT-Expert:innen an neun Standorten. Zu unseren Kunden zählen Unternehmen aus den unterschiedlichsten Branchen. Diese beraten wir in sämtlichen IT-Fragen – vom strategischen Konzept bis zur konkreten Anwendung. Das fängt bei der individuellen Bedarfsanalyse an, mündet in Empfehlungen hinsichtlich Architektur und Prozesse und hört bei der Softwareentwicklung längst nicht auf. Denn wir sehen das Thema Digital Innovation ganzheitlich und setzen konsequent auf agile Methoden. Gemeinsam mit unseren Kunden loten wir aus, inwieweit wir mithilfe Künstlicher Intelligenz, robotergesteuerter Prozessautomatisierung, Mixed und Augmented Reality sowie anderen Innovationen Prozesse verbessern und neue Produkte entwickeln können. Unser Know-how vermitteln wir zudem im Rahmen von Trainings in verschiedenen Formaten, auf Wunsch passgenau nach Kundenbedarf.