Manufacturing-X: Wie das Datenökosystem für eine intelligent vernetzte Industrie zur digitalen Souveränität des Standorts Deutschland beiträgt

Die produzierende Industrie in Deutschland befindet sich mitten in einem Kulturwandel: Jahrzehntelang war die Wertschöpfung geprägt von isolierten Prozessen, abgeschlossenen IT-Systemen und proprietären Lösungen. Dieses Denken stößt jedoch an Grenzen. In einer zunehmend digitalisierten Wirtschaft entstehen Innovation und Wettbewerbsfähigkeit dort, wo Unternehmen Daten effizient teilen, Prozesse vernetzen und gemeinsam neue Geschäftsmodelle gestalten. Kooperation statt Abschottung wird zum entscheidenden Erfolgsfaktor.

Mit ​Manufacturing-X nimmt Deutschland diese Herausforderung an. Ziel dieser Initiative ist es, Systeme für den einfachen, sicheren und skalierbaren Austausch von Daten zu schaffen, die allen Beteiligten zugutekommen – von großen Konzernen über den Mittelstand bis hin zu Start-ups. Solche offenen Datenökosysteme brechen Silos auf und schaffen eine starke Basis für Innovation. Ein Förderprogramm des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie (BMWE) flankiert die Initiative Manufacturing-X und fördert Projekte bei der Etablierung interoperabler Datenökosysteme und bei der Umsetzung zentraler Anwendungsfälle. Damit werden die industriepolitischen Anliegen verfolgt, die digitale Souveränität zu sichern, Resilienz, Nachhaltigkeit und Wettbewerbsfähigkeit zu steigern und dadurch den Standort Deutschland langfristig zu stärken.

MANUFACTURING-X: DAS DIGITALE RÜCKGRAT FÜR DIE PRODUZIERENDE INDUSTRIE

Was verbirgt sich hinter einem verteilten industriellen Datenökosystem? Ein Datenökosystem ist ein offenes Netzwerk von Unternehmen und Organisationen, die nach gemeinsamen Regeln zusammenarbeiten. Im Unterschied zu klassischen Plattformen oder Cloud-Lösungen gibt es keine zentrale Instanz. Jedes Unternehmen behält die Kontrolle über seine Daten und entscheidet selbst, für welche Zwecke es mit welchen Geschäftspartnern welche Daten austauschen möchte. Nach Zustimmung der Dateneigentümer erfolgt der Datenaustausch über standardisierte Schnittstellen. Diese Schnittstellen vereinfachen die digitale Zusammenarbeit für alle Teilnehmer des Ökosystems und machen sie skalierbar.

Für diese Vision eines großen, gesamtindustriellen Datenökosystems haben sich verschiedene Industriezweige zusammengeschlossen. Ziel ist es, Datenökosysteme gemeinsam – entlang den zentralen Prinzipien Offenheit, Interoperabilität und Datensouveränität – zu entwickeln, zu betreiben und zu skalieren. Dabei baut Manufacturing-X auf erprobten Technologien und bestehenden Bausteinen auf. Das weltweit erste kollaborative Datenökosystem – Catena-X –, das in der Automobilindustrie etabliert wurde, wird im Rahmen der Förderinitiative als Blaupause für diverse andere Branchen herangezogen. Unternehmen aus Branchen, von der Luft- und Raumfahrt bis hin zur Pharmaindustrie, sollen ihre Daten über einheitliche Regeln und Standards sicher austauschen können – sowohl innerhalb der eigenen Produktion als auch über gesamte Lieferketten hinweg.

Das Prinzip hinter Manufacturing-X und Datenökosystemen wird greifbar, wenn man es mit globalen Netzwerken internationaler Logistik vergleicht. Die verschiedenen nationalen Gewässer in der nachfolgenden Abbildung stehen jeweils für Wertschöpfungsnetzwerke der einzelnen Industriebranchen, die ein gemeinsames Ökosystem bilden. Die Gewässer bzw. Industriebranchen sind durch Wasserwege vernetzt und verpacken ihre Waren für den Transport in standardisierte Container.

Der entscheidende Vorteil: Da Container weltweit einheitliche Maße haben, können sie auf jedes Schiff und in jedem Hafen geladen und verarbeitet werden. Genauso sorgen technische, semantische und prozessuale Standards in Manufacturing-X dafür, dass Daten unabhängig vom Ursprungssystem kompatibel sind, sicher von einem Unternehmen zum anderen gelangen und dort verarbeitet werden können.

Jede Datenübertragung erfolgt dabei nach klar vereinbarten Regeln, vergleichbar mit Frachtverträgen. Die Daten bleiben Eigentum des Absenders und werden nur so genutzt, wie es die digitalen Verträge erlauben. Damit wird Datensouveränität über den gesamten Nutzungszyklus hinweg gewährleistet. Sicherheitsmechanismen wie Identitätsmanagement, Verschlüsselung und Nutzungsvereinbarungen schützen zusätzlich vor Missbrauch.

Die Vorteile für Unternehmen sind vielfältig. Manufactuing-X unterstützt sie dabei, sich zukunftssicher aufzustellen. Eine ​Studie der Plattform „Industrie 4.0“ veranschaulicht anhand von drei Anwendungsbeispielen, dass industrielle Datenökosysteme nachweislich monetäre Wertschöpfungspotenziale eröffnen. Unternehmen können so neue, datenbasierte Geschäftsmodelle aufbauen, Prozesse durch standardisierten Datenaustausch effizienter gestalten und von Synergien in Wertschöpfungsnetzwerken profitieren. Besonders kleine und mittlere Unternehmen profitieren, denn sie erhalten Zugang zu denselben Systemen und Marktchancen wie Großunternehmen.

CATENA-X: EINE BLAUPAUSE AUS DEM AUTOMOBILBEREICH FÜR DIE BREITE DER INDUSTRIE

Ein erstes Beispiel für die erfolgreiche Umsetzung eines Datenökosystems liefert die Automobil- und Zulieferindustrie mit ​Catena-X. Die Branche ist auf global vernetzte Lieferketten angewiesen und damit besonders anfällig für volatile Märkte. Catena-X schafft hier als interoperables Datenökosystem Abhilfe. Allen Beteiligten soll ermöglicht werden, Bedarfe und Kapazitäten in Echtzeit abzugleichen. Das Ergebnis sind stabilere und vorausschauend planbare Lieferketten.

Darüber hinaus eröffnet Catena-X neue Chancen für Rückverfolgbarkeit und Nachhaltigkeit. Durch digitale Zwillinge und einheitliche Datenmodelle können Bauteile, Materialien und Prozesse eindeutig identifiziert werden – vom Rohstoff bis zum Endprodukt. Das multilaterale Teilen von Daten schafft dabei Transparenz und die Grundlage für neue Wertschöpfung. Denn Innovation entsteht dort, wo Unternehmen Daten nicht nur bilateral, sondern im Netzwerk gemeinsam nutzen. Gleichzeitig bietet dieses Netzwerk große Chancen für Softwareanbieter und Dienstleister. Aufbauend auf gemeinsamen Open-Source-Bausteinen können IT-Unternehmen maßgeschneiderte Softwarelösungen für die digitale Zusammenarbeit entwickeln und in bestehende IT-Landschaften integrieren.

KONKRETE ANWENDUNGSFÄLLE ZEIGEN DEN MEHRWERT VON MANUFACTURING-X

Mehr Transparenz, weniger Aufwand

Gesetzgeber und Aufsichtsbehörden stellen zunehmende Anforderungen an die Transparenz von Lieferketten. Die digitale Rückverfolgbarkeit von Produkten, Bauteilen und Materialien ist entscheidend, um regulatorische Anforderungen zu erfüllen und die eigene Produktion resilient und zukunftssicher aufzustellen. Datenökosysteme ermöglichen den digitalen Datenfluss in einem technisch sowie rechtlich abgesicherten System. Standardisierte Datenformate und einheitliche Schnittstellen vereinfachen den Datenaustausch zwischen Lieferanten und Herstellern; sie reduzieren Aufwand und Kosten im Vergleich zu bilateralen Insellösungen. Der Batteriepass von Catena-X ist eine der ersten praktischen Umsetzungen des Digitalen Produktpasses und erfüllt die EU-Vorgaben für nachhaltige, transparente und recycelbare Produkte. Er ist eine Art „digitaler Lebenslauf für Batterien“, der alle wichtigen Informationen zu ihrer Herstellung, Nutzung und Recyclingfähigkeit bündelt.

Emissionen sichtbar machen, Einsparungen ermöglichen

Datenökosysteme und Tools wie der Digitale Produktpass schaffen Transparenz in Lieferketten auch im Hinblick auf Nachhaltigkeitsaspekte. Derzeit entstehen Lösungen, die es ermöglichen, den CO₂-Fußabdruck eines Produkts (engl. kurz: PCF) über seinen gesamten Lebenszyklus hinweg abzubilden – von der Rohstoffgewinnung über die Produktion bis hin zur Nutzung und zum Recycling. Anhand dieser Daten lassen sich Verbesserungspotenziale identifizieren und Produkte und Produktionsprozesse nachhaltiger gestalten. Mit der Entwicklung von Berechnungsmethoden wird der zuverlässige Austausch konsistenter PCF-Daten möglich gemacht.

Sicherer Betrieb, weniger Stillstand

Manufacturing-X ermöglicht auch neue Formen der digitalen Zusammenarbeit direkt innerhalb industrieller Produktionsprozesse. Gemeinsame Datenformate und Schnittstellen sowie ein verlässlicher rechtlicher Rahmen ermöglichen Fabrikbetreibern, Anlagenherstellern und Komponentenlieferanten die kollaborative Zustandsüberwachung („Collaborative Condition Monitoring“) von Maschinen und Produktionsprozessen. Das heißt: Jeder Partner bringt seine spezifischen Daten und Fähigkeiten ein und trägt so dazu bei, dass eine effizientere und bessere Diagnose möglich wird. Entsprechende Grundlagen und Lösungen für das Collaborative Condition Monitoring werden insbesondere im BMWE-Förderprojekt ​Factory-X entwickelt.

Status quo und Ziele der Förderprojekte

Manufacturing-X gewinnt zunehmend an Dynamik. Nach ersten erfolgreichen Umsetzungen in der Automobil- und Zulieferindustrie greifen andere Schlüsselbranchen – etwa Maschinenbau, Luft- und Raumfahrt oder die Halbleiterindustrie – dieses Prinzip auf und entwickeln interoperable Lösungen, die auf derselben technologischen Grundlage basieren. Somit entsteht Schritt für Schritt ein gemeinsames digitales Fundament, das durch offene Technologien und verfügbare Open-Source-Bausteine industriell nutzbar gemacht wird. Bezogen auf das Logistik-Bild bedeutet das: Immer mehr Wasserwege kommen hinzu, immer mehr Häfen schließen sich an, immer mehr Schiffe bringen ihre Waren ans Ziel.

Insgesamt wurden im Rahmen der BMWE-Förderung bisher zehn Förderprojekte mit einem Gesamtvolumen von rund 280 Millionen Euro und einer staatlichen Förderung von etwa 140 Millionen Euro bewilligt. Die Förderung von Manufacturing-X wird im Rahmen des Deutschen Aufbau-und Resilienzplans von der Europäischen Union finanziert.

Von Anfang an global aufgesetzt, treibt Manufacturing-X als Initiative auch international die Vernetzung der Industrie voran. Mit dem International Manufacturing-X Council haben sich Akteure aus verschiedenen Ländern zusammengeschlossen, um gemeinsam ein föderiertes, dezentrales und kollaboratives Datenökosystem aufzubauen. Ziel ist es, die Industrie weltweit stärker zu vernetzen und die Chancen digitaler Zusammenarbeit branchenübergreifend zu nutzen.

Zu guter Letzt bietet ein solches Datenökosystem gerade im Bereich künstlicher Intelligenz (KI) erhebliche strategische und technologische Vorteile für deutsche Unternehmen. Denn insbesondere deutsche Unternehmen verfügen über große Mengen wertvoller Industriedaten. Dieser gemeinsame Datenschatz dient als Grundlage für hochspezifische KI-Modelle, etwa zur Entwicklung intelligenter Produktionssysteme.

Perspektivisch ermöglicht die föderierte Dateninfrastruktur Unternehmen, individuelle Daten in große KI-Modelle einzuspeisen, ohne die Kontrolle über die eigenen Daten zu verlieren. Dies schafft Voraussetzungen dafür, die jeweiligen Beiträge angemessen zu bepreisen, und Unternehmen breit an digitaler Wertschöpfung zu beteiligen. Ein Datenökosystem für eine intelligent vernetzte Industrie ist ein Schlüsselelement leistungsfähiger und vertrauenswürdiger KI-Lösungen – und somit auch für den Wirtschaftsstandort Deutschland.