保护资产维护信息的方法和带生命周期区块链节点的资产与流程

1.本发明涉及一种用于保护资产维护信息的方法。
2.本发明还涉及一种资产，该资产优选是工业资产或者具有生命周期区块链节点的工业设施的资产。


背景技术：

3.不合格成本(额外成本)通常在生命周期中由不适当的维护、安装不正确的备件或者转换/改造过程产生。在从工厂交货/从制造者的工厂投放市场之后，通常无法追踪谁、何时以及对产品进行了何种干预。
4.工业产品经常被出售、转售、通过购买回收以及再次售出使用。例如，电动机的寿命周期可以是25-40年。带有数据载体的pc(电脑)或其他设备的使用寿命通常要短得多。有关寿命周期内维护或修改的文档不完整、零散或不存在。
5.易磨损的工业产品、如马达、变速箱等具有较长的产品寿命周期，在此期间需要进行多次定期或不定期的维护和改造。对于这些产品，维护工作是否按必要的间隔进行或者使用批准的备件或者由合格的人员进行，多年后通常没有或几乎没有透明度。这通常会导致寿命周期缩短，因为维护、更换或维修不正确(太频繁、太少、使用错误的耗材、错误或不存在的测量方法等等)。如果发生故障，制造者通常会就成本承担、保修/担保服务的授予以及冗长的退货运输和诊断进行复杂的澄清。
6.维修时间通常比所需时间长。环保概念、比如第二生命规划加剧了该问题。
7.如今，维护、修改的文档由委托的公司或原始设备制造者(机械工程师)给出，并通常在本地pc、带合适软件的服务器(例如资产管理系统)或以纸的形式实现。


技术实现要素：

8.因此，本发明的目的可以在于，提供有助于将工业资产的生命周期活动安全记录并保存更长时间的方法和装置。
9.该目的通过根据本发明的开头部分提到的方法实现，其中，
10.根据由制造者特定的资产数据生成创始事务数据(genesis transaction data)，
11.基于创始事务数据生成dlt(分布式账本技术(distributed ledger technology))数据结构，
12.响应于与资产相关的一个、优选每个生命周期活动，在该生命周期活动期间产生了与维护相关的资产数据，基于在生命周期活动期间产生的与维护相关的资产数据将事务数据生成并添加至dlt数据结构，
13.将dlt数据结构分发到至少一个、优选所有dlt节点，以保护与维护相关的资产数据。
14.优选在与资产相关的生命周期活动期间仅产生与维护相关的数据。
15.结合本发明，术语“资产的生命周期活动”被理解为例如项目规划、工程规划、制
造、运行、服务和维护、备件采购以及报废。
16.在一个设计方案中可以提出，在每个生命周期活动之后分发更新的dlt数据结构。
17.由此，以可靠和防篡改的方式，原始设备制造者(oem)、服务提供者和维护者能够可靠地并针对每个可追溯地执行的维护工作/修改来记录可靠使用的备件和消耗材料。
18.由制造者特定的资产数据必须具有作为基本内容的唯一(unique)的实例。实例数据必须包含通过其名称和来源识别的单独的数据参考(“指纹”)。实例数据必须包括序列号(名称)以及例如制造者“x”、设备工厂“y”、证书“abc”等、和/或设备mac地址、和/或设备ip地址、和/或设备的机器可读标识(静态)、和/或制造者设备证书(mdc)(静态)、和/或一个或多个公钥和私钥、和/或oem特定数据、和/或集成者特定数据、和/或客户系统或客户子系统特定数据(例如客户设备证书(cdc))、和/或项目相关设备证书(pdc)或(如果设备用于多个项目)一些此类证书(动态)、和/或有关技术和机械特性的另外的信息，例如性能和支持的通信和/或应用协议(静态和/或动态)。
19.dlt节点可以包括机器可读的存储器，该存储器例如是易失性或非易失性存储器，机器可执行组件可以存储在该存储器上，并且处理器可操作地耦接该存储器，该存储器设置用于执行机器可执行的组件。
20.在一个设计方案中可以提出，dlt为区块链。基于dlt的其他数据结构也是可以考虑的，例如dag(有向无环图(directed acrylic graph))、以太坊、超级账本结构(hyperledger fabric)等。
21.在一个设计方案中可以提出，区块链是私有的和/或许可的。
22.在一个设计方案中可以提出，区块链是私有的且无许可的。这尤其针对审计目的是有利的。
23.在一个设计方案中可以提出，资产的交付工作包括dlt节点和资产的数字映像(所谓的数字孪生)或链接至其数字孪生上的实例。
24.例如，资产数字孪生是物理存在资产的数字映像，其包含有关其类型、行为和有关其(可能是全部)时间轴的数据和信息，数据和信息在用户/工具之间被交换，并且可以在一个或多个虚拟几何、物理(机械、电、热、执行功、使用的力/扭矩、例如振动、磁场、温度的状态变化)或化学图像方面被配置。
25.这样做的好处是有一个基于使用dlt作为工业产品数字孪生的一部分的数字“支票簿”。这可以使有关所运营产品/资产的必要生命周期信息能够被一致和防伪地记录。
26.在一个设计方案中可以提出，与维护相关的资产数据包括关于已执行的维护工作和/或修改、和/或已使用的备件和/或消耗材料的信息。
27.在一个设计方案中可以提出，由引起生命周期活动的实体为事务数据进行数字签名。由此实现关于所经营的产品/资产的必要生命周期信息能够以数字签名被一致地标记。
28.使用的标签可以确保执行工作内容的个人/公司的合法性。例如，使用的标签可以是：“oem交付条件、oem或认证合作伙伴或oem服务提供者的修改、系统运营者”。或者“使用oem备件、同等备件或消耗材料或oem批准的第三方材料，等等”。
29.在一个设计方案中可以提出，资产是：旋转电机，例如马达；驱动器，具有马达的驱动器；机器，例如机床，特别是铣床；设施，特别是工业设施。
30.在一个设计方案中可以提出，将由制造者特定的资产数据以与硬件绑定的方式存
储在资产之上或之中。例如，由制造者特定的资产数据可以存储在设在资产上或资产中的金属内rfid(射频识别)(rfid in/on metal)的不可重写的数据存储器上。特别有利的是，至少实例数据在整个生命周期内都被保留，除非它被机械地不可挽回地破坏。此外，由制造者特定的资产数据可以存储在例如集成到底层硬件中的所谓的硬件安全元件、例如tpm(可信平台模块)或hsm(硬件安全模块)中。
31.根据本发明，该目的还通过开头部分所述的资产如下地实现，即该资产包括由制造者特定的资产数据和dlt节点，其中，dlt节点设置用于，
32.根据由制造者特定的资产数据生成创始事务数据，
33.基于创始事务数据生成dlt数据结构，
34.响应于与资产相关的生命周期活动，在该生命周期活动期间产生了与维护相关的资产数据，基于在生命周期活动期间产生的与维护相关的资产数据将事务数据生成并添加至dlt数据结构，
35.将dlt数据结构分发到至少一个dlt节点，以保护与维护相关的资产数据。
36.在一个设计方案中可以提出，由制造者特定的资产数据以与硬件绑定的方式被存储在资产中。例如，由制造者特定的资产数据、例如序列号可以被存储在嵌入资产中的不可更改、不可写的存储器中。例如，由制造者特定的资产数据可以被存储在设在资产上或资产内的金属内rfid的不可重写数据的存储器上。
37.由制造者特定的资产数据、例如产品的序列号也可以作为哈希值被内置到产品中，例如只有通过销毁才能将其删除。
38.在一个设计方案中可以提出，dlt是区块链。
39.在一个设计方案中可以提出，区块链是私有的和/或许可的。
40.在一个设计方案中可以提出，与维护相关的资产数据包括关于已执行的维护工作和/或修改、和/或已使用的备件和/或消耗材料的信息。
41.在一个设计方案中可以提出，由引起生命周期活动的实体为事务数据进行数字签名。
42.在一个设计方案中可以提出，资产是马达、驱动器、具有马达的驱动器、机器或设施。
43.换言之，本公开涉及dlt数据结构，其在资产被制造时被赋予并在生命周期期间被维护(扩展/更新)直到其被报废为止。存储可以在资产本地以及所涉及的点/节点中进行。当前版本可以作为副本被分别存储在oem的数字孪生中以及之前涉及的其他节点上。
44.dlt合法性的验证/确认可以通过与修改中涉及的授权的非中心的系统(云、边缘等)比较以及随后继承到本地资产存储来实现。
45.这里的优点是不依赖于几十年来必须掌握授权和用户管理的本地服务器解决方案。
46.此外，通过在整个产品生命周期期间区块链技术在制造者的数字产品孪生中的使用以及存储，可以实现数字孪生中的修改、维护和保养工作的防伪和合法的文档。
47.此外，可以加快维修和保修决策。因此，工业设备损坏索赔的整个处理过程可以被简化，也可以被更快地进行。
附图说明
48.下面参照附图中所示实施例更详细地描述和解释本发明。附图示出：
49.图1示出了用于保护资产的资产维护信息的it(信息技术)基础架构，以及
50.图2示出了用于保护资产的资产维护信息的方法的流程图。
具体实施方式
51.图1示出了用于保护资产的资产维护信息的it基础设施。在此设计为马达1(例如异步电机)的资产具有区块链节点，在此将区块链节点设计为片上系统(soc)2。马达1还包括在此存在的由制造者特定的资产数据，其例如呈马达标识的哈希值3的形式，例如马达1在生产设施4中在制造期间接收的马达1的序列号。
52.在图1中可见，哈希值3不必存储在片上系统2上。哈希值3可以存储在结构方面与片上系统2分离地设计的装置上。
53.哈希值3优选地以与硬件绑定的方式存储在马达1中。例如，哈希值3可以存储在金属内射频识别5的不可重写数据的存储器上。金属内射频识别5例如可以布置在马达1之上或之中，使得其只能通过被破坏(金属内rfid)并且因此通过破坏哈希值3来移除。例如，金属内射频识别5可以嵌入到母部件中，例如这可以例如通过马达外壳中的埋头孔来实现，金属内射频识别5不能以可拆卸的方式接入该埋头孔中。
54.区块链节点2可包括机器可读存储器、例如易失性或非易失性存储器，机器可执行组件可存储在该存储器上，并且处理器可操作地耦接至该存储器并配置用于执行机器可执行组件。
55.此外，片上系统(soc)2可以包括通信装置，该通信装置可以设置用于例如与金属内射频识别5通信并读取哈希值3。为此，通信装置例如可以包括近场通信(nfc)芯片。如果片上系统2在无线电范围内具有金属内rfid芯片5，则在此能是有利的。
56.此外能有利的是，区块链节点2配备有通信调制解调器。通常，通信装置可以设计为通过特定的通信类型进行通信，例如通过无线通信类型：移动无线电(例如4g、5g)、蓝牙、wifi、lan、总线、lpwan标准等。
57.利用哈希值3，设计为soc的区块链节点2可以生成创始事务数据，并基于创始事务数据来创建区块链的第一区块、即所谓的创始区块6。
58.这可以作为图2所示方法的步骤s1和s2的一部分来完成。例如，步骤s1和s2可以在马达1的制造者的生产车间4中实现，从而使已经具有区块链数据结构(创始区块6)的马达1可以被交付到oem店(原始设备制造者的生产车间)(箭头p1)。
59.如果生产车间/交付工厂4和原始设备制造者各自具有区块链节点(制造者区块链节点20和oem区块链节点21)并且参加与马达1相关联的区块链，这能是有利的。
60.例如如果原始设备制造者在马达1投入使用时进行修改，则出现与马达相关的数据，该数据因此是其服务固有的数据(服务相关的马达数据)。
61.基于在生命周期活动期间生成的维护相关马达数据，可以在步骤s3中生成事务数据并将其添加至区块链中。
62.例如，片上系统2可以生成事务数据并将该事务数据添加至区块链(区块链扩展)，其中首先以现有技术已知的方式生成块区块6'。具有区块6和6'的扩展区块链的马达是马
达1'。
63.可选地，可以由oem为马达数据和/或事务数据进行数字签名。
64.可以提出，在oem区块链节点21为片上系统2提供维护相关马达数据之前，其首先必须被授权。为此可以使用已知的密码方法、例如非对称密码系统。例如可以提出，区块链的每个区块链节点必须有密钥才能参与到区块链中。
65.还可以提出，区块链节点2与金属内射频识别5配对，以便将哈希值3与创始区块6中的哈希值进行比较。这可以作为更新区块链的条件：如果值匹配，则可以更新区块链。
66.随后在步骤s4中，区块链节点2可以将新的区块链(更新的区块链数据结构、账本)分发给其他节点20、21(箭头v1、v2)。
67.因为制造者区块链节点20参与区块链，所以有利的是例如也能以防伪和授权方式记录马达1的数字孪生。
68.区块链可以是私有区块链。它可以被附加或替代地许可。出于审计目的，如果区块链是私有且无许可的，这能是有利的。
69.在马达1的生命周期期间，可以添加其他区块链节点、例如运营者节点22、维修店节点23、保险节点(未示出)。
70.生命周期活动(其中另外的块6”、6”'以大致相同的方式被添加至马达区块链)可以包括维护、修理、进一步修改工作、例如升级等，从而改变马达的状态，其中将更改存储在马达的区块链中(马达1'具有区块6、6'，马达1”具有区块6、6'、6”等)。
71.在每个区块链扩展之后，当前区块链的副本被发送到所有参与节点(如图1中的箭头所示)。
72.与维护相关的马达数据可以包括关于已执行的维护工作和/或修改、和/或已使用的备件和/或消耗材料的信息。
73.在此需要强调的是，oem可以基于创始区块6启动自己的区块链，而无需由交付工厂4参与。
74.总之，本公开涉及工业资产，其具有区块链，其中与资产生命周期相关的信息用作分布式账本，本公开还涉及用于生成区块链的方法。
75.尽管在图1中只能看到单个现场设备，但在这种情况下看到马达1形式的执行器，本领域的技术人员无疑会从本技术教导中推断出：设施中的每个马达可以包括参与到区块链中的区块链节点，该区块链用于监控与马达相关的生命周期活动。每个马达都可以有一个与之关联的区块链数据结构，不同的马达参与不同的区块链。
76.此外，资产可以设计为旋转电机、现场设备、执行器、驱动器、具有马达的驱动器、机器、例如机床、特别是铣床、设施、例如制造设施或工业设施。
77.尽管已经通过实施例更详细地说明和描述了本发明，但是本发明不受所公开的示例限制。本领域的技术人员可以在不脱离由本发明限定的发明保护范围的情况下设计变体方案。特别地，结合该方法描述的特征也可以在所示的系统或资产中使用或实现，并且反之亦然。