MatliX: Austausch werkstoffbezogener Informationen entlang der Wertschöpfungskette

Basierend auf offenen Standards (VDA 231-301, JSON) – branchenneutral, effizient und agil

Zusammenfassung

MatliX (Material Lifecycle Information eXchange) ist eine branchenneutrale Lösung für den sicheren, effizienten und standardisierten Austausch werkstoffbezogener Informationen entlang der gesamten Wertschöpfungskette.

MatliX-Dienste basieren auf VDA 231-301, einer offiziellen VDA-Empfehlung für den maschinenlesbaren Austausch von Werkstoff- und Prüfdaten. Sie wird in der VDA-Projektgruppe „Digitales Werkstoff-Datenmanagement im Bemusterungsprozess“ entwickelt und gepflegt, wissenschaftlich begleitet vom Institut für Konstruktionstechnik und Technisches Design (IKTD) der Universität Stuttgart. Die Schemas sind offen (JSON Schema, MIT-Lizenz) und frei auf GitHub verfügbar. Der modulare Aufbau ermöglicht die flexible Erweiterung um Subschemata für neue Anwendungsfälle.

VDA 231-301 baut auf VDA 231-300 auf, das beschreibt, wie Werkstoffe und Oberflächen definiert werden (einschließlich des Bezugs zu 3D-Produktdaten in JT / ISO 14306). VDA 231-301 legt fest, wie Prüf- und Messergebnisse strukturiert und ausgetauscht werden. MatliX ist ein Angebot der Matplus GmbH auf Basis dieser Standards und nicht Teil des Standards selbst.

Mit MatliX lassen sich Werkstoffzeugnisse, Stoffdeklarationen, Bemusterungsprozesse sowie PCF- und DPP-Daten standardisiert, maschinenlesbar und schlank austauschen – von Punkt-zu-Punkt-Verbindungen zwischen ERP, PLM und anderen Systemen bis zur optionalen Anbindung an industrielle Datenräume wie Catena-X.

Informationsaustausch in komplexen Wertschöpfungsketten

Aktuelle Herausforderungen

• Uneinheitliche Datenformate: Jeder Akteur nutzt eigene Standards oder proprietäre Lösungen.
• Manuelle Prozesse: Werkstoffzeugnisse, Stoffdeklarationen oder Bemusterungsdaten werden oft per E-Mail oder PDF ausgetauscht – fehleranfällig und ineffizient, meist auf einfache Kennwerte beschränkt.
• Mehrfacheingabe: Prüfplanung, Ergebniskonsolidierung und Berichterstellung laufen oft manuell, und dieselben Daten werden mehrfach in verschiedene Systeme eingegeben. Die Folgen sind mehrdeutige Interpretationen, Übertragungsfehler und kostspielige Nacharbeit.
• Regulatorische Anforderungen: Die EU-Ökodesign-Verordnung für nachhaltige Produkte (ESPR) führt den Digitalen Produktpass (DPP) schrittweise über produktspezifische delegierte Rechtsakte ein; laut Arbeitsplan der Kommission gehören u. a. Eisen und Stahl sowie Aluminium zu den ersten Prioritäten. Gleichzeitig sollen Unternehmen zunehmend Product-Carbon-Footprint-Daten (PCF) und Stoffdeklarationen (z. B. nach REACH) bereitstellen.
• Datenräume und Interoperabilität: Initiativen wie Catena-X oder Manufacturing-X setzen auf standardisierte Datenmodelle – viele Unternehmen scheuen jedoch den Overhead neuer Technologien wie der Asset Administration Shell (AAS).

Lösungsansätze am Markt

MatliX: Die pragmatische Alternative

Grundprinzipien

• Offene Standards: Basierend auf VDA 231-301 (maschinenlesbare Prüf- und Messdaten für Bemusterungs- und Freigabeprozesse) und DIN SPEC 9012 (e-CoC für die Luftfahrt).
• Modularität: Daten sind als JSON-Payloads strukturiert – ohne erzwungene Hülle wie bei der AAS.
• Flexible Integration: Punkt-zu-Punkt-Schnittstellen (projektspezifisch, z. B. REST, SFTP) oder optionale Anbindung an Datenräume (z. B. Catena-X).
• Regulatorische Konformität: Unterstützt die kommenden ESPR-/DPP-Anforderungen und PCF-Daten durch strukturierte, maschinenlesbare Datenbereitstellung.

Unterstützte Anwendungsfälle

Verfügbare Subschemas

Der Schemakatalog von VDA 231-301 listet die folgenden Subschemas. Offiziell veröffentlicht sind nur Subschemas im zentralen Schema-Repository; die übrigen sind Entwürfe.

Quelle: Schemakatalog VDA 231-301.

Beispiele aus der Praxis

• SEP 1240: Das offiziell veröffentlichte SEP-1240-Subschema ermöglicht den standardisierten digitalen Austausch CAE-relevanter Prüfergebnisse für Stahlblech.
• BMW GS 93016 (Dritter, kein Matplus-Projekt): Brain of Materials hat die Unterstützung von BMW-GS-93016-Freigabeprozessen angekündigt, die ausdrücklich das VDA-231-301-Framework nutzt.

Technische Umsetzung: pragmatisch und standardbasiert

Datenmodell: offene Standards als Basis

MatliX nutzt etablierte, branchenübergreifende Standards als Payloads:

• VDA 231-301: Maschinenlesbare Prüf- und Messdaten für Bemusterungs- und Freigabeprozesse. Der Standard stammt aus der Automobilindustrie, das Datenmodell ist aber generisch für jede Branche anwendbar, die strukturierte Werkstoffinformationen austauscht.
• DIN SPEC 9012: Elektronisches Konformitätszertifikat (e-CoC) für die Luftfahrt.
• JSON Schema (Draft 2020-12): Offene, versionierte Schemas (Semantic Versioning), die sich automatisch validieren lassen. Ein generisches Kernschema wird durch fachspezifische Subschemas erweitert.

Wie die Schemas aufgebaut sind: Das Generic Schema definiert die gemeinsamen Bausteine (Kennungen, Metadaten, Objekte wie TestingProject, TestingCenter und Sample). Subschemas erweitern es für einen bestimmten Standard oder Bereich. Jedes Subschema beginnt als öffentlicher Entwurf auf GitHub und gilt erst nach Freigabe durch die zuständige VDA-Projektgruppe als offiziell veröffentlicht. Anforderungen lassen sich auf zwei Ebenen beschreiben: „Must“ (verpflichtend nach dem referenzierten Standard) und „Can“ (optional, z. B. aus werksinternen Normen).

Integrationsoptionen: Punkt-zu-Punkt (pragmatische Lösung)

• Schnittstellen: projektspezifisch, z. B. REST-API oder SFTP.
• Vorteile:
  • Schlank – baut auf bestehenden Standards und vorhandener Infrastruktur auf.
  • Schnelle Umsetzung – geeignet für geschlossene Ökosysteme.
• Beispiel:
  • Ein Automobilhersteller lädt Werkstoffdaten nach VDA 231-301 direkt aus MatliX in sein PLM-/ERP-System.

Integrationsoptionen: Datenräume (optionale AAS-Anbindung)

• Für Catena-X, Manufacturing-X & Co.:
  • Matlix-Payloads werden als Teilmodelle in eine AAS eingebettet – nur wenn erforderlich.
  • Technische Umsetzung:
    • Eine AAS-Teilmodellvorlage verweist auf Matlix-Daten.
• Vorteile:
  • Kompatibilität mit AAS-basierten Ökosystemen (z. B. Catena-X).
  • Zukunftssicher – falls die AAS für bestimmte Branchen verpflichtend wird.

Matlix bleibt pragmatisch – ist aber bereit für die Zukunft. Datenraum-Protokolle wie DCP oder ODRL lassen sich bei Bedarf integrieren, ohne bestehende Prozesse zu unterbrechen. Matlix orientiert sich an IDS-RAM (IDSA) und den Gaia-X-Prinzipien und ist darauf ausgelegt, sich an Datenräume wie Catena-X anbinden zu lassen. Für konkrete Integrationen (z. B. Catena-X) dienen Eclipse EDC und DSP als technische Grundlage.

Erweiterungen für Datenräume, Protokolle

• OIDC (OpenID Connect): Sichere Authentifizierung und Autorisierung für den Zugriff auf Matlix-Daten – geplant, z. B. mit Keycloak
• DSP (Data Space Protocol): Standardisiertes Protokoll für die sichere Datenübertragung in Datenräumen. Geplant, z. B. mit Eclipse EDC.
• DCP (Decentralized Claims Protocol) mit DSP, wie von Catena-X gefordert (CX-0018).
• ODRL (Open Digital Rights Language): Rechte- und Lizenzverwaltung für Daten (z. B. für DPP/PCF).

DPP und PCF mit MatliX

• Digitaler Produktpass (DPP):
  • Geplant als JSON-Teilmodell in Matlix – ohne AAS-Overhead.
  • Ausgelegt auf kommende ESPR-Anforderungen durch:
    • Maschinenlesbare Daten (JSON).
    • Eindeutige Produkt-ID (z. B. UUID oder IEC-61406-ID-Link).
    • Strukturierte Metadaten (z. B. Herstellungsdatum, Recyclinginformationen).
• Product Carbon Footprint (PCF):
  • Geplant: Integration in vorhandene Werkstoffdaten, z. B. als geplantes Subschema. Ein PCF-Subschema gibt es noch nicht; es bräuchte die Freigabe der VDA-Projektgruppe.

Vorteile von Matlix im Überblick

Perspektiven: Integration in industrielle Datenräume

Catena-X & Co.: AAS als Option, nicht als Pflicht

• MatliX ermöglicht:
  • Pragmatischen Datenaustausch (Punkt-zu-Punkt) für geschlossene Ökosysteme.
  • Optionale AAS-Integration für Datenräume wie Catena-X – ohne Änderung Ihrer vorhandenen Daten.
• Vorteile:
  • Keine Pflicht zur AAS – Sie entscheiden, wann und ob Sie die AAS nutzen.
  • Einfache Migration: Wird die AAS künftig verpflichtend, lassen sich Ihre Matlix-Payloads auf AAS-Teilmodelle abbilden (geplant).
• Passung zum Ökosystem: VDA 231-300 und 231-301 ergänzen digitale Ökosysteme wie Catena-X, indem sie Datenaustausch ohne proprietäre Formate, manuelle Nacherfassung oder Interpretationslücken ermöglichen.

MatliX als Brückenlösung

„Matlix ist die pragmatische Brücke zwischen etablierten Standards (VDA, DIN SPEC) und modernen Datenräumen. Sie können heute mit Punkt-zu-Punkt starten – und bei Bedarf morgen die AAS nachrüsten, ohne Ihre Daten zu ändern.“

Fazit: Warum Matlix die richtige Wahl ist

1. Pragmatismus statt Overhead:
   • Matlix nutzt etablierte Standards (VDA 231-301, DIN SPEC 9012) – ohne erzwungene AAS-Hülle.
2. Regulatorische Konformität:
   • Unterstützt kommende ESPR-Anforderungen (DPP), REACH (Stoffdeklarationen) und PCF durch strukturierte, maschinenlesbare Daten.
3. Flexibilität:
   • Punkt-zu-Punkt oder Datenräume – Sie entscheiden, wie Sie integrieren.
4. Zukunftssicherheit:
   • Optionale AAS-Anbindung für Catena-X & Co. – ohne Unterbrechung Ihrer bestehenden Prozesse.
5. Branchenübergreifend:
   • Ein generisches Datenmodell mit fachspezifischen Subschemas – für mehrere Branchen ausgelegt, von der Automobilindustrie bis zur Luftfahrt.

Wer profitiert

Nächste Schritte für Ihr Unternehmen

• Schemas erkunden: Sehen Sie sich die Subschema-Repositories an und wählen Sie die für Ihren Bereich passenden aus (Schemakatalog).
• Daten validieren: Der Browser-Validator auf der Standard-Website ist angekündigt, aktuell aber als „Coming Soon“ markiert; bis dahin validieren Sie in Ihrer eigenen Pipeline gegen das JSON Schema.
• Pilot mit MatliX: Testen Sie den Austausch mit einem Werkstoffdatensatz nach VDA 231-301.
• DPP/PCF integrieren: Erweitern Sie Ihre Payloads um Metadaten für kommende ESPR-/DPP-Anforderungen.
• Optionale AAS-Schnittstelle: Entwickeln Sie einen Adapter für Catena-X (bei Bedarf).

Kontakt und weitere Informationen

Matplus GmbH
Kontakt: Kontaktformular

Website: Matplus Homepage

Standard und Dokumentation: vda231-301.github.io (Dokumentation, Schemakatalog, News)

Schemas: VDA 231-301 auf GitHub