Ein modernes Dokumentenmanagementsystem (DMS) ist für die Cannabisproduktion unverzichtbar. Es bündelt Daten, automatisiert Prozesse und stellt sicher, dass regulatorische Anforderungen wie das KCanG eingehalten werden.

DMS

Abbildung: Speicherort für alle relevanten Daten, Dokumente und Berichte.

Im 420+ Portal fungiert es als Datenbasis für effiziente, digitale Arbeitsabläufe – von automatisierter Berichterstellung bis zur Echtzeitüberwachung. Im Folgenden werden die einzelnen Funktionen und Vorteile dieses Systems sowie seine Rolle in unserer Softwarelösung detailliert beschrieben.

Ein Dokumentenmanagementsystem ist weit mehr als nur ein Werkzeug zur Archivierung von Dateien innerhalb der Cannabis Social Club Software – es dreht sich nicht nur um die Pflanzen, sondern auch um die Sicherheit der sensiblen Daten, die den Clubbetrieb erst ermöglichen.

Rechtsdokumente, Lagebestände und Mitgliederprofile – diese Informationen sind unverzichtbar für den reibungslosen Ablauf und unterliegen strengen gesetzlichen Vorgaben. Die Herausforderung besteht darin, diese Daten vor Cyberangriffen und unbefugtem Zugriff zu schützen, ohne dabei die Effizienz der täglichen Abläufe zu beeinträchtigen.

I. DMS schützt sensible Daten

Der Schutz dieser Informationen ist eine Kernaufgabe des modernen Dokumentenmanagementsystems (DMS). Neben der Einhaltung gesetzlicher Vorgaben bietet ein DMS umfassende Sicherheitsmaßnahmen, die auf drei stabilen Säulen aufbauen: Verschlüsselung, Zugriffsmanagement und Protokollierung. Diese Technologien gewährleisten nicht nur den Schutz der Daten, sondern optimieren auch die täglichen Arbeitsabläufe.

1.1 Verschlüsselung: Der erste Schutzschild

Die Verschlüsselung von Daten ist eine der effektivsten Maßnahmen, um sensible Informationen vor unbefugtem Zugriff zu bewahren. Moderne Verschlüsselungstechnologien wandeln Daten mithilfe mathematischer Algorithmen so um, dass sie nur mit dem passenden Schlüssel lesbar sind.

Laut einer Studie von Tomeo et al. Issues in Information Systems, 2023 erhöht der Einsatz starker Verschlüsselung nicht nur die Datenintegrität, sondern stärkt auch das Sicherheitsgefühl der Nutzer.1 In einem Cannabis Social Club werden dadurch alle Daten – von den Mitgliederlisten bis zu den sensiblen Anbaustrategien – sowohl bei der Übertragung als auch bei der Speicherung geschützt.

Praxisbeispiel:

Eine Anbauvereinigung nutzt Verschlüsselungstechnologien, um die Kommunikation zwischen Sensoren in den Anbauräumen und der integrierten Verwaltungssoftware abzusichern. Selbst wenn Angreifer Zugriff auf diese Daten erhalten, bleiben diese ohne den entsprechenden Schlüssel unlesbar.

Verschlüsselung
Zugriffsmanagement

Abbildung: Speichern und Öffnen von Dokumenten mit 420+.

1.2 Zugriffsmanagement: Nur berechtigte Nutzer

Ein effektives Identitäts- und Zugriffsmanagement (IAM) ist unverzichtbar, um sicherzustellen, dass nur autorisierte Personen Zugriff auf bestimmte Daten erhalten. IAM umfasst Maßnahmen wie rollenbasierte Zugriffskontrollen (RBAC), plattformübergreifende Benutzerverwaltungen und Multi-Faktor-Authentifizierung (MFA).

Wie Singh et al. in ihrer Arbeit “European Journal of Engineering and Technology Research, 2023 betonen, reduziert IAM Sicherheitsrisiken erheblich und erhöht die Compliance mit regulatorischen Anforderungen.2 In einem Cannabis Social Club erhalten somit nur ausgewählte Mitglieder oder externe Dienstleister (z.B. Hersteller von Anbaulösungen wie dem Grow Container) Zugriff auf sensible Daten wie Anbaupläne oder Nährstoffprotokolle.

Praxisbeispiel:

Die MFA im Club kann gewährleisten, dass Mitglieder sich nicht nur mit einem Passwort anmelden müssen, sondern auch einen Einmal-Code auf ihr Smartphone erhalten. Dies schützt den Zugang zu sensiblen Daten.

1.3 Protokollierung und Audits:

Protokollierung und Audits sind essenziell, um Aktivitäten innerhalb des Systems nachvollziehbar zu machen und potenzielle Sicherheitslücken frühzeitig zu erkennen. Laut dem Allianzpapier der Wissenschaftsorganisationen (2014)” sind ausreichende Protokollierung und systematische Auswertungen unverzichtbar, um Angriffe zeitnah zu identifizieren und abzuwehren.3 Diese Maßnahmen tragen nicht nur zur Verbesserung der organisatorischen Sicherheitskultur bei, sondern erleichtern auch die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben, wie sie in der Produktion von Cannabis als Medizin oder zu Genusszwecken gefordert werden​.

In eurem Cannabis Social Club können wir damit sicherstellen, dass alle Zugriffe auf sensible Daten wie Mitgliederlisten oder Produktionsdokumentationen protokolliert werden. Die regelmäßige Überprüfung dieser Protokolle ermöglicht es, unbefugte Zugriffe oder verdächtige Aktivitäten schnell zu erkennen und Gegenmaßnahmen einzuleiten.

Praxisbeispiel:
Ein Club nutzt automatisierte Protokollierung, um Änderungen an Anbauparametern und Zugriffen auf die sensiblen Produktionsdaten zu dokumentieren. Ein Audit deckt auf, dass ein nicht autorisiertes Mitglied versucht hat, auf Produktionspläne zuzugreifen. Daraufhin werden Zugriffsrechte angepasst und zusätzliche Sicherheitsmaßnahmen implementiert.

II. IoT-Integration

Echtzeitdaten aus Sensoren, kombiniert mit einem leistungsstarken Dokumentenmanagementsystem (DMS), ermöglichen eine präzise Steuerung und Automatisierung.

2.1 Integration von Sensordaten

IoT-Integration

Abbildung: Zu sehen ist ein Setup aus einem ESP8266 NodeMCU Developer Board und einem GPIO-Erweiterungsboard. Diese Kombination wird häufig in DIY-Projekten eingesetzt, da sie eine einfache Anbindung verschiedenster IoT-Geräte ermöglicht. Auch einige Cannabis Social Clubs nutzen solche Selbstbaulösungen mit 3D-gedruckten Gehäusen, um ihre Anbauumgebungen flexibel und kostengünstig zu automatisieren.

Dank standardisierter Schnittstellen (wie I²C, SPI, UART) können verschiedenste Sensoren und Aktoren problemlos integriert und mit dem DMS des 420+ Portals verknüpft werden. Dies vereinfacht die Automatisierung und Prozesskontrolle.

In einem smarten Cannabis Anbau kommen IoT-Sensoren in großem Umfang zum Einsatz, um wichtige Anbauparameter wie Temperatur, Luftfeuchtigkeit und Lichtintensität kontinuierlich zu erfassen. Diese Daten werden in Echtzeit von einem Dokumentenmanagementsystem (DMS) gesammelt und mit relevanten Anbauprozessen verknüpft.

In einer aktuellen wissenschaftlichen Arbeit “Internet of Things for Smart Factories in Industry 4.0, 2023wird hervorgehoben, dass die vertikale Integration von Sensordaten und Geschäftsdaten nicht nur eine Echtzeitüberwachung ermöglicht, sondern auch die gesamte Produktionskette optimiert.4

2.2 Proaktive Entscheidungen

Basierend auf Echtzeitdaten von IoT-Sensoren können Abweichungen von festgelegten Grenzwerten, wie etwa Temperatur oder Luftfeuchtigkeit, frühzeitig erkannt werden. Studien wie Internet of Things for Smart Factories in Industry 4.0 von Soori et al. (2023) zeigen, dass die Kombination von IoT-Sensoren und modularen Managementsystemen es ermöglicht,automatische Warnungen auszulösen und gleichzeitig Maßnahmen vorzuschlagen oder einzuleiten. Diese Vorgehensweise reduziert Ausfallzeiten, erhöht die Betriebssicherheit und sorgt für optimierte Produktionsbedingungen.5

Das Dokumentenmanagementsystem (DMS) agiert hier als Plattform, die nicht nur Daten analysiert, sondern auch Entscheidungsprozesse automatisiert. Sobald Abweichungen auftreten, werden alle relevanten Akteure informiert und sofortige Handlungsschritte, wie die Anpassung der Bewässerung oder Lüftung, initiiert. Dies führt zu einer deutlichen Effizienzsteigerung und minimiert Risiken, bevor sie sich negativ auf die Produktion auswirken können.

2.3 Datenbasiertes Anbau-Management

Ein modernes Dokumentenmanagementsystem (DMS) nutzt die verknüpften Daten aus IoT-Geräten, um Muster zu erkennen, die langfristig in die Anbauplanung einfließen. In eurem Smart Grow wird deswegen auf Technologien zurückgegriffen, die Sensoren mit Machine Learning (ML) kombinieren, um Anomalien zu erkennen und Prozesse zu optimieren. Diese datengetriebene Herangehensweise erlaubt es, spezifische Anforderungen wie optimale Lichtzyklen, Bewässerungsintervalle oder Nährstoffmengen präzise zu definieren.

Die Studie “Machine Learning and Internet of Things in Industry 4.0: A Review” hebt hervor, dass ML-gestützte Systeme es ermöglichen, nicht nur historische Daten, sondern auch Echtzeitinformationen zu analysieren, um auf der Basis bestehender Muster und Vorhersagen Anpassungen vorzunehmen (Rahman et al., 2023, S. 4).6 Diese Fähigkeit ist besonders für die Cannabisproduktion entscheidend, da sie sowohl die Ressourcennutzung optimiert als auch die Pflanzenqualität erhöht. Darüber hinaus verbessert der Einsatz von IoT und ML die Entscheidungsfindung, indem Datenströme aus Sensoren kontinuierlich verarbeitet und automatisierte Handlungsstrategien erstellt werden.

Das Zusammenspiel aus IoT und ML bietet die Grundlage für eine prädiktive Steuerung, bei der potenzielle Probleme, wie etwa Abweichungen von optimalen Wachstumsparametern, frühzeitig erkannt und behoben werden können. Smart Contracts spielen in diesem Prozess eine entscheidende Rolle, indem sie automatisch Maßnahmen basierend auf diesen Analysen ausführen – mehr dazu im Kapitel III, 3.3. Dies stellt nicht nur eine signifikante Effizienzsteigerung dar, sondern minimiert Ausfallzeiten und vermeidet Ertragsverluste.

III. Blockchain-Technologie

Laut Holste und Schoeber “Real-Economy Applications of Blockchain Technology, 20187 sowie Wang et al. “Blockchain and IoT for Industrial Supply Chains, 20208 bietet Blockchain nicht nur eine manipulationssichere Datenverwaltung, sondern auch innovative Lösungen für Rückverfolgbarkeit und Compliance in der Branche.

3.1 Manipulationssichere Datenverwaltung und Transparenz

Blockchain-Technologie gewährleistet die fälschungssichere Speicherung und Nachverfolgbarkeit von Daten entlang der gesamten Produktionskette im Cannabis Social Club. Jede Transaktion wird als unveränderlicher Block kryptografisch gesichert. Dies schafft Vertrauen bei Mitgliedern und Regulierungsbehörden.

Praxisbeispiel:
Ein Grower im CSC speichert Labortestdaten, Produktionsbedingungen und Transportdetails jeder Charge in der Blockchain. Mitglieder können über einen QR-Code auf der Verpackung die Qualität und Herkunft des Produkts überprüfen.

3.2 Rückverfolgbarkeit und regulatorische Compliance

Die Einhaltung gesetzlicher Vorgaben wie das KCanG ist im Rahmen des gemeinschaftlichen Anbaus von Cannabis in Anbauvereinigungen essenziell. Blockchain ermöglicht eine lückenlose Dokumentation aller Produktions- und Qualitätskontrollschritte, wodurch Behörden und externe Partner jederzeit bei Bedarf auf zuverlässige Daten zugreifen können.9

Praxisbeispiel:
Ein CSC setzt die Blockchain ein, um den gesamten Produktionsprozess zu dokumentieren. Dadurch können Behörden bei Kontrollen lückenlos auf Produktionsdaten zugreifen.

3.3 Optimierung der Lieferkette

Blockchain-Technologie optimiert die Kommunikation zwischen Produzenten, Lieferanten und Distributoren, indem sie eine gemeinsame Plattform für die gesamte Lieferkette bereitstellt. Dies reduziert administrative Hürden und erhöht die Effizienz.

Praxisbeispiel:
Ein Cannabisproduzent überwacht mit Blockchain in Echtzeit die Lagerbestände. Bestellungen und Lieferzeiten werden automatisch angepasst, wodurch Engpässe und Überproduktion vermieden werden.

3.4 Automatisierung durch Smart Contracts

Die Kombination von Blockchain und Smart Contracts ermöglicht automatisierte Prozesse. Smart Contracts lösen automatisch Aktionen aus, wie etwa Lieferanpassungen, Zahlungsabwicklungen oder Qualitätssicherung, sobald festgelegte Bedingungen erfüllt sind.

Praxisbeispiel:
IoT-Sensoren messen die Luftfeuchtigkeit in den Trocknungsräumen. Weicht der Wert ab, wird die Abweichung in der Blockchain dokumentiert und ein Smart Contract passt automatisch die Belüftung an.

V. Literaturverzeichnis

  1. Tomeo, Mel., Mutale, Wilfred., Kisow, Matthew., Scarpino, John J., Chergarova, Vasilka. “A Quantitative Study on the Usage of a Cryptographic Software Tool for Data and Communications Encryption.” Issues in Information Systems, Vol. 24, Issue 2, pp. 12-21, 2023, Seiten 12–21.
  2. Singh, Chetanpal., Warraich, Jatinder., Thakkar, Rahul. “IAM Identity Access Management—Importance in Maintaining Security Systems within Organizations.” European Journal of Engineering and Technology Research, Vol. 8, Issue 4, August 2023, Seiten 30–36.
  3. Allianz der Wissenschaftsorganisationen. Bedeutung der IT-Sicherheit an wissenschaftlichen Einrichtungen. Hochschulrektorenkonferenz, 2014, Seiten 1–3.
  4. Hesse, G., Matthies, C., Sinzig, W., & Uflacker, M. (2019). Adding Value by Combining Business and Sensor Data: An Industry 4.0 Use Case. Accepted at the International Conference on Database Systems for Advanced Applications
  5. Soori, M., Arezoo, B., & Dastres, R. (2023). Internet of Things for Smart Factories in Industry 4.0: A Review. Internet of Things and Cyber-Physical Systems, 3, 192–204. Seite 193
  6. Rahman, M. S., Ghosh, T., Aurna, N. F., Kaiser, M. S., Anannya, M., & Hosen, A. S. M. S. (2023). Machine Learning and Internet of Things in Industry 4.0: A Review. Measurement: Sensors, 28, 100822.
  7. Holste, B., & Schoeber, N. (2018). Real-Economy Applications of Blockchain Technology. SSRN Electronic Journal, S. 12–16.
  8. Wang, Q., Han, Z., Wang, S., & Zhang, Q. (2020). Blockchain and IoT for Industrial Supply Chains. arXiv Preprint. Seiten 15–20.
  9. Exploring Blockchain Applications for the Cannabis Industry. In: Cannabis Science and Technology, Vol. 7, Issue 3, 2024, Seiten 22–24.