Kategorie: Nachhaltigkeit

Wegbereiter für die Nachhaltigkeit: Der Digitale Produktpass

Haben Sie sich schon einmal gefragt, welche Informationen sich hinter den Produkten verbergen, die unseren Alltag bestimmen? Vom Smartphone bis zur Verpackung von Lebensmitteln – der Digitale Produktpass (DPP) soll auf einen Blick zu zeigen, woher ein Produkt stammt, wie es hergestellt wurde sowie ob und wie es sich reparieren lässt. Daher hat der DPP das Potential, unsere Konsumgewohnheiten positiv zu beeinflussen und ist somit auch zukünftig für Unternehmen relevant.

Hinter den Kulissen: Der Digitale Produktpass erklärt

Der DPP ist als Konzept im Rahmen des europäischen Green Deal und des EU-Aktionsplans für die Förderung der Kreislaufwirtschaft entstanden. Die Idee mag zunächst abstrakt klingen, aber sie wird bereits zu einem zentralen Element des nachhaltigen Konsums. Analog zu dem Bild eines „Reisepasses“ vermerkt er alle wichtigen Stationen im Lebenszyklus eines Produktes und gibt so detaillierte Einblicke in Produktion, Reparatur und Entsorgung.

Warum ist das wichtig?

Stellen Sie sich vor, Sie könnten beim Kauf eines Produkts genau nachvollziehen, ob es nachhaltig hergestellt wurde und wie umweltfreundlich es sich am Ende seines Lebens verhält – der DPP gibt diese Einblicke. Es handelt sich dabei nicht mehr um ein reines Konzept: Die Europäische Union hat seine Einführung vorgeschrieben und bis 2030 sollen alle Branchen einbezogen werden. Die ESG-Reporting-Pflicht und das Lieferkettengesetz fordern von Unternehmen mit über 500 Mitarbeiter*innen bereits, ihre Daten zu erheben. In Deutschland betrifft der Pass als Erstes ressourcenintensive Branchen wie Elektronik, Elektrofahrzeuge, Industriebatterien, Textilien, Baugewerbe, Verpackungen und Kunststoffe.

Was beinhaltet der Digitale Produktpass?

Das Deutsche Institut für Normung (DIN) und die Deutsche Kommission Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik (DKE) haben einen Ausschuss zum Digitalen Produktpass gegründet, mit dem Ziel, Anforderungen an die technische Gestaltung des DPP zu definieren. Dazu gehören beispielweise Informationsträger mit einheitlichen Identifikatoren für das Produkt, Informationen über die Umweltauswirkungen sowie Langlebigkeit, Materialien, Zulieferer und mehr. Um eine Anpassung an die unterschiedlichen Produktgruppen und -branchen mit einer Vielzahl von unterschiedlichen Daten zu ermöglichen, benötigt der DPP jedoch eine entsprechende modulare Architektur.

Wie der Digitale Produktpass das Konsumverhalten beeinflussen wird

Verbraucher*innen eröffnet der DPP einen klaren Blick auf die gesamte Reise eines Produkts, von der Entstehung bis zur Entsorgung oder Wiederverwertung. So könnte er durch seine Förderung der Transparenz einen erheblichen Einfluss auf unser Konsumverhalten haben. Mit Hilfe des unkomplizierten Einblickes in die Umweltauswirkungen ermutigt er Konsumenten beispielweise dazu, langlebige Produkte auszuwählen. Mithilfe von mehreren Detailstufen können die Informationen auf unterschiedliche Zielgruppen zugeschnitten werden.

Der DPP als Treiber der nachhaltigen Kreislaufwirtschaft

Dabei ist der DPP mehr als nur ein Reisepass für Produkte: er treibt das nachhaltige Wachstum in der Kreislaufwirtschaft an. Der Produktpass optimiert den Produktlebenszyklus, fördert Standardisierung und nachhaltiges Design, verbessert Ressourcen- und Recyclingeffizienz und hilft bei der umweltfreundlichen Beschaffung.

Der DPP im Unternehmen

Für Unternehmen ist es wichtig, sich frühzeitig auf die Einführung des DPP vorzubereiten. PLM-Systeme wie CIM Database PLM und hochentwickelte IT-Lösungen nehmen dabei viel Arbeit ab. Zum Beispiel können sie LCA-Daten (Life Cycle Assessment) direkt anhand der Stücklisten und Arbeitspläne berechnen und mit Material Compliance-Methoden eine sichere Materialauswahl gewährleisten. IoT-Systeme wie CONTACT Elements for IoT liefern zusätzlich Daten aus der Produktion, die zu effektivem Energiemanagement beitragen können.

Ein strategischer Schritt für die nachhaltige Zukunft?

Der DPP ist also nicht nur eine reine Informationsquelle, sondern bietet Verbraucher*innen fundierte Informationen, um verantwortungsbewusste Kaufentscheidungen zu treffen. Unternehmen können sich erfolgreich auf DPP-Standards vorzubereiten, indem sie ihre PLM-Systeme und IT-Lösungen ausbauen. Der Digitale Produktpass ist somit ein strategischer Schritt und wegweisende Notwendigkeit für eine nachhaltige Zukunft.

Einen umfassenderen Beitrag zum Digitalen Produktpass finden Sie hier auf dem CONTACT Research Blog.

Wie PLM den Weg zur nachhaltigen Produktentstehung ebnet

In einer Welt, die von Nachhaltigkeit spricht, sind Transparenz und Rückverfolgbarkeit über den gesamten Produktlebenszyklus entscheidend. Product Lifecycle Management (PLM) hilft bei der Bewältigung dieser Herausforderungen, indem es eine solide Datenbasis für fundierte Entscheidungen bietet.

Herausforderungen für Unternehmen: Vorschriften und Kundenwünsche

Unternehmen sind heute meist mit regulatorischen Herausforderungen konfrontiert, welche die Entwicklung von Strategien und Produkten beeinflussen. Der europäische Green Deal und die Corporate Sustainability Reporting Directive (CSRD) setzen ein entsprechendes Rahmenwerk. Gleichzeitig verlangen Kunden Lösungen, die eine nachhaltige Produktentstehung unterstützen und der Ruf nach einer grünen Transformation wird lauter. Aber wie gelingt Unternehmen dieser Schritt?

Unternehmen im grünen Wandel

Der grüne Wandel ist eine Mammutaufgabe für die Industrie. Nachhaltige Entwicklung, wie sie bereits der Brundtland-Bericht von 1987 definiert, wird zum Leitprinzip. Ziel ist es, die Bedürfnisse der Gegenwart zu erfüllen, ohne die Bedürfnisse künftiger Generationen zu gefährden. Mit einem nachhaltigen Design als ein Kernelement dieser Bewegung werden wirtschaftliche und ökologische Dimensionen in Einklang gebracht. Anders als bei Ansätzen wie dem Ökodesign integriert Sustainable Design auch ethische Aspekte, Menschenrechte und soziale Gerechtigkeit. So zum Beispiel die sozialen Aspekte in der Lieferkette.

PLM als Schlüssel für nachhaltiges Produktdesign

Jedes Produkt durchläuft verschiedene Lebenszyklusphasen, in denen Entscheidungen über Materialauswahl, Design und Herstellungsprozess getroffen werden. PLM-Systeme wie CIM Database PLM ermöglichen es, Nachhaltigkeitsprinzipien bereits in der Entwurfsphase zu berücksichtigen. Abfall zu reduzieren, Energieeffizienz und Recycling zu fördern werden so zu integralen Bestandteilen bereits ab frühen Designprozessen.

Lesen Sie hier ausführlicher, wie PLM zur nachhaltigen Produktentstehung beiträgt.

Ökobilanzierung und PLM: Eine unschlagbare Kombination

Die Ökobilanzierung (engl. Life Cycle Assessment, LCA) ist ein weiterer zentraler Ansatz zur Bewertung von Umweltauswirkungen. Indem so eine Quantifizierung und Auswertung von Umweltauswirkungen über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts hinweg vorgenommen wird, können Unternehmen Umweltaspekte und potenzielle Auswirkungen aufzeigen.

PLM als Strukturgeber für nachhaltige Produkte

Die Produktstruktur, auch bekannt als Bill of Materials (BOM), wird von PLM als strukturierter Leitfaden genutzt. Sie ermöglicht eine genaue Bilanzierung der Umweltauswirkungen über die gesamte Produktpalette. Materialeigenschaften, Arbeitspläne und Aggregation von Daten unterstützen die Auswahl nachhaltiger Materialien.

Material Compliance: Vorschriften einfacher meistern

Die Auswahl von Werkstoffen muss nicht nur umweltfreundlich, sondern auch gesetzeskonform sein. Hier kommt die Material Compliance ins Spiel. Ein PLM-System ermöglicht nicht nur die Verwaltung von Produktstrukturen und Materialdaten, sondern auch die Material Compliance durch eine Verfolgbarkeit der verwendeten Werkstoffe reibungslos umzusetzen.

Digitaler Produktpass für die Kreislaufwirtschaft

Für eine erfolgreiche Kreislaufwirtschaft ist Transparenz über Materialien und Produkte entscheidend. Der Digitale Produktpass fungiert als Träger von Informationen aus dem PLM-System und stellt ein Fundament für die THG-Berichterstattung. Die Asset Administration Shell (AAS, Verwaltungsschale) dient als eine standardisierte Technologie für den Informationsaustausch.

PLM für eine nachhaltige Zukunft

Durch eine ganzheitliche Betrachtung des Lebenszyklus können Auswirkungen und Risiken früh erkannt, bewertet und abschließend auch vermieden werden. CONTACT Research engagiert sich für eine nachhaltigere Produktentwicklung, um gemeinsam eine harmonische Zukunft zu gestalten. Lasst uns zusammen die Herausforderungen der nachhaltigen Produktentwicklung meistern und die Welt positiv beeinflussen!

Lesen Sie hier den ausführlichen Beitrag in Englisch auf dem CONTACT Research Blog.

Der Digitale Zwilling im Zeichen regenerativer Energie

Laut dem Bundesverband der Windenergie (BWE) liegt der Anteil der Windenergie an der deutschen Stromproduktion in diesem Jahr bei 27 Prozent, im Jahr 2020 stellte die Windenergie sogar die wichtigste Energiequelle im deutschen Strommix. Insgesamt sind mehr als 31.000 Anlagen installiert, die im Jahr 2019 89 Millionen Tonnen CO2-Equivalent eingespart haben. Windkraft ist somit eine tragende Säule für die CO2-arme und nachhaltige Energieerzeugung und liefert einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Die weitere Steigerung der Erträge bei gleichzeitiger Reduzierung der Wartungskosten ist deshalb von großer Bedeutung.

Mit smarten Systemen die Effizienz von Windparks steigern

Digitale Zwillinge sind das zentrale Element, um das volle Potenzial der Windkraft auszuschöpfen und die Erträge zu maximieren. Angetrieben von der Vision, ein datenbasiertes Entwicklungswerkzeug für die Windindustrie zu schaffen, startete vor eineinhalb Jahren das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderte Verbundprojekt WIND IO.

Unter Federführung des Instituts für integrierte Produktentwicklung BIK der Universität Bremen bauen wir hierfür mit mehreren Konsortialpartnern Forschungsanlagen als cyberphysische Systeme auf und rüsten diese mit Sensoren, Elektronik und Rechnern (sogenannte IoT-Gateways) nach. Dies ermöglicht es, alle Betriebsinformationen der realen Anlage digital abzubilden und an einem Digitalen Zwilling zusammenzuführen. Das Betriebsverhalten kann anhand des Digitalen Zwillings simuliert werden, was wiederum Erkenntnisse für weitere Optimierungen an der Windenergieanlage zulässt. Der Digitale Zwilling liefert hierzu nicht nur Informationen über den aktuellen Energieertrag, sondern bietet auch ein umfassendes Gesamtbild über den Zustand jeder einzelnen Anlage.

Verbesserte Montage-, Wartungs- und Instandhaltungsprozesse

Mit den gewonnenen Informationen lassen sich beispielsweise die Wartungs- und Instandhaltungsprozesse optimieren. So machen die Daten den Alterungsprozess von Bauteilen jederzeit transparent und geben bei Überschreitung festgelegter Grenzwerte automatisch Alarm. Der Digitale Zwilling ermittelt anhand der erhobenen Betriebs-, Umgebungs- und Wetterdaten zudem einen günstigen Wartungszeitpunkt der Anlage. Diese sollte idealerweise bei wenig Wind durchgeführt werden, um nicht auf Kosten der Energiegewinnung zu gehen.

Für die Berechnungen kommen hierbei sowohl statistische Methoden als auch Modelle aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) zum Einsatz. Diese Methoden helfen auch, den besten Zeitpunkt für den Aufbau einer Windkraftanlage zu bestimmen, da die Montage der Rotorblätter nur bei bestimmten Bedingungen erfolgen kann. Hierfür fließen neben den Wetterdaten zusätzliche Parameter, wie beispielsweise die Schwingung des Turms, in die Berechnungen mit ein.

Digitale Zwillinge für eine nachhaltige Industrie 

Das WIND IO Projekt zeigt anschaulich, welches Potenzial in der Digitalisierung und besonders im Konzept des Digitalen Zwillings steckt. Darüber hinaus können Unternehmen ihre Daten nutzen, um ganze Produktions- und Betriebszyklen zu simulieren. Dies ermöglicht es, den Ressourcenverbrauch zu minimieren, den Energieverbrauch zu reduzieren und gleichzeitig die Produktionsschritte effektiver aufeinander abzustimmen sowie die Transportwege zu optimieren. Konzepte wie der Digitale Zwilling und datenintensive Analysemethoden sind damit essenziell für eine schonende und effiziente Industrie.

Die Daten eines digitalen Zwillings helfen Unternehmen, die Effizienz energieintensiver Anlagen zu steigern. Das gilt vor allem, wenn zusätzlich KI-Mechanismen zum Einsatz kommen. Welchen Mehrwert diese Kombination für das Energiemanagement in Unternehmen bringt, erläutern Dr. Nicole Göckel und Johann Heinrich im Fachartikel „Mit digitalen Zwillingen zu mehr Ertrag“.