• Themenbereiche
Kooperationsmodelle
in digitalen
Wertschöpfungsnetzwerken
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Kooperationsmodelle
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Wertschöpfungsnetzwerken
Unsere Vision
Die digitale B2B-Plattform erschafft ein Wertschöpfungsnetzwerk aus Produzenten, Lieferanten und Kunden, welches durch Transparenz, Skalierbarkeit und Datenverfügbarkeit charakterisiert ist. Sie legt den Grundbaustein für die Circular Economy und digitale, service-getriebene Geschäftsmodelle.
Die Plattform soll zur Ökobilanzierung entlang der kunststoffverarbeitenden Wertschöpfungskette infolge des Datenaustauschs innerhalb des Netzwerks befähigen. Zur Begegnung der Skepsis bezüglich Datensicherheit, -souveränität, -integrität und Vertrauen wird das Software-Framework nach GAIA-X definiert sowie die Datenablage durch ein Blockchain-Modul dezentralisiert.
Die Vision nach Projektabschluss ist ein Marktplatz für Rezyklate, Produktpässe und digitale Zwillinge. Auf Basis der Daten sollen bspw. Auswirkungen von verschiedenen PCR-Anteilen bzw. PCR verglichen zu Virgin-Material evaluierbar sein.
• Unsere Vision im Detail
Was haben Wir vor?
Was soll passieren?
Grundlagen Plattform
Ob für KI, die Durchführung eines Life-Cycle Assessments oder den Nachweis einer nachhaltigen Lieferkette: Ein besonderer Mehrwert von Daten entsteht erst dann, wenn sie aus diversen Quellen, z. B. aus unterschiedlichen Unternehmen, zusammengeführt, aggregiert und ausgewertet werden.
Digitale Plattformen zum Austausch von Daten zwischen Unternehmen gewinnend zunehmend an Bedeutung. Sie ermöglichen Zugang sowohl zu historischen IoT-Daten als auch zu Echtzeit-Datenströmen, sodass bspw. KI-Algorithmen neu entwickelt und bestehende Modelle kontinuierlich versorgt werden können. Dies ist zur Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit bzw. zum Fortbestand der Existenz zwingend erforderlich.
Digitale Plattformen sind durch verschiedene Eigenschaften wie Echtzeitfähigkeit, Flexibilität, geografische Unabhängigkeit und höchste Skalierbarkeit charakterisiert. Dies ist im Hinblick auf Netzwerkeffekte von Vorteil, da der Nutzen der einzelnen Teilnehmer in Abhängigkeit der Partizipierenden steigt. Je mehr Akteure bereits an der Plattform teilnehmen, umso attraktiver und günstiger wird sie für den einzelnen.
Entgegen des Bewusstseins für den Bedarf eines Datenhandels zwischen Unternehmen hat sich bisher noch kein Datenmarktplatz bzw. kein Standard etabliert. Zusätzlich scheitert die Partizipation an einem solchen Datenhandel meist an stakeholderspezifischen Risikofaktoren wie Datensicherheit, -souveränität, und -integrität sowie Transparenz und Vertrauen. Bevor sich eine Plattform auf dem Markt etablieren kann, müssen folglich die Anforderungen der potenziellen Stakeholder identifiziert werden, um den Risikofaktoren zu begegnen und somit die Skepsis bzgl. eines Datenhandels zu minimieren.
Für maximale Datensicherheit sollten Handelsplattformen aufgesetzt werden, welche GAIA-X-konform sind. Die Unabhängigkeit von einer zentralen Instanz, die geografische Datendistribution sowie deren Fälschungs- und Manipulationssicherheit gewährleistet eine Datenhoheit und -integrität. Eine GAIA-X-Konformität schafft digitale Souveränität, Unabhängigkeit und Sicherheit gemäß der Datenschutzverordnung (DSGVO). Das europäische Projekt GAIA-X steckt jedoch selbst noch in der Entwicklungsphase, sodass bisher keine Plattform zum Austausch von IoT-Daten Marktreife erlangen konnte.
Zielbild Plattformen
Im Forschungsstrang „Kooperationsmodelle in digitalen Wertschöpfungsnetzwerken“ geht es um die informations- und datenflussbezogenen Aspekte der Ökobilanzierung sowie der Gestaltung einer Plattform zum Handeln von Daten unter Wahrung von Sicherheits-, Hoheits- und Integritätsaspekten. Zunächst gilt es, alle Datenströme, welche zur vollständigen Bilanzierung eines Produkts von cradle-to-cradle erforderlich sind, zu identifizieren und hinsichtlich der Erfassungsart, des Ablageorts und des Formats zu charakterisieren. Dies ist zur Definition von Schnittstellen für die Plattform von Bedeutung. Unter Wahrung der Kompatibilität zu etablierten Standards, Lösungen und Normen soll ein sicherer Datenaustausch gewährleistet werden.
Auf Basis der ermittelten Anforderungen der Akteure an die Plattform folgt das Pflichtenheft seitens des Plattformentwicklers inkl. Technologieempfehlungen zur Umsetzung der Kundenwünsche. Am Ende der Projektlaufzeit soll auf Basis des Datenaustauschs eine Ökobilanzierung sowie eine informationsbasierte Kooperation zwischen den Akteuren der kunststoffverarbeitenden Wertschöpfungskette möglich sein. Die Plattform und ihre zu entwickelnden Schnittstellen sollen sich dabei an den aktuellsten und einschlägigen Infrastrukturen, Projekten (z. B. GAIA-X) und Standards (z. B. R-Cycle) orientieren. Die Plattform ermöglicht einen effizienten Austausch von Daten zu Material- und Energieverbauch unter Wahrung höchster Datenschutzansprüche zur Berechnung der LCA. Ein mathematisches Modell bedient sich der innerhalb des Konsortiums des Forschungsprojekts PlasticBond identifizierten Daten zur Ökobilanzierung und berechnet den ökologischen Fußabdruck jedes Prozessschritts und/oder der gesamten Wertschöpfungskette, welcher von den Akteuren der Plattform auf Anfrage und ggf. gegen Bezahlung eingesehen werden kann. Der Aspekt der Preisfindung wird in PlasticBond in einem separaten Geschäftsmodell untersucht.
Es ist vorstellbar, das technische Informationssystem der Plattform nach Projektabschluss zu einer Art Marktplatz für Rezyklate, Produkt-/Materialpässe und digitale Zwillinge weiterzuentwickeln. Die Informationsbasis bzgl. des Kunststoffprodukts und seiner CO2-Bilanz in Kombination mit seiner Mengenverfügbarkeit beim jeweiligen Anbieter befähigt Unternehmen bspw. zu ökologischem und ökonomischem Handeln. Die Transparenz von potenziell verfügbarem und für den Bedarfsfall geeignetem PCR-Material unter Berücksichtigung von Materialschwankungen (bspw. durch verschiedene Chargen bedingt) befähigt im Sinne der Ökobilanzierung die Effizienz der nachfolgenden Prozessschritte zu steigern. Des Weiteren sollen Prozesse und Produkte vergleichbar gemacht werden, bspw. hinsichtlich Nachhaltigkeitsaspekten bei unterschiedlich umfangreichem Einsatz von PCR-Materialien in der Produktion im Gegensatz zu Neuware.
Die Datenquellen der Unternehmen für den Datenhandel zur Ökobilanzierung kommen vornehmlich aus den Bereichen Stamm- und Metadaten, die die Wertschöpfungssituation zum Zeitpunkt der Herstellung oder Verarbeitung beschreiben können. Dies inkludiert auch Daten zur Produktqualität und diverser Logistikprozesse, die in der Kalkulation der LCA nicht vernachlässigt werden dürfen. Die Verwaltung der resultierenden Daten könnte in der Folge durch Blockchain-Modelle übernommen werden, wobei jeweils ein Knoten des Systems bei einem teilnehmenden Unternehmen zur Verfügung steht. Hierdurch kann v. a. der nachträglichen Manipulation der Daten vorgebeugt werden. Auch wenn infrastrukturell alle Schnittstellen und Standards eine Datenübertragung über die Unternehmensgrenzen hinweg theoretisch ermöglichen, existieren Daten, die aufgrund des Schutzes der eigenen Wettbewerbsvorteile nicht gehandelt werden sollten. Die genaue Rezeptur, die Prozessführung oder der Energieverbrauch in Kombination mit dem Wissen über das jeweilige Unternehmen erlauben Rückschlüsse auf Produktivität, Effizienz und geistiges Eigentum. Methoden der Datenanonymisierung aus dem Bereich der Kryptographie können an dieser Stelle Abhilfe leisten.
User Story
“Als Plattformnutzer möchte ich Zugang zu einer Datenbank haben, welche mir Informationen/Kennzahlen, wie z. B. den Carbon Footprint in Bezug auf die funktionelle Einheit, die Mengenverfügbarkeit oder die Dosierung für verschiedene Kunststoffarten liefert.
Darauf aufbauend soll es möglich werden, die komplette Wertschöpfungskette hinsichtlich der ökologischen Nachhaltigkeit zu bewerten sowie bspw. die Auswirkungen des Einsatzes von verschiedenen Post-Consumer-Rezyklat (PCR)-Anteilen bzw. PCR im Vergleich zu Neuware zu evaluieren.
Ein weiterer Nutzen des Datenaustauschs über ein Informationssystem ist die Auswahl und Optimierung von geeignetem PCR-Material unter Berücksichtigung von Materialschwankungen (bspw. durch verschiedene Chargen bedingt).
Die Kenntnis über eingesetzte Rohstoffe, die Qualitätsmerkmale des Rezyklats und deren Konstanz ist hierfür bspw. von Relevanz und muss über eine geeignete Kennzahl abgebildet werden können.
Diese Erkenntnis ermöglicht es, im Sinne des Life Cycle Assessment (LCA) die Effizienz der nachfolgenden Prozessschritte zu steigern.
Das Informationssystem soll zusätzlich die Lücke bzgl. der Informationen über Transportmittel, Herkunft, Energieaufwand bei Erzeugung und Abbau der Produkte schließen.”
Drei Bereiche,
ein Konzept, ein Ziel
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