Digitale Prozesse stärken die Nachhaltigkeit

von Bernhard Steimel
16. Februar 2023

Digitale Prozesse sind schnell, agil und skalierbar. Sie leisten einen wesentlichen Beitrag zur Erreichung der Klimaschutzziele durch Datentransparenz, Vernetzung und Data Sharing. Smartes Gebäudemanagement, intelligente Ressourcen-Nutzung und effiziente Beschaffung sind dabei ein wichtiger Ansatzpunkt für Nachhaltigkeit. Digitalisierung unterstützt dies mit Datentransparenz, IoT-Technologien und smarten Planungswerkzeugen.

Dieser Beitrag ist ein Auszug aus dem „Trendbook Nachhaltigkeit mit Digitalisierung“. Einen Überblick über den Inhalt gibt der Artikel Nachhaltigkeit mit Digitalisierung beschleunigen. Sie können das Trendbook außerdem direkt kostenlos herunterladen.

Intelligentes Gebäudemanagement und Smart Buildings

Gebäude sind ein wichtiger Faktor für das Ziel bis 2030 die CO2-Emissionen zu halbieren. Vor allem der Einsatz nachhaltiger Beleuchtungssysteme ist sinnvoll, denn jedes Unternehmen kann hier seine CO2-Bilanz verbessern. Dabei geht es nicht nur um moderne, energiesparende LEDs. Als smarter Service kann die Beleuchtung noch weitaus mehr zur Nachhaltigkeit beitragen.

Beleuchtung als Service nutzen
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Signify setzt auf Lighting-as-a-Service- Lösungen. Statt die Leuchtmittel zu verkaufen, entwirft, installiert und betreibt das Unternehmen modulare Leuchtsysteme. Da das Produkt für und mit dem Kunden entwickelt wird, ist das Angebot auf dessen Bedürfnisse abgestimmt. Als zusätzlichen Service übernimmt Signify auch das Monitoring der Lichtnutzung und liefert mittels einer cloudbasierten IoT-Plattform regelmäßig Informationen unter anderem zum Stromverbrauch. So ist der Kunde in der Lage, das Optimum aus dem Produkt zu ziehen.

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Intelligente Gebäude und Räume erhöhen den Komfort für die Mitarbeiter und ermöglichen die Arbeit unter angenehmen Umweltbedingungen (Luft, Licht und Wärme). Zudem sind sie ein wesentlicher Faktor für das Energiemanagement. So können sie Beleuchtung, Klimatisierung und Heizung so steuern, dass nur tatsächlich genutzte Räume Energie verbrauchen

Nachhaltiges digitales Gebäudemanagement
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Der größte Geschäftsbereich des Familienunternehmens Dussmann ist das Immobilien- und Gebäudemanagement. Es fokussiert sich im Rahmen seiner Geschäftstätigkeit auf die Minimierung des Ressourcenverbrauchs, den Einsatz umweltschonender Produkte sowie die Reduktion der Verpackungsmaterialien. Dies gilt sowohl für die eigenen Betriebsmittel als auch für die Ressourcen der Kunden. Möglichst effiziente Services und ein verbessertes Abfallmanagement durch Digitalisierung erzielen ökologische Einsparpotenziale – zum Beispiel die digitale Steuerung des Gebäudebetriebs oder autonome Roboter als Reinigungstrupps.

Basis für diese Möglichkeiten sind Smart-Building-Technologien. Gebäude müssen mit Sensoren, IoT-Gateways und eine Verbindung zu einer Cloud-Plattform ausgestattet werden, um Transparenz über den Energieverbrauch und andere Messwerte zu erreichen. 

So besitzt das Kunden- und Technologiezentrum von Weidmüller ein nachhaltiges Energiemanagement. Es erfüllt alle Anforderungen der Energieeinsparverordnung (EnEV) und erreicht den KfW-Effizienzhaus 55-Standard. Die Gebäudeversorgung mit Wärme und Kälte erfolgt über Geothermie, die Eigenerzeugung von Strom über eine Photovoltaik-Dachanlage. Die LED-Beleuchtung und die Außenjalousien werden präsenz- und lichtabhängig gesteuert. Klimatisierung, Raumbefeuchtung und Belüftung geschehen vollautomatisch und zonensteuerbar.

Die Investitionen für solche und ähnliche digitale Technologien sind überschaubar. Sie amortisieren sich deshalb schneller als Investitionen in Maschinen und Anlagen. Anschließend zeigen die Kurven der CO2-Bilanz nach unten und machen das Unternehmen nachhaltiger.

Nachhaltige Produktion mit digitalen Zwillingen und KI

Digitale Werkzeuge wie Robotik, IoT und KI optimieren Prozesse und führen zu weniger Abfall und Emissionen sowie einem besseren Energie- und Ressourcenverbrauch. Vor allem digitale Zwillinge sind in der Lage, den Unternehmen eine große Transparenz über alle Produkte und Prozesse zu geben – in Echtzeit und unter Einbeziehung der Nachhaltigkeit.

Produktion mit digitalem Zwllling planen
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Der Mittelständler WKW Automotive nutzt für seine Pressen einen Digitalen Zwilling. Er berichtet über das Verhalten der Anlagen, sendet automatisch Aufträge an die Instandhaltung, plant die optimale Reihenfolge der Produktionsaufträge und ordert das Material für die nächste Schicht. Das Ergebnis: Über zehn Prozent Produktivitätssteigerung nach knapp einem Jahr.

Datentransparenz ist nur eine Möglichkeit. Industrielle KI-Lösungen nutzen lernfähige Algorithmen, um Produktionsprozesse kontinuierlich zu optimieren, vorausschauend zu planen und die Wartung zu vereinfachen.

Störungen in der Fertigung frühzeitig erkennen
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Das Werk des Chip-Herstellers GlobalFoundries in Dresden gilt als das größte und modernste Halbleiterwerk in Europa. Um Ausfälle und Qualitätsschwankungen in der Produktion zu vermeiden, wird der Zustand der Reinstwasser-Ventile mit akustischen Sensoren permanent überwacht. Die KI-basierte Bewertung des Zustands der Ventile und die Darstellung auf Dashboards übernimmt die IoT-Plattform Cloud Shopfloor Intelligence der T-Systems MMS. Auf diese Weise erkennt das System Störungen, bevor es zu Ausfällen kommt. Wartungsarbeiten können vorausschauend und bedarfsorientiert durchgeführt werden.

KI-Anwendungen sind in der Lage, aus historischen und aktuellen Daten zahlreiche Informationen zu gewinnen, die nicht auf den ersten Blick sichtbar sind. So ist es möglich, Störungen zu erkennen, bevor sie tatsächlich auftreten. Dazu gehört auch Materialverschleiß. Zudem kann KI die Restlebensdauer von Materialien bestimmen. Diese Verfahren stärken in erster Linie die Prozesseffizienz, was jedoch automatisch rückwirkt auf die Nachhaltigkeit.

Nachhaltige Lieferketten mit Sensoren, IoT und digitalen Produktpässen

IoT-Anwendungen werden in der Transportlogistik für die digitale Nachverfolgung (Track & Trace) einzelner Produkte oder von Versandbehältern eingesetzt. Dadurch wird diese Anwendung zur wichtigen Grundlage für eine effektive Überwachung der Nachhaltigkeit.

Transportbehälter verfolgen und überwachen
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Das Schweizer Unternehmen Arviem bietet eine Lösung für Überwachung und Verfolgung von Transportcontainern. Das Tracking-Gerät kann an jedem Container angebracht werden und besitzt mehrere Sensoren. Sie erfassen Umgebungsbedingungen wie Temperatur, Feuchtigkeit oder Erschütterungen. Per GPS lokalisiert das System den Container bis auf 30 Meter genau. Damit können die Logistikunternehmen feststellen, ob die Container während des Transports geöffnet wurden oder von der geplanten Route abweichen.

Allein die Tatsache, dass bestimmte Unternehmen in der Logistik oder anderen Wirtschaftsbereichen große Flotten betreiben, lässt sich mit geschickten digitalen Geschäftsmodellen für mehr Nachhaltigkeit ausnutzen. Ein Beispiel: Wenn ein Fahrzeug ohnehin schon vor Ort ist, kann es zusätzliche Aufgaben übernehmen.

Vermeiden von Kontrollfahrten
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Die Remondis-Gruppe ist ein Dienstleister für Recycling- und Wasserwirtschaft. Er hat täglich tausende Fahrzeuge an rund 800 Standorten im Einsatz. Um zusätzliche Mehrwerte zu schaffen, werden Straßen- und Umgebungsdaten per Kamera automatisiert erfasst und den Kommunen inklusive Kartenmaterial als Service zur Verfügung gestellt. Damit können sie beispielsweise Mängel an Verkehrsschildern feststellen und zielgenau reparieren – ohne regelmäßige Kontrollfahrten.

Ziel der Kreislaufwirtschaft ist es, möglichst wenig wegzuwerfen und möglichst viel wieder zu verwenden. Einige Produkte können lediglich durch Recycling wieder in den Wertstoffkreislauf eingefügt werden. Vor allem bei Kunststoffen gibt es hier ein Qualitätsproblem, da durch Verunreinigungen, Zusatzstoffe und Farben nicht immer die gleiche Qualität garantiert werden kann.

Das Forschungsprojekt Di-Link ermöglicht es Unternehmen, hochwertige Produkte aus Recyclingkunststoffen zu erzeugen, Plastikmüll zu vermeiden und Stoffkreisläufe zu schließen. Sensortechnologien und Data Analytics erheben Daten über die Qualität von Kunststoffabfällen und den aus ihnen hergestellten Rezyklaten. Damit wird die Produktqualität der Rezyklate erfasst und in einem digitalen Produktpass gesichert. Abnehmer erhalten alle relevanten Informationen zu den Materialien und können so das richtige Material auswählen.

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Titel-/Vorschaubild von rawpixel.com auf Freepik.

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