Zirkuläre Wertschöpfung Expertise zeigt Einflussfaktoren auf die Kreislaufwirtschaft

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Die Expertise „Industrie 4.0 für zirkuläre Wertschöpfung“ des Forschungsbeirats Industrie 4.0 zeigt auf, wie digitale Technologien Unternehmen bei der Umsetzung von Kreislaufwirtschaft helfen können.

Die Expertise „Industrie 4.0 für zirkuläre Wertschöpfung“ des Forschungsbeirats Industrie 4.0, das vom Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der Technischen Universität Darmstadt vorgestellt wurde, untersucht den aktuellen Einsatz von Industrie-4.0-Technologien, deren Mehrwert für zirkuläre Wertschöpfungsprozesse sowie bestehende Hemmnisse und Handlungsbedarfe. Sie gelten als wichtiger Enabler für die Kreislaufwirtschaft, indem sie Erfassung, Auswertung und Austausch von Daten entlang des Produktlebenszyklus ermöglichen.

Angesichts knapper werdender Ressourcen und steigender Nachhaltigkeitsanforderungen stehen Unternehmen vor der Herausforderung, ihre bislang überwiegend linearen Wertschöpfungsprozesse schrittweise in zirkuläre Wertschöpfungssysteme zu überführen. Bislang fehlen jedoch belastbare Erkenntnisse darüber, wie die Industrie-4.0-Technologien in der industriellen Praxis eingesetzt werden und welchen Beitrag sie tatsächlich zur Umsetzung der Kreislaufwirtschaft leisten.

„Zirkuläre Wertschöpfung ist für mich der Nordstern“, erklärt Gisela Lanza, Mitglied der Institutsleitung des wbk Instituts für Produktionstechnik am Karlsruher Institut für Technologie KIT sowie Mitglied im Forschungsbeirat Industrie 4.0. „Wir erreichen ihn erst, wenn unser dominantes Wirtschaftsmuster wirklich zirkulär ist und nicht nur in der Nische funktioniert wie heute.“

Digitale Transparenz als Schlüssel für zirkuläre Wertschöpfung

Grundsätzlich lässt sich feststellen, dass Großunternehmen deutlich häufiger Industrie-4.0-Technologien einsetzen als kleine und mittelständische Unternehmen(KMU). Die Untersuchung zeigt, dass unabhängig von der Unternehmensgröße am häufigsten Traceability-Technologien und Sensorik in Maschinen oder Produkten Anwendung finden. Als besonders wertvoll in Bezug auf die Kreislaufwirtschaft bewerten die befragten Unternehmen digitale Technologien in den Bereichen Produktionssteuerung, Qualitätsprüfung und Produktnutzung. Vorhandene Zustands- und Nutzungsdaten können dabei helfen, rückgeführte Produkte zu analysieren und schneller aufzubereiten. Auffällig ist zudem, für wie wichtig Unternehmen künftig Anwendungen mit Künstlicher Intelligenz halten. Die Verwaltungsschale spielt hingegen bislang nur eine untergeordnete Rolle. Gleichzeitig zeigt sich, dass Remanufacturing derzeit nur selten datenbasiert unterstützt wird, obwohl gerade hier erhebliche Potenziale für den Einsatz digitaler Technologien bestehen.

Kreislaufwirtschaft: Hemmnisse liegen vor allem bei Daten und Regulierung

Trotz positiver Potenziale digitaler Technologien zeigt die Studie auch deutliche Herausforderungen bei der Umsetzung zirkulärer Wertschöpfungsprozesse. Unternehmen nennen insbesondere die eingeschränkte Verfügbarkeit von Daten aus der Lieferkette, unklare gesetzliche Rahmenbedingungen sowie komplexe Zulassungs- und Zertifizierungsanforderungen als zentrale Hemmnisse. Gerade KMU sehen sich zusätzlich mit begrenzten personellen Ressourcen, fehlendem Fachwissen und hohen bürokratischen Anforderungen konfrontiert.

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Handlungsempfehlungen für Unternehmen, Wissenschaft und Politik

Für Unternehmen empfiehlt sich ein schrittweiser Einstieg in die Nutzung von Industrie-4.0-Technologien für zirkuläre Wertschöpfungsprozesse, wobei dem Aufbau von Datenökosystemen sowie dem Einsatz von Künstlicher Intelligenz und Datenanalysen besonderes Potenzial zukommt. Ein praxisorientierter Leitfaden gibt konkrete Handlungsempfehlungen, wie diese Technologien schrittweise nutzbar gemacht werden können und schließt damit eine wichtige Lücke insbesondere für KMU, denen häufig das erforderliche Know-how zur Implementierung fehlt. Damit dieser Wandel gelingt, sollten Förderinitiativen Unternehmen ergänzend durch niederschwellige Unterstützungsangebote und operative Orientierungshilfen bei der Einführung von Industrie-4.0-Technologien begleiten. Auch auf politischer Ebene sind entsprechende Voraussetzungen zu schaffen, um den Wandel hin zu einer zirkulären und digital unterstützten Wertschöpfung zu fördern.

„Unternehmen benötigen verlässliche und praktikable Rahmenbedingungen, um Investitionen in zirkuläre Wertschöpfung und digitale Technologien langfristig planen zu können“, betont Prof. Joachim Metternich, Institutsleiter am PTW und Leiter der Expertise.

Die Expertise steht auf der acatech-Webseite zum kostenlosen Download zur Verfügung: https://www.acatech.de/publikation/forschungsbeirat-industrie40-zirkulaere-wertschoepfung/