Im neuen Forschungsprojekt ‚CraftForward‘ entwickelt das Fraunhofer IPK gemeinsam mit vier Partnern aus Industrie und Handwerk einen digitalen Produktpass, der zirkuläre Geschäftsmodelle in Servicebetrieben unterstützt. Das vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR) geförderte Projekt wurde im Rahmen der Light + Building in Frankfurt am Main vorgestellt.
Die Fraunhofer-Forschenden wollen Hersteller- und Servicedaten systematisch zusammenführen und sowohl für das Handwerk als auch für produzierende Unternehmen nutzbar machen. Im Ergebnis sollen zirkuläre Service- und Geschäftsmodelle erstmals wirtschaftlich bewertbar und praktisch umsetzbar werden. Beteiligt sind neben dem Fraunhofer IPK und dem Zentralverband der Deutschen Elektro- und Informationstechnischen Handwerke (ZVEH) auch Budatec, ein Anlagenhersteller für die Halbleiter- und Solarindustrie, das e-handwerkliche Unternehmen Bürkle + Schöck Transformatoren und der Pumpen- und Armaturenhersteller KSB.
Keine Daten, keine Nachhaltigkeit
Die Ausgangssituation: Wird ein Produkt erstmals verkauft, gehen während seiner Nutzung viele produkt- und chargenspezifische Informationen verloren. Servicebetriebe erhalten bei einem Reparatur- oder Wartungsauftrag meist nur die Typbezeichnung und das Baujahr des betreffenden Geräts oder Bauteils, aber keine verlässlichen Daten – etwa über dessen Materialzusammensetzung. Auch die Servicehistorie wird selten zentral dokumentiert.
Die Beteiligten verweisen zudem darauf, dass der aktuelle Zustand eines Produkts oft nicht bekannt ist, da die tatsächlichen Verschleiß-, Betriebs- und Umgebungsdaten kaum sensorisch erfasst oder strukturiert bereitgestellt werden. Zustandsermittlungen erfolgen daher oft manuell durch Sicht- oder Demontageprüfung. Darüber hinaus führen uneinheitliche Identifikationssysteme, herstellerspezifische Ersatzteilkataloge und Medienbrüche für Servicebetriebe dazu, dass Informationen aus mehreren Portalen zusammengesucht werden müssen. Das kostet die Betriebe Zeit und Geld und kann zu Fehl- oder Doppelbestellungen, Mehrfachfahrten und langen Stillstandzeiten führen. Werden wertstoffhaltige Komponenten ausgebaut, fehlen darüber hinaus standardisierte Angaben zu Materialzusammensetzung und Demontagefolge. Dadurch werden diese Bauteile oft entsorgt, statt wiederverwertet zu werden. „Diese Punkte sind der Grund für unsere Teilnahme“, so Thomas Bürkle, Technischer Geschäftsführer bei Bürkle + Schöck Transformatoren: „Wir müssen es schaffen, diesen Prozess zu standardisieren, dann sorgen wir gleichermaßen für Nachhaltigkeit und Wertschöpfung. Ein 20 Jahre alter Transformator kann beispielsweise nahezu vollständig wieder dem Wertstoffkreislauf zugeführt werden. Dabei generiert er Erlöse ungefähr in der Höhe seiner Anschaffungskosten“, so Bürkle weiter.
CraftForward verfolgt hier das Ziel, Reparatur-, Upgrade- und Rückführungsprozesse mithilfe digitaler Technologien, Geschäftsmodellmethoden und Datenraumstandards technisch handhabbar, wirtschaftlich attraktiv und regulatorisch anschlussfähig zu gestalten. Die Projektpartner adressieren dabei zwei Ansätze.
Informationsbasis für zirkuläre Strategien
Zum einen steht die Entwicklung eines erweiterten digitalen Produktpasses (DPP) im Mittelpunkt, der sowohl Produkt- als auch Serviceinformationen integriert und damit für alle Beteiligten über alle Phasen des Produktlebenszyklus eine ganzheitliche Informationsbasis schafft. In den Fokus stellen die Forschenden dabei insbesondere die Schnittstellen zwischen industriellen Herstellern und Handwerksbetrieben, etwa bei Wartung, Reparatur oder Rücknahme von Geräten und Komponenten. Hierzu wollen sie ein konfigurierbares DPP-System aufsetzen, das über einen digitalen Produkt- und Servicezwilling Informationen zu Material, Bauteilen, Laufzeiten und Nutzung sammelt.
Zum anderen wollen die Partner zirkuläre Methoden definieren, z.B. anhand der Strategien der Kreislaufwirtschaft – Repair, Refurbish, Remanufacture, Reuse -, und diese auf ihre Umsetzbarkeit in individuellen Geschäftsmodellen hin analysieren, strukturieren und so aufbereiten, dass sie mit realen Betriebsdaten ökonomisch bewertet werden können. Zentrale Prämisse ist dabei, dass für jede Strategie die relevanten Informationen, z.B. zu Material, Alter oder Zustand des Bauteils, vorliegen. Betriebe können so entscheiden, ob die jeweilige Strategie umsetzbar ist. Für die wirtschaftliche Bewertung der Strategien verwenden die Beteiligten außerdem Key Performance Indicators (KPIs) der Kreislaufwirtschaft und beziehen diese auf spezifische Anwendungsszenarien. „Wir wollen zirkuläre Strategien nicht nur beschreiben, sondern orientiert an Standards wie der ISO59020/59040 über ein Kennzahlensystem bewerten“, sagt Deike Magret Ihnen, Projektleiterin am Fraunhofer IPK. „Auf diese Weise sollen Geschäftsmodelle und ihre ökologische Wirkung nachvollziehbar werden und Unternehmen darauf basierend fundierte Serviceentscheidungen treffen können.“ Handwerksbetriebe könnten dadurch perspektivisch zu daten- und prozessseitig eingebundenen Partner in zirkulären Produkt-Service-Systemen werden, inklusive Rückmeldeschleifen in Richtung Hersteller, weil z.B. Service- und Zustandsdaten strukturiert nutzbar werden. „Indem wir die Daten zwischen Service und Produkt integrieren, schließen wir die Lücke zwischen Handwerk und Industrie,“ so Ihnen.
Budatec als Anwendungspartner wird dafür im Rahmen des Projekts ein typisches Referenzprodukt eines kleinen Unternehmens präsentieren, in dem Daten erfasst und verwaltet werden – für einen digitalen Produktzwilling, für die Nachhaltigkeitsbetrachtung, für vorausschauende Wartungs- und Servicearbeiten und für die Implementierung neuer Geschäftsmodelle von KI-unterstützten Datenmodellen.
Mehrwerte für Handwerker und Hersteller
Den Nutzen für Handwerksbetriebe als auch produzierende Unternehmen beschreiben die Beteiligten wie folgt: Klein- und mittelständische Unternehmen, bei denen Service zum Geschäftsmodell gehört, könnten durch den Zugriff auf produkt- und servicebezogene Informationen nicht abrechenbare Such- bzw. Klärzeiten reduzieren und die Aufwände für Reparaturen und Upgrades besser kalkulieren. In der Pressemitteilung wird zudem die Wichtigkeit einer durchgängigen Daten- und Wissensbasis betont, damit Hersteller von komplexen Anlagen Services auslagern können. Sie und andere Industrieunternehmen würden strukturierte Service- und Nutzungsrückmeldungen erhalten und könnten auf dieser Basis ihre Produkte verbessern. Gleichzeitig können sie zirkuläre Serviceangebote wie Refurbishment, Ersatzteilkreisläufe oder Pay-per-Use umsetzen. Das Ergebnis wären schnellere und sicherere Serviceentscheidungen.
