In der neuen Studie Industrie 4.0 für zirkuläre Wertschöpfung des Forschungsbeirats Industrie 4.0 zeigt das Institut für Produktionsmanagement, Technologie und Werkzeugmaschinen (PTW) der Technischen Universität Darmstadt, wie digitale Technologien Unternehmen bei der Umsetzung der Kreislaufwirtschaft unterstützen können.
Industrie 4.0 für zirkuläre Wertschöpfung
Die Analyse umfasst den aktuellen Einsatz von Industrie-4.0-Technologien, ihren Mehrwert für zirkuläre Wertschöpfungsprozesse sowie bestehende Hemmnisse und Handlungsbedarfe. Industrie 4.0-Technologien gelten als wichtiger Enabler für die Kreislaufwirtschaft, da sie die Erfassung, Auswertung und den Austausch von Daten entlang des Produktlebenszyklus ermöglichen.
Lineare Prozesse unter Druck
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 Industrie-4.0-Technologien in der industriellen Praxis eingesetzt werden und welchen Beitrag sie tatsächlich zur Umsetzung zirkulärer Wertschöpfungsprozesse leisten.
„Zirkuläre Wertschöpfung ist für mich der Nordstern“, erklärt Gisela Lanza (Karlsruher Institut für Technologie und wbk Institut für Produktionstechnik), 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.“
Daten machen den Unterschied
Grundsätzlich lässt sich feststellen, dass Großunternehmen deutlich häufiger Industrie-4.0-Technologien einsetzen als kleine und mittelständische Unternehmen (KMUs). Die Untersuchung zeigt, dass unabhängig von der Unternehmensgröße Traceability-Technologien und Sensorik in Maschinen oder Produkten am häufigsten Anwendung finden. Die befragten Unternehmen bewerten digitale Technologien in den Bereichen Produktionssteuerung, Qualitätsprüfung und Produktnutzung als besonders wertvoll. Vorhandene Zustands- und Nutzungsdaten können dabei helfen, zurückgeführte Produkte schneller zu analysieren und aufzubereiten.
Auffällig ist zudem, wie wichtig Unternehmen künftig Anwendungen mit Künstlicher Intelligenz einschätzen. 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.
Die Hürden: Zwischen Potenzial und Praxis
Die Studie zeigt trotz der positiven Potenziale digitaler Technologien auch deutliche Herausforderungen bei der Umsetzung zirkulärer Wertschöpfungsprozesse auf. Unternehmen nennen die eingeschränkte Verfügbarkeit von Daten aus der Lieferkette, unklare gesetzliche Rahmenbedingungen sowie komplexe Zulassungs- und Zertifizierungsanforderungen als zentrale Hemmnisse. Gerade kleine und mittelständische Unternehmen sehen sich zusätzlich mit begrenzten personellen Ressourcen, fehlendem Fachwissen und hohen bürokratischen Anforderungen konfrontiert.
Wo jetzt gehandelt werden muss
Für Unternehmen empfiehlt sich ein schrittweiser Einstieg in die Nutzung von Industrie-4.0-Technologien für zirkuläre Wertschöpfungsprozesse. Dabei kommt dem Aufbau von Datenökosystemen sowie dem Einsatz von künstlicher Intelligenz und Datenanalysen ein besonderes Potenzial zu.
Ein praxisorientierter Leitfaden gibt konkrete Handlungsempfehlungen, wie diese Technologien schrittweise nutzbar gemacht werden können, und schließt damit eine wichtige Lücke, da KMU häufig das erforderliche Know-how zur Implementierung fehlt. Damit dieser Wandel gelingt, sollten Förderinitiativen Unternehmen durch niederschwellige Unterstützungsangebote und operative Orientierungshilfen bei der Einführung von Industrie-4.0-Technologien ergänzend 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 zirkläre Wertschöpfung und digitale Technologien langfristig planen zu können“, betont Prof. Joachim Metternich, Institutsleiter am PTW und Leiter der Expertise.
