Zero Emission Networks (ZEN)

Das Projekt „Zero Emission Networks“ (ZEN) zielt auf die Reduktion von Treibhausgasemissionen in Wertschöpfungsnetzwerken mit Fokus auf den Transportbereich mittels eines Reifegradmodells, eines Nachhaltigkeitskalkulators und -simulators ab. KMUs können auf einer webbasierten Plattform Wertschöpfungsnetzwerke hinsichtlich Treibhausgasemissionen auswerten, in ein Reifegradmodell zur strategischen Neuausrichtung einordnen sowie Szenarien zur Einsparung von Treibhausgasemissionen simulieren unter Beachtung ökologischer und ökonomischer Kriterien mit dem Ziel einen Beitrag zur Klimaneutralität und damit zum Schutz der Umwelt zu leisten. Neue Technologien stellen dabei einen hohen Grad der Automatisierung bei der Datenintegration und -aufbereitung bereit, so dass einerseits ein hoher Detaillierungs- sowie Vollständigkeitsgrad erzielt wird und andererseits der administrative Aufwand beim Einsatz des Nachhaltigkeitskalkulators, -simulators als auch des Reifegradmodells geringgehalten wird. Firmen profitieren durch das Reifegradmodell, den Nachhaltigkeitskalkulator und -simulator sowie den Handlungsempfehlungen durch die Möglichkeit Nachhaltigkeitsprojekte mit den erarbeiteten Verfahren und digitalen Lösungen anzustoßen und nachhaltig im Sinne der Umwelt, des Sozialen, der Wettbewerbsfähigkeit und des Wachstums zu etablieren.

• Pflicht: Interessierte Firmen müssen einen LOI unterschreiben (Siehe Anhang; idealerweise wird hier der LOI direkt verlinkt)
• Kosten: Keine.
• Gewünscht: Mitarbeit bei der Evaluierung / Testen der Sustainability-Lösung
• Alle anderen Dokumente als weiteren Abschnitt anzeigen (Project documents)

Ausgangssituation/Begründung für die wirtschaftspolitische Notwendigkeit des Technologietransfers

Wertschöpfungsnetzwerke bilden die Grundlage für Versorgung und Konsum von Menschen und Firmen. Obgleich der Notwendigkeit dieser, bedarf es der Neuausrichtung an Nachhaltigkeitszielen, um Ressourcen zu schonen und Ausstöße zu mindern sowie der Transparenz zur Einhaltung humanitärer Rechte, der Berücksichtigung von sozialen Zielen und der erfolgreichen Symbiose aus ökonomischen und ökologischen Zielen der Wirtschaft und Politik.

Die aktuelle Versorgung mit Waren und Produkten ist Risikobehaftet, weshalb Firmen agil und flexibel reagieren müssen mit negativen Auswirkungen bspw. auf die Ressourcennutzung, CO2-Emissionen oder bei der Einhaltung von Richtlinien. Eine Umstrukturierung anhand gesellschaftspolitischer Ziele (Dt. Sicherheitsstrategie, 2023; Lieferkettengesetz, EU-Verordnung 2021/1119 [EU-Green Deal], WHO-Agenda 2023, ISO 14083:2023) bedarf der Entwicklung eines Reifegradmodells zur Messung des Nachhaltigkeitsgrades von Wertschöpfungsnetzwerken als de facto Standard für die Kommunikation und als Nachweis der Einhaltung von Richtlinien und Gesetzen.

Ferner müssen Firmen und deren Mitarbeiter befähigt werden mit neuen Technologien einerseits Daten auszuwerten und andererseits Daten zur nachhaltigen Neuplanung von Wertschöpfungsnetzwerken zu nutzen mit dem Ziel der Schaffung resilienter Netzwerke, optimierten Treibhausgasemissionen im Transportwesen, geringeren Energieverbräuchen – direkt und indirekt – sowie einer bedarfsorientierten Produktion als Grundlage für einen bewussten, schonenden und nachhaltigen Ressourceneinsatz. Sodann werden Firmen befähigt nachhaltiges Wachstum unter ökologischen und ökonomischen Zielen zu erreichen und nachhaltig in der Unternehmenskultur zu etablieren. 

Das Projekt leistet hierbei einen Beitrag zu den gesellschaftspolitischen Zielen durch den Aufbau des Reifegradmodells mit dem Fokus auf die Minimierung von Treibhausgasemissionen bei Transportvorgängen sowie dem Schutz der Natur – sowohl in Stadtgebieten als auch im ländlichen Raum – bei gleichzeitiger Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit regionaler Unternehmen.

Im Speziellen sollen KMU´s mit Hilfe der Analyse des Reifegrads von Wertschöpfungsnetzwerken befähigt werden nachhaltige Wertschöp-fungsnetzwerke aufzubauen sowie bestehende auf den Nachhaltigkeitsgrads im Transportwesen zu analysieren. Dabei soll u.a. die deutsche nationale Sicherheitsstrategie berücksichtigt und im Speziellen die Umsetzung der ISO 14083:2023 gefördert werden. Mit dem Forschungsantrag werden somit soziale als auch aktuelle gesellschaftliche Trends und Forderungen adressiert – insbesondere im Bereich des Warenhandels von Wertschöpfungsnetzwerkpartnern mit dem Fokus auf nachhaltige Transportvorgänge.

Gegenstand des Technologietransfers (Entwicklung marktreifer Produkte, Verfahren und Dienstleistungen)

Im Rahmen des Forschungsprojektes bildet das Reifegradmodell zur Bewertung der Nachhaltigkeit von Wertschöpfungsnetzwerken das übergreifende Instrument (Output 1). Die Bewertung erfolgt anhand von Nachhaltigkeitskennzahlen auf Unternehmensebene sowie unter Einbindung von vor- und nachgelagerten Wertschöpfungsnetzwerkpartnern. Hierbei fokussiert das Projekt Kennzahlen aus dem Bereich des Transportwesens. Zusätzlich zum fachlichen Modell der Zustandsbeschreibung des Reifegrades wird eine Methodik zur Planung, Implementierung, Kontrolle und Verbesserung des Reifegrades entwickelt, welche den KMU´s als Leitfaden zur Erreichung ihrer Nachhaltigkeitsziele dienen soll. 

Das Reifegradmodell beschreibt anhand einer Skala den Status und die Ausprägung der Umsetzung von verpflichtenden, empfohlenen sowie erwünschten Nachhaltigkeitsmaßnahmen im Sinne der Reduktion von Treibhausgasemissionen, des nachhaltigen Wachstums, der nachhaltigen Wettbewerbsfähigkeit sowie bei der Bedeutung für die Region in der Bedeutung der Schaffung von Arbeitsplätzen sowie der Erreichung von Qualifikations- und Befähigungszielen.

Zur Evaluation des Umsetzungsstatus werden Nachhaltigkeitsmaßnahmen in spezifische und messbare Zielgrößen umgewandelt und in Gruppen eingeteilt, bspw. Wachstum, Umwelt, Gesetze. Die Gewichtung der einzelnen Zielgrößen variiert nach der Bedeutung und berücksichtigt hierbei Verpflichtungen (bspw. Gesetze), Empfehlungen (Handlungsempfehlungen) sowie erwünschte innovative Initiativen (Trends und langfristige Entwicklungen). Basierend auf den Zielgrößen wird eine Kennzahl zur Nachhaltigkeit berechnet.

Die Nachhaltigkeitskennzahl dient den Unternehmen zu der Steuerung und Planung auf Geschäftsführerebene, wohingegen die verschiedenen Zielgrößen den relevanten Geschäftsprozessen und damit einer Abteilung zugeordnet werden können. Somit werden eine Integration und das Zusammenwirken von Strategie und operativen Tätigkeiten gewährleistet zur Realisierung des nachhaltigen Wirtschaftens aus ökologischer und ökonomischer Perspektive.

Durch die stetige Nachhaltigkeitsentwicklung, Realisierung von Nachhaltigkeitsprojekten sowie den international neuen Anforderungen an Nachhaltigkeitsmaßnahmen, werden die Anforderungen an verpflichtende, empfohlene und erwünschte Kriterien turnusmäßig unter Einsatz von ML-, KI- und RPA-Technologien erweitert, so dass erstens ein verstetigter Prozess zur Förderung der Nachhaltigkeit etabliert wird, basierend auf der Anpassung der Zielgrößen. Zweitens dient die automatisierte intervallgesteuerte Analyse der Identifikation von Handlungsempfehlungen für alle Bereiche des Reifegradmodells. Somit bekommen Unternehmen Vorschläge wie deren Nachhaltigkeit gesteigert werden kann.

Zur Analyse der Nachhaltigkeit von Wertschöpfungsnetzwerken mit unterschiedlichen Attributen und Spezifika wird ein Nachhaltigkeitskalkulator entwickelt mit dem Ziel Energie- und Treibhausgasemissionen zu reduzieren bei gleichzeitiger Balance ökologischer und ökonomischer Ziele. Der Nachhaltigkeitskalkulator ermöglicht eine automatisierte Datenerfassung, -übertragung, -haltung zur Auswertung des aktuellen Zustandes des Wertschöpfungsnetzwerkes (Output 2). Prozessseitig werden Firmendaten (bspw. aus ERP-Systemen, QM-Systemen, usw.) in den Nachhaltigkeitskalkulator gespeist und der Grad der Nachhaltigkeit automatisiert berechnet. Infolgedessen entsteht ein 360° Grad Blick auf alle Facetten, Prozesse und Aktivitäten in dem Wertschöpfungsnetzwerk. Darauf aufbauend dient der Nachhaltigkeitssimulator zur Erprobung verschiedener Transportszenarien, um die bestmögliche Treibhausgasemissionsreduzierung zur erzielen bei gleichzeitiger Berücksichtigung von ökonomischen und ökologischen Zielen (Output 3). 

Neben der vollständigen und damit transparenten datengetriebenen Analyse der Wertschöpfungsaktivitäten ermöglicht der Nachhaltigkeitskalkulator und -simulator die Visualisierung des Wertschöpfungsnetzwerkes und entsprechender Metriken (Dashboarding-Funktionalität). Die Visualisierung bietet die Möglichkeit gemeinsam in Workshops Probleme zu identifizieren und Gegenmaßnahmen mit Messgrößen zu erarbeiten, um definierte Nachhaltigkeitskennzahlen (bspw. Treibhausgasemissionen, Wachstum, Wettbewerbsfähigkeit) zu erreichen. Ferner stehen vordefinierte automatisch Benchmarking-Berichte zu den Themen des Ausstoßes von Treibhausgasemissionen sowie in einem weiteren optionalen Ausbauschritt auch weitere Vergleiche von Nachhaltigkeitsaspekten zur Verfügung, bspw. der Ressourcennutzung oder zur Einhaltung von Menschenrechten zur Verfügung – angelehnt an die Vorgaben der ISO 14083:2023.

Zum automatisierten, sicheren und datenkonformen Austausch der erforderlichen Daten zwischen Unternehmen innerhalb eines Wertschöpfungsnetzwerkes wird eine webbasierte IT-Plattform zum nachhaltigen Monitoring der Nachhaltigkeitsziele innerhalb eines Wertschöpfungsnetzwerkes entwickelt und den KMU zur Verfügung gestellt. Dabei wird der DSGVO konforme Standard und Umgang mit Unternehmensdaten sowie ein entsprechendes User-Management realisiert (Output 4). Durch die automatisierte Analyse von Maßnahmen zur Steigerung der Nachhaltigkeit bildet sich eine Wissensbasis, die beschreibt, welche Handlungsempfehlungen in welchem Reifestadium welchen Mehrwert bringen sowie den notwendigen Einsatz von ökonomischen Ressourcen. Zudem werden Informationen zur Umsetzung und weiterführende Details Einblick zur Adaption im eigenen Unternehmen bieten, so dass eine Abwägung zwischen ökonomischen und ökologischen Zielen vorgenommen werden kann. 

Ziele und Wirkungen

Geschäftsprozesse in Wertschöpfungsnetzwerken können bestmöglich optimiert werden, wenn stabile Zustände vorliegen, d.h. Ungewissheiten sind nicht vorhanden, minimiert oder planbar (Lee, 2002). Dahingehend ist es von strategischer Bedeutung neue Technologien und Lösungen einzusetzen, um Ungewissheiten zu reduzieren, mögliche Szenarien eines bestehenden oder geplanten Wertschöpfungsnetzwerkes vorab zu evaluieren und somit Risiken und Verschwendungen zu reduzieren. Stabile Wertschöpfungsnetzwerke ermöglichen Standardisierungen als Grundlage für Optimierungen, u.a. bei der Vorhersage von Bedarfen mit Hilfe des Einsatzes von neuen Technologien (ML, KI, RPA, usw.). Ferner können interne Prozessoptimierungen sowie Optimierungen bei Partnern vorgenommen werden und haben somit einen positiven Effekt auf den in-/direkten Energieverbrauch und leisten damit einen wertvollen Beitrag bei der Reduktion von Treibhausgasemissionen. 

Firmen aus den Regionen Günzburg, Dillingen an der Donau, Unterallgäu, Neu-Ulm, Memmingen und Augsburg profitieren durch das Reifegradmodell, den Nachhaltigkeitskalkulator und -simulator sowie den Handlungsempfehlungen direkt durch die Möglichkeit Nachhaltigkeitsprojekte mit den erarbeiteten Verfahren und digitalen Lösungen anzustoßen und nachhaltig im Sinne der Umwelt, des Sozialen, der Wettbewerbsfähigkeit und des Wachstums zu etablieren. Die Qualifikation von Mitarbeitern und somit die Sicherstellung der Fachkräfte in der Region (sowie dafür fachliche ausgelegte Themenstellungen in den regionalen Unternehmen) erfolgt über die inhaltliche Einbindung der Unternehmen in das angewandte Forschungsvorhaben. Indirekt profitieren regionale Unternehmen durch Transfermöglichkeiten von weiterführenden Ergebnissen aus der angewandten Forschung durch die fachliche Begleitung des ttz-Leipheim (und des ttz-Günzburg?).

Der Nachhaltigkeitskalkulator und -simulator unterstützt die Erhaltung und den Schutz der Umwelt durch Adaption bestehender Wertschöpfungsnetzwerke und ermöglicht durch die turnusmäßige Aktualisierung mit Hilfe von ML- und KI-Verfahren eine automatisierte Potentialanalyse für ein stetiges Wachstum und eine nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit der KMU´s in der Region und damit einhergehend auch der regionalen Beschäftigung. Insbesondere ggü. ausländischen Firmen werden ökonomische und ökologische Vorteile erarbeitet durch die Erfüllung der ISO 14083:2023, der Einhaltung des Lieferkettengesetzes (LKG), der Beachtung der Deutschen Sicherheitsstrategie sowie dem Fokus auf Nachhaltigkeitskriterien, insbesondere aus dem Bereich Umwelt und Reduktion von Treibhausgasemissionen sowie regionaler sozialer Ziele.

Somit ergibt sich ein 360° Grad Blick auf alle Facetten und Prozesse in dem Wertschöpfungsnetzwerk als Grundlage für ein gemeinsames Verständnis für die Notwendigkeit der Zusammenarbeit und Optimierung entlang des Wertschöpfungsnetzwerkes, um die definierten Nachhaltigkeitsziele im Sinne der energieeffizienten Planung und Steuerung des Netzwerkes sowie der nachhaltigen Wettbewerbsfähigkeit und Wachstums zu erreichen – beginnend mit der Reduktion von Treibhausgasemissionen.

Das Reifegradmodell dient zur automatisierten Kontrolle, Planung und Steuerung der Unternehmensreife im Bereich der Nachhaltigkeit des Transportwesens. Es ermöglicht die Messung über die Integration der Nachhaltigkeit in operativen Prozessen sowie innerhalb der Unternehmensstrategie. Aufgrund der quantitativen Auslegung des Messinstruments können Daten automatisiert ausgewertet, erweitert und transformiert werden, so dass Unternehmen befähigt werden Verkaufs- und Kostenziele mit Nachhaltigkeitszielen zu verbinden, um im Sinne des Gemeinwohls, substanziellen Mehrwert zu schaffen.

Die dem Reifegradmodell zugrundeliegenden Daten bieten die Option die Nachhaltigkeit des Wertschöpfungsnetzwerks aus Sicht der Treibhausgasemissionen zu bestimmen, Partner einzubinden mit dem Ziel der Stärkung der Resilienz der Transportketten bei gleichzeitiger Reduktion von Treibhausgasemissionen und anderweitigen Wertschöpfungsaktivitäten in einer Fit-Gap-Analyse zur Optimierung hinsichtlich ökonomischer und ökologischer Zielsetzungen. 

Das Reifegradmodell ermöglicht den Nachhaltigkeitsstatus simplifiziert darzustellen durch Aggregation von Daten sowie Details einzusehen in Abhängigkeit von den Bedürfnissen des Nutzers. Maßnahmen können somit mit einer ziel- und passgenauen Aktivität zur Steigerung der Nachhaltigkeit hinterlegt werden, so dass im Speziellen Treibhausgasemissionen reduziert, Umwelt- und soziale Kriterien berücksichtigt werden als auch ein nachhaltiges Wachstum, Wettbewerbsfähigkeit, Innovationen und Wohlstand in der Region durch Beschäftigung erzielt wird.

Das Reifegradmodell, der Nachhaltigkeitssimulator und die Handlungsempfehlungen werden durch den Einsatz von neuen Technologienkomplementiert, so dass Wissen über Einsatzmöglichkeiten sowie anwendungsorientierte Schulungen zum Transfer in die Wirtschaft angeboten werden können. Firmen können die neu erworbenen Fähigkeiten somit auch auf andere Produkte, Services, Prozesse und Bereiche übertragen, um einen langfristigen Einsatz mit dem Ziel eines stetigen Wachstums und Wettbewerbsfähigkeit sowie der Schaffung von Arbeitsplätzen in der Region zu gewährleisten. 

Perspektiven der Maßnahme (Ausblick in die Zukunft)

Durch die flexible Auslegung des Nachhaltigkeitskalkulators und -simulators sowie des Reifegradmodells können zukünftig mannigfaltige Nachhaltigkeitskriterien eingearbeitet werden. Bspw. sei hier eine bedarfsorientierte Produktion ohne Überschüsse genannt, wodurch eine effiziente Ressourcennutzung – bspw. Materialien (direkt/indirekt), Energie (direkt/indirekt), Fläche, usw. – erfolgt und damit einen Beitrag zur Erreichung der Agenda 2030 (UN) sowie zur Reduktion von Treibhausgasemissionen leistet. Somit besteht die Möglichkeit Wertschöpfungsnetzwerke mit allen Aspekten abzubilden und hinsichtlich der definierten und vorgegebenen Nachhaltigkeitskriterien zu analysieren, neue Szenarien zu simulieren sowie Handlungsempfehlungen aus dem aktuellen Status des Reifegradmodells abzuleiten.

Auch weitere gesetzliche Anforderungen aus Deutschland, EU-Richtlinien sowie internationale Entwicklungen können in die Verfahren und Demonstratoren implementiert werden. Ferner ist eine Ergänzung und Anpassung an die fortschreitende Technologisierung und Digitalisierung möglich, so dass in einem Folgeschritt bspw. VR/AR-Lösungen mit aufgenommen werden können (bspw. die Visualisierung des Emissionsgrades eines Lieferanten), um die Zielweite für neue Verfahren und Produkte zu vergrößern und damit einen Beitrag zur Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit und Attraktivität des Technologiestandorts Bayern und den Regionen Günzburg, Dillingen an der Donau, Unterallgäu, Neu-Ulm, Memmingen und Augsburg Neu-Ulm zu leisten. Ferner ist geplant mit den regionalen Unternehmen eine enge Kooperationsbasis hinsichtlich Qualifikation und Befähigung im technologischen als auch auf betriebswirtschaftlicher Ebene zu etablieren, wobei hier der Standortvorteil des TTZ-Leipheim mit Fokus auf nachhaltige Wertschöpfungsnetzwerke im Bereich Smart Production und Logistics Symbiosen erzeugen und damit den Reichweiten- und Durchdringungseffekt verstärken wird.