Wie kann Digitalisierung als Nachhaltigkeitsstrategie funktionieren?

Nachhaltig agieren mit digitalen Schlüsseltechnologien

Gute Gründe für nachhaltiges Handeln, auf privater wie auf unternehmerischer Seite, liefern uns die tägliche Medienberichterstattung über das Weltgeschehen und die eigenen Erfahrungen gleich vor der Haustür – dafür genügt ein Blick auf die Preistafel der Tankstelle. Die Preise für Energie und Rohstoffe steigen teils dramatisch. Materialknappheit, Fachkräftemangel und Lieferengpässe setzen die Unternehmen unter einen enormen Druck. Hinzu kommen die Herausforderungen der Energiewende. Die Unsicherheiten durch bewaffnete Konflikte und die Pandemie stellen weitere Belastungen dar. Alles zusammen führt in Produktion und Handel zu steigenden Kosten, teils zu Kostenexplosionen.

Eigene Strategie entwickeln

Um im globalen Wettbewerb weiter bestehen zu können, braucht es daher unternehmenseigene Nachhaltigkeitsstrategien. Allgemein formuliert geht es im Bereich der nachhaltigen Produktentwicklung um ein Konzept, das die ökologischen, sozialen und wirtschaftlichen Auswirkungen von Anfang bis Ende berücksichtigt. Im gesamten Lebenszyklus spielt bereits der Entwurf bzw. der Entwicklungsprozess eine wesentliche Rolle. An dieser Stelle lässt sich im Sinne der „3 Rs der Nachhaltigkeit“ – reduce, reuse, recycle – sehr gut ansetzen. Für eine möglichst optimale Umsetzung der Strategie braucht es allerdings technologische Voraussetzungen.

Digitalisierung aller Bereiche

Ohne die Akzeptanz und das aktive Betreiben der digitalen Transformation lässt sich heute kaum nachhaltig agieren. Gemeint ist die Einbeziehung digitaler Technologie in alle Unternehmensbereiche – sei es in der Kommunikation mit Kunden und Lieferanten oder im unmittelbaren Produktionsprozess. Ein „Ausklinken“ ist daher auch nicht möglich. Vielmehr muss der Wandel von allen getragen werden. Sämtliche Hierarchieebenen müssen mitziehen, wobei der Unternehmensführung die Rolle des Vorbilds und Motivators zukommt. Doch das allein genügt nicht: Sie muss die Ressourcen und die Tools zur Verfügung stellen sowie das nötige Wissen vermitteln, das für die Arbeit der Zukunft benötigt wird. Die daraus resultierenden Vorteile für die Nachhaltigkeit sind zahlreich. Drei wesentliche Beispiele sind die signifikante Steigerung der Energieeffizienz, die Schaffung eines geschlossenen Systems von Material- und Energieströmen – Stichwort Kreislaufwirtschaft – und die Reduzierung von Abfällen zur Schonung der Umwelt.

Mehr Effizienz mit der Cloud

Die digitale Transformation ist mit diversen Schlüsseltechnologien verbunden. Das vermutlich bekannteste Beispiel ist die Cloud. Dank dieser Technologie können Unternehmen sozusagen von jetzt auf gleich den Betrieb skalieren. Die kosten- und zeitaufwändige Beschaffung zusätzlicher Hard- und Software entfällt. Ein weiterer wichtiger Punkt ist die Flexibilität.

Nachfrageschwankungen lassen sich mit der Cloud-Technologie gut auffangen und beherrschen. Die Reaktionszeit ist denkbar gering. Im Sinne der Nachhaltigkeit besonders wertvoll ist das Potenzial der Effizienzsteigerung. Die Cloud erlaubt den Zugriff von jedem beliebigen Ort aus. So schafft sie nicht zuletzt für Homeoffice und hybrides Arbeiten die optimale Basis.

Virtuelles Abbild, reale Daten: Der digitale Zwilling

Eine vergleichsweise neue Technologie, die immer mehr Zuspruch findet, ist der Digital Twin. Sein Einsatz bringt Unternehmen einen nicht zu unterschätzenden Nutzen. Wie der Name schon vermuten lässt, ist der „Digitale Zwilling“ ein virtuelles Abbild von Prozessen, Produkten oder Services. Die Verknüpfung mit realen Daten erlaubt Analysen und Simulationen fast unter Realbedingungen. Ohne bzw. mit deutlich geringerem Einsatz physischer Prototypen sind nahezu unbegrenzt Tests möglich. So erhält man aussagekräftige Ergebnisse bei reduziertem Aufwand und Schonung endlicher Ressourcen. Dabei kommt der Digital Twin nicht nur bei der Produktentwicklung zum Einsatz. Vielmehr begleitet die Technologie den gesamten Lebenszyklus eines Produktes. An jeder Stelle können – dank des virtuellen Modells basierend auf realen Daten – zum Beispiel Prognosen zum Verhalten erhoben werden. Eine ideale Basis für den digitalen Zwilling ist das Produktlebenszyklusmanagement, kurz PLM. Ob CAD- oder Produktionsdaten – in diesem System fließen alle Informationen zusammen und bilden das Product Data Backbone. Hier lässt sich der „Zwilling“ aufsetzen.

Test ganzer Fabriken

Zum Beispiel können mit der 3DEXPERIENCE-Plattform von Dassault Systèmes nicht nur Produkte, sondern komplexe Baugruppen und sogar Fabriken virtuell getestet werden. Sie wird von Start-ups, kleinen und mittelständischen Unternehmen als auch Konzernen genutzt und eignet sich für nahezu alle Branchen.

Die 3DEXPERIENCE-Plattform liefert die optimale Grundlage, um ganze Prozesse in der virtuellen Welt zu simulieren. Dies erlaubt Nachhaltigkeit in vielerlei Hinsicht: Die Simulation vermindert den Einsatz von physischen Ressourcen, verkürzt die Prozesse und bringt Produkte schneller auf den Markt. Die so erzielten Einsparungen können wiederum in neue Innovationen einfließen und zur Sicherung von Arbeitsplätzen beitragen.

Ein Best-Practice-Beispiel für ein Einsatz im Bereich Digital Twin ist die strategische Partnerschaft von TECHNIA mit dem schwedischen Supercar-Hersteller Koenigsegg. Ziel ist es, die Produkt- und Prozessentwicklung ohne Qualitätseinbußen zu verschlanken. Der Bedarf an physischen Prototypen sinkt deutlich.

Häufig gestellte Fragen:

Was ist Kreislaufwirtschaft?

Die Ressourcen werden knapper, die Abfallberge immer größer. Die Menschheit lebt auf großem Fuß. Das lineare Wirtschaftssystem- take, make, waste – hat ausgedient. Einer der neuen Lösungsansätze heißt Kreislaufwirtschaft (Cradle-to-Cradle oder Circular Economy auf Englisch). Er beruht darauf, dass Produkte, Materialien und Komponente innerhalb eines Kreislaufs wiederverwendet und recycelt werden. Die enthaltenen Ressourcen werden zurückgewonnen und der Abfall vermieden. Um dieses Ziel zu erreichen, setzt das Konzept der Kreislaufwirtschat bereits bei der Entwicklung von Produkten (nachhaltige Produktentwicklung) an und umfasst den gesamten Lebenszyklus von Produkten.

Von den Kreislaufwirtschaft profitiert nicht nur die Umwelt, sondern auch die Wirtschaft selbst. Unternehmen brauchen weniger Rohstoffe. Es entstehen neue Geschäftsmodelle und Dienstleistungen, die zu mehr Beschäftigung und Wachstum führen.

Mehr Nachhaltigkeit durch Cloud-Technologien?

Für kleine und mittlere Unternehmen sind Cloud-Technologien schon heute die bessere Option. Denn die Anschaffung einer modernen Server-Infrastruktur ist nicht nur teuer, sondern auch pflegeintensiv. Bei steigenden Energiepreisen wird das Betreiben eines eigenen Servers zum Luxus (Kühlung des Servers, Stromverbrauch). Das Ausfallrisiko muss durch ein 24/7-Monitoring sichergestellt werden, regelmäßige Backups und Wartung kommen hinzu. Eine zu geringe Auslastung und Ineffizienz des Servers werden in Kauf genommen.

Cloud-Rechenzentren dagegen sind viel nachhaltiger, da sie eine fast 100% Effizienz an den Tag legen, was Leistung und Stromverbrauch angeht. Sehr häufig sind sie an grüne Kraftwerke lokaler Anbieter angebunden und geben die entstehende Abwärme an andere Verbraucher weiter.

Die Betreiber von Cloud-Technologien stecken viel Geld in die Weiterentwicklung ihrer Lösungen und übernehmen immer mehr soziale und ökologische Verantwortung. Jedes Unternehmen, das sich „Nachhaltigkeit“ auf die Stirn schreibt, sollte das Thema Cloud ernst nehmen.

Warum ist 3DEXPERIENCE nachhaltig?

3DEXPERIENCE Plattform als virtuelle Umgebung verbindet Teams, Daten und Prozesse in Ihrem Unternehmen und digitalisiert Ihre Wertschöpfungskette. Das ist der Ort, um ganz neue Produkte, Materialien und Fertigungsprozesse für die nachhaltigere Wirtschaft der Zukunft erfinden, gestalten und testen zu können.

Ihre Idee (Produkt, Prozess, Service) wird virtuell so lange umgestaltet, bis sie perfekt ist, um verwirklicht zu werden – produziert und vermarktet. Dabei stehen Ihnen die innovativsten Software, Werkzeuge und Technologien zur Verfügung – Simulation, MBSE, Digital Twin, Digital Factory.

Es werden Ressourcen gespart

• durch das Wegfallen aufwendiger und teurer Prototypenherstellung.
• durch die Optimierung der Produkte in Hinsicht auf Ihre nachhaltige Produktion (Form, Materialien), Langlebigkeit, Wiederverwendung, Recycling.
• durch eine effiziente virtuelle Zusammenarbeit aller Stakeholder (Teams, Kunden, Lieferanten und Partner).

Was hat Digital Twin mit Nachhaltigkeit zu tun?

Wir definieren virtuelle Zwillinge als eine virtuelle Echtzeit-Darstellung eines Produkts, eines Prozesses oder eines ganzen Systems. Dies wird gebraucht, um zu modellieren, visualisieren, Vorhersagen und Feedback zu geben über Eigenschaften und Leistung eines Produkts / Prozesses / Systems. Digital Twin basiert auf einem zugrunde liegenden digitalen Faden.

Die Vorteile der Nutzung von Digital Twin für Unternehmen verschiedenster Branchen erweisen sich als enorm:

• wesentliche Verkürzung der Produktentwicklungszeit
• verbesserte Qualität von Produkten, Prozessen, Systemen
• Reduktion, gar Verzicht auf physische Prototypen
• Kosteneinsparungen und weniger Abfall
• schnelle Umsetzung von Innovationen
• beschleunigte Time-to-Market