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Ressourcenschonung durch Distributed-Ledgers- und Blockchain-Technologie für die industrielle Produktion und Kreislaufwirtschaft

Ein transparenter und manipulationssicherer Austausch von Material-, Energie-, Produktions-, Verarbeitungs-, Qualitäts-, Wartungs- und Recyclinginformationen bildet die Basis, um eine ressourceneffiziente Kreislaufwirtschaft effektiv auszugestalten und zu steuern. Physische Stoff- und Güterströme müssen über den gesamten Produktkreislauf verlässlich qualifiziert, quantifiziert, analysiert, bewertet und interpretiert werden können, damit der Produktkreislauf, aus jeder Lebenszyklusphase heraus, effizient hinsichtlich regulatorischer, technischer, ökonomischer, ökologischer und sozialer Aspekte gesteuert werden kann.

Da dies bisher in der Praxis nicht oder nur zum Teil der Fall ist, bietet der Ansatz einer Distributed-Ledger-Technologie (DLT)- bzw. Blockchain-Plattform hier die Möglichkeit, die Datenbasis für alle Akteure in den Wertschöpfungs- und Kreislaufwirtschaftsnetzwerken zu verbessern.

Der gemeinsame Zugriff auf diese Informationen würde die Effektivität und Effizienz des gesamten Systems erheblich erhöhen. Zusätzliche Anwendungsfelder und Geschäftsmodelle ließen sich generieren. Im Zuge der gesellschaftlichen Erwartungen an den Klimaschutz und eine zukunftsfähige Industriegesellschaft mit hocheffizienten, umweltverträglichen Energie- und Materialströmen (Decarbonisierung und Dematerialisierung der Industrie) ist der umfassende Zugriff auf die verfügbaren Informationen unabdingbar. Dem gegenüber stehen der berechtigte Bedarf der Kontrolle an den eigenen Daten, die Wahrung von Betriebsgeheimnissen und der Schutz von Anonymität. Gleichzeitig ist die Nachverfolgbarkeit, die Datensicherheit und -korrektheit, deren Konsistenz und Fälschungssicherheit in einem Netz von Akteuren gefordert, die sich erstmal grundsätzlich nicht vertrauen.

Hierzu soll das Projekt die notwendigen (daten)technischen Ansätze und Voraussetzungen klären, die Gewährleistung der Richtigkeit der Übertragung der Realdaten in das digitale System analysieren, das dazu notwendige DLT-Systemkonzept entwickeln sowie exemplarisch eine Plattform aufbauen und am Beispiel realer Material-, Produkt- und Stoffstromdaten von beteiligten Unternehmen prüfen. Ziel des Vorhabens ist es, Daten zum gesamten Lebenszyklus von der Rohstoffgewinnung, über die Aufbereitung und Produktion, bis einschließlich der Nutzungsphase und der Kreislaufschließung zu sammeln und in Datenströmen abzubilden. In diesem Vorhaben soll sich für alle Lebenszyklusphasen exemplarisch mindestens je ein Unternehmen mit einem ausgewählten Produkt beteiligen, um die erarbeiteten Ergebnisse daran zu prüfen und ausgewählte Anwendungsfälle zu betrachten. Dabei sollen auch die unterschiedlichen Herangehensweisen zwischen Stückgut- und Mengen(bulk)-orientierten Produkten und deren Schnittstellen Berücksichtigung finden.

Projektinhalt

  • Analyse möglicher Anwendungsfälle und Identifikation von Anforderungen
  • Analyse von Geschäftsmodellen und Ordnungsrahmen
  • Einbindung von Unternehmen mit exemplarischen Anwendungsfällen
  • Systemanalyse, Konzeption und Design einer DLT-Plattform
  • Demonstrator-Entwicklung und Testbetrieb
  • Evaluierung der prototypischen DLT-Plattform anhand von Realbeispielen aus der Industrie
  • Begleitendes Innovationsmonitoring
  • Begleitender Stakeholder- und Dialogprozess

Projektleitung

Projektmitarbeiter

Florian Bodrogi, Larissa Coblenzer

Projektlaufzeit

08.10.2020 bis 07.10.2022

Projektpartner

 

THINKTANK Industrielle Ressourcenstrategien ansässig am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) (Projektkoordination)

 

Institut für Angewandte Informatik und Formale Beschreibungsverfahren (AIFB) am Karlsruher Institut für Technologie (KIT)

 

 

 

iPoint-systems Gmbh

 

 

 

Institut für Industrial Ecology (INEC) Hochschule Pforzheim