Wir bringen unsere Forschung zu Papier

Forschungsbereiche

Ziele unseres CD-Labors

Ziel dieses CD-Labors ist die Durchführung von Grundlagenforschung in den Bereichen Nachhaltigkeitswissenschaften und Sozialwissenschaften

1. die Konzepte der nachhaltigen Entwicklung und der Kreislaufwirtschaft auf Unternehmens- und Produktebene zu operationalisieren,
2. das volle Potenzial der Digitalisierung für ein nachhaltiges Produktmanagement zu nutzen und
3. Entscheidungsprozesse in Unternehmen und in Lieferketten als Grundlage einer lebenszyklusweiten Implementierung von nachhaltigem Produktmanagement zu verstehen.

 

Dies wird durch eine Kombination aus theoretischer und empirischer Forschung mit präskriptiver Forschung erreicht, die sich auf die Entwicklung und Weiterentwicklung von Methoden konzentriert.

Die folgenden Ergebnisse werden erwartet:

(1) ein besseres Verständnis

…von Auswirkungen, Vorteilen und Herausforderungen einer Kreislaufwirtschaft, insbesondere im Zusammenhang mit nachhaltiger Entwicklung,

…vom Potenzial neuer digitaler Technologien (z. B. KI, Blockchain, IoT) für ein nachhaltiges Produktmanagement,

… der Rolle der interorganisationalen Zusammenarbeit und Entscheidungsfindung in einer Kreislaufwirtschaft und

(2) neue Methoden und Werkzeuge zur Nachhaltigkeitsbewertung und Produktgestaltung, die

…neue digitale Technologien nutzen,

…in den frühen Phasen der Produktentwicklung anwendbar sind,

…über verbesserte Fähigkeiten zur Entscheidungsunterstützung verfügen.

 

Überblick über die bisherige Forschung

Seit 2018 hat das Forschungsteam 27 Artikel in Fachzeitschriften, 32 Konferenzbeiträge und vier Buchkapitel veröffentlicht.

Diese Veröffentlichungen

(1) fördern das Verständnis für den Stand der Technik und die Zukunft nachhaltiger und zirkulärer Produktmanagementpraktiken, wobei der Schwerpunkt insbesondere auf der Rolle digitaler Technologien und der intra- und interorganisationalen Zusammenarbeit liegt;

(2) führen neuartiger Konzepte und Methoden für die datengesteuerte Nachhaltigkeitsbewertung und -gestaltung ein;

(3) beschreiben die Anforderungen, Anwendungsfälle und ein Informationsmodell für einen digitalen Produktpass (DPP) für Elektrofahrzeugbatterien.

 

 

Im Folgenden werden Erkenntnisse aus Veröffentlichungen in diesen drei Gruppen kurz zusammengefasst. Die vollständige Publikationsliste finden Sie hier .

(1) Potenziale und Determinanten eines digitalen und kollaborativen nachhaltigen Produktmanagements

Unter den Arbeiten der ersten Gruppe hat die Untersuchung des Zusammenhangs zwischen nachhaltiger Entwicklung und Kreislaufwirtschaft (CE) durch die Analyse von 3822 Zeitschriftenartikeln zu einem umfassenderen Verständnis dafür geführt, wie diese Konzepte miteinander in Beziehung stehen und sich gegenseitig beeinflussen ( Schöggl et al., 2020 ). Die Untersuchung der Umsetzung von CE-Praktiken in 131 Vorreiterunternehmen ( Stumpf et al., 2021 ) und 132 produzierenden Unternehmen ( Schöggl et al., 2021 ; Schöggl et al., 2022 ) lieferte neue Erkenntnisse über Best Practices und potenzielle Verbesserungen für eine breitere Branchenakzeptanz . Die Identifizierung und Priorisierung von Ressourcen und Fähigkeiten (RCs) zur Verbesserung der Zirkularität in der Wertschöpfungskette von Kunststoffverpackungen in einer Delphi-Studie ( Stumpf et al., 2023 ) hat gezeigt, wie wichtig die Komplementarität von RCs entlang der Lieferkette für kollaborative Ergebnisse und CE-Leistung ist. Die Untersuchung der Vorläufer der CE-Leistung von Unternehmen in einem statistischen Modell bestätigte die Hypothese eines positiven Effektes der interorganisationalen Zusammenarbeit und kontextualisierte die Rolle neuer digitaler Technologien und allgemeiner dynamischer Fähigkeiten ( Schöggl et al., 2024 ). Die Analyse von Akteuren, Kooperationspraktiken und Informationsflüssen in zirkulären Produktentwicklungsprozessen auf der Grundlage einer Reihe semistrukturierter Interviews ( Diaz et al., 2021 ) ergab, wie Entscheidungen hinsichtlich der Merkmale eines für eine CE entwickelten Produkts in den verschiedenen Phasen der Produktentwicklung getroffen werden. In einer weiteren Studie wurden durch Expertinnen- und Experteninterviews mit 24 Vorreiterunternehmen der Kreislaufwirtschaft sechs wichtige Managementfaktoren identifiziert, die die Strategien zur Kreislaufwirtschaft beeinflussen. Dabei wurden die Wechselwirkungen der Faktoren veranschaulicht und die Bedeutung der Integration von Kreislaufwirtschaftsstrategien für langfristige Wettbewerbsvorteile hervorgehoben. Schließlich hat die Definition der Herausforderungen für die Einführung zirkulärer Designpraktiken aus der Perspektive der Absorptionskapazitäten ( Stumpf et al., 2022 ) mögliche Lösungen zur Überwindung zentraler Hindernisse und zur Förderung nachhaltiger Innovationen aufgezeigt.

(2) Neuartige Konzepte und Methoden für die kollaborative und datengesteuerte Nachhaltigkeitsbewertung und -gestaltung

Die erste Reihe von Veröffentlichungen in der zweiten Gruppe konzentrierte sich auf die Darstellung des Potenzials und des Stands der Umsetzung neuer digitaler Technologien wie künstliche Intelligenz, Big Data, Blockchain oder Internet-of-Things-Technologie für SPM. Zunächst wurden in einer systematischen Literaturrecherche die aktuellen und potenziellen zukünftigen Anwendungen digitaler Technologien für ein nachhaltiges Produktmanagement abgebildet, indem 146 Anwendungsbeispiele hinsichtlich ihrer Verwendbarkeit entlang des Produktlebenszyklus, ihrer Rolle als Wegbereiter für CE-Strategien und spezifischer SPM-Aktivitäten klassifiziert wurden ( Rusch et al., 2022 ). Den empirischen Gegenpart lieferten zwei umfragebasierte Studien, die den Umsetzungsgrad der Technologien in 132 österreichischen ( Schöggl et al., 2023 ) und 795 deutschen Unternehmen ( Neligan et al., 202 2 ) untersuchten und Datenqualitätsprobleme aufdeckten ( Rusch et al., 2022 ) sowie sektorale und größenbezogene Unterschiede ( Schöggl et al. 2022 ). Abschließend wurde in Zusammenarbeit mit den wissenschaftlichen Partnern des CD-Labors am KNOW-Center analysiert, wie datenwissenschaftliche Ansätze spezifische Probleme bei der Datenerhebung, -analyse und -interpretation von Nachhaltigkeitsdaten im Allgemeinen und insbesondere im Hinblick auf die Ökobilanzierung angehen können. 

 

Die zweite Reihe von Veröffentlichungen besteht aus konzeptionellen und präskriptiven Studien, die darauf abzielten, inter- und intraorganisationale Kooperationspraktiken und den Einsatz neuer digitaler Technologien für Nachhaltigkeitsbewertung und Produktdesign voranzutreiben. Unter diesen Studien wurde in einem Artikel ein Rahmenwerk für die Auswahl und Umsetzung fallspezifischer zirkulärer Produktdesignstrategien unter Verwendung einer allgemeinen morphologischen Analyse vorgeschlagen ( Diaz et al., 2021 ; Diaz et al., 2022 ) . In einem weiteren Artikel wurde am Beispiel des Gesundheitszustands einer Fahrzeugbatterie in einem digitalen Produktpass konzipiert, wie probabilistisches maschinelles Lernen einen vertraulichen Austausch von Wertschöpfungskettendaten ermöglichen kann (Berger et al., 2023 ). Darüber hinaus wurde ein Rahmenwerk zur Verknüpfung von strategischem Nachhaltigkeitsmanagement mit operativer Exzellenz und eine auf Design Thinking basierende Methode für zirkuläres Geschäftsmodelldesign und Innovation entwickelt ( Santa-Maria et al. , 2022 ) . Schließlich wurde in Zusammenarbeit mit der KTH Stockholm ein neues mathematisches Optimierungsframework vorgeschlagen, das die Integration von Umweltaspekten in das technische Design von Fahrzeugkomponenten ermöglicht und gleichzeitig funktionale Anforderungen erfüllt (Bouchouireb et al. , 2021 ) .

[3] Anforderungen, Anwendungsfälle und Informationsmodell für einen digitalen Produktpass für Elektrofahrzeugbatterien

Im Rahmen der Zusammenarbeit mit AVL konzentrierten sich mehrere Veröffentlichungen auf digitale Produktpässe (DPPs) für Batterien von Elektrofahrzeugen. Die erste Studie schlägt ein Konzept eines digitalen Batteriepasses (DBP) vor, das 54 Datenpunkte umfasst, die in vier Informationskategorien gruppiert sind, darunter vier praktische Anwendungsfälle ( Berger et al., 2022 ). Der zweiter Artikel beschreibt den Datenbedarf und die Verfügbarkeit von EVB-Wertschöpfungskettenakteuren im nachhaltigen Batteriemanagement und zeigt unterschiedliche Perspektiven auf, die auf unterschiedliche Positionen und Rollen in der Wertschöpfungskette zurückzuführen sind ( Berger et al., 2022 ). Darüber hinaus wurden die allgemeinen Vor- und Nachteile des Austauschs von Nachhaltigkeitsinformationen in der EVB-Lieferkette untersucht und dabei 34 Aspekte im Zusammenhang mit Vorteilen und 23 Aspekte im Zusammenhang mit Nachteilen anhand von Workshops mit Stakeholder-Fokusgruppen, einer Literaturrecherche, Experteninterviews und der Anwendung einer Transaktionskostenrechnung identifiziert Linse. Eine weitere Studie identifiziert Hindernisse und Ermöglicher für die Implementierung eines digitalen Produktpasses (DPP) aus der Perspektive der Verbreitung der Innovationstheorie und des Technologie-Organisation-Umfeld-Rahmens ( Berger et al., 2023 ). Es zeigte sich, dass die Unsicherheit der Stakeholder das größte Hindernis für die Einführung und die Bereitschaft zum Informationsaustausch der wichtigste DPP-Ermöglicher und Treiber ist.

Darüber hinaus wurde der Datenbedarf der End-of-Life- und Batterie-Second-Use-Akteure zur Unterstützung eines nachhaltigen Batteriemanagements untersucht ( Berger et al., 2023 ). Die Studie lieferte einen geordneten Satz wesentlicher Datenpunkte und betonte gleichzeitig die geringe Zugänglichkeit der meisten der 54 vordefinierten Datenpunkte aufgrund von Datenlücken, Daten-Gatekeepern, fehlenden Anreizen für den Datenaustausch und Datenstandardisierung. Schließlich wurden zwei anwendungsfallspezifische Informationsmodelle für die Zweitnutzungsphasen von Altbatterien vorgeschlagen, die Datenbedürfnisse und -anforderungen in UML-Modelle (Unified Modeling Language) übersetzen.