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Best Practices Nachhaltigkeit: Wie Digitalisierung die Nachhaltigkeit von Unternehmen positiv beeinflusst.

Ressourcen sparen mithilfe von Digitalisierung

Nachhaltigkeit ist längst mehr als ein Trend – sie ist ein entscheidender Erfolgsfaktor für Unternehmen. Die GreenGate unterstützt ihre Kunden dabei, ihre Betriebsabläufe effizienter, ressourcenschonender und nachhaltiger zu gestalten. In unserem aktuellen Best Practice Report zeigen wir Ihnen drei Beispiele, wie Sie mithilfe unserer Software messbare Nachhaltigkeitsvorteile erzielen konnten:

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Best Practice Digitalisierung: Beschaffung, Lagerung und Bereitstellung von Ersatzteilen in produzierenden Umgebungen

Digitales Ersatzteilmanagement

Auf einen Blick

Analoges Ersatzteilmanagement – basierend auf Zuruf, Kopfwissen, Aktenordner und Klemmbrett – ist ineffizient und fehleranfällig. Moderne, IT-gestützte Systeme dagegen sind Mittel der Wahl. Sie bringen nicht nur alle grundsätzlichen Vorteile der Digitalisierung mit sich, sondern verknüpfen das klassisches Ersatzteilmanagement (Beschaffung, Lagerung und Bereitstellung von Ersatzteilen) auch mit Prozessen aus Instandhaltung, Betriebsführung und Materialwirtschaft. Die GreenGate AG, Softwareanbieter im Bereich des technischen Anlagen- und Ersatzteilmanagements, der Instandhaltungsplanung sowie für Betriebsführungsaufgaben, hat eine 10-Punkte-Roadmap für die Etablierung digitaler Lagerwirtschaft entwickelt.

Problemstellung

Konventionelle Lagerhaltung von Ersatzteilen, bei der Bestände und Prozesse ohne digitale Unterstützung verwaltet werden, weist zahlreiche Effizienzmängel auf. Nicht notwendige, nicht wertschöpfende Tätigkeiten werden durch analoge Lagerhaltung ebenso initiiert wie unnötige Kapitalbindung und irrrational hohe Ausgaben, die in einem Missverhältnis zum tatsächlichen Bedarf stehen. Verbunden ist ökonomische Ineffizienz mit ökologischen Nachteilen bei den Faktoren Energieverbrauch, Transport, Verpackung, Maschinenstillstand und (Über)bestand.

Fehlende Transparenz und intransparente Bestandsführung
  • Bestandsdaten werden oft manuell erfasst (Papierlisten, Excel-Tabellen), was zu ungenauen oder veralteten Informationen führt.
  • Fehlende Echtzeit-Daten erschweren eine präzise Bestandskontrolle.
  • Unklare Lagerplätze (Schwarzlager) und schlechte Dokumentation führen zu langen Suchzeiten, erhöhten Wegezeiten und ineffizienter Nutzung des Lagerraums.
Hohe Lagerkosten durch ineffiziente Bestandsverwaltung
  • Fehlende Bedarfsprognosen führen zu Überbeständen, wodurch Kapital gebunden wird.
  • Fehlende Automatisierung erschwert eine Just-in-Time-Lieferung und führt zu unnötigen Lagerhaltungskosten.
  • Veraltete oder nicht benötigte Ersatzteile verbleiben ungenutzt (unverkauft) im Lager, was zusätzlichen Platz beansprucht.
Verzögerte Ersatzteilbereitstellung und lange Suchzeiten
  • Mitarbeiter müssen benötigte Teile manuell suchen, was zu Produktionsverzögerungen führen kann.
  • Ohne digitale Suchsysteme ist eine schnelle Identifikation und Zuordnung von Ersatzteilen schwierig.
  • Fehlende Bestandswarnungen führen dazu, dass kritische Ersatzteile zu spät nachbestellt werden.
Geringe Flexibilität und schlechte Skalierbarkeit
  • Analoge Lagerverwaltung kann schwer auf sich verändernde Nachfrage oder neue Produktionsanforderungen reagieren.
  • Eine wachsende Anzahl an Ersatzteilen ist schwer zu verwalten, da keine automatisierten Systeme zur Optimierung der Lagerkapazitäten genutzt werden.
  • Fehlende Vernetzung mit Lieferanten erschwert eine flexible Anpassung an Produktionsänderungen.
Keine vorausschauende Wartung (Predictive Maintenance)
  • Ersatzteile werden oft erst nach einem Ausfall bestellt („reaktive Wartung“), was zu ungeplanten Maschinenstillständen führt.
  • Ohne digitale Sensorik und Datenauswertung sind Verschleißmuster schwer erkennbar, was präventive Wartung erschwert.
  • Manuelle Überprüfungen von Ersatzteilverfügbarkeiten sind zeitaufwendig und führen teils zu Notstandskäufen.
Höheres Risiko für Diebstahl, Verlust und Schwund
  • Ohne digitale Nachverfolgung sind Entnahmen schwer nachvollziehbar, was das Risiko von Diebstahl oder Verlust erhöht.
  • Fehlende Berechtigungssteuerung ermöglicht unkontrollierten Zugriff auf das Lager.
  • Nachverfolgung und Dokumentation von Garantieansprüchen und Rücksendungen sind mühsam und fehleranfällig.

Lösung: Verfahren und technische Umsetzung

In 10 einfachen Schritten skizziert die GreenGate AG als Technologieführer für digitale Betriebsführung und Instandhaltung den Weg von der konventionellen zur digital unterstützten Beschaffung, Lagerung und Bereitstellung von Ersatzteilen in produzierenden Umgebungen.

1. Schwachstellenanalytik – Identifikation von Inneffizienzen

s. Problemstellung

2. Erfassung Ist-Zustand in Beschaffung, Lagerung, Bereitstellung Ersatzteile

Anhand der existenten Beschaffungs-, Lagerungs- und Bereitstellungskette werden alle relevanten physischen und digitalen Informationen initial aufgenommen: Lager, Ersatzteile, Mitarbeiter, Prozesse, Know-how-Quellen (PC-Listen, Aktenordner, Königswissen), Daten.

3. Ermittlung operativer und strategischer Ziele des Ersatzteilmanagements
  • Operative Ziele. Vereinfachung: Bedarfsanforderung von Ersatzteilen, Bestellung von Ersatzteilen, Auffinden von Ersatzteilen, Bereitstellung von Ersatzteilen
  • Strategische Ziele. Volumenanpassung Ersatzteil-Bestände, Anpassung Lagerstruktur an Anforderungen, Zuordnung Ersatzteil-/Instandhaltungskosten zu Anlagen, Einhaltung gesetzl. Anforderungen zur Bestandsführung, Entlastung Instandhaltung, höhere Anlagenverfügbarkeit.
4. Auswahl Beschaffungsstrategie, Lagerhaltungsstrategie, Bereitstellungsstrategie
  • Beschaffungsstrategie. bedarfsbezogen, deterministisch, terminbezogen, bestandsbezogen
  • Lagerhaltungsstrategie. Lagerorte: zentral, dezentral, Werkstätten, Produktion, externe Lagerorte (Hersteller, Lieferant, Logistikdienstleister), materialspezifische Lager
  • Bereitstellungsstrategie. programmbezogen, abrufbezogen, bedarfsbezogen, auftragsbezogen
5. Abgleich mit Teilstrategien im Unternehmen – Organisatorische Gestaltung
  • Abgleich Strategien. Abgleich Strategie Ersatzteilmanagement mit Teilstrategien im Unternehmen wie Instandhaltungsstrategie, Fertigungsstrategie, kaufm.-log. Strategie etc.; Ausschluss konkurrierender Ziele.
  • Organisatorische Gestaltung. Funktionale Neugliederung, die Zuständigkeitsbereiche für Beschaffung, Lagerung und Bereitstellung festlegt. Zwingend sind zukünftig Technischer Einkauf und Instandhaltung gemeinsam für die Beschaffung verantwortlich.
6. Auswahl, Implementierung, Schulung IT-System Instandhaltung

Auswahlparameter IT-System Instandhaltung. Software bietet max. Flexibilität bei Anpassung an Strukturen, Prozesse, Aufgaben; Konfigurierbarkeit; Programmierschnittstellen; Objektorientierung; offene Systemarchitektur (Kopplung an ERP, GIS, QM-Systeme etc.); Anbindung an mobile Systeme möglich (alle Plattformen, online/offline)

7. Physisch-digitaler Neustart
  • Physisch – Pilotprojekt: Digitale Inventur; Zusammenfassung mehrerer Lager im Abgleich zu Instandhaltungsprozessen und Maschinen-/Anlagenstandorten; neue Einlagerungsmethodik (FIFO, LIFO etc.); eindeutige Kenn-/Auszeichnung Lagerorte und Ersatzteile (Abgleich mit IT-System Instandhaltung); definierte Workflows und Zuständigkeiten von Bestellung bis Zubuchung und Entnahme einer Ersatzteilposition
  • Digital – Pilotprojekt IT-System Instandhaltung: Initiale Erstellung/Anlage Ersatzteildaten mit Artikelbezeichnung, -nummer, Klassifizierung, Hersteller, Preis, Bestell-/Lieferzeit, Anlagenverwendung, Lagerplatz, Lagerort, Bestandsmenge, Fotos, CAD-Zeichnungen (2D/3D), CNC-Programme, 3D-Druckfiles, Hinterlegung Minimal-Maximal-Bestände, Informationen zu Rechten, Zuständigkeiten, Lieferanten etc.
8. Intelligenz durch Vernetzung

Die Beschaffungs-, Lagerhaltungs-, Bereitstellungsstrategien entscheiden über die vertikale wie horizontale Ausprägung der Vernetzung von Ersatzteilmanagement mit anderen Geschäftsprozessen (Instandhaltung, Einkauf/Disposition, Produktion). Sinnvoll ist die IT-basierte Integration von Ersatzteilmanagement und Instandhaltung sowie die Kopplung vom IT-gestütztem Ersatzteilmanagement zum ERP-System (Enterprise Resource Planning). Beispiel: Die in der IT-Lösung für die Instandhaltung hinterlegten Ersatzteil-Bestellzeiten basieren auf einer Minimum-Maximum-Bestandsführung. Über eine Schnittstelle zum ERP erfolgt der Abgleich und die Bestellungen werden automatisch ausgelöst.

9. Produktivbetrieb Ersatzteilmanagement

Einspielen der vordefinierten Zuständigkeiten; Planung, Verwaltung und Optimierung aller Informationen und Prozesse bzgl. Bestellwesen, Bestandsführung und Bereitstellung von Ersatzteilen über implementiertes IT-System Instandhaltung – Minimierung Ineffizienzen

10. Fortlaufende Datenpflege

Der Anspruch an gleich bleibend hohe Datenqualität erstreckt sich auf jede Zukunft des Ersatzteilmanagements, ist im Besonderen bei infrastruktureller Modifikation (Umbauten etc.) zu gewährleisten.

Zusammenfassung und Fazit

Auf Basis einer 10-Punkte-Roadmap lassen sich die Schwächen konventionell analoger Lagerhaltung durch digitalisiertes Ersatzteilmanagement überwinden. Integrierte, intelligente Software-Lösungen für Instandhaltung, Betriebsführung und Ersatzteilmanagement sorgen in industrietypisch heterogenen IT-Umgebungen als Gehirn der Smart Factory für signifikante Vorteile unter Effizienzgesichtspunkten. Das Optimierungspotenzial der digitalen Lagerhaltung ist unter anderem abhängig vom eingesetzten System und seinen hinterlegten Algorithmen sowie der Einbettung in die Unternehmens-IT. Je mehr digitale Ersatzteil-Daten aus dem Lager in nahtlosen End-to-end-Prozessen in allen beteiligten Abteilungen und IT-Systemen des Unternehmens zirkulieren und auch zur KI-basierten Optimierung genutzt werden können, desto größer werden die ökonomischen, auch ökologischen Vorteile. Die analoge Lagerhaltung generiert einen erheblichen CO₂-Footprint durch hohen Energieverbrauch, ineffiziente Logistik und unnötige Ressourcenverschwendung.

Best Practice Digitalisierung: Wie Ladekapazität und Akkulebensdauer erhöht werden können.

Kl-gestützte Elektromobilität

Auf einen Blick

Die Elektromobilität gilt als Schlüssel der Energiewende – sie steht allerdings vor mehreren Herausforderungen. Zu den zentralen Problembereichen werden unter anderem begrenzte Reichweite und Ladeinfrastruktur, die Akkukapazität und -degradation, die notwendige Ressourcengewinnung sowie die Netzbelastung und Energieversorgung gezählt. Als in der Praxis direkt wirksame Engstelle des E-Fahrzeugbetriebs gelten die Ladekapazität und Akkutechnologie. Was direkt suboptimal wirkt, kann theoretisch so modifiziert werden, dass die Optimierung ebenso unmittelbar greift: Maximiert man Lebensdauer und Kapazität der Batterien, werden Ressourcen im gesamten Nachhaltigkeitsspektrum geschont.

Problemstellung

Auch wenn als vordringliches Problem der Elektromobilität die suboptimale Nutzung vorhandener Kapazitäten gilt, fokussieren Lösungsansätze und Zukunftsperspektiven nachgeordnete Aspekte der Elektromobilität wie:

  • Neue Batterietechnologien wie Feststoffakkus könnten höhere Energiedichten und längere Lebensdauern ermöglichen.
  • Verbesserte Ladeinfrastruktur mit flächendeckenden Schnellladestationen könnte Ladezeiten verkürzen und Reichweitenängste abbauen.
  • Nachhaltige Rohstoffgewinnung und effiziente Recyclingprozesse sind essenziell für eine grüne Elektromobilität.
  • Intelligente Netzsteuerung kann Lastspitzen abfedern und die Integration erneuerbarer Energien fördern.

Lösung: Kriterien und technische Umsetzung

Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz startete 2024 mit F&E-Partner GreenGate AG das Forschungsprojekt EVIDENT. Fördergeber: BMUV – Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz.

Das Projekt untersucht den Einsatz fortschrittlicher KI zur Verbesserung der Disposition und Routenoptimierung, indem es die Grenzen konventioneller Einzelpunktprognosen durch Unsicherheitsquantifizierung (UQ) überwindet. Diese Integration soll die Transparenz und Zuverlässigkeit der Modelle erhöhen und Zusammenhänge zwischen Routenplanung, Fahrverhalten und umweltbewusstem Fahrzeugeinsatz aufdecken. Verschiedene UQ-Methoden, einschließlich ad-hoc-Techniken und Conformal Predictions, werden erforscht. Zudem werden erklärbare KI-Methoden (XAI) implementiert, um Entscheidern und Planern Modellvorhersagen verständlich zu machen und unerwünschte Konsequenzen, wie defekte Akkus oder Verzögerungen, zu vermeiden. Der holistische Ansatz kombiniert lokale und globale post-hoc Erklärungstechniken, um ein umfassendes Verständnis KI-getriebener Entscheidungen zu fördern und so verantwortungsvollere Entscheidungen in der Routenoptimierung und Disposition zu ermöglichen, wodurch die Lebensdauer von E-Fahrzeug-Akkus maximiert wird.

Fazit

Die Erforschung vertrauenswürdiger KI-Ansätze zur Verlängerung der Lebensdauer von Elektrofahrzeug-Akkus im Kontext der Routenoptimierung kann Nachhaltigkeit in der Elektromobilität generieren. Unter Zuhilfenahme KI-basierter Vorhersagemodelle, die sowohl die Route als auch die Instandhaltungsprozesse optimieren, lassen sich Mehrfahrten verhindern, Ladezyklen optimieren und das Arbeitsmaterial bestmöglich schonen.

Best Practice Digitalisierung: Was die Nutzungsdauer von Instandhaltungssoftware positiv beeinflusst

Nachhaltige Softwarenutzung

Auf einen Blick

Die durchschnittliche Nutzungsdauer von Instandhaltungssoftware (Computerized Maintenance Management Systems, CMMS) variiert je nach Branche, Unternehmensgröße und technologischer Entwicklung. Auswertungen zufolge liegt sie typischerweise zwischen 7 und 15 Jahren. Steuerrechtliche Abschreibungsmodelle gehen sogar von durchschnittlich nur 3 Jahren aus. Eine Nutzungsdauer von 20 Jahren und mehr – etliche GreenGate-Kunden nutzen GS-Service seit Anfang der 2000er – ist absolute Ausnahme. Welche Voraussetzungen müssen gegeben sein, damit Software langfristig und damit nachhaltig genutzt werden kann?

Problemstellung

Unter ökonomischen und ökologischen Gesichtspunkten sollte eine langfristige Nutzung von Instandhaltungssoftware, die 15 Jahre überschreitet, die Regel sein. Denn lineares Wirtschaften (Take – Make – Use – Waste) und Recycling-Wirtschaft (Take – Make –Use/Recycle – Waste) sollten auch im Segment Software dem Zero Waste-Ansatz der Kreislaufwirtschaft (Take – Make –Use – Recycle/Repair/Return/Reuse) weichen.

Stellt sich in diesem Kontext die Frage, ob Konzepte für die Nachhaltigkeit konventioneller Produkte auch im Softwarebereich anzuwenden sind. Dazu zählen u. a.:

Einflussfaktoren für die Nachhaltigkeit konventioneller Produkte

1. Designstrategien für Langlebigkeit
  • Modularität
  • Zeitloses Design
  • Hochwertige Materialien
2. Wartung & Reparatur ermöglichen
  • Einfache Wartung
  • Reparaturfreundliche Konstruktion
  • Predictive Maintenance
3. Wiederverwendung & Refurbishment
  • Refurbishment-Programme
  • Second-Hand & Sharing-Modelle
4. Geschäftsmodelle für Langlebigkeit
  • Product-as-a-Service (PaaS)
  • Garantieverlängerungen & Updates
5. Bewusstseinsbildung & Regulierung
  • Konsumentenaufklärung
  • Gesetzliche Vorgaben

Lösung: Kriterien und technische Umsetzung

Digitale Nachhaltigkeit, die sich u. a. in der Nutzungsdauer von Software (On-Premise-Lösungen) manifestiert, fußt empirischen Erhebungen der GreenGate AG zufolge auf mehreren Faktoren.

Einflussfaktoren für Nachhaltigkeit von Software-Lösungen

1. Praktische Systemnutzung

Nur ein IT-System, das auch durchgängig und regelmäßig genutzt wird, weist eine insgesamt lange Nutzungsdauer auf und wird nicht vorzeitig abgelöst. Systeme werden im Alltag u. a. immer dann genutzt, wenn sie dem Anwender in einer konkreten Situation bei einer konkreten praktischen Herausforderung einfach und schnell helfen können.

2. Skalierbarkeit, Flexibilität, Unabhängigkeit

Modulare Softwarelösungen verlängern die Nutzungsdauer, da sie leichter aktualisiert und erweitert werden können. Außerdem gilt: Je weniger Fremdkomponenten eine Software enthält, desto langlebiger ist sie. Nachhaltige Softwarenutzung bedingt weiterhin Anpassungsfähigkeit und Robustheit ggü. Betriebssystemen und Frameworks.

3. Anpassungsfähigkeit an Unternehmensprozesse

Wenn Software mit wachsenden Anforderungen nicht mehr kompatibel ist, wird sie schneller ersetzt. Kann sie mit dem Unternehmen wachsen und auch neue Aufgaben bewältigen, ist sie definitiv nachhaltiger einsetzbar.

4. Low Code-/No Code-Technologie

Lassen sich Softwarelösungen auch von Laien modellieren, fallen die Kosten und steigt die Unabhängigkeit des Anwenders. Das erhöht i.d.R. die langfristige Akzeptanz der Lösung.

5. Durchgängigkeit

Im Idealfall ist die Fachapplikation für Instandhaltung systemdurchgängig nutzbar und von außen erreich-/nutzbar. Und das alles über beliebige Endgeräte wie via Arbeitsplatz-PC oder über die App auf dem Smartphone oder Tablet.

6. Schnittstellenstrategie

Es gibt keine Anwendung im isolierten Raum. Instandhaltungssoftware trifft im Regelfall auf heterogene IT-Landschaften, in denen End-to-end-Datenströme gefordert sind. Daher sind Schnittstellen zu u. a. ERP, GIS, DMS sowie Prozessleittechnik das A und O. Schnittstellen sind gut und essenziell, Fremdkomponenten als Voraussetzung für die Lauffähigkeit einer Software dagegen weniger, da mehr Fremdkomponenten mehr Abhängigkeit bedeuten.

7. Seriosität und Innovationskraft Anbieter

Finanzstärke, profunder Support, Schulungsangebot, kontinuierliche Weiterentwicklung, 100% Inhouse-Entwicklung, Customizing, Change Management, konkrete Ansprechpartner und Möglichkeiten des persönlichen Dialogs forcieren die nachhaltige Nutzung

8. Prozess-Know-how

Weiß der Softwareanbieter I. um die praxisrelevanten Anforderungen bei keineswegs trivialen Prozessen wie Instandhaltung und Betriebsführung und ist II. von Deployment (Software auf dem Zielsystem installieren und lauffähig machen) bis Update IT-technisch auf der Höhe der Zeit, steigt die Chance einer langfristigen Softwarenutzung.

9. Mobilität

Keine Softwarenutzung ohne Mobilität. IT-Lösungen für Instandhaltung müssen immer und überall funktionieren. In Situationen mit Netz. In Situationen ohne Netz. Online und offline. So geht mobiles Arbeiten mit Asset Management, Prozessmanagement und Workforce Management seriös von der Hand.

10. Kosten

Wird Software langfristig genutzt, entfallen die Kosten für Einführung, Datenmigration, Schulung etc., die bei jedem Systemwechsel anstehen.

Fazit

Die Nutzungsdauer von Software wird primär durch ihre Praxistauglichkeit definiert. Entscheidende Kriterien sind u. a. einfache Benutzung, simples Handling der Software bei Anpassungen und Erweiterungen, durchgängige Datennutzung sowie Mobilität in der Anwendung. Sind diese Voraussetzungen gegeben, können Ressourcen gespart werden – das trägt zu nachhaltiger Wertschöpfung bei.