Veränderungen eröffnen Möglichkeiten. Die Automobilbranche steht mit der Wende hin zur Elektromobilität vor einem starken Umbruch. Dieser vollzieht sich nicht nur auf technologischer Ebene, sondern zeigt sich auch in der Transformation bisheriger Nutzungsstrukturen. Zur Implementierung zukunftsfähiger Geschäftsideen ist heute, vor dem Hintergrund einer zunehmend ökologisch orientierten Gesellschaft, das Mitdenken der damit verbundenen Umweltauswirkungen obligatorisch. In diesem Kapitel werden daher die entsprechend anstehenden Änderungen skizziert und ein Ansatz für ein Geschäftsmodell vorgestellt, welches die Möglichkeiten moderner Technologien verwendet, um die kraftfahrzeuggebundene Individualmobilität im Sinne der Kreislaufwirtschaft ökologisch und ökonomisch zu optimieren. Zentrales Element ist dabei eine Anlage zur automatisierten Demontage von Fahrzeugbaugruppen. Als potentielle Zielgruppen werden Kfz-Hersteller sowie Zulieferer ebenso angesprochen wie Recyclingunternehmen, die ihre bisherige Rolle in der Wertschöpfungskette ausbauen wollen.
Nachhaltigkeit
Band 3 und Querschnittsthema
25 Beitrage in der Reihe
Beiträge zum Thema
Band 1 · Digitale Technologien und der Wandel von Geschäftsmodellen (1 Beitrag)
Band 2 · Voraussetzung, Implementierung und Anwendung von Künstlicher Intelligenz im Rahmen datenbasierter Geschäftsmodelle (1 Beitrag)
Viele Prozesse auf Baustellen verändern sich durch stetig zunehmende Einbindungen digitaler Arbeitsund Hilfsmittel. Dadurch wandeln sich nicht nur einzelne Operationen, sondern vielfach auch die komplexen Informatisierungsund Kommunikationsvorgänge, die vor allem im Bauwesen aufgrund verschiedener Disziplinen sehr vielschichtig sind. Deshalb ist es erforderlich, dass die anstehenden Veränderungen im Hinblick auf effiziente und nachhaltige Abläufe analysiert und diskutiert werden. Der vorliegende Beitrag greift diesbezüglich wesentliche Aspekte auf, die im Zuge der Digitalisierung in einem noch sehr traditionell agierenden Umfeld immer stärker modifiziert werden. Dafür werden neben übergeordneten aktuellen Themen wie Informatisierung, Building Information Modeling, Data Science und cyber-physischen Systemen auch explizite Beispiele zur Baurobotik vorgestellt. Zusätzlich wird anhand einer Prozesslandkarte praxisnah erläutert, wie disziplinübergreifende Modellierungen von Prozessen in Bauunternehmen zukünftig digital aussehen können. Der Beitrag schließt mit einem Ausblick auf KI-basierte Prozesse im Bauwesen, die in Zukunft durch die Zunahme datenbasierter Prozesse auch im Handwerk vermehrt stattfinden werden. T. Kölzer (B) · K. Smarsly Institut für Digitales und Autonomes Bauen, Technische Universität Hamburg, Hamburg, Deutschland E-Mail: thomas.koelzer@tuhh.de K. Smarsly E-Mail: kay.smarsly@tuhh.de
Band 3 · Nachhaltige Geschäftsmodelle durch digitale Innovation und Transformation (23 Beitrage)
Das Kapitel diskutiert die Notwendigkeit eines neuen Verständnisses von Unternehmertum im Spannungsfeld globaler ökonomischer, sozialer und ökologischer Herausforderungen sowie digitaler Transformation. Es argumentiert, dass traditionelle Paradigmen inkrementeller Innovation und linearer Digitalisierung nicht ausreichen, um nachhaltige unternehmerische Zukunftsfähigkeit zu sichern. Stattdessen bedarf es einer tiefgreifenden Integration von Nachhaltigkeit und Digitalisierung, die in der heutigen Zeit als kooperative Gestaltungsräume verstanden werden müssen. Anhand konzeptioneller Überlegungen und praktischer Beispiele wird gezeigt, wie digitale Technologien, neue Geschäftsmodelllogiken, kollaborative Innovationsprozesse und zukunftsorientierte Regulierung zu einer resilienz- und verantwortungsorientierten Unternehmenspraxis beitragen können. Das Kapitel mündet in sieben Prinzipien zukunftsfähigen Unternehmertums, die als Reflexions- und Handlungsrahmen dienen und als eine Art Handlungsleitfaden verstanden werden können. Es plädiert für eine unternehmerische Haltung, die systemisches Denken, gesellschaftliche Verantwortung und aktive Gestaltung von Transformationen miteinander verbindet.
Die Digitalisierung in einer Gesamtbetrachtung wird in der Regel durch zwei wesentliche Strömungen bestimmt: Zum einen durch die Digitalen Innovationen, die in der Regel von kleinen Startups in Form von neuen digitalen Technologien oder neuen digitalen Geschäftsprozessen und -modellen entwickelt und auf den Markt gebracht werden. Zum anderen durch die Digitale Transformation, bei der in der Regel die großen Corporates ihre vorhandenen Technologien oder bestehenden Geschäftsprozesse und -modelle digitalisieren (wobei das durchaus auch innovativ erfolgen kann). Die Frage ist nun aber, wie man diese beiden Strömungen miteinander auch im Rückgriff auf die Nachhaltigkeit verbinden kann, so dass eine neue Kraft für den digitalen Fortschritt entsteht, die im Rahmen einer gesamtwirtschaftlichen Betrachtung sowohl die Startups als auch die Corporates von Vorteil wäre. Diesbezüglich beschreibt der Begriff „Digital Innopreneurship“ die Schaffung einer gemeinsamen digitalen Innovations- und Transformationsfähigkeit von Startups und Corporates, welche sich aus der digitalen Innovationskraft von Startups (Digital Entrepreneurship), der digitalen Transformationskraft von Corporates (Digital Intrapreneurship) sowie der digitalen Synergiekraft (Digital Interpreneurship) zwischen diesen beiden Akteuren zusammensetzt. Der vorliegende Beitrag soll dies veranschaulichen und das Kooperationspotenzial v.a. auch im Hinblick auf nachhaltiges Wirtschaften beschreiben.
Netto-Null ist keine ferne Vision mehr, sondern eine dringende Notwendigkeit. Viele Großunternehmen scheitern jedoch daran, ihre Ankündigungen in die Praxis umzusetzen – fragmentierte Daten, komplexe Governance und Pilotprojekte, die nie in den Betrieb übergehen, sind häufige Hürden. KMU bringen Agilität und Innovation ein, stoßen aber auf knappe Ressourcen und eingeschränkten Zugang zu Unternehmensinfrastrukturen. Dieses Kapitel stellt ein praxisnahes Framework vor, das Partnerschaften zwischen KMU und Großunternehmen in vier Phasen strukturiert: strategische Ausrichtung, Pilotdefinition, Vorbereitung der Skalierung und Implementierung im Betrieb. Jede Phase baut den Netto-Null-Geschäftsmodelle schrittweise auf und verbindet finanzielle, operative und klimabezogene Ergebnisse. Das Framework basiert auf realen Erfahrungen in Unternehmens- und KMU-Kooperationen, berücksichtigt Lehren aus gescheiterten Projekten und orientiert sich an anerkannten Standards wie GHG Protocol, SBTi und CSRD. Der Anwendungsfall NeoCarbon–Greenman zeigt exemplarisch, wie der Ansatz funktioniert. Die Botschaft: Mutige Zusammenarbeit verwandelt isolierte Initiativen in messbare, skalierbare Fortschritte auf dem Weg zu Netto-Null.
Die digitale Transformation hat sich als ein entscheidender Faktor für die Förderung von Nachhaltigkeit erwiesen und umgekehrt. Digitale Plattformen spielen hier eine besondere Rolle, denn sie ermöglichen es Unternehmen, ihre Ressourceneffizienz zu verbessern und nachhaltige Konsummodelle zu fördern. Im Beitrag wird untersucht, wie digitale Plattformen zur nachhaltigen Entwicklung beitragen können, indem sie ökonomische, soziale und ökologische Nachhaltigkeit in ihre Geschäftsmodelle integrieren. Dieser Beitrag bietet nicht nur praktische Beispiele und diskutiert geschäftsmodellrelevante Aspekte digitaler Plattformen und ihre Auswirkungen auf Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft. Er stellt auch auch ein theoretisches Rahmenkonstrukt für die weitere wissenschaftliche Anschlussforschung zur Verfügung. Dieser Rahmen wird mit diversen Geschäftsmodellarten mit Nachhaltigkeitsbezug verknüpft. Am Beispiel von Uber werden die präsentierten Aspekte in einer Fallstudie kondensiert und Chancen sowie Herausforderungen bei der Etablierung und Optimierung von Nachhaltigkeit sowie die Rolle politischer Entscheidungsträger bei der Schaffung unterstützender Rahmenbedingungen und Anreize diskutiert.
Nicht zuletzt aufgrund gesetzlicher Vorgaben und Richtlinien gewinnt das Thema ökologische Nachhaltigkeit für Unternehmen zunehmend an Bedeutung. In diesem Zusammenhang kommt dem prozessorientierten Qualitätsmanagement (QM) eine wichtige Rolle bei der Gestaltung umwelt- und ressourcenschonender Geschäftsprozesse zu. Allerdings fehlt es im QM sowohl an einer präzisen Definition des Begriffs ‚grüne Qualität‘ als auch an methodischen Standards zur Erreichung ökologischer Nachhaltigkeitsziele. Der vorliegende Beitrag analysiert, inwieweit etablierte Qualitätstechniken für QM-Initiativen zur Erreichung ökologischer Nachhaltigkeitsziele angepasst werden müssen und welche Techniken für entsprechende Projekte geeignet sind. Dies bildet die Grundlage für Geschäftsmodelle im Bereich beratungsorientierter Dienstleistungen zur umweltgerechten Umgestaltung von Unternehmensprozessen.
In Anbetracht wachsender ökologischer und sozialer Spannungsfelder gewinnt die Entwicklung nachhaltiger Wertschöpfungsstrategien in Unternehmen zunehmend an Relevanz. In diesem Kapitel werden wertorientierte Geschäftsmodelle als strategische Ansätze dargestellt, die nicht nur ökologischen und sozialen Herausforderungen begegnen, sondern auch die langfristige Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen fördern. Ausgangspunkt der Analyse ist die zentrale Forschungsfrage: Wie können wertorientierte Geschäftsmodelle zur Umsetzung unternehmerischer Nachhaltigkeit beitragen und welche Merkmale bestimmen ihren Erfolg in unterschiedlichen Branchenkontexten? Anhand von fünf Fallbeispielen werden die Vorteile und Merkmale solcher Modelle hervorgehoben. Das Kapitel schließt mit den Herausforderungen und Perspektiven dieser Ansätze und unterstreicht deren zentrale Bedeutung in einer nachhaltig orientierten Geschäftswelt.
Das Buchkapitel beschäftigt sich mit der Rolle von Datenökosystemen und insbesondere des digitalen Produktpasses als zentrale Enabler für die Umsetzung zirkulärer Geschäftsmodelle in der Industrie. Angesichts wachsender ökologischer Herausforderungen und der Notwendigkeit, Materialkreisläufe zu schließen, gewinnen digitale Dateninfrastrukturen zunehmend an Bedeutung. Der digitale Produktpass gilt dabei als Schlüsselinstrument, um über den gesamten Lebenszyklus hinweg transparente, zugängliche und verwertbare Informationen bereitzustellen und bildet damit die Grundlage für effektive zirkuläre Strategien. Das Kapitel beleuchtet, wie Datenökosysteme und föderierte Datenräume den sicheren und interoperablen Austausch von Informationen ermöglichen. Im Fokus steht zudem der digitale Produktpass mit seinen Funktionen, Datentypen und konkreten Anwendungsbeispielen aus der Automobil-, Elektro- und Textilindustrie. Abschließend werden Zukunftsbilder für zirkuläre Ökosysteme entwickelt, die aufzeigen, welche technologischen, organisatorischen und unternehmerischen Fortschritte notwendig sind, um datenbasierte zirkuläre Geschäftsmodelle zu realisieren. Eine besondere Rolle kommt dabei visionären Entrepreneuren zu, die mit datenbasierten Innovationen zentrale Impulse für die Transformation zur zirkulären Wirtschaft setzen. Purpose-driven Start-ups, die sich sozialen und ökologischen Zielen verpflichtet fühlen, fordern etablierte Wertschöpfungssysteme heraus und treiben mit disruptiven Geschäftsmodellen systemische Veränderungen voran. Sie leisten nicht nur einen praktischen Beitrag zur Umsetzung der zirkulären Wirtschaft, sondern wirken als Katalysatoren für eine tiefgreifende Transformation von Industrie und Gesellschaft.
Die Transformation zu einer nachhaltigeren Wirtschaftsweise bedeutet, sich von alten Denkmustern zu befreien, neue Konzepte zu verfolgen und Innovationen zuzulassen. Aktuell ist unsere Wirtschaftsweise geprägt durch das take-make-waste-Modell einer Linearwirtschaft: Rohstoffe werden entnommen, zu Produkten verarbeitet und dann nach einer kurzen Nutzungsphase wieder entsorgt. Ein Konzept für ein nachhaltiges Wirtschaftssystem ist beispielsweise die Circular Economy (CE), die unter Beachtung der planetaren Grenzen unserer Erde agiert. CE bedeutet Materialien, Komponenten und Produkte so lange wie möglich im Kreislauf zu führen. Bereits bei der Entwicklung eines Produktes sollte bedacht werden, was am Ende mit dem Produkt geschieht. Dabei geht es nicht um ein Design für eine verbesserte Recyclebarkeit, sondern vielmehr darum, die Lebensdauer von Produkten, Komponenten oder Materialien zu verlängern und sie effektiver zu nutzen. Dies kann durch Strategien, wie etwa das Vermeiden, Reparieren, Wiederverwenden, Recyclen oder auch das Rückgewinnen von Produkten und Materialien entlang der Lieferkette, geschehen. Um jedoch langfristig die Strategien der CE im Unternehmen zu implementieren, müssen nicht nur Produkte ganzheitlich überdacht werden, sondern auch die damit verbundenen Geschäftsmodelle. Dabei spielen insbesondere digitale Technologien, wie etwa KI, Robotik, additive Fertigung oder Internet of Things sowie digitale Anwendungen wie beispielsweise Bildauswertung, Online-Plattformen oder der digitale Zwilling eine wichtige Rolle. Sie können bei der Umsetzung der Strategien unterstützen und ein Ermöglicher der Transformation zur CE sein. Der Beitrag untersucht, wie digitale Lösungsansätze die effektive Umsetzung der CE-Prinzipien ermöglichen.
Der Beitrag untersucht das Potenzial humanoider Roboter für die automatisierte Second-Life-Prüfung von Photovoltaik-Modulen. Angesichts der wachsenden Rücklaufmengen gebrauchter oder beschädigter Solarmodule stellt die systematische Bewertung ihrer Wiederverwendbarkeit eine zentrale Herausforderung für eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft dar. Die bislang vorherrschenden manuellen Prüfverfahren sind kostenintensiv, langsam und belasten das Fachpersonal physisch. Der Einsatz humanoider Robotik bietet die Möglichkeit, diese Prozesse zu automatisieren, ohne auf mechanische Standardlösungen beschränkt zu sein. Durch ihre flexible Aktorik, feinfühlige Sensorik und lernfähige Steuerung eignen sich humanoide Systeme besonders für Prüfaufgaben mit hohem kognitivem und motorischem Anspruch. Der Beitrag analysiert technologische Anforderungen, Einsatzpotenziale und systemische Bedingungen für den erfolgreichen Technologietransfer in die industrielle Praxis. Ökologische und wirtschaftliche Effekte werden ebenso diskutiert wie Herausforderungen bei der Integration in bestehende betriebliche Strukturen. Die Ergebnisse zeigen, dass humanoide Robotik einen wertvollen Beitrag zur digitalen Transformation ressourcenschonender Prozesse im PV-Sektor leisten kann.
Open-Source-Hardware (OSHW) überträgt die Prinzipien der offenen Entwicklung, wie sie aus Open-Source-Software (OSSW) bekannt sind, auf physische Produkte. Dies stellt Unternehmen vor besondere Herausforderungen, da frei verfügbare Designs den klassischen Schutzmechanismen des geistigen Eigentums entgegenstehen. Das Kapitel untersucht acht OSHW-Projekte und widmet sich der Fragestellung, wie OSHW-Startups trotz der Offenheit ihrer Designs wirtschaftlich tragfähige Geschäftsmodelle entwickeln können. Die Analyse zeigt, dass erfolgreiche OSHW-Startups hybride Geschäftsmodelle nutzen, die eine Kombination aus Hardware-Verkauf, Serviceleistungen, Schulungen, Beratung und teilweise Dual-Lizenzierung umfassen. Da Open-Source-Designs leicht kopierbar sind, müssen Unternehmen alternative Monetarisierungsstrategien entwickeln, um langfristig wettbewerbsfähig zu bleiben. Es wird deutlich, dass OSHW nicht nur ein Geschäftsmodell, sondern auch ein Differenzierungsmerkmal sein kann. Modularität und Anpassungsfähigkeit erhöhen den Nutzwert von Produkten und ermöglichen eine flexible Kundenansprache. Gleichzeitig erfordert OSHW ein durchdachtes Wertschöpfungsmodell, da Produktion, Logistik und Qualitätssicherung komplexer sind als bei Softwareprojekten. Erfolgreiche Unternehmen setzen auf ein starkes Community-Engagement, kooperative Entwicklungsansätze und ergänzende Dienstleistungen zur Monetarisierung. Insgesamt zeigt sich, dass OSHW durch innovative Geschäftsmodelle wirtschaftlich tragfähig sein kann. Die Erkenntnisse bieten wertvolle Einblicke für Gründer, Investoren und Unternehmen, die Open-Source-Prinzipien strategisch nutzen und langfristige Wettbewerbsvorteile sichern möchten.
Quantentechnologien basieren auf den Prinzipien der Quantenphysik und umfassen unter anderem Quantencomputer, -kommunikation und -sensorik. Trotz des großen Potenzials befinden sich die verschiedenen Quantentechnologien auf unterschiedlichen Reifegraden (Calarco 2022, S. 15 ff.). Allerdings steigt mit dem zunehmenden Reifegrad die Relevanz der Geschäftsmodellentwicklung (Gassmann et al. 2019, S. 20). Dies gilt nicht nur im Bereich der Quantentechnologien, sondern lässt sich auch bei anderen Deep-Tech-Innovationen beobachten, da technologische Reife erst dann ihr volles ökonomisches und gesellschaftliches Potenzial entfalten kann, wenn sie durch tragfähige Geschäftsmodelle ergänzt wird. Vor diesem Hintergrund untersucht dieses Kapitel, wie Geschäftsmodelle im Bereich der Quantentechnologien kategorisiert und differenziert werden können, welche Modelle bereits existieren und welche Rolle diese im Kontext der Nachhaltigkeit spielen. Ziel ist es daher, eine Geschäftsmodellperspektive für Quantentechnologien darzustellen. Zu diesem Zweck wird eine Taxonomie vorgestellt, welche auf Basis einer qualitativen Analyse der 100 weltweit bedeutendsten Quanten-Startups abgeleitet wurde. Darauf basierend wird eine exemplarische Einordnung von Quanten-Startups vorgenommen. Außerdem werden die identifizierten Geschäftsmodelle in den Segmenten Quantencomputer, -kommunikation und -sensoren erläutert. Dabei wird auch aufgezeigt, wie Quanten-Geschäftsmodelle zur Lösung globaler Herausforderungen im Kontext der Nachhaltigkeit beitragen und ökologischen Mehrwert stiften können. Dadurch entsteht ein umfangreiches Bild zum heutigen Stand der Kommerzialisierung von Quantentechnologien durch Quanten-Startups und ihre Wirkung auf Nachhaltigkeitsaspekte.
Digitalisierung und Nachhaltigkeit sind zwei bedeutende Trends, die gegenwärtige ökologische, soziale und wirtschaftliche Strukturen prägen. Unternehmen müssen im Sinne einer gleichzeitigen Twin Transformation beide Entwicklungen miteinander in Einklang bringen. Ein zentraler Treiber dieser Vereinigung liegt in der Entwicklung nachhaltiger digitaler Innovationen. Dieses Kapitel zeigt, dass Unternehmen ein einheitliches Framework benötigen, um nachhaltige digitale Innovationen systematisch zu entwickeln. Obwohl die Thematik bereits in Ansätzen behandelt wurde, fehlt es bislang an klar umsetzbaren Prinzipien. Diese Lücke wird geschlossen, indem ein Framework für nachhaltige digitale Innovation vorgestellt wird. Das Framework basiert auf einer umfassenden Literaturrecherche, einer Delphi-Studie mit 16 Experten im Bereich digitaler Innovation sowie einem Co-Creation-Workshop zur Validierung der Ergebnisse. Die Struktur orientiert sich am Triple-Bottom-Line-Konzept der Nachhaltigkeit sowie an den Phasen des Produktentwicklungsprozesses (Product Strategy, Product Discovery und Product Delivery). Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Entwicklung nachhaltiger digitaler Innovationen eine ganzheitliche Perspektive erfordert, die alle produktrelevanten Stakeholder und Prozesse berücksichtigt. Mit dem vorgestellten Framework leistet das Kapitel einen Beitrag zum besseren Verständnis der Rolle von Nachhaltigkeit in der digitalen Innovation, liefert Expertenperspektiven und Ideen zur digitalen Nachhaltigkeit und bietet einen umfassenden Rahmen für ein nachhaltiges digitales Produktmanagement.
Digitale Transformation muss perspektivisch nicht nur effizient, sondern nachhaltig und menschenzentriert gestaltet werden. Mit den Leitlinien von Industrie 5.0 hat die Europäische Kommission einen Orientierungsrahmen geschaffen, der Digitalisierung als strategische, gesamtgesellschaftliche Aufgabe versteht. Der Beitrag greift diese Herausforderung auf und stellt den Digital Index als praxisnahes, wissenschaftlich fundiertes Instrument vor, das nicht nur den digitalen Reifegrad von Unternehmen im Sinne von Industrie 5.0 systematisch bewertet, sondern umsetzbare Handlungsempfehlungen ableitet. Neben technologischen Aspekten werden dabei explizit auch soziale und ökologische Kriterien berücksichtigt. Anhand von zwei Fallbeispielen wird gezeigt, wie der Digital Index in Unternehmen mit divergentem Digitalisierungsgrad hilft, Potenziale zu identifizieren und Transformationsprozesse zu begleiten. Zudem wird aufgezeigt, wie der Digital Index auf gesamtwirtschaftlicher und gesellschaftlicher Ebene wirkt, wie bspw. durch die Förderung nachhaltiger Wertschöpfung, die Stärkung der Partizipation von Mitarbeitenden oder die Reduktion ökologischer Belastungen. Der Beitrag stellt in den Fokus, wie die abstrakten Ziele der Industrie 5.0 in die betriebliche Praxis übersetzt werden können und bietet ein anschlussfähiges Werkzeug zur Entwicklung zukunftsfähiger, nachhaltiger Geschäftsmodelle im Kontext digitaler Innovation und Transformation.
In der Vergangenheit wurden digitale Innovationen (wie Internet, Smartphone, Additive Fertigung, Immersive Technologien) entwickelt, um beispielsweise Arbeit effizienter oder auch Produktionsabläufe leistungsfähiger zu gestalten. Auch die künstliche Intelligenz (KI) hat viele Erleichterungen gebracht und eröffnet neue Möglichkeiten für nachhaltiges Wirtschaften. Mitarbeitende brauchen bspw. weniger Zeit mit administrativen Tätigkeiten zu verbringen, wenn KI-basierte Assistenzsysteme Routineaufgaben in Unternehmen übernehmen. Im industriellen Kontext kann ein KI-unterstütztes Energiemanagement den Verbrauch in Echtzeit analysieren und damit unnötige Lastspitzen vermeiden. KI hat zudem das Potenzial, die globalen Bemühungen zum Schutz der Umwelt und des Klimas sowie zur Erhaltung der Ressourcen zu beschleunigen. Allerdings verbraucht das Trainieren von KI-Modellen hohe Mengen an Energie und Wasser, weil dazu der Einsatz leistungsstarker Rechenzentren erforderlich ist. Diese verbrauchen enorme Mengen an elektrischer Energie für die Rechenleistung. Gleichzeitig erzeugt dieser Prozess viel Abwärme. Um die Server zu kühlen, wird häufig Wasser zur Kühlung eingesetzt. Auch ethische Aspekte wie Transparenz der Entscheidungsfindung sind beim Einsatz von KI kaum berücksichtigt. In diesem Beitrag zeigen die Autoren, wie durch den Einsatz von KI nachhaltige Geschäftsmodelle und damit ein Mehrwert im Unternehmen geschaffen werden können. Dabei wird darauf geachtet, dass die KI selbst nachhaltig gestaltet ist. Dazu wurde im Forschungsprojekt ESCADE ein Kennzahlenmodell entwickelt, mit dem die Nachhaltigkeit von KI gemessen und bewertet werden kann.
Unternehmen sehen sich bei der Benutzung und Verwaltung ihrer IT-Systeme mit immer vielfältigen Herausforderungen konfrontiert, da aufkommende Technologien sowohl zusätzliche Komplexität als auch neue Möglichkeiten für ihre Geschäftsprozesse mit sich bringen. Angesichts dieser zunehmenden Komplexität ist es wichtig, über qualitativ hochwertige Daten zu verfügen, die Informationen für wichtige unternehmensweite Entscheidungen aber auch für weitere nachgelagerte Systemen wie etwa MES (Manufacturing Execution System) oder ERP (Enterprise Resource Planning) liefern. Zahlreiche Studien deuten jedoch darauf hin, dass viele Unternehmen ihren Daten nicht genügend Aufmerksamkeit schenken und dass eine der Hauptursachen dafür darin liegt, dass sie es vernachlässigen, ihre Qualität und ihren Wert zu messen oder die Kosten abzuschätzen, die ihnen durch schlechte Daten entstehen. Schaut man in diesem Zusammenhang auf die produzierenden Unternehmen, so erkennt man schnell auch weitere Defizite im Umgang mit den Daten, welche vor allem einen breitgefächerten Einsatz innovativer Technologien wie etwa Künstliche Intelligenz (KI) verhindern und einen Übergang zur Industrie 4.0 stark verzögern. Das in diesem Kapitel vorgestellte Vorgehensmodell unterstützt Unternehmen dabei, Datenqualitätsprobleme frühzeitig zu erkennen und Maßnahmen zur Verbesserung und anschließenden Aufrechterhaltung der Datenqualität zu ergreifen.
Die Zukunft der Gesellschaft ist ohne Künstliche Intelligenz (KI) nicht mehr vorstellbar. Daraus ergibt sich das Ziel, die KI als Technologie zu beherrschen und in Implementierungen als Partner zu nutzen. Das verlangt Verständnis ihrer Prinzipien. Zu einer kontinuierlichen Herausforderung wird dabei, dass sie, ihre Stärken, Schwächen und Gefahren einem zeitlichen Wandel unterliegen. Zahlreiche Prozesse der Gesellschaft, von der Wirtschaft über die Verwaltung, das Gesundheitswesen, die Ausbildung bis hin zum privaten Leben werden komplizierter und enthalten selbst zunehmend KI. Diese Komplexität zu meistern, verlangt effektive und nachhaltige Bildungsprozesse mit der und für die KI. Sogenannte Time Travel Prevention Games stellen ein originäres Konzept für attraktive Bildung dar. Implementiert werden sie als virtuelle Trainingswelten u.a. für die Unfallprävention. Wer trainiert, erlebt seine eigene hochgradig personalisierte Erfolgsgeschichte. KI im Training unterstützt den Menschen und sorgt dafür, dass das Training erinnernswert und als Abenteuer mit Herausforderungen und Erkenntnisgewinn erzählenswert wird. Wer trainiert, erlebt Effekte nachhaltig und sieht die positive Unterstützung der KI. Dazu verfügt der vorliegende KI-Ansatz über innovative Features wie die Fähigkeit zur – virtuellen – Veränderung der Vergangenheit. Er unterstützt die Lernenden, Fehler zu korrigieren und sozusagen ihr Schicksal selbst bzw. gemeinsam mit der KI zu beeinflussen. Diese Veränderungen werden mit besonderen Effekten erlebt und stärken die Nachhaltigkeit des Lernens.
KI-Technologien verändern die Art, wie Menschen Informationen verarbeiten, Entscheidungen treffen und gesellschaftlich interagieren – in Bildung, Alltag und Arbeitswelt. Die zunehmende Informationsflut sowie kognitive Verzerrungen stellen erhebliche Herausforderungen für die Informationsverarbeitung dar und können die Qualität individueller und kollektiver Entscheidungsprozesse beeinträchtigen. Während KI das Potenzial besitzt, Lernprozesse zu personalisieren und kognitive Verzerrungen zu kompensieren, birgt sie zugleich Risiken wie algorithmische Verzerrungen und die Verstärkung von Filterblasen. Der Aufbau von KI-Kompetenzen birgt daher erhebliches Potenzial: Er kann zur Stärkung individueller Urteilsfähigkeit, organisationaler Innovationskraft und gesellschaftlicher Teilhabe beitragen. Dabei wird KI nicht isoliert betrachtet, sondern eingebettet in den umfassenderen Kontext von Digitalität als kulturellem und gesellschaftlichem Transformationsprozess. Ausgehend davon lautet die zentrale Forschungsfrage: Welches Bildungsverständnis benötigen wir, um einen verantwortungsvollen Umgang mit KI-Technologien zu ermöglichen – und wie kann ein solcher Bildungsansatz konkret umgesetzt werden, insbesondere in Unternehmen als zentrale Lern- und Lebensorte? Die Argumentation verbindet psychologische Erkenntnisse zur Informationsverarbeitung, empirische Studien zum Stand digitaler Kompetenzen und medienpädagogische Perspektiven auf Digitalität. Daraus wird ein Bildungsverständnis entwickelt, das nicht auf kurzfristige Wissensvermittlung zielt, sondern auf langfristige Reflexionsfähigkeit, Selbststeuerung und gesellschaftliche Verantwortung. Abschließend werden Gelingensbedingungen und konkrete Handlungsperspektiven formuliert – sowohl für betriebliche Bildungsstrategien als auch für eine gesamtgesellschaftliche KI- und Medienbildung im Kontext nachhaltiger Transformation.
Die Erderwärmung ist maßgeblich auf Treibhausgasemissionen zurückzuführen; das ist aus wissenschaftlicher Sicht unbestritten (Masson-Delmotte et al. 2021; Friedlingstein et al., 2023)[37][25]. Unter anderem aus diesem Grund ratifizierte Deutschland schon 2016 das internationale Pariser Übereinkommen zum Klimaschutz. Auch wenn sich so gut wie alle Stakeholder über die zu erreichenden Ziele einig waren, insbesondere dem 1,5-Grad-Ziel (Art. 2 Abs. 1 lit. a Übereinkommen von Paris), wurde der Weg zur Zielerreichung innerhalb Europas zunächst als zu langsam und im Lichte unterschiedlicher nationaler Umsetzungsstrategien auch als ungleich wahrgenommen. Dem wollte die europäische Kommission mit einem gesamtstaatlichen, koordinierten Ansatz entgegenwirken, indem sie verbindliche europäische Regelungen schuf (Europäische Kommission 2025)[24]. Sie hat mehrere EU-Rechtsakte erlassen, die sowohl die Offenlegung von klimabezogenen Informationen als auch die Umsetzung konkreter Maßnahmen zur Reduktion von Treibhausgasemissionen vorschreiben. Da die Kommission den Unternehmen bei der Umsetzung ihrer übergeordneten Ziele von Anfang an eine Schlüsselposition zuerkannte, wurden sie zu zentralen Adressaten dieser Regularien, indem sie unter anderem zur nachhaltigen Unternehmensführung und Berichterstattung verpflichtet wurden. Die Regularien wurden fortlaufend überarbeitet, zuletzt fanden Anpassungen zu den Berichtspflichten im Unternehmen zur Steigerung von Energieeffizienz und dem Klimaschutz statt (vgl. CSRD). Die Unternehmen haben nach dem Willen der Kommission den effizienten Umgang mit den energetischen Ressourcen sicherzustellen und zu dokumentieren, was unternehmensseitig durch Energiemanagementsysteme (EnMS) – neuerdings auch KI-gestützt – begleitet werden kann. Letztere gewähren den Unternehmen nicht nur einen Überblick über ihren Verbrauch und u.U. die Erzeugung von Energie, sondern eröffnen ihnen auch einen Blick auf die Potenziale, etwa zur Steigerung der Energieeffizienz und der Einsparung von Energiekosten. Mögen diese KI-Systeme auch einen großen Nutzen besitzen, ist zugleich ein hohes Maß an Transparenz gefordert – ein Umstand, der nicht allen Unternehmen bekannt ist und deshalb hier vertieft werden soll. Im Folgenden sollen nach einer kurzen Einführung (▶ Abschn. 1.1) die rechtlichen Grundlagen zur Nachhaltigkeitsberichterstattung sowie zur Steigerung von Energieeffizienz aufgezeigt (▶ Abschn. 1.2) sowie KI-gestützte EnMS als Hilfsmittel bei der Erfüllung der rechtlichen Anforderungen vorgestellt werden (▶ Abschn. 1.3). Abschließend werden die besonderen Erfordernisse in Bezug auf die Transparenz bei der Einführung und Nutzung solcher Systeme im Unternehmen fokussiert (▶ Abschn. 1.4), bevor ein Fazit die Darstellung abschließt (▶ Abschn. 1.5).
Die Gestaltung nachhaltiger KI-Systeme im Einklang mit regulatorischen Anforderungen erfordert eine ganzheitliche Betrachtung. Bereits im Design und in allen Phasen des Lebenszyklus sollten Umwelt- und Sozialaspekte integriert werden, um den Prinzipien der Vertrauenswürdigkeit für KI zu entsprechen. Die europäischen Regulierungen, insbesondere die KI-Verordnung (KI-VO), setzen klare Vorgaben für Transparenz, Sicherheit und Verantwortlichkeit. Ergänzt durch internationale Standards und Normen wird der Weg für mehr Nachhaltigkeit bei Entwicklung und Nutzung von KI orchestriert. Geschäftsmodelle werden somit durch den Einsatz von vertrauenswürdiger KI in Richtung Nachhaltigkeit und Integration ethischer und sozialer Aspekte neujustiert.
Kleinen und mittelständischen Bauunternehmen (KMUs) haftet oft der Ruf an, sie würden wenig innovativ oder gar altmodisch arbeiten. Dies betrifft nicht nur die eigentlichen Ausführungsprozesse auf Baustellen, sondern auch die Abwicklungen vor, während und nach der Errichtung von Bauwerken. Auch wenn dies Mitte der 2020er Jahre in vielen Fällen noch zutreffen mag, so bieten sich infolge der Digitalisierung im Bauwesen viele neue Möglichkeiten, um die vermeintlich eingestaubten Prozesse zu modernisieren. Neben dem innovativen Einsatz von Software, digitalen Werkzeugen und agilen Maschinen, sind es vor allem lückenlose Datennutzungen, die zukünftig neue Optionen bereitstellen – auch für kleine und mittelständische Bauunternehmen. Die verstärkte Nutzung projektbezogener Daten wirkt sich dabei nicht nur rein wirtschaftlich aus, auch können durch zunehmende, miteinander verknüpfte Informatisierungsprozesse nachhaltige Mehrwerte geschaffen werden. Diese dienen wiederum nicht nur den Unternehmen selbst, sondern auch der gesamten Branche und somit letztendlich auch der Umwelt. Die hier angedeuteten Potenziale spiegeln sich insbesondere durch die Nutzung umfangreicher strukturierter Datenbanken wider. Da Projekte im Bauwesen stets unikal sind und somit auf variablen bzw. sich immer wieder ändernden Rahmenbedingungen und Vorgaben beruhen, sind die damit einhergehenden Informationen in den Fokus innovativer Konzepte und Ansätze zu rücken. Für kleine und mittelständische Bauunternehmen, die meist ein sehr breites Spektrum an Aufgaben abdecken, bieten sich im Zuge digitaler Prozesse neben wirtschaftlichen Vorteilen von Verwaltungsvorgängen auch Potenziale auf Baustellen. So können während Ausführungsarbeiten Baumaschinen und Roboter eingesetzt werden, um Abläufe effektiver und nachhaltiger zu gestalten. Durch den Einsatz intelligenter Algorithmen sind zudem viele Prozesse miteinander verknüpfbar, so dass Informatisierungsprozesse – die v. a. bei KMUs sehr kleingliedrig sein können – auf ein zeitgemäßes Niveau gehoben werden können.
Nachhaltige Ansätze wie Reparaturen sind im Handwerk bewährte Tradition. Aber auch neue Ideen, Innovationen und Technologien werden umgesetzt. Dieser Beitrag gibt den Status Quo von Aspekten der Nachhaltigkeit im deutschen Handwerk wieder, anhand verschiedener Schlagwörter und Betrachtungen der Literatur sowie einer Gegenüberstellung existierender Beispiele. Ziel hierbei ist es, digitale Technologien zu identifizieren, die im Kontext der Nachhaltigkeit im Handwerk zum Einsatz kommen. Im letzten Teil des Beitrages wird anhand der Technologie des digitalen Produktpasses ein Ansatz am Beispiel von Brauereien modelliert und entsprechende Erkenntnisse und Handlungsempfehlungen aufgeschlüsselt.
Der Lebensmittelhandel befindet sich aktuell in einem drastischen Wandel: So muss er auf ein geändertes Einkaufsverhalten sowohl hinsichtlich eines gesundheitsbewussteren und nachhaltigkeitsorientierterem (Kauf-)Verhaltens der Konsumenten als auch hinsichtlich einer Präferenz zu mehr Digitalisierung, d. h. Online-Einkäufe oder Nutzung von smarten Einkaufswagen im stationären Handel, reagieren. Mit Hilfe von zwei Discrete Choice Experimenten wird im vorliegenden Beitrag untersucht, welche individuellen Konsumentenpräferenzen für Fleischersatzprodukte im stationären und digitalen Lebensmittelhandel existieren. Während beispielsweise Preise und die Verpackungsart in beiden Absatzkanälen vergleichbaren Nutzen stiften, präferieren Teilnehmende des stationären Szenarios das Fleischprodukt, während im digitalen Szenario das Fleischersatzprodukt präferiert wurde. Unter Berücksichtigung der Nachhaltigkeit ergeben sich somit unterschiedliche Ansätze, um digitale Geschäftsmodelle zu entwickeln und zu gestalten.
Die sogenannte ‚Twin Transformation‘, also die strategische Verknüpfung von Digitalisierung und Nachhaltigkeit, gilt als zentrale Herausforderung und zugleich als bedeutende Chance für zukünftige Wertschöpfung. Dieses Kapitel bietet eine strukturierte Literatur- und Inhaltsübersicht zu den Potenzialen, Geschäftsmodellen, Handlungsempfehlungen und Grenzen der Twin Transformation. Es zeigt, wie digitale Technologien als Enabler nachhaltiger Innovationen fungieren und beleuchtet die Voraussetzungen, unter denen Unternehmen, Politik und Bildungseinrichtungen diese Potenziale ausschöpfen können. Neben Praxisbeispielen und strategischen Implikationen werden auch Herausforderungen wie Rebound-Effekte, Zielkonflikte und der bestehende Forschungsbedarf diskutiert. Die Analyse basiert auf aktuellen wissenschaftlichen Arbeiten, White Papern und Strategiestudien. Ziel ist es, ein theoretisch fundiertes und zugleich praxisorientiertes Verständnis der Twin Transformation als Wegbereiter zukunftsfähiger Geschäftsmodelle zu vermitteln.