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Lukas Stratmann

• In der Kreislaufwirtschaft spielt der Werterhalt sowohl endlicher als auch erneuerbarer Ressourcen eine zentrale Rolle, indem diese über möglichst lange Zeiträume im Wirtschaftskreislauf gehalten werden. Vor dem Hintergrund des fortschreitenden Klimawandels und des Ziels der Europäischen Union, bis 2050 klimaneutral zu werden, steht insbesondere die produzierende Industrie vor der Verpflichtung, ihre Investitionsgüter nachhaltiger und ressourcenschonender einzusetzen. Eine zentrale Herausforderung, der Unternehmen dabei begegnen, ist das begrenzte Angebot an Informationen über gebrauchte und aufbereitete Investitionsgüter, obwohl diese im Vergleich zu Neuprodukten oft günstiger und umweltfreundlicher sind. Ein Lösungsansatz ist der digitale Produktpass, der durch eine verbesserte Digitalisierung von Produktdaten die lückenlose und effiziente Informationsverfügbarkeit über den gesamten Lebenszyklus eines Produkts gewährleisten soll. Dies ist besonders relevant, da bestehende Informationsdefizite zwischen Herstellern und Nutzern die Implementierung von Kreislaufstrategien erheblich erschweren. Obwohl digitale Produktpässe in der wissenschaftlichen Diskussion zunehmend Beachtung finden, fehlt es bislang an klaren, domänenspezifischen Definitionen ihres Inhalts. In der vorliegenden Dissertationsschrift wird ein Modell entwickelt, welches die erforderlichen Informationsbestandteile entlang des Lebenszyklus von Investitionsgütern im Maschinen- und Anlagenbau definiert. Dadurch wird eine Grundlage für die Gestaltung digitaler Produktpässe geschaffen. Im ersten Schritt werden Kreislaufstrategien identifiziert, die für Investitionsgüter im Rahmen digitaler Produktpässe anwendbar sind. Diese Strategien, zusammengefasst unter der Kategorie unternehmensübergreifender Werterhalt, umfassen Reuse, Remanufacturing und Repurposing. Darauf aufbauend wird ein ökosystembasierter Ansatz verwendet, um das Unternehmensnetzwerk zu beschreiben, das am nachhaltigen Lebenszyklus einer Maschine beteiligt ist. Im Rahmen einer Klassifikation wird festgelegt, welche Daten für einen digitalen Produktpass erforderlich sind, um insbesondere die Nachhaltigkeitsziele zu unterstützen. Zu den wesentlichen Datenkategorien gehören Produkt-, Nutzungs-, Netzwerk- und Nachhaltigkeitsdaten. Die Ergebnisse dieser Vorarbeiten führen schließlich zu einem Erklärungsmodell, das die Informationsentitäten und das zugrunde liegende Ökosystem integriert und die Verantwortlichkeiten für die Bereitstellung der erforderlichen Daten definiert. Die Validierung des Modells erfolgte anhand von Fallstudien mit den Unternehmen Schaeffler, BMW, Reifenhäuser und PTC, welche die praktische Anwendbarkeit des Modells bestätigten.
• In the circular economy, maintaining the value of finite and renewable resources for as long as possible is of utmost importance, ensuring their continuous circulation within the economy. Given the ongoing challenges of climate change and the European Union’s goal of achieving climate neutrality by 2050, the manufacturing industry is particularly obligated to use its capital goods more sustainably and efficiently. A key challenge faced by companies during investment decisions is the limited availability of information on used and refurbished capital goods, despite their often lower costs and more resource-efficient nature compared to new acquisitions. One approach to addressing this issue is the digital product passport. It aims to ensure seamless and efficient access to product information across the entire product lifecycle through improved digitalization. This is especially critical as current information gaps between manufacturers and users significantly hinder the implementation of circular strategies. Although digital product passports are increasingly discussed in academic research, there is a lack of clear, domain-specific definitions regarding their content. In this dissertation, a model is developed defining the required informational components throughout the lifecycle of capital goods. This provides a foundational framework for the creation of digital product passports. The first step involves identifying circular strategies applicable to capital goods in the context of digital product passports. These strategies, classified under the category of cross-company value preservation, include reuse, remanufacturing, and repurposing. A business ecosystem approach is used to describe the network involved in the lifecycle of a machine. A classification framework is proposed to outline the data requirements for a digital product passport, especially in relation to achieving sustainability goals. Key data categories include product data, usage data, network data, and sustainability data. These efforts result in the central model of this dissertation, which integrates the information entities with the ecosystem roles and defines responsibilities for providing the required data. The model’s validation was conducted through case studies with the companies Schaeffler, BMW, Reifenhäuser, and PTC, which confirmed its practical applicability.