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In an era increasingly defined by the relentless advance of climate change, the imperative for sustainable transformation has emerged as a central concern for global organizations. For this transformation the intertwined concepts of decarbonization and digitalisation can offer a blueprint for a sustainable future. Decarbonization, aimed at reducing carbon-based emissions, is critical in lessening the ecological footprint of businesses. Yet, achieving decarbonization is not a solitary journey but one that necessitates the integration of digitalisation as a pivotal facilitator, enhancing the efficiency and efficacy of this transition. However, the challenge for organizations lies in devising and executing appropriate strategies for this transformation. Within the framework of the Roadmap.SW research project, a methodology is being developed to aid utilities in accelerating their decarbonization and digitalisation efforts. This involves initially assessing the organization’s current capabilities in digitalisation and decarbonization to then establish a desired future state and to finally outline steps for implementation. This research work extends the acatech Industry 4.0 Maturity Index to encompass additional design domains, incorporating capabilities and maturity levels specific to decarbonization. At the same time, the focus of the target group is changing. While the original model focussed on Industry 4.0, i.e. the transformation of manufacturing companies, the extension focuses on municipal utilities. This approach not only charts a course for sustainable organizational transformation but also underscores the critical interplay between reducing carbon emissions and embracing digital advancements.

In recent times, both geopolitical challenges and the need to counteract climate change have led to an increase in generated renewable energy as well as an increased demand for clean electrical energy. The resulting variability of electricity production and demand as well as an overall demand increase, put additional stress on the existing grid infrastructure. This leads to strongly increased maintenance demands for distribution system operators (DSOs). Today, condition monitoring is used to address these challenges. Researchers have already explored solutions for monitoring critical assets like switchgear and circuit breakers. However, with a shrinking knowledgeable technical workforce and increasing maintenance requirements, mere monitoring is insufficient. Already today, DSOs ask for actionable recommendations, optimization strategies, and prioritization methods to manage the growing task backlog effectively. In this paper we propose a vision of a grid-level cognitive assistance system that translates the outcome of diagnosis and prognosis systems into actionable work tasks for the grid operator. The solution is highly interdisciplinary and based on empirical studies of real-world requirements. We also describe the related work relevant to the multi-disciplinary aspects and summarize the research gaps that need to be closed over the next years.

Intelligente Produkte werden für produzierende Unternehmen immer mehr zum Bestandteil einer umfassenden Digitalisierungsstrategie. Der Grund liegt darin, dass die Anreicherung eines Produkts mit digitalen Technologien konkrete Mehrwerte für Produzent:in und Kund:in erzeugt, aus denen sich langfristig Wettbewerbsvorteile ergeben. Während große Konzerne diese Strategie bereits für sich realisieren, bedeutet die notwendige Interdisziplinarität aus fachlicher und digitaler Expertise jedoch eine Hürde für KMU, die ihre Digitalisierung mit geringeren Ressourcen verfolgen. Im EU-Forschungsprojekt ‚BlueSAM‘ hat das FIR mit dem belgischen Partner Sirris eine Methode erarbeitet, die Entwicklung Intelligenter Produkte nutzenorientiert auszurichten und sie architekturell vorzuarbeiten, um KMU einen vereinfachten Einstieg zu bereiten und initiale Aufwände zu reduzieren. Die nun über ein öffentlich verfügbares Webtool nutzbare BlueSAM-Methode hat das FIR dazu genutzt, ein eigenes Intelligentes Produkt als Demonstrator zu entwickeln: eine Espressomaschine, die gelernt hat, Personen bei der Espressozubereitung mit der Maschine zu unterstützen. Aus den Daten erkennt man etwa, wann der Espresso im Brauprozess die ideale Menge erreicht hat oder zu welchen Tageszeiten welche Sorten am beliebtesten sind.

The agricultural industry is facing unprecedented challenges in meeting the growing demand for food while minimizing its impact on the environment. To address these challenges, the industry is embracing technological advancements such as 5G networks to improve efficiency and productivity. However, the benefits of 5G technology must be weighed against the costs of implementing a suitable network. This paper presents cost-benefit dimensions that are needed to assess the economic feasibility of implementing 5G networks for several agricultural applications. The paper describes the costs of deploying and maintaining a 5G network and the benefits of several 5G-specific use cases, including precision agriculture, livestock monitoring, and swarm robotics. Using industry reports and case studies, the model quantifies the benefits of 5G networks, such as enabling new digital agricultural processes, increased productivity, and improved sustainability. It also considers the costs associated with equipment and infrastructure, as well as the challenges of deploying a network in rural areas. The results demonstrate that 5G networks can provide significant benefits to agricultural businesses and provide an overview about the cost factors. Both benefit and cost dimensions are analyzed for the 5G-specific agricultural use cases.

Das Ziel des Forschungsprojekts ‚MarryIT‘ war es, KMU bei der Umsetzung von Industrie-4.0-Anwendungsfällen (sog. Nutzenpotenzialen) zu unterstützen. Sie sollen eine Entscheidungsgrundlage erhalten, die es ihnen ermöglicht, ressourcenschonend die auf Basis ihrer Ausgangssituation am besten geeigneten Nutzenpotenziale auszuwählen. Dies soll durch die gezielte und strukturierte Aufnahme der Ist-Landschaft im Unternehmen geschehen. Diese soll mit den gewählten Nutzenpotenzialen abgeglichen werden. Auf dieser Basis soll den Unternehmen eine Grundlage für eine erfolgreiche Investitionsentscheidung geboten werden, die die Unternehmen benötigen. So erhalten KMU die Möglichkeit, ihre begrenzten finanziellen Mittel unterstützt durch ein methodisches Vorgehen mit Bedacht einzusetzen und das Risiko einer Fehlinvestition zu umgehen. Diese Zielsetzung wurde konkret durch die Entwicklung einer mobilen Anwendung umgesetzt, die es den Unternehmen ermöglicht, die in ‚MarryIT‘ entwickelte Methode anzuwenden. Dafür werden zunächst Nutzenpotenziale selektiert. Als nächstes wird mithilfe des entwickelten Steckbriefs die Ist-Systemlandschaft, bestehend aus IT-Systemen, Schnittstellen und OTSystemen, aufgenommen. Diese wird dann mit den ausgewählten Nutzenpotenzialen automatisiert abgeglichen. Daraus wird ersichtlich, welche Nutzenpotenziale direkt umsetzbar sind und welche Nutzenpotenziale welchen Übereinstimmungrad mit den anderen selektierten Nutzenpotenzialen aufweisen. Daraufhin wird die Schwierigkeit der Umsetzung für jedes Nutzenpotenzial für die Integration sowie konkrete Handlungsmaßnahmen zur Integration, auf Einzelsystemebene abgeleitet.