Data Structures for Resilience in Life Cycle Sustainability

The perspective of tomorrow's life cycle sustainability combines the megatrends of sustainability, digitalisation and resilience under the boundary conditions of responsible use of resources. The cross-life cycle consideration of defined sustainability criteria for a product and its components with the aim of maintaining or increasing value focuses these three megatrends on the necessary data management. The data determine the technological scope and enable an objective evaluation. The effective use of already existing building blocks such as smart sensors, digital twins, cyber physical systems, intelligent algorithms for pattern recognition and decision making and others need to be complemented by the necessary advanced communication in terms of speed, latency and jitter. The temporal horizon of life cycle sustainability and the a priori unknown use of data lead to further challenges: Beyond production and user cycles, data must be reliably findable, accessible, interoperable and reusable for a long period of time and for many stakeholders, even if there are several decades, numerous data owners and multiple system breaks between data collection and data use. The FAIR and FACT principles offer a suitable framework, provided they are tailored to the domain of production technology, to enable economically successful circular value creation. The article presents an approach for this and illustrates it with various examples from the areas of 5G, sensor data management, automation and quality management.

Die Perspektive der Life Cycle Sustainability von morgen vereinigt die Megatrends Nachhaltigkeit, Digitalisierung und Resilienz unter den Rahmenbedingungen eines verantwortungsvollen Umgangs mit Ressourcen. Die Betrachtung definierter Nachhaltigkeitskriterien für ein Produkt und seine Komponenten über mehrere Lebenszyklen mit dem Ziel des Werterhalts oder der Wertsteigerung, fokussiert diese drei Megatrends auf das notwendige Datenmanagement. Die Daten bestimmen den technologischen Gestaltungsspielraum und ermöglichen eine objektive Bewertung. Die effektive Nutzung bereits existierender Bausteine wie Smart Sensors, Digital Twins, Cyber Physical Systems, intelligente Algorithmen zur Mustererkennung und Entscheidungsfindung und andere sind durch die notwendige fortschrittliche Kommunikation in Bezug auf Geschwindigkeit, Latenz und Jitter zu ergänzen. Der Zeithorizont der Life Cycle Sustainability sowie die a priori gegebenenfalls unbekannte Nutzung der Daten führen zu weiteren Herausforderungen: Diese müssen über Produktions- und Nutzerzyklen hinaus für einen langen Zeitraum und für viele Stakeholder zuverlässig auffindbar, zugänglich, interoperabel und wiederverwendbar sein, selbst wenn zwischen der Datenerhebung und der Datennutzung mehrere Jahrzehnte, vielzählige Dateneigner sowie mehrfache Systembrüche liegen. Die FAIR- und FACT- Prinzipien bieten einen geeigneten Rahmen, sofern Sie auf die Domäne der Produktionstechnik zugeschnitten werden, um wirtschaftlich erfolgreiche zirkuläre Wertschöpfung zu ermöglichen. Hierfür wird im Beitrag ein Ansatz vorgestellt und anhand verschiedener Beispiele aus den Bereichen 5G, Sensordatenmanagement, Automatisierung, und Qualitätsmanagement illustriert.