Global collaboration, local production
Fab City als Modell für Kreislaufwirtschaft und nachhaltige Entwicklung
- Open Access
- 2024
- Open Access
- Buch
- Herausgegeben von
- Manuel Moritz
- Tobias Redlich
- Sonja Buxbaum-Conradi
- Jens P. Wulfsberg
- Verlag
- Springer Fachmedien Wiesbaden
Über dieses Buch
Dieses Open-Access-Buch gibt aktuelle interdisziplinäre Forschungseinblicke rund um das Fab City-Konzept. Ein Ansatz, der beschreibt, wie Produktions- und Konsumptionsweisen gestaltet werden können, sodass einerseits globale Kollaboration in und durch Communities von der Ideengenerierung bis zur Produktentwicklung physischer Güter mittels quelloffener Technologien (Open Source Software und Hardware) ermöglicht wird und andererseits die Produktion dieser Güter lokal und somit möglichst nahe am Ort des Bedarfs sowie dezentral im Sinne einer verteilten Produktion erfolgen kann, beispielsweise in Fab(rication) Labs. Ziel ist die Schaffung einer möglichst nachhaltigen Produktion bzw. Wertschöpfung. Ökologisch nachhaltig, indem lange Transportwege vermieden und auf Grundlage von Kreislaufprinzipien lokale Stoffkreisläufe geschlossen werden. Ökonomisch nachhaltig, indem durch quelloffene Technologien Wettbewerbsbeschränkungen und durch föderierte Ansätze Abhängigkeiten vermieden werden. Sozial nachhaltig durch ein partizipatives Wertschöpfungssystem, in dem der Zugang zu Wissen und Knowhow sowie zu Produktionsmitteln unbeschränkt ist. Über den gesamten Produktentstehungsprozess und -lebenszyklus enthält das vorliegende, bilinguale Werk in deutscher und englischer Sprache Beiträge aus den Bereichen Citizen & Collaborative Innovation and Design, Circular Design & Economy, Open-Source-Software-Tools für die Entwicklung von Open Source Hardware, Digital Product Passport, föderierte (Open-Source-) Systeme, die Verbreitung von Open Source Hardware sowie technical literacy und economic governance.
Prof. Neil Gershenfeld, Director of MIT’s Center for Bits and Atoms, and Chairman of the board of The Fab Foundation:“For many years the growth of cities has been an inexorable trend, with cities acting as regional magnets and engines;the resources enabling a Fab City can also help expand opportunity beyond cities. There is now an opportunity and need for labs that can develop, deploy, and measure the frontiers of Fab City technologies. This book provides a much-needed snapshot of the current state of that challenge.”
Tomas Diez, Executive Director of the Fab City Foundation: “This book is an invitation for large-scale collaboration to build distributed system that can support the development of alternative modes of production, in line with the social and ecological needs of our time.”
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Inhaltsverzeichnis
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1. Einführung: Wie Fab Cities zu einer nachhaltigen Entwicklung beitragen
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel untersucht die Rolle von Fab Cities bei der Förderung einer nachhaltigen Entwicklung. Es wird beleuchtet, wie lokale Produktion und globale Kollaboration durch offene Technologien und Wertschöpfungssysteme eine resiliente und ökologische Gesellschaft unterstützen können. Dabei wird eine multiskalare Herangehensweise vorgestellt, die sowohl theoretische Konzepte als auch praktische Anwendungen umfasst. Besondere Aufmerksamkeit wird der Governance und den ökonomischen Mechanismen geschenkt, die für die Umsetzung von Fab Cities notwendig sind. Zudem wird die Rolle von Open Source Hardware und Software, sowie die Bedeutung von Makerspaces und Fab Labs als Orte für Innovation und Bildung hervorgehoben. Das Kapitel bietet eine umfassende Analyse der Herausforderungen und Chancen, die mit der Umsetzung von Fab Cities verbunden sind, und zeigt auf, wie diese Städte zur Erreichung der Sustainable Development Goals der UN beitragen können.KI-Generiert
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ZusammenfassungUnsere weltweit verteilten hocheffizienten Produktionsnetzwerke und Lieferketten werden durch multiple Krisen in Frage gestellt. Neben rein ökonomischen Aspekten wird zunehmend auch die ökologische und soziale Nachhaltigkeit unserer Produktionsweise in die Zielfunktion einbezogen. Das Fab City-Konzept, wonach Wissen, Designs und Dokumentationen zu physischen Produkten weltweit in der digitalen Sphäre in kollaborativer Weise entstehen und zirkulieren, Materialien, Komponenten und Rohstoffe hingegen auf lokaler Ebene in möglichst geschlossenen Stoffkreisläufen verbleiben, bietet in diesem Zusammenhang große Potenziale zur Förderung der Transformation hin zu einer nachhaltigen Entwicklung und Produktionsweise. Die lokale und zugleich globale Perspektive sowie die unterschiedlichen Ebenen (digital/physisch) eines entsprechenden offenen und partizipativen Wertschöpfungssystems erfordern eine interdisziplinäre Herangehensweise bei der Analyse und Gestaltung desselben. Das vorliegende Werk gibt einen Überblick über aktuelle Forschungsergebnisse und offene Fragen. -
Frameworks and Theoretical Concepts
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Frontmatter
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2. The Fab City Full Stack
A Multiscalar Framework for an Orchestrated Collaboration Within Distributed Networks of Production- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDer Fab City Full Stack ist ein ganzheitliches Rahmenwerk, das darauf ausgelegt ist, Städte in autarke und lokal produktive Ökosysteme zu verwandeln. Es baut auf dem Konzept "Produkte im Müll" bis "Daten im Müll" auf und stellt sich eine Welt vor, in der Objekte produziert, recycelt und Daten global geteilt werden. Das Rahmenwerk bietet Städten einen Fahrplan, um diesen Grad an Autarkie durch eine Kombination aus digitaler und physischer Infrastruktur, kommunaler Stärkung und lokaler Produktion von Waren, Lebensmitteln und Energie zu erreichen. Der Fab City Full Stack umfasst sieben Ebenen, die von der Entwicklung lokaler Produktionsinfrastruktur bis hin zum weltweiten Wissensaustausch reichen und einen multiskalaren Ansatz zur Bewältigung komplexer urbaner Herausforderungen betonen. Es lässt sich von theoretischen Modellen und Initiativen aus der realen Welt wie dem Netzwerk Fab Lab inspirieren, um eine praktische und nachhaltige Vision für die Zukunft von Städten zu entwickeln. Das Kapitel untersucht die theoretischen Wurzeln und praktischen Anwendungsmöglichkeiten des Full Stack, wobei Fallstudien aus Städten wie Barcelona und Paris hervorgehoben werden. Außerdem werden die Herausforderungen und zukünftigen Forschungsrichtungen für die Umsetzung dieses Rahmenwerks diskutiert, wodurch es zu einer wertvollen Ressource für Stadtplaner, Nachhaltigkeitsberater und Citymanager wird, die innovative Lösungen für urbane Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit suchen.KI-Generiert
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AbstractThis chapter presents the Fab City Full Stack framework, a conceptual model to guide the transition towards locally productive and globally connected cities and regions. The Full Stack is composed of seven layers, serving as an analytical, design, and implementation tool which ensures that projects align with the values and principles of the Fab City philosophy. The Full Stack provides a framework for navigating the complexity of implementing a transition to regenerative local economies. Future directions for research on the Fab City Full Stack are discussed, highlighting the need for more in-depth case studies, a focus on the social and political dimensions of the framework, as well as the development of metrics to measure progress towards self-sufficient and sustainable cities. -
3. What Kind of City is the Fab City?
Some Theoretical Groundings and Intellectual Predecessors of the Fab City Project- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel vertieft die theoretischen Grundlagen des Fab-City-Projekts, das darauf abzielt, die städtische Funktionsweise durch die Förderung lokaler Kreislaufwirtschaften und Selbstversorgung zu verändern. Es verfolgt die geistigen Ursprünge des Projekts und verbindet es mit der Arbeit von Manuel Castells und betont die Rolle der Informations- und Kommunikationstechnologien bei der Gestaltung urbaner Räume. Das Fab-City-Modell wird als radikale Abkehr von traditionellen urbanen Modellen präsentiert und konzentriert sich auf die Reorganisation von Material- und Informationsflüssen, die Einbeziehung der Bürger in produktive Aktivitäten und die Schaffung eines autarken, umweltfreundlichen städtischen Ökosystems. Das Kapitel diskutiert auch die Herausforderungen und Chancen, die dieser innovative Ansatz mit sich bringt, und betont die Notwendigkeit weiterer Forschung und Integration sozialwissenschaftlicher Perspektiven.KI-Generiert
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AbstractThis contribution analyzes the rationale behind the Fab City Project as well as the mobilizations that it has created and grounds it in prior theoretical work and related imaginations of cities in the field of urban anthropology and urban transformation. The main aim is to provide a more consistent and scientifically profound integrative framework to which future research from different disciplines can relate serving as a common ground of what can be understood as a Fab City. The focus is predominantly set on the alternative model of urban functioning that the Fab City project introduces. This model suggests the rethinking and reorganization of production and consumption processes – or the reorganization of flows – in a cosmo-local urban space. -
4. Lokale Produktion als Beitrag zu einer nachhaltigen Wertschöpfung
Handlungsfelder und Schlüsselfaktoren für eine erfolgreiche Implementierung- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel untersucht die Bedeutung der lokalen Produktion als Beitrag zur nachhaltigen Wertschöpfung. Es werden die Handlungsfelder und Schlüsselfaktoren identifiziert, die eine erfolgreiche Implementierung lokaler Produktion ermöglichen. Dabei wird die Notwendigkeit einer Transformation hin zu einer Circular Economy betont, um ökologische Herausforderungen zu bewältigen. Lokale Produktion bietet Potenziale zur Reduktion von Transportwegen, Vermeidung von Überproduktion und Integration regionaler Akteure. Technologische Innovationen wie additive Fertigung und digitale Produktentstehungsprozesse spielen eine zentrale Rolle. Die Analyse zeigt, dass eine nachhaltige Produktion alle drei Säulen der Nachhaltigkeit (ökologisch, sozial, ökonomisch) berücksichtigen muss. Handlungsfelder in den Bereichen Politik, Wirtschaft, Produktion, Wissenschaft und Konsum werden identifiziert, um die Implementierung lokaler Produktion zu fördern. Die Ergebnisse basieren auf einer Meta-Synthese und einem Wirkungsmodell, das die Interdependenzen zwischen technologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Faktoren analysiert. Das Kapitel schließt mit einem Ausblick auf die Herausforderungen und Potenziale einer lokalen und nachhaltigen Produktion.KI-Generiert
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ZusammenfassungNeuartige Formen lokaler Produktion bieten vielfältige Potenziale, den gegenwärtigen gesellschaftlichen Herausforderungen zu begegnen. So z. B. die Reduzierung von Treibhausgasen durch die Verkleinerung von Wertschöpfungskreisläufen, die Förderung lokaler Akteure und die Stärkung der Resilienz der Produktionswirtschaft durch veränderungsfähige Wertschöpfungsansätze. Um dies perspektivisch zu ermöglichen, bedarf es eines konkreten Verständnisses für die Systematiken lokaler Produktion. Um dieses Verständnis zu vertiefen, wird im Folgenden das Phänomen lokale Produktion in seinen verschiedenen Ausprägungsformen für die Dimensionen Bedarf, Ressourcen und Raum sowie deren zentrale Schlüsselfaktoren beschrieben. Dabei wird der Einfluss verschiedener gesellschaftlicher Subsysteme auf eben jene Schlüsselfaktoren nachgezeichnet. Zuletzt werden systemspezifische, zentrale Handlungsfelder zur Förderung einer lokalen Produktion sowie ihre Wirkung auf die drei Säulen der Nachhaltigkeit abgeleitet.
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Governance, Economics, and Enabling Technologies
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Frontmatter
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5. Creative Flows
An Economic Model for Distributed Design and Production- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel stellt ein innovatives Wirtschaftsmodell vor, "Creative Flows", das darauf ausgelegt ist, verteiltes Design und Produktion zu optimieren. Sie kritisiert den Fokus des kognitiven Kapitalismus auf die Privatisierung kollektiven Wissens und schlägt ein föderales Netzwerk von Wissensgemeinschaften vor. Das Modell ist von den Prinzipien freier und quelloffener Software inspiriert und betont gemeinsame Ressourcen und partizipatorische Vermögensverteilung. Sie nutzt das Semiotische Quadrat von Greimas, um den Lebenszyklus der Wissensgemeinschaften zu skizzieren, wobei der Schwerpunkt auf Schöpfung, Aneignung, Teilen und Verbreitung liegt. Das Modell ist in Fab City OS implementiert, einem digitalen Währungssystem, das die Teilnahme und Reputation in Peer-Production-Communities fördert. Das Kapitel hebt das Potenzial dieses Modells zur Förderung einer gerechteren und nachhaltigeren wissensbasierten Wirtschaft hervor.KI-Generiert
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AbstractWe envision a scalable economic model based on participatory economic theories that can sustain the distributed design and production of software and hardware based on the free and open-source ethos. Beyond licensing, we imagine a model that rewards people making contributions to projects for which free markets have a demand. The underpinnings of our model are abundance and shared information, whereas we see scarcity and accumulation of knowledge as the shortcomings of economic models currently applied to most free markets. We name this model Creative Flows, and we propose it for adoption in the Fab City network through the implementation of Fab City OS. -
6. Transitioning to a Fab City: A Governance Perspective
How Transition Management Can Promote Urban Change: Case Study Hamburg- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel untersucht die Anwendung des Übergangsmanagements auf den urbanen Wandel am Beispiel der Hamburger Initiative Fab City. Sie unterstreicht das Potenzial des Übergangsmanagements, nachhaltige Stadtentwicklung zu beeinflussen und zu beschleunigen, und konzentriert sich dabei auf die Vision der Fab City von Kreislaufwirtschaft und lokaler Produktion. Der Text untersucht die Governance-Prinzipien und praktischen Werkzeuge des Übergangsmanagements und zeigt, wie sie angewendet werden können, um die verschiedenen Akteure zu koordinieren und den Wandel voranzutreiben. Die Fallstudie aus Hamburg bietet wertvolle Einblicke in die Herausforderungen und Chancen, die sich ergeben, wenn ein derartiger Ansatz im realen urbanen Kontext umgesetzt wird.KI-Generiert
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AbstractIn this paper, the authors consider the implementation and design of a Fab City as an urban transformation model from the perspective of transition governance. The Fab City approach requires a high degree of cooperation and coordination between a variety of actors in the city system. Transition research provides insights into the nature of transformation processes, who is driving them and how, and, thus, makes analysis of these processes and practical recommendations for possible action. Using Hamburg as a case study, this paper discusses insights from transition governance research for the governance setting of a Fab City. For this purpose, the transition management model, an operational, action-oriented approach from the transformation literature, is presented, which offers clues as to how transformation processes can be promoted and co-designed. -
7. Decentralized Autonomous Organizations (DAOs) as Innovative Means to Supplement Transition Governance
A Pragmatic Approach to Conceptualization and Implementation in Fab Cities- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel befasst sich mit dem innovativen Einsatz dezentralisierter autonomer Organisationen (DAOs) als Mittel zur Ergänzung der Übergangssteuerung, insbesondere im Kontext von Fab Cities, die auf Kreislaufwirtschaften abzielen. Es beginnt damit, die Herausforderungen eines groß angelegten Wandels und die Notwendigkeit transparenter und dynamischer Governance-Lösungen anzugehen. Traditionelle analoge Ansätze werden für ihre Beschränkungen kritisiert und ebnen den Weg für die Einführung der Blockchain-Technologie als dezentralisiertes Governance-Instrument. Anschließend bietet das Kapitel einen umfassenden Überblick über DAOs, ihre operativen Prinzipien und ihr Potenzial, die organisatorische Steuerung und Entscheidungsfindung zu revolutionieren. Es betont die einzigartigen Merkmale von DAOs wie dezentralisierte Entscheidungsfindung, Konsens zwischen Mensch und Maschine und die Verwendung von Governance-Token zur Erleichterung der Partizipation. Das Kapitel behandelt auch die praktischen Aspekte der Gründung und Verwaltung einer DAO, einschließlich der Anforderungen an die Gründung und der Herausforderungen, die zu bewältigen sind. Im gesamten Text wird das Potenzial von DAOs hervorgehoben, die Governance in komplexen städtischen Umgebungen zu beschleunigen und zum übergeordneten Ziel nachhaltiger und selbstverwalteter Stadtlandschaften beizutragen. Die Schlussfolgerung nimmt eine gemischte Zukunft vorweg, in der DAOs koexistieren und mit traditionellen Unternehmen zusammenarbeiten, und bietet einen Einblick in die transformative Kraft dezentralisierter Governance, wenn es darum geht, die Skalierbarkeit von Fab Cities und den Wandel hin zu Kreislaufwirtschaften anzugehen.KI-Generiert
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AbstractThe following contribution explains how a DAO (Decentralized Autonomous Organization) can technologically supplement the governance process in complex environments, in this case urban environments where Fab City is active. DAOs are implementations of the blockchain technology which can be considered as coordination tools and de facto “decentralized ERP* (Enterprise Resource Planning) systems on the internet”. They can enable organizations and communities to address challenges that are otherwise too complex in a tangible, dynamic and sustainable manner which caters to the general need for transition governance. To facilitate collaboration and coordination, the idea of a DAO is to effectively capture the various rule sets, actor constellations and general conditions to address the four universal problems in organizing-task division, task allocation, reward distribution, and information flows. The following conceptualization aims to provide a practical solution alternative to supplement cooperation and coordination between various actors within the wider ecosystem using a DAO. The current state of blockchain and DAO research serves as a rich backdrop when exploring the given opportunity and shedding light on the most important requirements, risks, and success factors. Despite remaining challenges in particular the legal domain, the focus of this article is to showcase how a progressive path forward can lead to a setting in which DAOs can be successfully integrated and become an operational part of an urban environment. -
8. Implementing a Digital Product Passport to Support the Open-Source Hardware Community
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel untersucht die entscheidende Rolle der Open-Source-Hardware-Bewegung (OSH) bei der Förderung einer nachhaltigen und dezentralisierten Wirtschaft. Indem sie Hardware-Designs offen austauschen, nutzen Arbeitsschutzgemeinschaften kollektives Wissen, um effiziente und nachhaltige Produkte zu entwickeln. Der Digital Product Passport (DPP) wird als Schlüsselfaktor für den Übergang zu einer Kreislaufwirtschaft eingeführt und liefert wertvolle Informationen über das Design, die Materialzusammensetzung und die Umweltauswirkungen eines Produkts. Das DPP, dargestellt durch einen maschinenlesbaren Datenträger wie einen QR-Code, enthält detaillierte Informationen über den Lebenszyklus eines Produkts von der Herstellung bis zur Entsorgung. Das Kapitel behandelt auch die Implementierung einer DPP unter Verwendung eines Buchführungsmodells Resource-Event-Agent (REA) und des Valueflow-Vokabulars, um eine grafische Darstellung der Produktgeschichte zu erstellen. Dieser Ansatz ermöglicht es, ein Produkt bis zu seinem Ursprung zurückzuverfolgen und seine Verwendung und Wiederverwendung zu verfolgen, wodurch Transparenz und Rechenschaftspflicht in der gesamten Lieferkette gewährleistet sind. Das Kapitel schließt mit der Hervorhebung des Potenzials von DPPs, Recyclingprozesse zu optimieren, Abfall zu reduzieren und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle und Wertschöpfungsketten zu unterstützen.KI-Generiert
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AbstractThis article presents a Digital Product Passport (DPP) technology for Open-Source Hardware (OSH) use cases. A DPP is a tool to provide physical products with a record of digital information about them, analogous to what might be imagined as a passport for Digital Twins. Such a passport may document non-observable attributes of products, such as their age, people involved in their creation, the licenses of designs used, locations they have travelled to and their current owner. In our tentative implementation and proposal for standard components, we focus on adopting a graph database of information, the REA (Resource-Event-Agent) accounting system and the Valueflows vocabulary to trace resources, events, and agents. Working in a federated environment where DPPs can be exported and authenticated even when they cross different contexts, we also examine how cryptography is used to ensure the integrity of DPPs by relying on authenticity rather than authorization. -
9. The Fab City Index
A Toolkit for Measuring Progress Towards a Circular Economy- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenIn diesem Kapitel wird der Fab City Index vorgestellt, ein Toolkit, das entwickelt wurde, um den Fortschritt einer Stadt auf dem Weg zu einer vollständigen Kreislaufwirtschaft bis 2054 zu messen. Darin wird das ehrgeizige Ziel von Fab Cities skizziert, alles, was sie innerhalb ihrer Grenzen konsumieren, zu produzieren, wobei die Herausforderungen und die Notwendigkeit innovativer Lösungen hervorgehoben werden. Der Fab City Index, der ursprünglich von Grand Paris und Utopies entwickelt wurde, wird ebenso diskutiert wie seine Grenzen und die Notwendigkeit eines Open-Source-Ansatzes. Als Alternative wird der Hamburger Ansatz vorgeschlagen, der auf öffentlich verfügbaren Daten beruht, um die Selbstversorgung der Stadt in verschiedenen Wirtschaftssektoren zu bewerten. Vorläufige Ergebnisse und das Potenzial des Rahmens für die zukünftige Entwicklung werden ebenfalls untersucht, wobei die Bedeutung verfeinerter Datenerhebung und politischer Entscheidungen für die Erreichung einer Kreislaufwirtschaft betont wird.KI-Generiert
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AbstractThe Fab City approach means that an urban economy is gradually developing into a fully circular economy until 2054, where local demand is met by local production. However, it is unclear at which point a Fab City currently is in this transition. The concept of the Fab City Index is a measure that could somehow quantify its state. It was first developed in France in 2018. The Fab City Index toolkit aims to capture how different economic sectors are performing with regards to the Fab City goal of a fully circular economy and to make this self-sufficiency comparable among existing Fab Cities. However, the French approach is closed source. Thus, we describe an alternative approach based on publicly available data taking Hamburg as an example, and we identify 16 macro-sectors whose development could inform a Fab City strategy. Preliminary results show that Hamburg still has a long way to go, though there is potential for self-sufficiency in some sectors. Measuring consumption and recycling thoroughly should be a high priority. A visual tool like the Fab City Dashboard could document the progress being made. The insights can inform both city administrations in deciding which sectors should be strengthened and statistical offices in expanding their future data collection. -
10. Intellectual Property Rights in a Fab City/Open-Source Hardware Context
Between Obstacle and Necessity- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel geht der komplizierten Beziehung zwischen geistigen Eigentumsrechten (IPRs) und dem Fab City / Open-Source Hardware (OSH) Kontext nach, in dem Städte danach streben, sowohl global vernetzt als auch lokal produktiv zu sein. Darin wird untersucht, wie Rechte des geistigen Eigentums, die traditionell mit Exklusivität in Verbindung gebracht werden, paradoxerweise Offenheit und Innovation fördern können. Der Text untersucht die rechtliche Infrastruktur, die für eine Fab City erforderlich ist, wobei der Schwerpunkt auf dem Zusammenspiel zwischen geistigen Eigentumsrechten und Open-Source-Prinzipien liegt. Darin wird die Relevanz verschiedener geistiger Eigentumsrechte wie Patente, Urheberrechte und Geschäftsgeheimnisse für das Ökosystem des Arbeitsschutzes diskutiert und wie diese genutzt werden können, um Werte zu schaffen und gleichzeitig Offenheit zu wahren. Das Kapitel befasst sich auch mit Lizenzierungsproblemen und der Notwendigkeit kompatibler Open-Source-Lizenzen, um den freien Wissensfluss zu erleichtern, und zielt letztlich darauf ab, Rechtsunsicherheit zu verringern und die Zusammenarbeit innerhalb der Arbeitsschutzgemeinschaft zu fördern.KI-Generiert
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AbstractThe Fab City framework is based on the idea of the global sharing of information and knowledge combined with the local production of physical goods. Besides a digital infrastructure, this framework also needs a legal infrastructure in order to ensure compliance with the Fab City principles. In this regard, the law presents two conflicting approaches: exclusivity through Intellectual Property Rights (IPRs) or sharing of information based on the credo of the open-source movement. Both of these approaches might be necessary to enable the Fab City concept to flourish. This article will address this seeming dichotomy. We will further examine the relevance of IPRs and their respective features to the Fab City framework and address licensing challenges that may emerge from their use. -
11. Haftungsrisiken im Kontext von Open Source Hardware
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel beleuchtet die Haftungsrisiken im Kontext von Open Source Hardware (OSH) und deren Bedeutung für die Fab City Bewegung. Es wird untersucht, wie die offene Produktionsmethode positiv auf die Gesellschaft wirken kann, insbesondere durch effizienteren Ressourceneinsatz und Reduktion von Transportwegen. Da OSH bislang kaum juristisch diskutiert wurde, stehen neue und anspruchsvolle rechtliche Fragen im Raum, die es zu klären gilt. Das Kapitel identifiziert die verschiedenen Akteure in der OSH-Wertschöpfungskette und analysiert deren rechtliche Pflichten und Haftungsrisiken. Ein besonderer Fokus liegt auf der Abgrenzung von vertraglichen Leistungen und Gefälligkeiten sowie auf der Haftung des Designers. Es werden verschiedene Haftungsrisiken aufgezeigt und Möglichkeiten zur Reduktion dieser Risiken diskutiert. Abschließend wird ein Ausblick auf zukünftige Forschungsfragen gegeben, insbesondere im Hinblick auf die Berücksichtigung von Altruismus und Nachhaltigkeit im Haftungsrecht.KI-Generiert
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ZusammenfassungDas Risiko, für etwaige Personen- und Sachschäden die bei der Herstellung und Nutzung von Open Source Hardware (OSH) entstehen, zu haften, kann für die Verbreitung von OSH ein großes Hindernis darstellen. Die rechtlichen Fragen, die sich in diesem Zusammenhang stellen, sind durchaus komplex und neuartig. Das liegt zum einen an der Natur der Wertschöpfungskette von OSH, bei der auf verschiedenen Stufen (Designentwurf, Herstellung, Verbreitung) unterschiedliche Personen(gruppen) beteiligt sind. Zum anderen wird OSH häufig aus altruistischen Zwecken und von Laien entworfen, hergestellt und verbreitet, für die ein einheitlicher Sorgfaltsmaßstab nur schwer zu bilden ist. In diesem Beitrag wird überblicksartig auf die potenzielle Haftung der Designer eines OSH-Bauplanes eingegangen. Dabei werden einige der wichtigsten rechtlichen Fragestellungen identifiziert und Perspektiven für die weitere Forschung aufgezeigt.
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Distributed Innovation, Design, and Product Development
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Frontmatter
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12. Citizen Innovation in Fab Cities
How Do Participation Motives Influence the Quality of Ideas?- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel untersucht die Auswirkungen der Motive der Teilnehmer auf die Qualität der Ideen, die bei Bürgerinnovationswettbewerben generiert werden, wobei der Schwerpunkt auf der Fab City Hamburg Maker Challenge liegt. Sie untersucht, wie unterschiedliche Motive wie Altruismus, Gemeinschaftsbeitrag und finanzielle Belohnungen mit dem Erfolg von Ideen im Wettbewerb korrelieren. Die Studie zeigt, dass altruistische Motive stark mit Ideen höherer Qualität verknüpft sind, wie sie sowohl von Bürger- als auch von Expertenrichtern beurteilt werden. Diese Erkenntnis hat erhebliche Auswirkungen auf die Gestaltung zukünftiger Innovationsherausforderungen und legt nahe, dass Organisationen in Erwägung ziehen sollten, Personen mit intrinsischen, nicht finanziellen Motiven anzusprechen, um die wertvollsten Lösungen zu finden.KI-Generiert
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AbstractPast innovation research points to various motives of why individuals participate in innovation contests, ranging from pecuniary rewards to the joy of innovation. At the same time, it is unclear how these motives are associated with the quality of the generated ideas. Yet, understanding this relationship is key for organizations that wish to design prizes effectively. Using data from the Fab City Hamburg Maker challenge, an innovation challenge that took place in summer 2022, we provide evidence that altruistic (rather than financial) participation motives are related to a superior innovation performance: those who indicated altruistic participation motives submitted ideas that were judged most favorably by an external audience. This finding suggests that, to attract the most able individuals, organizations should support participants in disseminating their solutions and sharing their knowledge with potential users. -
13. Barriers to Widespread Adoption of Fab City Products
A User (Innovator) Perspective- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel geht den Herausforderungen nach, vor denen Anwender-Innovatoren bei der Verbreitung ihrer Designs innerhalb von Fab Labs stehen, und betont die Bedeutung monetärer Anreize und rechtlicher Schutzmechanismen. Überdies werden Hindernisse für die Übernahme durch die Verbraucher untersucht, wie etwa empfundene Risiken und erforderliche Verhaltensänderungen. Die Autoren schlagen Strategien wie die Einführung von Gütesiegeln und die Vereinfachung von Benutzeroberflächen vor, um die Akzeptanz zu verbessern. Der Text zeichnet sich besonders durch seinen ganzheitlichen Ansatz aus, der sowohl die Angebots- als auch die Nachfrageseite der Innovationsverbreitung im Kontext der Fab Labs behandelt.KI-Generiert
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AbstractFor the Fab City Initiative to be a success story, many citizens must internalize its vision. Thus, a key success factor is the widespread adoption of user-generated Fab Lab products. However, user innovators have currently little incentive to bear the cost of active diffusion efforts which leads to welfare losses. To overcome this so-called diffusion shortfall, we present promising voluntary payment mechanisms that could act as a decisive incentive for user innovators without losing the idea of an open community and give respective research directions. Moreover, we discuss potential adoption barriers of end users (e.g., safety or quality concerns) and suggest how a trusted Fab City seal might be helpful in overcoming them. -
14. Exploring Open-Source Software Ecosystems for Hardware Development
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel geht der Bedeutung von Open-Source-Hardware (OSH) im Rahmen von Fab Cities und Kreislaufwirtschaften nach. Es unterstreicht die Notwendigkeit, das Zusammenspiel zwischen Arbeitsschutz und freien Software-Ökosystemen zu verstehen, und betont die Vorteile einer kollaborativen und nachhaltigen Hardware-Entwicklung. Der Text untersucht die Herausforderungen durch proprietäre Hardware, das Marktumfeld für Arbeitsschutz und das Potenzial von libre-Software-Tools für Hardware-Design. Es führt ein Modell zur Beschreibung von Software-Ökosystemen ein und wendet es auf beliebte Anwendungen wie FreeCAD und KiCAD an. Das Kapitel schließt mit der Betonung der Notwendigkeit einer weiteren Integration und Unterstützung von Software-Ökosystemen für den Arbeitsschutz, wobei die Rolle von politischen Entscheidungsträgern, Softwareentwicklern und Forschern bei der Förderung eines harmonischeren Ökosystems hervorgehoben wird. Diese Untersuchung bietet überzeugende Argumente für die Einführung von Arbeitsschutz- und Libre-Software-Tools, um eine nachhaltigere Kreislaufwirtschaft zu erreichen.KI-Generiert
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AbstractOpen-Source Hardware (OSH) and software ecosystems enable a collaborative development and manufacturing of physical artifacts. As we move towards new paradigms of production and consumption – libre software toolchains for hardware development warrant special attention. This chapter explores libre software, OSH, and software ecosystems to exemplify, illustrate, and provide food for thought to the curious reader to understand current trends in the Open-Source Hardware movement. -
15. Circular und Distributed Design im Kontext der Fab City
Die Five Hamburg Principles of Circular Design- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDer Beitrag beschäftigt sich mit den Prinzipien des Circular und Distributed Designs im Kontext der Fab City Bewegung. Es wird die aktuelle multiple Krise und die Notwendigkeit eines Umdenkens in der Designbranche thematisiert. Die Five Hamburg Principles of Circular Design werden vorgestellt, die Designer inspirieren sollen, kreislaufgerechte Produkte zu entwickeln. Diese Prinzipien wurden in einem co-kreativen Prozess erarbeitet und umfassen Aspekte wie Design für die Natur, Messung der Auswirkungen des Designs, Zusammenarbeit mittels frei zugänglicher Informationen, Schaffung authentischer Bindungen durch ansprechende Geschichten und politische Rahmenbedingungen. Die Fab City Bewegung wird als geeignete Handlungsumgebung für diese Prinzipien hervorgehoben, da sie lokale Produktionskreisläufe und globale Vernetzung fördert. Der Beitrag betont die Bedeutung von verständigungsorientiertem Handeln und kommunikativer Verständigung in der Entwicklung nachhaltiger Designlösungen.KI-Generiert
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ZusammenfassungIm Beitrag wird dargelegt, dass Design neu verortet werden muss, um angemessen auf Herausforderungen zu reagieren, die aufgrund der aktuellen sozio-ökologischen Krisensituation (Klimakrise, Artensterben etc.) entstehen. Anhand der Circular und Distributed Design Konzepte wird aufgezeigt, dass bereits geeignete konzeptionelle Grundlagen für Designende bestehen. Darauf aufbauend werden fünf Design-Prinzipien vorgestellt, die im Rahmen des Circular Design Deep Dives in Hamburg co-kreiert wurden, um Designende zu inspirieren, kreislaufgerechte Produkte zu entwerfen und am Markt zu positionieren. In Bezug auf diese Prinzipien wird die Relevanz von offen angelegten Workshops aufgezeigt und dass praxisorientierte Prinzipien eine geeignete Handlungsumgebung benötigen, um Wirksamkeit zu entfalten – wie etwa die Fab City-Bewegung. -
16. Co-kreative Produktentwicklung für eine lokale und unternehmensübergreifende Produktion
Neue Herausforderungen an die Arbeitsvorbereitung- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel beleuchtet die dynamischen Veränderungen in der Produktentwicklung durch die Digitalisierung und globale Krisen. Es wird untersucht, wie Co-Creation Communities und Cross-Company-Production die Innovationskraft und Resilienz der Produktion steigern können. Die Herausforderungen der Arbeitsvorbereitung in diesem neuen Kontext werden detailliert analysiert, insbesondere die Integration von Entwicklung und Produktion in einem netzwerkbasierten Ansatz. Die Untersuchung zeigt, wie die verschiedenen Netzwerkcharakteristiken von Co-Creation und Cross-Company-Production zu neuen Herausforderungen und Lösungsansätzen führen. Besonders hervorgehoben wird die Notwendigkeit einer optimierten Wissensaggregation und -koordination, um die Effizienz und Produktivität in der Produktentwicklung zu erhöhen.KI-Generiert
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ZusammenfassungDie Produktentwicklung verlagert sich zunehmend in den digitalen Raum. Co-Creation Communities gelten als zukünftige treibende Kraft für interdisziplinäre und individuell gesteuerte Innovationen. Dagegen offenbarten einige Vorfälle der letzten Jahre (Pandemie, Suez-Kanal Blockade, usw.) die Anfälligkeit der globalen Wertschöpfung gegenüber Störungen. Der Trend, in Zukunft verstärkt lokal am Ort des Bedarfs zu produzieren, wird bereits seit Jahren durch Initiativen wie z. B. FabCity auf die Agenda regionaler Politik gesetzt und zunehmend auch in vielen Unternehmen strategisch diskutiert. Dies führt zu global entwickelten Artefakten, die lokal produziert werden können. Dabei hängt der Erfolg einer Entwicklung direkt von der Wettbewerbsfähigkeit (Umsetzbarkeit und Reproduzierbarkeit) ab. Im klassischen Produktionsunternehmen wird dies durch einen frühzeitigen Wissensaustausch von Produktion und Produktentwicklung gewährleistet. Im folgenden Beitrag werden die zukünftigen Herausforderungen der Planungsvorbereitung (PV) als Teilaufgabe der Arbeitsvorbereitung (AV) an der Schnittstelle zwischen unternehmensübergreifender Produktion und offener und kollaborativer Entwicklung herausgearbeitet.
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Local Production
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Frontmatter
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17. The Roles of Makerspaces for Facilitating Open-Source Hardware Development
- Open Access
PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel untersucht die zentrale Rolle von Makerspaces bei der Entwicklung von Open-Source-Hardware (OSH), insbesondere innerhalb des Fab-City-Modells. Darin wird untersucht, wie Makerspaces als Vermittler für KMU und Start-ups fungieren können, um nachhaltige und widerstandsfähige urbane Transformationen zu ermöglichen. Die Studie basiert auf Fallstudien des OPENNEXT-Projekts, das die Zusammenarbeit zwischen Makerspaces und KMU in 17 verschiedenen Arbeitsschutzprojekten untersucht hat. Die Analyse zeigt sechs Schlüsselrollen, die Makerspaces spielen, darunter Partnervermittlung, Bereitstellung von Infrastruktur, Kommunikation, Erleichterung der Arbeitskultur, Beratung zu Rollen und Verantwortlichkeiten und Koordinierung von Co-Creation-Prozessen. Diese Rollen sind für die Förderung von Zusammenarbeit, Innovation und die Entwicklung nachhaltiger Produkte und Geschäftsmodelle von entscheidender Bedeutung. Das Kapitel diskutiert auch die Vorteile und Auswirkungen einer gemeinschaftlichen Entwicklung des Arbeitsschutzes und hebt das Potenzial für ökologische Nachhaltigkeit, soziale Inklusion und Wirtschaftswachstum hervor. Er schließt mit Empfehlungen für Makerspaces zur Weiterentwicklung und Professionalisierung ihrer Rolle bei der Unterstützung von Arbeitsschutzprojekten und betont die Notwendigkeit von Flexibilität und Anpassung an unterschiedliche Bedürfnisse.KI-Generiert
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AbstractWhile free and open-source software has become a mature concept, open-source co-creation and sharing of hardware comes with the need for organizing a much more diverse set of disciplines and capabilities. A steadily growing number of companies develop open-source hardware (OSH) products based on the existing body of free technological knowledge today, with many of them manufactured in their own vicinity which in turn improves resource productivity and social benefits. Fab labs/makerspaces as openly accessible facilities with local communities of makers have the potential to act as catalysts to mature and disseminate OSH development collaboratively. In the Horizon 2020 project OPENNEXT, 17 case studies were implemented in four clusters where makerspaces worked together with small and medium-sized enterprises (SMEs) for a limited time to provide new pathways for OSH co-creation and sharing. Various consumer goods industries, such as electronics, furniture, and mobility amongst others, were in focus. Different roles within the development process emerged from this SME-makerspace-cooperation for OSH that will need to be upscaled and elaborated by makerspaces. -
18. On the Usability of Open-Source Machine Tools
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PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel geht der Benutzerfreundlichkeit von Open-Source-Werkzeugmaschinen (OSMTs) innerhalb der Hersteller-Bewegung nach und betont die Notwendigkeit eines ganzheitlichen Ansatzes, der technische, kognitive und affektive Dimensionen berücksichtigt. In einer explorativen qualitativen Studie identifizieren die Autoren Schlüsselfaktoren, die die Benutzerfreundlichkeit beeinflussen, wie Prozessverständnis, Maschinenkomplexität und die Stimmung während der Nutzung. Die Forschungsergebnisse unterstreichen die Bedeutung der Einbeziehung der Anwender in den Entwicklungsprozess, um die Benutzerfreundlichkeit zu verbessern, und ermutigen eine breitere Anwendung von OSMTs in lokalen Produktions- und Reparaturprozessen.KI-Generiert
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AbstractIn the last decade, the technological developments of open-source machine tools (OSMTs) have reached a very high standard, sometimes up to being compatible with proprietary products from industry. However, the aspect of usability is often neglected over the development of functionality, which leaves the user friendliness of many OSMTs still lagging behind those of industrial machines. In an explorative qualitative research approach, this chapter deals with the elaboration of the basic problems and challenges which users face when they use and familiarize themselves with OSMTs. Interviews with OSMT developers, users, and educators provided insights into the status quo of OSMT development and education. Key factors with an influence on the usability of OSMTs were identified. In this chapter, the identified key factors, process understanding, machine complexity and atmosphere/prevailing mood, are described, and their influence on the usability of OSMTs and the fab city community is presented. -
19. Enabling Technology Diffusion with the Open Lab Starter Kit
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PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel stellt das Open Lab Starter Kit (OLSK) vor, ein Projekt, das sich den Herausforderungen der Gründung von Fab Labs insbesondere im globalen Süden widmen soll. Durch die Nutzung von Open-Source-Werkzeugmaschinen bietet die OLSK eine erschwinglichere und zugänglichere Alternative zu traditionellen Fab Labs. Das OLSK stellt detaillierte Pläne und Anleitungen für den Bau einer Reihe digitaler Fertigungsmaschinen zur Verfügung, wodurch die Einrichtung offener Labors ermöglicht wird, die repliziert und an unterschiedliche Bedürfnisse angepasst werden können. Das Kapitel vergleicht die OLSK mit der globalen Fab-Lab-Bewegung und betont die Vorteile der Open-Source-Ökonomie bei der Erleichterung der Technologieverbreitung. Außerdem wird das Potenzial des OLSK diskutiert, Innovationen zu inspirieren und zur Verbreitung von Fabrikstädten beizutragen, indem die Produktion lokalisiert und eine Kreislaufwirtschaft ermöglicht wird. Das Kapitel schließt mit der Betonung des bahnbrechenden Ansatzes der OLSK, Fab Labs gerechter und zugänglicher zu machen.KI-Generiert
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AbstractIn recent years, fabrication laboratories or Fab Labs have challenged the dominant position of conventional large-scale manufacturing by offering low-threshold opportunities to engage with production. Fab Labs are therefore catalysts to the emancipation of manufacturing from primarily industrial to personal and communal contexts. However, various bureaucratic and resource-related challenges make the set-up of Fab Labs difficult and hinder an equitable spatial distribution of Fab Labs; there exists, for example, a great difference in the number of labs between industrialized and developing countries. This is contrary to the Fab Lab idea as it hurts the egalitarian access to digital fabrication machines. In response to this, efforts such as the Open Lab Starter Kit (OLSK) make use of Open-Source Hardware (OSH) and specifically Open-Source Machine Tools (OSMT) to facilitate the establishing of labs. The costs and thresholds of these so-called open labs are significantly lower compared to conventional Fab Labs because the machine tools used in them can be manufactured and replicated locally, using local resources. This chapter presents the OLSK approach to open-sourcing the design and documentation of machine tools, and furthermore examines its scope as an enabling technology for a more inclusive and equitable fab city concept. -
20. Open and Circular Value Creation in the Open Microfactory
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PDF-Version jetzt herunterladenDieses Kapitel geht der dringenden Notwendigkeit nachhaltiger Produktionssysteme nach, um ökologischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Instabilitäten zu begegnen. Es führt das Konzept der offenen und zirkulären Wertschöpfung in Mikrofabriken ein und betont die Integration digitaler Technologien und Open-Source-Methoden. Das Konzept der offenen Mikrofabrik (OMF) wird als Lösung präsentiert, die die Vorteile der industriellen Produktion mit der Flexibilität und Offenheit der Produktionsräume verbindet. Die OMF ist hochgradig modular, flexibel und automatisiert konzipiert und in der Lage, die lokale nachfrageorientierte Produktion zu bewältigen. Es umfasst auch datengesteuerte Überwachungs- und Steuerungssysteme, um die Energie- und Materialeffizienz zu maximieren. Das Kapitel schließt mit einer Diskussion über die zukünftige Entwicklung und Erprobung des OMF-Konzepts, mit dem Ziel, zu einem nachhaltigeren und regenerativeren Wertschöpfungsmodell beizutragen.KI-Generiert
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AbstractThe transition to a Fab City in which almost everything can be produced requires reconfiguration of the existing global production network. Open workspaces like Open Labs or Fab Labs offer an important contribution in terms of innovation and knowledge transfer, but due to the currently limited availability of machine capabilities as well as capacities, they cannot fully cover the current demand of products and their local production. In this article, the concept of an Open Microfactory (OMF) is introduced as a local and highly flexible production facility. OMFs work as a circular manufacturing space and manufacturing-as-a-service provider. The OMF fulfills the local demand in products in small and medium-sized production volumes and acts as a complementary element to the existing makerspace and industry infrastructure. By integrating state-of-the-art manufacturing technologies from the field of flexible machine units, factory automation and digitalization, we explore how OMFs strengthen local value creation systems and make them more sustainable and resilient. -
21. Local Production Networks of SMEs: The Future of Producing Locally?
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PDF-Version jetzt herunterladenDas Kapitel untersucht das Potenzial der Kombination lokaler Produktion mit Produktionsnetzwerken von KMU und betont die wirtschaftlichen, ökologischen und sozialen Vorteile. Er untersucht die Hindernisse, die der Umsetzung dieser Netzwerke im Wege stehen, wie etwa den Wettbewerbsvorteil globaler Wertschöpfungsketten und die Schwierigkeiten bei der Governance. Der Text diskutiert auch die Voraussetzungen für eine erfolgreiche Netzwerkbildung, darunter die Notwendigkeit einer "fokalen Verwaltungseinheit" und die effiziente Nutzung von Industrie-4.0-Technologien. Das Kapitel schließt mit einer Zusammenfassung des ungenutzten Potenzials lokaler Produktionsnetzwerke und der Notwendigkeit weiterer Forschung in diesem Bereich.KI-Generiert
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AbstractIn the discussions of Fab Cities, “local production” and “urban production” are recurring topics. While one goal is bringing production back to the cities, there are already companies that have been producing there – sometimes for decades. These are typically micro, small and medium-sized enterprises (SME) specialized in certain crafts or trades. In order to create products, such as furniture or even entire houses, they often have to collaborate so that multiple producers contribute their craft and expertise to an end product. Businesses typically have partners from other trades whom they regularly work with, but there is rarely a true network dynamic. Collaborating in a network could, however, provide significant advantages to producers and customers, especially when supported further by utilizing state-of-the-art information technologies to optimize network processes. However, due to a lack of resources SMEs in particular have been having a hard time adopting technologies introduced by Industry 4.0 and designed to enable more effective collaboration. Additionally, existing concepts for production networks of SMEs have not been as successful as anticipated. Therefore, this chapter aims to explore the challenges and potential of production networks of local SMEs as well as ways to support them.
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- Titel
- Global collaboration, local production
- Herausgegeben von
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Manuel Moritz
Tobias Redlich
Sonja Buxbaum-Conradi
Jens P. Wulfsberg
- Copyright-Jahr
- 2024
- Electronic ISBN
- 978-3-658-44114-2
- Print ISBN
- 978-3-658-44113-5
- DOI
- https://doi.org/10.1007/978-3-658-44114-2
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