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Über dieses Buch

In diesem Tagungsband zu den 5. BUIS-Tagen (15. Tagung der Fachgruppe Betriebliche Umweltinformationssysteme der Gesellschaft für Informatik e.V.) werden aktuelle Themen des IT-gestützte Ressourcen- und Energiemanagements präsentiert mit dem Fokus auf: Green IT und Energieeffizienz, Stoffstrommanagement, Green Production, Green Logistics, Nachhaltigkeitsmanagement und Kommunikation, Green Software sowie Materialeffizienz und Recycling. In der "Students Corner" präsentieren Studierende eigene Lösungsansätze aus Projekten und Abschlußarbeiten.

Inhaltsverzeichnis

Frontmatter

Green IT & Energieeffizienz

Kapitel 1. Lastgangbezogene Prioritätsregeln für eine Produktionsplanung bei der Veredelung von Glasprodukten

Derzeit steigen die Strompreise auch im Industriekundensegment von Jahr zu Jahr an, weshalb bei den energieintensiven Industriezweigen wie beispielsweise der Glasindustrie der Kostendruck wächst, unter welchem sie in Deutschland wettbewerbsfähig produzieren können. Gleichzeitig nimmt mit dem deutlichen Anziehen der Strompreise bei vielen produzierenden Unternehmen auch der Energiekostenanteil an den Produktionskosten insgesamt zu. Darum gewinnt es an Bedeutung unter Berücksichtigung der typischen Optimierungsziele (wie zum Beispiel Maximierung der Anlagenauslastung, Minimierung der Durchlaufzeiten, etc.) zu einer unter energiewirtschaftlichen Aspekten erweiterten Produktionsplanung für die Weiterverarbeitung und Veredelung von Glasprodukten zu kommen. Dabei soll aus dem Bereich der Wirtschaftsinformatik ein erster Lösungsansatz vorgestellt werden, welcher den Lastgang im Fertigungsbereich auf der Grundlage von Auftragsverarbeitungsdaten implizit vorhersagen lässt und Prioritätsregeln für eine Optimierung der elektrischen Leistungsaufnahme nach Maßgabe verschiedener liefervertraglicher Rahmenbedingungen ergibt. Für ein solches Optimierungskalkül sollen die Denkanstöße aus den Bereichen der Lastbeeinflussung (Demand-Response) und Nachfragebieterverfahren (Demand-Side-Bidding) einbezogen werden. Im Ergebnis der angestrebten algorithmischen Lösung der Ablaufplanung wird neben der Lastgangprognose auch eine Kostenauswertung zu erstellen sein, welche unterschiedliche Kostenarten, insbesondere aber auch die eventuellen Liefervertragsstrafen aufschlüsselt.

Jürgen Sauer, Serge Alexander Runge, Tim Bender

Kapitel 2. Referenzmodell für eine branchenorientierte Energieeffizienzsoftware für KMU

Die Umsetzung von Maßnahmen für die Energieeffizienz ist gerade in kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) keine leichte Aufgabe. Jenseits des aktuellen Tagesgeschäfts, besitzen KMU selten die personellen und auch nicht die benötigten finanziellen Mittel, um Energieeffizienzmaßnahmen strukturiert und zielführend umzusetzen. Mit einem Anteil von über 99,6 % aller Unternehmen (IfM

2012

) sind sie aber wichtige Träger der Wirtschaft in Deutschland. Was diese KMU benötigen, sind Werkzeuge, um diese umfangreiche Aufgabe neben dem Tagesgeschäft zu bewältigen. Standardsoftware kann eine Lösung sein, jedoch sollte bei deren Entwicklung darauf geachtet werden, dass diese eine hohe Affinität zu den relevanten Unternehmensanforderungen hat. Branchenorientierte Software stellt einen Bezug zu der jeweiligen Umgebung her und eignet sich für diese Problemstellung, da die Schnittmengen innerhalb einer Branche am größten sind. Durch die Ermittlung dieser Anforderungen und eine enge Zusammenarbeit mit den Unternehmen kann ein Produkt mit hoher Praxisrelevanz entwickelt werden. Im Projekt ReMo Green sollen in branchenspezifischen Energieeffizienznetzwerken die Anforderungen an eine Software für die Energieeffizienz ermittelt, in ein Referenzmodell übertragen und schließlich eine Software entwickelt werden, die allen KMU dieser Branche zur Verfügung gestellt wird.

Andrea Meyer

Kapitel 3. Branchenorientierte und IT-gestützte Energieeffizienz und Benchmarking in KMU-Netzwerken

Heutzutage sind KMU angehalten, eine Reihe von Anforderungen zu erfüllen, sowohl um ihre eigene wirtschaftliche Sicherheit aufgrund ständig steigender Energiepreise zu gewährleisten, als auch um einen Beitrag zum Umweltschutz leisten zu können. Ihnen ist derzeit noch nicht bewusst, inwiefern IT-Technologie für die erfolgreiche Bewältigung dieser Aufgaben hilfreich sein kann. Um das Bewusstsein zu steigern sind Energieeffizienznetzwerke ein geeigneter Ausgangpunkt. Die Zusammenarbeit mit branchengleichen Unternehmen sowie Know-How-Trägern wie fachspezifischen Instituten kann eine schnellere Entwicklung und einen schnelleren Einsatz geeigneter IT-Lösungen für die Verbesserung der Energieeffizienz und die Umsetzung eines Energiemanagementsystems fördern. Das Projekt „ReMo Green-Energieeffizienz für Berliner Betriebe“ unterstützt Berliner KMU bei der Erreichung ihrer Energieeffizienzziele. Im Rahmen der Kooperation in Energieeffizienznetzwerken, werden ein Referenzmodell für Energiemanagementwerkzeuge bzw. eine Referenzstandardsoftware für Energieeffizienz entwickelt. Das im Projekt vorgesehene Energie-Benchmarking spielt bei dem Energieeffizienzlernprozess im Unternehmen eine bedeutende Rolle. Die am Netzwerk teilnehmenden Unternehmen können durch den Vergleich mit anderen KMU ihre Stärken und Schwächen bezüglich der Energieeffizienz erkennen und gegebenenfalls Optimierungsmaßnahmen ergreifen.

Iria Àlvarez

Kapitel 4. Kommunikation von Umweltkennzahlen im Smart Grid und deren Integration in die verteilte Wirkleistungsplanung

Der Sektor der elektrischen Energieversorgung befindet sich derzeit am Beginn eines technologischen Umbruchs bezüglich zukünftiger Erzeugungsstrukturen und deren Steuerungsansätzen. Der steigende Anteil kleiner, verteilter und individuell konfigurierter Erzeuger wird dazu führen, diese zusammen mit steuerbaren Verbrauchern und Speichern zu Verbünden zusammenzuschließen, um einerseits das Steuerungsproblem für einen jederzeitigen Lastausgleich auf einem handhabbaren Niveau zu halten und andererseits Marktmechanismen zu integrieren. Virtuelle Kraftwerke sind eine frühe, wenn auch (bezüglich Zusammensetzung) unflexible Form solcher Ansätze, mit denen der Anteil integrierbarer regenerativer Energien erhöht werden soll. Zukünftig sind eher dynamisch (re-) konfigurierte, smarte und von Agenten kontrollierte Verbünde zu erwarten. Um hier von einer grünen Technologie zu sprechen, dürfen Umweltaspekte bei der Lastplanung nicht vernachlässigt werden. Individuelle Handlungsoptionen der Einheitenagenten haben auch individuelle Umweltauswirkungen zur Folge, sodass eine Kommunikation bezüglich einer umweltbewussten Gesamtplanung unumgänglich scheint. Hierfür müssen mögliche Fahrpläne einer elektrischen Anlage individuell mit Kennzahlen bezüglich der Umweltwirkung annotiert werden. Technisch ist dies sicherlich möglich, die Frage stellt sich nach den Inhalten. Welche Information muss zur Planungszeit zu einem gegebenen Lastgang verfügbar sein und wie kann von den verschiedenartigen Einheiten abstrahiert werden? Über geeignete Kennzahlen und deren Integration soll hiermit eine Diskussion gestartet werden.

Jörg Bremer, Michael Sonnenschein

Kapitel 5. Green IT im KMU

Im Projekt „Green IT in Rechenzentren“ wird eine Software entwickelt, mit welcher der Energieverbrauch von Unternehmen auf Geräteebene erfasst werden soll. Eines der Ziele ist ein hoher Grad von Automatismus des Systems, um Betriebs- und Personalkosten zu minimieren. Ungeachtet der automatischen Datenerfassungsmöglichkeiten sollen manuelle Erweiterungen bzw. Korrekturen ohne Expertenwissen möglich sein. Eine der Hauptanforderungen, die identifiziert wurde, ist, dass das System möglichst keine Neuinvestitionen beim produktiven Einsatz im Netzwerk führen darf. Speziell KMU erklärten in verschiedenen Interviews, dass hohe Anschaffungskosten einen limitierenden Faktor für einen Einsatz im Unternehmen darstellen. Daraus resultierend liegt das Hauptaugenmerk auf Anpassungen am Systemdesign, um den Spannungsbereich zwischen hoher Datengenauigkeit und Datenvolumen zu erreichen. Die Sensordaten können mit Grenzwerten definiert werden, um bei Abweichungen verschiedene Aktionen automatisch auszuführen, wie Alarmierung oder Generieren von Nachrichten. Aus den Leitungs- und Energiedaten werden verschiedene Auswertungsprofile für die grafische Darstellung des Energieverbrauchs, Leistungsaufnahme, Temperatur, Strom, Spannung, etc. generiert. Auch andere Ressourcen wie Festplatten, CPU oder Arbeitsspeicher auf Komponentenebene können überwacht und ausgewertet werden. Das Administrieren und Konfigurieren der Software erfolgt über ein rollenbasiertes Benutzerkonzept, in welchem der Zugriff für verschiedene Personengruppen geregelt ist. Die Software leistet einen bedeutenden Beitrag, um die Energieflüsse im Unternehmen transparenter darzustellen. Es stellt ein umfassendes Werkzeug für die Erfassung von Energiedaten von IT-Komponenten dar, um mögliche Energieeinsparungspotentiale zu erkennen. Das Management wird darin bestärkt IT-Komponenten aus ökologischer und ökonomischer Sicht zu bewerten sowie Maßnahmen und daraus resultierenden Nutzen zu beurteilen.

Frank Dornheim, Katja Moede

Kapitel 6. Simulation der Smart Grid Integration eines modernen Bürogebäudes am Beispiel von IBM-Schweiz

Die Entwicklung von Smart Grids ermöglicht die Einführung dynamischer Stromtarife, etwa mit sich stündlich ändernden Preisen. Diese können der zeitlichen Abhängigkeit von Angebot und Nachfrage nach elektrischer Energie und Netzkapazität Rechnung tragen, dadurch Lastspitzen vermeiden und die Nutzung fluktuierender erneuerbarer Energiequellen begünstigen. Wir stellen ein Simulationsmodell vor, das den hohen Strombedarf für die Beheizung und Kühlung moderner Bürogebäude im Kontext dynamischer Strompreise untersucht. Das Modell erlaubt die Simulation von Szenarien, in denen vorhandene thermische Energiespeicher (Warm- und Kaltwassertanks) durch eine angepasste Steuerung und Regelung gezielt für die Smart-Grid-Integration genutzt werden. Das Modell wurde im Rahmen einer Diplomarbeit an der Universität Zürich in Zusammenarbeit mit IBM-Research entwickelt und am Beispiel des Gebäudes von IBM-Schweiz erprobt. Insbesondere wurden die Einsparpotentiale abgeschätzt, die eine Anpassung der Steuerung der bestehenden Anlage unter der Annahme dynamischer Strompreise bietet. Im Modell konnte unter diesen Annahmen für den untersuchten Sommermonat Juni eine Einsparung von 31 % der Energiekosten erreicht werden.

Nikolaus Bornhöft, Lorenz Hilty, Sutharshini Rasathurai

Kapitel 7. Adaption der Design Stucture Matrix Methode für die Komponentenauswahl von IT-Infrastrukturen

IT-Infrastruktur ist ein wesentlicher Faktor für die Effizienz von IT-Systemen hinsichtlich eines umweltgerechten und ökologisch nachhaltigen Betriebs. Früh wirken in der Systementwicklung nicht-funktionale Anforderungen, inklusive Vorgaben durch Umweltrichtlinien oder Selbstverpflichtungen, auf die Systemgestaltung ein. Die Komponentenauswahl bedarf aufgrund der vielfältigen Anforderungen einer methodischen Unterstützung. In diesem Artikel wird die Adaption der Design Structure Methode als Hilfsmittel für die Komponentenauswahl für IT-Infrastruktur unter Einbeziehung der funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen vorgestellt. Es werden die Voraussetzungen für die Anwendung der Methode beschrieben und die für die Auswahl von IT-Infrastrukturkomponenten relevanten Domänen identifiziert. An der zentralen Domäne “Baugruppe” hängen die Domänen “nicht-funktionale Eigenschaft”, “abstrakte Funktion” und “COTS-Komponente”. Es wird ein Systemgraf erstellt mit dem anschließend die Multiple Domain Matrix instanziiert wird und der Ablauf der Komponentenauswahl dargelegt wird. Die Komponentenauswahl bedient sich der in den Abhängigkeitsmatrizen gespeicherten Informationen. In einer exemplarischen Darstellung einer Domain Mapping Matrix wird der Zusammenhang zwischen den Elementen der Domänen “Baugruppe” und “nicht-funktionale Eigenschaft” gezeigt.

Peter Krüger, Hans-Knud Arndt

Kapitel 8. Energiemonitoring im IKT-Umfeld Standards und Trends

Steigender Energiebedarf der Informations- und Kommunikationstechnologie (IKT) auf der einen und stark steigende Energiepreise auf der anderen Seite, zwingen zu einer immer energieeffizienteren Nutzung der IKT. Um die Effizienz der Energienutzung bewerten zu können, ist eine umfassende Überwachung des Energiebedarfs der IKT-Infrastruktur (Energiemonitoring) notwendig. Die Quellen des Energiebedarfs der IKT liegen im Rechenzentrum, in der Büro- und in der Netzwerkumgebung. Für das Energiemonitoring der Komponenten in diesen drei Bereichen existieren viele Standards und Protokolle sowie freie und kommerzielle Software-Lösungen. Hier ist besonders das Rechenzentrum hervorzuheben, wo das IKT-Monitoring (z. B. Server, Switche und Storage) auf das Gebäudemonitoring (z. B. Kälteanlagen, Pumpen und Umluftklimaschränke) trifft. Dieser Artikel stellt die Möglichkeiten des Energiemonitorings im IKT-Umfeld vor. Der Fokus liegt dabei auf der Darstellung von Standards und Trends im Rechenzentrum, der Büro- und Netzwerkumgebung. Weiterhin werden Kriterien vorgestellt, die bei der Auswahl eines Energiemonitoringsystems (EMS) angewandt werden können. Schließlich werden bestehende kommerzielle EMS für das IKT-Umfeld im Überblick vorgestellt.

Gregor Drenkelfort, Thorsten Pröhl, Koray Erek, Frank Behrendt, Rüdiger Zarnekow

Kapitel 9. Angewandtes Semantisches Metamodell von Rechenzentren für Green IT

Rechenzentren können als greifbares Internet verstanden werden. Sie führen alle großen Berechnungen und Dienste des Internets und Unternehmen auf kontrollierte Art und Weise durch. Dies führt zu der Tatsache, dass die Optimierung solcher Berechnungen in Rechenzentren geschehen muss, egal ob es sich um die Optimierung von Operationen, Ausführungsgeschwindigkeit, Energieverbrauch oder Umweltbelastung handelt. Rechenzentren haben in den letzten Jahren in Größe und Komplexität zugenommen. Dies hat zu einer entsprechenden Ausweitung des Energieverbrauchs geführt und dessen Überwachung verkompliziert. Erfolgreiche Modellierung von Rechenzentren ist ein wesentlicher Faktor für eine erfolgreiche Überwachung und Steuerung. Mit dem kontinuierlichen Wachstum in Größe und Komplexität, und mit dem Aufkommen von Virtualisierung, benötigen Rechenzentren bessere Tools, die die wachsenden Verwaltungsaufgaben ausführen können. Ein semantisches Modell kann hierbei eine zentrale Rolle spielen. In diesem Beitrag stellen wir die Grundlage für die Ausarbeitung dieses Modells vor, mit Berücksichtigung von Qualitätsaspekten wie Standardisierung, (Wieder-) Verwendbarkeit und Integrierbarkeit. Am Ende zeigen wir einen Teil des entwickelten Modells.

Ammar Memari

Chapter 10. Erfolgsfaktoren und Herausforderungen bei der Implementierung eines Messkonzeptes zum energie- und kosteneffizienten Lastmanagement in einer Community-Cloud

Im Zuge steigender Energiepreise und der zunehmenden ökologischen Notwendigkeit mittels Stromsparen den Ausstoß von Kohlenstoffdioxid (CO

2

) zu reduzieren, verstärken IT-Dienstleister die Bemühungen, die Energie- und Kosteneffizienz ihrer Rechenzentren zu erhöhen. Vor diesem Hintergrund diskutiert der Beitrag Erfolgsfaktoren und Herausforderungen bei der praktischen Implementierung eines Messkonzeptes zur Steuerung des energie- und kosteneffizienten Lastmanagements in den Government Green Cloud Laboratories (GGC-Lab). Die labortechnisch im Zuge des nationalen Forschungsprogramms IT2Green als Plattform für Fachanwendungen der öffentlichen Verwaltung eingerichtete Community Cloud besteht aus vier virtualisierten, regional verteilten IT-Infrastrukturen, die über dezentrale Ressourcen-Controller miteinander verbunden sind. Der vorliegende Beitrag erläutert dabei insbesondere, welche Kennzahlen und Messtechnik in den am Projekt beteiligten Rechenzentren mittelständischer IT-Dienstleister zum Einsatz kommen, greift theoretische Ansätze zum Lastmanagement zwischen Rechenzentren auf und hebt die projektspezifischen Zwischenergebnisse bei der Planung und Implementierung der Messinfrastruktur, aber auch die im Projekt noch offenen Herausforderungen hervor. Damit werden einerseits IT-Dienstleister angesprochen, die ein Monitoring-System zur Optimierung der Energie- und Kosteneffizienz in ihrem Rechenzentrum etablieren wollen, und andererseits werden Anforderungen an die Messinfrastruktur für einen potentiellen Beitritt zum GGC-Lab verdeutlicht.

Björn Schödwell, Koray Erek, Rüdiger Zarnekow

Kapitel 11. Managementinstrumente im Energiemanagement als Teil einer Softwarelösung

Energiemanagement existiert bereits seit geraumer Zeit in Unternehmen. Unter Energiemanagement wird das „Management der Energiewirtschaft, einem funktionalen Teilbereich des Unternehmens, das sich an übergeordneten Unternehmenszielen orientiert“ verstanden (Posch

2011

, 14). Erstmals wurde es jedoch in der Norm 50001 für Energiemanagementsysteme konkret erfasst, wodurch die zuvor überwiegend technisch orientierte Betrachtungsweise zur Erreichung von Energiezielen durch eine betriebswirtschaftliche Komponente ergänzt wurde. Damit werden Managementaspekte in den Vordergrund gerückt. Trotz nachgewiesener Erfolge durch den Einsatz von Energiemanagementsystemen und ihrer hohen politischen Relevanz gilt das Energiemanagement aus Sicht der Forschung als in weiten Teilen nur ansatzweise erschlossen. Dies liegt zum Teil darin begründet, dass in der Norm keine konkreten Handlungsempfehlungen und Instrumentarien zu deren Umsetzung aufgeführt werden. Infolgedessen sind Unternehmen bei der Suche nach angemessenen und zweckmäßigen Managementinstrumente oftmals verunsichert und überfragt. Der vorliegende Beitrag beschreibt vorhandene Managementinstrumente im Hinblick auf ihre Anwendbarkeit im Energiemanagement und zeigt die differierende Eignung der Instrumente auf, um so eine Grundlage dafür zu schaffen, Managementinstrumente des Energiemanagements in Umweltsoftwarelösungen einfließen zu lassen.

Jessica Sangmeister

Stoffstrommanagement

Frontmatter

Kapitel 12. Praxisorientierte Entwicklung einer Ökobilanzierungssoftware für KMU

Mehrere etablierte, umfangreiche Software-Anwendungen, mit deren Hilfe Ökobilanzen erstellt werden können, sind derzeit verfügbar. Diese Anwendungen weisen jedoch einige Nutzungsbarrieren für deutschsprachige Einsteiger in deutschsprachigen kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) auf. Unter anderem verhindern Anschaffungskosten, vielfältige und komplexe Funktionalitäten oder fehlende integrierte Hilfetexte einen erfolgreichen Einsatz. Zudem fehlen integrierte Entscheidungshilfen – auch in den etablierten Anwendungen. Die im Rahmen des IT-for-Green-Projekts zu entwickelnde Ökobilanzierungssoftware soll diese Barrieren überwinden und dadurch die Verbreitung der Ökobilanz-Methode in KMU fördern. Zur Entwicklung einer solchen Software wird zunächst eine Ökobilanz für ein Produktsystem in Kooperation mit einem mittelständischen Unternehmen erstellt. Es zeigt sich, dass KMU aufgrund beschränkter personeller Kapazitäten Schwierigkeiten haben können, die In- und Outputs ihrer Prozesse zu spezifizieren. Hinzu kommt, dass die Daten für die In- und Outputs der unternehmensexternen Prozesse in der Regel nicht ohne weiteres erhoben werden können. Das Ergebnis ist eine Sachbilanz, die unvollständige und ungenaue Angaben enthält und die damit nur eine unzureichende Basis für eine Wirkungsabschätzung darstellt. Aber auch der Weg zur unvollständigen und ungenauen Ökobilanz kann Unternehmen zu einigen wichtigen Erkenntnissen und Informationen führen (z. B. zur Aufdeckung verborgener Potenziale im Umweltschutz). Letztlich gilt jedoch: Je detaillierter und umfangreicher eine Ökobilanzierung durchgeführt wird, desto detaillierter und umfangreicher sind auch die Erkenntnisse und Informationen, die daraus gewonnen werden können. Die Software soll daher den Anwender zu möglichst vollständigen und genauen Umweltinformationen über Produkte und Prozesse verhelfen, auf deren Basis dann diese verglichen und besonders umweltfreundliche Optionen identifiziert werden können.

Henning Gösling, Matthias Hausmann, Fabian Renatus, Karsten Uphoff, Jutta Geldermann

Kapitel 13. Arbeitskreis Stoff- und Energieströme Bremen – Oldenburg: ein Kurzporträt

Die Analysen von Stoff- und Energieströmen sind oft die Grundlage für die Erhöhung der Ressourceneffizienz. Durch Abbilden und Analysieren der Materialströme werden nicht optimal genutzte Ströme aufgezeigt und Optimierungsmaßnahmen können entwickelt werden, um die Ressourceneffizienz zu erhöhen. Materialstromeffizienz und Energieeffizienz liegen sehr nah beieinander, daher ist es sinnvoll diese zusammen zu betrachten. In Nordwestdeutschland haben sich in 2012 Experten auf den Gebieten der Stoff- und Energieströme in einer Arbeitsgruppe zusammen getan um ihre Expertise zu bündeln und gemeinsame Aktivitäten zu koordinieren. Die Kompetenzen reichen von ökobilanzieller Betrachtung, abfallwirtschaftlicher Fragestellung, Produktionstechnik sowie die Entwicklung und Anwendung Stoffstrom- und Energiestrombasierter Software. Die beteiligten Institutionen verfügen über langjährige Projekterfahrung auf dem Gebiet und tauschen sich regelmäßig aus. Die Arbeitsgruppe zielt vor allem darauf ab, dass durch die Kompetenzbündelung Projektideen im größeren Maßstab umgesetzt werden können. Weiterhin stellt der Arbeitskreis eine zentrale Anlaufstelle für alle Fragen rund um die Themen Nachhaltigkeit im Unternehmen, Ressourceneffizienz und ökologische Bewertung von Produkten und Prozessen dar.

Alexandra Pehlken, Stefan Gössling-Reisemann, Till Zimmermann, Henning Albers, Martin Wittmaier, Jorge Marx Gómez, Marc Allan Redecker

Kapitel 14. Kollaborative Maßnahmenbestimmung bei Grenzwertüberschreitungen auf Basis Gekoppelter Informationssysteme

Die Nutzung Betrieblicher Umweltinformationssysteme (BUIS) im Rahmen der betrieblichen Gefahrenabwehr ist bisher noch weitgehend unerforscht. Dabei lassen sich gerade Informationen, die von BUIS verwaltet werden, als wichtige Indikatoren von Gefahren und darüber hinaus auch zur Bestimmung von Abwehrmaßnahmen verwenden. Im vorliegenden Beitrag wird ein entsprechender konzeptioneller Ansatz vorgestellt. Grenzwertüberschreitungen von Umweltkennzahlen, die im geringfügigen Bereich liegen, aber dennoch aus Sicht der Gefahrenabwehr von Bedeutung sind, stehen dabei im Mittelpunkt. Als Beispiel wird ein fiktives Anwendungsszenario beschrieben, in dem an einem Produktionsstandort eines Chemieunternehmens ein erhöhter Bleigehalt im Abwasser festgestellt wird. Der vorgeschlagene Ansatz sieht zur Abwehr von Gefahren aus Grenzwertüberschreitungen vordefinierte Handlungsanweisungen vor. Zur Auswahl stehende Gefahrenabwehrmaßnahmen werden durch einen automatisierbaren kollaborativen Entscheidungsprozess beurteilt. Von den Akteuren können dabei Schablonen für Gruppenentscheidungsprozesse und Entscheidungsmodelle verwendet werden. Es eignen sich dabei insbesondere multikriterielle und auf Bewertungsverfahren wie dem Analytic Hierarchy Process beruhende Entscheidungsmodelle. Die von den Schablonen abgeleiteten Prozess- und Modellinstanzen können auf die jeweiligen situationsspezifischen Anforderungen angepasst werden. Dem Ansatz liegt ein Konzept zur Kopplung von BUIS, Gefahrenmanagementsystemen und Gruppenentscheidungsunterstützungssystemen zu Grunde.

Heiko Thimm

Chapter 15. Nutzung von Umweltzeichen in der IT-Branche Einflussfaktoren aus neoinstitutionalistischer Perspek-tive

Der Beitrag berichtet von ersten empirischen Ergebnissen eines Forschungsvorhabens, das die Nutzung von Umweltzeichen durch Unternehmen, hier der IT-Branche, in den Fokus rückt. Als theoretischer Bezugsrahmen fungiert der Neoinstitutionalismus. Aus leitfadengestützten Experteninterviews ergeben sich erste Hinweise auf Hemmfaktoren der Verbreitung anspruchsvoller Labels, woraus sich wiederum Ansatzpunkte für die Förderung der Verbreitung solcher Umweltzeichen finden lassen. Mit diesem Beitrag sollen vorläufige Ergebnisse vor einem interessierten Fachpublikum zur Diskussion gestellt werden. Eine detaillierte Rechtfertigung der Theorie und Methodenwahl muss an anderer Stelle erfolgen. Als vorläufiger Befund kann festgehalten werden: Die legitimierende Wirkung von den vergleichsweise anspruchsvollen, holistischen (ISO Typ I) Labels steht für die Unternehmen nicht im Vordergrund. Die Produktpolitik der Unternehmen wird aber auf Energieeffizienz- und Klimaschutzziele ausgerichtet, was sowohl mit der Wahrnehmung politischer Diskurse als auch mit Kundenanforderungen begründet wird. Das in weiten Zügen als heterogen gesehene Beschaffungsverhalten der öffentlichen Hand fördert die Etablierung freiwilliger Umweltzeichen nicht. Im Bereich der Abteilungsdrucker dagegen findet eine gleichförmige Labelnutzung statt, was explizit mit Anforderungen öffentlicher Kunden begründet wird.

Markus Glötzel

Kapitel 16. Entscheidungsunterstützung für Sustainable Supply Chain Management in der Praxis

Das strukturierte Modellieren und Management von nachhaltigen Supply Chains im Bereich der Bioenergie wird sowohl für Projektplaner als auch für andere Stakeholder immer wichtiger. Bioenergie spielt in Europa eine zentrale Rolle für das Erreichen der sog.“20-20-20 Ziele” der Europäischen Union (

http://ec.europa.eu/clima/policies/package/index_en.htm

): (i) Reduzierung der Treibhausgase um 20 % im Vergleich zu 1990, (ii) Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien um 20 %, sowie (iii) Verbesserung der Energieeffizienz um 20 %. Während traditionelle erneuerbare Energien wie Photovoltaik oder die Windenergie eine unmittelbare Produktion von Energie aus konstanten Quellen wie Licht oder Wind durchführen, ist dies bei Bioenergiekonzepten nicht der Fall. Hier muss konstant für einen Nachschub von Biomasse gesorgt werden; die Produktion von Energie (bspw. Hitze oder Elektrizität) kann ansonsten nicht kontinuierlich gewährleistet werden. Hier stehen Betreiber solcher Bioenergieanlagen vor den Problemen des traditionellen Supply Chain Managements. Das Planen und Aufrechterhalten einer nachhaltigen Supply Chain erfordert viele Schritte und ein wesentlicher Punkt beim Planen einer Bioenergieanlage stellt somit die Berücksichtigung von unterschiedlichen Rohstoffalternativen dar. Im Rahmen des Interreg-Projektes „enercoast“ wurde eine Software erstellt, die es ermöglicht eine Bioenergie Supply Chain zu modellieren. Weiterhin wird die Konstruktion von Szenarien dieser Wertschöpfungsketten durch eine intuitive Benutzungsoberfläche ermöglicht. Aufbauend auf diesen Szenarien und entsprechenden Indikatoren und Gewichtungen kann anschließend ein Entscheidungsunterstützungsverfahren eingesetzt werden, um somit Projektplanern weitere Hinweise für die Planung einer Bioenergielösung zu ermöglichen.

Daniel Meyerholt, Hilmar Gerdes

Green Production & Green Logistics

Chapter 17. Entwicklung von strategischen Kennzahlen im Bereich der Produktion

Die Produktion ist als wesentlicher Verursacher von Umweltschäden identifiziert. Deswegen zielen viele Unternehmen auf nachhaltige Produktion durch laufende Verbesserung der Produkte sowie Produktionsprozesse und -verfahren, um den Energie- und Rohstoffeinsatz bei gleichbleibender Qualität der Produkte weiter zu reduzieren. Das Umweltmanagement versucht insbesondere, Schwachstellen zu ermitteln, die Beeinflussung von negativen Umwelteinwirkungen auf zukünftige produktionsbezogene Unternehmensaktivitäten zu erkennen sowie die Umweltleistung der Unternehmen zu verbessern. Die Defizite in der umweltorientierten strategischen Dimension innerhalb des Führungssystems verringern aber die Möglichkeit, geeignete strategische Entscheidungen zu finden und gleichzeitig langfristige Umweltziele zu planen. Die betriebswirtschaftlichen und umweltbezogenen Kennzahlen werden als wichtiges operatives Instrument für die Generierung und Erfassung der ökologischen und ökonomischen Informationen in kombinierter Form der Tatbestände dargestellt. Damit das strategische Defizit reduziert werden kann, sollten die ökologischen und wirtschaftlichen Kennzahlen nicht nur auf der operativen Ebene des Managements berücksichtigt werden, sondern auch auf der strategischen Ebene, um geeignete strategische Entscheidungen zu finden und gleichzeitig langfristige Umweltziele zu bilden. In diesem Beitrag werden strategische Kennzahlen als eine Brücke für die Umsetzung der strategischen Aufgaben der Unternehmensführung bzw. des Umweltmanagements vorgestellt, damit strategische umweltschutzorientierte Informationen geliefert und ein ökologisch-strategisches Entscheidungsmodell gebildet werden können.

Miada Naana, Horst Junker

Kapitel 18. Nutzung bestehender BPM-Modelle zur Einführung des Green Business Process Managements

Die Gestaltung, Optimierung und Dokumentation von Geschäftsprozessen sind wesentliche Faktoren für den Ausbau und Erhalt der Leistungsfähigkeit eines Unternehmens. Diese Faktoren werden unter dem Begriff Business Process Management (BPM) zusammengefasst und erfahren in den letzten Jahren große Beachtung. Grade vor dem Hintergrund konstatierender Märkte wird die interne Optimierung ein wesentlicher Faktor für die Sicherung der Marktstellung eines Unternehmens sein. Green Business Process Management (GBPM) stellt eine Erweiterung des BPM um den Faktor der Nachhaltigkeit dar. Diese spielt zunehmend eine wichtige Rolle für den Erfolg eines Unternehmens. Durch die Nutzung von bestehenden Modellen aus dem BPM können Synergien genutzt und eine einfache Integration in bestehende Systeme erreicht werden. So kann im GBPM eine Konzentration auf neue nachhaltig ausgerichtete Paradigmen und Kennzahlen gelegt werden. In diesem Artikel wird erläutert, wie bestehende Modelle des BPM verwendet werden können, um die Anforderungen eines GBPM zu erfüllen. Dazu wird das BPM anhand eines Modells dargestellt und um die Dimension der Nachhaltigkeit erweitert.

Klaas Schmidt, Timo von der Dovenmühle

Chapter 19. Erweiterung des Produktkonfigurationsprozesses um Aspekte der Nachhaltigkeit Konzeption eines Prototyps für die industrielle Produktion

Ein produktbezogener Nachhaltigkeitsansatz ermöglicht industriellen Unternehmen, ihre Produkte anhand ökologischer, ökonomischer und sozialer Aspekte zu gestalten und sich dadurch am Markt zu differenzieren. Dieser Ansatz macht sich den Produktkonfigurationsprozess zunutze, um den Nachhaltigkeitsgedanken auf Produktebene zu erschließen. Der Produktkonfigurationsprozess bietet sich als Ansatzpunkt an, da in diesem technische und qualitative Eigenschaften des Produkts determiniert werden. Außerdem ermöglichen es Produktkonfiguratoren einen IT-gestützten, produktbezogenen Nachhaltigkeitsansatz im Kontext der Produktentstehung zu verfolgen. Basierend auf einer empirischen Untersuchung in zehn mittelständischen Unternehmen wurden mögliche praxisrelevante Nachhaltigkeitsindikatoren identifiziert und operationalisiert. Nach einer Reduktion aufgrund verschiedener Kriterien verblieb ein Satz von acht Indikatoren. Diese Indikatoren ermöglichen es, verschiedene Aspekte der Nachhaltigkeit von Produkten zu quantifizieren und so bei der Konfiguration von Produkten zusätzlich die drei Nachhaltigkeitsdimensionen Ökologie, Ökonomie und Soziales zu berücksichtigen. Ein bestehender Produktkonfigurator wurde auf Basis der ermittelten Indikatoren prototypisch um eine Nachhaltigkeitssicht erweitert. Dieser Prototyp demonstriert die Möglichkeit zur Unterstützung des produktbezogenen Nachhaltigkeitsansatzes durch Informationssysteme.

Claudia Erdle, Samuel Mathes, Dominik Morar, Heiner Lasi, Hans-Georg Kemper

Chapter 20. Risikoorientierte Prozessmodelle in BPMN – Stand des Wissens und Potenziale

Operationelle Risiken – die ältesten Risiken der Welt – ergeben sich aus dem Handeln bei jeglicher Geschäftstätigkeit in einem Unternehmen und damit aus deren Prozessen (risknews

2004b

). Sie beeinflussen erheblich den Erfolg oder Misserfolg einer Unternehmung und sollten durch ein Risikomanagement verhindert, vermindert oder übertragen werden. Das Management operationeller Risiken, die auch als Prozess- oder Betriebsrisiken bezeichnet werden, nimmt folglich erheblichen Einfluss auf das Prozessmanagement und sollte mit diesem eng verknüpft werden. Dies bedeutet, dass aufbauend auf der Bewertung von Risiken Optimierungspotenziale entwickelt werden, die sich in einer Änderung des Prozessdesigns oder Anforderungen an Prozessbeteiligte widerspiegeln. Die Erweiterung der Prozessmodelle um den Risikoaspekt unterstützt folglich das Risikomanagement von der Identifikation bis zur Dokumentation. Vor diesem Hintergrund werden in dem Beitrag der Stand risikoorientierter Prozessmodelle im Allgemeinen und insbesondere Arbeiten mit der BPMN dargestellt. Methodische Ansätze werden ebenso berücksichtigt wie Arbeiten mit anderen Notationen wie zum Beispiel mit Ereignisgesteuerten Prozessketten (EPK). Die Vor- und Nachteile risikoorientierter Prozessmodelle werden aufgezeigt. Die sich ergebenden Potenziale, offene Fragestellungen und Bedarfe werden herausgearbeitet. Abschließend wird am Beispiel der Instandhaltung von Offshore-Windparks eine mögliche Anwendung risikoorientierter BPMN-Prozessmodelle vorgestellt.

Saskia Greiner

Kapitel 21. Das Informationssystem der Umweltprobenbank des Bundes als Baustein im betrieblichen Umweltmanagementsystem

Bisherige Ansätze betrieblicher Umweltinformationssysteme fokussieren auf den Ressourcenverbrauch, beim Nachweis des Einsatzes der „besten verfügbaren Technik“ (BVT) muss aber auch die regelmäßige Messung von Umweltbelastungen administriert und dokumentiert werden. Das Umweltbundesamt hat seit den 1980er-Jahren Instrumente für eine systematische Umweltbeobachtung entwickelt, insbesondere ein Informationssystem, das 2012 technisch erneuert und in einer Weise generalisiert wurde, die es auch für den betrieblichen Einsatz geeignet erscheinen lässt. Dieser Beitrag beschreibt die Unterstützung der einzelnen Prozessschritte Probenplanung, Probenahme und Einlagerung, Ergänzung von Analysedaten aus dem Labor sowie spätere Auswertungen. Ein Schwerpunkt ist die Konfiguration der Stammdaten und Probenahmepläne in einfachen Dialogen. Hierbei werden Humanproben und Spezies aus verschiedenen Ökosystemtypen, aber auch Umweltmedien wie Boden, Wasser, Schwebstoff, Luft oder Feinstaub unterstützt. Bei der Probenahme können Beobachtungen und Messungen der Probanden erfasst werden, z. B. Biometrie oder Anamnese, aber auch Randbedingungen aller Art. Durch langjährige Probenserien entsteht so ein Archiv der Umweltbelastungen, das flexibel nach aktuellen Gesichtspunkten ausgewertet werden kann. Die dauerhafte Lagerung des Probenmaterials ermöglicht weiterhin ein retrospektives Monitoring, also die Analyse zurückliegender Proben mit aktuellen Methoden und Fragestellungen.

Thomas Bandholtz, Maria Rüther

Kapitel 22. Eine Light-Weight Composite Environmental Performance Indicators (LWC-EPI) Lösung – Eine systematische Entwicklung von EMIS, deren Anforderungen und Hindernisse aus Anwender-, Experten, und KMU-Perspektive

In Anbetracht der rasanten Veränderungen der Umwelt wird die Relevanz der aktuellen Umweltpolitik auf den Prüfstand gestellt. Umweltveränderungen werden sichtbar, und ihre Auswirkungen haben das Potenzial, in den nächsten Jahrzehnten irreversibel zu werden. Eine klare und umfassende Kommunikation eines Unternehmens zur Nachhaltigkeit seiner Unternehmenspolitik hat sich zu einem zunehmend wichtigen Faktor für den Erfolg in Markt entwickelt. Performance-Indikatoren, die im Einklang mit nachhaltigen Themen stehen und damit die Fähigkeit eines Unternehmens für die Nachhaltigkeitsberichterstattung darstellen, ein Weg, um dieser Herausforderung zu begegnen. Diese Arbeit beleuchtet die wachsenden Bedürfnisse der Beteiligung kleiner und mittlerer Unternehmen (KMU) in dieser ökologischen Nachhaltigkeitsbewegung. Die vorliegende Studie untersucht die Barrieren, mit denen KMU konfrontiert sind, Environmental Management Systems (EMS) zu implementieren und Environmental Management Information Systems (EMISs) zu verwenden. Darüber hinaus bietet dieser Beitrag Empfehlungen, wie ein geeignetes EMIS für KMU zu entwickeln ist. Dieser Beitrag umfasst eine Zusammenfassung der LWC-EPI-System-Ansatzes, der die Systemerwartung und die ihr zugrunde liegende Architektur auf Basis von Experten-Empfehlungen und Anforderungen der Anwender aus einer umfassenden Befragung von 272 Unternehmen beschreibt. Basierend auf den vorherigen und einer ähnlichen Studie präsentiert der Beitrag den ECET-Anforderungsrahmen als ein konzeptionelles Modell. Dieses Modell ist geeignet, Unternehmen zu helfen, sich auf relevante Themen zu konzentrieren, wenn sie mit der Realisierung oder Erweiterung eines EMIS konfrontiert sind.

Naoum Jamous, Frederik Kramer, Holger Schrödl

Kapitel 23. BUIS für den produktionsintegrierten Umwelt-schutz – Wunsch oder Wirklichkeit?

Zumindest die wissenschaftliche Literatur schenkt den BUIS für den produktionsintegrierten Umweltschutz besondere Aufmerksamkeit. Ein unbefangener Beobachter hätte erwartet, dass diese BUIS-Ausprägung bis auf die Detailebene „durchspezifiziert“ worden ist. Dem ist aber nicht so. Da betriebswirtschaftlich orientierte Software (z. B. ERP-, aber auch PPS-Systeme) und BUIS für den produktionsintegrierten Umweltschutz prinzipiell den gleichen Gegenstandsbereich – den Bereich der Produktion – abdecken, können solche BUIS dem sog. Add on-, dem Erweiterungs- oder dem Integrationsmodell folgend konzipiert werden. Dabei gilt das Integrationsmodell als besonders leistungsfähig. In diesem Modell ist eine Softwarearchitektur zu entwerfen, die der Ökonomie und Ökologie gleichberechtigt Rechnung trägt. Eine Systemrealisierung nach diesem Modell existiert bislang nicht. Soll das Erweiterungsmodell realisiert werden, sind bereits bestehenden Funktionalitäten eines PPS-Systems umweltschutzorientierte Ergänzungen hinzuzufügen. Die Integration findet somit durch die Entwicklung von Add ons auf der Ebene einzelner Funktionen statt. Systeme dieser Ausprägung sind ebenfalls nicht bekannt. Nach dem Add on-Modell wird neben bestehenden PPS-Systeme ein eigenständiges BUIS für den Produktionsbereich entwickelt. Ein solches Modell hat schwerwiegende Nachteile, da ggf. gleiche Daten in beiden Systemen vorgehalten werden müssen – ein Verstoß gegen das Prinzip der Einmalerfassung – und die Anwender mit vermutlich unterschiedlichen Verarbeitungsergebnissen konfrontiert werden, da solche BUIS im Vergleich zu PPS- oder ERP-Systemen unterschiedliche Ziele verfolgen. Damit würde es den Anwendern überlassen bleiben, welchen der erarbeiteten Ergebnissen er zu folgen bereit ist. Ein Zustand, der bei operativen Systemen nicht zugelassen werden kann. Folgt man dem unterstellten ganzheitlichen Ansatz, ist die Realisierung von BUIS zum produktionsintegrierten Umweltschutz mit exorbitanten Schwierigkeiten verbunden. Erst wenn man Teilsysteme herausgreift, wie beispielsweise Recycling- und/oder Demontagesysteme, die üblicherweise nicht Bestandteile „klassischer“ PPS- bzw. ERP-Systeme darstellen, scheint eine solche systemtechnische Integration möglich.

Horst Junker

(betriebliche) IS zur Förderung nachhaltiger Mobilität

Frontmatter

Kapitel 24. Informations- und Planungssystem für nachhaltige Mobilität

In dieser Arbeit wird ein Informations- und Planungssystem vorgestellt, welches das Mobilitätsmanagement bei der Förderung einer nachhaltigen Mobilität unterstützt. Dieses System übernimmt sowohl die informierenden und beratenden Funktionen für die Endkunden von Mobilitätsdienstleistungen, als auch planerische Maßnahmen für die Verkehrsbetriebe. Es steht vor allem eine dynamische Erweiterbarkeit des Informations- und Planungssystems, beispielsweise um neue Datenquellen, im Vordergrund. Außerdem soll es als Wissenslieferant für beliebig viele externe Systeme fungieren können. Das Informations- und Planungssystem verfolgt das Ziel, aus Mobilitätsdaten zeit- und standortsabhängiges Wissen über kritische Mobilitätsbedürfnisse zu erlangen. Mit diesem Wissen soll auf der einen Seite sowohl eine kurzfristige als auch eine langfristige Beeinflussung der Betriebsplanung der verschiedenen Verkehrsbetriebe des ÖPNVs erlangt werden. Auf der anderen Seite sollen mit dem Wissen die Verkehrsmittelnutzer durch verschiedene Kanäle des Mobilitätsmarketings in ihrer Verkehrsmittelwahl beeinflusst werden. Die Mobilitätsbedürfnisse werden dabei in Echtzeit aus verschiedenen Mobilitätsdaten, die Beispielsweise bei der Nutzung von Fahrplanungsapplikationen oder durch Fahrgastzählanlagen generiert werden, extrahiert und anschließend von dem Informations- und Planungssystem analysiert. Bei der Analyse der Mobilitätsdaten wird ein Kennzahlensystem genutzt, welches in Verbindung mit dem Promethee-Verfahren einen auslastungsabhängigen Vergleich verschiedener Verkehrsmittel zu einem bestimmten Zeitpunkt ermöglicht. Die während der Analyse gefundenen kritischen Zusammenhänge werden an die Reportingschicht des Informations- und Planungssystems weitergeleitet und dort an verschiedene externe Systeme, wie zum Beispiel die Betriebsplanungssysteme der ÖPNV-Betriebe oder Fahrgastinformationssysteme, weitergeleitet.

Sven Kölpin

Kapitel 25. Containerterminalbetriebe als Wegbereiter für Elektromobilität – Herausforderungen für die IKT beim Management batterie-elektrischer Schwerlastverkehre

Durch die Transformation des Energiesystems und die flächendeckende Einführung von Elektrofahrzeugen entstehen neue Herausforderungen und Chancen für den Betrieb der Stromnetze mit zusätzlichen Lasten und für den vertriebsorientierten Handel an den Strommärkten. In dieser Hinsicht sind Berührungspunkte zwischen der Branche der Energiewirtschaft und der Automobilbranche untersucht worden. In Verbindung des Themengebiets Elektromobilität mit dem Themengebiet zukünftiger intelligenter Stromnetze werden Anwendungs- und Geschäftsfälle für die Integration von Elektrofahrzeugen und insbesondere ihrer Batteriespeichersysteme erarbeitet. Die Motivation für das in diesem Beitrag vorgestellte Forschungs- und Entwicklungsvorhaben ist, in einem Containerterminalbetrieb exemplarisch für das Einsatzgebiet Logistik und Produktion die IKT-basierte Netz- und Marktintegration von vollständig elektrifizierten Schwerlastfahrzeugen zu untersuchen und die daraus erwachsenden Synergiepotenziale herauszuarbeiten. Der Containertransport wirft lokal einen erheblichen Energiebedarf auf, der durch eine Umstellung von Transportfahrzeugen mit Verbrennungsmotor (diesel-mechanischer Antriebsstrang) oder Dieselstromgenerator (diesel-elektrischer Antriebsstrang) auf batterie-betriebene Transportfahrzeuge in die Stromsparte verlegt werden kann. Gerade für küstennahe Standorte wie einen Containerhafenbetrieb können sich daraus Möglichkeiten ergeben, die naturgemäß unsicheren Stromerträge von Erzeugungsanlagen auf Basis erneuerbarer Quellen wie Sonne und Wind stärker als anderswo zu nutzen und bei den Bezugspreisen von der Verwertung unerwarteter Stromüberschüsse zu profitieren. Dafür sind neue Verfahren für die betriebswirtschaftlich integrierte Planung des Elektrofahrzeugeinsatzes und des Einsatzes von Wechselbatterien erforderlich.

Serge Alexander Runge, Hans-Jürgen Appelrath, Sebastian Busse, Lutz Kolbe, Ralf Benger, Hans-Peter Beck

Kapitel 26. Erstellung eines generischen Datenmodells zur Implementierung eines Sustainability CRM

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Findung eines generischen Datenmodells, welches es einem potenziellen Anwender ermöglicht, das Konzept eines Sustainability CRM als Anwendungssystem umzusetzen. Zur Erreichung dieses Ziels werden die Bestandteile eines solchen Modells identifiziert und mit den Möglichkeiten von bestehenden CRM-Standardsoftwaresystemen (insbesondere Customizing) kombiniert. Grundlage für die Identifikation der benötigten Bestandteile bildet die Konstruktion des nachhaltigen Kundenwerts. Hierbei handelt es sich um die zentrale Kennzahl des Sustainability CRM und bildet das nachhaltig-orientierte Gegenstück zum klassischen Kundenwert aus der traditionellen CRM-Welt. Das vergleichsweise noch sehr junge Konzept des Sustainability CRM verfügt bislang nur unzureichend über Modelle, was eine effektive Nutzung eines solchen Systems nicht möglich macht. Diese Arbeit erschafft durch den Entwurf eines Datenmodells einen elementaren Baustein zur Verwirklichung des Konzepts. Eine detailliertere Beschreibung des genauen Vorgehens und der verwendeten Forschungsmethoden findet sich in der zugehörigen Abschlussarbeit (vgl. Stamer

2012

). Abschließend wird das entstandene Modell in einem Referenzsystem getestet.

Daniel Stamer

Kapitel 27. Data Mining im Rahmen eines Sustainable Customer Relationship Management zur Optimierung intermodaler Mobilität

Für eine nachhaltige Entwicklung ist die Veränderung bestehender Konsummuster von großer Bedeutung. Vor diesem Hintergrund bietet sich eine nachhaltigkeitsorientierte Anwendung des Customer Relationship Managements an. Der an der Universität Oldenburg entwickelten Routenplanungssoftware Jinengo liegt ein solches Verständnis des Customer Relationship Managements zugrunde. Die Plattform ist eine mobile Anwendung zur Planung von Reiserouten unter Berücksichtigung verschiedener Verkehrsmittel und ermöglicht so intermodale Mobilität. Die von Jinengo empfohlenen Routen basieren auf den individuellen Anwenderpräferenzen, motivieren aber jeweils zur Wahl nachhaltiger Alternativen. Die persönlichen Daten des Anwenders sowie seine in der Vergangenheit gewählten Reiserouten werden für die Empfehlungen bislang allerdings nicht berücksichtigt. Die vorliegende Arbeit diskutiert daher den Einsatz von Data Mining zur Analyse von Gründen und genauer Ausgestaltung individuellen Mobilitätsverhaltens. Dazu werden die Methoden Assoziation, Clustering und Klassifikation bezüglich ihrer Potentiale zur Verbesserung des Marketings nachhaltiger Mobilitätsangebote untersucht. Auf diese Weise wird der Closed Loop zwischen operativem und analytischen Customer Relationship Management exemplarisch geschlossen.

Marcel Severith, Thees Gieselmann, Benjamin Wagner vom Berg, Jorge Marx Gómez

Nachhaltigkeitsmanagement und -kommunikation

Frontmatter

Kapitel 28. Status Quo der Wirtschaftsprüfung von Nachhaltigkeitsberichten

Unternehmen integrieren neben ökonomischen auch ökologische und soziale Ziele in die Geschäftsstrategie und wollen ihre nachhaltige Geschäftstätigkeit durch die Veröffentlichung eines Nachhaltigkeitsberichts nachweisen. Um die Glaubwürdigkeit dieses Berichts in der Nachhaltigkeitskommunikation zu erhöhen, gibt es die Möglichkeit der Wirtschaftsprüfung durch einen unabhängigen Dritten, einer Wirtschaftsprüfungsgesellschaft. Aufgrund mangelnder gesetzlicher Regulierungen im Bereich der Prüfung von Nachhaltigkeitsberichten gibt es von verschiedenen Organisationen entwickelte Regelwerke und Prüfungsstandards. Diese sind zum einen hilfreich bei der Erstellung eines Nachhaltigkeitsberichts für Unternehmen, zum anderen ermöglichen sie die einheitliche Prüfung nach festen Prinzipien. Dieser Beitrag stellt mittels eines Literaturreviews den Status Quo der Wirtschaftsprüfung von Nachhaltigkeitsberichten in der wissenschaftlichen Literatur heraus. In diesem Kontext werden drei gängige Prüfungsstandards beschrieben. Weitergehend sind leitfadengestützte Experteninterviews durchgeführt worden, die die literaturgestützte Beschreibung erweitern. Ein Ergebnis ist, dass es keinen allgemein anerkannten und verwendeten Prüfungsstandard gibt. Weitergehend müssen sich existierende Prüfungsstandards ständig weiterentwickeln, nicht zuletzt aufgrund der sich ständig ändernden Anforderungen.

Marc Walterbusch, Jan Handzlik, Frank Teuteberg

Chapter 29. Ergebnisse einer qualitativen Befragung zur Gestaltung von Nachhaltigkeitsberichten

Stakeholder gehen vermehrt dazu über Informationen hinsichtlich der Nachhaltigkeit der unternehmerischen Aktivitäten einzufordern, was dazu führt, dass die Nachhaltigkeitsberichterstattung, welche bspw. nachweislich das Potenzial besitzt Kauf- oder Investitionsentscheidungen positiv zu beeinflussen, weiter an Bedeutung gewinnt. Die Gestaltung der Berichte variiert stark, daher stellt sich die Frage, welche Merkmale sie aufweisen sollten, um einen möglichst großen Nutzen für das berichterstattende Unternehmen zu erzielen. Im Rahmen dieses Beitrags werden anhand der Analyse einer qualitativen Befragung von 260 Teilnehmern Verbesserungspotenziale für die unternehmerische Nachhaltigkeitsberichterstattung mit dem Nachhaltigkeitsbericht des BASF-Konzerns als Referenz aufgedeckt und diskutiert. Begründet durch eine Diskussion der bekannten IS-Theorien Cognitive Fit und Task Technology Fit stehen dabei das Verhältnis von Text, Tabellen und Grafiken, die Bereicherung durch multimediale Inhalte, wie Videos und interaktive Grafiken, sowie generelle Verbesserungsvorschläge im Mittelpunkt der Betrachtung. Die überwiegende Mehrheit der Befragten war dabei der Ansicht, dass die im untersuchten Nachhaltigkeitsbericht enthaltenen Informationen zu oft in Form von Texten aufbereitet wurden und dass diese besser anschaulich anhand von Grafiken oder Tabellen dargestellt werden sollten.

Matthias Gräuler, Frank Teuteberg

Chapter 30. Vorüberlegungen zu strategischen Betrieblichen Umweltinformationssystemen

Die Frage nach der Notwendigkeit und des Stellenwertes der strategischen betrieblichen Umweltinformationssysteme (BUIS) ist nicht ganz neu, aber immer noch nicht befriedigend beantwortet worden. Die berechtigte Hoffnung ist nun auch, dass ein solches strategisches BUIS der Herausforderung der betrieblichen Nachhaltigkeit einen erheblichen Schub verleihen könnte. Schließlich geht es bei der Sicherstellung der betrieblichen Nachhaltigkeit nicht nur darum, hier und da ein paar Ineffizienzen zu beseitigen. Vielmehr dürfte die betriebliche Nachhaltigkeit mit einer grundlegenden und dauerhaften Veränderung des betrieblichen Selbstverständnisses verbunden sein. Es ist eine Gestaltungs- oder besser gesagt langfristige Interventionsaufgabe der Unternehmensführung, diesen Sinneswandel zu befördern und in neue betriebliche Institutionen zu überführen. Die im Folgenden dargestellten Vorüberlegungen greifen sozialwissenschaftliche Zugänge zur zwischenmenschlichen Kommunikation und davon abgeleitet zur (Unternehmens-) Kultur auf. Daraus lassen sich nun die dringend benötigten Entwicklungsleitbilder und Entwicklungsmetaphern für ein strategisches BUIS ableiten.

Andreas Möller

Kapitel 31. Nachhaltige Mitarbeiter-Kommunikation innerhalb einer Lieferkette mit CoBox

Im Zuge der Globalisierung entsteht die Notwendigkeit, dass Unternehmen Unternehmensverantwortung übernehmen, um die negativen Auswirkungen der Globalisierung zu minimieren und zu einer nachhaltigen Entwicklung beizutragen. Um diesem Anspruch gerecht zu werden ist eine optimale Balance zwischen ökonomischen, ökologischen und sozialen Zielen in der gesamten Wertschöpfungskette notwendig.

Sabine Hoenicke, Alexander Elsas

Kapitel 32. Indikatorenentwicklung für skalenübergreifende Transformationsprozesse

Am Beispiel nachhaltige Klimaanpassung in der Landnutzung

Der schon stattfindende und zukünftig noch mit stärkeren Auswirkungen spürbar werdende Klimawandel stellt einen schwer quantifizierbaren und zu verortenden Unsicherheitsfaktor dar. Dieser Umstand ist bisher wenig in regionale bzw. lokale Entscheidungsprozesse zu Landnutzungsänderungen integriert worden. Gleichwohl erfordern Flächennutzungskonflikte insbesondere unter den Auswirkungen des Klimawandels einen Wandel in der Landnutzung, sowohl in der Ernährungs- als auch Energiewirtschaft. Transformationsprozesse, die zu mehr Nachhaltigkeit beitragen, erfordern Indikatoren zur Unterstützung von Entscheidungen, die diese Unsicherheiten berücksichtigen. Daher müssen die genannten Unbekannten, die zueinander in sich ändernden Konstellationen stehen, in einen Zusammenhang zueinander gesetzt, gewichtet und mit verfügbaren Datensätzen abgeglichen werden können. Die Abbildung solcher Situationen für konkrete Problemlagen erfordert die Entwicklung eines Indikatorensets, das die Machbarkeit von Transformationsprozessen sowohl hinsichtlich der Fähigkeiten relevanter Akteure als auch bezüglich der Auswirkungen auf die Umwelt aufzeigt. Aufbauend auf dem Konzept der Ecosystem Services werden in diesem Beitrag Indikatoren entwickelt, die eine solche integrierte Bewertung unter dem Unsicherheitsfaktor Klimaanpassung erlauben und Beiträge zu klimaangepassten Landnutzungsänderung leisten. Weitere Schritte sehen z. B. eine Umsetzung in GIS-basierte Datenbankabfragen zur Entscheidungsunterstützung im regionalen Kontext vor.

Nana Karlstetter, Julia Oberdörffer, Ulrich Scheele

Kapitel 33. Nachhaltigkeitsberichterstattung – Freiwilliger Zwang?

In den letzten Jahren haben börsennotierte Unternehmen zunehmend das Konzept der Nachhaltigkeit als Marketinginstrument entdeckt. Dies führte auch zu einer steigenden Bedeutung der Nachhaltigkeitsberichterstattung. Nachhaltige Unternehmensführung und Berichterstattung hierüber ist vollständig mit dem Shareholder Value-Konzept vereinbar, wenn es zur Steigerung des Unternehmenswerts beiträgt. Dieser Beitrag zu den BUIS-Tagen, der auf den Vorarbeiten in (Kaspereit

2013

) basiert, analysiert aus theoretischer Perspektive, welche Rahmenbedingungen notwendig sind, damit Nachhaltigkeitsberichterstattung eine Unternehmenswert steigernde Strategie sein kann. Die Analyse führt zu der Erkenntnis, dass aufgrund des Wettbewerbs und der Marktkräfte ein Gleichgewicht entsteht, in dem tatsächlich nachhaltige Unternehmen ausführlich über ihre Nachhaltigkeit berichten, während nicht nachhaltige Unternehmen von einer solchen Berichterstattung absehen. Jenes Gleichgewicht entsteht unter den Bedingungen, dass die Kosten der Berichterstattung proportional zu dem berichteten Ausmaß der Nachhaltigkeit sind und die Grenzkosten der Berichterstattung vom wahren Ausmaß der unternehmensbezogenen Nachhaltigkeit abhängen. Zudem ist es möglich, dass für alle Unternehmen ein Nichtberichten vorteilhaft ist, dieses jedoch aufgrund spieltheoretischer Überlegungen nicht aufrecht erhalten werden kann.

Thomas Kaspereit

Chapter 34. Nachhaltigkeitsbildung in KMU – Entwicklung innovativer Lehr- und Lerndesigns

Das Thema Nachhaltigkeit ist in aller Munde, Umsetzungshinweise aber vielfach abstrakt-theoretisch, sodass die praxistaugliche Implementierung nachhaltiger Aspekte der Unternehmensführung gerade für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) eine Herausforderung darstellt. Diese stehen aber, ebenso wie große Unternehmen, vor der Herausforderung sich mit ihrer langfristigen Unternehmensentwicklung auseinanderzusetzen und zukunftsfähige Strukturen zu implementieren. Hier setzt das BMBF-geförderte Forschungsprojekt „Kompetenznetzwerk für Nachhaltigkeitsbildung in Unternehmen“ an. In diesem Projektvorhaben sollen Mitarbeitende, getreu dem Motto: „Hilfe zur Selbsthilfe“, zur praxisnahen Umsetzung des Themas Nachhaltigkeit in ihrem Unternehmen qualifiziert und so eine zukunftsfähige Unternehmensausrichtung auch für KMU ermöglicht werden. Hierzu werden, geleitet durch das Center für Lebenslanges Lernen (C3L), die Abteilung Wirtschaftsinformatik/Very Large Business Appli-cations (VLBA) der Carl von Ossietzky Universität Oldenburg sowie durch die ecco Unternehmensberatung, relevante Nachhaltigkeitsthemen evaluiert und die identifizierten Qualifizierungsbedarfe in ein konkretes Aus- und Weiterbildungs-angebot überführt. Das Projekt ist stark empirisch verortet und arbeitet eng mit verschiedenen KMU aus dem Nordwesten zusammen.

Meike Cordts, Karsten Uphoff

Kapitel 35. Analyse der Bewerbungs- und Zulassungsprozesse von Studierenden unter der Beachtung von Nachhaltigkeitsaspekten

Im Zuge eines Evaluations- und Einführungsprojekts zur zukünftigen Nutzung eines integrierten Campusmanagementsystems an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, wird in diesem Artikel der bisherige Prozessablauf im Bereich des Bewerbungs- und Zulassungswesen vor dem Hintergrund möglicher Verbesserungspotentiale unter der Beachtung nachhaltiger Entwicklung untersucht. Dazu wird zunächst eine theoretische Einführungen in die Themen Nachhaltigkeit, Campusmanagement- und Prozessmanagement-systeme sowie Prozessverbesserungen gegeben. Zudem werden bereits etablierte Ansätze für eine nachhaltigere Gestaltung von Prozessen in der öffentlichen Verwaltung vorgestellt. Anschließend wird der aktuelle Prozessablauf für die Bewerbung zum Bachelorstudium vorgestellt. Darauf aufbauend erfolgt die Präsentation, Bewertung sowie Beurteilung verschiedener Verbesserungsideen unter Betrachtung der drei Nachhaltigkeitsaspekte Ökologie, Ökonomie und Soziales. Als Ergebnis dieser Arbeit kann festgehalten werden, dass bei Umsetzung aller aufgezeigten Vorschläge als gemeinsames Bündel von Maßnahmen ein minimales Einsparpotential von 234,4 kg CO

2

sowie von 24.000 € pro Bewerbungsphase realisiert werden kann. Zudem sollten in zukünftigen Arbeiten bereits existierende IT-Systeme an der Otto-von-Guericke-Universität in die Betrachtung mit einbezogen und zu einem integrierten Campusmanagementsystem entwickelt werden.

Torsten Urban, Matthias Mokosch, Sven Gerber, Hans-Knud Arndt, Peter Krüger

Chapter 36. Risikowahrnehmung, Beurteilung des Umgangs der Behörden und Beurteilung der unternehmerischen Verantwortung in Bezug auf drei Umweltsituationen

In dieser Arbeit wurde einerseits das Verhältnis zwischen der Risikowahrnehmung und der Beurteilung des Umgangs mit Umweltrisiken seitens der entsprechenden Umweltbehörden und andererseits das Verhältnis zwischen der Risikowahrnehmung und der Beurteilung des Unternehmenssektors in Bezug auf drei wesentliche Themen untersucht: die endgültige Entsorgung von festen Siedlungsabfällen, die Abwasserreinigung der Stadt Córdoba und das erst vor Kurzem erlassene Waldschutzgesetz der Provinz Córdoba (Argentinien). Es wurden 197 Personenbefragungen mithilfe von Stichproben aus repräsentativen Bevölkerungsgruppen bezüglich der persönlichen Wahrnehmung dieser durchgeführt. Man kann hinsichtlich aller Themen eine statistisch signifikante Korrelation zwischen der Wahrnehmung des Risikos für die Umwelt und der Beurteilung des Umgangs der Behörden damit, als auch der unternehmerischen Verantwortung betrachten. Das Verhältnis zwischen diesen Variablen ändert sich nach der Segmentation der Stichproben in zwei Gruppen nach dem Wissensstand aber unter Beibehaltung der statistischen Signifikanz. Diese Arbeit zeigt Tendenzen auf und stellt ein erstes lokales Modell zwischen den untersuchten Variablen auf, die eine Hilfe sein können für eine effektive Mitteilung von Umweltrisiken.

Carla Allende, Sebastián Diez, Héctor Macaño, Javier Britch

Kapitel 37. Beitrag betrieblicher Umweltinformatik für die Industrial Ecology – Analyse von BUIS-Software-Werkzeugen zur Unterstützung von Industriesymbiosen

Der Beitrag zielt auf eine Bestandsaufnahme von Software-Werkzeugen betrieblicher Umweltinformationssysteme (BUIS), die speziell die Entwicklung von Industriesymbiosen unterstützen. Die Grundlage dazu bildet eine Analyse der einschlägigen Fachliteratur in der Industrial Ecology zu BUIS-Software-Werkzeugen, die in der Praxis im Einsatz sind oder entwickelt werden, um die Entwicklung von Industriesymbiosen zu unterstützen. Die Analyse umfasst die Beiträge des Journal of Industrial Ecology (JIE) – die offizielle vollbegutachtete Zeitschrift der International Society for Industrial Ecology (ISIE) – sowie weitere einschlägige Quellen im Zeitraum 1997–2010. Aus der Bestandsaufnahme und dem Inventar an identifizierten Software-Werkzeugen ergeben sich Ansatzpunkte zum Vergleich der spezifisch ausgerichteten BUIS-Software-Werkzeuge. Ferner liefert sie aufschlussreiche Erkenntnisse zu Anforderungen und Entwicklungstendenzen, wie BUIS denn Industriesymbiosen zukünftig noch besser unterstützen können und welche Richtung die Software-Entwicklung dazu einschlagen kann, mit Anregungen für BUIS neuerer Prägung. Industriesymbiosen sind ein weltweites Phänomen mit hunderten Beispielen, weltweit. Insofern bilden sie auch einen interessanten Anwendungsfall für BUIS sowie ein lohnendes Betätigungsfeld für die betriebliche Umweltinformatik insgesamt.

Ralf Isenmann

Kapitel 38. Versionierung von Nachhaltigkeitsberichten

Die Nachhaltigkeitsberichterstattung ist ein zentrales Instrument der Umweltkommunikation zur Dokumentation der Leistungen von Unternehmen bezogen auf soziale, ökonomische und ökologische Einflüsse. Nachhaltige Entwicklungen erfordern fortlaufende und kontinuierliche Betrachtungen dieser Einflussfaktoren, da deren Entwicklung und die in Nachhaltigkeitsberichten dargestellten Aktivitäten sich oftmals erst in den folgenden Jahren signifikant auswirken. Eine Versionierung der hierzu genutzten Modelle erlaubt die umfassende Analyse von Nachhaltigkeitsberichten über verschiedene Berichtszeiträume und ermöglicht die Darstellung von Änderungen und Verbesserungen dieser Einflussfaktoren. Dieser Beitrag motiviert und verwendet ein Verfahren zur Versionierung von Nachhaltigkeitsberichten unter Verwendung von metamodell generischer Delta-Speicherung. Hierzu werden Nachhaltigkeitsberichte gemäß eines individuell anpassbaren Metamodells repräsentiert. Unter Rückbezug auf dieses Metamodell werden Operationen zur Beschreibung der versionierten Nachhaltigkeitsberichte definiert und genutzt. Unterschiede werden hierbei als Sequenz von ausführbaren Operationen dargestellt, die es ermöglichen, ältere Versionen aus neueren Nachhaltigkeitsberichten zu erhalten. Es wird skizziert, wie dieser Ansatz zur Versionierung von Nachhaltigkeitsberichten im Rahmen des STORM-Projekts angewendet werden kann.

Dilshodbek Kuryazov, Andreas Solsbach, Andreas Winter

Kapitel 39. Internetbasierte Nachhaltigkeitsberichterstattung im Kontext des Umwelt-, Energie- und Ressourcenmanagements mit BUIS der nächsten Generation

Die Anforderungen an Unternehmen im Hinblick auf das Informationsmanagement werden durch den stetig steigenden Vernetzungsgrad mit Zulieferern bzw. Kunden immer wichtiger für ein erfolgreiches Wirtschaften am Markt. Die Öffentlichkeit fordert die Offenheit und Transparenz im Umgang mit unternehmensbezogenen Umweltinformationen. In der Studie „Umweltbewusstsein in Deutschland (Solsbach et al.

2010

). Ergebnisse einer repräsentativen Bevölkerungsumfrage“ des Umweltbundesamts wird deutlich, dass Umweltschutz an dritter Stelle der wichtigsten Themen in der Öffentlichkeit angesehen wird. Die Nachhaltigkeitsberichterstattung (NBE) als ein Werkzeug der Umweltkommunikation integriert Umweltinformationen, Sozialinformationen und Geschäftsdaten und ist somit für die Schaffung einer erhöhten Transparenz und Glaubwürdigkeit von Unternehmen geeignet. Die vielfältigen Möglichkeiten der Ausgestaltung der NBE zeigen sich bei der Analyse der aktuellen Richtlinien und Standards der verschiedensten Organisationen, die Aktivitäten zu Prinzipien erörtern oder einen Kriterienset besitzen, der den Einfluss auf die sogenannte „Tripple Bottom Line“ zeigt. Der folgende Beitrag erläutert den aktuellen Stand des Softwaremoduls „Nachhaltigkeitsberichterstattung und -dialog“ im Rahmen des Projektes „IT-for-Green: Umwelt-, Energie- und Ressourcenmanagement mit BUIS der nächsten Generation“. Ferner werden in dem vorliegenden Beitrag primär die Möglichkeiten einer softwarebasierten NBE – als ein integrativer Bestandteil eines Betrieblichen Umweltinformationssystems (BUIS) − vorgestellt und erörtert.

Andreas Solsbach, Swetlana Lipnitskaya, Sebastian van Vliet

Chapter 40. Einsatz von mobilen Applikationen zur Vermarktung von nachhaltigen Dienstleistungen aus dem Energiesektor

Nachhaltige Dienstleistungen, wie zum Beispiel die Belieferung mit einem Ökostromprodukt, erfordern ein hohes Involvement, um potentielle Kunden vom eigenen Produkt zu überzeugen und bestehende Kunden langfristig zu binden. Es sind daher neue Konzepte nötig, um diese Kunden in geeigneter Form anzusprechen. Die Verbreitung von Smartphones mit neuen technischen Möglichkeiten nimmt immer weiter zu und diese Geräte sind emotional überwiegend positiv belegt. Aus diesem Grund bietet sich die Entwicklung von neuartigen mobilen Applikationen an, die beispielsweise Sachzusammenhänge in der Energiewirtschaft auf eine einfache und spielerische Weise darstellen und gleichzeitig das Problembewusstsein gegenüber komplexen Themen, wie zum Beispiel den Bereichen Ökologie oder Soziales, erhöhen. In diesem Beitrag wird ein erarbeitetes Konzept und die erste prototypische Entwicklung für eine solche mobile Applikation vorgestellt. Inhaltlich sind Konzept und Entwicklung dabei so gestaltet, dass Interessierte durch den spielerischen Umgang mit den Themen der Nachhaltigkeit auf Angebote von Energiedienstleistern aufmerksam gemacht werden. Durch ein Belohnungssystem wird den Nutzern ein Anreiz gegeben, nachhaltige Dienstleistungen in Anspruch zu nehmen. Hierbei spielt auch die Integration in bestehende Customer Relationship Management-Lösungen zur Profilbildung von potentiellen Kunden und deren Bedürfnisse in Bezug auf nachhaltige Dienstleistungen eine besondere Rolle. Um möglichst viele Menschen mit der mobilen Applikation zu erreichen, wird sowohl der spielerische als auch der wissensbasierten Ansatz als Anreiz die Applikation verfolgt. Aus dem Konzept lassen sich zukünftig neuartige Marketinginstrumente für die Praxis ableiten, mit dem sowohl die Kundenbindung in einem Unternehmen als auch die Kundenakquise langfristig verbessert werden können.

Tim Peters, Dirk Peters, Michaela Ehrt

Kapitel 41. Simulation einer Stadt zur Erzeugung virtueller Sensordaten für Smart City Anwendungen

Smart-City-Anwendungen integrieren Livedaten aus verschiedenen Bereichen – wie Verkehr, Energie oder Umweltfaktoren – um diese für Entscheider, Bürger oder Unternehmen aufbereitet zur Verfügung zu stellen. Für den Test und die Demonstration solcher Anwendungen ist es häufig nicht möglich, bereits auf echte Daten zuzugreifen, da diese noch nicht verfügbar sind - die dazugehörigen Sensoren wurden noch nicht beschafft, installiert oder angebunden. In der Smart-City-Anwendung der Projektgruppe ALISE werden Verkehrs-, Wetter- sowie Energiedaten synthetisch generiert und verarbeitet, um Sensordaten und Auswirkungen von Ereignissen darzustellen. Dadurch soll es ermöglicht werden die Prozesse einer Stadt effizienter, effektiver und vor allem nachhaltiger zu gestalten. Das Gesamtsystem besteht aus einer verteilten Simulation, einem Datenstrommanagementsystem, einer Business Intelligence Lösung und einem Kartendienst. Ein Operation Center und ein Simulation Control Center bilden die Interaktionspunkte des Systems. Die Simulation basiert dabei auf realitätsnahen Sensordaten im Bereich des Verkehrs und des Energieverbrauchs sowie -erzeugung. Die Wettersimulation erfolgt durch eine Mittelwertbildung vergangener Wetteraufzeichnungen oder durch Wiedergabe von unveränderten Messwerten.

Marcus Behrendt, Mischa Böhm, Marina Borchers, Mustafa Caylak, Lena Eylert, Robert Friedrichs, Dennis Höting, Kamil Knefel, Timo Lottmann, Andreas Rehfeldt, Jens Runge, Sabrina-Cynthia Schnabel, Stephan Janssen, Daniela Nicklas, Michael Wurst

Green Software

Frontmatter

Chapter 42. UmSys

Neue Umweltgesetzgebung wie z. B. die IED (Industrial Emissions Directive) bedeuten für Betreiber von Industrieanlagen nicht nur einen höheren Dokumentationsaufwand, auch zeitlich werden die Verantwortlichen durch Vor-Ort-Inspektionen der Behörden stark eingebunden. Dies stellt Unternehmen vor die Herausforderung sich organisatorisch und seitig der Datenhaltung flexibel anzupassen. Eigenentwicklungen und starre Software-Tools gehen einher mit entsprechend hohem Anpassungsaufwand, flexible integrierende Systeme häufig mit einer hohen Einstiegsinvestition. Um den deutschen Mittelstand zukunftsfähig und kostengünstig bedienen zu können, bedarf es einer Kombination aus branchenspezifischer Fachlichkeit als Standard und der Flexibilität einer generischen Software. Der Fokus muss hierbei auf einer sinnvollen Abgrenzung zwischen branchen- bzw. fachspezifischen Standards und historisch gewachsenen betrieblichen Daten- bzw. Prozessstrukturen liegen. Dies ermöglicht einerseits eine kostengünstige Software-Anschaffung bzw. –Anpassung, andererseits eine Reduktion des Pflegeaufwands des Rechtskatasters durch Bündelung der branchenspezifischen Auflagen. UMsys 4 Standard (z. B. für die Papierindustrie) erfüllt diese Vorgaben und ermöglicht einen Einstieg in ein System um sämtliche relevanten Daten, Termine, Zuständigkeiten und Dokumente zentral zu verwalten und auf Knopfdruck parat zu haben. Eine Grundvoraussetzung für „Legal Compliance“, sowie für die Erfüllung zukünftiger gesetzlicher Vorgaben.

Lukas Schaaf

Kapitel 43. Green Big Data – eine Green IT/Green IS Perspektive auf Big Data

Unter dem Stichwort Big Data werden zur Zeit, sowohl in Wissenschaft als auch Praxis,Technologien und Methoden diskutiert, mit denen die Verarbeitung großer, schnell anwachsender, häufig nur schwach strukturierter Datenmengen ermöglicht werden soll, die mit traditionellen Ansätzen, unter anderem aus dem Business Intelligence-Umfeld, nicht, oder nur eingeschränkt analysiert werden können, woraus sich neue, eigenständige Anwendungsgebiete ergeben. Die vorliegende Arbeit hat daher zum Ziel, Zusammenhänge zwischen den technologischen sowie methodischen Konzepten, die im Rahmen der derzeit geführten Big Data-Diskussion eine Rolle spielen, und Green IS zu untersuchen und so eine Grundlage zu legen, um systematisch Erkenntnisse aus dem Umfeld des Big Data-Konzeptes für BUIS nutzbar zu machen. Konkret untersuchen wir in einer Green IT Perspektive, ob bereits ressourceneffiziente Verfahren für Big Data Anwendungen diskutiert werden, und inwieweit Big Data Konzepte zur Gestaltung ressourcenschonender Geschäftsprozesse eingesetzt werden können, wozu wir im Vorfeld relevante Dimensionen des Begriffes Big Data mittels eines deduktiven Ansatzes identifizieren.

Thomas Hansmann, Burkhardt Funk, Peter Niemeyer

Kapitel 44. Software-Unterstützung zur Verbesserung der Energieeffizienz in Unternehmen

Angesichts des stark steigenden Verbrauchs von Energie und Ressourcen mit hohen Schadstoffeinträgen in Wasser, Luft und Boden nimmt auch der Druck zum wirtschaftlichen und verantwortlichen Umgang mit den globalen Ressourcen zu. Entscheider treten ein in eine zunehmend komplexe Welt aus miteinander vernetzten Ressourcenflüssen und der Entscheidungsstrukturen zu ihrem Einsatz. Die menschliche intellektuelle Auffassungsgabe wäre bei der Bestimmung der jeweils bestmöglichen Lösung überfordert, selbst wenn man vollständige Informationen über alle Einzelkomponenten und ihre Wechselwirkungen hätte. Die Potenziale zur Kosteneinsparung oder Gewinnerhöhung mit damit verbundener Steigerung der Energie- und Ressourceneffizienz sind in energieintensiven Unternehmen meist hoch, aber nur schwer im Gesamtzusammenspiel quantifizierbar und durch exakte Entscheidungen nachweislich optimal umsetzbar. Der optimale Weg lässt sich als mathematische Lösung gewinnen, indem die vernetzten Strukturen von Energiemärkten, Beschaffungsverträgen, eigener Erzeugung, Speichern, Produktionsprozessen und Endproduktmärkten abgebildet und mittels Softwarelösungen optimiert werden. Diese Optimierungslösungen bringen mathematische Präzision in die Entscheidungsfindung ein, was Transparenz und Akzeptanz der Entscheidungen deutlich verbessert. Die durch eine Einsatzoptimierung erzielbaren wirtschaftlichen und ökologischen Gesamteffekte machen den Einsatz von Lösungen zur Ressourcenoptimierung zunehmend auch in kleinen Unternehmen wirtschaftlich interessant, zumal die Energiebezugspreise mittelfristig steigen und optimale transparente Einsatzentscheidungen fordern. Gerade die drastischen Steigerungen im Bereich der Energiekosten zwingen darüber hinaus zur Suche nach internen betrieblichen Ineffizienzen und Einsparpotenzialen. Voraussetzung zur Ermittlung der Energieeffizienz ist ein Energiemanagementsystem gemäß DIN EN ISO 50001. Wird zusätzlich die Stromsteuerermäßigung für produzierendes Gewerbe genutzt, ist ein eingeführtes Energiemanagement notwendige Voraussetzung, um Strom und Gas zu einem ermäßigten Steuersatz zu beziehen.

Astrid Beckers, Christoph Roenick

Kapitel 45. Sicherheitsarchitekturen für Geoinformationsdienste am Beispiel „mobiles Makeln“

Die Arbeit untersucht am Beispiel “Mobiles Immobilienmakeln” Fragestellungen zur Konzeption der gesicherten Ankopplung mobiler Anwendungen im Bereich betrieblicher Informationssysteme mit integrierten Umweltdaten und entsprechenden Geo-Diensten mit entsprechender Werthaltigkeit und Sensitivität für betriebliche Prozesse und deren Informationsverarbeitung. Die Integration der Mobilität schafft zusätzliche Möglichkeiten für Geschäftsprozesse und deren Akteure und wegen der Sensitivität auch zusätzliche Sicherheitsanforderungen. Zur Lösung werden hier entsprechende Sicherheitsarchitektur-Strukturen und Anwendungskonzepte für betriebliche Informationssysteme mit Umweltbezug am Beispiel des mobilen Makelns entwickelt. Der Fokus liegt dabei einerseits auf der möglichst schnittstellen-transparenten (mobilen) Integration ortsabhängiger Zugriffsautorisierungen und -Kontrollen in betrieblichen Informationssystemen mit Umweltbezug auf Basis entsprechender Profilierungen internationaler Web Service Security Standards wie SAML. Andererseits werden auf dieser Basis Möglichkeiten zur Übertragung und Erweiterung der Ergebnisse auf weitere Anwendungs- und Prozess-Szenarien untersucht. Angepasst an die Randbedingungen der gesicherten Integration mobiler Dienste-Zugriffe von Kunden auf betriebliche Informationssysteme mit Umweltbezug und mit integrierten Geo-Diensten von Anbietern werden Architekturstrukturen für mobile Zugangsautorisierungen mit Delegationen für Kunden auf die Anbietersysteme entwickelt, basierend auf SAML.

Nico Scheithauer, Hermann Strack, Thomas Spangenberg, Hardy Punkdt

Chapter 46. Entwicklung eines Reifegradmodells für das IT-gestützte Energiemanagement

Die Reifegradmodellierung ist ein in Praxis und Wissenschaft anerkanntes Instrument, das in jüngster auch Zeit im Zusammenhang mit nachhaltiger IKT diskutiert wird. Parallel dazu ist der Durchdringungsgrad betrieblicher Umweltinformationssysteme im betrieblichen Alltag überschaubar, die BUI bleibt nach wie vor mit verschiedenen Problemen konfrontiert. Daher soll der Versuch unternommen werden, über die Entwicklung eines Reifegradmodells für das IT-gestützte Umweltmanagement die Anreize für Unternehmen zu erhöhen und so BUIS vermehrt zum Einsatz zu bringen. Ziel dabei ist es, das Umweltmanagement langfristig von einem eher passiven, wenig integrierten und oftmals als kostspielig angesehenen Status hin zu einem strategischen Instrument zu entwickeln, dessen Potential mit Hilfe des Reifegradmodells systematisiert ausgeschöpft werden kann. Die Entwicklung von Reifegradmodellen wird mit Hilfe eines Vorgehensmodells skizziert. Da die Entwicklung eines Reifegradmodells für das Umweltmanagement im Allgemeinen ein sehr umfangreiches Unterfangen darstellt, wird im Anschluss daran die Anwendung zunächst auf den konkreten Fall des Energiemanagements beschränkt und die geplante Umsetzung innerhalb eines Unternehmensnetzwerks skizziert.

Christian Manthey, Thomas Pietsch

Kapitel 47. Entwicklung eines Open Source basierten Bau-kastens zur Identifikation von Ressourceneffizienzpotentialen in produzierenden KMU

Dieser Beitrag beschreibt die Zielstellung und Konzeption eines Open Source basierten Baukastens zur Identifikation von Ressourceneffizienzpotentialen in produzierenden KMU, welcher im Projekt OpenResKit von der Berliner Senatsverwaltung für Wirtschaft, Technologie und Forschung gefördert wird. Das Projekt läuft bis Ende Februar 2014 und basiert auf den Erfahrungen und Ergebnissen der vorher durchgeführten Projekte EMPORER, MOEBIUS und RESEFI. Die Idee ist es, praktisches Wissen und Leitlinien in Form von Softwarebausteinen direkt nutzbar zu machen. Das Kernstück ist eine zentrale Serversoftware, die als Datenquelle und -senke fungiert und einzelne Softwarebausteine aufnehmen kann, die ein gewisses Domänenmodell abbilden. Das Gegenstück zum zentralen Software-teil sind einzelne, einfache, problemspezifische Softwaretools, die je nach Anwendungsfall für mobile Plattformen z. B. zur Datensammlung oder als Desktop-Applikation für einfache Analysen oder für die Administration entwickelt werden. Die Präsentation der einzelnen Softwarebausteine mit der dahinterstehenden Methodik auf einem Webportal und die Möglichkeit der Kommunikation mit Mitgliedern aller Anspruchsgruppen sollen helfen, eine Ressourceneffizienzkompetenz im Unternehmen aufzubauen.

Volker Wohlgemuth, Tobias Ziep, Peter Krehahn, Lars Schiemann

Kapitel 48. IT-Unterstützung für eine zukunftsorientierte Nachhaltigkeitsstrategie

Der Anspruch an ein umfassendes Nachhaltigkeitsmanagement bietet Unternehmen viele Chancen, stellt diese jedoch auch vor komplexe Herausforderungen. IT-Unterstützung im Unternehmen kann dazu beitragen, bestehende Prozesse zu erleichtern und freigewordene Kapazitäten zu nutzen, um von einem reaktiven zu einem aktiven Nachhaltigkeitsmanagement zu wechseln, welches eine tatsächliche Verbesserung der Unternehmensstruktur und nachhaltigen Performance ermöglicht.

Daniel Süpke, Manfred Heil

Kapitel 49. Ein Framework für eine unternehmensinterne nachhaltige Entwicklung

Am Beispiel von Lieferantenauswahl und Bewertung

Die Betrachtung nachhaltiger Kriterien in Planungsprozessen in Kombination mit einer kontrollierten und wirtschaftlichen Handlungsweise gewinnt mehr und mehr an Bedeutung. Für Unternehmen bedeutet dies, dass neben klassischen ökonomischen, auch ökologische und soziale Folgen von Entscheidungen in die Entscheidungsfindung einbezogen werden. Idealerweise sollten Unternehmen in einer Art und Weise wirtschaftlich agieren, die es nachfolgenden Generationen ermöglicht die eigenen Bedürfnisse im gleichen Maße zu erfüllen, wie es heutigen Generationen möglich ist. Unternehmen sind dabei mit externen Anforderungen – durch Stake Holdern, NGO oder der Öffentlichkeit – konfrontiert, welche die internen Aktivitäten und Abläufe in eine nachhaltig orientierte Weise transformieren wollen. Neben traditionellen Anwendungsfeldern, die sich primär Effizienz- und Effektivitätssteigerungen der Produktion widmen, sind die Beziehungen zu Unternehmenspartnern über die Versorgungskette ein kritischer und wichtiger Bezugspunkt für eine unternehmensinterne nachhaltige Entwicklung. In diesem Paper wird ein möglicher Anwendungsfall für IT-basierte Verfahren der Entscheidungsunterstützung vorgestellt, der die Beziehung und die Auswahl von Lieferanten in den Mittelpunkt der Betrachtung stellt und beispielhaft für die Möglichkeiten IT-basierter Methoden und Verfahren für die Förderung nachhaltiger Planungen im Unternehmen steht.

Andreas Messler, Nils Giesen

Kapitel 50. PortalU als zentraler Zugangspunkt für behördliche Umweltinformationen in Deutschland

Das Umweltportal Deutschland (PortalU) ist der zentrale Zugangspunkt zu behördlichen Umweltinformationen von Bund und Ländern. Es wird kooperativ betrieben vom Bund und allen 16 Ländern auf Basis einer Verwaltungsvereinbarung. PortalU basiert auf einer Kooperation aller Umweltverwaltungen von Bund und den Ländern in Form einer Verwaltungsvereinbarung. Die Internet-Anwendung PortalU wurde im Jahr 2006 für den öffentlichen Zugang freigeschaltet: Seit diesem Zeitpunkt wurde sowohl die Software als auch das inhaltliche Angebot von PortalU beständig ausgebaut. Heute umfasst das Angebot mehr als drei Millionen Webseiten und mehr als fünfhunderttausend Datensätze in Datenbanken von fast fünfhundert unterschiedlichen Anbietern, die sich aus Behörden von Bund und Ländern, aber auch aus einzelnen Kommunen zusammensetzen. PortalU ist als Information Brokering System aufgebaut und basiert technisch auf der Software InGrid. Die Vielfalt der Software-Komponenten erlaubt die Einbindung verschiedenster Arten von Datenquellen, welche in der Suche in PortalU gleichwertig berücksichtigt werden können. Die Informationsvielfalt ist dadurch sehr groß und umfasst die ganze Bandbreite von unstrukturierten hin zu hochstrukturierten Informationen. Über das Portal wird den Nutzern die Möglichkeit gegeben, über eine einfache Suche von diesem Informationsangebot Gebrauch zu machen.

Franz Schenk, Fred Kruse

Materialeffizienz & Recycling

Chapter 51. Handlungsbedarf beim Recycling von Rotorblättern aus Windkraftanlagen: Ableitung von Entscheidungsgrundlagen

Am Ende des Lebenszyklusses einer Windkraftanlage steht die Entsorgung mit den Prozessen der Verwertung oder der Beseitigung an. Für die meisten Baugruppen, wie beispielsweise elektronische Komponenten oder Stahl und Beton aus dem Turm, gibt es etablierte Rücknahme- und Recyclingsysteme. Aber wie sieht es mit den Glasfaserverstärkten Kunststoffen der Rotorblätter und aus dem Gondelgehäuse aus? Hier gibt es bislang nur wenige Möglichkeiten eines Recyclings. Die Berücksichtigung der Entsorgung schon in der Produktentwicklung erfolgt zur Zeit als Strategie innerhalb des Lebenszykluss in der Regel eher nicht. Vor diesem Hintergrund wird in dem vorliegenden Paper der Handlungsbedarf beim Recycling von Rotorblättern dargestellt und Entscheidungsgrundlagen abgeleitet. Der Stand des Wissens wird anhand von vier grundsätzlichen Fragen des Aufbaus und Betriebs von Recyclingprozessen und –technologien, die in Bezug auf das GFK-Recycling beantwortet werden, erläutert. Sie dienen als Entscheidungsgrundlage für das weitere Vorgehen beim GFK-Recycling. Abschließend werden die offenen Fragen und Bedarfe herausgearbeitet, mit denen sich die Windbranche, auch aufgrund des steigenden Materialaufkommens, zukünftig beschäftigen muss.

Henning Albers

Chapter 52. Strategische und seltene Metalle in E-Schrott – Erschließung des Wertstoffpotenzials durch optimierte Erfassung und Aufbereitung

Mit der zunehmenden Diskussion um knappe metallische Rohstoffe, steigt das akademische und industrielle Interesse an der Erfassung und Verwertung von Elektro- und Elektronikaltgeräten. Da diese Geräte gleichzeitig den am stärksten zunehmenden Abfallstrom in Europa repräsentieren, wurden bereits umfangreiche Maßnahmen zur Erfassung und Getrennthaltung initiiert und die Steigerung der Erfassungsmengen auch auf europäischer Ebene verbindlich festgeschrieben. Der zunehmende Einsatz von strategischen Metallen in Elektronikgeräten führt dazu, dass in Elektronikaltgeräten viele der kritischen metallischen Rohstoffe in einer höheren Konzentration enthalten, als die natürlichen Vorkommen. Vor diesem Hintergrund sollen nach den Basismetallen (Eisen, Kupfer, Aluminium) und den Edelmetallen (Gold, Silber, Palladium) vor allem auch die seltenen Erdmetalle (z. B. Neodym) aus dem Abfallstrom „E-Schrott“ wiedergewonnen werden. Hierzu ist neben effizienten und umweltverträglichen Techniken auch ein innovatives Datenhandling und eine Steuerung bzw. Kontrolle der Stoffströme in „Echtzeit“ erforderlich. Im Folgenden wird das Rohstoffpotenzial von Elektroschrott in Bezug auf die Mengenrelevanz sowie die Rohstoffrelevanz am Beispiel von Laptops und Mobiltelefonen sowie Bildschirmgeräten dargestellt und die Aspekte einer optimierten Erfassung und innovativer Aufbereitungsverfahren werden skizziert.

Kerstin Kuchta

Kapitel 53. Strategische Ressourcen in der Windenergie

In der Windenergie werden strategische Metalle eingesetzt, wie beispielsweise in den Permanentmagneten eines Generators mit Dysprosium, Neodym und Terbium. Aber auch die Metalle Chrom, Mangan, Molybdän und Niob werden typischerweise als rostfreier Stahl vom Typ 316 und als Edelstahl vom Typ18NiCrMo7 in dem Maschinenhaus einer Windkraftanlage eingesetzt. In anderen Legierungen sind diese Metalle ebenfalls zu finden. Die für den weltweiten Ausbau der Windenergie (plus 2800 GW Anlagenkapazität) erforderlichen Rohstoffe können zum Großteil nicht aus den vorhandenen Rohstoffreserven bereitgestellt werden, ausgenommen Molybdän und Dysprosium. Die Erschließung von weiteren Ressourcen oder die Rückgewinnung von Rohstoffen aus dem Altmetallkreislauf bekommt daher eine hohe Bedeutung. Die Möglichkeit des Ressourcenausbaus ist bei den Metallen Chrom, Mangan oder Niob ausreichend gegeben. Bei den Metallen, die für Permanentmagnete benötigt werden, gibt es jedoch bisher einen vollständigen Verlust dieser Rohstoffe. Von allen untersuchten Metallen zeigen die für Permanentmagnete wichtigen Rohstoffe Dysprosium und Terbium die stärksten Anzeichen für mögliche Versorgungsengpässe bis zum Jahr 2050. Die Verlässlichkeit der Daten basiert auf der Zugänglichkeit von etablierten Datenbanken, die bisher in der Windenergie noch nicht existieren. Der Aufbau eines Informationsmodells sollte mit einer neuen Technologie verbunden sein, um die Nachhaltigkeit sicherzustellen. Der Artikel beschäftigt sich mit den Herausforderungen im Zusammenhang der strategischen Ressourcen in der Windenergie und den zukünftigen Chancen bzw. Risiken.

Alexandra Pehlken, Rosa Garcia Sanchez

Workshop Energy Aware Software-Engineering and Development (EASED@BUIS)

Frontmatter

Kapitel 54. Entwicklung und Klassifikation energiebewusster und energieeffizienter Software

Der Energieverbrauch von Computer-Systemen unterliegt einem kontinuierlichem Wachstum. Bereits 2006 sagte das statistische Amt der Europäischen Union voraus, dass im Jahr 2020 bis zu 20 % des weltweiten Energiebedarfs auf Informationstechnik zurückzuführen sein wird. Aktuelle Forschungsarbeiten zeigen, dass neben der eingesetzten Hardware insbesondere auch die ausgeführte Software ein wichtiger Einflussfaktor auf den Energiebedarf der Informationstechnik ist. Dieses Papier beschäftigt sich mit dem Themenkomplex

Energiebewusste und energieeffiziente Software

und zeigt dessen Bandbreite auf. Das Papier zielt hierbei auf einen allgemeinen Überblick zur Energieeffizienz in der Softwaretechnik und versucht eine erste Begriffseingrenzung. Einen besonderen Schwerpunkt nehmen hierbei die Themenkomplexe ein, welche im Rahmen des 2. Internationalen Workshops „Energy Aware Software-Engineering and Development (EASED@BUIS)“, der im Rahmen der BUIS-Tage 2013 durchgeführt wird, diskutiert werden. Herausforderungen bei der Betrachtung der Energieeffizienz aus Sicht der Softwaretechnik sind insbesondere in der Messung und Abschätzung des durch Software verursachten Energiebedarfs zu sehen. Darüber hinaus interessieren Methoden und Verfahren zur Erstellung energieeffizienter Software, zur Optimierung des Software-induzierten Energieaufwands sowie zur energetischen Zertifizierung und Klassifizierung von Software-Applikationen.

Christian Bunse, Stefan Naumann, Andreas Winter
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