Hintergrund

Der Europäische Green Deal, die Green Claims Richtlinie, der Aktionsplan für Kreislaufwirtschaft und das deutsche ebenso wie das geplante europäische Lieferkettengesetz haben zum Ziel, Praktiken der Kreislaufwirtschaft zum Durchbruch zu verhelfen und Informationen zu den Herstellungsbedingungen und den Lieferwegen der Produkte sowie deren Bestandteilen frei verfügbar zu machen. Mehr Transparenz und bessere Rückverfolgbarkeit sollen zu umweltfreundlicheren Lebensmitteln von höherer Qualität führen. Ein Grundbaustein all dieser Bemühungen ist das Konzept des digitalen Produktpasses (DPP). Ein DPP ist als allgemeiner Rahmen für die digitale Informationsspeicherung, Validierung, Verfolgung und Verwaltung gedacht und soll über eine einzige Plattform abgewickelt werden.

Projektinhalt

Bei der praktischen Umsetzung eines digitalen Produktpasses sind mehrere Hürden zu überwinden. Zum einen stellt die Komplexität der Supply Chain selbst eine Herausforderung dar, zum anderen muss sichergestellt werden, dass die verschiedenen technischen Systeme (technische und semantische Interoperabilität) und Organisationen miteinander kommunizieren können (organisatorische Interoperabilität). Die rechtlichen Rahmenbedingungen, die die unterschiedlichen Systeme mit sich bringen, müssen ebenfalls berücksichtig werden. Technologien wie Distributed Ledger Technologies (DLTs), Blockchain, maschinelles Lernen (ML) und künstliche Intelligenz (AI), sowie das Internet der Dinge (IoT) können hier aus technologischer Sicht einen Beitrag leisten.

In dem vorliegenden Projekt stellen wir uns den Herausforderungen, die mit der Umsetzung eines DPP-ähnlichen Ansatzes im Lebensmittelbereich einhergehen. Wir arbeiten ein umfassendes Konzept aus und entwickeln einen Laborprototypen. Dazu vernetzen wir uns mit Forschenden, die bereits an einem DDP arbeiten, docken bei (nationalen und europäischen) Forschungsinitiativen zu dem Thema an und schaffen mit den bereits vorhandenen Erkenntnissen eine solide Grundlage für unsere Forschungsarbeit.

Ziele

Wir untersuchen, wie ein digitaler Produktpass (DPP) bzw. ein analoges Konzept im Lebensmittelbereich in die Praxis umgesetzt werden kann, eruieren, welche Tools dafür gebraucht werden und zeigen auf, welche Potenziale mit einem DPP erschlossen werden können. Exemplarisch entwickeln wir einen Prototyp-DPP für den Anwendungsfall der Sojabohnen-Supply Chain. Darüber hinaus analysieren wir, ob sich mit Technologien wie Distributed Ledger Technology (DLT), Internet of Things (IoT) und Machine Learning (ML/KI) die Speicherung, Rückverfolgung und der Austausch von Produktinformationen verbessern lassen. Neben den Vorteilen, die diese Technologien bringen, beleuchten wir auch die damit verbundenen Herausforderungen und Risiken.

Methoden

In einem ersten Schritt erstellen wir ein grundlegendes Konzept für einen digitalen Produktpass im Lebensmittelbereich. Darauf aufbauend entwickeln wir einen Prototyp, den wir mit Hilfe von Beobachtungs- und experimentellen Studien (d.h., im Labor) auf seine Funktionstüchtigkeit testen. Die weiteren Schritte sind auf den Use Case SojaSupply Chain zugeschnitten und nehmen die spezifischen Prozesse und Anforderungen dieses Anwendungsfalles in den Blick. Die Ergebnisse aus den Studien, Evaluierungen und Tests fließen wiederum in die Verfeinerung des DPP-Konzepts ein. Wir untersuchen außerdem, welche Vorteile es hat, Distributed Ledger-Technologien (DLT), maschinelles Lernen/künstliche Intelligenz (ML/AI) und das Internet der Dinge (IoT) zu integrieren, und testen verschiedene Arten von IoT-Geräten und DLT-Lösungen, um ihre Kompatibilität mit dem DDP-Konzept zu bewerten. Dabei prüfen wir, ob beim Einsatz dieser Technologien relevante Produktinformationen effizient und sicher erfasst und gespeichert werden können. Darüber hinaus nutzen wir Methoden des maschinellen Lernens und der künstlichen Intelligenz (ML/KI), um Entscheidungsfindungen in der digitalen Infrastruktur zu optimieren, Daten vor- und nachzubereiten und das Datenmanagement zu verbessern. Ein tragendes Element unseres Projekts ist die aktive Einbindung verschiedener Interessensgruppen/Stakeholder entlang der Lebensmittel Supply Chain. Ihr Wissen und ihre Beiträge helfen dabei, den Prototyp und die zugrunde liegende digitale Infrastruktur bedürfnisgerecht zu gestalten.

Ergebnisse

Für Landwirte sowie für kleine und mittelständische Unternehmen aus der Lebensmittelindustrie ist es schwierig, mit den neuesten Entwicklungen Schritt zu halten, gerade was Digitalisierung und den Einsatz moderner Technologien betrifft. Das kann nicht nur Wettbewerbsnachteile zur Folge haben, sondern wirkt auch negativ auf die generelle Akzeptanz von Technologien. Ein zentrales Anliegen dieses Projektes ist es, hier Abhilfe schaffen und die Zusammenarbeit in Forschung und Entwicklung mit und zwischen kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) in Österreich zu fördern. Besonderes Augenmerk gilt den Unternehmen der Lebensmittelproduktion, die durch das Projekt vereinfachten Zugang zu neuen Technologien und außerdem die Möglichkeit erhalten sollen, diese an ihre spezifischen Anforderungen anzupassen und zu testen.

Das Hauptergebnis des aktuellen Projekts ist ein Prototyp eines digitalen Produkt-Passes bzw. analogen Konzeptes zur besseren Sichtbarkeit und Rückverfolgbarkeit der Produktherkunft, der Produktbestandteile und zu mehr Informationssicherheit in der Lebensmittelversorgungskette. Der DPP kann somit die Effizienz von Supply Chain-Transaktionen und -Prozessen erhöhen und die Kommunikation entlang der Supply Chain verbessern. Das wirkt vertrauensbildend und kommt den Bedürfnissen der Endverbraucher*innen entgegen. Außerdem kann der DPP die Zusammenarbeit mit und unter den Supply Chain Partnern verbessern und einen Beitrag zur Verringerung des ökologischen Fußabdrucks leisten.