Digitaler Produktpass

Verankerung von Produktdaten im Tangle für eine grüne Kreislaufwirtschaft

TL;DR:
IOTA ist ein verteilter Ledger der ersten Schicht , das mehrere darauf aufbauende Rahmenwerke bietet, die für den Aufbau wirklich grüner Kreislaufwirtschaftsdienste genutzt werden können. Die Entwicklung eines digitalen Produktpasses (DPP) für verschiedene Branchen ist ein konkretes Beispiel dafür, wie Datenintegrität mit einer energieeffizienten verteilten Ledger-Technologie (DLT) der nächsten Generation hergestellt werden kann. Die IOTA Foundation ist an mehreren Initiativen beteiligt, die als Ergebnis die Entwicklung von DPP-Lösungen auf der Grundlage des IOTA-Protokolls bewerten werden. Aufgrund ihrer angeborenen Transparenz trägt die DLT dazu bei, die Datenintegrität der in einem DPP enthaltenen Informationen zu gewährleisten. Das DLT von IOTA geht noch einen Schritt weiter und bietet ein Protokoll mit einem anderen Konsensmechanismus als Lösung für das Energieverbrauchsproblem der meisten DLTs, was es zur idealen Wahl für DPPs macht.

Stellen Sie sich einen benutzerfreundlichen, sofort zugänglichen, sicheren und gemeinsam nutzbaren digitalen Reisepass für jedes Verbraucherprodukt vor: Von der elektrischen Zahnbürste bis zum Auto, von der Kaffeemaschine bis zum Kühlschrank. Der Pass enthält Informationen über die Herkunft, die Produktion, die Lieferung, die Verwendung, das Ende und das Recycling des Produkts, die durch eine Reihe von rückverfolgbaren und überprüfbaren Daten ergänzt werden. Diese Daten stellen eine greifbare Geschichte über den Lebenszyklus des Produkts zusammen und können verwendet werden, um den Verbrauchern die Herkunft des Produkts zu versichern, seine Umweltfreundlichkeit zweifelsfrei zu bestätigen und die Hersteller darüber zu informieren, wie sie die nächste Generation umweltfreundlicherer, langlebigerer und effizienterer Produkte herstellen können.

Willkommen beim Digitalen Produktpass (DPP), auf den die IOTA Foundation mit mehreren aktuellen Initiativen hingearbeitet hat. Die Anwendung von IOTAs Distributed-Ledger-Technologie (DLT) löst mehrere Hindernisse, um einen skalierbaren DPP zu erreichen. Bevor wir dies im Detail untersuchen, wollen wir uns ansehen, welche Rolle DPPs in der Kreislaufwirtschaft spielen.

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Wirtschaftskreislauf

Der Wirtschaftskreislauf ist ein Rahmen, der darauf abzielt, die globalen Herausforderungen des Klimawandels zu lösen, einschließlich des 9. Ziels für nachhaltige Entwicklung, das auf Industrie, Innovation und Infrastruktur abzielt, um Probleme von der Abfallwirtschaft bis zur Umweltverschmutzung zu lösen. Die wichtigsten Triebkräfte des Klimawandels sind menschliche Aktivitäten und sozioökonomische Faktoren, die beeinflussen, wie sich industrielle und wirtschaftliche Prozesse auf die Umwelt auswirken. Um ein nachhaltiges Leben zu schaffen, brauchen wir eine nachhaltige Industrie sowie nachhaltiges Verhalten und grüne Praktiken sowohl auf Unternehmens- als auch auf individueller Ebene. In diesem Zusammenhang ist die Technologie ein wichtiges Medium, das Anreize bieten, aber auch Vorschriften auferlegen und deren Einhaltung durchsetzen kann.

Anreize für Recycling und die Überwachung der Einhaltung von Vorschriften sind kein neues Thema, und wir sind von bestehenden Technologien und Standards umgeben, die uns helfen können, neue Dienstleistungen für die Kreislaufwirtschaft auf den Weg zu bringen. Was noch fehlt, sind zwei Aspekte, die angegangen werden müssen, um die Kreislaufwirtschaft in die traditionelle Wirtschaft einzubinden: Datenintegrität und Datenpräsentation. Für die Datenintegrität kann die Distributed-Ledger-Technologie (DLT) die notwendigen Funktionalitäten bereitstellen, und für die Datenpräsentation ist der DPP ein leistungsfähiges Instrument, um die erforderlichen Informationen darzustellen.

Ein Bericht der Ellen Macarthur Foundation über das Potenzial der Kreislaufwirtschaft legt nahe, dass ein Zusammenspiel zwischen den „Werttreibern“ eines Kreislaufmodells hergestellt werden muss und dass die potenziellen Vorteile, die ein Netzwerk aus vernetzten Geräten und Informationen bietet, dafür sorgen können, dass Unternehmen auf der ganzen Welt Abfälle beseitigen und Ressourcen effektiv nutzen. Ein DPP ist eine Möglichkeit, die Kreislaufwirtschaft mit einem Netzwerk aus vernetzten Geräten und Informationen zu unterstützen.

Was ist ein Digitaler Produktpass?

Der Hauptgrund, warum die Welt DPP braucht, ist, dass Produkte im Umlauf bleiben und dadurch weniger neue Ressourcen abgebaut werden. Um dies zu erreichen, werden Informationen über ein Produkt während seines gesamten Lebenszyklus – von Herstellern, Einzelhändlern, Verbrauchern, Wiederaufbereitern und anderen – in einem digitalen Pass gesammelt, um sicherzustellen, dass das Produkt leicht zurückverfolgt, zurückgegeben und nach Möglichkeit wiederverwendet werden kann. Darüber hinaus ermöglicht ein DPP die Zustandsüberwachung von risikoreichen, hochwertigen Gütern während des Transports, der Lagerung und der Nutzung, wodurch die Lebensdauer des Produkts verlängert wird. Dies führt zum Recycling und zur Wiederverwendung der Produktmaterialien und zur Entsorgung schädlicher Materialien und Chemikalien, aber auch zu einem besseren Verständnis dafür, wie bestehende Materialien verbessert werden können, damit sie länger halten, weniger verschmutzen und besser recycelt werden können. Mehrere Märkte bieten Anreize für die Wiederverwendung von Produkten, aber diese Anreize erfordern die Einführung neuer Technologien in traditionelle Wertschöpfungsketten und deren Interoperabilität, um nicht in „ummauerten Gärten“ zu bleiben. Die Tokenisierung von Werten und Belohnungen ermöglicht die Schaffung direkter, interoperabler Anreize, die nicht an einen Hersteller oder Betreiber gebunden sind.

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Die nachstehende Abbildung zeigt, wie ein digitaler Produktpass in einer Kreislaufwirtschaft im Mittelpunkt steht und alle wichtigen Trends einer solchen Wirtschaft – vom nachhaltigen Recycling bis zur nachhaltigen Herstellung – unterstützt, indem er vier Schlüsselphasen des Lebenszyklus eines Produkts überwacht, vom Entwurf bis zum Recycling und zur Wiederverwendung.

Die oben skizzierten Nachhaltigkeitstrends erfordern Transparenz in den Lieferketten und den Zugang aller am Lebenszyklus des Produkts beteiligten Akteure. Das DPP ist eine wichtige Voraussetzung für diese neue Situation, in der Echtzeit-Updates und -Einblicke von allen Beteiligten, von Herstellern und Transportunternehmen bis hin zu Einzelhändlern und Verbrauchern, möglich werden.

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Das DPP erstellt einen digitalen Zwilling des Produkts, um die Kette der Lebenszyklusereignisse (z. B. Herstellerdaten, Eigentumsverhältnisse, Nutzungsdauer, Wiederverwendung, Recycling usw.) im Hauptbuch zu erfassen, was sich auf den Umgang mit Produkten während ihres gesamten Lebenszyklus auswirken wird. Alle Produktdaten werden in den digitalen Pass des Produkts eingetragen, so dass Auditoren die Möglichkeit haben, die Behauptungen zur Kreislaufwirtschaft zu überprüfen. Der digitale Zwilling eines Produkts kann jedoch nur erstellt werden, wenn das Produkt eindeutig identifiziert werden kann. Produkte des Massenkonsums in der Datenbank haben denselben Barcode, was die Rückverfolgung des Produkts auf Artikelebene erschwert. Um dieses Problem zu lösen, hat GS1 (eine Organisation, die Standards einschließlich Barcodes entwickelt und pflegt) neue globale Spezifikationen (Digital Link und EPCIS) veröffentlicht, die die Erstellung eindeutiger Identifikatoren für jeden Produktartikel und den standardisierten Austausch von Informationen über das physische Produkt und seine Bewegung ermöglichen.

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Diese Standards bilden die Grundlage für die Schaffung einer neuen Generation von Lieferketten, die transparent und vertrauenswürdig sind und allen Beteiligten – vom Hersteller bis zum Verbraucher – einen zusätzlichen Nutzen bieten, auch für die Wiederverwendung. Darüber hinaus kann die Identifizierung auf Artikelebene als bahnbrechende Innovation dienen und neue Geschäftsmodelle für die Kreislaufwirtschaft auf den Weg bringen, die bis 2030 einen Wert von 4,5 Billionen Dollar haben wird (laut diesem Papier).

Über den Stand der Technik hinaus: Tokenisierung und Digital Product Passport 2.0

Das Wachstum der Tokenisierungswirtschaft und die Einführung von digitalen Vermögenswerten und NFTs (Non-Fungible Tokens) ermutigt uns, jeden Wert als potenziell digitalen, übertragbaren und interoperablen Vermögenswert zu betrachten. Ein DPP ist ein digitaler Zwilling eines realen Wertes, der mit seiner digitalen Darstellung verbunden ist. Das bedeutet, dass jede Entwicklung oder Änderung an einem Produkt durch Informationen in der Cloud aufgezeichnet wird, die diese Änderung widerspiegeln. Darüber hinaus könnte ein DPP im Falle eines Tokenisierungskonzepts Belohnungen für eine mit einem Produkt verbundene Aktion bereitstellen, z. B. die Ausgabe eines Tokens, wenn das Produkt recycelt wird.

Die Anwendung des NFT-Konzepts auf nur einen Aspekt des Produktlebenszyklus – wie den Verbrauchermarkt oder die Lieferkette – eröffnet zahlreiche Anwendungsfälle. So könnte eine Lieferkette den Verbrauchern Token als Anreiz für das Recycling des Produkts anbieten, oder es könnten unveränderliche Kohlenstoffgutschriften an Hersteller, Transportunternehmen und Recyclingfirmen vergeben werden, die ein „grünes Verhalten“ an den Tag legen. Ein NFT kann als digitaler Zwilling eines Produkts generiert werden, der die Geschichte des Produkts enthält (z. B. ein Benutzerspeicher, eine Standortgeschichte, ein Bild von einer Veranstaltung, frühere Besitzer oder früheres Recycling), auf die digital zugegriffen werden kann. Dieser Ansatz motiviert die Verbraucher dazu, das Produkt zu recyceln und seine Geschichte fortzusetzen. Dies schlägt nicht nur eine enge Brücke zwischen der Kreativwirtschaft und dem Verbrauchermarkt, sondern bringt uns auch einer neuen Umgebung näher, in der alle Daten über ein Produkt in DPP 2.0 gespeichert werden, wo die Lebenswege des Produkts eine greifbare Geschichte über seinen Lebenszyklus zusammenstellen, die alle digital als NFT verfügbar sind.

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Das obige Szenario ist nur ein Ausschnitt der Möglichkeiten, die mit DPP 2.0 zur Verfügung stehen werden. Derzeit sind die Haupthindernisse für die Einführung der Tokenisierung der Preis und die Skalierbarkeit der zugrundeliegenden DLT-Infrastruktur, die die Erstellung von digitalen Vermögenswerten, die Rückverfolgbarkeit, die notarielle Beurkundung und die Zahlungen ermöglicht. IOTA wird das Stardust Tokenization Framework-Protokoll der nächsten Generation veröffentlichen, das all diese Aktionen gebührenfrei und skalierbar unterstützt, ohne einen zusätzlichen Kohlenstoff-Fußabdruck zu hinterlassen.

Warum IOTA?

IOTA ist die ideale Technologie, um DPPs aufzubauen und die Vision von ledger-basierten sicheren Transaktionen in einer europäischen Kreislaufwirtschaft zu unterstützen. Als quelloffene und gebührenfreie Distributed-Ledger-Technologie, die das Potenzial für dezentrale, direkt im Ledger verankerte Identitäten bietet, ist IOTA eine geeignete Lösung für die Realisierung von DPPs.

  • IOTA ermöglicht gebührenfreie Transaktionen und Zahlungen und öffnet die Daten der DPPs für breitere Audit- und automatisierte Anreiz- und Sanktionsfunktionen. Jeder kann es sich leisten, es zu nutzen, während die Kosten für Transaktionen auf anderen DLTs die Übertragung kleiner Werte (z. B. die Kosten für das Stempeln eines einzelnen Dokuments) unerschwinglich machen. Bei Ethereum beispielsweise können die Kosten 0,035 ETH pro KB betragen, was sehr teuer und nicht tragbar ist.
  • Außerdem unterstützt IOTA eine große Anzahl paralleler Transaktionen, und die Einhaltung der EU-Vorschriften kann sowohl in erlaubnisfreien als auch in gemeinsamen Umgebungen überwacht werden.
  • Darüber hinaus ist IOTA energieeffizient – sein Konsens-Mechanismus ohne Miner benötigt viel weniger Energie, z.B. würde ein GoShimmer-Netzwerk aus 450 Raspberry Pi-Knoten bei einer konstanten Netzwerklast von 50mps nur etwa 43,30% des jährlichen Energieverbrauchs einer Person und 0,000009% des derzeit geschätzten jährlichen Energieverbrauchs des Bitcoin-Netzwerks verbrauchen. Dies ist ein weiterer wichtiger Aspekt, der die Grundsätze der Kreislaufwirtschaft sowie den Plan, dass Europa im Jahr 2050 klimaneutral wird, ergänzt und dazu beiträgt, die SDG9-Ziele zu erreichen.

Die IOTA Foundation bietet ihr Open-Source-Kernprotokoll zusammen mit Overlay-Frameworks (IOTA Identity, Streams, Integration Services) und zusätzlichen Adaptern an, die für die Integration in verschiedene Anwendungen erforderlich sind. Dazu gehören Interoperabilität auf der zweiten Ebene und Datenmodelladapter für die Standards der Lieferkette. Für letztere werden EPCIS-2.0-Adapter entwickelt, die für die Interoperabilität und die Datenmodelle zwischen verschiedenen Systemen und die potenzielle Nutzung der damit verbundenen Dienste sorgen werden.

Wie die IOTA-Technologie DPPs unterstützt

Die IOTA Foundation verfügt über ein L1-DLT-Blockchain-Protokoll mit Schnittstellen und Frameworks, die zur Unterstützung verschiedener Produkt-Passport-Lösungen angepasst sind. Die IOTA Integration Services (IS) sind ein Framework, das mit der Kerndienstschicht arbeitet und jedem dabei helfen kann, alle Funktionalitäten von IOTA Streams und IOTA Identities über REST-Schnittstellen zu erleichtern. Verschiedene geschäftliche Anwendungsfälle können mit den Integration Services beginnen, indem sie Identitäten für einen Gegenstand oder ein Produkt erstellen und einen Stream (einen verschlüsselten Kanal) erzeugen, in dem die Produktdaten gespeichert werden können. Streams verankern Daten direkt auf dem Tangle und machen sie unveränderlich. Die von den IOTA Integration Services verwaltete Plattform basiert auf einer Microservice-Architektur, die die Bereitstellung von IOTA-Identitäten und IOTA-Streams innerhalb weniger Minuten ermöglicht.

IOTA unterstützt die neuesten Lieferkettenstandards und implementiert einen Adapter für EPCIS 2.0 (Electronic Product Code Information Services), ein Standardformat für die Serialisierung von Ereignissen, das in Kombination mit IOTA eine neue Generation von Lieferketten ermöglicht, in denen die verschiedenen Akteure (wie Unternehmen, Marken, Einzelhändler, Regierungen und Verbraucher) vertrauenswürdige und überprüfbare Informationen in einer Plug-and-Play-, interoperablen und dezentralisierten Weise austauschen können.

Zusammenfassend kann man sagen, dass die folgenden IOTA-Frameworks und -Entwicklungen zum Aufbau eines DPP-Dienstes verwendet werden können:

  • Der Integration Service ist ein Framework, das entwickelt wurde, um bei der Integration der wichtigsten IOTA-Protokollentwicklungen zu helfen, mit einer High-Level-API für gemeinsame Interaktionen mit dezentralen Identitäten und Datenströmen, die auf den IOTA-Identitäts- und Streams-Bibliotheken basieren und die Integration von IOTA in bestehende digitale Infrastrukturen erleichtern. Die von den Integration Services entwickelten Lösungen sind domänenunabhängig und können auf Anwendungsfälle mit CLI und Dashboard angewendet werden. Das Integration Services Framework besteht aus:
  • IOTA Decentralized Identities (erstellt und verwaltet mit SSI Bridge)
  • IOTA Streams (verschlüsselte Datenkanäle, die in der Blockchain verankert sind).
  • EPCIS 2.0 IOTA Protokoll Adapter: EPCIS 2.0 Der EPCIS Protocol Adapter ist ein Javascript SDK (clientseitig und Node.js kompatibel), das die Daten an GS1 EPCIS 2.0-konforme Repositories sendet. Es bietet eine Vielzahl von Hilfsfunktionen, um die Übermittlung von standardkonformen Supply Chain Events so einfach wie möglich zu gestalten, nämlich EPCIS-Ereignisse direkt von Geräten und EVT EPCIS Zebra Device Edge SDK

Die IOTA Foundation hat mehrere Schritte unternommen, um die Open-Source-Community bei der Nutzung ihrer Technologie zu unterstützen, um die Herausforderungen von DPP in den Bereichen Interoperabilität, Skalierbarkeit, Energieeffizienz, Sicherheit, Konsens, Identität und Governance zu bewältigen. Um die verschiedenen Bereiche, die eine DPP bedienen sollte, erfolgreich abzudecken, arbeitet die Foundation mit Industriepartnern in verschiedenen Bereichen zusammen: Recycling von Elektronikschrott (European Blockchain EBSI), Pfandsysteme für das Kunststoffrecycling (European Blockchain EBSI), Elektrofahrzeuge (H2020 CityXChange Projekt) und Rohstoffe (H2020 DIG_IT Projekt).

Schlussfolgerung

Wie wir gesehen haben, ist die Erstellung eines digitalen Produktpasses (DPP) ein Prozess, bei dem Informationen über ein Produkt in allen Phasen seines Lebenszyklus gesammelt und als digitale Informationen zur Verfügung gestellt werden. Um zu verhindern, dass diese Daten manipuliert werden, sollte DLT eingesetzt werden, um die Unveränderlichkeit der Daten im DPP zu sichern. Die IOTA DLT bietet Frameworks, die für die Erstellung der Rückverfolgbarkeitsschicht des DPP geeignet sind und die Datenintegrität auf effiziente und skalierbare Weise mit dem Integration Service Framework und Adaptern abdecken, die Vokabularien für die Lieferketten bereitstellen.

Wenn Sie an der Erstellung von DPPs interessiert sind, sehen Sie sich bitte unsere Ressourcen über die Integration Services und EPCIS 2.0-Adapter an. Es gibt einen eigenen Discord-Kanal für #Integration Services, den Sie bei Fragen als Support nutzen können.

Original by IOTA Foundation: https://blog.iota.org/digital-product-passport/

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