Weltweiter Handel und privater Konsum werden zunehmend über elektronische Plattformen abgewickelt. Internetbasierte Handelsplätze wie Amazon und Alibaba oder Otto und Zalando in Deutschland, Auktionsplattformen (Ebay, SupplyOn), Zimmerbuchungssysteme (booking.com, airbnb), Reiseportale (expedia, tripadvisor), Kostenvergleichssysteme (check24, idealo) u.v.a.m. stellen die häufigsten Unternehmensgründungen und die erfolgreichsten Wachstumsgeschichten dar. Neben dem reinen Preis-/Leistungsvergleich erwarten Konsumierende und Geschäftspartner/innen zunehmend Transparenz über Ursprung, Produktion, Vermarktung und Lie-ferung der Produkte, die Umweltbelastung sowie die ethischen und sozialen Bedingungen, unter denen das Angebot entstanden ist und werden diese E³-Informationen in ihre Kaufentscheidung einbeziehen. Wie die Bio-Bewegung für ökologisch und ggf. fair hergestellte Lebensmittel werden zukünftig auch die digitalen Handelsplattformen die E³-Auswirkungen nachweisen müssen. Diese umwälzende Veränderung für die Marken-Positionierung, die erforderlichen Informationsketten und die bereitzustellenden Software-Werkzeuge werden immense Entwicklungsaufwendungen generieren und völlig neue Anbieter entstehen lassen. On Demand-Produktion, die individuellen Bedarf und Produktion zeitnah aufeinander bezieht, trägt dazu bei, Überproduktion für gesättigte Märkte zu minimieren und ressourcenschonend zu produzieren.
Die Europäische Metropolregion Nürnberg (EMN) verbindet digitale Kompetenz, wie digitale Plattformen (hotel.de, flixbus, caronsale), die Industrie 4.0-Plattform MindSphere von Siemens, Open Source-Akteure wie SuSe oder die eCommerce-Plattformen großer Handelsunternehmen (Conrad, ATU, Fackelmann, Norma, Vedes), mit regionalen Clustern des innovativen Mittelstands aus Produktion und Dienstleistung.

Im globalen Wirtschaftssystem können alle direkten und indirekten monetären Effekte der gesamten Aufwendungen von der Gewinnung der Rohstoffe, deren Verarbeitung und Montage zu komplexen Produkten, Systemen und Dienstleistungen, deren Angebot und Verteilung über viele Stufen bis zum Endkunden, über deren Gebrauch bis zum Recycling in feinster Granularität erfasst, geeignet zugeordnet und ausgewertet werden. Die Material- und Wertströme sowie die Vermögensveränderungen werden in komplexen Softwaresystemen (wie BDE/MDE, MES, ERP, RPA) aufgenommen, verwaltet und ausgewertet. Privatpersonen, Unternehmen und Organisationen werden von Dienstleistern und Beratern bei der Optimierung ihrer Prozesse, bei der Finanzierung ihrer Geschäftstätigkeit sowie bei der Erklärung ihrer Steuerpflicht unterstützt. Um die zunehmenden Anforderungen der Kunden, Beschäftigten, Finanzierungspartner und des Gesetzgebers in Bezug auf Transparenz und Effizienz sowie als Grundlage für Besteuerung und Gebühren erfüllen zu können, werden im ZC IoV-E3 auch für die beiden anderen Dimensionen der Nachhaltigkeit – Ökologie (Klimaschutz) und Ethik/soziale Aspekte – geeignete Kennzahlen konzipiert, Datenerfassungstechnologien entwickelt, Informationssysteme entworfen sowie Methoden zur Prozessverbesserung erforscht und dafür geeignete Dienstleistungen kreiert. Die sich daraus ergebenden Geschäftspotenziale sind unermesslich. Die EMN besitzt hohe methodische Kompetenz und starke Wirtschaftskraft im Bereich Steuerberatung (DaTeV), Wirtschaftsprüfer (Rödl & Partner) und Meinungsforschung (GfK, puls etc.).

Erfolgreiche produzierende Unternehmen in der EMN passen ihre Geschäftsprozesse, ihre Kostenrechnungsverfahren sowie insbesondere auch ihre Wertschöpfungsnetzwerke bereits an nachhaltige Werte (E³) an. Die Effizienzsteigerung der Geschäftsprozesse durch das Internet der Werte ist enorm. Während im Internet der Dinge intelligente Objekte – Maschinen, Anlagen und mobile Arbeitsgeräte, Autos und Verkehrsinfrastruktur, Wearables und Smart Devices etc. – bereits intensiv Informationen austauschen können, ermöglicht das IoV über Smart Contracts auch die automatisierte und instantane Abwicklung von Geschäftsvorgängen. Diese profunde industrielle Basis stellt einen fruchtbaren Nährboden für die Umsetzung des Internets der Werte dar. Die Vielzahl an Software-, Automatisierungs- und Kommunikationsspezialisten sichert die Umsetzung der IoV-Technologien in marktfähige Produkte und Dienstleistungen.

Distributed-Ledger-Technologies (DLT) ermöglichen die Verwaltung von Daten im Internet ohne proprietäre Plattformen, Behörden oder andere zentrale Intermediäre. Damit können nahezu beliebige Transaktionen, wie der Handel von Gütern, Dienstleistungen, Energie und immateriellen Produkten sicher, transparent und automatisiert durchgeführt werden. Die Geschäftsmöglichkeiten für DLT-basierte Währungen und Smart Contracts werden derzeit intensiv erforscht und in vielen Anwendungen in der Finanzindustrie, der offenen Wissenschaft, im Gesundheitswesen, in der Energiewirtschaft sowie in Produktionsnetzwerken, im Handel und der Logistik prototypisch umgesetzt. Neben rein monetären Transaktionen können mit DLT insbesondere auch ökologische Auswirkungen und ethisch-soziale Folgen über komplexe Wertschöpfungsketten sicher und nachvollziehbar analysiert, dokumentiert und verfolgt werden. Sie bilden damit sowohl eine bedeutende Grundfunktionalität als auch eine sprudelnde Ideen-Quelle für das Internet der Werte.

Hierzu bietet die starke Finanzwirtschaft der Metropolregion Nürnberg, die sowohl aus jungen, innovativen sowie etablierten Banken (wie Cortal Consors, Umweltbank, PSD, Quirin, Raiffeisenbanken, Sparda, regionale Sparkassen, Teambank) als auch aus renommierten Versicherungen (AOK, HUK-Coburg, Ergo, Nürnberger Versicherung, uniVersa) besteht, einen fruchtbaren Boden für erfolgreiche Kooperationen im ZC IoV-E³. Daneben entstand in den letzten Jahren eine Vielzahl aufstrebender junger Unternehmen, die Software speziell für diesen Bereich entwickeln (wie Adorsys, Materna). Auch im Bereich des Energiehandels, insbesondere von elektri-schem Strom, werden Blockchain-Technologien getestet, um die zahllosen, teils extrem kurzen Transaktionen, z.B. beim induktiven dynamischen Laden von Elektrofahrzeugen oder zur Bereitstellung von Regelleistung, sicher und automatisiert abwickeln zu können. Hierzu forschen in der EMN bereits intensiv Siemens Energy, die N-Ergie sowie viele junge Unternehmen (Ladeverbundplus, Reev).

Der steigende Bedarf an sicherer Kommunikation digitaler Daten schafft einen schnell wachsenden Markt für Methoden und Software für die Datenverschlüsselungen, zum Schutz geistigen Eigentums in Unternehmensnetzwerken und zur IT-Sicherheits-Beratung. Die Welt-Leitmesse für IT-Security it-sa findet jährlich im Messezentrum Nürnberg statt. Die zunehmende maschinelle Abwicklung von Geschäftsvorgängen über Smart Contracts erfordert die sichere Übertragung der sensiblen und teils personenbezogenen Daten. In der EMN ist bereits eine Vielzahl innovativer Unternehmen in diesem Bereich aktiv, wie Adorsys, Bechtle, DATEV, Evosoft, infoteam und Siemens (auch in Kooperation mit McAfee).

Mittels digitaler Abbildungen von materiellen oder immateriellen Objekten oder Prozessen aus der realen Welt können die multi-physikalischen Eigenschaften und das Verhalten komplexer technischer Systeme, wie Produktionsprozesse, -maschinen und -anlagen, Informations- und Kommunikationssysteme, Materialfluss- und Logistiknetzwerke sowie Energiebedarfe, -angebote, -flüsse und -speicherstatus, detailliert modelliert, berechnet, simuliert und damit vorhergesagt werden. Digitale Zwillinge helfen, die komplexen Wirkungen geplanter Maßnahmen vor deren Realisierung mehrdimensional zu evaluieren, um bestehende Systeme sowie völlig neue Konzepte effektiver, risikoärmer und mit höherer Akzeptanz zu optimieren bzw. bereits vor deren Einführung zu überprüfen. Weltweit führender Anbieter von Software-Systemen für das Engineering komplexer mechatronischer Produkte (Product Lifecycle Management; PLM) ist die Siemens AG. In ihrem Umfeld hat sich eine Vielzahl kompetenter mittelständischer Software-Anbieter und Engineering-Dienstleister entwickelt.

Eine bedeutende Weiterentwicklung des Konzeptes des Digitalen Zwillings ist eine direkte, oft echtzeitfähige Kopplung von virtueller und realer Welt (Digitaler Schatten), um alle relevanten Prozessparameter über den gesamten Herstellungsprozess kritischer Produkte detailliert und vollständig dokumentieren und nachvollziehen zu können (Traceability), die Routen von Waren durch vernetzte Wertschöpfungsnetzwerke verfolgen zu können (Tracking) und auf Basis der umfangreichen Informationen (Big Data) mittels datengetriebener Algorithmen und maschineller Lernverfahren Anomalien frühzeitig aufdecken und Optimierungspotenziale erschließen zu können. Die immensen, dynamischen Datenbestände werden mittels intelligenter und feinmaschiger Sensoren kontinuierlich aufgenommen, über geeignete, teils echtzeitfähige Kommunikationsnetzwerke lokal verarbeitet (Edge) und ggf. in zentralen Datenbanken (Hyperledger) gespeichert sowie mittels leistungsfähiger maschineller Lern-Algorithmen ausgewertet. Für die sichere und integre Übertragung der Daten etablieren sich derzeit immer stärker sog. dezentrale offene Buchhaltungssysteme (Distributed Ledger Technologies; DLT). Im ZC IoV-E³ sollen die Konzepte des Digitalen Zwillings sowie des Digitalen Schattens weiterentwickelt, deren Datensicher-heit mit der Verknüpfung mit DLT gewährleistet, auf nicht technische Systeme wie das Verhalten von Individuen, Interessensgruppen und Märkte übertragen sowie neben den technischen und wirtschaftlichen Effekten auch ökologische und ethisch-soziale Auswirkungen berücksichtigt werden.

Daten, Informationen und Wissen sind bereits jetzt der mit Abstand wichtigste Produktionsfaktor. Die weltweit größten, profitabelsten und wertvollsten Unternehmen wie Apple (Software/Apps, Musik, Computer und Telefone), Microsoft (Software, Dateninfrastruktur), Amazon (Handelsplattform, Dateninfrastruktur), Alphabet (Internet-Suche, Werbung, Karten, Publikationen etc.), Tencent (Internet, soziale Netzwerke, Nachrichten etc.), Facebook (soziales Netzwerk) etc. generieren, sammeln und vermarkten immaterielle Werte. Deren Marktpositionen sind im Rahmen der bestehenden Marktbedingungen von europäischen oder gar deutschen Unternehmen nicht mehr einzuholen. Begründet durch das Bestreben, die beherrschende Macht dieser wenigen Konzerne zu brechen, und unterstützt durch altruistische Motive, wie den offenen Zugang zu wissenschaftlichen Erkenntnissen oder eine Verringerung der digitalen Kluft, bildete sich bereits in den 1990er Jahren die Open Access-Bewegung. Zunehmend erweiterte sich diese Mission ausgehend von Daten (Open Data) und Wissen (Open Content) auch auf viele andere Bereiche, wie Software (Open Source), Hardware (Open Hardware) und Karten (Open Maps). Die dezentral-emergente, engagierte weltweite Kooperation kreativer Menschen übersteigt deutlich die Effektivität wohl-strukturierter, global dominierender Großkonzerne.

Aus der wachsenden Bereitschaft Wissen zu teilen, ergibt sich eine immense Vielfalt an neuen Geschäftsmodellen, wie deren Organisation und Darstellung (Wikipedia, GitHub, ROS), der Qualitätssicherung und Pflege (Red Hat) sowie der sozialen Vernetzung (ResearchGate). In der EMN bestehen langjährige Erfahrungen im Bereich der Open Source Software (SUSE Software Solutions) sowie der Verlage (Nürnberger Nachrichten, Olympia Verlag, Telefonbuch Verlag Hans Müller, Palm & Enke, Birke & Partner, Wochenschau Verlag etc.).

Durch das IoV wird die Bedeutung von Daten, Informationen und Wissen weiter gestärkt und damit deren Volumen, deren Veränderungsgeschwindigkeit sowie deren Vielfalt steigen. Die Authentizität und Sicherheit der Daten sind dabei entscheidend. Daher besteht allgemeine Zurückhaltung, marktbeherrschenden Monopolisten aus den USA oder China die Verwaltung der eigenen Daten in deren Rechenzentren zu überlassen. Eine Möglichkeit, die Macht der sogenannten Hyperscaler (wie Amazon Web Services, Google Cloud Services, Microsoft Azure, Alibaba Cloud) zu beschränken, stellt die europäische Initiative GAIA-X dar, die leistungs- und wettbewerbsfähige, sichere und auf vertrauenswürdige Standards basierende Dateninfrastruktur in Europa aufbauen soll. Eine technische und marktbezogene Alternative betrifft die Dezentralisierung der Rechenzentren. Um jedoch die immensen Skaleneffekte der Hyperscaler in Bezug auf die Verteilung der Entwicklungskosten, Auslas-tung der Investitionen, Energiekosten sowie die weltweite Verfügbarkeit marktorientiert kompensieren zu können, werden neue Geschäftsmodelle entwickelt, wie die Kombination mit der regenerativen Stromerzeugung, größere Kundennähe, vertrauensvollerer Umgang mit den Daten und die Nutzung von Open X-Konzepten. Daneben muss ein offener Systemsoftware-Stack für die Cloud entwickelt werden, der es ermöglicht Anwendungssoftware ohne Modifikation in unterschiedlichen Cloud-Rechenzentren einzusetzen und mit niedrigem Aufwand zwischen Clouds zu migrieren. Damit könnte das Oligopol der amerikanischen Hyperscaler gebrochen und die Position der deutschen und europäischen Rechenzentrumsbetreiber erheblich gestärkt werden. In der EMN hat sich bereits ein dynamisches Netzwerk erfolgreicher Rechenzentrumsbetreiber (Noris Network AG, ODN, Hetzner, Contabo) und spezialisierter Datenbank-Software-Unternehmen (z.B. Exasol) ausgebildet.

Die EMN hat sich zu einem Hotspot erfolgreicher Software-Spezialisten im Bereich der Verarbeitung großer Datenmengen sowie der Künstlichen Intelligenz, insbesondere des Maschinellen Lernens, herausgebildet. Neben Forschungszentren (ADA Lovelace Center for Analytics, Data and Applications) und großen Konzernen, wie Siemens, DaTeV, Evosoft, GFK und Elektrobit, spielen auch mittelständische Unternehmen, wie Ancud, Astrum IT, Method Park, Nash Technologies, Infoteam, Data Ahead, Information Factory sowie viele Start-ups (VITAS, Probe-X) eine wachsende Rolle in diesem dynamischen Marktumfeld.