TY - THES A1 - Lamberty, Anna T1 - Development of a generic concept for cross chain temperature monitoring using IoT-based sensor technology to optimize the product quality of fresh plant-based produce N2 - The objective of this thesis was to develop a generic implementation concept for cross-chain IoT-based temperature monitoring in supply chains of fresh plant-based produce, including a cost-benefit-assessment. In the first step, a literature review was conducted to categorize fresh fruit and vegetables by their product-specific spoilage kinetics in relation to the main influential ambient parameters (temperature, relative humidity, ethylene, CO2, O2, vibration). In addition, the state-of-theart of relevant IoT technology was reviewed. This was followed by a systematic literature review and practical tests in four supply chains, focusing on data transmission reliability, temperature accuracy, location accuracy, battery life and sustainability, to identify technical, process-related and sustainability requirements for IoT-based temperature monitoring systems. Based on those results and a multi-dimensional field analysis including stakeholder interviews, a generic implementation concept was elaborated and validated in a real-world pilot study. Finally, the results of stakeholder interviews were used to create three application scenarios for IoT-based temperature monitoring. The costs and benefits of an IoT implementation were assessed for each scenario. The results highlight the complexity of fresh plant-based produce but also show the potential for optimizing product qualities by using IoT-based temperature monitoring, particularly for berries, leafy vegetables, climacteric fruit and chilling-sensitive products. While suitable IoT technology is available, the variety can make it challenging for supply chain actors to choose the right solution. Here, the identified technical, process-related and sustainability requirements can aid decision-making for potential users and provide development insights for IoT providers. However, needs for improvements of the tested IoT systems were found, particularly regarding data transmission reliability, temperature accuracy and sensor sustainability. The developed generic concept provides a blueprint for practical implementation in supply chains. The validation results confirm its operational feasibility. Further, it was found that IoT-based temperature monitoring can lead to monetary savings by reducing product losses, depending on the specific combination of IoT technology, product, packaging type, data use, and hardware reuse frequency. It must be highlighted that sustainable use of IoT devices enhances potential monetary benefits by avoiding subsequent sensor purchase costs. N2 - Das Ziel dieser Arbeit war die Entwicklung eines generischen Implementierungskonzepts für die kettenübergreifende, IoT-basierte Temperaturüberwachung in Lieferketten von pflanzlichen Frischprodukten, einschließlich einer Kosten-Nutzen-Bewertung. Zunächst wurden pflanzliche Frischprodukte mittels einer Literaturstudie hinsichtlich ihres Verderbsmechanismus in Abhängigkeit wichtiger Umgebungsparameter (Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Ethylen, CO2, O2, Vibration) klassifiziert. Zusätzlich wurde der Stand der relevanten IoT Technologie erfasst. Darauf folgten eine systematische Literaturstudie und Praxistests mit IoT Sensoren in vier Lieferketten. Der Schwerpunkt lag auf der Verlässlichkeit der Datenübertragung, der Temperaturgenauigkeit, der Standortgenauigkeit, der Batterielebensdauer und den Nachhaltigkeitseigenschaften, um technische, prozess- und nachhaltigkeitsbezogene Anforderungen an IoT-basierte Temperaturüberwachungssysteme zu identifizieren. Basierend auf diesen Ergebnissen und einer mehrdimensionalen Feldanalyse mit Experteninterviews wurde ein generisches Implementierungskonzept entwickelt und in einer realen Pilotlieferkette validiert. Im Anschluss wurden drei Anwendungsszenarien für IoT-basierte Temperaturüberwachung entwickelt und deren Kosten und Nutzen bewertet. Die Ergebnisse zeigen die Komplexität von pflanzlichen Frischprodukten als Produktgruppe, sowie das Potential zur Qualitätsoptimierung mithilfe von IoT-basierter Temperaturüberwachung, insbesondere für Beerenobst, Blattgemüse, klimakterische Früchte und kälteempfindliche Produkte. Obwohl zahlreiche geeignete IoT Sensoren kommerziell erhältlich sind, ist es schwierig für Lieferkettenakteure, die richtige Wahl zu treffen. Hier können die identifizierten technischen, prozess- und nachhaltigkeitsbezogenen Anforderungen eine Entscheidungshilfe für potenzielle Anwender, sowie Entwicklungsimpulse für IoT Hersteller bieten. Allerdings zeigte sich Verbesserungsbedarf hinsichtlich der Verlässlichkeit der Datenübertragung, der Temperaturgenauigkeit und der Nachhaltigkeit der getesteten IoT Systeme. Das entwickelte generische Konzept bietet eine Blaupause, die die praktische Implementierung in verschiedenen Lieferketten anleitet. Die Validierungsergebnisse bestätigen die operative Durchführbarkeit des Implementierungskonzepts. Des Weiteren zeigt die Kosten-Nutzen-Bewertung, dass IoT-basierte Temperaturüberwachung zu erheblichen Einsparungen durch reduzierte Produktausschüsse führen kann, abhängig von der Kombination aus IoT Technologie, Produkt, Packvolumen, Datennutzung und Sensornutzung. Dieser Effekt wird durch eine durch eine nachhaltige Mehrfachnutzung der Sensoren verstärkt, da Kosten für das Nachkaufen vermieden werden. KW - temperature monitoring KW - fresh produce KW - Internet of Things KW - food supply chain Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hebis:2083-1189 N1 - This thesis was accepted by Hochschule Geisenheim University on October 27, 2025 as a doctoral dissertation in fulfilment of the requirements for the degree “Doktorin der Ingenieurwissenschaften” (Dr.-Ing.). The conferral of the academic degree is based on the institutional assignment of the 2nd reviewer who is a member of the Faculty of Agricultural, Nutritional and Engineering Sciences at University of Bonn. VL - 2025 SP - II EP - 184 PB - Hochschule Geisenheim CY - Geisenheim ET - 1. Auflage ER -