Planung und Bewertung resilienter Lieferketten
Von Effizienz zu Resilienz
Lange Zeit setzten Unternehmen vor allem auf Effizienz und Kosteneinsparungen in ihren Lieferketten. Lagerbestände wurden reduziert und das Prinzip „just-in-time" eingeführt, Komponenten werden so erst bei Bedarf geliefert. Diese Praxis machte die Lieferketten jedoch empfindlicher für Störungen und Unterbrechungen.
Aktuelle Herausforderungen für globale Lieferketten
Aktuelle Ereignisse wie die Covid-Pandemie, der Ukraine-Krieg oder die Blockade des Suez-Kanals durch die „Ever Given" haben gezeigt, wie anfällig global vernetzte Lieferketten sind. Ein konkretes Beispiel ist der Einsturz einer Brücke im Hafen von Baltimore, der den Schiffstransport zeitweise völlig stoppte. Dies führte zu deutlichen Rückgängen bei der Anlieferung von Autoteilen, was sich in einer sogenannten Resilienzkurve sichtbar macht – einem Werkzeug, das Leistungseinbrüche und Erholungszeiten nach Störungen grafisch darstellt.
Entwicklung quantitativer Bewertungsmethoden
Die Studie stellt Metriken vor, mit denen die Resilienz einer Lieferkette quantitativ bewertet werden kann. Dies umfasst die Analyse des Ausmaßes und der Dauer einer Störung sowie die Wirksamkeit von Gegenmaßnahmen wie beispielsweise Lagerhaltung oder Diversifizierung der Lieferanten.
Messung der Wirksamkeit von Resilienzmaßnahmen
Eine besondere methodische Neuerung dieser Arbeit liegt in der Entwicklung von Metriken, die gezielt die Verbesserung der Resilienz durch konkret getroffene Maßnahmen messen können. Dadurch wird es möglich, verschiedene Strategien objektiv miteinander zu vergleichen und ihre Effektivität zu bewerten. Unternehmen können so kosteneffiziente Maßnahmen identifizieren, um ihre Lieferketten widerstandsfähiger zu machen. Diese Methodik ist flexibel und kann auch auf andere Bereiche wie Krankenhäuser oder ganze Volkswirtschaften übertragen werden.
Anwendung der Resilienzmehtodik auf bioökonomische Lieferketten: Resiliente Lieferkettenmodellierung für eine nachhaltige Bioökonomie
Aufbauend auf diesen methodischen Grundlagen zur Bewertung und Verbesserung von Lieferketten-Resilienz wurde die entwickelte Methodik in einer weiterführenden Studie auf bioökonomische Lieferketten angewendet. Diese Lieferketten stehen vor besonderen Herausforderungen durch klimabedingte Schwankungen in der Verfügbarkeit nachwachsender Rohstoffe und bieten damit ein ideales Anwendungsfeld für resiliente Planungsansätze.
Schwankende Rohstoffverfügbarkeit als Herausforderung
Bioökonomische Lieferketten, die biogene Rohstoffe verarbeiten und fossile Produkte ersetzen, sind besonders anfällig für durch Wetter verursachte Schwankungen in der Rohstoffverfügbarkeit – wie beispielsweise bei Stroh. Diese Schwankungen nehmen durch den Klimawandel an Häufigkeit und Intensität zu und stellen somit eine zentrale Herausforderung für die Versorgungssicherheit bio-basierter Produkte dar, die für eine nachhaltige Entwicklung unerlässlich sind.
Ein integrierter zweistufiger Ansatz
Die Publikation „Encounter the Unforeseen: Resilient Supply Chain Modeling for a Sustainable Bioeconomy" verfolgt einen zweistufigen Ansatz, um sowohl die Perspektive der Produzenten als auch der Verbraucher in einem integrierten Modell abzubilden:
- Im ersten Schritt erfolgt eine resiliente strategische Planung einer europäischen Bioökonomie Lieferkette, die Bioethanol als Kraftstoffersatz aus Stroh herstellt. Dabei werden mögliche repräsentative Schwankungen in der Verfügbarkeit des Rohstoffs antizipiert. Die Versorgung wird unter Sicherstellung eines Mindest-Versorgungsniveaus aus Verbrauchersicht sowie hinsichtlich der ökonomischen Effizienz auf Produzentenseite optimiert.
- Im zweiten Schritt wird die tatsächliche Resilienz des Systems gegenüber unvorhersehbaren, zufälligen Schwankungen in der Rohstoffverfügbarkeit bewertet. Dabei analysiert das Modell sowohl die ökonomischen als auch die ökologischen Auswirkungen. Ein besonderer Fokus liegt dabei auf der Versorgungssicherheit aus Verbrauchersicht, die in der Resilienzforschung einen zentralen Stellenwert einnimmt.
Methodische Besonderheiten
Die Methodik verbindet strategische Planung unter Berücksichtigung von Unsicherheiten mit Simulation von möglichen unvorhergesehenen Ereignissen zur Validierung. Zusätzlich werden Umweltbewertungen mittels Life Cycle Assessment integriert, um die ökologischen Auswirkungen umfassend zu erfassen. Zur quantitativen Bewertung der Resilienz wird dabei die bereits in der ersten Studie eingeführte Resilienzkurve verwendet, welche die Vorteilhaftigkeit des vorgestellten Ansatzes anhand eines verbesserten Kurvenverlaufs im Vergleich zu einer deterministischen Planung aufzeigt. Konkret werden dabei zwei Resilienzmaßnahmen berücksichtigt: (1) Anpassung von Produktionskapazitäten an die zugrundeliegenden repräsentativen Versorgungsszenarien und (2) Aufbau von Lagerkapazitäten. Beide Maßnahmen verbessern den Kurvenverlauf deutlich und verbessern die Versorgungssicherheit auch bei unvorhergesehenen Störungen.
Zentrale Erkenntnisse
Die Forschung zeigt, dass bioökonomische Lieferketten, die auf eine hohe Resilienz aus Verbrauchersicht ausgelegt sind, häufig größere Produktions- und Lagerkapazitäten benötigen. Dies führt zu höheren Umweltbelastungen durch Infrastruktur und Betrieb. Allerdings werden diese Mehrbelastungen durch den Nutzen des Ersatzes fossiler Produkte in den meisten Umweltindikatoren deutlich kompensiert. Somit trägt das Modell dazu bei, eine nachhaltige und widerstandsfähige Bioökonomie zu fördern, die wirtschaftliche und ökologische Ziele miteinander verbindet.