Fabriken sind diversen internen und externen Unsicherheiten ausgesetzt, die zu kurzfristigen und schwer vorhersehbaren Schocks führen können. Aufgrund vorhandener Vulnerabilitäten können diese impulsartigen Schocks massive Störungen im operativen Betrieb verursachen.
Beispiel hierfür ist die Corona-Pandemie, welche zu einer signifikanten Beeinträchtigung globaler Lieferketten geführt hat. Unternehmen sahen sich mit einer Reihe enormer Herausforderungen konfrontiert, die sich aus Produktionsausfällen, Transportbeschränkungen und Nachfrageschwankungen ergaben. Auch die Energiekrise stellt eine bedeutende Bedrohung dar, da sie zu drastisch steigenden Betriebskosten und einer Instabilität der Energieversorgung führt. Die Blockade des Suezkanals veranschaulichte zudem die Verwundbarkeit weltweiter Handelsrouten, da ein einziges feststeckendes Schiff den internationalen Warenfluss erheblich beeinträchtigte.
Diese Krisensituationen verdeutlichen, dass die Anfälligkeit von Lieferketten über die Unternehmensgrenzen hinausreicht. Die Implementierung wirkungsvoller Strategien zur Bewältigung dieser Schocks und Unsicherheiten ist von entscheidender Bedeutung, um die Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten. Unternehmen, denen es an der Fähigkeit zur schnellen und effizienten Anpassung mangelt, riskieren im schlimmsten Fall das Ausscheiden aus dem Markt.
Bestehende Ansätze zur Aufrechterhaltung der Betriebskontinuität
Es existieren bereits diverse Ansätze und Konzepte, die darauf abzielen, die Betriebskontinuität von Produktionssystemen aufrechtzuerhalten. Den Ansätzen mangelt es jedoch an einer ganzheitlichen Betrachtung der verschiedenen Arten der Veränderungsfähigkeit – Robustheit, Flexibilität und Wandlungsfähigkeit – und der Anpassungsfähigkeit, welche auch als Resilienz bezeichnet wird.
Darüber hinaus werden derartige Ansätze häufig erst als Reaktion auf bereits eingetretene Störungen implementiert und sind in der Regel nicht anwenderorientiert. In den zurückliegenden Jahren haben zahlreiche Unternehmen ihre Materialbestände ausgehend von der Annahme aufgebaut, dass signifikante Lieferschwierigkeiten zu erwarten seien. Im regulären Betrieb sowie bei regulären Schwankungen im Wareneingang und bei der Nachfrage erweisen sich diese hohen Bestände als redundant, sind jedoch mit hohen Lagerhaltungskosten verbunden.
Erfolgsversprechend: Förderung der organisationalen Resilienz
Damit produzierende Unternehmen auf ein impulsartiges Auftreten von sich verändernden Rahmenbedingungen vorbereitet sind und die Betriebsfähigkeit im Falle von auftretenden Störungen schnell wiederhergestellt werden kann, gilt die Förderung der organisationalen Resilienz als erfolgsversprechendes Konzept.
Für die Beherrschung der Auswirkungen von Schocks ist es im Sinne einer veränderungs- und anpassungsfähigen Organisation notwendig, ein strategisches Steuerungsinstrument zu implementieren. Für die Gewährleistung der Betriebsfähigkeit im Falle einer Störung empfiehlt sich der Einsatz eines sogenannten Business Continuity Management Systems (BCMS). Im Kontext eines BCMS werden Ziele zur Aufrechterhaltung der Betriebsfähigkeit im Einklang mit der Organisationspolitik gesetzt, um festgelegte Ergebnisse zu erreichen.
Proaktives Resilienz-Management
Um zu untersuchen, wie Unternehmen durch ein proaktives Resilienz-Management ganzheitlich ihre Anpassungs- und Veränderungsfähigkeit steigern können, entwickelt das Institut für Fabrikanlagen und Logistik (IFA) zusammen mit dem Institut für Informatik (OFFIS), der deepIng business solutions GmbH und der Youse GmbH im Forschungsvorhaben PARMa ein standardisiertes Resilienz-Management System, welches Unternehmen zu einer schnellen und zielgerichteten Handlungsfähigkeit im Falle von impulsartigen Schocks und Unsicherheiten befähigt.
Für das Vorgehen wurden drei konkrete Anwendungsszenarien ausgewählt, welche sich an den Hauptprozessen der Lieferkette von produzierenden Unternehmen orientieren: Beschaffung, Produktion und Versand.
In der Beschaffung sind Ursachen für Störungen beispielsweise Lieferantenausfälle oder Naturkatastrophen, Materialengpässe aufgrund von Rohstoffknappheit, Verzögerungen aufgrund logistischer Herausforderungen oder ineffiziente Lagerhaltungsprozesse. In der Produktion lassen sich Störungen unter anderem auf Maschinen- oder Anlagenausfälle, unzuverlässige Ersatzteilversorgung, menschliches Fehlverhalten oder Softwareprobleme zurückführen. Im Versand können Transportverzögerungen, Streiks, Nachfrageschwankungen, ungenaue Absatzprognosen oder Marktveränderungen Auslöser für eine Verfehlung der geplanten Produktionsmengen sein. Eine Überproduktion kann steigende Lager- und Kapitalbindungskosten bei den Unternehmen verursachen. Eine Unterproduktion kann dagegen zu Lieferengpässen und Kundenunzufriedenheit führen. Langfristig können solche Ungleichgewichte die Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen beeinträchtigen, die Kosten erhöhen und das Vertrauen der Kunden schädigen.
Mehrdimensionale und dynamische Betrachtung der Resilienzfähigkeit
Die Neuheit im Ansatz des Forschungsprojekts PARMa ist die ganzheitliche Betrachtung der Arten der Veränderungsfähigkeit. Damit sollen Unternehmen befähigt werden, die bestmögliche Resilienzfähigkeit zu erzielen. Bestehende Methoden bieten bisher nur begrenzte oder voneinander isolierte Lösungen an. Diese sind entweder rein qualitativer Natur, eindimensional konzipiert, statisch und nicht lernfähig oder erfordern einen erheblichen Aufwand für die Informationsbeschaffung.
Im Projekt PARMa entwickeln die Forschenden eine Bewertungsmethodik, die sowohl den Resilienz-Grad einer Organisation erfasst als auch die Wirksamkeit von Maßnahmen zur Förderung ihrer Anpassungs- und Veränderungsfähigkeit bewertet. Auf dieser Grundlage sollen Strukturen geschaffen werden, die eine agile und zukunftsfähige Organisation fördern. Anstatt Resilienz wie bisher lediglich als Fähigkeit zu betrachten, verfolgt das Resilienz-Management-System einen ganzheitlichen Betrachtungsansatz, um proaktiv auf Störungen zu reagieren und die Betriebsfähigkeit der Produktion gewährleisten zu können.
Mögliche Störungen identifizieren und Gegenmaßnahmen ableiten
Derzeit arbeitet das IFA zusammen mit dem OFFIS an der Identifizierung der störungsanfälligen Elemente des Produktionssystems sowie an einem systematischen Clustering von Störungen hinsichtlich ihrer Eintrittswahrscheinlichkeit, Dauer und Intensität.
Ziel dieses Vorgehens ist die Überführung der Ergebnisse in ein Störungsmodell. Parallel entwickelt das IFA ein Modell zur Konfiguration von Produktionssystemen, bestehend aus Systemelementen, zu definierenden Parametern und Wirkzusammenhängen, welche zur Beschreibung des Produktionssystems von elementarer Bedeutung sind. Zusätzlich wird eine Methodik zur Ermittlung des Ist-Resilienz-Grads produzierender Unternehmen entwickelt. Die gewonnenen Ergebnisse werden vom OFFIS in einem Simulationsmodell zusammengeführt, um eine simulationsbasierte Bewertung von Störungs- und Maßnahmenauswirkungen vorzunehmen.
Die aus der Simulationsstudie abgeleiteten Gegenmaßnahmen zur Steigerung der Anpassungsfähigkeit werden in einem sogenannten Resilienz-Baukasten konsolidiert. Basierend auf diesem Maßnahmenkatalog wird ein iteratives Resilienz-Management-System entwickelt. Von deepIng wird eine Visualisierungsapplikation erstellt, welches den Resilienz-Grad des Unternehmens darstellt und den Anwendungspartnern zur Verfügung gestellt werden soll.
Gezielte Maßnahmen zur proaktiven Sicherstellung der Betriebsfähigkeit
Das Resilienz-Management-System als zentrales Ergebnis des Forschungsvorhabens soll produzierende Unternehmen dazu befähigen, agile Organisationsstrukturen aufzubauen, um die Anpassungsfähigkeit zu steigern und proaktiv auf potentielle Störungen des operativen Betriebs zu reagieren. Durch die derzeit in der Erarbeitung befindlichen Methodik zur Ermittlung des Ist-Resilienz-Grads produzierender Unternehmen wird eine holistische Betrachtung sichergestellt, um die bestmögliche Anpassungsfähigkeit zu erzielen.
Auf diese Weise werden produzierende Unternehmen in die Lage versetzt, Maßnahmen zielgerichtet einzuleiten und die Betriebsfähigkeit bei kurzfristigen und schwer vorhersehbaren Schocks sicherzustellen.
