Aufbau von widerstandsfähigen und umweltfreundlichen Lieferketten

Katastrophen, wie die COVID-19-Pandemie, können Lieferketten und Industrien auf viele Arten durcheinanderbringen. Um mit diesen Problemen umzugehen, müssen Unternehmen ihre Lieferketten robuster machen. In diesem Artikel wird ein Modell vorgestellt, das Firmen hilft, eine umweltfreundliche und belastbare Lieferkette zu gestalten. Das Modell beinhaltet Strategien, um Störungen sowohl auf der Angebots- als auch auf der Nachfrageseite entgegenzuwirken.

#Bedeutung von Resilienz in Lieferketten

Wenn Katastrophen eintreten, können sie zu Problemen wie Lieferverzögerungen, Arbeitskräftemangel und fehlenden Materialien führen. Zum Beispiel erlebte Toyota nach dem Tsunami in Japan 2011 massive Störungen im Liefernetzwerk, die dazu führten, dass einige Werke in Nordamerika wegen Teileengpässen die Produktion einstellen mussten. Ähnlich hat die COVID-19-Pandemie die Schwächen in den Lieferketten weltweit aufgezeigt. Diese Situationen verdeutlichen, wie wichtig es ist, dass Unternehmen sich anpassen und ihre Lieferketten stärken, um Störungen zu überstehen.

Ein bedeutender Störungseffekt ist der Ripple-Effekt, der Probleme in der gesamten Lieferkette verteilt und Herausforderungen stromabwärts schafft. Beispielsweise stoppte Mercedes-Benz im Juni 2020 die Produktion in Alabama wegen eines Mangels an Komponenten, die aus Europa importiert wurden, verursacht durch die Pandemie. Den Ripple-Effekt zu managen, ist entscheidend für die reibungslosen Abläufe in Unternehmen.

#Strategien zur Bewältigung von Störungen

Um sich effektiv von Störungen zu erholen, müssen Lieferketten eine eingebaute Resilienz haben. Backup-Pläne zu erstellen, wie zusätzliche Lieferanten oder temporäre Einrichtungen, kann helfen, den Ripple-Effekt zu steuern. Unternehmen müssen während der Planungsphase geeignete Strategien annehmen, um die Auswirkungen unvorhergesehener Ereignisse, wie Lieferverzögerungen, Nachfrageüberraschungen oder verringerte Kapazitäten, zu verringern.

#Umweltaspekte im Lieferketten-Design

Umweltaspekte in das Design von Lieferketten zu integrieren, ist ebenfalls wichtig, da es Unternehmen einen Wettbewerbsvorteil verschaffen kann. Strategien zur Reduzierung von Emissionen, die Herstellung von recycelbaren Produkten und der Einsatz grüner Technologien sind Wege, um eine umweltfreundlichere Lieferkette zu schaffen.

#Unsicherheit in der Lieferketten-Planung

Ungenaue Schätzungen von Parametern können in unsicheren Situationen zu erheblichen Verlusten führen. Daher ist das Management von Unsicherheiten ein weiterer wichtiger Faktor, der die Effizienz der Lieferkette beeinflusst. Es gibt drei gängige Ansätze zur Handhabung von Unsicherheiten: Stochastische Optimierung, robuste Optimierung und fuzzy Optimierung, wobei die stochastische Optimierung am häufigsten im Kontext von Störungen verwendet wird.

Stochastische Optimierung betrachtet verschiedene mögliche Szenarien, die die Lieferketten betreffen, während sich robuste Optimierung tendenziell auf Worst-Case-Szenarien konzentriert. Fuzzy-Optimierung hingegen erfordert oft komplizierte Parameterdetails. Der gewählte Ansatz für diesen Artikel ist ein zweistufiges stochastisches Optimierungsmodell zur Kontrolle von Unsicherheiten.

#Forschungsfragen

Dieser Artikel zielt darauf ab, mehrere zentrale Fragen zu beantworten:

• Welche strategischen und operativen Entscheidungen führen zu einer resilienten und nachhaltigen Lieferkette?
• Welche Strategien sind am effektivsten, um den Ripple-Effekt zu managen?
• Wie können Entscheidungsträger Unsicherheiten, die mit der Parameterschätzung einhergehen, effektiv steuern?

#Überblick über die Studie

Der Artikel ist in Abschnitte gegliedert, die relevante Forschungen zusammenfassen, das entwickelte zweistufige stochastische Optimierungsmodell beschreiben, numerische Experimente und ihre Ergebnisse präsentieren und mit Erkenntnissen für zukünftige Studien abschliessen.

#Literaturübersicht

Die Literatur zu diesem Thema konzentriert sich hauptsächlich auf drei Bereiche: Umweltwirkungen des Lieferketten-Designs, Resilienzstrategien zur Bekämpfung des Ripple-Effekts und den Einsatz stochastischer Optimierung zur Bewältigung von Unsicherheiten.

#Umweltperspektiven

Die Integration umweltlicher Überlegungen in das Design von Lieferketten gewinnt an Bedeutung. Forscher haben hervorgehoben, dass Unternehmen Emissionen als einen wichtigen Massstab für ihre Umweltfreundlichkeit betrachten sollten. Verschiedene Studien betonen auch, dass sowohl Umwelt- als auch Wirtschaftsfaktoren im Lieferketten-Design in Einklang gebracht werden müssen, wobei resiliente Strategien zur Bewältigung potenzieller Störungen eingesetzt werden.

#Resilienzstrategien

Resilienzstrategien sind besonders nach COVID-19 immer wichtiger geworden. Wissenschaftler kategorisieren diese Strategien in Prä- und Post-Störungs-Taktiken. Prä-Störungsstrategien könnten den Aufbau von Sicherheitsbeständen umfassen, während Post-Störungsstrategien das Vertrauen auf Backup-Lieferanten zur Deckung der Kundennachfrage beinhalten könnten.

#Unsicherheitskontrolltechniken

Um die negativen Auswirkungen von Störungen zu mildern, ist es wichtig, geeignete Unsicherheitskontrollmethoden zu integrieren. Die meisten Forschungen zeigen, dass stochastische Optimierungstechniken effektiver sind als traditionelle deterministische Modelle, um mit Unsicherheiten umzugehen.

#Problem des grünen Lieferketten-Designs

Das Problem des resilienten grünen Lieferketten-Designs umfasst Stufen wie Lieferanten, Hersteller, Lagerhäuser und Einzelhändler. Rohstoffe werden von Lieferanten bezogen, Produkte werden von Herstellern produziert und dann in Lagern gelagert, bevor sie an Einzelhändler versandt werden. Das Modell bewertet verschiedene Transportmethoden und Zeiträume unter Berücksichtigung möglicher Störungen.

#Wichtige Komponenten des Modells

Das Modell umfasst mehrere Komponenten: Kosten für Transport und Verzögerungen, Einrichtungskosten für temporäre Einrichtungen, Schulungskosten und Emissionskosten. Das Ziel ist es, die Gesamtkosten zu minimieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass die vom Staat festgelegten Emissionsgrenzen eingehalten werden.

#Zweistufiges stochastisches Optimierungsmodell

Das vorgeschlagene Modell verwendet einen zweistufigen stochastischen Optimierungsansatz. In der ersten Phase werden Entscheidungen auf der Grundlage bekannter Variablen getroffen. In der zweiten Phase werden unsichere Variablen durch verschiedene Szenarien berücksichtigt. Ziel ist es, die Lieferkette zu optimieren und gleichzeitig sicherzustellen, dass die Emissionslevels den gesetzlichen Vorgaben entsprechen.

#Resilienzstrategien erklärt

1. Backup-Lieferanten: Backup-Lieferanten hinzuzufügen hilft, Risiken zu mindern. Obwohl die Einstellung zusätzlicher Lieferanten die Kosten erhöhen kann, bieten sie Sicherheit bei Störungen.

2. Mehrere Bezugsquellen: Von mehreren Lieferanten zu beziehen diversifiziert die Bezugsbasis und verringert die Abhängigkeit von einer begrenzten Anzahl. Das kann jedoch mit höheren Kosten verbunden sein.

3. Sicherheitsbestand: Sicherheitsbestand zu halten ermöglicht es Unternehmen, schnell auf plötzliche Nachfragesteigerungen zu reagieren. Diese Strategie balanciert die Kosten für die Lagerhaltung gegen mögliche Engpässe.

4. Temporäre Einrichtungen: Die Nutzung temporärer Einrichtungen kann die Wiederherstellung der Lieferkette während Störungen unterstützen und die Produktions- und Lagerkapazität aufrechterhalten.

5. Informationsaustauschsysteme: Effektive Kommunikation zwischen den Partnern in der Lieferkette kann Verzögerungen verringern und die Reaktionsfähigkeit auf Änderungen in der Nachfrage verbessern.

#Numerisches Experiment und Ergebnisse

Eine Simulation wurde durchgeführt, um die Auswirkungen von Störungen auf die Lieferkette zu untersuchen und die optimalen Strategien zur Steuerung des Ripple-Effekts zu identifizieren. Verschiedene Szenarien wurden getestet, die unterschiedliche Störungslevels widerspiegeln. Wichtige Ergebnisse zeigten, wie bestimmte Strategien Kosten minimieren und den Servicelevel verbessern können.

#Vergleich von Strategien

Zwei Strategien, Sicherheitsbestand und Vorratshaltung, wurden verglichen. Die Ergebnisse zeigten, dass Sicherheitsbestand die bevorzugte Wahl wurde, wenn die Produktionskapazität eines Herstellers unter ein bestimmtes Niveau fiel. Ebenso wurden Backup-Lieferanten und mehrere Bezugsquellen verglichen, wobei festgestellt wurde, dass Backup-Lieferanten eine grössere Resilienz bieten.

#Einfluss von Nachfragesteigerung

Das Verständnis der Nachfrage nach wesentlichen und nicht wesentlichen Produkten ist entscheidend. Während der Pandemie erlebten essentielle Produkte Nachfragesteigerungen, während nicht essentielle Artikel dies nicht taten. Die Analyse von Nachfrageschwankungen hilft Unternehmen, sich auf unterschiedliche Situationen vorzubereiten.

#Effekt von CO2-Regulierungen

Verschiedene CO2-Emissionsvorschriften zielen darauf ab, Umweltschäden durch Lieferketten zu begrenzen. Die Studie untersuchte, wie Änderungen in Vorschriften die Kosten und betrieblichen Entscheidungen in der Lieferkette beeinflussen.

#Fazit

Dieser Artikel schlug ein Modell zur Gestaltung einer resilienten und umweltfreundlichen Lieferkette vor, die Störungen effektiv managt. Der zweistufige stochastische Optimierungsansatz ermöglicht bessere Entscheidungsfindungen in unsicheren Situationen, und die festgelegten Strategien bieten praktische Lösungen für Supply-Chain-Manager, die mit Störungen konfrontiert sind.

#Zukünftige Forschungsrichtungen

Weitere Studien sind notwendig, um die Komplexität resilienter Lieferketten tiefgehender zu ergründen. Die Untersuchung von Themen wie verderblichen Produkten, Rückkehr zu Normalplänen und die Dynamik zwischen Sicherheitsbeständen und Servicelevels könnte wertvolle Einblicke für Unternehmen liefern.