Strategic Options for Resilient Value Chains

Die resiliente Gestaltung globaler Lieferketten [1, 2] und Produktionsnetzwerke [3] ist aufgrund verschiedener jüngerer Einflüsse zu einem sehr wichtigen Thema geworden. So hat die COVID-19-Pandemie gezeigt, dass Aspekte der Widerstandsfähigkeit und Wiederherstellbarkeit von Wertschöpfungsketten in Zukunft an Bedeutung gewinnen müssen [8]. Der aktuelle Russland-Ukraine-Konflikt hat zudem einen immensen und anhaltenden Einfluss auf den internationalen Handel mit Gebrauchs- und Vorleistungsgütern und hat schwerwiegende Unterbrechungen von Lieferketten ausgelöst.

Unter Lieferkette wird im Folgenden das externe Netzwerk an Lieferanten verstanden. Die Wertschöpfungskette beinhaltet zusätzlich auch das unternehmenseigene Netzwerk an Produktionsstandorten. Die Resilienz von Lieferketten wird in der Literatur unterschiedlich definiert und umfasst die Anpassungsfähigkeit eines Unternehmens oder Systems, sich auf Störungen vorzubereiten (prepare), angemessen zu reagieren (react) und die regulären Aktivitäten wiederherzustellen (restore) [4, 5]. Einige der Hauptgründe für das hohe Maß an Risiken und Unterbrechungen globaler Wertschöpfungsketten lassen sich auf strategische Entscheidungen des Supply Chain Managements von Unternehmen in der Vergangenheit zurückführen:

Als Ergebnis einer einseitigen Priorisierung von Faktorkosten- und Effizienzvorteilen gegenüber Risiko- und Lieferfähigkeitsaspekten entstanden stark globalisierte Lieferketten sowie eine stark reduzierte Lieferantenbasis mit vielen Single-Source-Konstellationen. Lange Lieferwege und eine hohe Abhängigkeit von wenigen globalen Regionen mit einer begrenzten Anzahl von Lieferanten sind die Folge. Zudem führte das Streben nach Skaleneffekten mittels hochspezialisierter Fabriken zu einer hohen Abhängigkeit von wenigen Fabriken im unternehmenseigenen globalen Produktionsnetzwerk, die oft in Niedriglohnländern in nur einer Weltregion angesiedelt sind. Ein erhöhtes Risiko von Lieferengpässen ist bis heute die Konsequenz. Auch das stetige Outsourcing eigener Produktionskapazitäten an Lieferanten erhöhte die Abhängigkeit von Zulieferern und verringerte die Flexibilität, in kritischen Nachfragesituationen auf eigene Produktionskapazitäten zurückzugreifen [6].

Strategische Optionen für resiliente Wertschöpfungsketten

Vor dem Hintergrund dieser disruptiven Entwicklungen experimentieren Unternehmen mit verschiedenen operativen und strategischen Optionen, um ihre Wertschöpfungsketten resilienter zu gestalten. Bei der operativen Bekämpfung kritischer Nachfragesituationen durch primär reaktive Praktiken [1] setzen viele Unternehmen stark auf den Aufbau zusätzlicher Lagerbestände, die Durchführung von Ad-hoc-Koordinierungsmaßnahmen mit Lieferanten oder den Versuch, Engpasskomponenten durch alternative Teile zu ersetzen. Zusätzlich zu diesen kurzfristigen operativen Maßnahmen werden insbesondere die folgenden strategischen und proaktiven Optionen für den Aufbau widerstandsfähiger Wertschöpfungsketten diskutiert:

Eine erste Option ist der Aufbau resilienter Lieferketten durch eine Veränderung der globalen Reichweite und Diversifizierung des Lieferantennetzwerks, um die interne Produktionsfähigkeit aufrecht zu erhalten und die Auswirkungen auf die Kunden zu minimieren [7]. Eine bewusste Lokalisierung oder Regionalisierung von Lieferketten oder eine weitere globale Diversifizierung von Lieferketten sind hier gegensätzliche Optionen. Die Regionalisierung von Lieferketten umfasst die lokale Beschaffung durch die Schaffung von mehr inländischen und regionalen Optionen und weniger globalen Aktivitäten.

Diese Verkürzung der Lieferketten trägt dazu bei, die Kette näher an den Kunden zu bringen, Probleme schneller zu lösen und das Risiko globaler Störungen zu begrenzen [6, 7]. Die globale Diversifizierung von Lieferketten ermöglicht hingegen die Zusammenarbeit mit Lieferanten in verschiedenen Regionen, sodass Unternehmen ihre Abhängigkeit von einzelnen Lieferanten oder einer bestimmten Weltregion verringern und das Risiko von Unterbrechungen mindern können [1, 8].

Eine zweite Option zur Verbesserung der Resilienz von Wertschöpfungsketten ist die Umstrukturierung des eigenen Produktionsnetzwerks. Die regionale Konzentration der eigenen Produktionskapazitäten in der Nähe der wichtigsten Märkte (Regionalisierung) und eventuell Rückverlagerungen von ausländischen Produktionskapazitäten ins Inland (Reshoring) [8, 9] gegenüber der globalen Diversifizierung eigener Produktionskapazitäten in vielen verschiedenen Regionen sind hier entgegengesetzte Optionen. Durch den Aufbau eines regionaleren Fußabdrucks mittels Konzentration eigener Produktionskapazitäten in der Nähe der wichtigsten Märkte (Regionalisierung) sowie durch Reshoring können die Entfernung und die Lieferfähigkeit zu den Kunden verbessert und Lieferrisiken begrenzt werden [7, 10]. Die globale Diversifizierung begrenzt das Risiko, dass Produktionsausfälle aufgrund von externen Ereignissen in bestimmten Regionen das gesamte Produktionsnetzwerk eines Unternehmens lahmlegen [3].

Eine dritte Möglichkeit für Unternehmen, die Resilienz ihrer Wertschöpfungsketten zu verbessern, ist die Umgestaltung der eigenen Wertschöpfungstiefe durch strategische Make-or-Buy-Entscheidungen. Insourcing vs. Outsourcing von Produktionsaktivitäten von bzw. an Zulieferer sind hier die entgegengesetzten Optionen. Eine Vertiefung der vertikalen Integration durch Insourcing von Produktionstätigkeiten und Komponentenfertigung kann die Abhängigkeit von externen Lieferanten begrenzen und lange Vorlaufzeiten bei der (globalen) Belieferung reduzieren [4, 7, 11]. Eine Auslagerung von Produktionstätigkeiten an Zulieferer kann das Risiko eines Ausfalls dagegen auf mehrere Schultern und gegebenenfalls auch auf Weltregionen verteilen [1].

Wandlungsfähig dank digitaler Tools

Darüber hinaus haben digitale Technologien das Potenzial, die Transparenz der Lieferkette zu erhöhen und globale Wertschöpfungsketten zu verändern [2, 12]. Durch den Einsatz digitaler Technologien wie Big-Data-Analysen und das Internet der Dinge (IoT) können Unternehmen in oder nahe Echtzeit Einblicke in den Lieferstatus von Schlüsselkomponenten oder sogar die Produktionsaktivitäten wichtiger Zulieferer erhalten. Dadurch können Lieferketten besser überwacht und die Transparenz sowie Rückverfolgbarkeit auch über große geografische Entfernungen hinweg verbessert werden.

Durch den Einsatz von Künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen können Unternehmen auch Muster und Anomalien in ihren Lieferketten erkennen, die frühzeitig auf potenzielle Störungen hinweisen und es ihnen ermöglichen, schnell zu reagieren [6, 12]. Darüber hinaus kann die Anpassung der Produktionssysteme von Unternehmen hin zu mehr Flexibilität und Wandlungsfähigkeit die regionale Konzentration von Produktionstätigkeiten und die Verkürzung von Wertschöpfungsketten unterstützen, da flexiblere Prozesse und durchgängige Lieferketten bis hin zum Kunden speziell in lokalen oder regionalen Konstellationen gestaltet werden können [9, 10]. Vor diesem Hintergrund sollen in diesem Beitrag die folgenden Forschungsfragen empirisch untersucht werden:

F1: In welchem Umfang betreiben deutsche Industrieunternehmen den Ausbau lokal integrierter oder global diversifizierter Wertschöpfungsketten?
F2: In welchem Umfang werden digitale Tools zum Monitoring der Lieferstände, zur Früherkennung potenzieller Störungen oder wandlungsfähige Produktionssysteme genutzt?
F3: Welcher Zusammenhang besteht zwischen der Nutzung digitaler Tools und der Wandlungsfähigkeit von Produktionssystemen sowie dem Ausbau lokal integrierter oder global diversifizierter Optionen zur Ausgestaltung von Wertschöpfungsketten?

Datenbasis

Von September bis November 2022 wurde eine computergestützte Telefonbefragung (CATI) bei Unternehmen des deutschen Verarbeitenden Gewerbes durchgeführt. Es konnten 314 Antworten von verantwortlichen Vertretern aus den Bereichen Produktionsmanagement, Supply Chain Management, Einkaufsmanagement und Geschäftsführung/-entwicklung erhoben werden. Die Stichprobe stellt ein gutes Abbild der Größen- und Branchenstrukturen im deutschen Verarbeitenden Gewerbe dar. 36 % der befragten Betriebe haben weniger als 50 Beschäftigte, 54 % haben 50-249 Beschäftigte und 10 % haben 250 und mehr Beschäftigte.

Damit entfallen 90 % der Betriebe der Stichprobe auf kleine und mittlere Unternehmen (KMU) mit weniger als 250 Beschäftigten. Hinsichtlich der Branchen sind mit 24 % die meisten der befragten Betriebe in der Herstellung von Metallerzeugnissen aktiv, gefolgt von 18 % der Betriebe aus dem Maschinenbau und 12 % der Betriebe aus der Herstellung von elektrischen, elektronischen und optischen Erzeugnissen. Etwa 8 % der Betriebe sind im Fahrzeugbau und seiner Zulieferung aktiv, jeweils etwa 7 % in der chemischen und pharmazeutischen Industrie sowie in der Herstellung von Nahrungsmitteln und Getränken.

Eine Reihe von deskriptiven Analysen und logistischen Regressionsmodellen, einschließlich Kontrollvariablen zur Größe und Branche der befragten Unternehmen, wurden gerechnet, um die genannten Forschungsfragen zu beantworten.

Aufbau lokaler und globaler Wertschöpfungsketten

Die Auswertungen zeigen über alle befragten Unternehmen hinweg, dass die Betriebe zur Behebung ihrer Lieferkettenprobleme lokale und regionale Konstellationen gegenüber globalen Ausprägungen bevorzugen (Bild 1). 51 % der befragten Betriebe haben ihre lokalen Lieferketten ausgebaut, während nur etwa 30 % einen weiteren Ausbau ihrer globalen Lieferketten betrieben haben. Auch bei der Lokalisierung ihrer eigenen Produktionskapazitäten im globalen Produktionsnetzwerk bevorzugten die Betriebe regional konzentrierte Konstellationen. 14 % der befragten Betriebe haben eine regionale Konzentration ihrer Produktionskapazitäten in den wichtigsten Absatzmärkten vorgenommen, wohingegen nur etwa 4 % der Betriebe eine globale Diversifizierung ihrer Produktionskapazitäten vorangetrieben haben.

Zudem wurde bei Make-or-Buy-Entscheidungen eine höhere Integration gegenüber einer weiteren Diversifikation bevorzugt. 24 % der befragten Betriebe haben ein Insourcing vormals ausgelagerter Leistungen in ihr eigenes Leistungsportfolio vorgenommen, während nur etwa 15 % der befragten Betriebe ein weiteres Outsourcing von Leistungsumfängen zu Zulieferern vorangetrieben haben. Hinsichtlich der Optionen zur Reduktion von Lieferkettenproblemen zwischen lokaler Integration und globaler Diversifikation bevorzugt demnach eine deutliche Mehrheit lokalisierte und integrierte Aktivitäten.

Auch bei der Einführung technischer und organisatorischer Konzepte zur Reduzierung von Lieferkettenproblemen zeigen sich bei den befragten Betrieben deutlich unterschiedliche Nutzungsmuster (Bild 2). Mit 43 % der befragten Betriebe werden Tools für die Anpassung der eigenen Produktionssysteme hin zu mehr Flexibilität und Wandlungsfähigkeit am häufigsten genutzt. Digitale Tools zum Monitoring der Lieferstände wichtiger Komponenten in oder nahe Echtzeit wurden von etwa 22 % der befragten Betriebe eingeführt. Mit deutlichem Abstand folgen digitale Tools zum Monitoring der Produktionsaktivitäten der wichtigsten Lieferanten in oder nahe Echtzeit, die nur von etwa 12 % der befragten Betriebe genutzt werden.

Der Einblick in die Produktionsstände der Lieferanten scheint für viele Unternehmen, insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) mit geringer Marktmacht, nur schwierig umsetzbar zu sein. Schließlich werden digitale Tools zur Früherkennung potentieller Störgrößen der Materialversorgung von etwa 13 % der befragten Betriebe eingesetzt. Digitale Tools zur Früherkennung von schwachen Signalen im Vorfeld von Disruptionen der Lieferketten sind noch nicht breit in der Praxis etabliert, sodass die Quote der Nutzer in der Stichprobe durchaus bemerkenswert ist.

Befähiger für lokale und globale Wertschöpfungsoptionen

Wie die Ergebnisse der multivarianten Regressionsmodelle zeigen, scheint die Anpassung der eigenen Produktionssysteme hin zu mehr Flexibilität und Wandlungsfähigkeit eine zentrale Voraussetzung und ein wichtiger Befähiger zu sein, um den erfolgreichen Ausbau lokaler und integrierter Optionen von Lieferketten und Produktion vorantreiben zu können.

So hängt die Anpassung der eigenen Produktionssysteme hin zu mehr Flexibilität und Wandlungsfähigkeit signifikant positiv mit dem Ausbau lokaler Lieferketten, der regionalen Konzentration von eigenen Produktionskapazitäten in Absatzmärkten und dem Insourcing vormals ausgelagerter Leistungen zusammen (Bild 3). Dagegen zeigt sich kein statistisch signifikanter Zusammenhang zum Ausbau globaler und diversifizierter Optionen der betrieblichen Wertschöpfungsnetzwerke.

Damit nehmen dynamische und agile Fähigkeiten zur schnellen und effektiven Anpassung der Produktionssysteme an veränderte Rahmenbedingungen eine Schlüsselrolle für die Fähigkeit zum Auf- und Ausbau lokal konzentrierter und integrierter Lieferketten und Wertschöpfungsnetzwerke ein. Demnach sind eigene Fähigkeiten zur flexiblen und wandlungsfähigen Produktion zunächst systematisch zu etablieren, bevor lokal konzentrierte und integrierte Wertschöpfungskonstellationen implementiert werden sollten. Dies ist darauf zurückzuführen, dass es eben jener Agilität und Wandlungsfähigkeit der vorhandenen Systeme bedarf, um eine höhere Resilienz mit einer ausreichenden Effizienz zu paaren.

Digitale Tools zum Monitoring der Lieferstände wichtiger Komponenten in oder nahe Echtzeit bergen dagegen das Potenzial, die Unsicherheit des externen und globalen Bezugs wichtiger Vorleistungen zu senken. Ihre Nutzung hängt positiv mit der Neigung der Betriebe zusammen, das Outsourcing und den Marktbezug von Vorleistungen weiter zu intensivieren. Es zeigt sich jedoch kein signifikanter Zusammenhang zum Ausbau globaler Lieferketten oder zur globalen Diversifizierung der eigenen Produktionsnetzwerke.

Hinsichtlich der Nutzung digitaler Tools zur Früherkennung von Störgrößen der Lieferketten ist bemerkenswert, dass sie nicht mit der Ausgestaltung globaler Lieferketten korrelieren, sondern insbesondere mit der Ausgestaltung der eigenen Produktionsnetzwerke. Es zeigt sich ein signifikant positiver Zusammenhang mit der regionalen Konzentration von Produktionskapazitäten in Absatzmärkten. Dies könnte damit erklärt werden, dass ein Umbau der globalen Lieferketten auch dann schwierig und komplex ist, wenn frühzeitig Signale aufkommender Störungen identifiziert werden. Dagegen könnte es bei geeigneten internen und dynamischen Fähigkeiten für die Betriebe durchaus möglich sein, ihre eigenen Produktionsstandorte und -netzwerke flexibel an die geänderten Rahmenbedingungen anzupassen, wenn Signale zu entsprechenden Störungen und Veränderungen frühzeitig wahrgenommen werden können.

Lieferketten vor Paradigmenwechsel?

Wie die Ergebnisse zeigen, scheinen deutsche Unternehmen derzeit den Ausbau lokal integrierter Optionen ihrer Liefer- und Wertschöpfungsketten gegenüber global diversifizierten Optionen zu bevorzugen. Ein zentraler Befähiger hierfür ist die systematische Verbesserung der Flexibilität und Wandlungsfähigkeit der eigenen Produktionssysteme. Dies könnte zukünftig zu einem Paradigmenwandel bei der Ausgestaltung von Lieferketten und Lokalisierung eigener Produktionsaktivitäten führen.

Bei der Auswahl von Lieferanten stehen dann nicht mehr nur der Preis und die Effizienz im Vordergrund, sondern auch die lokale Nähe und Fähigkeiten zur schnellen Belieferung und Reaktion auf Umfeldveränderungen als wichtige Eigenschaften von Resilienz. Die Lokalisierung der eigenen Produktionsaktivitäten erfolgt dann nicht mehr vorrangig dort, wo die Lohnkosten am niedrigsten sind, sondern in Nähe der wichtigsten Märkte und Kunden, um die Reaktions- und Anpassungsfähigkeit in regionalen Netzwerken zu verbessern. Dieser “local for local”-Ansatz für die Ausgestaltung von Liefer- und Wertschöpfungsketten wäre eine klare Abkehr von der heute dominierenden Praxis global diversifizierter und fragmentierter Wertschöpfungsketten.

Dieser Beitrag entstand im Rahmen des Projekts „Strategische Gestaltungsoptionen für resiliente und anpassungsfähige Wertschöpfungs- und Liefernetzwerke (ResiliNet)“, das vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg gefördert wird.

You might also be interested in

Interoperable Data Access in Automotive Body Manufacturing Deterministic integration of structured target parameters into tact-time production Tim Richter , Robert Weidner

AI has long been capable of analyzing production processes, yet why is it still so difficult to bring its insights back into production without intermediate steps? In automotive body-in-white mass production, the challenge is less a lack of data than the absence of holistic integration concepts that extend all the way to the machines. This paper demonstrates why bidirectionally communicative information systems are critical to addressing this challenge and identifies the design principles required to effectively integrate AI-generated results into production processes in the future.

Industry 4.0 Science | Volume 42 | 2026 | Edition 5 | Pages 34-42 | DOI 10.30844/I4SE.26.5.4

Audio-Immersive Learning in Continuing Vocational Education From linear audio playback to AI-supported conversational learning companions Tim Beichter, Vanessa Hartmann, Katharina Hölzle , Manuel Kaiser

Artificial intelligence is increasingly shaping continuing vocational education and training by enabling the personalization of individual learning experiences. At the same time, audio-based learning formats are attracting growing interest among learners because of their flexibility and suitability for workplace learning. However, a conceptual framework for AI-supported audio learning, as well as the potential of combining artificial intelligence with audio-based learning, has received little attention to date. This paper therefore presents a conceptual perspective on the design possibilities and educational potential of AI-supported audio learning formats.

Industry 4.0 Science | Volume 42 | 2026 | Edition 5 | Pages 102-108 | DOI 10.30844/I4SE.26.5.12

Explaining AI in Industrial Production in an Accessible Way Requirements for AI demonstrators to promote acceptance Jennifer Link , Markus Harlacher , Colin Srebny, Sascha Stowasser

Artificial intelligence (AI) offers a wide range of possibilities in industrial production, but it also presents challenges regarding employee acceptance. AI demonstrators are therefore of central importance, as they enable hands-on experience with AI. However, there has been a lack of systematically identified requirements for demonstrators that specifically promote acceptance and address negative emotions. Using a multi-stage research design, 69 requirements were identified, structured into functional requirements, quality requirements, and boundary conditions.

Industry 4.0 Science | Volume 42 | 2026 | Edition 5 | Pages 6-14 | DOI 10.30844/I4SE.26.5.1

AI-Based Building Inspection for Large Structures A new approach to construction progress monitoring Jan Sender, Konrad Jagusch, Michael Geist , David Jericho , Christian Scharr

Monitoring construction progress, as required in the one-off production of large structures, is very time- and labor-intensive due to a high level of complexity and individuality. The goal of this article is to develop a sensor-based approach for capturing and evaluating multiple inspection characteristics. The use of machine learning models to detect objects and derive relevant information forms the basis for linking current condition to construction schedule. This enables a significant increase in efficiency during construction progress monitoring and a well-founded assessment of progress.

Industry 4.0 Science | Volume 42 | 2026 | Edition 5 | Pages 78-84 | DOI 10.30844/I4SE.26.5.9

Inclusive Work System Design Automation, standardization, and adaptability Sebastian Schlund

The design of inclusive work systems is gaining importance due to demographic change and the increasing digital penetration of value creation processes. While traditional ergonomic approaches are based primarily on percentile logic and thus address only a portion of the user population, the integration of digital technologies opens up new possibilities for the dynamic and individualized adaptation of work systems. This article presents a conceptual framework for inclusive work system design that integrates standardization, automation, and adaptability. Methodologically, the article is based on a conceptual analysis of existing approaches from ergonomics and human-centered design. The article makes a theoretical contribution to the systematization of inclusive work system design and identifies areas of focus for further research and industrial practice.

Industry 4.0 Science | Volume 42 | 2026 | Edition 5 | Pages 70-76 | DOI 10.30844/I4SE.26.5.8

Work Design in the Use of Autonomous Systems Addressing the shortage of skilled workers Tim Jeske , Sascha Stowasser , Nicole Ottersböck, Sebastian Terstegen, Rasmus Adler

Companies are increasingly challenged to address shortages of skilled workers while meeting rising demands for productivity, flexibility, and innovation. Because labor supply can only be expanded to a limited extent, there is a growing focus on designing work systems with productivity in mind. Autonomous systems offer significant potential in this regard. Their implementation requires not only technical adjustments but, above all, changes in organization, skills, and work design. This article analyzes empirically grounded change requirements in existing work systems as well as associated economic potential.

Industry 4.0 Science | Volume 42 | 2026 | Edition 5 | Pages 44-50 | DOI 10.30844/I4SE.26.5.5