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BIONIK-INNOVATIONS-CENTRUM B-I-C – Abgeschlossene Forschungsprojekte

BIONOS – Bionic for optimizing supply chains / Verbesserte Steuerung von Wertschöpfungsketten durch Bionik

Kurzdarstellung des Projektes

Die globalisierte Arbeitsteilung ist von zunehmender Komplexität und immenser Ressourcenintensität geprägt. Daraus leitet sich die Notwendigkeit von nachhaltiger Gestaltung der Wertschöpfungsketten von Produkten wie Dienstleistungen gleichermaßen ab. Wesentliche Bestandteile der Wertschöpfungsketten sind die Logistikstrategien. Dabei sind neben der substanziellen Verbesserung der Energie- und Ressourceneffizienz auch die Einbeziehung aller vorgelagerten (Entscheidungs-)Ketten sowie die Optimierung der (logistischen) Schnittstellen zwischen den einzelnen Akteuren gefordert.

So werden die Höhe des Verkehrsaufwands (Tonnenkilometer) und die damit verbundenen Ressourcenverbräuche und Emissionen maßgeblich durch logistische Prozesse unternehmensbezogener Wertschöpfungsketten bestimmt. Hierbei werden erhebliche Mengen fossiler Kraftstoffe verbraucht und somit große Mengen an klimarelevantem Kohlendioxid (CO2) produziert. Eine ökologisch-ökonomisch nachhaltige Optimierung von logistischen Netzwerken und Wertschöpfungsketten hat unter anderem zum Ziel, die Ressourcenverbräuche (u.a. Schweröl, Benzin, Diesel, Kerosin) pro Logistikprozess durch maßgeblich organisationale und prozessuale Optimierungsmaßnahmen zu reduzieren und hierdurch einen unmittelbaren und effektiven Beitrag zum Klimaschutz zu leisten.

Eine nachhaltige, d.h. ressourcenschonende und nicht zu letzt klimaverträgliche Steuerung globaler Wertschöpfungsketten erfordert nicht nur umfangreiche Informationen über die Material- und Informationsflüsse, sondern zunehmend auch Informationen über die komplexen Wechselwirkungen und -beziehungen zwischen den einzelnen Elementen der Wertschöpfungskette auf Akteursebene. Zwar existieren IT-basierte Ansätze für einen wertschöpfungsketten-übergreifenden Informationstransfer, eine interorganisationale Steuerung der wichtigen Wechselwirkungen und -beziehungen sowie eine Nutzung des wichtigen Erfahrungswissens der Akteure fehlt jedoch noch in weiten Zügen. Gefordert sind daher innovative Ansätze, um den Ressourcenverbrauch und die Umwelteinwirkungen globaler Wertschöpfungsnetzwerke zu reduzieren.

 

Bild 1: Analogiefindung zwischen Biologie und Wirtschaft [Quelle: Peer Seipold, TU-Hamburg-Harburg]

Projektziele

Anvisiertes Ziel des Forschungsprojekts BIONOS ist die Identifizierung und Überprüfung möglicher Lösungsansätze für eine verbesserte Steuerung globaler Wertschöpfungsketten in der Wirtschaft durch Analogiefindung aus der Biologie (Bild).

Zunächst gilt es hier im Systembereich Biologie "wertschöpfende" Prozesse unterschiedlicher biologischer Organisationsformen hinsichtlich Aufbau, Organisation (biologische Kooperationsnetzwerke), Prozessabläufen, Verhalten (Beziehungen und Abhängigkeiten zwischen Individuen / Teilsystemen und Gruppen, Bedeutung informeller Faktoren) und Interaktionen (Steuerungsmechanismen, Umgang mit vernetzten Informationen und informellen Faktoren) zu identifizieren und zu analysieren. Dabei spannt sich der Bogen vom molekularen Level (z.B. von Stoffwechselprozessen innerhalb einer Zelle, Informationsprozessing an der DNA) über systemische Interaktionen innerhalb von Hyperorganismen (z.B. Verbände sozialer Insekten, schwarmbildende Organismen) bis hin zu den hochkomplexen Interaktionen innerhalb von Ökosystemen und Biotopen (Korallenriffe, Wattenmeer, Wüsten, Regenwälder etc.).

Im Systembereich Wirtschaft werden zum einen die System- und Funktionsstrukturen von Wertschöpfungsnetzwerken verschiedener Branchen sowie insbesondere am "Fallbeispiel" Tchibo hinsichtlich der wesentlichen Merkmale für eine erfolgreiche Steuerung analysiert. Daraus sollen netzwerkspezifische Anforderungen an das Managementsystem zur ressourcenschonenden Steuerung von Wertschöpfungsketten abgeleitet werden.

 

Projektergebnisse

Aufgrund der engen Kooperation mit dem Unternehmen Tchibo konnte im Forschungsvorhaben ein hoher Praxisbezug sowie eine unmittelbare und kritische Spiegelung abgeleiteter Forschungsergebnisse anhand einer realen Wertschöpfungskette eines Produkts gewährleistet werden. Aus den ermittelten Handlungsoptionen konnten deswegen Maßnahmen von der Tchibo GmbH abgeleitet werden, welche unmittelbar umgesetzt werden können. Ihre Implementierung ermöglicht für das Unternehmen neben positiven Umweltwirkungen auch Kosteneinsparungen durch eine effizientere Ressourcennutzung und besitzt gegebenenfalls eine positive Imagewirkung. Die Entwicklung des bionischen Vorgehensmodells für nichttechnische Problemstellungen ermöglicht eine Detaillierung und Erweiterung rein technischer Kataloge und Vorgehensmodelle um nichttechnische Aspekte.

 

Das Vorgehensmodell kann nun als Leitfaden für weitere Projekte zur nachhaltigen Gestaltung von Wertschöpfungsketten auf Basis von Prinzipien aus der belebten Natur eingesetzt werden. Neben der Erschließung eines weiteren Themenfelds der Bionik wird damit gleichzeitig einem weiteren Nutzerkreis der Zugang zum großen Potential von Lösungsansätzen der belebten Natur für nichttechnische Fragestellungen in der Wirtschaft ermöglicht.

Projektleitung und Projektmitarbeiter
Prof. Dr. Antonia B. Kesel (Leitung), Julia Graf, Markus Hollermann

Finanzierung
    - BMBF Fördermaßnahme "BIONA - Bionische Innovationen für nachhaltige Produkte und Technologien"

Kooperationspartner
    - Institut für Verkehrsplanung und Logistik, TU Hamburg Harburg (Koordination)
    - Institut für Logistikdienstleistung und Verkehr, TU Berlin
    - Institut für ökologische Wirtschaftsforschung gGmbH, Berlin
    - TCHIBO GmbH, Hamburg

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