Ein Ansatz zur Bewertung der Resilienz eines Wertstroms

Die Industrie stellt einen zentralen Faktor für den Wohlstand in Deutschland dar. Gleichzeitig haben jüngere Krisenereignisse die hohe Störanfälligkeit industrieller Wertströme deutlich aufgezeigt. Resilienz beschreibt in diesem Kontext die Fähigkeit eines Wertstroms, die Kundennachfrage auch unter Störungen aufrechtzuerhalten. Da Industrieunternehmen die Resilienz insbesondere ihrer innerbetrieblichen Wertströme gezielt beeinflussen können, besteht ein Bedarf an einer systematischen und praxisnahen Bewertungsmöglichkeit als Ausgangspunkt für Verbesserungen. Während die Wertstromanalyse als etabliertes Instrument zur Analyse von Wertströmen gilt, eignen sich Reifegradmodelle zur strukturierten Bewertung von Entwicklungszuständen. Ziel dieser Dissertation ist daher die Entwicklung einer reifegradbasierten Resilienzbewertung für innerbetriebliche Wertströme. Die bestehende Resilienzforschung fokussiert sich überwiegend auf die Supply-Chain-Resilienz, deren Erkenntnisse nur eingeschränkt auf innerbetriebliche Wertströme übertragbar sind. In dieser Arbeit wird Resilienz für innerbetriebliche Wertströme als Fähigkeit definiert, den Kundenbedarf auch bei Störungen zu erfüllen. Der Verlauf von Störungen wird dabei in die fünf Phasen Verhindern, Erkennen, Abmildern, Erholen und Lernen gegliedert. Obwohl bereits verschiedene Ansätze zur Analyse von Resilienz existieren, fehlt bislang ein spezifischer Bewertungsansatz für die Resilienz innerbetrieblicher Wertströme. Gleichzeitig wurde die Wertstromanalyse in der Forschung bereits erfolgreich auf neue Themenfelder erweitert. Reifegradmodelle bieten hierbei ein geeignetes Bewertungsinstrument. Vor diesem Hintergrund verfolgt die Arbeit zwei Forschungsziele: Erstens die Entwicklung eines Reifegradmodells zur Bewertung der Wertstromresilienz und zweitens die Konzeption einer Methode zur praktischen Anwendung dieses Modells. Das Forschungsvorgehen ist der angewandten Forschung zuzuordnen und folgt der Design Research Methodology. Die Entwicklung des Reifegradmodells erfolgt iterativ unter Einbindung der Prozesslernfabrik an der Technischen Universität Darmstadt und anhand eines Industrieunternehmens. Zunächst werden inhaltliche Anforderungen an das Reifegradmodell definiert und eine geeignete Modellstruktur entwickelt. Auf Basis eines Input-Throughput-Output-Modells werden anschließend sieben generische Störungstypen für innerbetriebliche Wertströme abgeleitet, gegenüber denen Resilienz bewertet wird. Darauf aufbauend wird ein Assessment-Modul entwickelt, das eine Bewertung der fünf Resilienzphasen in den drei Dimensionen Mensch, Technik und Organisation ermöglicht. Die Bewertung wird in vier Fähigkeitsgrade für die einzelnen Resilienzphasen sowie in fünf übergreifende Reifegrade der Wertstromresilienz aggregiert. Ergänzend wird eine Anwendungsmethode konzipiert, welche die Resilienzbewertung in die vier Phasen Planung der Modellanwendung, Datenerhebung im Wertstrom, Auswertung der Daten und Ergebnisaufbereitung gliedert. Der Gesamtaufwand der Anwendung kann dabei auf etwa 1,5 bis 2 Tage begrenzt werden, wobei der Vor-Ort-Aufwand nur wenige Stunden umfasst. Die entwickelte Lösung wurde in drei Industrieunternehmen unterschiedlicher Größe und Lean-Reife erfolgreich angewandt und demonstrierte dabei ihre praktische Tauglichkeit. Zusätzlich wurde das Vorgehen in der Prozesslernfabrik geschult und von vier Teilnehmenden erfolgreich eigenständig umgesetzt. Darüber hinaus wurden die inhaltlichen und formalen Anforderungen an Reifegradmodell und Anwendungsmethode im Rahmen von Expert:inneninterviews vorgestellt und im Durchschnitt als erfüllt bewertet. Insgesamt leistet die Arbeit einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Wertstromanalyse, indem ein strukturierter Ansatz zur Bewertung der Resilienz innerbetrieblicher Wertströme entwickelt wurde. Weiterführende Forschung kann darauf basierend insbesondere die gezielte Gestaltung und Weiterentwicklung resilienter Wertströme adressieren.

Industry is a key factor in Germany's prosperity. At the same time, recent crises have clearly demonstrated the high vulnerability of industrial value streams. In this context, resilience describes the ability of a value stream to fulfil customer demand even in the face of disruptions. Since industrial companies can specifically influence the resilience of their internal value streams, there is a need for a systematic and practical assessment method. While value stream analysis is considered an established tool for analysing value streams, maturity models are suitable for the structured assessment of development stages. The aim of this thesis is therefore to develop a maturity-based resilience assessment for internal value streams. Existing resilience research focuses primarily on supply chain resilience, the findings of which can only be applied to internal value streams to a limited extent. In this thesis, resilience for internal value streams is defined as the ability to meet customer demand even in the event of disruptions. The course of disruptions is divided into five phases: prevention, detection, mitigation, recovery, and learning. Although various approaches to analysing resilience already exist, there is currently no specific evaluation approach for the resilience of internal value streams. At the same time, value stream analysis has already been successfully extended to new areas of research. Maturity models offer a suitable evaluation tool for this purpose. Against this background, the thesis pursues two research objectives: First, the development of a maturity model for evaluating value stream resilience and, second, the design of a method for the practical application of this model. The research approach is classified as applied research and follows the design research methodology. The maturity model is being developed iteratively with the involvement of the process learning factory at the Technical University Darmstadt and an industrial company. First, the requirements for the maturity model are defined and a suitable model structure is developed. Based on an input-throughput-output model, seven generic types of disruption for internal value streams are then derived, against which resilience is assessed. Building on this, an assessment module is developed that makes it possible to evaluate the five resilience phases in the three dimensions of human, technology, and organization. The evaluation is aggregated into four capability levels for the resilience phases and five overarching maturity levels of value stream resilience. In addition, an application method is designed that divides the resilience assessment into four phases: planning the model application, collecting data in the value stream, evaluating the data, and preparing the results. The total effort required for the application can be limited to approximately 1.5 to 2 days, with the on-site effort taking only a few hours. The developed solution was successfully applied in three industrial companies of varying sizes and lean maturity levels, demonstrating its practical suitability. In addition, the approach was taught in the process learning factory and successfully implemented independently by four participants. Furthermore, the content and formal requirements for the maturity model and application method were presented in expert interviews and received positive ratings on average. Overall, the work contributes to the further development of value stream analysis by developing a structured approach to assessing the resilience of internal value streams. Further research can address the targeted design and further development of resilient value streams.