Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain

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1 Prof. Dr. Winfried Krieger Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain Von bidirektionaler Datenübertragung zu flexiblen internetbasierten Netzwerklösungen 1 Kommunikation als Grundlage arbeitsteiligen Wirtschaftens Historische Entwicklung der Kommunikationstechnologie Von der leitungsorientierten Datenübertragung über das ARPANET zum Internet Von Host über Client Server zu Peer to Peer Architekturen Von proprietären Standards über EDIFACT und ANSI X.12 zu ebxml Vom FAX über E Mail zum E Business State of the Art Neue Technologien der Mobilkommunikation auf der Suche nach strategischem Nutzen Insellösungen als Hemmschuh eines integrierten Supply Chain Managements Die nächsten Entwicklungsschritte Die anwendungsbezogene Integration von Kommunikations, Informations, Identifikations und Positionierungsnetzwerken Die Integration von Informationstechnologien und Supply Chain Prozessen Die Vision des integrierten Material und Informationsflusses... 17

2 1 Prof. Dr. Winfried Krieger 1 Kommunikation als Grundlage arbeitsteiligen Wirtschaftens Kommunikationsnetzwerke sind seit ewigen Zeiten Voraussetzung jeder über den unmittelbaren persönlichen Bereich hinausgehenden Interaktion. Während Informationen ursprünglich auf physikalischen Trägermedien wie Papier und Stein übermittelt wurden, kamen in späteren Jahrhunderten akustische und optische Codierungen hinzu (zum Beispiel Rauchzeichen, Signaltrommeln und das Flaggenalphabet der Seefahrt). Seit Anfang des 19. Jahrhunderts ist die Codierung von Informationen mit Hilfe von Zustandsänderungen elektrischer Ströme bekannt. Die wirtschaftliche Anwendung dieser Technologie setzte mit der Erfindung des Telegraphen durch GAUSS und WEBER 1833 ein. MORSE erfand 1837 den nach ihm benannten Apparat. Telegraphensysteme waren den Benutzern jedoch nicht direkt zugänglich, sondern wurden ihnen über Schnittstellen den Telegraphenstationen zugänglich gemacht. Die Erfindung der Fernsprechtechnik zur Codierung von Sprache mittels Veränderung elektrischer Ströme durch REIS und BELL (1861 und 1876) kennzeichnet den eigentlichen Beginn der Massenkommunikation. Erst mit dieser Technologie war es möglich, dass jeder mit jedem über große Distanzen kommunizieren konnte. Kommunikation bedeutet ursprünglich Verbindung, hat aber auch die gleiche Wurzel wie Gemeinsamkeit, Gemeinde und wird in der Soziologie auch als Bildung sozialer Einheiten durch die Verwendung von Zeichen und Sprache definiert. Übertragen auf den wirtschaftlichen Bereich, definieren Kommunikationsnetze eine Struktur, die es Mitarbeitern, Betriebsmitteln und Unternehmen ermöglicht, temporär ein gleichartiges System zu bilden, um Informationen und Daten auszutauschen. Insofern ist Datenkommunikation Voraussetzung jedes arbeitsteiligen Wirtschaftens. 2

3 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain Historische Entwicklung der Kommunikationstechnologie Der kurze Abriss zur Entwicklung der Kommunikationstechnologie wird getrennt sowohl unter technologischer als auch unter anwendungsorientierter Sicht dargestellt. In der Vergangenheit haben wir immer wieder wechselnde Phasen erlebt, in denen einerseits technologische Möglichkeiten neue Anwendungsfelder eröffneten und umgekehrt, in denen durch Forderungen der Anwender technologische Weiterentwicklungen initiiert wurden. Gleichzeitig hat diese Differenzierung eine Analogie im ISO/OSI Netzwerkprotokoll, das in den oberen Schichten Anwendungsstandards setzt, während in den unteren Schichten technologische Aspekte der Datenübertragung definiert werden. Im Einzelnen werden die zugrunde liegende Kommunikationstechnologie und deren Zusammenwachsen zu Netzwerken sowie die Entwicklung der anwendungsnahen Kommunikationsstandards und der Kommunikationsanwendung historisch eingeordnet. 2.1 Von der leitungsorientierten Datenübertragung über das ARPANET zum Internet Historisch gesehen begann die Datenkommunikation mit der leitungsorientierten Datenübertragung (Circuit Switched), die den Aufbau einer physikalischen Verbindung mit definierter Bandbreite zwischen Sender und Empfänger notwendig macht, um Daten übertragen zu können. Diese Technologie ist relativ fehleranfällig, da jede Leitungsstörung zu einem sofortigen und unmittelbaren Abbruch der Übertragung führt. Hinzu kommt, dass die Kapazitätsausnutzung der Leitung relativ schlecht ist, da die Leitungskapazität auch bei kurzzeitig geringeren Durchsatzanforderungen (z. B. Sprechpausen) in der entsprechenden Bandbreite freigehalten werden muss. Die Entwicklung der paketorientierten Datenübertragung, die grundsätzlich ein höheres Maß an Sicherheit bereitstellt und eine bessere Kapazitätsauslastung ermöglicht, ist eng an die Entwicklung des Internet gebunden. Als im Jahre 1957 die UDSSR durch den Start des ersten Satelliten die Stärke ihrer eigenen technologischen Entwicklungspotentiale verdeutlichten, wurde vom US Verteidigungsministerium im folgenden Jahr die Advanced Research Projects Agency (ARPA) begründet, um die Führung der USA im Bereich der militärischen Forschung und Technologie zukünftig sicherzustellen. In dieser Arbeitsgruppe wurde sehr schnell erkannt, dass effiziente und störungsresistente Kommunikationsnetzwerke 3

4 2 Prof. Dr. Winfried Krieger einen wesentlichen Baustein für technologische Führerschaft darstellen. In den folgenden Jahren wurde über Forschungsstudien und Pilotinstallationen sukzessive das Konzept eines paketorientierten Netzwerkes entwickelt. Die ersten theoretischen I deen hierzu formulierte Leonard Kleinrock Die Ausschreibung zum Management und zur Lieferung eines paketorientierten Netzwerkes wurde im Juli 1968 vom US Verteidigungsministerium durchgeführt 1. Das erste Netzwerk (ARPANET) wurde dann im Herbst 1969 zwischen vier Rechnern der UCLA (University of California Los Angeles), des SRI (Stanford Research Institute), der UCSB (University of California Santa Barbara) und der University of Utah installiert. Bis zum Jahre 1971 waren bereits 23 Rechner an insgesamt 15 Lokationen (ausschließlich Hochschulen und Forschungseinrichtungen) an das Netzwerk angeschlossen. Die erste internationale Anbindung an das ARPANET erfolgte 1973, indem das University College of London (England) über eine Norwegische Forschungsinstitution angeschlossen wurde. Anfang der 70er Jahre wurde begonnen, Dienste für das ARPANET zu spezifizieren. Auf Basis der Anwendungen E Mail, Telnet, File Transfer Protocol sowie Network Voice Protocol wurde 1974 die erste kommerzielle Version des ARPANET von BBN (Bolt Beranek and Newman, Inc.) unter der Bezeichnung Telenet angeboten wurde das Ethernet als weiteres paketorientiertes Netzwerkkonzept von XEROX (Bob Metcalfe) speziell für den lokalen Einsatz entwickelt. Lange Jahre liefen die Entwicklungen für LANs (Local Area Networks) und internetbasierte Weitverkehrsnetze parallel nebeneinander. Erst in der zweiten Hälfte der 90er Jahre begannen diese Entwicklungen wieder zusammenwachsen veröffentlichen Vint Cerf und Bob Kahn das Design des Transmission Control Programs (TCP) entsteht dann durch die Implementierung von TCP/IP und der Nutzung dieser Protokolle im ARPANET der Begriff ʺInternetʺ. Das US Verteidigungsministerium schrieb gleichzeitig die Protokolle TCP und IP als verbindlich für das ARPANET vor und sorgte damit für einen Quasi Standard wird das heute allgegenwärtige Name Server Konzept entworfen und ein Jahr später eingeführt. Über den Aufbau weiterer Weitverkehrsnetze im Internetverbund, die Gründung des Nation Science Foundation Network (NSFNet) im Jahre 1986, des Aufbaus paneuropäischer Netzwerke 1991/92 wuchs die Zahl der Rechner im Internet kontinuierlich weiter an. Es blieb jedoch bis 1991 auf Hochschul und Wissenschaftseinrichtungen beschränkt. Erst mit der Entwicklung des WWW Dienstes 1991 (auf Basis der Hypertextarchitektur) am schweizerischen CERN und der Entwicklung des ersten Web 1 Historische Reminiszenz, PDF Version der Originalausschreibung ist zu finden unter: ARPA IMP.pdf 4

5 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain 2.2 Browsers 1993 (Mosaic von Marc Andreesen) gelang es, das Internet in privatwirtschaftliche Anwendungsprozesse zu integrieren erfolgte in den USA die Übergabe der bis dahin öffentlich geförderten Internet Backbones an rein marktwirtschaftlich orientierte Internet Provider. Heute werden in fast allen Ländern der Welt einerseits auf spezifischen Forschungsbedarf zugeschnittenen Forschungsnetze (wie z. B. DFN in Deutschland oder UCAID in den USA) betrieben und andererseits rein marktwirtschaftlich orientierte Netzwerke, die von Internet Providern betrieben werden und der kommerziellen Nutzung offen stehen. 2.2 Von Host- über Client-Server- zu Peer-to- Peer-Architekturen Die Host Architektur war die primäre Organisationsform der Datenverarbeitung der 60er, 70er und teilweise der 80er Jahre des letzten Jahrhunderts. Die hostorientierte Architektur ist dadurch gekennzeichnet, dass auf einem Zentralrechner Anwendung, Benutzeroberfläche, Datenbank und Netzwerk betrieben werden. Dabei sind Betriebsystem, Datenbank und Netzwerk sowie Hardware und Schnittstellen in der Regel proprietär. Die Vorteile der hostorientierten Architektur liegen in den transparenten Schnittstellen, der ausgereiften Technik sowie der hohen Systemverfügbarkeit; die Nachteile in der mangelnden Integrationsfähigkeit heterogener Fremdsysteme, in der aufwändigen Skalierbarkeit sowie in der mangelnden Flexibilität bezüglich veränderter Lastanforderungen. Völlig neue Strukturen der Datenverarbeitung folgten dann Anfang der 90er Jahre aus der Ablösung der zentralen Großrechner durch Client Server Architekturen. Client Server Konzepte verteilen die Anwendungssoftware auf unterschiedliche Rechner, die über lokale Netze miteinander verbunden sind. In der Praxis wird unterschieden zwischen einer zweistufigen Client Server Architektur (wenn Benutzeroberfläche, Anwendung und Datenbank auf zwei Systemen liegen) und einer dreistufige Client Server Architektur (wenn Benutzeroberfläche, Anwendung und Datenbank auf getrennten Systemen liegen). Der Einsatz von Client Server Architekturen führt zu veränderten Wirtschaftlichkeiten der Informationsverarbeitung. Durch Verteilung der Anwendungen auf Klein und Mittelsysteme, können die Hardwareinvestitionen deutlich gesenkt werden, dies allerdings um den Preis erheblich steigender laufender Kosten für Anwenderbetreuung. Die Client Server Architektur kann, bei hoher Anwendungslast die Anwendung flexibel auf verschiedene Server verteilen oder für unterschiedliche Dienste jeweils eigene Server zur Verfügung zu stellen. Der überwiegende Teil der heutigen Hardware, 5

6 2 Prof. Dr. Winfried Krieger Software und Anwendungsentwicklung wird für Client Server Architekturen implementiert. Während bei Client Server Architekturen eine unveränderliche Aufgabenteilung zwischen Server und Client vorgenommen wird, ist bei Peer to Peer (P2P) Netzwerken jeder Rechner gleichzeitig Server und Client 2. Der Datenaustausch erfolgt durch direkte Verbindung der Rechner untereinander. Für den Aufbau von P2P Netzwerken gibt es drei unterschiedliche Prinzipien: Zentrale Modelle (hybrid P2P), mit einem zentralen Index für die Dateien und anschließendem Direktkontakt zwischen den Peers (z. B. Napster Konzept); Dezentralisierte Modelle, die ohne zentrale Indexverzeichnisse und ohne zentrale Koordination arbeiten (z. B. Gnutella oder Freenet); Hierarchische Modelle, die eine Mischung der ersten beiden Formen darstellen, indem so genannte Super Peers als Indexverzeichnisse agieren. Die P2P Konzepte sind zukünftig insbesondere als Basis für Anwendungen im Bereich des Wissensmanagement und langfristig auch zur Unterstützung des Managements von Value Chains interessant. Die zukünftigen Herausforderungen der P2P Architekturen liegen primär darin, dass unterschiedlichste Protokolle auf der Anwendungsebene zu verwalten sind und dass Probleme mit unstabilen Verbindungen bei sich verändernden IP Adressen technisch zu lösen sind. Zusätzlich sind Aspekte der Datensicherheit von hoher Relevanz. 2.3 Von proprietären Standards über EDIFACT und ANSI X.12 zu ebxml Die Datenkommunikation wurde in Deutschland zu Beginn mit dem Begriff DFÜ (Datenfernübertragung) bezeichnet. Auch wenn heute die Begriffe DFÜ und EDI (Electronic Data Interchange) teilweise noch synonym benutzt werden, so setzt sich doch immer stärker durch, dass mit den unterschiedlichen Begriffen auch inhaltliche Unterschiede verbunden sind. Während DFÜ eng mit der Nutzung von proprietären Standards verbunden war, kann EDI als elektronischer Datenaustausch zwischen zwei Unternehmen auf Basis national oder international standardisierter Datenformate verstanden werden. Proprietäre Standards, wie sie häufig zu Beginn der Datenkommunikation eingesetzt wurden, stoßen sehr schnell an ihre Grenzen, wenn mehrere 2 Peer ist ein Begriff, der ursprünglich im soziologischen Bereich (peer group, peer review) verwendet wurde. 6

7 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain 2.3 Partner miteinander kommunizieren und die Zahl der technisch zu pflegenden Schnittstellen damit überproportional ansteigt 3. Die wesentlichen spezifischen Vorteile, die EDI zugeschrieben werden liegen in der Reduzierung von papierbasierten Arbeiten, der verbesserten Datenqualität und Datensicherheit, der Reduzierung von Zeiten im Order to Payment Zyklus und der Möglichkeit Geschäftsprozesse effizienter zu gestalten. Im ersten Schritt des EDI Einsatzes wurden in der Regel EDI Konverter installiert, um die jeweiligen proprietären Datenformate der Anwendungen in allgemein standardisierte Formate zu übersetzen. Im nächsten Schritt wurden dann für viele betriebliche Applikationen die entsprechenden EDI Schnittstellen direkt in die Anwendungen implementiert. Die ersten in Deutschland relativ weit verbreitetetn Datenkommunikationsstandards stammen aus der Automobilbranche. Der VDA (Verband der Automobilindustrie) hat als einer der ersten Industrieverbände bereits 1975 zur besseren Kommunikation und Zusammenarbeit zwischen Herstellern und Zulieferern die Entwicklung von Nachrichtenstandards initiiert. Die erste Nachricht Lieferabruf wurde 1978 eingesetzt. Bis heute entstanden 19 Nachrichtentypen wurde die EDIFACT Initiative mit dem Ziel gegründet, einen weltweiten branchenunabhängigen Nachrichtenstandard zu erarbeiten. Die EDIFACT Syntax hat eine variable Datenstruktur und wurde 1987 verabschiedet. In den USA und im südamerikanischen Raum wird seit etwa 1983 der ANSI X.12 Standard eingesetzt, der eine dem EDIFACT Standard vergleichbare Syntax aufweist. Der mit EDIFACT verfolgte Ansatz, globale und branchenübergreifende Nachrichten zu definieren, führte oft zu sehr komplexen und schwer handhabbaren Konstrukten. Um diese dennoch praktikabel einsetzen zu können, haben einzelne Branchen diese Nachrichtenformate an ihre Bedürfnisse angepasst und so genannte Subsets gebildet. Dies passierte ohne feste Regeln und führte zu einer Vielzahl unterschiedlicher Branchensubsets. Eine Verbesserung dieser breiten Streuung von Subsets erhofft man sich zukünftig durch die Implementation von XML (Extensible Markup Language) basierten Kommunikationsprotokollen. Mit Hilfe der Auszeichnungssprache XML lassen sich Daten und Dokumente graphisch aufbereitet im Internet darstellen und gleichzeitig die Funktionalität der Daten speichern. Datenauszeichner (Tags) und Darstellungsregeln (Style Sheets) bilden die Semantik und Logik ab, um die Unternehmensdaten durch Anwendungen weiterzuverarbeiten, strukturiert mit den externen Partnern auszutauschen und mit Web 3 Bei n Partnern sind (n 1)! Verbindungen und damit im ungünstigsten Fall 2 (n 1)! Schnittstellenprotokolle zu pflegen. 7

8 2 Prof. Dr. Winfried Krieger Clients (Browsern) gezielt zu durchsuchen. So können z. B. Lieferabrufe generiert oder eine Anbindung an interne ERP Systeme realisiert werden, ohne dass es für den Datenaustausch einer Konvertierung der Daten bedarf. XML gibt jedoch nur einen Rahmen. Es besteht das Risiko, dass jeder Partner oder zumindest jede Branche eigene Geschäftsvorfälle definiert und damit proprietäre Repositories (Verzeichnisse) entstehen. Daher ist es geplant, allgemein zugängliche Repositories zur Übersetzung aller EDIFACT Komponenten nach XML/EDI aufzubauen. Trotzdem ist die Gefahr groß, dass es auch hier ähnlich wie bei EDIFACT zu einer großen Zahl unterschiedlicher Standards kommen kann. Hier tritt nun als neuer Hoffnungsträger ebxml auf den Plan. EbXML definiert Core Elemente (kleinste Informationseinheiten) durch XML Tags, auf der Basis der bekannten EDIFACT Elemente. Aus diesen Core Elemente können die Branchenverbände dann ihre eigenen Nachrichten zusammenstellen. Mittels dieser umfassenden Bibliothek der Core Elemente können beliebige Nachrichtenstrukturen zusammengestellt werden. Gleichzeitig haben die verwendeten XML Tags stets die gleiche Bedeutung. Treibende Kraft hinter ebxml sind große Branchenverbände in den USA. Für den asiatischen Raum ist von Vorteil, dass ebxml auf dem UNICODE basiert und damit asiatische Schriftzeichen encodieren kann. In Europa wird ebxml von der EU unterstützt. 2.4 Vom FAX über zum E-Business Schon vor über 150 Jahren bekam der Schotte Alexander Bain ein Patent auf das erste Faxgerät, das dann aber lange auf seinen wirtschaftlichen Erfolg warten musste. Erst 1929 entwickelte Rudolf Hell auf dieser Basis den so genannten Hell Schreiber und schuf damit den Prototypen heutiger Faxgeräte brachte der Fotokopierpionier Xerox einen Fernkopierer auf den Markt, der den Beginn des wirtschaftlichen Erfolgs des FAXes markierte. Auslöser für den Faxboom der 80er Jahre war dann die Standardisierung durch die damalige CCITT (International Telegraph and Telephone Consultative Committee), die globale Standards für Faxkommunikation festlegte 4. FAXgeräte brachten primär Rationalisierungsvorteile durch Einsparungen bei den Transaktionskosten. Letztendlich waren jedoch nur geringe nachhaltige Vorteile zu realisieren. Einerseits gab es durch den so genannten Rebound Effect ein Mehrfaches an Kommunikation, wodurch die geringen Kosteneinsparungen wieder aufgezehrt wurden. Da es sich bei FAX Kommunikation um Daten handelt, die völlig unstruktu 4 Obwohl bereits 1982 Digital Equipment unter dem Namen All in 1 die erste Office Anwendung einschließlich E Mail auf den Markt brachte. 8

9 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain 2.4 riert als Bilddateien übertragen werden, wurden Probleme der Medienbrüche hierdurch nicht gelöst. Der nächste Entwicklungsschritt bestand in E Mail Diensten (ursprünglich ʺNetzwerkpostʺ genannt). Dies ist heute neben WWW der wichtigste Dienst im Internet. Nach Schätzungen von IDC werden zurzeit täglich über 30 Mrd. E Mails (davon etwa 50% von Person zu Person) versandt, bis 2006 geht man von einer Verdopplung auf 60 Mrd. E Mails täglich aus. E Mail ist nicht an das Internet gebunden und auch in anderen Netzwerken verfügbar. Die erste elektronische Postzustellung zwischen zwei Rechnern fand 1972 statt. Ray Tomlinson (Ingenieur bei Bolt Beranek and Newman, Inc. BBN) hatte 1971 das erste Mail Programm geschrieben wurde diese Spezifikation dann als Teil des ARPA NET Dateitransferprotokolls veröffentlicht. Heute ist E Mail ein wichtiges Kommunikationstool, das durch die extreme Einfachheit der Bedienung und seine Ubiquität aus der Unternehmenskommunikation nicht mehr wegzudenken ist. E Mail verbindet Menschen über Unternehmensgrenzen hinweg und ermöglicht, Koordinationsprozesse effizient abzuwickeln. Die weite Verbreitung von E Mail stellt jedoch bereits teilweise eine Gefahr für die Weiterentwicklung unternehmensübergreifender Koordinationsprozesse im Rahmen des Supply Chain Managements dar. Der bereits oben angesprochene Rebound Effect erzeugt wirtschaftlich nicht mehr handhabbare Mengen an E Mails 5 mit wachsenden Speicher und Pflegeaufwendungen. E Mail wird oft als Koordinationswerkzeug entlang strukturierter Prozessketten benutzt, obwohl es nur für nicht oder nur schwach strukturierte Daten geeignet ist. Trotz dieser Probleme setzen sich andere Koordinationstools im Rahmen des E Business nur sehr zögerlich durch. E Business wirkt sowohl unternehmensintern als auch unternehmensextern entlang der gesamten Supply Chain. Die vorhandenen Begriffsdefinitionen für E Business sind unscharf. Der Begriff wurde im Jahre 1998 durch eine Werbekampagne von IBM populär und ersetzte den vorher verwendeten Begriff E Commerce. Nach verbreitetem Begriffsverständnis kann E Business als die Gesamtheit der aufeinander abgestimmten Prozesse verstanden werden, die es ermöglichen, durch den Einsatz internetbasierter Technologien Geschäfts, Kommunikations und Transaktionsaufgaben auf den Märkten und innerhalb der Unternehmen effizienter und effektiver zu gestalten. Die besondere volkswirtschaftliche Bedeutung des E Business erwächst aus der Abkehr von der neoklassischen Mikroökonomie, die u. a. homogene Güter, vollkommene Markttransparenz und die Abwesenheit von Präferenzen voraussetzt. Das Internet hat 5 Noch verschärft durch die aktuelle Problematik von SPAM Mail. 9

10 3 Prof. Dr. Winfried Krieger eine reduzierende Wirkung auf Transaktionskosten in der Such, Anbahnungs und Abwicklungsphase von Markttransaktionen. Insgesamt wird damit die Koordination über Märkte vorteilhafter. Betriebswirtschaftlich gewinnt E Business seine besondere Bedeutung dadurch, dass es auf der Anwendungsebene neue Möglichkeiten eröffnet mittels unternehmensübergreifender internetbasierter Netzwerke Geschäftsprozesse zu deutlich niedrigeren Kosten abzubilden, als dies mittels EDI möglich wäre. Damit verbessern sich für kleine und mittelständische Unternehmen die Möglichkeiten, sich in Wertschöpfungsketten integrieren zu können. 3 State-of-the-Art Grundsätzlich werden heute nur noch wenige Entscheidungsträger in Wirtschaft und Verwaltung bezweifeln, dass EDI und internetbasierte Netzwerke förderlich für die wirtschaftliche Effizienz und für verbesserten Kundenservice sind, trotzdem geht die Entwicklung in diesem Bereich langsam voran und ist auf relativ wenige führende Unternehmen beschränkt. Neben spezifischen Mängeln im Know How Bereich der Unternehmen sollen nachfolgend zwei der wichtigsten Problemfelder dargestellt werden, die zurzeit den weiteren Ausbau von Kommunikationsnetzwerken zur Unterstützung der Supply Chain bremsen. Neben der dominierenden Technologieorientierung im Bereich der Mobilkommunikation, die bisher zu wenig Anwendungen entwickelt hat, sind dies vor allem Insellösungen in und zwischen den Unternehmen, die einen Hemmschuh darstellen für die vernetzenden Kommunikationsanwendungen entlang der Supply Chain. 3.1 Neue Technologien der Mobilkommunikation auf der Suche nach strategischem Nutzen Die Entwicklung der Mobilkommunikation der letzten Jahre hat massive Technologiesprünge durchlaufen. Bei den Anwendungskonzepten der Mobilkommunikation hat es in den letzten Jahren jedoch kaum Innovationsschübe gegeben. Nachhaltige Prozessveränderungen wurden nur in wenigen Ausnahmefällen realisiert. Die heute schwerpunktmäßig benutzte GSM Technologie wird seit Anfang der 90er Jahre eingesetzt. Sie ist ausschließlich Leitungsvermittelt, bietet eine Übertragungska 10

11 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain 3.1 pazität von 9.6 kbit/sec und beschränkt den Einsatz damit im Wesentlichen auf Sprachkommunikation und SMS Textnachrichten (Short Message Service). Zahlreiche Applikationen im Transport und Verkehrsbereich nutzen zur Datenkommunikation zwischen den Fahrzeugen und der Zentrale den SMS Service, der allerdings unter Sicherheits und Geschwindigkeitsaspekten eher kritisch einzuschätzen ist. Entwicklung der Übertragungskapazitäten in der Mobilkommunikation Übertragungskapazität GPRS Paketvermittlung HSCSD 62,4 kbit/s Kanalbündelung 57,6 kbit/s Daten über Sprachkanäle 9,6 kbit/s Sprache Edge 384 kbit/s UMTS 348 kbit/s Bis 1,92 Mbit/s Neuere Applikationen nutzen den paketvermittelten GPRS Dienst, dessen Durchsatzkapazität jedoch noch stark von der jeweils aktuellen Netzbelastung abhängig ist. Interessant für bestimmte Applikationen ist das zugrunde liegende Preismodell, welches ausschließlich auf einer Berechnung der übertragenen Datenmengen beruht. HSCSD hat in Deutschland nur geringe Verbreitung gefunden, obwohl insbesondere für Dateiübertragungen, dieser Dienst wirtschaftlich interessant wäre. EDGE (Enhanced Data Rates for GSM Evolution)wird in Deutschland keine nennenswerte Rolle spielen. EDGE ist eine Weiterentwicklung des GPRS Standards mit einer maximalen Datenrate von 384 kbit/s. In Nord und Südamerika wird EDGE als Zwischenlösung bis zur Bereitstellung von UMTS von den Serviceprovidern angeboten. UMTS wird voraussichtlich im Jahre 2004 in Zentralregionen Deutschlands verfügbar sein und eine maximal Übertragungsrate von fast 2 Mbit/s anbieten 6. Die Provider werden paketvermittelte und leitungsbasierte Dienste anbieten. Der Aufbau der UMTS Infrastruktur ist mit erheblichen Investitionen (Lizenzrechte und Technologie) für die Provider verbunden gewesen. 6 Die maximale Übertragungsrate wird jedoch (zumindest zu Beginn) nur im quasi stationären Betrieb möglich sein, bei einer Geschwindigkeit von 120 km/h sinkt diese auf etwa 20% der Maximalrate; bei 300 km/h auf etwa 10% der Maximalrate. 11

12 3 Prof. Dr. Winfried Krieger Im Bereich der mobilen Datenkommunikation wird von IDC in den Jahren 2002 bis 2005 ein durchschnittliches Umsatzwachstum von 34,3% für Europa erwartet. Dieses Wachstum wird jedoch zum aller überwiegenden Teil im reinen Datentransport generiert, nur ein verschwindend geringer Anteil entfällt auf Anwendungsdienste und Telematikservices. Zurzeit fehlen schlüssige Konzepte für intelligente Applikationen, um die mit UMTS angebotenen Bandbreiten wirtschaftlich nutzen zu können. Dies gilt auch und insbesondere für Logistik und Supply Chain Management, wo durch die Notwendigkeit mit Fahrzeugen, Ladehilfsmitteln und Gütern in der Fläche zu agieren, a priori entsprechender Bedarf vorliegen sollte. Die hier entstehende Problematik gleicht einem Circulus vitiosus; durch unbefriedigende Umsätze im Bereich der Applikationen und Anwendungsdienste stehen nicht ausreichend Entwicklungsmittel auf Seiten der Provider bereit, um genau diese umsatzträchtigen Dienste aufzubauen 7. Die zu erwartende Verknüpfung mit Identifikationssystemen und Positionierungssystemen auf Basis Galileo ab 2008 wird nur dann einen Durchbruch bringen, wenn es zwischenzeitlich gelingt, Forschungs und Entwicklungspotentiale in diese Aufgaben zu lenken. Ansonsten würde ein wesentlicher Baustein zur nahtlosen Vernetzung der Supply Chain fehlen. 3.2 Insellösungen als Hemmschuh eines integrierten Supply Chain Managements Der aktuelle Entwicklungsstand der Informations und Kommunikationssysteme in vielen Unternehmen ist durch teilweise hochentwickelte Insellösungen gekennzeichnet. Oft wurden hierfür Individualanwendungen entwickelt oder es wurden Standardprogramme maßgeblich modifiziert, ohne dass den unternehmensbezogenen IT Strategien ausreichend Rechnung getragen wurde. Problematisch sind in diesem Zusammenhang nicht die technischen Schnittstellen sondern die Verknüpfungen der Anwendungen. Mehrere Gründe sind für diesen Status verantwortlich: Auf der organisatorischen Ebene wuchs in den letzten Jahrzehnten die Tendenz zur Dezentralisierung der IT Aufgaben in Richtung Fachabteilung. Dies war mit 7 Ein sehr anschauliches Beispiel hierfür sind die Verzögerungen bei der Entwicklung des geplanten Systems zur Mauterfassung und abrechnung in Deutschland. Entweder können nicht ausreichend Entwicklungskapazitäten bereitgestellt werden oder die Verknüpfung der unterschiedlichen technologischen Systeme ist technisch derart komplex. In beiden Fällen verzögert sich der Einsatz intelligenter, telematischer Applikationen im Markt der mobilen Datenkommunikation. 12

13 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain 3.2 wachsender Eigenständigkeit und teilweise mit Budgetverantwortung verbunden und begünstigte die Implementierung abteilungsbezogener Lösungen. Üblicherweise werden Unternehmensorganisationen um vertikal Produkte oder Märkte angeordnet. Jeder Verantwortungsbereich bekommt dann ein hohes Maß an Eigenverantwortung und gestaltet seine IT Systeme gemäß diesen Anforderungen, ohne Berücksichtigung zusätzlicher horizontaler Anforderungen. Dynamisch verändernde Unweltbedingungen führen zu schnellen Reaktionen in de Fachabteilung und damit oft zu sogenannten Schnellschüssen in der Anpassung von Software. Selten wird nachträglich die notwendige saubere Integration geleistet. Neue Technologien ersetzen häufig nur Teile der alten Lösungen, wodurch im Laufe der Jahre unterschiedlichste Technologien nebeneinander stehen. Diese Problematik wird sich im Zuge des weiteren Eindringens der Netzwerke in die betrieblichen Anwendungssysteme weiter verschärfen. Unterschiedliche Informations Semantiken führen zu unterschiedlichen Inhalten auf Ebene de Datenfelder. Da dieses täglich hundertfach passiert, fließen Anwendungen auseinander. Selbst wenn es einem Unternehmen gelungen ist mit konzentrierter strategischer Orientierung und konsequenter Umsetzung von Unternehmensstandards eine konsistente Architektur aufzubauen, so führen Unternehmensbeteiligungen und zusammenschlüsse zu Störungen der Architektur. Die hohe Zahl unterschiedlicher Standards für vergleichbare Aufgaben, erschwert es einen verbindlichen Standard entlang der Supply Chain durchzusetzen. Das häufig benutzte Phasenmodell der Softwareentwicklung führt zu einer optimalen IT Lösung für ein gegebenes Anwendungsproblem. Diese Lösung später an sich verändernde Anforderungen anzupassen, ist aufwändig und zeitintensiv. Damit werde Softwareteile dann einfach ersetzt, ohne die notwendige Integration sicherzustellen. Heute zehren die notwendigen Aufwendungen zur Verbindung der unterschiedlichen, gewachsenen Unternehmensanwendungen bis zu 60% der IT Budgets der Unternehmen auf. Die begonnenen Lösungen lassen sich in zwei Entwicklungsrichtungen differenzieren: Ein erste Lösungsansatz liegt in der Enterprise Application Integration (EAI), einem Konzept zur Integration von mehreren, voneinander unabhängig entwickelten Softwaresystemen, um die gemeinsame, uneingeschränkte Nutzung von Daten und Datenquellen über verschiedene beliebige Anwendungen zu ermöglichen. EAI besitzen drei Grundkomponenten: 13

14 4 Prof. Dr. Winfried Krieger vorgefertigte Adapter und Konnektoren reduzieren den Aufwand zur Schnittstellenentwicklung für einzelne Applikationen, Mappingfunktionalitäten führen Syntax und Semantikanpassungen durch und Funktionalitäten zur Ablaufsteuerung und zur Definition von Geschäftsprozessregeln. Beim EAI wird die bestehende Softwarearchitektur um eine weitere verbindende Ebene ergänzt. Das zweite Lösungsfeld liegt in der langfristigen Veränderung und Anpassung von Softwarearchitekturen. So hat SAP begonnen die Softwarearchitektur seines ERP Systems zu verändern. Während traditionell Programme und Softwaremodule direkt miteinander Daten austauschen (was zu einer großen Zahl zu pflegender Schnittstellen führt) wird in der neuen Architektur ein zentrales Modul für das gesamte Schnittstellenhandling entwickelt. Damit sind jeweils nur Schnittstellen zwischen den einzelnen Anwendungen und diesem Modul zu pflegen. Dies wir zu einer deutlichen Reduzierung der Kosten der Systemeinführung und des Systembetriebs führen. 4 Die nächsten Entwicklungsschritte Im vierten Abschnitt werden offene Fragen, Entwicklungsnotwendigkeiten und Entwicklungsschritte auf dem Weg zur informationsintegrierten Supply Chain aufgezeigt. Dabei wird differenziert nach den Aspekten der Anwendungsintegration einerseits und den Fragen der Integration von Informations und Güternetzwerken andererseits. 4.1 Die anwendungsbezogene Integration von Kommunikations-, Informations-, Identifikations- und Positionierungsnetzwerken Die vorne kurz beschriebenen EAI Konzepte zielen auf die Verknüpfung von Transaktionssystemen, weitere zur Unterstützung der Supply Chain notwendige Anwendungsbereiche bleiben dabei zurzeit ausgespart. Zukünftig ist es unabdingbar zur Gestaltung einer informationsintegrierten Supply Chain, dass Informations und Kommunikationsnetzwerke mit Identifikations und Ortungsnetzwerken integriert werden. Alle notwendigen Informationen über Verkehrsmittel, Ladeeinheiten, Sendungen, Artikel und Einzelteile werden in der Fläche oder bei den Supply Chain Partnern erzeugt und können nur durch eine solche Inte 14

15 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain 4.1 gration der entsprechenden Anwendungssysteme zur Gesamtsteuerung genutzt werden. Die Verknüpfung dieser unterschiedlichen Systemwelten, die sich in der Vergangenheit isoliert nebeneinander entwickelt haben, ist eine Herausforderung mit hoher strategischer Relevanz. Verknüpfende Netzwerke der informationsintegrierten Supply Chain Biometrik Internet RFID WI-Fi GPS Sensoren Der einfachere Teil der Aufgabe liegt dabei darin, technische Verknüpfungen auf den unteren Ebenen des ISO/OSI Schichtenmodells zu implementieren. Hier wird bereits heute von den beteiligten Industrien massiv in Forschung und Entwicklung investiert. Sehr viel problematischer wird in der Zukunft die Frage nach einer Integration der unterschiedlichen Systemwelten auf Anwendungsebene sein. Unterschiedliche Strategien wären hierzu denkbar: Konzepte eines einheitlichen Gesamtsystems scheiden a priori aus, da kein IT Dienstleister im Markt erkennbar ist, der dieses breite Know How anbieten könnte. Formatkonvertierungen, analog dem für Engineering Anwendungen entwickelten Konzept STEP (Standard for the Exchange of Product Model Data) oder allgemeiner im Rahmen der CORBA Architektur (Common Object Request Broker Architecture) sowie unter Nutzung von XML und SOAP Protokollen könnten mögliche Anknüpfungspunkte bieten. Ein bemerkenswerter Ansatz besteht darin, die Grundidee des ISO/OSI Schichtenmodells (nicht redundante Schichten, die jeweils diskrete Funktionen wahrnehmen und über definierte Schnittstellen zu vor und nachgelagerten Schichten verfügen) auf die Unternehmensprozesse zu übertragen. Als mögliche Schichten werden hierbei diskutiert: Geschäftsprozessebene (Prozessgestaltung und Workflow Management), 15

16 4 Prof. Dr. Winfried Krieger Ebene der Prozessvermittlung (Event Management und Informationsweitergabe), Ebene der Informationsservices (Objektfunktionen und Informationsmodelle), Ebene der Applikationsvermittlung (Protokollkonvertierung), Anwendungsebene (Nutzerschnittstelle, Data Repository). Ohne Integration zumindest auf Datenebene ist eine Auswertung und Verarbeitung der von Identifikations und Positionierungsnetzuwerken erzeugten Datenströme sowie deren Umsetzung in Planungs und Steuerungsinformationen für das Supply Chain Management nicht möglich. 4.2 Die Integration von Informationstechnologien und Supply Chain Prozessen Supply Chain Prozesse finden in sich dynamisch verändernden physischen Netzwerken statt. In Abhängigkeit von Produkt Markt Kombinationen verändern sich Strukturen und Prozesse kontinuierlich. Virtuelle Untenehmen entstehen nur kurzzeitig, um sich dann in anderer Zusammensetzung wieder neu zu ordnen. Heute genutzte Anwendungssysteme bieten nur geringe Möglichkeiten diese dynamischen Veränderungen abzubilden, da sie weitgehend statische IT Prozesse und Strukturen beinhalten. Neue Konzepte, unter dem Begriff der serviceorientierten IT Architektur, könnten hier zukünftig Lösungen bieten. Sie stehen zurzeit allerdings erst am Beginn ihrer Entwicklung. Die neuen Web Technologien und insbesondere der XML Standard bieten eine Chance, allgemein verfügbare Standards zur Darstellung von Daten und zur Definition von Schnittstellen zwischen dynamisch zusammenarbeitenden Anwendungen aufzubauen. Wesentliche Fragen bezüglich der Datensicherheit und der Abbildung von Geschäftsprozessen sind jedoch noch offen und erst zu lösen, bevor servicekritische Anwendungen unterstützt werden können. Bis heute ist die Nutzung von Web Technologien auf nur wenige Einsatzfelder mit geringer Tiefe beschränkt. Dies sind insbesondere E Commerce und E Procurement, also die Unternehmensbereiche, die auf eine umfängliche Interaktion mit den Beschaffungs und Absatzmärkten angewiesen sind. Doch selbst diese Anwendungen konzentrieren sich zurzeit stärker auf die administrativen Unterstützungsprozesse in Beschaffung und Vertrieb, als auf die Unterstützung physischer Prozesse. Dies bedeutet, dass für viele Unternehmen noch erhebliche konzeptionelle Arbeit zu investieren ist, bevor serviceorientierte IT Architekturen einsatzfähig sein werden. Erste Piloterfahrungen zeigen, dass die Flexibilität in der Unterstützung von Geschäftsprozessen und die Skalierbarkeit solcher Lösungen deutlich besser ist als mit bisherigen Strukturen. Weitere Vorteile liegen in der Möglichkeit, eines inkrementalen 16

17 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain 4.2 Implementierungsweges, der über definierte Teilprojekte innerhalb relativ kurzer Zeiten, mit relativ niedrigem Investment interessante wirtschaftliche Nutzenvorteile generieren kann. Langfristig können diese Architekturen ein Ansatzpunkt sein, um Geschäftsprozesse in völlig neuer Art und Weise durch Informations und Kommunikationsnetzwerke zu unterstützen. Geschäftsprozesse werden informatorisch nur lose miteinander verbunden und in Abhängigkeit von Störungen oder neuen Anforderungen (Events) in der Supply Chain jeweils neu zusammengefügt. 5 Die Vision des integrierten Materialund Informationsflusses Die Integration von Materialflüssen mit begleitenden Informationen, die ein dynamisches Management der Prozesse mit Hilfe der vom System generierten zeitnahen Informationen ermöglichen soll, ist die Vision der zukünftigen Supply Chain. Für die Realisation mangelt es heute nicht an visionären Konzepten, aber an umsetzbaren Handlungsempfehlungen. Obwohl technologische Fragestellungen sich immer wieder in den Vordergrund drängen, sind diese letztendlich dabei nicht die entscheidenden Hindernisse der Umsetzung. Die Entwicklung der letzten Jahre zeigt, dass in erheblichem Umfang neue Kommunikationstechnologien bereitgestellt wurden, trotzdem ist die Integration dieser Technologien in die Geschäftsprozesse nur bei einem kleinen Prozentsatz der Unternehmen gelungen. Eine der Hauptursachen liegt darin, dass das Management von Technologien andere Anforderungen an die Führungsqualitäten stellt, als die Integration dieser Technologien in die Unternehmensorganisation. Projekterfolg wird leider oft immer noch an der erfolgreichen Implementierung von Technologien gemessen. Wann und wie wird die Entwicklung von Informations und Kommunikationsnetzwerken zur Unterstützung des Supply Chain Managements auch mit Fragen der Führung und der Organisationsentwicklung verknüpft, so dass Technologien in nachhaltige Wirtschaftlichkeitsverbesserung umgewandelt werden können? Dazu bedarf es anders als in der Vergangenheit vor allem einer professionelleren, differenzierteren, menschlicheren und klügeren Führung der IT Funktion in den Unternehmen, die sich als vollständig integrierter Teil der unternehmerischen Strukturen und Prozesse versteht und den Führungsaufgaben mehr Bedeutung gibt. Hierzu einen Beitrag zu leisten, wäre eine wichtige Zukunftsaufgabe für Forschung und Weiterentwicklung im Supply Chain Management. 17

18 5 Prof. Dr. Winfried Krieger Literatur: BAUER, MICHAEL, J.; POIRIER, CHARLES C.; LAPIDE LAWRENCE; BERMUDEZ, JOHN: E Business The Strategic Impact on Supply Chain and Logistics, Council of Logistics Management, BIBY, DANIEL J.: EDI or DIE, Advanstar Communications, BROWN, JOHN SEELY; HAGEL III, JOHN: Flexible IT better strategy, The McKinsey Quarterly, 2003 Number 4. PREMKUMAR, G. PREM: Role of Information Technology in Supply Chain Management, in: Lowry, Paul Benjamin; Cherrington, J. Owen; Watson, Ronald R. (Edit.): The E Business Handbook, St. Lucie Press, Boca Raton, London, New York, FELD, CHARLIE S.; STODDARD, DONNA B.: Getting IT Right, in: Harvard Business Review, February O. V.: Unlocking Value from E Supply Management, in: Executive Agenda AT Kearney, Vol. VI, No. 3, 2003, (www.atkearney.com/shared_res/pdf/ea63_unlocking_s.pdf). O. V.: Internet und E Business Einsatz im bundesdeutschen Mittelstand 2003, Tech Consult GmbH, im Auftrag der Zeitschrift Impulse und IBM Deutschland GmbH, (www 5.ibm.com/de/mittelstand/download/ebusiness_2003final.pdf). PICOT, ARNOLD; REICHWALD, RALF; WIGAND, ROLF T.: Die grenzenlose Unternehmung, 5. Auflage, Wiesbaden, TAN, GEK WOO; SHAW J. MICHAEL; FULKERSON, WILLIAM: Web based Global Supply Chain Management, in: Shaw, Michael; Blanning, Robert; Strader, TRoy; Whinston Andrew: Handbook on Electronic Commerce, Berlin u.a., ZAKON, ROBERT H.: Hobbesʹ Internet Timeline , (www.zakon.org/robert/internet/timeline/). 18

19 Kommunikationstechnologie zur Vernetzung der Supply Chain 4.2 TEXTAUSZUG aus: Entwicklungspfade und Meilensteine moderner Logistik Hrsg. Von G. Prockl, A. Bauer, A. Pflaum, U. Müller Steinfahrt Gabler Verlag, Wiesbaden ISBN X Alle Rechte beim Verlag 19

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