Herausforderungen und Potenziale der Blockchain-Technologie - Handlungsempfehlungen für produzierende Unternehmen

Günther Schuh, Simon Ryschka, David Holtkemper, Simon Wieninger und Marcus Kampa

Die Blockchain-Technologie (BCT) ist eine der vielversprechendsten Technologien der Gegenwart, die in Zukunft insbesondere für produzierende Unternehmen eine noch größere Bedeutung haben wird, um die unternehmensübergreifende Zusammenarbeit zu verbessern und Prozesse gegenüber dem Kunden transparenter zu gestalten. Trotzdessen wird die BCT als vertrauensschaffendes Instrument noch nicht in der Breite angewendet. In diesem Beitrag werden neben den Potenzialen die Herausforderungen für den Einsatz der BCT erörtert und auf Basis des St. Gallener Management-Modells ein Lösungskonzept hergeleitet, welches dem potenziellen Anwender der BCT mögliche Anwendungsszenarien aufzeigt.

Motivation zur Anwendung der Blockchain-Technologie

Der 15. September 2008 und die mit diesem Datum verbundene Insolvenz der Investment-Bank Lehman Brothers war der Auslöser einer globalen Wirtschaftskrise und zog einen großen Vertrauensverlust von Bankkunden in das weltweite Finanzsystem nach sich [1]. Neben der Finanzbranche kam es auch im industriellen Bereich zu massiven Vertrauensverlusten. So manipulierte Kobe Steel, unter anderem ein Zulieferer der Automobilindustrie, zehn Jahre lang nachträglich Inspektionsdaten seiner Aluminium- und Stahlprodukte [2]. Als Reaktion auf solche Vertrauensverluste wurde auf Basis des Konzeptpapiers „Bitcoin: A Peerto-Peer Electronic Cash System“ die digitale, dezentrale und vertrauensschaffende Währung Bitcoin geschaffen. Diese Technologie stellt ein Werkzeug dar, Banken als Intermediär und alleiniger Datenkontrolleur aus dem Transaktionsprozess zu eliminieren; das Konzept kann auf andere Branchen analog übertragen werden. So erhebt Volker Denner, CEO von Bosch, die BCT gar in den Rang einer strategischen Priorität von Bosch [1, 3]. Aufgrund globalisierter, vernetzter und immer komplexer werdender Liefer- und Wertschöpfungsketten wird die BCT an Bedeutung gewinnen, da sie als präventives Werkzeug zur Reduzierung des Misstrauens zwischen den einzelnen Akteuren in einer Supply Chain eingesetzt werden kann.
 

Grundlagen, Potenziale und Herausforderungen

Die Blockchain (zu Deutsch: Blockkette) ist eine erweiterbare Liste von Datensätzen, die zu Blöcken gruppiert wird. Diese Blöcke werden in chronologischer Reihenfolge über eine kryptographisch gesicherte, einmalig vergebene Signatur verkettet. Technologisch basiert die BCT auf drei bekannten Grundprinzipien [4, 5].

• Peer-to-Peer-Netzwerk: Dies garantiert die gleichberechtigte Zusammenarbeit aller Rechner im installierten Rechnernetz. Jedes Mitglied des Netzwerks kann jederzeit auf eine komplette Kopie der aktuellen Blockchain zugreifen.
• Kryptographie: Dadurch wird die fälschungssichere Signatur von Transaktionen gewährleistet.
• Konsens-Mechanismus: Sicherstellung, dass zwischen den teilnehmenden Knoten eine Einigung über die in der Blockkette abgelegten Daten besteht und jeder Teilnehmer Zugriff  auf die identische Kopie der Blockchain hat.
Die dem Bitcoin zugrundeliegende BCT schaff t insbesondere durch die folgenden vier Charakteristika Vertrauen [6, 7]
• Dezentralität: Es existiert keine Instanz, welche die Aktionen der Teilnehmer zentral kontrolliert.
• Verlässlichkeit: Datensätze werden durch die Mitglieder des Netzwerks validiert und können nicht unbemerkt verändert werden.
• Transparenz: Alle Teilnehmer können alle gespeicherten Datensätze einsehen.
• Sicherheit: Ein endgültiger Datenverlust ist nur bei Ausfall aller Teilnehmer möglich.


Bild 1: Ordnungsrahmen zur Ableitung von Handlungsempfehlungen
zur BCT-Gestaltung produzierender Unternehmen.

In der industriellen Praxis ergeben sich vielfältige Anwendungsbereiche für die BCT. So wird sie zur Bauteilrückverfolgbarkeit eingesetzt und nimmt zukünftig aufgrund der stärker werdenden gesellschaftlichen Werteorientierung und regulatorischer Maßnahmen eine zentrale Rolle ein. Beispielsweise könnte die BCT im Kontext der Batterieherstellung für Elektrofahrzeuge einen maßgeblichen Zugewinn leisten. Supply Chain Informationen zum in der Batterie verbauten Kobalt können von den Akteuren in der Blockchain gespeichert werden. So kann bestimmt werden, ob ausschließlich saubere und zertifizierte Betriebe Teil der Lieferkette waren und Risiken sowie Compliance-Aufwände werden reduziert. [8, 9] Ein zweiter relevanter Anwendungsbereich ist die Qualitätsdokumentation. Beispielsweise kann Manipulationen in Produktionsdaten vorgebeugt werden, wie es bei Kobe Steel der Fall war [10]. Der Kunde könnte in diesem Fall die Inspektionsdaten selber verschlüsseln und mit dem in der Blockchain hinterlegten Streuwert einen Soll-Ist-Vergleich durchführen. Zwei abweichende Werte würden somit auf eine Manipulation hindeuten [11]. Zudem kann durch die BCT eine lückenlose Aufzeichnung der Nutzungshistorie gewährleistet und Informationsasymmetrien, im Sinne eines Market for Lemons, zwischen Vertragspartnern abgebaut werden. Folglich bezieht sich dieser Anwendungsfall auf ein fertiges Produkt, welches die Produktion verlassen hat und sich in seinem Lebenszyklus befindet. [12]

In der Praxis reichen die Potenziale oftmals nicht aus, da anderweitige Herausforderungen den Einsatz der BCT behindern. Die Variation der Antworten einer entsprechenden Studie können auf drei Handlungsfelder verdichtet werden, in denen produzierende Unternehmen proaktiv und zeitnah die erforderlichen Voraussetzungen für den Einsatz der BCT schaffen müssen [13]. Die drei Handlungsfelder werden mit den Begriffen Use Cases, Technologie und Zusammenarbeit belegt.

• Use Cases: Wie gelingt es, Use Cases für die BCT systematisch zu erarbeiten und adressatengerecht zu kommunizieren?
• Technologie: Wie können die Limitationen und Möglichkeiten der BCT realistisch eingeschätzt und im eigenen Anwendungskontext adressiert werden?
• Zusammenarbeit: Wie sollten die relevanten Kompetenzträger zum Thema BCT sowohl innerhalb als auch außerhalb der eigenen Unternehmensgrenzen zusammenarbeiten?

Es ist herauszustellen, dass ein Einsatz der Technologie um ihrer selbst willen nicht das Ziel sein sollte. Die Implementierung der BCT wird insbesondere als sinnvoll und nützlich erachtet, sofern das Abspeichern der Daten relevant ist, die Datensätze für mehr als eine Partei relevant sind, Misstrauen unter den Parteien vorhanden und ein Intermediär unerwünscht ist [7].
 

Lösungskonzept und Handlungsempfehlungen

Zur Unterstützung produzierender Unternehmen bei der Implementierungsentscheidung soll im Folgenden ein Lösungskonzept hergeleitet werden. Dieses basiert auf dem St. Gallener Management-Modell und hat in seiner Ausgestaltung einen ganzheitlichen Bezugsrahmen zur Betrachtung, Diagnose und Lösung von Entscheidungsproblemen des Managements. Im Rahmen dieses Beitrags liegt der Fokus auf der strategischen Managementebene, was impliziert, dass das begründende Element für die BCT bekannt ist und es zur tatsächlichen Umsetzung dieser disruptiven Technologie ausrichtender Impulse innerhalb der definierten Handlungsfelder bedarf. Hierbei werden die Managementaspekte Aktivitäten, Strukturen und Verhalten betrachtet, die die systematische Adressierung der Handlungsfelder sicherstellen [14, 15].

Unter Einbezug der vorab elaborierten Handlungsfelder und der Managementaspekte aus dem St. Gallener Management-Modell können auf strategischer Ebene neun Handlungsempfehlungen deduziert werden, wie produzierende Unternehmen die nötigen Voraussetzungen schaff en, um den Einsatz der BCT in ihrem Unternehmen vollumfänglich zu ermöglichen. Hierbei können für die einzelnen Managementaspekte Leitfragen formuliert werden, die bezogen auf die Handlungsfelder die Ableitung von szenariospezifischen Handlungsempfehlungen vereinfachen. Die Leitfragen sind in Bild 1 dargestellt.

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