Von Vishal Gaur und Abhinav Gaiha

Blockchain, die digitale Datenbanktechnologie hinter Bitcoin und anderen Kryptowährungen, könnte die Spielregeln der Finanzwelt grundlegend verändern. Sie hat aber auch das Potenzial, enorme Verbesserungen im Supply-Chain-Management voranzutreiben: schnellere und kostengünstigere Lieferungen, bessere Nachverfolgbarkeit von Waren, einfachere Abstimmung zwischen Geschäftspartnern und leichterer Zugang zu Finanzierungen sind dabei nur die wichtigsten Vorteile.

Um das Potenzial besser einschätzen zu können, haben wir sieben US-Konzerne untersucht, die im Supply-Chain-Management führend sind. Sie alle prüfen aktuell, wie sie die Blockchain-Technologie sinnvoll einsetzen können. Diese Unternehmen – Corning, Emerson, Hayward, IBM, Mastercard und zwei weitere, die anonym bleiben möchten – sind in unterschiedlichen Branchen aktiv: in Fertigung, Einzelhandel, Technologie und Finanzdienstleistungen. Einige haben gerade erst angefangen, sich mit Blockchain zu befassen, andere haben schon die ersten Pilotprojekte aufgesetzt. Wieder andere arbeiten gemeinsam mit ihren Partnern in der Lieferkette an praktischen Anwendungen. In diesem Beitrag wollen wir den Status quo vorstellen und diskutieren, welche Vorteile Blockchain bieten kann. Wir wollen aber auch erörtern, wie sich der Einsatz von Blockchain im Supply-Chain-Management von der Anwendung bei Kryptowährungen unterscheidet.

Eine Blockchain ist letztlich ein dezentral geführtes Transaktionsverzeichnis – ein digitales System, in dem Transaktionen zwischen mehreren Partnern auf eine nachprüfbare und manipulationssichere Art und Weise aufgezeichnet werden. Das Verzeichnis selbst kann auch so programmiert werden, dass es Transaktionen automatisch auslöst. Bei Kryptowährungen, die als Ersatz für Fiatgeld – und damit für alle gängigen Währungen wie Euro, Renminbi oder US-Dollar – konzipiert sind, soll Blockchain dafür sorgen, dass beliebig viele und anonyme Parteien Transaktionen privat und sicher ohne einen zentralen Intermediär wie eine Bank abwickeln können.

Bei Lieferketten soll Blockchain ermöglichen, dass eine begrenzte Anzahl von bekannten Parteien ihre Geschäfte vor Betrügern schützen und dabei gleichzeitig ihre Lieferketten verbessern kann. Blockchain-Anwendungen für das Supply-Chain-Management erfordern jedoch andere Voraussetzungen als Kryptowährungen, um erfolgreich zu funktionieren. Dazu zählen sogenannte Permissioned Blockchains (also solche, auf die nur berechtigte Teilnehmer zugreifen können), eigene Standards für die Darstellung von Transaktionen in einem Block sowie neue Regeln für die Kontrolle des Systems. An allen drei Voraussetzungen wird derzeit gearbeitet. Entwicklungsstand und Fortschritte sind jedoch bislang noch sehr unterschiedlich.

Die Weitergabe von Daten innerhalb der Lieferkette hat sich durch den Einsatz von ERP-Systemen erheblich verbessert, wobei die Abkürzung ERP für Enterprise Resource Planning steht. ERP-Systeme sind betriebswirtschaftliche Softwarelösungen zur Steuerung von Geschäftsprozessen. Walmart und Procter & Gamble gehören zu den Pionieren auf diesem Gebiet. Sie arbeiteten schon in den 90er Jahren an entsprechenden Systemen. Doch obwohl diese Systeme nicht neu sind und immer weiter verbessert werden, ist die Transparenz in großen Lieferketten mit komplexen Transaktionen immer noch ein wichtiges Thema.

Die Beschränkungen herkömmlicher Buchführungs- und ERP-Systeme sowie die potenziellen Vorteile von Blockchain-Systemen zeigen sich in einem hypothetischen Szenario: In unserem Beispiel kauft ein Einzelhändler ein Produkt bei einem Lieferanten. Eine Bank stellt dem Lieferanten das Kapital bereit, das er braucht, um das bestellte Produkt zu produzieren. Bei der Transaktion fließen also Informationen, Güter und Geld. Das geschieht jedoch immer nur zwischen zwei Parteien. Die jeweils dritte Partei bleibt außen vor und hat keinerlei Informationen über die zwischen den beiden anderen Geschäftspartnern ausgetauschten Daten, Güter oder Finanzmittel. Deshalb ist es selbst in modernen ERP-Systemen nicht immer möglich, die drei Ströme durch manuelle Audits und Prüfungen zuverlässig miteinander zu verknüpfen. Genau das macht es in der Praxis auch so schwierig, Ausführungsfehler zu vermeiden, Entscheidungsprozesse zu verbessern oder Konflikte in der Lieferkette zu klären.

Ausführungsfehler – dazu zählen zum Beispiel fehlerhafte Bestandsdaten, fehlende Lieferungen und doppelte Zahlungen – lassen sich aktuell nur selten in Echtzeit aufdecken. Aber selbst wenn ein Problem im Nachhinein erkannt wird, ist es schwierig und teuer, seine Ursache zu ermitteln oder es zu beheben. Schließlich muss dazu die gesamte Kette an Aktivitäten in Kontobüchern und Unterlagen geprüft und nachvollzogen werden. ERP-Systeme erfassen zwar alle Arten von Strömen. Es lässt sich aber oft nur schwer ermitteln, welche Einträge (Forderungen, Zahlungen, Gutschriften für Rücksendungen und Ähnliches ) zu welcher Warentransaktion gehören. Das gilt vor allem für jene Unternehmen, die tagtäglich über ein großes Netzwerk von Supply-Chain-Partnern und Produkten hinweg Tausende von Transaktionen abwickeln.

Zu allem Übel sind Supply-Chain-Aktivitäten oft extrem kompliziert und deutlich vielschichtiger, als die vereinfachte Abbildung zeigt. Aufträge, Lieferungen und Zahlungen fallen häufig zeitlich auseinander. Es kommt beispielsweise ziemlich oft vor, dass ein Auftrag in mehrere Lieferungen mit entsprechenden Teilrechnungen aufgeteilt wird. Oder dass mehrere Aufträge in einer einzigen Lieferung zusammengefasst werden.

Ein Ansatz, um die vielfältigen Transaktionen innerhalb von Lieferketten zu verbessern und zu prüfen, sind spezielle Audits. Sie sind ein gutes Mittel, um die Einhaltung von Verträgen zu gewährleisten. Um Defizite bei der Umsetzung zu beheben, sind sie jedoch nur bedingt geeignet. Denken Sie an einen Lebensmittelhersteller, dessen Produkte nach Ablauf des Mindesthaltbarkeitsdatums immer noch im Supermarktregal stehen. Vishal Gaur, einer der Autoren dieses Artikels, hat zusammen mit einem großen Lebensmittelkonzern eine Studie dazu durchgeführt. Sie ergab, dass sich über Audits oder Überprüfungen der Bestände eines Händlers zwar die Anzahl der abgelaufenen Lebensmittel ermitteln lässt, nicht jedoch, warum sie immer noch im Regal stehen. Tatsächlich können die Ursachen in verschiedenen Lieferkettenaktivitäten liegen. Dazu zählen ineffizientes Bestandsmanagement beim Händler, eine nicht optimale Verteilung der Produkte auf die einzelnen Läden sowie eine schwache oder schwankende Nachfrage. Vielleicht ist aber auch eine wenig konsequente Umsortierung der Regale die Ursache: Anstatt die Produkte mit langem Mindesthaltbarkeitsdatum hinter jene Produkte zu stellen, die weniger lange halten, werden sie einfach davorgestellt. In einem solchen Fall könnte die Dokumentation dieser Aktivitäten dafür sorgen, die Zahl der abgelaufenen Produkte zu reduzieren.

Denkbar wäre auch, die Ware mit RFID-Etiketten oder elektronischen Produktcodes zu kennzeichnen. Voraussetzung dafür ist, dass Etiketten und Codes den GS1-Standards entsprechen und damit den global akzeptierten Regeln für Supply-Chain-Daten. Wenn dies erfüllt ist und die ERP-Systeme von Unternehmen sowie Lieferanten verknüpft werden, lassen sich alle Transaktionen vollständig erfassen. Dieses Vorgehen würde Umsetzungsfehler vermeiden und die Nachverfolgbarkeit verbessern. Die von uns untersuchten Unternehmen haben allerdings die Erfahrung gemacht, dass eine solche Verknüpfung der ERP-Systeme teuer und zeitaufwendig ist. Große Unternehmen nutzen für das Enterprise Resource Planning oft mehr als 100 Altsysteme, die sich über die Jahre als Überbleibsel aus organisatorischen Veränderungen, Fusionen und Übernahmen angesammelt haben. Die Kommunikation zwischen diesen Systemen ist nicht einfach, zum Teil ist sogar die Definition von Datenfeldern unterschiedlich. Die Verantwortlichen eines Konzerns erzählten uns, sie hätten allein für Lkw-Transporte 17 Kontobücher in getrennten ERP-Systemen. Zusätzlich hätten auch Lieferanten und Distributoren ihre eigenen Bücher und ERP-Systeme.

In einem Blockchain-System erhalten Elemente wie Bestandseinheiten, Bestellungen, Kredite und Frachtbriefe eindeutige Kennungen, die ähnlich wie Bitcoins als digitale Sicherheit oder Token dienen. Darüber hinaus erhalten auch die Teilnehmer der Blockchain eindeutige Kennungen oder digitale Signaturen, mit denen sie die Blöcke unterzeichnen, die sie der Blockchain hinzufügen. Jeder Schritt der Transaktion wird dann in der Blockchain als Übergabe des jeweiligen Tokens von einem Teilnehmer an den anderen erfasst.

Wenn alle Schritte in einer gemeinsamen Blockchain aufgezeichnet werden, sieht die Beispieltransaktion etwas anders aus. Zunächst erstellt der Händler eine Bestellung und sendet sie an den Lieferanten. Da hier noch keine Waren oder Dienstleistungen bereitgestellt oder erbracht worden sind, wird dies im herkömmlichen System noch nicht protokolliert. In einem Blockchain-System erfasst der Händler hingegen den digitalen Token für die Bestellung. Der Lieferant verbucht die Bestellung und sendet dem Händler eine Bestellbestätigung – auch dies wird in der Blockchain erfasst, in der traditionellen Finanzbuchhaltung hingegen nicht. Im nächsten Schritt stellt der Lieferant bei seiner Bank einen Kreditantrag, um die Produktion der georderten Ware finanzieren zu können. Die Bank prüft die Bestellung in der gemeinsamen Blockchain, genehmigt den Kredit und erfasst den digitalen Token für den Kredit in derselben Blockchain. Und so weiter.

Der Mehrwert einer Blockchain besteht also unter anderem darin, dass sie alle Schritte einer Transaktion über sämtliche Geschäftsvorfälle hinweg in chronologischer Reihenfolge als Blöcke aneinanderreiht. Dabei erfasst sie Dinge, die in der Finanzbuchhaltung außen vor bleiben. Jeder einzelne Block ist verschlüsselt und wird an alle Beteiligten verschickt, von denen jeder eine eigene Kopie der Blockchain führt. Dadurch bietet die Blockchain eine vollständige, zuverlässige und fälschungssichere Aufzeichnung aller drei Aktivitätsarten der Lieferkette.

Die Blockchain-Technologie kann Probleme bei Ausführung, Nachverfolgbarkeit und Abstimmung einer Transaktion somit stark verringern oder sogar beseitigen. Da jeder Teilnehmer eine eigene Kopie der Blockchain hat, kann auch jeder den Status der einzelnen Schritte nachprüfen, Fehler ermitteln und Geschäftspartner für ihr Handeln in die Verantwortung nehmen. Die Technologie ist zudem für alle ihre Nutzer sehr sicher: Keiner der Teilnehmer kann frühere Daten überschreiben. Wenn es doch jemand versuchte, müsste er dafür alle nachfolgenden Blöcke anpassen und die Änderungen in den Blockchain-Ausfertigungen aller anderen Teilnehmer vornehmen. Dass ihm dies gelingt, ist außerordentlich unwahrscheinlich.

Die Bank aus unserer einfachen Beispieltransaktion kann mit Blockchain auch die Finanzierung der Lieferkette verbessern. Da sie eine vollständige Ausfertigung der Blockchain hat, kann sie die Transaktionen zwischen dem Lieferanten und dem Händler ohne langwierige und fehleranfällige physische Audits oder Finanzprüfungen nachverfolgen und dadurch bessere Entscheidungen bei der Kreditvergabe treffen. Da die Blockchain auch Kreditinformationen sowie Daten zu Rechnungen, Zahlungen und physischen Warenströmen enthält, kann sie Transaktionen kostengünstiger, leichter nachprüfbar und für alle Beteiligten weniger riskant machen.

Ein weiterer Pluspunkt ist, dass sich viele dieser Funktionen über sogenannte Smart Contracts automatisieren lassen. Diese Computerprotokolle überprüfen auf Basis von Blockchain-Daten, ob vertragliche Pflichten eingehalten wurden und Zahlungen angewiesen werden können. Smart Contracts lassen sich so programmieren, dass sie den Status einer Transaktion überprüfen und Aktionen veranlassen, sobald die Voraussetzungen dafür erfüllt sind. Das können beispielsweise Zahlungsanweisungen oder die Dokumentation von Einträgen ins Kontobuch sein. Das System kann aber auch auf Ausnahmen hinweisen, in denen die Verantwortlichen manuell eingreifen müssen.

Die Blockchain kann viel, aber sie kann nicht alles. Für ERP-Funktionen im Bereich Transaktionsverarbeitung, Buchhaltung und Unternehmenssteuerung taugt sie beispielsweise nicht. Das Erstellen von Rechnungen, das Ausführen von Zahlungen und das Berichtswesen gehören nicht zu ihrer Stärke. Die verschlüsselte, kettenartige Datenstruktur einer Blockchain eignet sich nicht dafür, Daten schnell zu speichern oder abzurufen. Sie ist nicht einmal eine besonders effiziente Art, Daten zu speichern. Die Blockchain wird vielmehr an die bestehenden Systeme der teilnehmenden Unternehmen angeschlossen. Jedes Unternehmen erstellt Blöcke aus Transaktionen, die in seinem ERP-System erfasst wurden und fügt sie der Blockchain hinzu. So lassen sich unterschiedliche Transaktionsströme über mehrere Unternehmen hinweg leicht in einer einzigen Kette zusammenführen.

Die Unternehmen, die wir untersucht haben, versprechen sich von der Blockchain Lösungen für Probleme, die mit den aktuellen Technologien und Methoden nicht zu bewältigen sind.

Bessere Nachverfolgbarkeit. Das amerikanische Gesetz zur Sicherheit in der Arzneimittellieferkette von 2013 schreibt vor, dass Pharmaunternehmen rezeptpflichtige Medikamente kennzeichnen und nachverfolgen müssen, damit Verbraucher vor gefälschten, gestohlenen oder schädlichen Produkten geschützt werden. Um dieser Verpflichtung nachzukommen, arbeitet ein großes an unserer Studie beteiligtes Pharmaunternehmen mit seinen Supply-Chain-Partnern an einer Blockchain-Lösung. Der Arzneimittelbestand wird mit elektronischen Produktcodes versehen, die GS1-Standards entsprechen. Wenn eine Bestandseinheit von einem Unternehmen an ein anderes geliefert wird, wird die Kennzeichnung gescannt und in der Blockchain erfasst. Auf diese Weise wird der Verlauf für jeden einzelnen Artikel durch die Wertschöpfungskette dokumentiert – von der Quelle bis zum Endverbraucher. Nach ersten Erfolgen mit Pilotprojekten in den USA führt das Unternehmen an anderen Standorten weitere Tests durch und arbeitet auf eine großflächige Umsetzung dieses Ansatzes in Europa hin.

IBM arbeitet an einem ähnlichen Projekt, um die Lieferkette von Lebensmitteln sicherer zu machen: Der Konzern hat eine Partnerschaft mit Walmart ins Leben gerufen und den IBM Food Trust gegründet. Ziel ist, mithilfe von Blockchain Frischwaren und andere Lebensmittel nachzuverfolgen. Solche Anwendungen erfordern nur einen minimalen Austausch von Informationen: Aufträge, Rechnungen und Zahlungen müssen nicht in derselben Blockchain erfasst werden. Deshalb sind Unternehmen, die ungern wettbewerbsrelevante Daten offenlegen, eher bereit, sich an der Plattform zu beteiligen.

Die Vorteile liegen auf der Hand: Entdeckt ein Unternehmen ein fehlerhaftes Produkt, kann es die Ware über die gesamte Wertschöpfungskette nachverfolgen, alle beteiligten Lieferanten sowie Produktions- und Lieferchargen ermitteln und das Produkt auf effiziente Art und Weise zurückrufen. Bei verderblichen Produkten wie Lebensmitteln und bestimmten Medikamenten, können die beteiligten Unternehmen die Qualität dank der Blockchain automatisch überwachen. Ein intelligenter, über das Internet der Dinge vernetzter Kühlbehälter überwacht die Temperatur und zeichnet bedrohliche Schwankungen per Blockchain auf. (Wir gehen später noch darauf ein, wie Unternehmen Betrüger daran zu hindern versuchen, gefälschte Güter in ihre Lieferketten und ihre Blockchains einzuschleusen.) So versuchen Unternehmen, die Nachverfolgbarkeit mit Blockchain-Systemen zu verbessern – entweder weil sie die Produktherkunft aufgrund von Regulierungsvorschriften nachweisen müssen oder weil ihre Kunden die Möglichkeit haben wollen, Artikel und ihren Bestand zurückzuverfolgen.

Effizienter, schneller, stabiler. Emerson, ein multinationaler Mischkonzern, hat eine überaus komplexe Lieferkette. Sie umfasst Tausende Komponenten über zahlreiche Lieferanten, Kunden und Standorte hinweg. Michael Train, President von Emerson, sagte uns, dass Lieferketten häufig von langen, unvorhersehbaren Vorlaufzeiten und mangelnder Transparenz beeinträchtigt würden. Dabei könne bereits eine kleine Verzögerung oder Störung in einem Teil der Lieferkette dazu führen, dass sich andernorts Produkte im Lager stapelten oder aber komplett fehlten. Train ist überzeugt davon, dass sich diese Probleme mithilfe der Blockchain-Technologie lösen lassen.

Wie das gehen könnte, zeigt ein einfaches Beispiel: Für Produkt A werden die Komponenten C1 und C2 benötigt, für Produkt B die Komponenten C1 und C3. Verzögert sich die Herstellung von Produkt B aufgrund einer Produktionsstörung bei Komponente C3, wäre es ideal, die C1-Lagerbestände von Produkt B an den Hersteller von Produkt A weiterzuleiten, bis die Störung beseitigt ist. Wenn aber Produkte wie Komponenten von verschiedenen Unternehmen hergestellt werden, die die Bestände untereinander nicht kennen, ist es sehr wahrscheinlich, dass der Hersteller von Produkt B viel zu viele C1-Komponenten im Lager hat, während der Hersteller von Produkt A die Teile gut gebrauchen könnte.

Das Problem ließe sich lösen, wenn die Unternehmen ihre Daten zu Produktion und Bestandszuteilung in einer zentralen Datenbank speicherten. Aber stellen Sie sich nur einmal vor, wie groß der Integrationsaufwand dafür wäre: Die Unternehmen müssten ihre Informationen den anderen, in Teilen fremden Beteiligten anvertrauen und Entscheidungen von zentraler Stelle akzeptieren – ganz gleich, ob sie Partner oder Wettbewerber sind. Das ist unrealistisch.

Praktischer ist es, wenn die beteiligten Organisationen ihre Bestandsveränderungen in der Blockchain speichern. So kann jedes Unternehmen in der Lieferkette auf Basis der umfassenden und allen zugänglichen Informationen seine eigenen Entscheidungen treffen. Auf diese Weise können sie über ein Kanban-System untereinander bestellen und die Produktion steuern. Den produzierten Artikeln werden Kanban-Karten zugewiesen, und die Blockchain speichert die Kanban-Karten als digitale Token. Das macht den Warenfluss zwischen den Unternehmen transparenter und die Vorlaufzeiten planbarer.

Emerson ist nicht das einzige Unternehmen, das sich von Blockchain eine effizientere und schnellere Lieferkette verspricht. Hayward, ein multinationaler Hersteller von Zubehör für Swimmingpools, hat ähnliche Erwartungen an die digitale Technologie. (Vishal Gaur, einer der Autoren dieses Artikels, hat bereits kleinere Beratungsdienstleistungen für Hayward erbracht. Er hat außerdem ein Start-up beraten, das Blockchain-Anwendungen für die Palmölindustrie entwickelt – Anm. d. Red.)

Don Smith, der bei Hayward als Senior Vice President den operativen Bereich verantwortet, sagt, dass fertige Produkte, Prozesskapazitäten, der Bestand an unfertigen Erzeugnissen und Rohstoffe wie eine digitale Währung behandelt werden können. Dadurch lassen sich laut Smith auch Maschinenzeiten und Lagerbestände in unterschiedlichen Phasen zuverlässig einzelnen Kundenaufträgen zuordnen. Das funktioniert, weil Blockchain verhindert, dass dieselbe Kapazitäts- oder Bestandseinheit zwei unterschiedlichen Bestellungen zugeordnet wird.

Der Einzelhändler Walmart Canada verwendet Blockchain inzwischen bei der Zusammenarbeit mit Speditionen, die die Warenbestände transportieren. Über eine gemeinsame Blockchain lassen sich Logistikdaten synchronisieren, Lieferungen nachverfolgen und Zahlungen automatisieren, ohne die internen Prozesse oder IT-Systeme der Speditionen stark verändern zu müssen.

Der Reiz von Blockchain als Effizienztreiber und Beschleuniger von Lieferketten besteht unter anderem darin, dass die teilnehmenden Unternehmen – ähnlich wie bei der Verbesserung der Nachverfolgbarkeit – nur in begrenztem Umfang Daten offenlegen müssen, in diesem Fall also lediglich Bestands- und Lieferdaten. Ein weiterer Vorteil ist, dass sich diese Anwendungen auch für große Organisationen mit mehreren ERP-Systemen eignen.

Bessere Zusammenarbeit mit Banken, Zulieferern und internationalen Handelspartnern. Waren-, Informations- und Finanzströme zwischen Unternehmen in einer gemeinsamen Blockchain zu hinterlegen bringt erhebliche Vorteile bei der Finanzierung, im Umgang mit Zulieferern und im internationalen Handel.

Banken, die Unternehmen Betriebsmittelkredite gewähren, stecken in einem Dilemma: Sie haben in der Regel nur wenig umfassende Informationen über das Geschäft, die Qualität der Vermögenswerte und die Schulden des Kreditnehmers. Vielleicht hinterlegt das Unternehmen ein und denselben Vermögenswert bei mehreren Banken als Sicherheit für einen Kredit. Vielleicht beantragt das Unternehmen einen Kredit für einen bestimmten Zweck, verwendet das Geld dann aber für einen anderen. Banken stellen sich in ihren Prozessen natürlich auf solche Risiken ein. Doch das erhöht die Transaktionskosten, verlangsamt den Zugang zu Kapital und verringert die Mittel, die kleinen Unternehmen insgesamt zur Verfügung stehen. Solche Reibungen schaden nicht nur den Banken, sondern auch den Unternehmen, die Betriebskapital zu guten Konditionen brauchen.

Ein weiterer verbesserungswürdiger Bereich ist die Kreditorenbuchhaltung. Dort müssen Mitarbeiter unter anderem Eingangsrechnungen mit den dazugehörigen Bestellungen abgleichen und die Einhaltung von Geschäftsbedingungen und Zahlungen im Auge behalten. Dabei gibt es auf jeder Prozessstufe Überprüfungen und Freigaben. ERP-Systeme haben zwar viele dieser Schritte inzwischen automatisiert, aber es sind immer noch sehr viele Eingriffe erforderlich. Und da keines der an den Transaktionen beteiligten Unternehmen über umfassende Informationen verfügt, kommt es häufig zu Konflikten.

Der internationale Handel ist ein dritter Bereich mit Verbesserungspotenzial, denn dort wimmelt es nur so von händischen Prozessen, Papieren, zwischengeschalteten Stellen und Prüfungen an Import- und Exporthäfen. Transaktionen sind langsam, kostspielig und – was den Status von Lieferungen betrifft – wenig transparent.

Die von uns untersuchten Händler und Finanzdienstleister führen in allen drei Bereichen Blockchain-Pilotprojekte durch oder entwickeln entsprechende Plattformen. Blockchain verknüpft Bestände, Informationen und Finanzströme und stellt die Daten allen an einer Transaktion beteiligten Parteien zur Verfügung. Dadurch können die Unternehmen Aufträge, Rechnungen und Zahlungen viel einfacher abgleichen und den Status einer Transaktion problemlos nachverfolgen. Wenn der Lieferant einen Auftrag erhält, kann ihm eine Bank mit Zugang zur Blockchain sofort einen Betriebsmittelkredit gewähren. Sobald die Ware an den Käufer ausgeliefert wird, können Zahlungen an die Bank fließen.

Viele Konflikte zwischen Bank und Kreditnehmer könnten so endlich der Vergangenheit angehören. Denn dank Blockchain würde eine nachprüfbare Historie aller Abläufe vorliegen, und Abgleiche könnten automatisch erfolgen.

Praktikable Technik entwickeln

Die von uns untersuchten Unternehmen haben die Erfahrung gemacht, dass Blockchain-Anwendungen im Supply-Chain-Management eigene Regeln erfordern, denn Lieferketten stellen in wichtigen Punkten völlig andere Anforderungen als Netzwerke für Kryptowährungen. Das Blockchain-Netzwerk für Bitcoin ist ein hervorragendes System, das eine Reihe von Vorgaben erfüllt: Es bietet die bemerkenswert sichere, unabänderliche Erfassung von Finanztransaktionen, minimiert das Problem von Doppelzahlungen und liefert einen Eigentumsnachweis für digitale Münzen – und dies ohne eine zentrale Prüf- oder Koordinierungsinstanz. Dabei bleiben die Teilnehmer anonym und können dem Netzwerk nach Belieben beitreten oder wieder aussteigen. All dies geht bei Bitcoin auf Kosten der Geschwindigkeit, das Schürfen der Bitcoins ist überaus energieintensiv und das Netzwerk anfällig für Hackerangriffe.

Bei Lieferketten sind die Bedingungen jedoch nicht die gleichen, sie funktionieren anders und zeichnen sich durch andere Eigenschaften aus.

Bekannte Teilnehmer. Lieferketten erfordern private Blockchains für bekannte Teilnehmer, nicht wie Kryptowährungen offene Blockchains für unbekannte Nutzer. Damit die Mitglieder einer Lieferkette die Quelle und die Qualität ihrer Bestände ermitteln können, muss jede Bestandseinheit auf jeder Prozessstufe fest mit der Identität des jeweiligen Eigentümers verknüpft sein. Daher dürfen an einer solchen Blockchain nur bekannte Parteien teilnehmen, deren Zugang zum System genehmigt werden muss.

Dabei dürfen Genehmigungen nur selektiv erteilt werden, denn die offene und dezentrale Struktur der Blockchain stellt ein Datenschutzrisiko dar. Wenn Unternehmen Transaktionen in einer Blockchain erfassen, sind diese Daten für alle Teilnehmer zugänglich. Je mehr Daten anfallen, desto größer ist die Gefahr von Missbrauch: Teilnehmer könnten auf ihrer Basis Konkurrenzanalysen erstellen, Aktien kaufen oder verkaufen sowie Marktentwicklungen prognostizieren. Um die Sicherheit einer Blockchain innerhalb einer Lieferkette zu gewährleisten, sollten die Teilnehmer also unbedingt überprüft werden.

Eine Gruppe von vertrauenswürdigen Partnern zusammenzustellen, die Daten über eine Blockchain austauschen, bringt einige Herausforderungen mit sich. Eine davon ist der Governance-Mechanismus. Schließlich braucht es ein Regelwerk, das festlegt, wer in das Netzwerk eingeladen werden darf, welche Daten geteilt werden, wie sie verschlüsselt werden und wer Zugriff darauf hat. Wichtig ist außerdem, wie die Teilnehmer Differenzen untereinander klären und in welchem Umfang intelligente vernetzte Geräte und Smart Contracts zum Einsatz kommen. Eine weitere schwierige Frage ist, welchen Einfluss es auf Preispolitik und Lagerhaltung hat, wenn die beteiligten Unternehmen dank der Blockchain wissen, wie teuer oder alt bestimmte Produkte in der Lieferkette sind. Es lässt sich dabei nur schwer vorhersagen, an welcher Stelle der Lieferkette die Transparenz Kosten und Vorteile verursachen wird.

Aus diesen Gründen konzentrierten sich die Unternehmen, die wir untersucht haben, auf klar umrissene Anwendungen wie die Nachverfolgbarkeit von Arznei- und Lebensmitteln oder die Kreditorenbuchhaltung. Und damit auf Einsatzgebiete, die auf genau definierten Anwendungsfällen oder aufsichtsrechtlichen Anforderungen basieren. Unternehmen begrenzen auf diese Weise die in der Blockchain gespeicherten Daten und senken das Datenschutzrisiko. Darüber hinaus sorgen sie so dafür, dass das System für Partner in der Wertschöpfungskette attraktiv bleibt.

Einfachere Konsensmechanismen. Die Anwendung der Blockchain erfordert einen sogenannten Konsensalgorithmus, also einen Mechanismus, der für eine einheitliche Transaktionshistorie sorgt, mit der alle Beteiligten einverstanden sind. Kryptowährungsnetzwerke, die ohne zentrale Koordinierungs- und Aufsichtsstelle auf Peer-to-Peer-Basis auskommen, setzen hier auf eine komplexe Methode, die in der Fachsprache als Proof of Work bezeichnet wird, also auf einen Arbeitsnachweis. Er gewährleistet, dass bei allen über das Netzwerk abgewickelten Transaktionen die Mehrzahl der Teilnehmer zustimmt. Sie hat jedoch den Nachteil, dass das Hinzufügen von neuen Blöcken länger dauert. Für das Tempo und Transaktionsvolumen von Lieferketten ist diese Methode tatsächlich zu langsam, wie die Pharmaindustrie zeigt. Allein in den USA gelangen jedes Jahr vier Milliarden marktfähige Artikel in die Arzneimittellieferkette. Jeder Artikel wird durchschnittlich drei- bis fünfmal weitergegeben. Pro Tag sind das im Schnitt rund 33 Millionen bis 55 Millionen Transaktionen. Zum Vergleich: Das Bitcoin-Netzwerk erlaubt nur rund 360.000 Transaktionen pro Tag.

Bei einem zugangsbeschränkten und privaten System – der sogenannten Permissioned Blockchain – lässt sich der notwendige Konsens zum Glück auch ohne die aufwendige Methode der Arbeitsnachweise herbeiführen. Zudem lässt sich mit einfacheren Verfahren bestimmen, wer einer Blockchain den nächsten Block hinzufügen darf. Eines davon ist ein Rundlaufverfahren, bei dem das Recht, einen Block hinzuzufügen, in einer festen Reihenfolge weitergegeben wird. Da alle Teilnehmer bekannt sind, kann niemand seinen Slot anonym dazu nutzen, die Blockchain auf schädliche oder illegale Art und Weise zu manipulieren. Meinungsverschiedenheiten zwischen den Teilnehmern lassen sich ganz einfach ausräumen, indem die Teilnehmer die vorhergehenden Blöcke überprüfen.

Sicherheit physischer Vermögenswerte. Auch bei einer sicheren Blockchain-Erfassung besteht die Gefahr, dass ein fehlerhaftes oder gefälschtes Produkt in die Lieferkette gerät – entweder durch einen Irrtum oder durch einen betrügerischen Teilnehmer der Blockchain. Falsche Bestandsdaten durch Fehler beim Scannen, Kennzeichnen oder bei der Dateneingabe sind weitere Quellen für Risiken. Unternehmen haben drei Methoden zur Auswahl, diese Gefahren in den Griff zu bekommen. Erstens: Sie sorgen bereits bei der Einführung neuer Produkte in die Lieferkette mit strengen physischen Audits dafür, dass Lieferungen den Blockchain-Aufzeichnungen entsprechen. Zweitens: Sie nutzen verteilte Anwendungen, sogenannte Distributed Apps. Diese Apps verfolgen die Produkte auf ihrem Weg durch die Wertschöpfungskette, überprüfen die Korrektheit der Daten und kommunizieren mit der Blockchain, um Fehler und Täuschungen zu verhindern. Werden Fälschungen oder Fehler erkannt, lassen sie sich dank der lückenlosen Blockchain-Aufzeichnungen bis zur Quelle zurückverfolgen. Drittens: Unternehmen haben die Möglichkeit, die Sicherheit der Blockchain mit intelligenten, vernetzten Geräten und Sensoren zu erhöhen. Derlei Technik kann Produkte automatisch scannen und Aufzeichnungen in der Blockchain vornehmen, ganz ohne die Unterstützung von Menschen.

Beim Handel mit digitalen Gütern wie E-Books oder Musikdateien lässt sich allein mit Tokens für ausreichend Vertrauen und Sicherheit sorgen. Wenn das Eigentum an solchen Artikeln mit der Blockchain-Plattform verknüpft ist, lassen sich Fälschungen vollständig ausschließen. Universitäten verwenden zum Beispiel für viele Kurse digitale Lesepakete und arbeiten dabei mit Verlagen und Urheberrechtsinhabern zusammen. Würde diese digitale Lieferkette über eine Blockchain-Plattform mit Smart Contracts abgewickelt, könnten die Teilnehmer einfacher auf Produkte zugreifen, das Eigentum überprüfen und Zahlungen abwickeln. All dies zusammen würde solche Abläufe schneller und erheblich effizienter machen.

Lieferketten lassen sich im Hinblick auf Nachverfolgbarkeit, Tempo der Produktbereitstellung, Koordinierung und Finanzierung erheblich verbessern. Wie die von uns untersuchten Unternehmen zeigen, kann die Blockchain-Technologie ein wirksames Werkzeug sein, um bestehende Defizite zu beheben. Supply-Chain-Manager, die sich die Entwicklung bislang vom Spielfeldrand aus angesehen haben, sollten nun dringend aktiv werden und das Potenzial von Blockchain für ihre Unternehmen genauer analysieren. Sie müssen sich dazu an der Festlegung neuer Regeln beteiligen, mit verschiedenen Technologien experimentieren, Pilottests mit Blockchain-Plattformen durchführen und ein Ökosystem mit anderen Unternehmen aufbauen. Ja, all das kostet zunächst eine Menge Ressourcen. Aber letztlich bringt die Investition eine ansehnliche Rendite. 

© HBP 2020

Die Autoren

Vishal Gaurist Professor für Fertigungsmanagement sowie für Operations, Technologie und Informationsmanagement am SC Johnson College of Business der Cornell University in Ithaca im US-Bundesstaat New York.

Abhinav Gaihaist Produktmanager bei Google.

Kompakt

Das ProblemDie aktuellen Systeme zur Aufzeichnung von Informationen, Warenbeständen und Finanzströmen in der Lieferkette lassen zu wünschen übrig. Sie weisen viele Lücken auf, die Käufern, Lieferanten und Banken Schwierigkeiten machen können.

Die LösungTests zeigen, dass Blockchain-Technologie einen Ausweg bieten kann. Sie macht Produktlieferungen schneller, verbessert die Nachverfolgbarkeit der Ware sowie die Abstimmung zwischen Geschäftspartnern. Zudem kann sie den Finanzierungsprozess optimieren.

Die VoraussetzungEine Blockchain in der Lieferkette erfordert Teilnehmer, die einander vertrauen, sowie einen Konsensmechanismus und Schutz vor fehlerhaften oder gefälschten Produkten.

Dieser Beitrag erschien in der Juli-Ausgabe 2020 des Harvard Business managers.