Systemische Risikominderung in Lieferketten durch Umstrukturierung von Netzwerken

Warum die Gesundheit der Lieferketten uns alle betrifft

Leere Regale, rasant steigende Preise und Fabrikschließungen haben Lieferketten zum Gesprächsthema am Küchentisch gemacht. Von Pandemie‑Lockdowns bis zu Kriegen, die Nahrungs‑ und Energiezufuhren abwürgen: Kleine Störungen im Netz aus Lieferanten und Kunden können sich zu landesweiten Ausfällen aufschaukeln. Diese Studie stellt eine scheinbar einfache Frage: Könnte man im Rahmen einer Volkswirtschaft umorganisieren, wer von wem einkauft, sodass sich Schocks weniger ausbreiten, ohne die Produktion tatsächlich zu verringern? Anhand detaillierter Daten aus zwei Ländern zeigen die Autorinnen und Autoren, dass bescheidene Änderungen bestehender Lieferbeziehungen das Risiko großflächiger Zusammenbrüche um bis zu die Hälfte senken könnten — und das bei im Wesentlichen unverändertem Output.

Das fragile Netz hinter Alltagsprodukten

Moderne Volkswirtschaften bestehen aus riesigen Netzwerken von Firmen, die Inputs einkaufen, sie zu Produkten verarbeiten und weiterverkaufen. In diesem Netz ist jedes Unternehmen ein Knoten und jede Lieferanten‑Kunden‑Beziehung eine Verbindung, über die Güter und Dienstleistungen fließen. Weil diese Verbindungen Firmen aneinander binden, kann der temporäre Ausfall eines einzelnen Unternehmens — verursacht durch eine Flut, eine pandemiebedingte Schließung oder eine geopolitische Krise — sich auf seine Kunden und Lieferanten auswirken und auch bei diesen zu Produktionseinschränkungen führen. Frühere Forschung führte einen Index ein, den Economic Systemic Risk Index (ESRI), der abschätzt, welcher Anteil der gesamten Produktion eines Landes betroffen wäre, wenn eine Firma plötzlich ausfällt. Er zeigte, dass nur ein winziger Bruchteil der Firmen einen unverhältnismäßig großen Anteil dieses systemischen Risikos trägt und dass ihre Bedeutung nicht einfach eine Frage von Größe oder Umsatz ist.

Das Netzwerk umgestalten, ohne die Produktion zu drosseln

Die zentrale Idee dieses Papiers ist, die Lieferkette wie ein umschreibbares Netzwerk zu behandeln. Statt zu verändern, was Firmen herstellen oder wie viel Kapazität sie haben, betrachten die Autorinnen und Autoren nur Änderungen darin, wer wen beliefert. Sie entwerfen ein Verfahren zum Tauschen von Verbindungen, das mehrere realistische Nebenbedingungen respektiert: Jede Firma muss ungefähr denselben Gesamtausstoß behalten, dieselbe Mischung von Produkten als Inputs beziehen und darf nur zu Lieferanten wechseln, die vergleichbare Güter oder Dienstleistungen liefern. Praktisch bedeutet das, dass eine Lieferverbindung zwischen zwei Firmen mit einer anderen ähnlichen Verbindung getauscht oder aufgeteilt und teilweise ausgetauscht werden kann, solange diese Bedingungen weitgehend erhalten bleiben. Eine Monte‑Carlo‑Suche, inspiriert von Methoden der statistischen Physik, durchkämmt sehr viele solcher umgestalteter Netzwerke und behält bevorzugt jene, in denen der durchschnittliche ESRI über Firmen niedriger ist, wobei sie schrittweise sicherere Konfigurationen ansteuert.

Tests in der Praxis: Lebensmittel- und Automobilbranche

Um zu prüfen, wie viel Risiko realistisch eliminiert werden könnte, wenden die Autorinnen und Autoren ihren Algorithmus auf sechs tatsächliche Produktions‑Subnetzwerke an, die aus Steuerdaten in Ecuador und Ungarn erstellt wurden. Diese Subnetzwerke konzentrieren sich auf bestimmte Bereiche der Wirtschaft wie Verarbeitung von Fischen und Krebstieren, Herstellung von Erfrischungsgetränken, Lebensmittelproduktion und die Automobilindustrie; jeweils sind etwa tausend Firmen und mehrere tausend Lieferverbindungen beteiligt. Ausgehend von der beobachteten realen Konfiguration werden Verbindungen iterativ umgeformt und nach jedem Schritt der ESRI neu berechnet. Je nach Sektor zeigen die resultierenden Netzwerke Reduzierungen des systemischen Risikos zwischen 16 % und 50 %, ohne dass die Produktionsniveaus der Firmen sinken. Bemerkenswert ist, dass ähnliche Verbesserungen möglich sind, selbst wenn nur das Verbindungs‑Muster bekannt ist und nicht das Volumen jeder Transaktion — ein Hinweis darauf, dass die Art der Vernetzung der Firmen ebenso entscheidend sein kann wie die Größe der einzelnen Verbindungen.

Verborgene Strukturen statt einfacher Kennzahlen

Man könnte erwarten, dass bekannte Netzwerkstatistiken — etwa die durchschnittliche Anzahl von Verbindungen pro Firma, die Clusterbildung im Netzwerk oder wie viele Firmen in eng vernetzten Schleifen liegen — erklären, warum manche Konfigurationen sicherer sind als andere. Doch als die Autorinnen und Autoren diese Maße vor und nach dem Umbau verglichen, fanden sie kein einfaches Muster, das den Rückgang des systemischen Risikos erklärt. Zwar nahmen manche Merkmale, wie zweiseitige Handelsbeziehungen, tendenziell ab, doch das allein war nicht ausschlaggebend. Stattdessen deuten die Ergebnisse auf die Bedeutung subtiler „Meso‑Skalen“-Strukturen hin: Gruppen wechselseitig verbundener, hochwirksamer Firmen, die einen Kern des systemischen Risikos bilden. Zu verändern, wer in diesem Kern sitzt und wie er mit dem Rest der Wirtschaft verbunden ist, kann die Größe von Kaskaden infolge eines einzelnen Ausfalls dramatisch verkleinern.

Was das für Politik und Wirtschaft bedeutet

Die Studie kommt zu dem Schluss, dass reale Produktionsnetzwerke weit davon entfernt sind, optimal gegen Kaskadenausfälle geschützt zu sein. Firmen wählen Lieferanten meist nach Preis, Qualität, Verlässlichkeit oder regionalen Nähe aus, sehen aber selten — geschweige denn steuern — das umfassendere systemische Risiko, das ihre Entscheidungen erzeugen. Die Autorinnen und Autoren zeigen, dass zumindest prinzipiell bescheidene, gezielte Lieferantenwechsel im Umfang des üblichen jährlichen „Wechsels“ von Geschäftsbeziehungen das Risiko, dass ein lokaler Schock zur landesweiten Krise wird, deutlich senken könnten. Um dieses Potenzial in die Praxis zu überführen, wären neue Dateninfrastrukturen nötig, die firmenspezifische Lieferbeziehungen überwachen, sowie Anreize oder Versicherungslösungen, die Unternehmen dafür belohnen, weniger risikoreiche Konfigurationen zu wählen. Viele praktische und Gerechtigkeitsfragen bleiben zwar offen, doch die Kernbotschaft ist klar: Indem Gesellschaften nicht nur einzelne Firmen, sondern die Form des sie verbindenden Netzwerks beachten, ließen sich Lieferketten schaffen, die sowohl effizient als auch deutlich widerstandsfähiger sind.

Zitation: Zelbi, G., Ialongo, L.N. & Thurner, S. Systemic risk mitigation in supply chains through network rewiring. Sci Rep 16, 12334 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-42549-1

Schlüsselwörter: Resilienz der Lieferkette, systemisches Risiko, Produktionsnetzwerke, Netzwerkumbau, Kaskaden­ausfälle