Ein multikriterieller Entscheidungstool zur Verbesserung des Kühlkettenmanagements in Fleisch erzeugenden Ketten Verena Raab, Judith Kreyenschmidt, Brigitte Petersen Abteilung Präventives Gesundheitsmanagement Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn Katzenburgweg 7-9 53115 Bonn [email protected] [email protected] [email protected]

Abstract: Ziel der vorliegenden Arbeit war es, ein Konzept zur Bewertung von Temperaturüberwachungssystemen zu entwickeln. Insbesondere galt es, deren unterschiedliche Potenziale zur Verbesserung des Kühlkettenmanagements in Fleisch erzeugenden Ketten darzustellen und zu rangieren. Die Grundlage der Konzeptentwicklung bildeten mehrere empirische und experimentelle Studien. Die Charakterisierung von Schlüsselfunktionalitäten zu Bewertung erfolgte für innerund überbetriebliche Temperaturüberwachungssysteme. Aus den Studienergebnissen entstand der strukturelle Aufbau eines Bewertungskonzeptes, das als „Multi-criteria Decision Aid - Cold Chain Management (MCDA-CCM)“ Konzept bezeichnet wird. Die Einbindung des multikriteriellen Ansatzes PROMETHEE (Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation) ermöglicht einen nutzerfreundlichen Ansatz zur Entscheidungsunterstützung von Akteuren in Lebensmittel erzeugenden Ketten.

1. Einleitung Für ein effektives Kühlkettenmanagement bedarf es innovativer Unterstützungswerkzeuge zur Produkt- und prozessbegleitenden Kontrolle, die Aufschluss über Temperaturhistorie und Qualität und Sicherheit der Produkte geben [Kr09]. Neben konventionellen Werkzeugen haben technische Innovationen in den letzten Jahren zahlreiche neue Temperaturüberwachungsmöglichkeiten, wie zum Beispiel Zeit-Temperatur-Indikatoren oder Smart Active Labels, hervorgebracht. Diese Lösungen ermöglichen neben neuen Prüfund Teststrategien auch eine Verbesserung des Informationsmanagements, zum Beispiel durch eine digitale Datenbasis in Echtzeit. Durch die große Anzahl verschiedener Systemfunktionalitäten ergeben sich unterschiedliche Potenziale zur Verbesserung des Kühlkettenmanagements in Fleisch erzeugenden Ketten [RPK11]. Dieser Verbesserungsprozess im inner- und überbetrieblichen Kühlkettenmanagement erfordert neben der Betrachtung technischer Aspekte auch eine Betrachtung aus der funktionalen und 231

organisatorischen Perspektive [Sc06, RPK11]. Ziel ist es, Investitionsentscheidungen bei potentiellen Anwendern von Kühlkettenmanagementsystemen zu unterstützen, in dem relevante Kriterien objektiv bewertet, rangiert und die beste Alternative für den jeweiligen inner- oder überbetrieblichen Nutzenfall berechnet wird.

2. Methodische Vorgehensweise Im Vordergrund der eigenen Studien stand, ein Bewertungskonzept zu entwickeln und anhand unterschiedlicher Temperaturüberwachungsmöglichkeiten zur Verbesserung des Kühlkettenmanagements zu erproben. Theoretischer Rahmen Zur Entwicklung dieses Konzeptes ist auf Basis theoretischer Verfahren der modernen Entscheidungstheorie ein Bewertungsansatz entwickelt worden. In den Agrarwissenschaften sind in den vergangenen Jahren von mehreren Autoren quantitative und qualitative Ansätze zur Unterstützung von Entscheidungsprozessen in komplexen Situationen des Informations-, Risiko- und präventiven Gesundheitsmanagements in Lebensmittelerzeugenden Ketten publiziert worden [Sc06, Ma07, El08, Sc09]. Eine Erweiterung dieser Ansätze zur Verbesserung von Temperaturüberwachungsstrategien des Kühlkettenmanagements erfordert eine weitere Spezifizierung bezüglich der Bedeutung des einzelnen Kriteriums. Multi-Criteria Decision Aid (MCDA)- Methoden ermöglichen die Betrachtung einer finiten Anzahl an Kriterien und Alternativen (Ro68, BVM86]. Unter diesen sogenannten Outranking Verfahren ermöglicht die PROMETHEE (Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation)-Methode einen Vergleich mehrerer Lösungen auch bei Unvergleichbarkeit und geringerer Präferenz für eine bestimmte Lösung, welches im Rahmen des Entscheidungsprozesses für eine Temperaturüberwachungsmöglichkeit gegeben ist. Ein weiterer Vorteil ist die Eindeutigkeit des Verfahrens, welches die Entwicklung eines nutzerfreundlichen Ansatzes ermöglicht. Praktische Untersuchungen Zur notwendigen Kennzeichnung und Untersuchung aller relevanten technischen, organisatorischen und funktionalen Kriterien zur Bewertung, der Festlegung der Nutzenfunktion sowie der Gewichtung der Nutzerpräferenzen sind empirische Befragungen, Laborstudien und Feldstudien durchgeführt worden. Insgesamt sind zur Ableitung des Bewertungsansatzes zehn „Temperature mappings“, sechs Feldstudien mit Zeit-TemperaturIndikatoren und zwei Feldstudien mit RFIDs mit Temperatursensoren durchgeführt worden. Zusammenfassend haben sich in die Untersuchungen technischer, funktionaler und organisatorischer Aspekte 11 Unternehmen nationaler, internationaler und globaler Wertschöpfungsketten, bezogen auf die Produkte Geflügelfleisch, Fisch, Schweinefleisch, Rindfleisch und Kochschinken, eingebracht. Insgesamt sind in den Feldstudien die Temperaturüberwachungssysteme aus allen in der Studie Raab et al. 2011 festgelegten Kategorien (Kontakt-Thermometer, Infrarot-Kamera, Datenlogger, WirelessSysteme, Zeit-Temperatur-Indikatoren) untersucht worden. Weiterhin haben die Untersuchungen auf Einzel- als auch überbetrieblicher Ebene und unter Einbezug von kriti232

schen Stellen der Kühlkette, wie dem Transportschritt und Übergabepunkten, stattgefunden.

3. Ergebnisse Aus diesen Studienergebnissen entstand der strukturelle Aufbau des „Multi-criteria Decision Aid - Cold Chain Management (MCDA-CCM)“ – Konzeptes (Raab, 2011). Der Ablauf der Bewertung sieht die zwei Phasen “Analyse Kühlkettenmanagement relevanter Anforderungen” sowie “Bewertung und Entscheidung” vor. Phasen des Konzeptes Schritte

1. Phase: Kühlkettenmanagementanalyse 1. Schritt

2. Schritt

3.Schritt

4. Schritt

Anforderungsanalyse

Evaluierung

Kalkulierung

Rangierung

1. Modell Level

2. Modell Level

MADM Model Level Methode / Modell

Prozesselemente des CCM

2. Phase: Bewertung und Entscheidung

Dreidimensionales generisches Modell

Scoring Modell

Analyse relevanter Aspekte zur Verbesserung des CCM

Kalibrierung der 14 relevanten Kriterien

Determinierung der Gewichtungskoeffizienten in Kühlketten

Evaluierung von Temperaturüberwachungsalternativen

Determinierung der Präferenzfunktion und der Schwellenwerte

Festlegung 14 relevanter Kriterien

MCDA Methode (PROMETHEE)

Rangierung von Temperaturüberwachungssystemen

Abb. 1: Matrixstruktur des Bewertungskonzeptes (MCDA-CCM) von Temperaturüberwachungslösungen zur Verbesserung des Kühlkettenmanagements

Im ersten Schritt sieht die Verwendung eines „dreidimensionalen generischen Modells“ eine konkrete Festlegung von sieben technischen, vier organisatorischen und drei funktionalen Kriterien für zu bewertende Innovationen im Kühlkettenmanagement vor (RPK11). Die mittels „Scoring model“ festgelegte numerische Gewichtung dieser Kriterien ist die Grundlage für die darauffolgenden Bewertungsschritte. Die festgelegte Skalierung basierend auf den Ergebnissen der praktischen Untersuchungen drückt dabei objektiv aus, inwiefern eine Lösung die Spezifikation erfüllen kann. In den weiteren Phasen wird die multikriterielle Entscheidungsmethode „PROMETHEE (Preference Ranking Organization Method for Enrichment Evaluation)“ herangezogen. Die Berechnung einer Präferenz für eine Alternative mittels Präferenzfunktion (Auswahl der Schwellenwerte) und die nutzerspezifische Gewichtung der Kriterien für verschiedene Fleisch erzeugende Ketten ermöglicht die Berechnung des Präferenzindex für alle Temperaturüberwachungsalternativen in einem Szenario sowie die Berechnung der Stärke ( Φ+) und Schwäche (Φ-) jeder Alternative. Um den unterschiedlichen Nutzeransprüchen gerecht zu werden, sind im Rahmen dieser Arbeit sieben Anwendungsszenarios und die zugehörige Gewichtungen der Kriterien festgelegt worden. Basierend auf der zugrunde gelegten objektiven Bewertung der Möglichkeiten und der kalkulierten Präferenzen der Nutzer erfolgt die Bildung einer Rangreihenfolge der Lösungen für unterschiedliche Anwen233

dungsszenarien zur Verbesserung des jeweiligen Kühlkettenmanagementszenarios.

4. Ausblick Das entwickelte MCDA-CCM Bewertungskonzept stellt die Grundlage zur Entwicklung webbasierter Software zur Entscheidungsunterstützung von Akteuren in Fleisch erzeugenden Ketten dar. Die umfangreiche Datenbasis bildet die Grundlage zur Bewertung: evaluierte Entscheidungskriterien, Gewichtung der Kriterien nach Bedeutung für definierten Anwendungsszenarien sowie einer Matrix mit objektiv bewerteten Temperaturüberwachungsmöglichkeiten. Ein webbasierter Softwaretool ermöglicht eine praxisverfügbare individuelle, objektive Präferenzberechnung für ein Temperaturüberwachungssystem in Fleisch erzeugenden Ketten.

Literaturverzeichnis [Kr09]

Kreyenschmidt, J.: Predictive food models combined with temperature monitoring systems for the improvement of cold chain management. Cumulative Professorial Dissertation an der Landwirtschaftlichen Fakultät der Rheinischen Friedrich-WilhelmsUniversität Bonn. Verlag Orzekowsky, Bonn, Germany, 2009. [RPK11] Raab, V., Petersen, B., Kreyenschmidt, J.: Temperature monitoring in meat supply chains. British Food Journal, 113(10), available online: http://www.emeraldinsight.com/journals.htm?articleid=1943529, 2011. [Ra11] Raab, V.: Assessment of novel temperature monitoring systems for improving cold chain management in meat supply chains. Inaugural-Dissertation Rheinische FriedrichWilhelms-Universität Bonn, 2011. [Sc06] Schulze Althoff, G.: Stufenkonzept zum Aufbau überbetrieblicher Informationssysteme für das Qualitäts- und Gesundheitsmanagement in Wertschöpfungsketten der Fleischwirtschaft . Inaugural Dissertation an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Germany, 2006. [Ma07] Mack, A.: Nutzungskonzept für ein integriertes Audit- und Dokumentenmanagementsystem im überbetrieblichen Gesundheitsmanagement Schweine haltender Betriebe. Inaugural Dissertation an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, URN: urn:nbn:de:hbz:5N-10887, 2007 [El08] Ellebrecht, A.: Nutzenbetrachtung internetbasierter Informationssysteme im einzel- und überbetrieblichen Gesundheitsmanagement. Inaugural Dissertation an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, URN: urn:nbn:de:hbz:5N-14451. [Sc09] Schütz, V.: Modell zur Planung von Dienstleistungen für das überbetriebliche Gesundheitsmanagement in der Fleischwirtschaft. Inaugural-Dissertation an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, Germany. URN: urn:nbn:de:hbz:5N-18160, 2009 [Ro68] Roy, B.: Classement et choix en présence de points de vue multiples (la méthode ELECTRE). Revue Francaise d'Automatique lnformatique et Recherche Opérationnelle, 8: 57-75, 1968. [BVM86]Brans, J.P., Vincke, P. and Mareschal, B.: How to select and how to rank projects: The PROMETHEE method. Journal of Operational Research, 24(2): 228-238, 1986.

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