Sustainable Value Stream Mapping (Sus-VSM) builds upon traditional VSM to capture additional sustainability aspects of the product flow, such as environmental and societal aspects. This work presents research to expand the utility of Sus-VSM to supply chain networks, develop a general approach towards improving supply chain sustainability, and examine the benefits of implementing simulation and a design of experiments (DOE) style analysis. Metrics are identified to assess economic, environmental, and societal sustainability for supply chain networks and visual symbols are developed for the Supply Chain Sus-VSM (SC Sus-VSM) to allow users to easily identify locations where sustainability can be improved. A discrete event simulation (DES) model is developed to simulate the supply chain, allowing easier creation of future state maps, which are used to identify locations for sustainability improvement. A scoring methodology and DOE-style analysis are developed to collect more information from the supply chain. Results from the case study show that the SC Sus-VSM meets the goals desired, and that the DES model aids the goals of the map. It is also indicated that interventions in the supply chain should first focus on economic improvements, followed by societal and then environmental improvements to achieve the greatest supply chain sustainability.

Globale Krisen, Rohstoffengpässe oder Preisschwankungen stellen die globalisierten Lieferkettensysteme der westlichen Produzenten vor große Herausforderungen. Das Konzept der Kreislaufwirtschaft ist eine Möglichkeit, sich angesichts dieser Herausforderungen robuster zu positionieren, um weniger abhängig von äußeren Einflüssen zu sein. Die größte Hürde bei dem Aufbau von Netzwerken für Kreislaufwirtschaftsprozesse ist die Identifikation von potentiellen Partnern auf Basis von Stoffstrommodellen. Ein erfolgreiches Mapping ist von vielen Faktoren abhängig. Aktuell existiert kein Ansatz, um die Stoffströme so zu modellieren, dass die Darstellung und Berechnung für eine Partnersuche in der Kreislaufwirtschaft geeignet ist. Um der Komplexität, sowohl der Stoffstrommodellierung, als auch der Partnersuche gerecht zu werden, wird hier ein MBSE-Ansatz gewählt - ein überlegener Modellierungsansatz im Detaillierungsgrad und der Adaptionsfähigkeit. Das Modell verknüpft die 3 Hauptelemente der Wertstromanalyse (Produktionsprozess, Materialfluss und Geschäftsprozess) und ermöglicht dadurch neuartige Kennzahlen zu ermitteln. Diese Kennzahlen und die detaillierte Modellierung schaffen eine verbesserte Informationslage, auf Basis derer die Effektivität der Partnersuche in der Kreislaufwirtschaft signifikant gesteigert wird. Nach einer theoretischen Herleitung der Modellierungslogik und der Erweiterung des bestehenden Ansatzes der nachhaltigen Wertstromanalyse (engl. Sustainable Value Stream Mapping – Sus-VSM) wird anhand eines Beispiels das MBSE-Modell implementiert und validiert. Dieser MBSE-Ansatz besitzt das Potential, die Beschreibung industrieller Produktions- und Herstellungsprozesse erheblich zu verfeinern und dadurch Analysen und Berechnungen zu optimieren, was zu einer besseren Vernetzung der Industrie führt. Die dadurch identifizierten industriellen Symbiosen fördern die Kreislaufwirtschaft maßgeblich und helfen Ressourcen nachhaltiger zu nutzen.