beispiele kritischer infrastrukturen gamma

___________________________________________________________________________Friedmar Fischer; Visualisierung kritischer Infrastrukturen mit der GAMMA-Methode 1

Visualisierungkritischer Infrastrukturen

mit der GAMMA - Methode

Funktionssicherheit Stromversorgung imKrankenhaus

und

Versorgungssicherheit Treibstoffversorgung

Dr. Friedmar Fischer

Karlsruher Institut für Technologie(K.I.T.)

Institut für Kern- und Energietechnik(IKET)

Campus Nord

März 2010


Inhaltsverzeichnis

1 Vorwort .................................................................................................................................. 3

2 Einleitung ............................................................................................................................... 4

3 Grundgedanken zur GAMMA-Methode .......................................................................... 12

4 Beispiel Stromversorgung Krankenhaus .......................................................................... 184.1 Ausführliche Infrastrukturdarstellung ...................................................................... 184.2 Kompakte Infrastrukturdarstellung ......................................................................... 43

5 Beispiel Versorgungssicherheit Treibstoff ........................................................................ 48

Quellenverzeichnis ................................................................................................................. 55

Abbildungsverzeichnis ........................................................................................................... 56

Tabellenverzeichnis ................................................................................................................ 57


1 Vorwort

Im Rahmen des Projekts SIMKRIT: „Simulation Kritischer Infrastrukturen für dasKrisenmanagement“ gilt es u.a. die Fragen zu beantworten:

Welche Modellansätze und Modelle existieren zur Abbildung kritischerInfrastrukturen und deren Vernetzung, die im Bereich der Bewältigung vonSchadensereignissen aber auch bereits in der Planungsphase eingesetztwerden können, und welche Anforderungen werden an sie gestellt?

Welche Ansätze zur Entscheidungsunterstützung vermögen es, diekomplexen Zusammenhänge zwischen den kritischen Infrastrukturen für einenEntscheidungsträger fassbar abzubilden?

Kritische Infrastrukturen umfassen z.B. die Sektoren Energieversorgung,Gesundheitsversorgung,Versorgung mit Trinkwasser und Nahrungsmitteln,Gefahrenstoffe, Behörden und Verwaltung, Telekommunikation undInformationstechnik, Transport und Verkehrswesen, Finanz-, Geld- undVersicherungswesen u.v.a..

Kritische Infrastrukturen haben – so die Projektbeschreibung von SIMKRIT -komplexe innere Abhängigkeiten und sind außerdem stark miteinander vernetzt, wasinsbesondere beim Ausfall der Stromversorgung bei Großschadenslagen deutlichwird. Entscheidungsträger sind daher in solchen Situationen nicht nur durch einengenerellen Mangel an Ressourcen und deren nur eingeschränkte Verfügbarkeit bzw.Leistungsfähigkeit sondern auch durch ein unzureichendes Verständnis derAuswirkungen der denkbaren Maßnahmen auf die komplexe Schadenslage nur ehereingeschränkt handlungsfähig.

In einer anderen Arbeit [Ref. 10] wurde ein theoretischer Rundgang durch die neuereLiteratur zum Thema „Kritische Infrastrukturen“ gemacht.

Die vorliegende Arbeit stellt sich die Aufgabe, anhand von zwei ausgewähltenpraktischen Beispielen kritischer Infrastrukturen (die Funktionssicherheit derStromversorgung in einem Krankenhaus und die Versorgungssicherheit derTreibstoffversorgung) die komplexen Zusammenhänge gemäß der obigenFragestellung fassbar abzubilden. Dazu wird als Werkzeug ein Verfahren zurVisualisierung des vernetzten Denkens, die GAMMA-Methode (GAnzheitlicheModellierung und MAnagement komplexer Systeme [Ref. 3]), benutzt.


2 Einleitung

Einige Leitfäden des Bundesamts für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfegeben eine gute Einführung in die Vorgehensweisen zum Schutz kritischerInfrastrukturen (z.B. der kritischen Infrastruktur <Krankenhaus>) [Ref. 1].

Nach [Ref. 1] hängen die Sicherheit, ökonomische Prosperität und soziale Wohlfahrtunserer Gesellschaft von einem komplexen System miteinander vernetzterInfrastrukturen ab (siehe Abbildung 1). Kritische Infrastrukturen werden definiert als„Organisationen und Einrichtungen mit wichtiger Bedeutung für das staatlicheGemeinwesen, bei deren Ausfall oder Beeinträchtigung nachhaltig wirkendeVersorgungsengpässe, erhebliche Störungen der öffentlichen Sicherheit oder anderedramatische Folgen eintreten würden“. Kritisch bezieht sich dabei auf dieBedeutsamkeit einer Infrastruktur oder ihrer Komponenten in Bezug auf dieKonsequenzen, die eine Störung oder ein Funktionsausfall für die Aufrechterhaltungder Gesamtdienstleistung und letztlich für die Versorgungssicherheit der Gesellschaftmit wichtigen Gütern und Dienstleistungen insgesamt hat.

Abbildung 1: Vernetzung von Kritis-Sektoren und Branchen

In Deutschland werden acht Sektoren Kritischer Infrastruktur unterschieden, einigevon Ihnen enthalten mehrere Branchen.


Energie, Versorgung (Wasser, Lebensmittel, Gesundheit, Notfallversorgung) Informations- und Kommunikationstechnologie, Transport und Verkehr, Gefahrstoffe (Chemie- und Biostoffe, Labore, etc.), Banken und Finanzen, Behörden, Verwaltung, Justiz, Medien, Großforschungseinrichtungen und Kulturgüter

Da diese Infrastruktursysteme nicht eigenständig nebeneinander stehen, sonderndurch vielfältige Beziehungen miteinander vernetzt sind, bestehen gegenseitigeAbhängigkeiten (Interdependenzen), die in vielen Fällen für die Funktionsfähigkeitvon Organisationen lebenswichtig sind. Diese Interdependenzen zwischen zweiInfrastrukturen können sehr gering sein, so dass die Unterbrechung eines Konnexesnur schwache oder gar keine gesellschaftlichen Auswirkungen hat, etwa Störungenim Transportsektor für den Bereich Kulturgut. Bei anderen Verbindungen kann einesolche Unterbrechung hingegen schwerwiegende oder sogar katastrophaleAuswirkungen haben, z.B. wenn die Versorgung des Gesundheitswesens mitEnergie unterbrochen ist.

Die Abhängigkeit der Gesellschaft von Kritischen Infrastrukturen und ihre Anfälligkeitbei Infrastrukturausfällen ist einem dynamischen Wandlungsprozess ausgesetzt.Denn die Veränderung gesellschaftlicher, politischer und ökonomischerRahmenbedingungen (demografischer Wandel, Privatisierung, Liberalisierung undWettbewerb) kann nicht nur Auswirkungen auf die reguläre Versorgung derBevölkerung mit Gütern und Dienstleistungen haben, sondern auch negative Effekteauf die Versorgungssicherheit in Krisen- und Katastrophensituationen hervorrufen.

Das Krankenhaus als Kritische Infrastruktur

Diese sich wandelnden Rahmenbedingungen treffen in besonderer Weise auch dasGesundheitswesen bzw. die Krankenhäuser, die eine herausragende Position unterdiesen Infrastrukturen einnehmen. Gerade in Großschadenslagen hat einKrankenhaus unverzichtbare Aufgaben zur Bewältigung der Situationwahrzunehmen: Die Versorgung und Behandlung einer stark erhöhten Anzahlverletzter oder erkrankter Personen. Die Erhaltung der Funktionsfähigkeit einesKrankenhauses und der Schutz der in ihm arbeitenden bzw. versorgten Personenmuss deshalb für alle relevanten internen und externen Schadenslagen höchstePriorität haben.

Die allgemeine Definition Kritischer Infrastruktur kann direkt und konkret aufEinrichtungen des Gesundheitswesens übertragen werden: Krankenhäuser, wieauch viele andere Einrichtungen des Gesundheitswesens sind kritischeInfrastrukturen, denn ein großflächiger und längerfristiger Ausfall vonGesundheitsdienstleistungen hätte dramatische Folgen für die gesamte Gesellschaft.

Maßnahmen zum Schutz der Kritischen Infrastruktur „Krankenhaus“ sind alleMaßnahmen des Risikomanagements und der Krankenhausalarmplanung fürinterne Gefahren- und Schadenslagen!


Schutz der kritischen Infrastruktur im Krankenhaus

Das Krankenhaus als Teil des Gesundheitswesens ist nicht nur als Ganzes eine fürdie Gesellschaft unverzichtbare kritische Infrastruktur. Dieses hoch sensible undkomplexe System ist selbst auch von einer Vielzahl anderer „kritischerInfrastrukturen“ abhängig. Diese Abhängigkeiten (Abbildung 2) existieren aufverschiedenen Ebenen innerhalb und außerhalb des Krankenhauses:

Ebene 1: Kooperationen mit Betreibern anderer Infrastruktursysteme :

Das Krankenhaus ist von der dauerhaften und zuverlässigen Verfügbarkeit andererInfrastruktursysteme und deren Dienstleistungen abhängig, auf die es gerade in einerExtremsituation nicht verzichten kann. Beispiele:

- öffentliche Wasserversorgung- Telefon- und Internetverbindungen- Lebensmittelversorgung- Energieversorgung- Banken

Ebene 2: Kooperationspartner innerhalb der Gesundheitsbranche

Das Krankenhaus ist darauf angewiesen, dass eine Vielzahl hoch spezialisierterOrganisationen und Akteure innerhalb der Gesundheitsbranche zuverlässig arbeiten.Beispiele:

- Rettungsdienst- Apotheke- Labor- Niedergelassene Ärzte- Öffentlicher Gesundheitsdienst

Ebene 3: Funktionsbereiche innerhalb des Krankenhauses

Innerhalb des Krankenhauses können im Katastrophenfall unverzichtbareFunktionsbereiche ihre Aufgaben nur erfüllen, wenn andere Funktionen undLeistungen ständig verfügbar sind. Beispiele:

- medizinische Fachabteilungen- Küche- EDV- Verwaltung- Sterilgutversorgung

Ebene 4: Komponenten

Alle Funktionsbereiche erbringen ihre Dienstleistung jeweils auf der Grundlagedes Zusammenspiels der folgenden Komponenten:

- Personalspezielle Anlagen und Geräte- Daten und Unterlagen- allgemeine technische Anlagen und Geräte- Gebäude und Gelände- Betriebsmittel


Fallen z.B. auf einer Intensivstation unverzichtbare Komponenten aus (z.B. Heizung,Beatmungsgerät, Personal, oder gleichzeitig die Strom- und Notstromversorgung, sokann dies zu unmittelbaren Konsequenzen für die Patienten führen.

Erfahrungen aus vergangenen Ereignissen haben gezeigt, wie abhängigKrankenhäuser von äußeren Einflussfaktoren und wie anfällig sie gegenüberStörungen sind. Unter Umständen kann ein Ereignis dazu führen, dass dieFunktionsfähigkeit und der Betrieb nicht mehr aufrechterhalten werden können unddamit die Sicherheit und Versorgung von Patienten gefährdet ist.

Der „Schutz Kritischer Infrastrukturen im Krankenhaus“ ist ein wichtigerTeilaspekt des Risikomanagements und der Krankenhausalarmplanung fürinterne Gefahren- und Schadenslagen!

Abbildung 2: Die vier Ebenen der Gesundheitsversorgung als „kritischeInfrastruktur“

Krankenhäuser sind extrem komplexe Konglomerate, in denen zu jeder Zeit eineunüberschaubare Vielzahl von Abläufen gleichzeitig stattfinden. Die verschiedenenAufgaben und Funktionen sind an einer ebenso großen Anzahl von Schnittstellenmiteinander vernetzt. Um das Krankenhaus als kritische Infrastruktur greifbar zu


machen, sollte daher z.B. mit Hilfe von Komponenten eines Prozessmodells versuchtwerden, die entscheidenden Aspekte herauszuarbeiten.

Ein Prozess ist die Summe der Tätigkeiten und Bearbeitungsschritte im Laufe derLeistungserbringung einer Organisation. Ein vereinfachtes Beispiel für einentypischen Prozess in einem Krankenhaus zeigt Abbildung 3.

Abbildung 3: Beispielprozess in einem Krankenhaus

Der hier beispielhaft beschriebene Gesamtprozess könnte die Bezeichnung„Behandlung eines Notfallpatienten“ tragen. Die einzelnen Schritte der Behandlungfinden in den verschiedenen funktionalen Einheiten des Krankenhauses statt. Diesesind gleichzeitig bzw. in der zeitlichen Abfolge immer wieder Teil verschiedenerProzesse. Sie sollen daher hier als „Prozessbausteine“ bezeichnet werden (siehe[Ref. 1]).

Es erscheint unmöglich, sämtliche in einem Krankenhaus ablaufende Prozessesowie deren Verbindungen und Schnittstellen übersichtlich zu dokumentieren.

Es empfiehlt sich daher auf die Prozessbausteine zu konzentrieren, die als„Infrastruktur“ immer wieder von unterschiedlichen Prozessen genutzt werden, undihre Bedeutung für die Funktionsfähigkeit der gesamten Einrichtung sowie auf derenAnfälligkeit gegenüber extremen Situationen darzustellen.


Eine Notwendigkeit:Das Hinterfragen von Modellbildung und Simulation kritischer Infrastrukturen

Nach [Ref. 9] sind kritische Infrastrukturen (wie zum Beispiel auch Infrastrukturen ineinem Krankenhaus oder Infrastrukturen zur Sicherstellung der Treibstoffversorgung)komplexe Systeme, deren Überlebensfähigkeit zu gewährleisten ist. Die Erfahrungenmit komplexen Systemen haben gezeigt, dass das Wissen über Einzelteile nichtausreicht, komplexe Systeme zu erfassen und zu bewerten. Mindestens genau sowichtig ist es, die Vernetzung der Einzelteile zu berücksichtigen.

Bei der Modellierung komplexer System werden jedoch häufig Fehler gemacht.

Eingriffe in die Vernetzung verändern die Beziehungen zwischen den Komponentenund damit den Charakter des Gesamtsystems. Offene Systeme wie z.B. ökologischeSysteme erfahren immer wieder „Störungen“ von außen und reagieren darauf. Abergerade durch diesen permanenten Austausch bewahren sie ihreÜberlebensfähigkeit. Denn ein solcher Austausch verursacht Rückkopplungen undSelbstregulation – Eigenschaften, die nicht in den einzelnen Komponenten desSystems enthalten sind. Überlebensfähigkeit des Gesamtsystems kann also nichtalleine aus der Überlebensfähigkeit seiner Komponenten abgeleitet werden, sondernberuht mehr auf kybernetischen Prinzipien. Das ist auch ein Grund, weshalb vielekomplexe Projekte, die deterministisch geplant und ohne Rückkopplung mit ihremUmfeld durchgeführt wurden, gescheitert sind. Typische strategische Fehler imUmgang mit komplexen Systemen sind:

Falsche Zielbeschreibung des Gesamtsystems Unangemessene Abbildung / Beschreibung des Systems Auswahl ungeeigneter Lösungsstrategien

Suboptimierung und Auswahl nicht zutreffender Zielfunktionen sind oft bei derAnalyse komplexer Systeme zu beobachten. Anstatt sich auf die Überlebensfähigkeitdes Gesamtsystems zu konzentrieren, verfolgen die Planer oft Reparaturstrategien.Die Konsequenz ist, dass Nachhaltigkeit, Stabilität und Robustheit des Systems nichtgefördert werden, was gerade bei kritischen Infrastrukturen ein verhängnisvollerFehler wäre.

Typische Modellierungsfehler (Details zu 1 – 6 siehe [Ref. 9]):

(1) Unausgewogene Auflösungsebenen(2) Vernachlässigung wichtiger Interdependenzen(3) Nichtberücksichtigung wesentlicher Systemkomponenten(4) Verzicht auf „weiche“ Faktoren(5) Missachtung von Störungen(6) Unüberlegte Anwendung der Extrapolationsmethode

Typische Fehler bei der Auswahl von Lösungsstrategien(Details zu 1 – 4 siehe [Ref. 9]):

(1) Ignorierung von Seiteneffekten(2) Festhalten an Reparaturstrategien(3) Tendenz zur Überreaktion(4) Tendenz zu diktatorischem Verhalten


Die methodische Herausforderung des Schutzes kritischer Infrastrukturen bestehtdarin, die oben aufgeführten methodischen Unzulänglichkeiten zu vermeiden undAntworten auf folgende Fragen zu finden:

Wie reagiert das System „Kritische Infrastrukturen“ auf bestimmte Ereignisse? Wie robust und flexibel ist das System? Wie kann sein Systemverhalten verbessert werden? Wie können kybernetische Eigenschaften zur Systemsteuerung ausgenutzt

werden? Was sind die kritischen und unkritischen Bereiche des Systems?

Probst and Gomez [Ref. 8] u.a. zeigten, dass die Methode des Vernetzten Denkensdas Verhalten komplexer Systeme hinreichend genau beschreiben kann, selbst wennnur Rohdaten der einzelnen Komponenten vorliegen, aber die Abhängigkeit derKomponenten untereinander erfasst sind.

Eine korrekte Problembeschreibung ist ausschlaggebend für eine erfolgreicheProblemlösung. Zusammenhang, Beziehungen und Interaktionen zwischen denElementen müssen erfasst und verstanden werden. Ebenso wichtig ist es, diewahren Zielsetzungen zu erkennen, die uns zu den tatsächlichen Problemlösungenleiten. Allerdings sind in komplexen Situationen oft nur vage Zielsetzungenanzutreffen und einzelne Zielfunktionen können auch im Interessenkonflikt stehen.

Das Verhalten einer kritischen Infrastruktur kann als Kontrollmodell beschriebenwerden, wobei folgende Elemente zu unterscheiden sind:

Akteure wie z.B. Bedienungspersonal, Nutzer, Kunden Kontrollierbare Faktoren wie Computer, Netzwerk, Verteiler etc. Kriterien oder Indikatoren, die den Erreichungsgrad der Zielfunktion angeben

Akteure kontrollieren die kontrollierbaren Faktoren. Umgekehrt beeinflussen dieIndikatoren das Verhalten der Akteure. Da kritische Infrastrukturen keineabgeschlossenen Systeme darstellen, können auch externe Faktoren die kritischeInfrastruktur beeinflussen. Beispiele für solche externe von der Infrastruktur nichtdirekt beeinflussbare Faktoren sind die Gesetzgebung und internationale Standards.Diese Faktoren beeinflussen sowohl das Verhalten der Akteure als auch die internenvon der Infrastruktur direkt kontrollierbaren Faktoren. Externe und interne Faktorenbeeinflussen den Wert der Indikatoren und damit auch den Wert der Zielfunktion wiez.B. die technische Funktionsfähigkeit. Der Wert der Zielfunktion wiederumveranlasst die Akteure, die internen Faktoren zu ändern, wenn der wert derZielfunktion außerhalb des Normalbereiches liegt.

Geeignete Analysetools werden benötigt, um Beziehungen, Einflüsse undZeitverhaltenkomplexer System untersuchen und besser verstehen zu können.Netzwerke erlauben es, die Kausalitäten der Beziehungen zu beschreiben und ihreEigenschaften zu analysieren.

Zeitaspekte spielen ebenfalls eine wichtige Rolle im Systemverständnis. Planerschätzen die Reaktionszeit des Systems oft falsch ein, wenn sieKorrekturmaßnahmen einleiten. Sie mögen zwar die individuellen Antwortzeiten dereinzelnen Elemente kennen, aber in aller Regel nicht die vernetzten Zeitaspekte, die


durch Rückkopplungen über mehrere Stationen hervorgerufen werden. DieErfahrung hat gezeigt, dass es oft schon ausreicht zwischen kurz-, mittel- undlangfristig zu unterscheiden, um zu brauchbaren Ergebnissen zu kommen. Allerdingskönnen die Vorstellungen über diese Zeitangaben von Sektor zu Sektor sehrunterschiedlich sein.

Es bietet sich also durchaus an, z.B. die GAMMA – Methode zur Untersuchung undVisualisierung kritischer Infrastrukturen einzusetzen.

Diese Methode ist übrigens seit den 90er – Jahren erfolgreich bei Industrieunterneh-men und im Dienstleistungssektor bei der Lösung komplexer vernetzter Aufgabenstellungen im Einsatz [Ref. 4], [Ref. 8].


3 Grundgedanken zur GAMMA-Methode1

Gemäß Schäfer [Ref. 2] sind mittlerweile zahlreiche Methoden entwickelt worden, umkomplexe Situationen handhabbar zu machen. Hier wird ein Ansatz vorgestellt, derHilfestellung beim Umgang mit komplexen Situationen leistet. Dasaugenscheinlichste Instrument, um komplexe Situationen in den Griff zu bekommenist der Erwerb von Problemlösungskompetenzen anhand spezieller Trainingsmodelle,die bereits seit längerem in zahlreicher Form mit unterschiedlichen Schwerpunktenangeboten werden. So sehr sich komplexe Situationen gerade dadurch auszeichnen,dass schematische Lösungen versagen, so können anhand von speziellen Trainingsdennoch Problemlösungsstrategien eingeübt und realitätsnahe Erfahrungen imUmgang mit komplexen Aufgabenstellungen gesammelt werden.

Als Hilfsinstrument in der Phase der Orientierung und auch der Planung kann das mitdem Brainstorming verwandte Mind-Mapping genutzt werden. Ausgehend von einerzentralen Aufgabenstellung und einer anschließenden freien Ideensammlung wirddie Aufgabe systematisch in Kategorien und Unterkategorien zergliedert undvisualisiert. Bei jeder neuen Idee kann stets geprüft werden, ob diese eine eigeneKategorie darstellt oder eventuell nur Unterpunkt einer anderen Kategorie ist. Somitkann auch anhand dieses Instruments in kurzer Zeit ein Überblick über eineAufgabenstellung gewonnen werden.

Die angesprochenen Hilfsmittel erweisen sich bei der Orientierung, Strukturierungund Entscheidungsfindung im Ergebnis vor allem deshalb als hilfreich,weil sieallesamt die Umsetzung von Informationen in Bilder oder Grafiken zulassen, diebekanntlich vom menschlichen Gehirn wesentlich besser aufgenommen undnachvollzogen werden können, als textliche Darstellungen. Dennoch bleibt bei diesenVerfahren, wie eingangs erwähnt, zu konstatieren, dass sie stets nur Teilaspekte deskomplexen Systems beleuchten und ihnen damit bei der Bewältigung komplexerAufgabenstellungen nur ergänzende Funktion beigemessen werden kann. DerAkteur darf sich bei der Zuhilfenahme dieser Verfahren folglich nicht von derEinfachheit der gefundenen Antworten blenden lassen und muss sich stets vorAugen führen, dass insbesondere die vielfältigen Wechselbeziehungen zwischen denVariablen in diesen Verfahren nicht oder nur äußerst rudimentär abgebildet werden.

Ganzheitliche (holistische) Ansätze

Ganzheitliche Verfahren versuchen die Komplexität der Situation in ihrer Gesamtheitaufzufassen und zu behandeln. Sie stehen damit im gewissen Gegensatz zurtraditionellen Herangehensweise, die einzelne Elemente der komplexen Situationenherausgreift, diese isoliert analysiert und löst. Dabei bedeutet ganzheitlichesVorgehen nicht, dass der Realitätsbereich vollständig erfasst werden soll, sondernletztlich nur, dass alle wesentlichen Variablen in ihren jeweiligen Zusammenhängenaufgegriffen werden sollen. Die Einschätzung, was im Einzelnen in der jeweiligenkomplexen Situation als wesentlich zu beurteilen ist, verbleibt letztendlich beimAnwender.

1 GAMMA®=GAnzheitliche Modellierung und MAnagement komplexer Systeme [Ref. 3]


Bei der GAMMA-Methode wird typischerweise in vier Phasen vorgegangen.

In Phase 1 wird das Problem als solches erfasst; die anzustrebenden Ziele und derenEinflussfaktoren werden hierbei herausgearbeitet.

Phase 2 betrifft die Systemmodulation, in der insbesondere Wirkungsbeziehungen anhandvon Wirkungsdiagrammen sichtbar gemacht werden.

Phase 3 betrifft die Systemanalyse.Hier geht es um die Ermittlung von Rückkopplungen imSystem, um die Frage, in wie fern Eingriffe zu Nebenwirkungen führen können sowie um dieAnalyse von Teilnetzen.

In der vierten und letzten Phase werden die Variablen herausgearbeitet, die besondersgroßen Einfluss auf das System haben und die deswegen für die Entwicklung vonProblemlösungsstrategien besondere Bedeutung haben.

Nach dem GAMMA-Praxis-Handbuch [Ref. 4] von Prof. Dr. Hanns Hub ist eineganzheitliche (holistische) Methode der Problembearbeitung eineDenkverfahrensweise, die das natürliche Denken unterstützt und dort helfen kann,wo das natürliche (ganzheitliche) Denken verloren gegangen ist, weil es durchandersartiges Denken verdrängt wurde. Der Grund für diesen Verlust liegtinsbesondere im herkömmlichen Denkmuster (Paradigma) der Wissenschaft: DieInterpretation von „Wissenschaftlichkeit“ ließ bei den Elementen „Modell“ und„Modellanalyse“ (siehe Abbildung 4) nur das zu, was in eine „sichere“, exakte Formgebracht werden kann.

Subjektiver Filterder Wahrnehmung

Wirklichkeit- reale Problemsituation -

EntscheidungAktivität

Vorstellung von derWirklichkeit

- Abbild, Modell -

Auseinandersetzungmit dem Abbild

- Modellanalyse -

Abbildung 4: Beziehungsgefüge der Grundelemente rationalerAuseinandersetzung mit komplexen Problemen

In der Folge bedeutet dies eine Reduktion der Wahrnehmung auf das, wasmathematisch faßbar und bearbeitbar ist. Die so vermittelte „Sicherheit“ ist jedochtrügerisch, denn die einseitige Betrachtung führt häufig nur zu „exakten Antworten“auf die „falschen Fragen“ (siehe [Ref. 4]).

Man kann sich nun mit Check- und Fragelisten seiner eigenen Problemstellungnähern.


Abbildung 5: Checkliste für das Arbeiten nach der GAMMA-Methode [Ref. 5]

15

Budget-Rahmen

14Wett-

bewerb

13Rabatte

12

Preise

11

Akzeptanz

Angebot 10

Absatz

9

Deckungs-beiträge

8Kosten

7Provision

Vertrieb

6

Motivation5

Kunden-

betreuung

4

Qualität

Mitarbeiter3

Fluktuation

2Kunden-bindung

1Nettoumsatz

16

Provisions-

Satz

Problemfeld /Untersuchungsgebiet

Einflussnahme

Beeinflussung Liste der Elemente1 Nettoumsatz2 Kundenbindung3 Fluktuation

A 4 Qualität Mitarbeiter5 Kundenbetreuung6 Motivation7 Provision Vertrieb8 Kosten9 Deckungsbeiträge

10 Absatz11 Akzeptanz Angebot

A 12 Preise13 Rabatte14 Wettbewerb15 Budget- Rahmen16 ProvisionsSatz

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

1

2

3

A

5

6

789

10

11

13

1415

16

16Provisions-

Satz

15Budget-

Rahmen

14Wett-

bewerb

13Rabatte

12Preise

11Akzeptanz

Angebot 10Absatz

9Deckungs-

beiträge

8

Kosten

7

ProvisionVertrieb

6Motivation

5

Kunden-betreuung

4

Qualität

Mitarbeiter

2Kunden-bindung

1Nettoumsatz

3Fluktuation

Einflussnahme

Beeinflussung Liste der Elemente

1 Nettoumsatz2 Kundenbindung3 Fluktuation4 Qualität Mitarbeiter5 Kundenbetreuung6 Motivation7 Provision Vertrieb8 Kosten9 Deckungsbeiträge

10 Absatz11 Akzeptanz Angebot12 Preise13 Rabatte14 Wettbewerb15 Budget- Rahmen16 ProvisionsSatz

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100

0

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20

30

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1

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6

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8

9 101112

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16

16

Prov isions-Satz

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Budget-Rahmen

14Wett-

bewerb

13Rabatte

12

Preise

11Akzeptanz

Angebot 10

Absatz

9

Deckungs-beiträge

8Kosten

7Prov ision

Vertrieb

6Motivation

5

Kunden-betreuung

4

QualitätMitarbeiter

3Fluktuation

1Nettoumsatz

2Kunden-bindung

17Vergütung

16Provisions-

Satz

15Budget-

Rahmen

14

Wettbewerb

13Rabatte

12Preise

11

AkzeptanzAngebot 10

Absatz

9Deckungs-

beiträge

8

Kosten

7

ProvisionVertrieb

6Motivation

5

Kunden-betreuung

4Qualität

Mitarbeiter3

Fluktuation

2Kunden-bindung

1Nettoumsatz

6Kunden-bindung

5Qualität

Mitarbeiter4

Fluktuation

3Kunden-

betreuung

2Motivation

1Vergütung

ABRENZUNGS- UND

DEFINITIONSPHASE

MODELLIERPHASE

LERNPHASE(Modellanalyse)

STRATEGIEPHASE

Transparenz derKomplexität durchVisualisierung

Dynamik undIntensität desSystemsverstehen

Situationsbeschreibung Ziele der Untersuchung Relevante Einflussgrößen

- davon Zielgrößen

Folgenabschätzungvon Eingriffen imSystem

Struktur und Vernetzungdes Systems(Modellierung des Systems)

Konsens über dasmodellierte Systemherstellen

Handlungsspielräumefestlegen undAlternativenaustesten

Analyse des Systems imHinblick auf Dynamik undIntensität

Konsens zu Verhalten undVerhaltensmöglichkeitendes Systems herstellen

Festlegung vonkonkreten Handlungs-alternativen


Tabelle 1: Phasen der Untersuchung nach der GAMMA-Methode [Ref. 5]

Phase Phasen-Schritt Zentrale Fragestellung / Vorgehen

Situation erfassen Wo liegt das Problem?Was wollen wir?

Ziele erheben Wer hat welche Interessen?

Problem abgrenzen Was wollen wir untersuchen?

Einflussfaktoren bestimmen Welche Größen haben einen wesentlichen Einflussim System?

Zielgrößen fixieren Welche Größen haben Zielcharakter?

Problemerfassen

Dokumentieren mit Hilfe vonGAMMA

Eingabe der Faktoren und Ziele, Protokollierung derDefinitionen

Elemente platzieren Vorbereitung einer Netzdarstellung

Elemente charakterisieren Beeinflussbare Größen, Zielgrößen. Kennzeichnungdurch Farbe und Form

Wirkungsbeziehungenangeben

Zwischen welchen Elementen bestehenWirkungsbeziehungen?

Wirkungsintensität angeben Wie stark ist die jeweiligeBeeinflussung?

Wirkungsart angeben Verstärkend oder abschwächend?

Systemmodellieren

Wirkungsdauer angeben Fristigkeit? Zeitdauer?

Einflussanalyse Welche Rolle spielt das Element?

Wirkungskettenanalyse Wie breiten sich Wirkungen aus?

Analyse der Rückkopplungen Positive und negative Wirkungskreise; Teufelskreiseoder Erfolgsspiralen?

Zeitliche Analyse Wann tritt Wirkung von Eingriffen ein?

Teilnetze analysieren Wirkungsketten näher betrachten

Subsysteme analysieren Wenn das Element selbst ein System ist

Szenario-Variationendurchführen

Könnte es auch anders sein? AndereElemente/Wirkungen/Intensitäten?

Systemanalysieren

Indikatoren ausfindig machen Woran kann früh erkannt werden, dass mitVeränderungen zu rechnen ist?

Mögliche Eingriffe erkennen Bei welchen Größen haben Eingriffe besonders vielWirkung?

Strategien entwickeln undbewerten

Mit welchen Vorgehensweisen erreichen wir unsereZiele?

Strategie-Konzept fixieren Welche Strategien zu einem abgestimmten Bündelbinden?

Eingriffebestimmen

Strategie-Umsetzung –Projektmanagement

Wie, von wem, durch welche Maßnahmen umsetzen?


Allgemeine methodische Erkenntnisse zur Arbeit mit GAMMA [Ref. 6]

GAMMA ist ein nützliches Hilfsmittel zur Visualisierung von Ursache-

Wirkungszusammenhängen

Aufgrund der Begrenzungen unseres Kurzzeitgedächtnisses im Hinblick auf

Speicherkapazität und Behaltensdauer sind wir bei der Erfassung komplexer

Zusammenhänge regelmäßig überfordert.

Die Visualisierung mittels der GAMMA-Software sowie deren zusätzlichen

Dokumentationstools wirken in zweifacher Weise entlastend:

Wir können jederzeit wieder auf bereits erfasste Zusammenhänge

zurückgreifen, die wir sonst vielleicht wieder übersehen würden. Der Kopf

bleibt frei, da er nicht mit Behaltensleistungen beschäftigt ist.

Wir können uns leichter mit anderen austauschen, da sichtbar wird, worüber

geredet wird.

GAMMA fordert und fördert auch das Nachdenken über die zeitliche Dauer von

Prozessen bzw. auch darüber, dass Wirkungsreaktionen oft erst mit einer

Zeitverzögerung eintreten.

Die GAMMA-Methode ist ein Hilfsmittel und ersetzt nicht die geistige

Arbeit an der Durchdringung der Komplexität.

Zur Erfassung aller wichtigen Aspekte ist ein heterogenes Team förderlich.

Beim Prozess der Definition der gegenseitigen Einwirkungen ergeben sich ständig

neue wichtige Aspekte

Das Verfahren führt zu einem größeren Verständnis für Zusammenhänge und

Auswirkungen innerhalb eines Systems.

Für die Modellmodellierung sollten die Thematik, Standpunkte und Begriffe

hinreichend präzise beschrieben werden.

Die Nutzen-Reflektion:

Zur Methode:

Erweiterung der Darstellungs- und Handlungsmöglichkeiten

Methode – richtig angewandt (!) – verhindert

"Schnellschüsse"

o Es ist gut, die Meinung anderer zu suchen

Bedeutung der "weichen" Faktoren wird angemessen berücksichtigt

(siehe [Ref. 6])


Plakative Zusammenfassung:

Denken nach der GAMMA – Methode heißt nicht,an ALLES zu denken!

Statt dessen:

Denken nach der GAMMA – Methode heißt,nichts WESENTLICHES außer Acht zu lassen.


4 Beispiel Stromversorgung Krankenhaus

4.1 Ausführliche Infrastrukturdarstellung

Das Krisenhandbuch „Stromausfall“ [Ref. 7] beschreibt u.a. übersichtlich die Strukturund die Akteure des Schwerpunktsektors „Gesundheitswesen“

Abbildung 6: Teilbereiche des Schwerpunktsektors Gesundheitswesens [Ref. 7]

Dort wird in tabellarischer Form u.a. für verschiedene Szenarien (Stromausfall < 8 h,Stromausfall 8-24 h, Stromausfall > 24 h) eine Auswirkungsanalyse und eineEntscheidungsunterstützung für einen Stromausfall im Krankenhaus angeboten.

Die tabellarischen Übersichten des Krisenhandbuchs Stromausfall und dieeinschlägigen Fragenkataloge der Leitfäden zum Schutz kritischer Infrastrukturen imKrankenhaus waren die Grundlage für die Aufstellung bzw. Bearbeitung einesSzenarios zur Aufrechterhaltung der Stromversorgung im Krankenhaus mittels derGAMMA-Methode.

In ungeordneter Reihenfolge wurden Bestimmungselemente identifiziert undkommentiert.

Funktion Strom ExternFunktion Strom InternTreibstoff-VersorgungHygieneBelüftungÜberwachungLebenserhaltungDiagnostikLaborOPBeleuchtungSicherheitseinrichtungStrom Haustechnik

WasserWärmeIKT Informations - und KommunikationstechnikKlimaAllgemeine VersorgungPersonal-AnpassungEntsorgungFunktion HaustechnikFunktion VerwaltungStrom VerwaltungFunktion Medizinische VersorgungStrom Medizinische VersorgungNotstrom zentral


Tabelle 2: Elementliste Funktionssicherheit Stromversorgung Krankenhaus

1. Fkt. Strom Extern2. Fkt. Strom Intern Stromlastverteiler für die Bereiche

M=Medizinische Versorgung,H=Haustechnik, V= Verwaltung. Es istLastausgleich aber auchÜberbeanspruchung von Teillast-Komponenten möglich.

3. Treibstoff-Versorgung Lagerkapazität ggf. erweitern,Transport- und Lieferverträgeabschliessen. Raumprobleme zurTreibstofflagerung ?

4. Hygiene Technik zur Erhaltung einer sterilenArbeitsumgebung

5. Belüftung unerläßlich zur Verhinderung vonInfektionen und zum Umgebungsschutz

6. Überwachung Technik zu laufendenPatientenüberwachung

7. Lebenserhaltung Technik zur Erhaltung derLebensfunktionen vonIntensivpatienten (z.B.Beatmungssysteme, Herz-Lungen-Machinen), Sauerstoffversorgung,Dialyseversorgung

8. Diagnostik z.B. Röntgentechnik (CT, MRT, usw.)9. Labor Laborauswertungen laufen i.A. über

Laborautomaten10. OP OPs können nur unter extrem guten

hygienischen und klimatischenBedingungen durchgeführt werden.Technik und Beleuchtung müssen ohneUnterbrechung funktionieren. DerBetrieb von Intensiv undIsolierstationen muss zurLebenserhaltung der Patientenaufrecht erhalten werden.

11. Beleuchtung Grund- und Sicherheitsbeleuchtungsind aufrecht zu erhalten.Funktionsbeleuchtung z.B. bei OPsist zu gewährleisten.

12. Sicherheitseinrichtung Löschanlagen, Überwachungsanalagen,Sicherheitstüren, -schleusen usw.

13. Strom H Stromlastverteiler Haustechnik14. Wasser Notwendiger Bestandteil der

Grundversorgung im Krankenhaus.Pumpentechnik zu Bereitsstellung vonFrischwasser im Bereich M, H und Vmuss funktionieren. Entsprechendesgilt für die Abwasserproblematik.

15. Wärme Grundwärmeversorgung für diePatienten ist zu gewährleisten.

16. IKT Informations – undKommunikationstechnik (IKT) sindzugleich wichtige Bindeglied derZweige M, H und V und von derStromversorgung abhängig. IKTAusfall selbst kann jedochautomatische und selbstverständlicheKrankenhausabläufe verzögern bzw.


sogar unmöglich machen.17. Klima Patienten benötigen ein ausgewogenes

Temparatur-Umfeld. Für Kälte- undHitzesituationen ist Vorsorge fürFunktionssicherheit zugewährleisten.

18. Allgemeine Versorgung Medikamente, Lebensmittel,Hygieneprodukte, Wäscherei usw.

19. Personal Anpassung (Mobilisierung,Erweiterung) des Personals ist ggf.zur Übernahme sonst automatischbetriebener Hilfsmaßnahmenerforderlich

20. Entsorgung Wasser, Fakalien, Infekionsmaterialusw.

21. Funktion Haustechnik22. Funktion Verwaltung23. Strom V Stromlastverteiler Verwaltung24. Funktion Med. Versorgung25. Strom M Stromlastverteiler Medizinische

Versorgung26. Notstrom Zentral Zentrale Notstromversorgung muss

ausreichend und sehr stabil sein.Wartung, regelmässige Funktionstest.Alternative? Notstromgeräte für M,H, V ?

Abbildung 7: Grafisch geordnete Liste Funktionssicherheit Strom im KKH


Nun gilt es, Wirkungsbeziehungen anzugeben [Ref. 5]:

Welche Elemente wirken aufeinander? Darstellung der Wirkungen durch Verbindungspfeile. Aufbau einer

„Vernetzung“

Zudem kann man die Wirkungsintensität angeben [Ref. 5]:

Wie stark sind die Wirkungen der Einflussgrößen untereinander? (In derNetzdarstellung wird die unterschiedliche Wirkungsstärke durch diie Dicke derPfeile visualisiert.

Wirkung Pfeil Wichtung fürWeiterverarbeitung

schwache Wirkung dünner Pfeil 1

mittlere bis starke Wirkung mittlere Pfeilstärke 2

sehr starke Wirkung dicker Pfeil 3

Ausnahme: übersteuerndeWirkung

Sonderpfeilstärke 4-9

Wirkungsart angeben [Ref. 5]

Fragestellungen dieses Schrittes für alle Wirkungsbeziehungen:

Ist die Wirkung gleichgerichtet / verstärkend? Ist die Wirkung entgegengerichtet / abschwächend?

Begriffe:gleichgerichtet =verstärkend

Verstärkung (Abschwächung) von X führt dazu, dass sichauch Y verstärkt (abschwächt).

entgegengerichtet=abschwächend

Verstärkung (Abschwächung) von X führt dazu, dass sich Yabschwächt (verstärkt).

Zur Kennzeichnung der Wirkungsart werden die Pfeilspitzen der Verbindungencharakterisiert:

Verstärkend Plus-Pfeilspitze

abschwächend Minus-Pfeilspitze

Die Symbole + stehen für verstärkend und ein – für abschwächend. In demKrankenhausbeispiel treten nur gleichgerichtete Wirkungsarten auf. Daher wird indiesem Fall auf die zusätzliche Kennzeichnung durch die Plus-Pfeilspitze verzichtet.


Abbildung 8: Netzdarstellung Funktionssicherheit Strom im KKH

Es ist ersichtlich, dass man sehr schnell ein undurchsichtiges Netz vonAbhängigkeiten zu durchdringen hat. Daher empfiehlt es sich Unterstrukturen zubilden (Teilnetze/Subnetze).

Teilnetze analysieren [Ref. 5]

Aufgabenstellungen in diesem Schritt:

Analyse ausgewählter Wirkungsketten.

Wenn man die Wirkungen eines bestimmten Eingriffes untersuchen möchte,empfiehlt es sich, ein Teilnetz zu bilden. Über die Wirkungskettenanalyse kann manfeststellen, welche Elemente von diesem Eingriff beeinflusst würden. Diese könnengetrennt vom Ausgangsnetz in einem Teilnetz dargestellt und einer eingehendenAnalyse unterzogen werden.

Teilnetze haben den Vorteil, dass sie übersichtlicher sind. Die Untersuchungs-ergebnisse sind leichter vermittelbar.

Teilnetze sind auch ggf. bei der zeitlichen Analyse einzusetzen.


Mit Teilnetzen kann man sich generell helfen, wenn das Gesamtnetz zu um-fangreich würde.

Mit Teilnetzen kann man sich generell helfen, wenn das Gesamtnetz zu um-fangreich würde.

Es ist in der Regel möglich, ein größeres Netzwerk in genügend kleine Teilnetze zuzerlegen. Die einzelnen Teilnetze können dann ausgedruckt und auf einergeeigneten Fläche so angebracht werden, dass man manuell die Verbindungenzwischen den Elementen verschiedener Netze anbringt.

Subsysteme analysieren [Ref. 5]

Aufgabenstellung:

Soweit erforderlich: Detailanalyse einzelner Elemente.

Bei der Teilnetzanalyse geht es um die Analyse eines Ausschnittes aus einemGesamtsystem. Bei der Subsystemanalyse geht es dagegen um die Analyse eineseinzelnen Elementes des Gesamtsystems. Das betrifft jene Elemente des Systems,welche selbst den Charakter von Systemen haben.

Subsysteme sind im Prinzip jeweils in gleicher Weise zu analysieren wie dasübergeordnete System.

Oft kommen große Netze dadurch zustande, dass zu wenig auf die Unter-scheidung in "System" und "Subsystem" geachtet wird. Man sollte sich dahervergewissern, dass die Elemente immer auf der gleichen Ebene derSystemhierarchie angesiedelt sind.

Durch geschickte Modellierung von Teilnetzen und Subsystemen lassen sichauch sehr große Wirkungsgefüge bearbeiten.

Für den Bereich der Funktionssicherheit bei Stromausfall im Krankenhaus wurdendrei wesentliche Teilbereiche identifiziert:

Die Funktionssicherheit der medizinischen Versorgung (Teilnetz M)

Die Funktionssicherheit der Haustechnik (Teilnetz H)

Die Funktionssicherheit der Verwaltung (Teilnetz V)

Es bleibt dem Anwender überlassen, weitere Teilnetze zu definieren bzw. dieDetailtiefe zu vergrößern, was aber dann auf Kosten der Übersichtlichkeit gehenwürde. Das GAMMA-Tool spielt dann seine Vorzüge aus, wenn man die komplexenStrukturen übersichtlich darstellen kann.


Abbildung 9: Netz „Medizinische Versorgung“ Strom im KKH


Abbildung 10: Netz „Haustechnik“ Strom im KKH


Abbildung 11: Netz: „Verwaltung“ Strom im KKH


Bislang wurden lediglich die Netzdarstellungen erörtert. Nun ist es an der Zeit, eineEinflussanalyse durchzuführen. Folgt man dem GAMMA-Tutorial [Ref. 5] so ergebensich die folgenden Fragestellungen:

Welche Rolle spielen die einzelnen Einflussgrößen im System? Wie stark ist die aktive Einflussnahme? Wie stark ist die passive Beeinflussung? Welche Kräfteverhältnisse sind erkennbar? Welche Einflussgrößen sind relevant für strategische Überlegungen? Wo kann wirkungsvoll eingegriffen werden? Wo fehlen Eingriffsmöglichkeiten? Wo sind Frühwarnsysteme notwendig?

In einem farbig angelegten Koordinatensystem erscheinen alle Einflussgrößen desaktuellen Wirkungsnetzes, angeordnet nach ihrem Aktiv-Passiv-Verhalten. Dabeizeigen die

x Koordinaten, wie aktiv ein Element in diesem Netz ist, wie stark es aktiv indiesem Netz wirkt: Achse Einflussnahme

y Koordinaten, wie passiv ein Element ist, wie stark es in diesem Netz beein-flusst wird: Achse Beeinflussung


D.h., je aktiver ein Element ist, desto weiter rechts ist es im Koordinatensystemangeordnet.

Je mehr ein Element beeinflusst wird, je passiver es ist, desto weiter oben wird esim Koordinatensystem angeordnet.

Zur leichteren Übersicht und Analyse wird die grafische Darstellung in vierQuadranten unterteilt, für die sich die folgenden Bezeichnungen eingeführt haben:

PassivElemente in diesem

Quadranten beeinflussenandere Elemente wenig ,werden ihrerseits jedoch

stark von anderenElementen beeinflußt.Sie werden auch als"reaktiv" bezeichnet.

KritischElemente in diesem

Quadranten beeinflussenandere Elemente stark ,

werden aber auchihrerseits stark vonanderen Elementen

beeinflußt.

PufferndElemente in diesem

Quadranten beeinflussenandere Elemente wenigund werden auch wenigvon anderen Elementen

beeinflußt.Sie werden auch als"träge" bezeichnet.

AktivElemente in diesem

Quadranten beeinflussenandere Elemente stark ,werden ihrerseits jedochnur wenig von anderenElementen beeinflußt.

Die Grenzen zwischen diesen Bereichen sind natürlich fließend. Dies wird auchdurch die Farbübergänge in der GAMMA-Grafik angedeutet.

Ermittlung der Koordinaten in der Einflussanalyse

Die Aktiv- bzw. Passiv-Werte = x/y-Koordinaten eines Elementes errechnen sich ausder Zahl und dem Gewicht der abgehenden (aktiven) bzw. eingehenden (passiven)Verbindungen. Dies kann an folgender Matrixdarstellung erläutert werden:

Dabei gilt:

Die Zeilen enthalten die von dem jeweiligen Element ausgehende Wirkung aufdie jeweils anderen: Zahlenwert, welcher der Pfeilstärke entspricht.

Zeilen- und spaltenweise werden die Zahlenwerte addiert.

Der höchste Aktiv- oder Passiv-Wert wird als Normgröße (100 %) angesetzt, aufwelche alle Werte in der grafischen Darstellung skaliert werden.


... auf die anderen Größen(Passiv)

1 2 3

Zeilensumme

1

wirktnichtdirekt aufsichselbstzurück

Wirkungvon 1 auf2

Wirkungvon 1 auf3

Aktiv-summezu 1

2Wirkungvon 2 auf1


Wirkungvon 2 auf3

Aktiv-summezu 2

Wirkungder jeweiligenGrößen (aktiv)...

3Wirkungvon 3 auf1

Wirkungvon 3 auf2


Aktiv-summezu 3

SpaltensummePassiv-summezu 1

Passiv-summezu 2

Passiv-summezu 3

Beispiel:

... auf die anderen Größen(Passiv)

1 2 3

Zeilen-summe

1 - 2 1 3

2 1 - 3 4

WirkungderjeweiligenGrößen(aktiv)...

3 3 3 - 6

Spaltensumme

4 5 4

Der höchste Summenwert ist hier der Aktiv-Wert für Einflussgröße 3, der Wert 6.


Bedeutung der Werte:

Je höher die Zeilensumme = Aktivsumme, desto mehr Wirkung geht vondem betreffenden Element insgesamt im Wirksystem aus. Anordnung weiterrechts in der Grafik.

Je höher die Spaltensumme = Passivsumme, desto mehr wird das betref-fende Element insgesamt von allen anderen beeinflusst. Anordnung weiteroben in der Grafik.

(siehe GAMMA Tutorial [Ref. 5])

Für das Beispiel der Netzdarstellung der Funktionssicherheit der Stromversorgung imKrankenhaus bedeutet das (je nach Wahl der Pfeilstärken):

Tabelle 3: Element-Matrix Funktionssicherheit Strom im KKH

Nach [Ref. 8] besteht der Vorteil einer Einflussmatrix darin, dass sie klare Hinweisedarauf gibt, wo beim Eingriff in die Problemsituation mit den größten Hebelwirkungengerechnet werden kann, und wo wegen zu erwartender Kettenreaktionen Vorsichtam Platze ist.

Auch ohne Visualisierung sieht man die wesentlichen beeinflussten Größen: dieFunktion der medizinischen Versorgung (24), die Funktion der Haustechnik (21), dieinterne Stromversorgung (2), Stromversorgung für den medizinischen Bereich (25).


Wirkungsvoller jedoch ist die grafische und farbige Darstellung der Einflussgrössenfür die Funktionssicherheit der Stromversorgung in einem Krankenhaus in einemEnflussgrößen – „Koordinatensystem“.

Abbildung 12: Einflussanalyse Funktionssicherheit Strom in einem KKH

Die Positionen geben Hinweise darauf, welche Rollen die einzelnen Einflussfaktorenim System spielen. Man könnte auch sagen, die Einflussanalyse ist ein Bild der"Kräfteverhältnisse" im Netz.

Haben Elemente die gleichen Aktiv-Passiv-Werte, so werden sie an der gleichenPosition gezeigt. Diese wird durch einen Buchstaben gekennzeichnet, der in derListe der Elemente neben den Einflussfaktoren vermerkt wird. Im vorliegendenBeispiel haben die folgenden Elementgruppen die gleichen Aktiv-Passiv-Werte:

(4, 5, 12, 18, 20) = (A)

(6, 7, 11, 14, 15, 17) = (B)

(21, 24) = (C)

Das Element 25, die Funktionsfähigkeit der Stromversorgung im medizinischenBereich, befindet sich im gelben Quadranten (oben rechts). Darin liegen i.A.diejenigen Elemente, welche selber sehr aktiv sind, aber auch von anderen starkbeeinflusst werden. Sie werden auch als "kritisch" bezeichnet. Ihnen ist also beiEingriffen in das System besondere Aufmerksamkeit zu widmen.


Die Größen 26 und 13, Strom extern, der zentrale Notstrom, dieStromversorgung für die Haustechnik, liegen im roten Quadranten (rechts unten).Sie sind überwiegend "aktiv", aber auch beeinflussbar Nicht beeinflussbar ist dieexterne Stromversorgung (1). Die Größen 13 und 26 jedoch, die Stromversorgungfür die Haustechnik und der zentrale Notstrom, könnten Einflussfaktoren sein,über die man u. U. viel erreichen kann, wenn es gelingt, sie im Sinne der Zielsetzungzu verändern.

Die Größe 21, 24 und 2, die Funktionsfähigkeit der Haustechnik und dieFunktionsfähigkeit der medizinischen Versorgung, sowie die interneStromversorgung liegen im blauen Quadranten (links oben), dem Quadranten fürdie überwiegend "passiven" (also beeinflussten) Elemente. Hier ist bei weiterenAnalysen vor allem zu betrachten, wie sich die verschiedenen Einwirkungen auf einsolches Element verhalten.

Liegen Elemente innerhalb des grünen Quadranten (links unten), so werden sie als"träge" bezeichnet als Ausdruck dafür, dass diese Elemente wenig beeinflussen undwenig beeinflusst werden.

Man kann aber auch erkennen, dass z.B. bei einer stärkeren aktiven Einflussnahmeder Größe 16, der Funktionsfähigleit der Informations- undKommunikationstechnik (IKT), diese zunächst eher „träge“ Größe 16 zu einem„treibenden“ (roter Bereich, rechter unterer Quadrant) bzw. sogar zum „kritischen“Element (gelber Bereich, rechter oberer Quadrant) werden kann.

Nach [Ref. 9] werden Störungen der als „aktiv“ oder „kritisch“ gekennzeichnetenGrößen das Verhalten des Gesamtsystems der kritischen Infrastruktur empfindlichbeeinflussen.

Abbildung 13 bis Abbildung 16 zeigen in logischer Abfolge, von welchen Elementendie Funktionsfähigkeit des internen Stromnetzes abhängt. Man nennt das die„Wirkungsaufnahme“ des Elements <Fkt. Strom intern>.

Abbildung 17 bis Abbildung 19 zeigen in logischer Abfolge, welche Einflussnahmeder <interne Strom> auf die anderen Elemente der kritischen Infrastruktur desKrankenhauses nimmt. Man nennt das die „Wirkungsausbreitung“ des Elements<Fkt. Strom intern>.

Betrachten wir das vorliegende Wirkungsnetz genauer, so stellt man fest, dass esbezüglich der Funktionsfähigkeit des internen Stromnetzes keine dämpfendeRückkopplung, sondern nur verstärkende Rückkopplungen besitzt (Abbildung 20).

Bei der Entwicklung der Netzwerkstruktur haben bislang das Wirkungsgefüge(verstärkend, dämpfend, stabilisierend) und die Intensität der Wirkung (schwach,mittel oder stark) eine Rolle gespielt. Zeitaspekte spielen jedoch nach [Ref. 9]ebenfalls eine wichtige Rolle im Systemverständnis. Planer schätzen dieReaktionszeit des Systems oft falsch ein, wenn sie Korrekturmaßnahmen einleiten.Sie mögen zwar die individuellen Antwortzeiten der einzelnen Elemente kennen,aber in aller Regel nicht die vernetzten Zeitaspekte, die durch Rückkopplungen übermehrere Stationen hervorgerufen werden. Die Erfahrung hat gezeigt, dass es oft


schon ausreicht zwischen kurz-, mittel- und langfristig zu unterscheiden, um zubrauchbaren Ergebnissen zu kommen.

Die GAMMA-Methode erlaubt auch die Betrachtung von Zeithorizonten (kurz-, mitteloder langfristig). Je nach Anwendung sollte von vornherein festgelegt werden, wasunter kurz-, mittel oder langfristig verstanden werden soll.

Zeitliche Analyse [Ref. 5]:

Fragestellungen in diesem Schritt:

Wie lange dauert es, bis die Auswirkungen eines Eingriffs über dieBeziehungskette einbestimmtes Element erreichen?

Wie früh muss man eingreifen, damit die Wirkung rechtzeitig eintritt?

Die bisherige Analyse der Wirkungsketten beschränkte sich auf Aufschlüsse überVerlaufs-Strukturen. Hier wird die Frage nach den Verlaufs-Zeiten angegangen.Soweit man die erforderlichen numerischen Zeitangaben machen kann, ist esmöglich, mit GAMMA die zeitliche Ausbreitung von Veränderungen zu untersuchen.Auch diese Analyse wird grafisch unterstützt.

Die zeitliche Analyse mit GAMMA ist praktisch nur sinnvoll in einem kleinen Netzoder einem Teilnetz, in welchem die dargestellten "Impulse" verfolgt werden können.Das Teilnetz muss so gewählt werden, dass nur die für die Fragestellung relevantenWirkungsketten enthalten sind.

Die Hauptschwierigkeit bei dieser Analyse ist offensichtlich: Woher nimmt man denndie Zeitangaben? Vor dieser offensichtlichen Hürde sollte man allerdings nicht zurasch kapitulieren.

Es können u.U. schon grobe Schätzungen genügen, die sich etwa auf Grenzwertebeziehen, wie minimale bzw. maximale Zeiten, um eine realistische Vorstellungdarüber zu erhalten, innerhalb welcher zeitlichen Spannbreite mit bestimmtenindirekten Wirkungen zu rechnen ist.

Da mit GAMMA rasch unterschiedliche Zeitangaben verarbeitet werden können,kann man zu diesem Zweck mehrere "Zeitmodelle" durchspielen. Letztlich gilt esauch hier von der Grundüberlegung auszugehen, dass eine nur unscharfeZukunftseinschätzung bereits helfen kann, unrealistische von realistischenVorstellungen zu unterscheiden.

Gerade bei dieser Analyse empfiehlt sich der Einsatz des Presentation Masters(GAMMA), um mit ihm einzelne Zwischenergebnisse bei der Netzentwicklung und -analyse festzuhalten. Damit können sie später leicht wieder nachvollzogen werden.Außerdem stehen sie zur Verfügung für Präsentationen. Man sollte also vor dem PCsitzen und die zeitliche Analyse mit GAMMA in einem schrittweisen oder aberschnellen Modus durchzuführen.

In diesem Bericht wird aber nur ein entsprechendes Momentan-Bild gezeigt(Abbildung 21).


Abbildung 13: Wirkungsaufnahme <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 1


Abbildung 17: Wirkungsausbreitung <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 1


Abbildung 20: Verstärkende Rückkopplungen <Strom intern> im KKH-Netz


Abbildung 21: Momentaufnahme Zeitanalyse im KKH-Netz


4.2 Kompakte Infrastrukturdarstellung

Abbildung 22: Kompakte Netzdarstellung Funktionssicherheit Strom im KKH

Abbildung 23: Kompakte Einflussanalyse Funktionssicherheit Strom in einem KKH


Tabelle 4: Element-Matrix Funktionssicherheit Strom imkompakten KKH - Netz

Wirkung VON / AUF 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Su.E1. Fkt. Strom Extern 5 5 102. Treibstoff-Versorgung 4 43. Notstrom zentral 3 34. Fkt. Strom Intern 1 3 1 55. Fkt. Strom H 1 1 1 2 2 76. Fkt. Strom M 1 1 1 3 2 87. Fkt. Strom V 1 1 1 2 2 78. Funktion Haustechnik H 2 2 49. Funktion Med. Versorgung M10. Funktion Verwaltung V 1 111. IKT 1 2 1 4Summe Beeinflussung 5 4 11 3 5 3 3 8 5 6

Abbildung 24: W.Aufnahme <Strom int.> im kompakten KKH-Netz, Teil 1


Abbildung 27: W.Ausbreitung <Strom int.> im kompakten KKH-Netz, Teil 1




Abbildung 30: Verstärkende Rückkopplungen <Strom intern> imkompakten KKH-Netz


5 Beispiel Versorgungssicherheit Treibstoff

Nach [Ref. 7] kommt der Treibstoffversorgung besonders in der Krisenbewältigungeine zentrale Bedeutung zu, da neben dem regulären Basisbedarf (z. B. PKW, LKW)der Bedarf für Notstromaggregate und zusätzliches Transportaufkommen gedecktwerden muss. Die benötigten Treibstoffe werden vorwiegend aus Rohöl gewonnenund werden im Allgemeinen entsprechend des Erdölbervorratungsgesetzes in dreiErzeugnisgruppen eingeteilt: Motorenbenzine; Dieselkraftstoff, leichtes Heizöl,Leuchtöl und Flugturbinenkraftstoff; mittelschweres und schweres Heizöl.

Die Struktur des Teilsektors Treibstoffversorgung wird maßgeblich von denHauptgliedern der Wertschöpfungskette zur Herstellung von Mineralölerzeugnissenvorgegeben (Einfuhr/Transport, Erzeugung, Lagerung, Verteilung der hergestelltenTreibstoffe). In Abbildung sind die zentralen Kernprozesse der Logistikkette sowieihre gegenüber Stromausfall kritischen Teile aufgeführt. Bei Stromausfall kann eshierbei zum Ausfall technischer Anlagen, zur Störung von Organisations- undVerwaltungsprozessen sowie zur Behinderung von Transport- und Logistikprozessenkommen.

Abbildung 31: Zentrale Prozesse der Treibstoffversorgung einschließlichbedeutender Infrastrukturen

In Baden-Württemberg gibt es derzeit nur eine Mineralölraffinerie, dieMineralölraffinerie Oberrhein in Karlsruhe (MiRO). Die MiRO ist Deutschlands größte


Kraftstoffraffinerie und verarbeitet mit rund 1 .000 Mitarbeitern Rohöl zu ca. 16Millionen Tonnen verschiedener Mineralölprodukte (Benzin, Diesel, Heizöl, Propylenund Bitumen) pro Jahr. Für den Südwesten Deutschlands stellt die MiRO diewichtigste Versorgungsquelle für Mineralölprodukte dar. Das Rohöl erhält die MiROüber zwei verschiedene Pipelineanbindungen aus Marseille (SPSA) und Triest (TAL).Die hergestellten Produkte werden sowohl in Tankkraftwagen (60%) als auch inKesselwagen (17%) und in Schiffen (23%) abtransportiert.

In Deutschland hergestellte und importierte Kraftstoffprodukte werden in Baden-Württemberg in einer Vielzahl unterschiedlich großer Tanklager bis zu ihrerendgültigen Verteilung bzw. Verwendung zwischengelagert. Diese Tanklager sindzum Teil selbständige Betriebsbereiche, zum anderen Teil gehören sie zuRaffinerien, Industrieanlagen, der Deutschen Bahn oder zu Flughäfen. In denTankanlagen des Stuttgarter Flughafens lagern derzeit ca. 6300 m3 Kerosin.Insgesamt wurden 1999 in den in Baden-Württemberg betriebenen Tanklagern ca.1.613.300 m3 Mineralölprodukte und Rohöl gelagert (MWV, Mineralöl-Logistik, 1999).Das mit einer Gesamtkapazität von ca. 211.000 m3 größte Tanklager in Baden-Württemberg befindet sich ebenfalls im Karlsruher Rheinhafen (OiltankingDeutschland GmbH). Das Gefahrenpotenzial von Tanklagern liegt im Wesentlichendarin, dass die gelagerten Stoffe leicht brennbar sind und diese mit der Luftexplosionsfähige Gemische bilden können und die Produkte starkumweltschädigende Eigenschaften haben.

Die Verteilung von Treibstoffen an den Endkunden geschieht über den Heizölhandelbzw. über die Abgabe an Tankstellen. Die Mehrzahl der Tankstellen in Baden-Württemberg wird von den drei großen Mineralölkonzernen Shell, Esso und Aral/BPbetrieben. Hinsichtlich der Notstromversorgung von Tankstellen ist eineallgemeingültige Aussage schwierig, da es hierzu keine verbindlichen Regelungengibt und die Ausstattung im Ermessen des Betreibers vor Ort liegt. EineNotstromversorgung der Tankstellen ist nur ausnahmsweise gewährleistet. Da alleTankstellen nahezu täglich mit Mineralölprodukten beliefert werden müssen, kommtdem Funktionieren der Logistikkette (Tanklastwagen) eine entscheidende Bedeutungzu.

Aufgabe des Erdölbevorratungsverbands (EBV) ist es, Vorräte an Erdöl undErdölerzeugnissen der Erzeugnisgruppen 1-3 im Umfang von mindestens 90Verbrauchstagen für die Bundesrepublik Deutschland vorzuhalten. Alle Unternehmender Mineralölwirtschaft, die die betreffenden Produkte im Inland herstellen oder nachDeutschland importieren (z. B. Raffinerien und Tanklager), sind Pflichtmitglieder desEBV. Diese sind verpflichtet, Finanzierungsbeiträge zu leisten und die entsprechendeMenge der verschiedenen Erzeugnisgruppen vorrätig zu halten. Zur Zeit werden inDeutschland ca. 25 Mio. t Rohöl und Erdölerzeugnisse bevorratet. Diese Vorrätewerden so über das Gebiet der Bundesrepublik verteilt gelagert, dass in jeder vonfünf definierten Versorgungsregionen mindestens Bestände mit einer Reichweite von15 Tagen vorhanden sind.

Generell sind verallgemeinernde Aussagen zu Folgen von Stromausfällen inRaffinerien schwierig.


Die Mineralölraffinerie Oberrhein wird von 2 Pipelines (SPSE aus Marseille und TALaus Triest) mit Rohöl versorgt. Sind diese Pipelines von einem Stromausfallbetroffen, können Überwachungs-, Mess- und Regelungssysteme für 72h überBatterie betrieben werden. Die Pumpen und Schieber der Rohrleitungssysteme sindjedoch nicht mit stationären Notstromaggregaten ausgerüstet. Diese können aber beiVersorgungsunterbrechungen manuell betrieben werden (Schieber), und es stehenmobile Notstromaggregate zur Versorgung der Pumpen zur Verfügung. Des Weiterenhat ein Gespräch mit der Deutsche Transalpine Ölleitung GmbH (TAL) ergeben, dassauch beim Totalausfall einzelner Pumpen die Förderung von Rohöhl (mittels weiterentfernter Pumpen) noch möglich ist. Der Durchsatz wäre dann aufgrund desverringerten Leitungsdrucks allerdings geringer. Wäre aufgrund eines vollständigenAusfalls der Pipelines keine Anlieferung von Rohöl mehr möglich, würden dieRohölvorräte der Raffinerie ca. 3 Wochen ausreichen.Die MiRO betreibt auf Ihrem Gelände 2 Kohlekraftwerke mit einer Kapazität von ca.70 MW sowie ein eigenes Stromnetz, das zwar an das öffentliche Netz gekoppelt ist,aber im Inselbetrieb und bei voller Deckung des Strombedarfs der Raffineriegefahren werden kann. Die Abkopplung des werksinternen Netzes vom öffentlichenNetz läuft beim Ausfall des öffentlichen Netzes vollautomatisch und gewöhnlich ohneProbleme ab. Die meisten Anlagen sowie alle benötigten Sicherheits- undServiceinfrastrukturen werden über das eigene Elektrizitätsnetz betrieben, so dassdie Produktion auch im Falle eines Stromausfalls aufrecht erhalten werden kann. Inder MiRO sind lediglich der Cracker und der Kalziner nicht an das eigene Netzangeschlossen. Diese Anlagen werden bei Stromausfall im öffentlichen Netz übereine unterbrechungsfreie Notstromversorgung sicher heruntergefahren. Der Ausfalldieser Anlagen hat jedoch zur Folge, dass Produktionsrückstände nicht weiterverarbeitet werden können und eine Zwischenlagerung notwendig wird. DieHerstellung der Mineralölprodukte wird dagegen nicht gestört. Da es beim Ausfall derStromversorgung zum Aushärten der aktuellen Crackercharge in der Anlage kommt,sind hier vor Wiederinbetriebnahme umfangreiche Reinigungs- undInstandhaltungsmaßnahmen notwendig, die bis zu 2 Wochen in Anspruch nehmenkönnen. Durch einen Zusammenbruch des externen Stromnetzes ist zudem mit demAusfall des Gaskompressors zu rechnen. Dieses führt zu einer erheblichenAußenwirkung und zu Gasverlusten, da das ausströmende Gas über die Notfackelsicher abgebrannt werden muss. Um im Falle eines Stromausfalls mögliche Verlusteund Auswirkungen so gering wie möglich zu halten, würde die Produktion, obwohldies eigentlich möglich wäre, nicht weiter auf 100% gefahren. Würde es zu einemZusammenbruch des eigenen Inselnetzes kommen, würde die gesamte Produktionstill stehen, da insbesondere kein Dampf mehr zur Verfügung stünde. Alle Anlagenwürden durch eine USV-gesicherte Sicherhaltsabschaltung heruntergefahren. DasWiederanfahren der Anlagen würde in diesem Fall längere Zeit in Anspruch nehmen,und viele Stoffströme müssten abgefackelt werden (Verluste und Außenwirkung).Insgesamt ist festzustellen, dass die MIRO im Falle eines Stromausfalles, zwareingeschränkt aber dauerhaft betriebsfähig wäre.Die erzeugten Produkte der Raffinerie werden über Tankkraftwagen (TKW), Schiffeund Kesselwagen abtransportiert. Während die Verladung mit Schiff und TKW auchbei Stromausfall unproblematisch ist, ist der Abtransport über Kesselwagen ohneStromversorgung nicht mehr möglich.Im Tanklager ist bei Stromausfall besonders die Aufrechterhaltung vonSicherheitseinrichtungen wie Brandmeldeeinrichtungen, Löschanlagen,Überfüllungssensoren, Leckageüberwachungen und Kommunikationsnetzen vonBedeutung. Daher stehen in vielen Tanklagern Notstromversorgungen zur


Verfügung. Diese sind jedoch nicht vorgeschrieben, und der Grad der Notversorgungist sehr unterschiedlich. Da bei Stromausfällen die stromunabhängigen Pumpen derSchiffe zur Verfügung stehen, sind ein Entladen der Schiffe und das Befüllen derTanks jederzeit möglich (Überfüllungssensoren müssen hierzu Notstrom versorgtsein). Das Verladen der gelagerten Produkte aus den Tanks in TKWs ist jedoch nurdann möglich, wenn die Tanklager eigenen Pumpen Notstrom versorgt sind. DiePumpen der TKWs können lediglich bei Heizöl und Diesel eingesetzt werden undnicht für Ottokraftstoff, da hierfür explosionsgeschützte Pumpen notwendig sind.Insgesamt ist eine verallgemeinernde Bewertung von Tanklagern schwierig, da dieAuswirkungen stark von der Ausstattung der Notstromversorgung abhängen. ImTanklager Karlsruhe wäre prinzipiell sowohl das Entladen von Schiffen als auch dasBeladen von TKWs und damit der Abtransport der gelagerten Mineralölprodukte auchbei einem Ausfall der Stromversorgung möglich. Bei bisherigen Stromausfällenwurde jedoch zur längeren Aufrechterhaltung der Notstromversorgung die Verladungin TKWs meist eingestellt oder stark reduziert. Dies führte unter anderem zur Bildungvon längeren Staus an der TKW-Verladung.

Für Flughäfen gibt es für den Fall eines Stromausfalles weit reichende und sehrdetaillierte internationale/nationale Vorgaben, die von vielen deutschenFlughafenbetreibern im Rahmen ihrer Vorsorgemaßnahmen häufig noch übertroffenwerden. Bei Stromausfall wird die Stromversorgung im Sekundenbereich auf USVumgeschaltet, um so besonders in sicherheitsrelevanten Bereichen einenungestörten Ablauf der Prozesse zu gewährleisten. Welche weiteren Bereiche undProzesse an die Notstromversorgung angeschlossen sind, unterscheidet sich vonFlughafen zu Flughafen (meist große Schiffsmotoren, die auch mit Kerosin betriebenwerden können). Die zeitliche Limitierung der Notstromversorgung kann jedochaufgrund der großen Treibstoffvorräte an Flughäfen als unkritisch angesehenwerden.

Die Belieferung von Tankstellen ist generell auch im Falle eines Stromausfalles (beigenügendem Angebot aus Tanklagern und Raffinerien) ohne Probleme möglich. ZurBefüllung der unterirdischen Tanks werden keine Pumpen eingesetzt, sondern eswird lediglich der Potenzialunterschied zwischen TKW und dem tiefer gelegenemTank genutzt. Problematisch ist bei Tankstellen hingegen die Entnahme aus denBodentanks. Die hierzu benötigten Pumpen und Zapfsäulen sind stromabhängig undmüssen zudem explosionsgeschützt sein. Da die meisten Tankstellen nicht überNotstromaggregate verfügen, stellt bei Stromausfall die Verteilung an denVerbraucher den entscheidenden Engpass in der Treibstoffversorgungskette dar.Eine sinnvolle Lösung hierfür könnte die Versorgung einzelnerSchwerpunkttankstellen mit mobilen Notstromaggregaten bieten, da manuelleEntnahme der Treibstoffe aus den Tanks aufgrund der Explosionsgefährlichkeit undder technischen Gegebenheiten an den Tankstellen nicht möglich ist (Ex-geschützePumpen sind notwendig). Welche Schwerpunkttankstellen mit mobilenNotstromaggregaten versorgt werden sollten, müsste gemeinsam von Behörden,Mineralölkonzernen und Mineralölverbänden (z. B. UNITI) identifiziert werden.

Bei einer nationalen Versorgungskrise ist es generell möglich, dass die vom EBVeingelagerten Reserven freigegeben werden, sofern nur Deutschland betroffen ist.Sind auch andere Länder involviert, müsste die Freigabe über das IEA-GoveringBoard, in dem Deutschland durch das BMWi vertreten ist, erfolgen. Pläne zurUmsetzung der Verteilung bei Stromausfall und zu einer möglichen Priorisierung der


Empfänger existieren derzeit nicht. Sollte eine Rechtsverordnung über die Freigabeergehen, dauert es ca. einen halben Tag bis die Freigabe der Reserven durchgeführtwerden kann. Die hierfür notwendigen Abstimmungen laufen meist telefonisch ab.Hierzu stehen jedoch keine gesicherten Kommunikationsnetze, sondern lediglich dasMobilfunknetz zur Verfügung. Als besonders kritisch ist zudem der Ausfall von IT-Systemen zu bewerten, da ohne diese eine Freigabe nicht durchgeführt werdenkann. Da das Rechnernetzwerk des EBV in Hamburg nicht notstromversorgt ist,würde der EBV bei einem längeren Stromausfall (weniger als 8 Stunden) nachHannover in ein gesichertes Rechenzentrum umziehen. Problematisch könnte zudemsein, dass möglicherweise nicht alle Mineralölkonzerne und Betreiber von Tanklagerndarauf vorbereitet sind, eine Freigabe aufgrund einer Energiekrise technischumzusetzen(weitere Details siehe [Ref. 7]).

Die umfangreichen Erläuterungen und Tabellen für Störfall-Szenarien aus demKrisenhandbuch Stromausfall [Ref. 7] waren die Grundlage für die Erstellung einesNetz-Diagramms für die Versorgungssicherheit der Treibstoffversorgung.

Die Grafiken zur Visualisierung der Versorgungssicherheit der Treibstoffversorgung,die auf der Anwendung der GAMMA-Methode [Ref. 5] basieren, sind aufgrund derausführlichen Beschreibung der GAMMA-Methode [Ref. 5] in Kapitel 3 diesesBerichts aus sich heraus verständlich.

Abbildung 32: Netzdarstellung Versorgungssicherheit Treibstoffversorgung


Abbildung 33: Einflussanalyse Versorgungssicherheit Treibstoffversorgung

Tabelle 5: Element-Matrix Versorgungssicherheit Treibstoffversorgung


Bei den gewählten Eigenschaften des Wirkungsgefüges der Elemente sind die

„treibenden Kräfte“ für die Versorgungssicherheit der Treibstoffversorgung die

Elemente 7 und 9, also die Planung der Treibstoffversorgung und die

Informations- und Kommunikationstechnik (IuK). Als „kritische“ Größen erweisen

sich die Elemente 5 und 8, also die Verteilung der Treibstoffe und die

Funktionsfähigkeit der Stromversorgung.


Quellenverzeichnis

Ref. 1: Schutz Kritischer Infrastruktur: Risikomanagement im Krankenhaus Leitfaden zurIdentifikation und Reduzierung von Ausfallrisiken in Kritischen Infrastrukturen desGesundheitswesens, Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK),www.bbk.bund.de , bzw.http://www.bbk.bund.de/nn_402322/SharedDocs/Publikationen/Praxis__Bevoelkerungsschutz/Langfassung__Leitfaden__Krankenh__Risiko-Kritis,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/Langfassung_Leitfaden_Krankenh_Risiko-Kritis.pdf

Ref. 2: Sascha Schäfers: „Umgang mit Komplexität“, FÖV Speyer, Dezember 2009http://www.hfv-speyer.de/Hill/Lehrangebot/Wintersemester-2009/Selbstorganisiertes_Lernen/H%C3%B6rer-

Doks/Sch%C3%A4fers/Seminararbeit%20Endversion.pdf

Ref. 3: GAMMA Software , Version 4.2, Oktober 2007, TATA Interactive Systems GmbH, Tübingen

Ref. 4: Hanns Hub: „Praxisbeispiele zum ganzheitlich-vernetzten Denken“, Verlag der DeutschenManagement-Gesellschaft (DMG-Verlag), Bonn/Nürtingen, 2007

Ref. 5: GAMMA – Tutorial Version 4http://www.topsim.com/downloads/gamma/GAMMA%204%20Tutor.pdf

Ref. 6: Ein Teilnehmerbericht von den Falkenstein-Seminaren der Gesellschaft fürArbeitsmethodik e.V. (GfA), www.g-f-a.de, vom 5.-8.5.2005http://www.hub-consulting.de/Downloads/Teilnehmerbericht%20GfA.pdf

Ref. 7: Krisenmanagement bei einer großflächigen Unterbrechung der Stromversorgung – amBeispiel Baden-Württemberg – Krisenhandbuch Stromausfall, Center für DisasterManagement and Risk Reduction (CEDIM), Karlsruher Institut für Technologie (K.I.T.)und Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe (BBK), 2009

Ref. 8: P. Gomez, G. Probst: “Die Praxis des ganzheitlichen Problemlösens“, 3. Auflage,Haupt Verlag, Bern, 1999

Ref. 9: W. Schmitz: „Modellbildung und Simulation für kritische Infrastrukturen“, Februar 2004http://www.competence-site.de/downloads/93/9f/i_file_3951/B2_M%26S%20f%C3%BCr%20CI.doc

Ref. 10: F. Fischer: Simulation kritischer Infrastrukturen (SIMKRIT) - Vom Denken in Systemenzu Prototypen von Simulationsmodellen - Ein subjektiver Rundgang durch die FachliteraturKarlsruher Institut für Technologie (K.I.T.), IKET, Februar 2010

www.bbk.bund.de

http://www.bbk.bund.de/nn_402322/SharedDocs/Publikationen/Praxis__Bevoelkerungsschutz/Langfassung__Leitfaden__Krankenh__Risiko-Kritis,templateId=raw,property=publicationFile.pdf/Langfassung_Leitfaden_Krankenh_Risiko-Kritis.pdf



http://www.hfv-speyer.de/Hill/Lehrangebot/Wintersemester-2009/Selbstorganisiertes_Lernen/H%C3%B6rer- Doks/Sch%C3%A4fers/Seminararbeit Endversion.pdf

http://www.hfv-speyer.de/Hill/Lehrangebot/Wintersemester-2009/Selbstorganisiertes_Lernen/H%C3%B6rer- Doks/Sch%C3%A4fers/Seminararbeit Endversion.pdf

http://www.topsim.com/downloads/gamma/GAMMA 4 Tutor.pdf

http://www.hub-consulting.de/Downloads/Teilnehmerbericht GfA.pdf

http://www.competence-site.de/downloads/93/9f/i_file_3951/B2_M%26S f%C3%BCr CI.doc


Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Vernetzung von Kritis-Sektoren und Branchen.......................................... 4Abbildung 2: Die vier Ebenen der Gesundheitsversorgung als „kritische Infrastruktur“.............................................................................................................................................. 7Abbildung 3: Beispielprozess in einem Krankenhaus ...................................................... 8Abbildung 4: Beziehungsgefüge der Grundelemente rationaler Auseinandersetzungmit komplexen Problemen .................................................................................................13Abbildung 5: Checkliste für das Arbeiten nach der GAMMA-Methode [Ref. 5]..............14Abbildung 6: Teilbereiche des Schwerpunktsektors Gesundheitswesens [Ref. 7] .......18Abbildung 7: Grafisch geordnete Liste Funktionssicherheit Strom im KKH .................20Abbildung 8: Netzdarstellung Funktionssicherheit Strom im KKH.................................22Abbildung 9: Netz „Medizinische Versorgung“ Strom im KKH.......................................24Abbildung 10: Netz „Haustechnik“ Strom im KKH...........................................................25Abbildung 11: Netz: „Verwaltung“ Strom im KKH ...........................................................26Abbildung 12: Einflussanalyse Funktionssicherheit Strom in einem KKH ....................31Abbildung 13: Wirkungsaufnahme <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 1 ........................34Abbildung 14: Wirkungsaufnahme <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 2 ........................35Abbildung 15: Wirkungsaufnahme <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 3 ........................36Abbildung 16: Wirkungsaufnahme <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 4 ........................37Abbildung 17: Wirkungsausbreitung <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 1.....................38Abbildung 18: Wirkungsausbreitung <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 2.....................39Abbildung 19: Wirkungsausbreitung <Strom intern> im KKH-Netz, Teil 3.....................40Abbildung 20: Verstärkende Rückkopplungen <Strom intern> im KKH-Netz ................41Abbildung 21: Momentaufnahme Zeitanalyse im KKH-Netz............................................42Abbildung 22: Kompakte Netzdarstellung Funktionssicherheit Strom im KKH.............43Abbildung 23: Kompakte Einflussanalyse Funktionssicherheit Strom in einem KKH ..43Abbildung 24: W.Aufnahme <Strom int.> im kompakten KKH-Netz, Teil 1 ....................44Abbildung 25: W.Aufnahme <Strom int.> im kompakten KKH-Netz, Teil 2 ...................45Abbildung 26: W.Aufnahme <Strom int.> im kompakten KKH-Netz, Teil 3 ...................45Abbildung 27: W.Ausbreitung <Strom int.> im kompakten KKH-Netz, Teil 1................46Abbildung 28: W.Ausbreitung <Strom int.> im kompakten KKH-Netz, Teil 2................46Abbildung 29: W.Ausbreitung <Strom int.> im kompakten KKH-Netz, Teil 3................47Abbildung 30: Verstärkende Rückkopplungen <Strom intern> im .................................47Abbildung 31: Zentrale Prozesse der Treibstoffversorgung einschließlich bedeutenderInfrastrukturen....................................................................................................................48Abbildung 32: Netzdarstellung Versorgungssicherheit Treibstoffversorgung..............52Abbildung 33: Einflussanalyse Versorgungssicherheit Treibstoffversorgung..............53


Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Phasen der Untersuchung nach der GAMMA-Methode [Ref. 5].....................15Tabelle 2: Elementliste Funktionssicherheit Stromversorgung Krankenhaus ..............19Tabelle 3: Element-Matrix Funktionssicherheit Strom im KKH.......................................30Tabelle 4: Element-Matrix Funktionssicherheit Strom im................................................44Tabelle 5: Element-Matrix Versorgungssicherheit Treibstoffversorgung ......................53

beispiele kritischer infrastrukturen gamma

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