Complexity without leadership: The queen no longer rules

Humans used to hierarchical organisation in their machines and societal systems find it hard to appreciate that simple minded organisms like bees and ants exhibit complex behaviour without central control. Examples can be seen in the coordinated pathfinding video above and in the enormous nests that these insect colonies build and run. These powerful behaviors arise from the controlled interaction of a huge number of comparatively simple elements (individual ants) and increasingly inspire also human activities, as we shall explore in our next article.

tunneling ants by jurvetson

tunneling ants by jurvetson

Immer mehr Führungskräfte klagen über zu hohe Komplexität. Vielleicht steckt hinter diesen Sorgen aber ein veraltetes Steuerungsmodell, das überholten, zentralistischen Kontrollphantasien verhaftet ist. Führungskräfte und Organisationen können von komplexen Gebilden aus Flora und Fauna lernen, wie zum Beispiel von einem Ameisenstaat.

Dieser Schritt erfordert aber ein komplettes Umdenken, da die meisten vom Menschen entwickelten Systeme, von Maschinen bis hin zu Firmen und Regierungen, hierarchisch aufgebaut sind. Wegen dieser eingespurten Denkstruktur fällt es uns schwer Systeme zu verstehen, die ohne zentrale Führung auskommen. Insektenkolonien, zum Beispiel, weisen komplexe Verhaltensmuster auf, ganz ohne Führung. Trotzdem erfanden wir Menschen Begriffe wie Bienenkönigin. Das entsprechende Insekt macht aber nichts anderes, als im stillen Kämmerlein Nachkommen zu produzieren. Wir suchen Führung dort, wo es keine Führung im herkömmlichen Sinne zu geben scheint.

Wie sind Ameisen ohne leitende Architekten in der Lage einen Bau anzulegen, der im Vergleich zur Körperhöhe einer Etagenwohnung oder sogar einem Hochhaus entspricht, und das mit nur 1/4 Millionen Neuronen? Zum Vergleich, Leser und der Autor dieses Artikels besitzen ~85 000 Millionen Neuronen. Diese Frage verwundert Forscher noch heutzutage. Erste Prozesse wurden jedoch bereits entschlüsselt.

Ameisen sind zum Beispiel in der Lage, ihre Umgebung zu kartieren und dynamisch ihre Jobverteilung anzupassen. Das erreichen sie oft mit erstaunlich einfachen Mechanismen, die im Zusammenspiel vieler Individuen zu einem komplexen System werden.

Am Morgen bricht die Patrouille auf und erkundet die Umgebung, mehr oder weniger zufällig. Wenn sie nicht zurückkommt, bleiben auch die Sammler lieber im Bau – ein Warnsignal zum Preis von ein paar Koloniegenossen. Kommen Späher zurück, werden die Sammler aktiv und zwar proportional zur Frequenz der Zurückkehrenden, ganz ohne Mathematik, nur durch Gruppeneffekte. Wege, zu Beginn noch zufällig, etablieren sich von selbst durch Geruchsmarkierungen, die mit der Zeit verdunsten. Dabei entstehen Pfade, die zwar nicht der kürzeste Weg von A nach B sind, aber zum Ziel führen und das mit minimalem neuronalen Aufwand und fast ohne Infrastrukturinvestitionen.

A time lapse video of ants exploring a round container – random walk, initially, and then laying down tracks like highways. Experiments by the Couzin lab.

Auch die Arbeitsaufteilung der Ameisen ist eine Geschichte von Gruppenintelligenz durch Rückkopplungsmechanismen. In einer typischen Kolonie von Tausenden von Ameisen gibt es 1 entmachtete Königin, 50% Faulenzer und 4 Berufssparten: Nestbauer, Müllfahrer, Späher und Sammler. Allerdings bleiben Berufe nicht fürs Leben gleich, sondern werden gemeinschaftlich der Situation angepasst. Wurde z.B. eine reichhaltige Nahrungsmittelquelle entdeckt, so werden durch die vermehrt erfolgreich zurückkehrenden Sammler mittels Antennenkommunikation Arbeiter anderer Gruppen umgepolt und ziehen aus, die reiche Beute zu bergen. Dabei gibt es Regeln welche Berufssparte in welche wechseln kann. Berufsgruppen weisen sich durch die Kohlenwasserstoff-Beschichtung ihrer Antennen aus. Eine zentrale Jobagentur braucht es nicht und das System reagiert trotzdem schneller und passender als menschliche Äquivalente.

Dezentralisierte, komplexe System dieser Art werden bisher nur teilweise verstanden, aber wir erkennen langsam ihre Stärken. Man verwendet heute z.B. künstliche Ameisen, umgesetzt in Computerprogrammen, für die Planung von Lieferrouten. Der nächste Blogartikel bei komplexe Welt wird ein Beispiel dafür geben, dass es sogar inzwischen ähnlich strukturierte Firmen gibt. Für bestehende Firmen könnte dies ein interessantes Modell sein, um sich besser auf dynamisch wandelnde Umfelder einstellen zu können.

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Increasing complexity in small and medium-sized companies

Growing from a mid-size, locally operating manufacturing company to a global holding company with sites in more than 25 countries forced the leaders of ABC-Group (name changed here) to adapt a new approach. Perfectionism, hierarchy and heavy involvement in daily operations have become impossible. Instead, leaders are learning that delegating responsibility to local leaders, recognizing patterns instead of focusing on details, and communicating a vision and standards that translate across languages and cultures are the keys for competing in complexity.

Die ABC Gruppe, ein Familienunternehmen, das seit 1935 in Nordrhein-Westfalen Maschinen produziert, hat in weniger als sieben Jahren ihren Umsatz, Mitarbeiter und die Anzahl der Fertigungsstätten verdreifacht. Dieses schnelle Wachstum entstand durch die Übernahme von Unternehmen in Skandinavien, Osteuropa und Indien sowie durch die Vergrößerung bereits existierender Standorte in Amerika und China. Der Geschäftsführer (und Großenkel des Firmengründers) ist nun für 3000 Mitarbeiter verantwortlich, im Vergleich zu 800 im Jahr 2005, und die Firma hat nun einen Umsatz von  500 Millionen, im Vergleich zu 150 Millionen in 2005.

Im Zuge der globalen Expansion musste sich die Unternehmensleitung der ABC Gruppe von der Führung eines gewachsenen mittelständischen Maschinenbauunternehmens hin zum Management einer komplexen internationalen Holding-Gruppe entwickeln. Dieser Prozess machte sowohl philosophische als auch operationale Veränderungen notwendig. Führungskräfte mussten sich von ihrem eigenen Perfektionsanspruch trennen und Entscheidungen den lokalen Managern überlassen, obwohl deren Herangehensweise eventuell schlechter sein würde als die im deutschen Hauptquartier üblich – oder aber auch besser. Durch das Delegieren von Verantwortung konnte das Unternehmen in unerwartete Richtungen wachsen, so ist beispielsweise der chinesische Produktionsstandort zu einem Innovationszentrum aufgestiegen. Die Führungspersonen der ABC Gruppe müssen häufig Entscheidungen auf Grundlage begrenzter Informationen treffen, etwa bei der Integration einer neuen Fabrik in Indien. Sie sind dadurch gezwungen, sich verstärkt Fragen zu stellen wie „was lief beim letzten Mal gut”, Situationen mit externen Sparringspartnern durchzuspielen und besonders wachsam auf Vorzeichen potentieller Schwierigkeiten zu achten.

Um die an den weltweiten Standorten verfügbaren Fachkenntnisse bestmöglich zu nutzen und schnellere Entscheidungen vor Ort zu ermöglichen, veränderte das Unternehmen seine zuvor hierarchische Struktur zu der einer Holding-Gruppe. Damit Zusammenhalt und Effizienz im dezentralisierten Unternehmen erhalten bleiben, müssen aber gemeinsame Standards und eine gemeinsame Vision kommuniziert werden. Hierfür hat sich der Geschäftsführer aus dem operativen Tagesgeschäft zurückgezogen und reist nun um den Globus, um persönlich den Mitarbeitern die Unternehmensstrategie und -Werte zu vermitteln. Außerdem müssen die ABC-Vorgehens- und Verhaltensweisen, die den Angestellten in Deutschland schon „in Fleisch und Blut übergegangen“ sind, standardisiert und den Mitarbeitern weltweit kommuniziert werden. Zugleich soll diesen aber genug Raum für eigene Ideen und Verbesserungen gelassen werden.