Digital Transformation Blog

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Industrie 4.0 im Kontext Logistik – Connected Supply Chains

Industrie 4.0 beschreibt ein topaktuelles Thema, das gegenwärtig ein außerordentlich starkes Interesse auf sich zieht. Allerdings wird Industrie 4.0 bisher schwerpunktmäßig aus der Perspektive der Produktion betrachtet. Schon die Zielsetzung des Zukunftsprojekts der Bundesregierung, Deutschland als Produktionsstandort zu stärken und die Position als weltweit führender Anbieter von Produktionstechnik weiter auszubauen, lässt diesen Schluss zu. Allerdings lassen sich auch für die Logistik innovative und vielversprechende Inhalte aus der Vision Industrie 4.0 ableiten.
 
Die Individualisierung und Dynamisierung der Nachfrage, die Umkehrung der Warenströme im Sinne der Globalisierung, ein zunehmender Wettbewerbs- und Kostendruck – all dies sind zentrale Herausforderungen, mit denen sich die Logistikbranche aktuell konfrontiert sieht. Die Vision einer Connected Supply Chain bietet hier Lösungsmöglichkeiten, um den zentralen Kernfragen der Logistik zu begegnen.
 

CPS als zentraler Bestandteil einer Connected Supply Chain

 
Cyber-Physische Systeme schaffen die Verbindung von digitaler und physischer Welt und ermöglichen so eine Vielzahl neuartiger Funktionen und Dienste, deren Fähigkeiten heutige Systeme bei weitem übertreffen. Intelligente Objekte, die im Rahmen eines CPS agieren, können ihre Anwendungs- und Umgebungssituation erfassen, zusammen mit den Nutzern interaktiv beeinflussen und ihr Verhalten im Hinblick auf die jeweilige Situation gezielt steuern. Ein Cyber-Physisches Logistiksystem beinhaltet verschiedene mobile und eingebettete Logistikelemente, die miteinander agieren, autonom handeln und schließlich die virtuelle mit der physischen Welt verknüpfen.
 
Cyber-Physische Systeme werden in Connected Supply Chains verstärkten Einsatz finden, indem Transportprozesse mit Bearbeitungsprozessen vernetzt werden. Zusätzlich liegt ein hohes Potenzial in der stärkeren Verbindung der überbetrieblichen Transportlogistik mit der innerbetrieblichen Produktionslogistik und letztendlich mit dem Kunden, dem über erweiterte Track & Trace Funktionalitäten eine verstärkte Transparenz der Warenströme ermöglicht wird.
 
Neben der Vernetzung auf Basis Cyber-Physischer Systeme stellt die dezentrale Selbststeuerung einen grundlegenden Paradigmenwechsel in Supply Chains dar. Sie befasst sich schwerpunktmäßig mit der Delegation der Entscheidungsfindung auf lokale Logistikeinheiten. Das bedeutet im logistischen Kontext, dass einzelne Einheiten selbst für die logistische Zielerreichung verantwortlich sind und nicht durch eine Zentraleinheit gesteuert werden. Zum Beispiel könnte ein Seefrachtcontainer, der von Ostasien nach Europa transportiert werden soll, als aktiver Teilnehmer am logistischen Prozess seine Route durch das Logistiknetzwerk selbst planen und seinen Transport selbst veranlassen. Dazu muss dem Container ein hohes Maß an Autonomie gewährt werden und zudem muss er befähigt werden, mit anderen logistischen Einheiten zu kommunizieren und zu interagieren.
 

Leistungsstarke Technik als Voraussetzung für Connected Supply Chains

 
Leistungsstarke Informations- und Kommunikationstechnik ist eine Grundvoraussetzung, um die genannten Prinzipien in die logistische Anwendung zu bringen. Diesbezüglich lassen sich vier Technologiefelder differenzieren.
 

Identifizierung

Die automatische Identifikation von Objekten gilt als eine wichtige Basisfunktion für die Connected Supply Chain. Nur wenn Objekte eindeutig identifiziert und unterschieden werden können, ist die direkte Adressierung, die Kommunikation zwischen den Einheiten und damit die dezentrale Selbststeuerung im Sinne der Industrie 4.0 möglich. Durch eindeutige Identitäten können Objektbewegungen und Statusänderungen automatisiert nachvollzogen werden. Die Identifikation legt somit den Grundstein für Cyber-Physische Systeme und damit für Connected Supply Chains, indem sie den Materialfluss mit dem Informationsfluss koppelt. Zur Identifikation können in der Logistik verschiedene Auto-ID Systeme benutzt werden. Zu den Wichtigsten zählen bisher der Barcode und die Radio Frequency Identification.
 

Lokalisierung

Lokalisierungstechnologie erlaubt es, den aktuellen Standort einer Logistikeinheit zu bestimmen. Zum einen ist dies für intelligente Objekte im Sinne der Kontextsensitivität eine relevante Information. Zum anderen ermöglicht es in der konventionellen Logistik die Rückverfolgung von Objekten und ist somit notwendig, um logistische Prozesse transparent zu gestalten. Die zur Verfügung stehenden Verfahren reichen vom Remote Positioning Verfahren bis hin zu GPS-basierten Lösungen. Letztlich richtet sich die Art der verwendeten Technologie nach dem Anwendungsspektrum und der Granularität der benötigten Daten.
 

Sensoren und Sensornetze

Sensortechnik ermöglicht die Überwachung von Waren in Logistikprozessen bezüglich Qualität und Sicherheit. Vielversprechende Möglichkeiten bieten drahtlose Sensornetzwerke, die eine Kombination unabhängiger Sensoren in sogenannten Konten oder Netzwerken herstellen. Die lokal von drahtlosen Sensornetzwerken gewonnenen Informationen können sowohl in der konventionellen Logistik als auch in einer Smarten Supply Chain verwendet werden.
 

Kommunikation und Vernetzung

Die Vernetzung von Objekten über Kommunikationsplattformen und Netzwerke ist ein integraler Bestandteil der vierten industriellen Revolution. Erst die umfangreiche Vernetzung ermöglicht eine dezentrale, selbststeuernde und flexible Supply Chain. Intelligente Objekte müssen in die Lage versetzt werden, mit anderen Teilnehmern zu kommunizieren und zu interagieren. Solche Wechselwirkungen werden durch Kommunikationstechnik ermöglicht. Wie auch im Fall der Lokalisierung und Sensorik, bestimmt der Anwendungsfall das Kommunikationsverfahren.
 

Business Impacts

 
Ein großes Potenzial der Digitalisierung der Logistik liegt in der Steigerung der Transparenz innerhalb der Supply Chain. In diesem Kontext geht es schwerpunktmäßig darum, die Durchgängigkeit des Informationsflusses zu erhöhen, Medienbrüche zu vermeiden und die logistische Entscheidungsfindung durch eine breite Datenbasis zu unterstützen. Im unternehmensübergreifenden Kontext gibt es allerdings momentan noch sehr viele Stellen, an denen keine Daten erfasst werden und man so sozusagen blind ist. Je durchgängiger man innovative Informations- und Kommunikationstechnologie im Sinne einer Connected Supply Chain einsetzt, desto größer ist auch das Nutzenpotenzial.
 
Ein zweites Potenzial ist die Optimierung der Prozesse über die gesamte industrielle Wertschöpfungskette hinweg. Cyber-Physische Systeme bieten zum Beispiel die Möglichkeit, an verschiedenen Punkten des Logistiknetzwerks Informationen über Zustand und Status logistischer Einheiten zu erheben, wodurch logistische Prozesse besser nachvollzogen, prozessuale Defizite erkannt und Optimierungsmaßnahmen abgeleitet werden können. So wird das gesamte Logistiknetzwerk effizienter und reaktionsfähiger.
 
In diesem Zusammenhang entsteht auch das dritte große Nutzenpotenzial einer Connected Supply Chain, die Steigerung des Automatisierungsgrades in logistischen Prozessen. Gerade in Hochlohnländern wie Deutschland ist es von großer Bedeutung, Kosten für Lohn, Lagerverwaltung und Transport zu optimieren. Connected Supply Chains bieten in diesem Kontext viele Möglichkeiten, manuelle Erfassungsschritte sowie Umschlags- und Versandaktivitäten durch automatisierte Prozessschritte zu ersetzen.
 
Mehr über unsere Vision der vierten industriellen Revolution und deren Realisierungsmöglichkeiten im Kontext Logistik finden Sie in unserer Studie „Industry 4.0 – The Capgemini Consulting Way“.

Über den Autor

Jörg Redelberger
Jörg Redelberger
Jörg Redelberger ist Experte für Digitale Transformation in produzierenden Industrien. Als Consultant im Bereich Supply Chain Management begleitet er seine Kunden bei der Lösung aktueller Fragestellungen zum Thema Industrie 4.0 und deren Implikationen für Produktions- und Logistikprozesse.

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