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Nutzen ziehen aus der Datenflut

Logistik 4.0 ist der Blick über den Rand des Logistikzentrums hinaus
Nutzen ziehen aus der Datenflut

Materialfluss | Fast jedes Produkt ist nur noch einen Mausklick entfernt und wird just in time versandkostenfrei geliefert. Die Antwort der Wirtschaft auf diese Herausforderung lautet Industrie 4.0, die Vernetzung aller Elemente der Wertschöpfungskette. Aber was bedeutet das konkret für die Logistik?

Fast jedes Produkt ist nur noch einen Mausklick entfernt und wird just in time versandkostenfrei geliefert. Die Antwort der Wirtschaft auf diese Herausforderung lautet Industrie 4.0, die Vernetzung aller Elemente der Wertschöpfungskette. Aber was bedeutet das konkret für die Logistik?

Im Logistikzentrum der Zukunft haben autonome Einheiten das Zepter übernommen. Selbstfahrende Systeme bewegen sich frei im Raum, müssen anderen Systemen ausweichen und selbständig den besten Weg zu einem Zielort finden. Sie benötigen elektronische Hilfsmittel wie Kameras oder Navigationssysteme, müssen untereinander vernetzt sein und sich über das Internet auch von außen jederzeit ansteuern lassen. In der Logistik 4.0 spielt demnach die Elektronik und die IT eine zentrale Rolle. Das heißt konkret, dass die Anbieter von Software- und Automatisierungslösungen die ersten Ansprechpartner für Unternehmen sind, die ihre Logistik 4.0-tauglich machen möchten. Systemintegratoren, die herstellerneutral arbeiten, haben einen guten Überblick über den Markt und können aus den angebotenen Produkten eine passende Gesamtlösung zusammenstellen und integrieren.
Logistik 4.0 wirkt sich auf allen Stufen der Automatisierungspyramide aus. Die unteren Steuerungsebenen erhalten mehr Intelligenz und damit eine größere Autonomie. Außerdem werden alle Informationsflüsse vernetzt und zwar über alle Bereiche des Unternehmens hinweg und darüber hinaus. Logistik 4.0 ist der Blick über den Rand des Logistikzentrums hinaus auf die komplette Lieferkette. Diese beginnt bei der Planung und der Auftragsbearbeitung und geht weiter über Fertigung, Intralogistik und Versand bis hin zum Einsatz beim Kunden. Es entstehen neue Wertschöpfungsketten, in denen jede Produktionseinheit, jeder Lieferant und jeder Endverbraucher Teil des umfassenden Logistiksystems ist. Um diesen Paradigmenwechsel in der eigenen logistischen Infrastruktur zu vollziehen, müssen Unternehmen die richtigen Weichen stellen. Im Lager sind das die Bereiche Logistiksoftware, Anlagenvisualisierung, Datenübertragung, Steuerungstechnik, Aktorik und Sensorik.
Damit alle eingesetzten Systeme miteinander kommunizieren können, müssen die Softwarelösungen über offene Standards verfügen und Schnittstellen bieten, die einfach zu bedienen sind. So lassen sie sich leicht weiterentwickeln und neue Systemteilnehmer können flexibel eingebunden werden. Zusätzlich muss der Ort, über den eine Software bereitgestellt wird, variabel sein. Die klassische Anlage mit Rechnerschrank und Server bleibt nicht länger die Regel. Eine höhere Flexibilität bieten Cloud- oder so genannte SaaS-Lösungen (SaaS = Software-as-a-Service) sowie die Nutzung virtueller Server. Ein Lagerverwaltungssystem (LVS) kann beispielsweise als virtuelle Maschine betrieben werden und so mehrere Unternehmensstandorte betreuen. Nutzer greifen über das Internet auf das LVS zu und erhalten alle Daten in Echtzeit. Gleichzeitig werden mit dieser Technik hierarchische und unflexible IT-Strukturen überwunden. Darüber hinaus erfordert Logistik 4.0 einen neuen Umgang mit Daten. Alle eingesetzten Softwarelösungen liefern Informationen. Das kann zum Beispiel die Dauer einer Kommissionierung oder eine Lieferfrequenz sein. Diese Daten müssen intelligent ausgewertet und in Beziehung zueinander gesetzt werden. Ein Data-Warehouse übernimmt als zentrale Datenbank diese Aufgabe. Die auf Basis von Algorithmen gewonnenen Erkenntnisse helfen Anwendern bei der Entscheidungsfindung und ermöglichen Prozessverbesserungen.
Je höher die Autonomie der einzelnen Systeme in einem Logistiknetzwerk ist, umso wichtiger werden eine detailgenaue Anlagenvisualisierung und eine lückenlose Sendungsverfolgung. Mit einem unternehmensübergreifenden Tracking und Tracing behält der Nutzer im Blick, wo ein fahrerloses Transportsystem gerade unterwegs ist oder wo sich eine Warensendung befindet. Ausgehend von der Idee eines firmenübergreifenden Logistiknetzwerks muss eine moderne Anlagenvisualisierung komplexe und große Strukturen übersichtlich abbilden können. Im Idealfall ist ein stufenloses Zoomen in alle Bereiche des Logistiksystems möglich, wobei die erste Zoomstufe der Grundriss des gesamten Unternehmens ist. Davon ausgehend taucht der Nutzer immer weiter ins Detail ein. Zur Darstellung sind mobile Endgeräte von Vorteil. Jeder Instandhalter muss eine Anlage zum Beispiel auf seinem Tablet visualisieren können. Nur so kann er mögliche Probleme bereits aus der Ferne, aber auch mitten in der Anlage analysieren.
Die Steuerungstechnik koordiniert alle Bewegungen im Logistiksystem. Beim Wandel von der stationären Fördertechnik hin zu autonom fahrenden Systemen ist sie am stärksten betroffen. Daher muss sie neben den klassischen Steuerungsfunktionen künftig zusätzliche Aufgaben erfüllen. Dazu gehören die Navigation der autonomen Einheiten, ein dynamisches Routing und die Vernetzung mit weiteren Akteuren. Hinzu kommt, dass moderne Steuerungen autonom Entscheidungen treffen müssen. Die Grenzen zwischen der Steuerung und dem IT-System verschwimmen, ähnlich wie in den Bordsystemen von modernen Autos. An die Stelle der klassischen SPS treten in den nächsten Jahren PC-basierte Systeme, die die Funktionen der SPS übernehmen. Weil im Lager der Zukunft jedes Element mit dem IP-Netz verbunden ist, greift die Steuerung flexibel auf die einzelnen Komponenten zu, fragt Informationen ab und gibt Aktionsbefehle – unabhängig davon, wo sich die Komponente gerade befindet.
Auf der untersten Stufe der Automatisierungspyramide ersetzen IP-Netzwerke die klassischen Feldbussysteme. Durch diese digitale Anbindung werden die Logistikprozesse extrem flexibel. Über eine eigene IP-Adresse kann jeder Sensor und jeder Aktor individuell angesprochen werden. Der Vorteil ist, dass sich Veränderungen in den Prozessabläufen mit einem minimalen Aufwand umsetzen lassen. Um zum Beispiel einen anderen Sensor anzusprechen, muss nur die IP-Adresse geändert werden. Auch in der Aktorik kommen Steuerungsbefehle künftig aus dem IP-Netz. Das kann zum Beispiel die Geschwindigkeit oder die Drehrichtung eines Motors betreffen. Auch bei der Instandhaltung ist die IP-Basierung aller Elemente vorteilhaft. Der Dienstleister wählt sich künftig von außen in jedes System ein. Über das Netz melden sich die autonomen Einheiten automatisch, wenn eine Störung vorliegt oder die turnusmäßige Wartung ansteht. Diese Selbstkontrolle erhöht die Verfügbarkeit der Anlagen.
Es wird noch einige Zeit dauern, bis sich alle Anforderungen der Logistik 4.0 erfüllen lassen. Unternehmen können aber bereits heute wichtige Grundlagen schaffen. Dazu zählen die Digitalisierung aller Geschäftsprozesse, die Vernetzung der eingesetzten Systeme und die Auswahl von Softwarelösungen mit offenen Standards. Gleichzeitig gibt es aber noch offene Fragen. Wie lassen sich Schnittstellen standardisieren und Datenformate vereinheitlichen? Wie schaffen Unternehmen Sicherheit beim Einsatz von cloudbasierten Systemen? Und wie lässt sich die große Datenmenge auswerten und nutzbringend einsetzen?
Hier sind Industrie und Forschung gleichermaßen gefragt, neue Lösungen zu finden. Wenn das gelingt, dann lassen sich die Vorteile der digitalen Logistik voll ausschöpfen. Durch die unternehmensübergreifende Vernetzung werden Prozesse beschleunigt und Reaktionszeiten verkürzt. Die Daten gelangen schneller an den richtigen Adressaten und unterstützen dabei auf allen Systemebenen eine optimierte und kundenorientierte Entscheidungsfindung. Dank der hohen Flexibilität der Systeme können Logistiker schneller auf Veränderungen am Markt reagieren und sichern damit ihre Wettbewerbsfähigkeit. (ub)
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