Lagersysteme werden im Rahmen der Industrie 4.0 zunehmend autonom

Wie wirkt sich die Industrie 4.0 auf die Logistik aus?

31 Januar 2020

Die Industrie 4.0, oder auch die vierte industrielle Revolution, baut auf Digitalisierung und Hyperkonnektivität, um die Struktur von Organisationen zu verändern. Laut einer Studie von PwC erwarten 86% der Manager dank ihrer Investitionen in die Industrie 4.0 eine Kostensenkung und Gewinnsteigerung.

In unserem Artikel zeigen wir die Merkmale der so genannten intelligenten oder vernetzten Industrie sowie die Technologien, die zu der Transformation der Branche beitragen. Wie wirkt sich dies auf die Organisation der Logistik und die Effizienz der Supply Chain aus?

Was ist Industrie 4.0?

Die Industrie 4.0 ist gekennzeichnet durch die vollständige Integration aller Informationen zwischen der physischen und digitalen Welt im Bereich von Produktionsprozessen. Die enormen Datenmengen, die durch vernetzte und immer intelligentere Technik gesammelt werden, stehen im Mittelpunkt der vierten industriellen Revolution.

Mit einem kurzen Rückblick auf die vorangegangenen Revolutionen kann der Ursprung der Industrie 4.0 besser verstanden werden:

  • Die erste industrielle Revolution (die einfach nur die Industrielle Revolution genannt wird), begann in England Ende des 18. Jahrhunderts und entstand durch die Erfindung der Dampfmaschine und die Mechanisierung der Textilindustrie.
  • Die zweite industrielle Revolution kam Ende des 19. Jahrhunderts und war von der Massenproduktion geprägt.
  • Bereits Mitte des 20. Jahrhunderts lösten die ersten Computer die dritte industrielle Revolution aus, die durch den Einsatz von Computern in der Industrie und die Verbesserung der IKT (Informations- und Kommunikationstechnologien) gekennzeichnet war.

Die Industrie 4.0 geht noch einen Schritt weiter: Sie revolutioniert nicht nur die Methoden zur Herstellung von Produkten, sondern auch deren Distribution, Lagerung und die Beziehung zwischen Kunden und Unternehmen.

Herausforderungen der Industrie 4.0 für Unternehmen

Der Prozess der Umstellung auf Industrie 4.0 stellt die Unternehmen vor neue Herausforderungen in Bezug auf:

- Steigerung der globalen Wettbewerbsfähigkeit:

Unternehmen müssen in der Lage sein, ihre Produktionsprozesse an die sich schnell ändernde Nachfrage anzupassen und gleichzeitig ihre Produktivität zu maximieren. Dazu ist es unerlässlich, technologische Fortschritte flexibel umzusetzen. Gemäß dem PwC-Bericht Digital Factories 2020 stimmen 98% der befragten Unternehmer zu, dass die Suche nach Produktionseffizienz der Hauptgrund für die Digitalisierung von Fabriken ist.

- Erforderliche digitale Transformation der Branche:

Investitionen in die Forschung und Entwicklung von Logistikprozessen sind für viele Unternehmen zu einem wesentlichen Wirtschaftsfaktor geworden und in den meisten Fällen der Schlüssel zu ihrem Fortbestehen. Innovation im Umfeld von Industrie 4.0 bedeutet:

  • neue Produkte für eine digitalisierte Gesellschaft schaffen.
  • die Einführung fortschrittlicher und intelligenter Produktionssysteme (smart factories).
  • die optimale Verwaltung einer komplexen globalisierten Lieferkette.

- Weiterbildung und Führung des Humankapitals:

Die Industrie 4.0 erzeugt eine Nachfrage nach Arbeitskräften mit neuen Fähigkeiten: das so genannte Talent 4.0, das den Unternehmen das notwendige Wissen für die Umsetzung technologischer Lösungen in ihren Prozessen vermittelt.

- Neue digitale Risiken: Cybersicherheit in der Industrie 4.0

Die größte Herausforderung für die Cybersicherheit in der Industrie 4.0 sind die sich rasant entwickelnden Formen von Computerangriffen. Informationsdiebstahl, Phishing, Sperrung von Computersystemen etc. Die Bedrohungen sind sehr vielfältig und können im Kontext der vernetzten Industrie 4.0 kritisch werden.

Cybersicherheit ist der zentrale Faktor für den Schutz automatischer Systeme in der Industrie 4.0
Cybersicherheit ist der zentrale Faktor für den Schutz automatischer Systeme in der Industrie 4.0

Technologie 4.0 im Dienste einer vernetzten Industrie

Um die Entwicklung der vierten industriellen Revolution zu verstehen, sollten zunächst die wichtigsten Technologien zu erwähnt werden, die sie überhaupt erst möglich machen:

  • Internet der Dinge (IoT-Internet of Things): Industriemaschinen können jetzt jetzt in Echtzeit kommunizieren und mittels diverser Sensoren gesammelte Informationen gemeinsam zu nutzen. Dies ermöglicht eine genauere Analyse des gesamten Systems und eine sofortige Reaktion auf jede Situation.
  • Big Data, künstliche Intelligenz (KI) und Machine Learning: Diese drei Disziplinen sind eng mit der Erfassung und Verwaltung einer großen Datenmenge aus verschiedenen Quellen (Big Data) verbunden. KI ermöglicht durch maschinelles Lernen, dass Computer auf der Grundlage historischer Daten und der Wiederholung von Vorgängen selbstständig lernen und Prozesse verbessern können.
  • Augmented Reality: ermöglicht das Hinzufügen von Schichten virtueller Informationen zu realen Umgebungen. Durch elektronische Geräte wie Brillen oder Bildschirme gelangt der Nutzer in eine gemischte Realität, in der reale Elemente mit digitalen Elementen kombiniert werden.
  • Digitale Zwillinge: Diese Technologie beginnt mit Daten aus der physischen Welt, um ein virtuelles Szenario nachzubilden. Mit diesem Verfahren können Sie ein Problem analysieren oder die Funktionsweise eines Systems auf digitale Weise überprüfen und die Lösung dann in der realen Welt anwenden.
  • Blockchain: Dies ist eine neue Methode zur Strukturierung der Datenübertragung, die in verschlüsselten, miteinander verbundenen Blöcken verteilt und mit eindeutigen und nicht wiederholbaren Nummern gekennzeichnet wird. Basierend auf komplexen mathematischen Algorithmen gewährleistet dieses System die Unverletzbarkeit der Informationen und ist in der Lage, jede unberechtigte Änderung zu erkennen und abzulehnen.
In der Industrie 4.0 gewinnt cloudbasierte Software immer mehr an Bedeutung
In der Industrie 4.0 gewinnt cloudbasierte Software immer mehr an Bedeutung

Anwendungsbereiche der Industrie 4.0 in der Intralogistik

Wie die Industrie sieht sich die Logistik einem anspruchsvollen und volatilen Markt gegenüber. Das bedeutet, bei der Lieferkette muss die neueste Technologie in all ihren Prozessen eingesetzt werden, um ein flexibleres und effizienteres Logistiknetzwerk zu schaffen:

1. Cloud Computing in der Lagerverwaltung

Die Notwendigkeit, immer mehr Systeme und Glieder in der Lieferkette miteinander zu verbinden, macht cloud-basierte Software oder SaaS (Software as a Service) zu einem fast unverzichtbaren Element, um das Konzept der Industrie 4.0 zu etablieren. Nach Schätzungen des Beratungsunternehmens Gartner soll der Markt für Cloud-Anwendungen auch in den kommenden Jahren zweistellig wachsen. Darüber hinaus wird die Branche bis 2020 ihren Umsatz um 17% auf weltweit 266,4 Milliarden Dollar steigern.

Im Gegensatz zum traditionellen On-Premise-System mit eigenen, im Unternehmen installierten Servern erleichtert Cloud Computing den Zugriff auf Informationen von überall her und die Integration mit anderen Anwendungen sowie die Ausführung von automatischen Updates, wodurch die Cybersicherheit verstärkt wird.

Ein Lagerverwaltungssystem wie Easy WMS ist ein anschauliches Beispiel für eine Logistiksoftware, die sowohl in der Cloud als auch im On-Premise-Modus eingesetzt werden kann.

2. Technologie zur Rückverfolgbarkeit und automatischen Identifikation von Waren

Eine genaue Kontrolle über die Informationen ist im Hinblick auf die logistische Rückverfolgbarkeit unerlässlich, da auf diese Weise jederzeit bekannt ist, wo und in welchem Zustand sich das Produkt befindet.

Eine der bekanntesten Anwendungen von IoT-Devices in der Logistik ist die automatische Identifikation mit RFID. Innerhalb des Lagers kann dieses System die Genauigkeit und Geschwindigkeit der Bestandsaufnahme von Teilen und Produkten verbessern. Außerhalb der Anlage, bereits auf der Transport- und Verteilungsstufe, hilft es, den Bullwhip- oder Peitscheneffekt zu reduzieren.

3. Robotisierung des Lagers

Eines der Ziele der internen Logistik ist die Optimierung des Material- und Personalflusses innerhalb der Anlagen des Unternehmens. Durch die Entwicklung von Systemen, die in der Lage sind, diese Bewegungen zu beschleunigen, wurde die Lagerautomatisierung als Wachstumstreiber des globalen Marktes für Industrieroboter gefördert, so die Daten der International Federation of Robotics (IFR).

Roboterlager verfügen über Systeme, die das Be- und Entladen von Waren sowie die Übergabe der Produkte und deren Positionierung in den Regalen erleichtern. Dies ist zum Beispiel der Fall bei Regalbediengeräten für Paletten, Miniloads und Fördersystemen, die verschiedene Bereiche des Lagers verbinden.

Erfolgsgeschichten der vierten industriellen Revolution in der Logistik

Das Lager ist eines der logistischen Elemente mit der meisten Interaktion zu den übrigen Geschäftsbereichen, wodurch die Automatisierung für das Betriebsmanagement von großer Bedeutung ist. Hier sind zwei Beispiele im Bereich der Logistik genannt, bei denen die Industrie 4.0 erfolgreich umgesetzt wurde:

  • Lager des Händlers Cogeferm: ein zoniertes Layout nach der ABC-Methode, ein Miniload und Fördertechnik für die Vorbereitung von Kleinaufträgen sowie eine intelligente Verwaltung mit dem Mecalux Easy WMS sind die Komponenten, aus denen sich das Lager 4.0 für diesen französischen Händler für Schlossereiartikel zusammensetzt.
  • Lager des Getränkeherstellers DAFSA: Dieses freitragende Lager ist mit einem breiten Netz von Förderern ausgestattet, die in Kombination mit fahrerlosen Transportsystemen (FTS) die Paletten aus der Fabrik transportieren, sie in dem vom LVS angegebenen Bereich abstellen (mittels Shuttles und Regalbediengeräten) oder sie zum Versand fahren. Diese Installation ist vollständig in die übrigen in der Fabrik verwendeten Systeme integriert. Das Design wurde für mögliche zukünftige Erweiterungen konzipiert.

Zukünftige Aussichten für die Logistik und Industrie 4.0

Flexibilität in der Produktion, eine stärkere Integration verschiedener Geschäftsbereiche und die digitale Transformation von Fabriken sind zur Basis von Industrie 4.0 geworden. Die vernetzte Industrie kann jedoch nicht ohne ein solides System funktionieren, das die mit jedem Produkt verbundenen Material- und Informationsflüsse steuert.

Durch die Kombination von Sensoren, Konnektivität und höherer Datenverarbeitungsleistung bringt die rasante technologische Entwicklung immer mehr Lösungen hervor, die darauf abzielen, das von der vernetzten Industrie benötigte Logistikmodell zu entwickeln. Lösungen, die zweifelsohne auf Herausforderungen wie Komplexität im Lager, den 24-Stunden-Lieferstandard oder Omnichannel reagieren müssen.