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Intralogistik 4.0: Evolution statt Revolution

| Autor/ Redakteur: Dipl. Inf. Stefan Graf / Stefanie Michel

Industrie 4.0 steht für die industriellen Revolutionen seit dem 18. Jahrhundert bis heute. Viele Konzepte davon greifen auch für die Intralogistik, denn deren Zukunft ist digital und vernetzt. Wie das funktioniert und in welche Richtung sich die Intralogistik bewegt, zeigte die Messe Cemat.

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Still präsentierte auf der Cemat das weltweit erste autonome Flurförderfahrzeug.
Still präsentierte auf der Cemat das weltweit erste autonome Flurförderfahrzeug.
(Bild: Still)

Eine funktionierende Intralogistik ist der Schlüssel für eine effiziente Produktion und guten Kundenservice. Deshalb sind Unternehmen permanent bestrebt, ihre Logistikprozesse zu optimieren. Eine Revolution gab es hier in den vergangenen Jahren nicht, sondern eher eine Evolution. Schließlich wird in der Intralogistik schon seit Jahren vernetzt gearbeitet. Man denke nur an RFID, kabellose Barcode-Systeme und Etikettierung sowie die Verknüpfung von Lager und Fördertechnik. Das Optimierungspotenzial – auch die Möglichkeiten, die die Industrie 4.0 hier bietet – ist allerdings noch lange nicht ausgeschöpft. Es stellt sich die Frage: Wie wird die Logistik im Rahmen von Industrie 4.0 aussehen? Die Fabrikhallen der Zukunft werden sicherlich eine Großzahl vernetzter Systeme beherbergen. Alle Objekte darin werden intelligent sein: das Material, die Behälter und die Transportsysteme. Alle Objekte kennen ihre eigene Identität und Fähigkeiten und können sich miteinander vernetzen.

Mit Steuerungs- und Kommunikationstechnik ausgestattet bewegt sich zukünftig ein rollendes Werkstück ohne Fördertechnik oder Leitrechner zu den einzelnen Stationen und gibt dort selbst, etwa per RFID, den Auftrag zum weiteren Aufbau. In einer solchen Umgebung wird sich auch der Warentransport grundlegend verändern. Ihn übernehmen dann fahrerlose Flurförderzeuge, die sich frei im Raum bewegen können. Es dauert nach Einschätzung von Experten aber noch einige Jahre, bis erste selbstnavigierende Systeme in Fabriken arbeiten.

Das Internet of Things (IoT) ist einer der Schlüssel zur Realisierung von Industrie 4.0 Szenarien. Auch in der Intralogistik eröffnen sich vielfältige Möglichkeiten. Die Vernetzung von Produktions- und Logistikprozessen, sowohl untereinander, als auch mit dem Internet (sogenannte Cyber-Physical-Systems) ist hierfür die Basis. Mit der sich stetig stärker und schneller entwickelnden Automatisierung und Verzahnung in der Industrie geht auch die Schaffung immer intelligenterer Monitoring- und Steuerungstechniken einher, mit denen Unternehmen durch die Vernetzung von Daten die gesamte Wertschöpfungsnetzwerke in nahezu Echtzeit steuern und optimieren können. Dies ist eine Entwicklung, die auch die Implementierung autonomer Prozesse und Geräte in der Intralogistik mit sich bringt und in die Smart Factory mündet.

Wartungsarbeiten vorhersehen

Mit den erfassten und vom System ausgewerteten Sensor- und Prozessdaten werden Wartungs- und Servicearbeiten vorhersehbar (Predictive Maintenance). Wartung und Reparaturen können zu geplanten Zeitpunkten stattfinden, welche während der laufenden Produktion keine Stillstandszeiten verursachen. Dies wirkt sich auch positiv auf die Lebensdauer von Komponenten und Maschinen aus, da Wartungen und Reparaturen ausgeführt werden, bevor ein Problem auftritt. Die Betriebskosten von Anlagen werden dadurch planbarer und minimiert.

Der aktuelle Zustand der Intralogistik-Anlage bis hin zu einzelnen Komponenten lässt sich so permanent überwachen. Die Analyse der Materialflussdaten liefert jederzeit Leistungsdaten als auch Hinweise zu notwendigen Wartungsarbeiten, um Stillstandszeiten zu vermeiden.

Die Basis für Intralogistik 4.0

Die Basis für eine sichere Logistik-4.0-Umgebung ist daher eine geeignete IT-Infrastruktur. Diesbezüglich sind viele Unternehmen schon gut aufgestellt oder haben erste Schritte unternommen, so die Ergebnisse einer Studie der Logistikexperten von Ehrhardt + Partner Consulting.

Die richtige Infrastruktur bildet die Voraussetzung für die Einführung eines Gesamtsystems, das die vernetzte Logistik steuert, überwacht und nachhaltig optimiert. Supply Chain Execution Systeme (SES) wie das Lagerführungssystem LFS sind zukunftsfähige Lösungen, die den komplexen Anforderungen an die Lagerlogistik auch zukünftig noch gerecht werden. SES sind vergleichbar mit ERP-Systemen in der Warenwirtschaft. Sie schaffen die in der Logistik geforderte Transparenz und nutzen die gesammelten Daten zur Optimierung der gesamten Wertschöpfungskette. LFS verfügt beispielsweise über alle notwendigen Schnittstellen, um mit sämtlichen Geräten und übergeordneten Systemen zu kommunizieren. Als Intelligenz im Lager fungiert die Software als starkes Fundament innerhalb des Logistik-4.0-Gefüges.

SEW-Eurodrive präsentierte Produkte und Lösungen für die Intralogistik, damit Prozesse auch in „4.0-Zeiten“ ausfallsicher und effizient laufen.
SEW-Eurodrive präsentierte Produkte und Lösungen für die Intralogistik, damit Prozesse auch in „4.0-Zeiten“ ausfallsicher und effizient laufen.
(Bild: SEW-Eurodrive)

Cemat zeigt neue Technologien

Die Cemat, die dieses Jahr erstmals parallel zur Hannover Messe stattfand, widmete als Leitmesse der Logistik 4.0 viel Raum. Ein zentrales Thema der Aussteller war in diesem Jahr die Einbindung moderner Technologien und Materialien in zukunftsfähige Lösungen für die Herausforderungen unter Industrie 4.0, Intralogistik 4.0, dem Internet of Things und der damit verknüpften Digitalisierung. Diese ist schon heute einer der wesentlichen Treiber der Logistik. Es geht darum, komplexe Prozesse zu beherrschen und effizient zu gestalten. Denn die Anforderungen an die Logistik sind enorm gestiegen – nicht zuletzt durch den boomenden Versandhandel.

Dr. Jochen Köckler: „Angesichts der rasanten Vernetzung von Logistik und Produktionsprozessen boten wir den Besuchern aus aller Welt auf der Cemat einen noch nie da gewesenen Überblick über die Lösungen für die Zukunft der Logistik.“
Dr. Jochen Köckler: „Angesichts der rasanten Vernetzung von Logistik und Produktionsprozessen boten wir den Besuchern aus aller Welt auf der Cemat einen noch nie da gewesenen Überblick über die Lösungen für die Zukunft der Logistik.“
(Bild: Deutsche Messe)

Produktions- und Logistikprozesse müssen daher immer enger intelligent miteinander vernetzt werden, um noch effizienter und flexibler und damit kostengünstiger produzieren und liefern zu können. „Auf der Cemat ließ sich diese Verschmelzung direkt erleben. Angesichts der rasanten Vernetzung von Logistik und Produktionsprozessen boten wir den Besuchern aus aller Welt einen noch nie da gewesenen Überblick über die Lösungen für die Zukunft der Logistik“, sagt Dr. Jochen Köckler, Vorsitzender des Vorstands der Deutschen Messe AG.

Einen guten Überblick zum Stand der Technik gaben die Forenprogramm der VDMA Fachverbände Fördertechnik und Intralogistik sowie Software und Digitalisierung. Gemeinsam mit Partnern wie der Bundesvereinigung Logistik (BVL) e. V., dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, dem EHI Retail Institute sowie mit der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Technische Logistik e. V. (WGTL) zeigten die VDMA-Fachverbände in den Hallen 19 und 21, welche Trends und Technologien Intralogistik 4.0 ermöglicht.

Roadmaps für die Intralogistik 2025

Verschiedene Produkte entwickeln sich bereits stark in Richtung autonomer intelligenter Systeme. So gehören beispielsweise fahrerlose Transportsysteme und Fahrzeuge bereits heute zum gewohnten Anblick in Lagern und Produktionsstätten weltweit. Neue Methoden der Navigation sowie eine immer ausgereiftere Sensorik sorgen für Effizienz und Prozessautomation in Produktion und Lagerlogistik weltweit. Welchen Mehrwert sie bieten und wie es in diesen Bereichen weitergeht, erklärten Experten in ihren Vorträgen.

Die Vision von selbst optimierenden intralogistischen Lösungen bedürfen weiterer Forschung und Entwicklung. Gemeinsam mit dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML hat der VDMA Fachverband Fördertechnik und Intralogistik drei Technologie-Roadmaps für die Intralogistik 2025 erarbeitet. Entstanden sind konkrete Handlungsempfehlungen für die Technologiefelder Sensorik, Kommunikation und Big Data Science, die im Forum Logistics 4.0 in Halle 19 vorgestellt und diskutiert wurden.

Digitale Zwillinge

Auch Technologien wie Machine Learning, digitale Zwillinge (Digital Twin) und IT-Plattformen sollen Einzug in die Logistik halten. Durch die stetig verbesserte Technik sei es möglich, die gesamten Abläufe der Wertschöpfungskette zu optimieren und auf diese Weise noch effektiver und kostensparender zu arbeiten. Durch eine intelligente Vernetzung zwischen Produktion und Logistik lassen sich heute Informationen intern und extern zu Prozessen und Produkten passgenau zur Verfügung stellen.

Digitale Plattformen sollen zukünftig den Logistikmarkt mehr und mehr beherrschen. Viele Anbieter und Nachfrager würden dafür sorgen, dass solche Plattformen den Markt ordnen, Transaktionskosten senken und eine Schlüsselposition einnehmen, die die Wertschöpfung neu verteilt. Auch Digital-Twin-Lösungen erlauben in der Logistik unterschiedliche Perspektiven. Solche digitalen Zwillinge entstehen bereits in einer frühen Phase der Konzeption und Produktentwicklung mit Software für das Product Lifecycle Management (PLM). Der digital twin steht nach Inbetriebnahme von Produkten und Anlagen in ständiger Interaktion mit seinem Partner. Er erfasst die einzelnen Ebenen des Lebenszyklus und analysiert sie. Das Besondere: Beobachtungen und Sensordaten aus dem laufenden Betrieb fließen in Echtzeit in das Modell zurück und können zur permanenten Optimierung und für laufende Updates genutzt werden. Dies vereinfacht die Planung, Umbauten oder Erweiterungen sowie den Betrieb einer Anlage und ermöglicht auch den Einsatz von Augmented Reality.

Von der Vision zur Realität

Viele dieser Visionen und Modelle konnten als Prototypen oder sogar bereits als marktreife Produkte auf der Cemat betrachtet werden. Dazu gehören beispielsweise fahrerlose Transportsysteme und –fahrzeuge, Drohnen und eine Vielzahl von – per Internet of Things – vernetzen Geräten und Systemen.

Drohnen erobern immer mehr professionelle Bereiche, auch in der Logistik; Linde Material Handling zeigte den Prototypen einer Inventurdrohne.
Drohnen erobern immer mehr professionelle Bereiche, auch in der Logistik; Linde Material Handling zeigte den Prototypen einer Inventurdrohne.
(Bild: Linde Material Handling)

Es zeigt sich dabei, dass die Integration und Vernetzung aller Logistikbereiche für Unternehmen Herausforderung und Chance zugleich sind. Laut der Studienergebnisse von Ehrhardt + Partner Consulting sind Logistiker bereit für die 4.0-Ära, wenn diese den wirtschaftlichen Nutzen klar erkennen und das eigene Potenzial aufdecken, haben sie auch die Möglichkeiten, diese ergebnisorientiert umzusetzen.

Hier gibt's weitere Beiträge zur Deutschen Messe, zur BVL, zum Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML), zum EHI Retail Institute, zur WGTL, zum VDMA und zu Ehrhardt + Partner.

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Über den Autor

Dipl. Inf. Stefan Graf

Dipl. Inf. Stefan Graf

Freier Journalist in den Bereichen Soft- und Hardware sowie Dienstleistungen für die Produktentwicklung, Fertigung, Logistik und IT