Industrie 4.0: Definition und Auswirkung auf die Logistik

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Die Industrie befindet sich in stetem Wandel. Zwischen Industrie 1.0 mit der beginnenden Nutzung mechanischer Fertigung und den digitalisierten Optionen der Industrie 3.0 vergingen gerade einmal rund 150 Jahre. Die Industrie 4.0 beginnt heute, ihre veralteten Techniken zu ersetzen. Stichworte wie Automation werden um einen smarten Faktor und komplette Vernetzung ergänzt. Was macht diese neue Industrie mit Logistikthemen, Lagerhaltung, Lagerverwaltungssoftware und Arbeitsabläufen?

Sollten Maschinen intelligent mitdenken können in Fertigungsprozessen? Wenn es nach den Nutzern der neuesten Smart-Systeme mit KI geht, müssen sie dies sogar, um ihren Vorsprung gegenüber menschlichen Arbeitskräften ausreichend zu nutzen. Die Maschine als Werkzeug war einmal. Heute kommuniziert das System untereinander Prozesse, um sie zu beschleunigen und aufeinander abzustimmen.

Zukunftsvision Smart Factory

Für einige Unternehmen stellt die Digitalisierung noch immer eine Hürde dar, über die sie nicht springen können oder möchten. Deutschland als Standort einer neuen Industrie? Für viele Firmen eine Utopie. Doch die Schritte hin zur Industrie 4.0 laufen bereits. In privaten Haushalten sind viele ihrer Tools längst angekommen und werden wie selbstverständlich statt alter Arbeitsweisen genutzt.

Die Industrie 4.0 besteht zu großen Teilen aus smarten Anwendungen, die das „Internet of things“, das Internet der Dinge, aktiv nutzen. Die Geräte bilden durch Vernetzung ein eigenes Kommunikationsnetzwerk auf Unternehmensebene oder ganz physisch innerhalb eines Gebäudes. Je besser die Maschinen auf den Arbeitsablauf eingestellt sind und je konkreter ihre Funktion, desto einfacher fügen sie sich in die Abläufe ein. Am Ende des Prozesses steht die Smart Factory, eine Fertigungskette, die sich per Knopfdruck in Gang setzen lässt.

In einem Arbeitssystem der Industrie 4.0 sind alle Geräte online und über eine Cloud verbunden.

In einem Arbeitssystem der Industrie 4.0 sind alle Geräte online und über eine Cloud verbunden. (#01)

Definition einer neuen Industrie

Der Begriff der Industrie 4.0 wurde erstmals von Henning Kagermann, Wolf-Dieter Lukas und Wolfgang Wahlster im Jahr 2011 ins Spiel gebracht. Damals ging es um die Empfehlungen des Arbeitskreises Industrie 4.0 für das Handeln von Unternehmen der Zukunft. Ein konkretes Zukunftsprojekt für den Wirtschaftsstandort Deutschland schloss sich daran an. Kritiker argumentieren, dass der Begriff seiner schwammigen Definition nicht gerecht werde, da die industriellen Revolutionen stets einen historischen Wendepunkt bezeichneten. Doch die Unterschied zu konventionellen Firmen und der Smart Factory sind enorm.

In einem Arbeitssystem der Industrie 4.0 sind alle Geräte online und über eine Cloud verbunden. Zudem können viele dieser Geräte automatisierte Prozesse einleiten oder ausführen. Das ist wichtig, denn es entbindet die Fertigungskette von der zusätzlichen Betreuung durch Mitarbeiter. Die Industrie 3.0 zeichnete sich durch digitale Chancen aus. Schwere und zeitaufwändige Arbeiten wurden von Maschinen übernommen, ein Arbeiter musste lediglich den Prozess in Gang setzen und die Arbeit überprüfen. Seine Stelle entfällt in der Industrie 4.0, da sich Sensoren und Maschinen ergänzen und gegenseitig kontrollieren können.

Von der Übertragung eines Entwurfes in die Fertigung bis hin zur Produktion, Verpackung, Lagerung, Lagerverwaltungssoftware und Logistik kann theoretisch alles zusammengeschaltet und von einer Person überprüft werden. Wird das Produkt repariert oder zur Entsorgung gesendet, kann das System die Bestandteile verwerten und daraus einen neuen Artikel fertigen. Ein riesiger Zyklus, der viele hundert einzelne KIs verknüpfen könnte.

Aktuelle Anwendungsmöglichkeiten für smarte Vernetzung

Wie realistisch ist diese unabhängige Vernetzung aller Prozesse von Bestellung der Rohstoffe bis zur Auslieferung des Produktes? Die Antwort befindet sich bereits in vielen Privathaushalten, die ebenfalls stärker auf Automation setzen. Bereits auf dem Weg nach Hause kann per Smartphone daheim die Heizung angestellt oder das Fenster gekippt werden. Wer mag, verknüpft Wassermischbatterie, Heizung, Belüftung und Fenster miteinander. Alles aufeinander abgestimmt, ganz automatisch. Kommt der Bewohner heim, wird seine Tür automatisch entriegelt, solange er sein Telefon per Fingerabdrucksensor entsperrt. Das Licht geht an. Auf Zuruf können Alexa und Co Stereoanlagen starten und seinen Lieblingssong spielen.

Es funktioniert also im Kleinen. Doch diese Systeme sind noch immer sehr fehleranfällig und vielen Menschen nicht sicher genug. Sie verknüpfen Konten bei Amazon und Google mit der Heizung oder bestellen Produkte online, weil Kleinkinder im Haushalt gelernt haben, worauf die Sprachausgabe reagiert. In einem Unternehmen können Sie sich solche Ausfälle nicht leisten. Auch die Fehlersuche gestaltet sich auf privater Ebene noch schwierig. Die Geräte kommunizieren miteinander, aber nicht immer transparent mit dem menschlichen Anwender.

Industrie 4.0 muss daher eher als eine Zukunftsvision betrachtet werden, auf welche Unternehmen jetzt bereits hinarbeiten müssen, wenn der technologische Stand der Bundesrepublik international Schritt halten soll.

Industrie 4.0 muss daher eher als eine Zukunftsvision betrachtet werden, auf welche Unternehmen jetzt bereits hinarbeiten müssen, wenn der technologische Stand der Bundesrepublik international Schritt halten soll.(#02)

Chancen auch für die Logistik

Industrie 4.0 muss daher eher als eine Zukunftsvision betrachtet werden, auf welche Unternehmen jetzt bereits hinarbeiten müssen, wenn der technologische Stand der Bundesrepublik international Schritt halten soll. Für produzierende Industrie und Logistik liegen hier die großen Chancen der kommenden zehn bis zwanzig Jahre. Bis zu 30 Prozent Wachstum sind für den Sektor prognostiziert, wenn die Cloud für das Cyber Physical System, kurz CPS, in den nächsten Jahren Standard wird.

In der Logistikbranche hält das Thema schon länger Einzug. Von einer Logistik 4.0 ist die Rede, die alle Vorteile des Modells Industrie 4.0 vereint. Die Logistik steht dabei jedoch auch vor technologischen und ethischen Fragen, die längst nicht geklärt werden konnten. Autonome Lieferfahrzeuge beispielsweise werden immer wieder getestet, dürfen aber noch nicht selbstständig fahren, da sie Verkehrsteilnehmer gefährden könnten durch die logische Abwägung einer Gefahrensituation – zu Ungunsten des Menschen. Darum stehen aktuell am Endpunkt der Logistik 4.0 noch Menschen.

Logistik 4.0 und smarte Lagerverwaltungssoftware

Logistikbranche und Endkunden würden gleichermaßen von einer Automatisierung der Versandprozesse profitieren. Bereits heute sortiert Technik vor, kann korrekte Artikel verpacken und für den Versand vorbereiten. Spannend wird es, wenn die Technik zudem den passenden Versandkarton heraus sucht, mit Polstermaterial befüllt, labelt und in das autonome Lieferfahrzeug verfrachtet. Theoretisch wären dann in dem gesamten Prozess von Abholung beim Hersteller bis Lieferung zum Kunden keine Menschen mehr involviert. Tests zeigen, dass eine solche Komplettautomation niedrige Fehlerquoten aufweist. Die Möglichkeit zu Fehlern steigt mit jedem Menschen, der in dieses System eingebunden ist.

Intelligente Systeme für einzelne Bereiche der Logistik existieren jedoch bereits. Logistikexperten wie EPG bieten smarte Lagerverwaltungssoftwares, mit denen Prozesse zentral gesteuert und überwacht werden können. Diese findet passende Artikel schneller und zuverlässiger, egal wo sie sich befinden. Transport zwischen den Lagerregalen und Auslieferung werden überwacht, das System informiert, wenn eine Ware nicht mehr gefunden aber nachgefragt wird. Die intelligente Lagerverwaltungssoftware läuft auf allen mobilen Geräten, PCs und Macs. So können Lagerarbeiter und Verwaltung gleichzeitig einsehen, was gerade geschieht. Für eine Industrie 4.0 benötigt es eine Reihe solcher Softwarelösungen, die mit den Geräten im Gebäude zusammenarbeiten.

Logistikbranche und Endkunden würden gleichermaßen von einer Automatisierung der Versandprozesse profitieren.

Logistikbranche und Endkunden würden gleichermaßen von einer Automatisierung der Versandprozesse profitieren.(#03)

Neuerungen in der Logistik 4.0 auf einen Blick

  • Nachfrage bestimmt Produktionsprozesse:
    Das Lager weiß, wie viele Artikel es ausliefert und was gerade produziert werden muss.
  • Smart Products:
    Alle Informationen über ein Produkt befinden sich auf einem RFID-Chip. Rohling und Produkt wissen, wofür sie gemacht sind und wie sie recycelt werden sollen und können ausgelesen werden.
  • Blitzschneller Versand:
    Ein Verzicht auf menschliche Hilfsarbeitet bedeutet schnelle Prozesse und schnellere Auslieferung. Kunden profitieren.
  • Optimierte Produkte:
    Automatisierte Systeme erkennen, welche Teile an einem Produkt fehleranfällig sind. Sie können Optimierungspotential melden, bevor Reklamationen anfallen.
  • Höhere Individualisierung:
    T-Shirt-Druckshops waren gestern. Das Produkt von morgen kann sich in Farbe, Form und Textur bei der Bestellung anpassen lassen. Die smarte Automation kann es selbstständig umsetzen.

Ihr Beitrag zu einem Zukunftsmodell

Die Chancen und Möglichkeiten für den Standort Deutschland sind immens. Schnellere Abläufe, niedrige Fehlerquoten und ein Freiwerden von Arbeitskraft für Bereiche, in denen Personal unabdingbar sind, wären die Folge. Das deutlich spürbare Wirtschaftswachstum und eine Ansiedlung moderner Technikunternehmen in strukturell bisher vernachlässigten Regionen scheint greifbar. Es liegt in der Verantwortung der Unternehmen, die neuen Techniken zu implementieren und sich auf die Zukunft einzulassen.


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Über 

Marius Beilhammer, Jahrgang 1969, studierte Journalismus in Bamberg. Er schreibt bereits viele Jahre für technische Fachmagazine, außerdem als freier Autor zu verschiedensten Markt- und Businessthemen. Als fränkische Frohnatur findet er bei seiner Arbeit stets die Balance zwischen Leichtigkeit und umfassendem Know-how durch seine ausgeprägte Affinität zur Technik.

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