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Wachsen mit den Aufgaben – Logistik 4.0 in der Schweiz

Globalisierung, Digitalisierung und Industrie 4.0 verändern die Waren- und Informationsströme von Grund auf. Und damit auch die Intralogistik in der Schweiz. Smarte Lösungen wie das „skalierbare“ Lager der Jungheinrich AG haben Konjunktur.

Das war mal eine clevere Idee: 1853 revolutionierte August Freiherr von Berlepsch mit der Erfindung des Wabenrähmchens die Imkerei. Seither müssen die Bienen weniger Energie für den Neubau von Waben aufwenden und können sich voll und ganz auf das Einlagern ihrer süßen Fracht konzentrieren. Unterstützung erfahren sie dabei vom Imker, der durch gezieltes Umstecken die Bienenbeute ganz nach dem Leistungsvermögen seiner Völker beliebig steuern kann.

Dass intelligentes „Warehousing“ schon im 19. Jahrhundert von Bienen goutiert wurde, darf auch im 21. Jahrhundert durchaus als gutes Zeichen verstanden werden. Bienen sind Meister der Vernetzung, pflegen eine umfassende Kommunikation und liefern mit ihrer Schwarmintelligenz heute vielfach Wissenschaftlern Beispiele für effiziente Kooperation und Kollaboration auch in der Intralogistik. „Evolution ist das Einzige, was in den letzten vier Milliarden Jahren funktioniert hat. Wir können neuen Herausforderungen nur mit überlebensfähigen Lösungen begegnen. Daher haben wir uns die Natur als Vorbild genommen und uns dabei die Frage nach der optimalen Logistiklösung gestellt“, erklärt Michael ten Hompel, Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik in Dortmund und Erfinder der zellularen Fördertechnik.

Skalierbares Lager - Logistik 4.0 in der Schweiz

Intralogistik mit Intelligenz

Die Erkenntnisse aus der Biologie helfen den Forschern, nun den nächsten Evolutionsschritt der Industrialisierung von der Automatisierung zur Autonomisierung zu machen. Das Tor dazu öffnen Big Data sowie die Verknüpfung und intelligente Auswertung eines endlos grossen Datenpools. „Mit den cyberphysischen Systemen geben wir dem Internet der Dinge jetzt Ohren, Arme und Beine“, stellt Professor ten Hompel fest. Industrie 4.0 und Logistik 4.0 erscheinen dabei als umfassend vernetzte „Ökosysteme“, in denen sogar schon Wünsche und Bedürfnisse erkannt werden, bevor sie entstehen. Und die Logistik und ihre IT-basierten Netzwerke sorgen dafür, dass Waren-, Liefer- und Informationsströme „intelligent“ werden und möglichst in „Echtzeit“ in passgenauen Lösungen für die Kunden münden.

Um schnell und flexibel auf stetig wechselnde Leistungsanforderungen reagieren zu können, sind in der Intralogistik Systeme gefragt, die einerseits kostengünstig und zugleich skalierbar sind. Dabei bieten sich Lösungswege an, die schon aus dem Consumer-Markt bekannt sind: „plug and convey“ als Pendant zu „plug and play“. Mit dem Schweizer Handelsunternehmen Debrunner Acifer hat Jungheinrich dazu in Kölliken unlängst ein innovatives, umfassend skalierbares Logistikcenter in Betrieb genommen.

„Man muss für das Mindset anspruchsvoller Logistik nun wirklich nicht ins Silicon Valley reisen. Es gibt genügend Beispiele vor der Haustüre.“
– Prof. Michael Henke

Logistikmarkt Schweiz wächst

Der Schweizer Logistikmarkt spiegelt diese Entwicklung hin zu neuen Möglichkeiten und Angeboten exakt wider. Auch 2017 wird er wieder wachsen. Die Logistikmarktstudie, die GS1 Schweiz in Zusammenarbeit mit der Universität St. Gallen erstellt, sieht die Schweizer Logistikunternehmen weiterhin auf hohem Niveau agieren. In den letzten drei Jahren erwirtschafteten sie einen Gesamtumsatz um die 39 Milliarden Schweizer Franken. Im laufenden Jahr erwarten die Experten ein Plus von etwa 1,5 Prozent. Verbunden mit den positiven Aussichten sind allerdings weitreichende Veränderungen in der Konsum- und Warenwelt, die die Schweizer Logistikunternehmen vor große Herausforderungen stellen.

Mit der Welt im Handel

Die Schweiz gehört zu den Ländern mit den höchsten Aussenhandelsanteilen. Zwar scheinen die Exporte mit rund 17,3 Mio. Tonnen im Vergleich zu rund 51,9 Mio. Tonnen Importen im Jahr 2014 gering. Dabei handelt es sich jedoch primär um hochwertige Güter, die zu einem grossen Teil per Luftfracht transportiert werden. Diese machen rund 39 Prozent des wertmässigen Exportvolumens aus.

Die wichtigsten Handelspartner der Schweiz sind die benachbarten Staaten Deutschland, Österreich, Frankreich und Italien. Vor allem der Aussenhandel mit Asien befindet sich seit drei Jahren im Aufschwung. China ist dabei der auf anhaltend hohem Niveau wichtigste Partner, weitere positive Effekte sind mittelfristig von dem seit knapp zwei Jahren geltenden Freihandelsabkommen mit dem Reich der Mitte zu erwarten.

Logistikgesamtmarkt

Globalisierung: Herausforderung für den Logistikmarkt

Die Globalisierung birgt jedoch auch Risiken: Seien es nun Kriege wie in der Ukraine oder Syrien, der EU-Austritt Grossbritanniens oder Devisenkurs-Schwankungen wie der „Franken-Schock“ im Jahr 2015, der der Schweizer Logistikbranche ein noch besseres Geschäft verhagelt hatte. Zudem erhöht die internationale Konkurrenz den Kostendruck und sorgt für die Notwendigkeit, Lager- und Transportprozesse zu optimieren. Bestellungen aus dem Ausland sorgen zudem für neue Anforderungen an die Lager- und Transportprozesse.

Globalisierung, Digitalisierung und Industrie 4.0 - Intralogistik mit Intelligenz
To Bee or not to Bee: Am Vorbild Natur entscheidet sich die Zukunftsfähigkeit des Logistikstandortes Schweiz.

Immer kleiner, immer individueller, immer schneller

Die generelle Richtung in der Logistik heisst: immer kleiner, immer individueller, immer schneller. Dies führt zu immer kleineren Warenmengen bei gleichzeitig höherer Sendungsfrequenz und mehr Transportwegen, die nach Wunsch der Kunden auch noch schneller bewältigt werden müssen. Für die Intralogistik bedeutet dies, eine höhere Warenverfügbarkeit zu erzielen und noch flexibler bei den Lagerkapazitäten zu werden. Um die damit steigenden Kosten zu kompensieren, ist eine Optimierung der intralogistischen Prozesse unverzichtbar. Auf dem Weg dorthin zeigen sich die Schweizer Logistikunternehmer allerdings noch sehr zurückhaltend beim Internet der Dinge[i] und damit verbundenen digitalen Lösungen wie Auto-ID-Technologien (zum Beispiel RFID). Diese werden kaum genutzt. Und 64 Prozent der Schweizer Logistikunternehmen planen laut der Logistikstudie auch in den nächsten fünf Jahren kein Investment in Auto-ID-Technologien, allerdings wollen 45 Prozent in Systeme zur Unterstützung der Ressourcenplanung wie ERP investieren. Derlei automatisierte Intralogistiklösungen versprechen verringerte Durchlaufzeiten, höhere Prozessgeschwindigkeiten und damit eine Steigerung der Produktivität und Senkung der Betriebskosten.

Darüber spricht man in der Welt der Logistik

Schneller reicht nicht – „Sofortness“ liegt im Trend

Neben der Globalisierung – und damit einem internationalisierten Wettbewerbsumfeld – und der Digitalisierung bestimmen auch veränderte Kundenwünsche das Marktgeschehen. So werden Online- Orders und Über-Nacht-Belieferungen immer wichtiger. „Same-Day-Delivery“ steht bei Online-Händlern und Paketlogistikern bereits als nächsthöherer Service-Level auf der Agenda. Diese „Sofortness“ stellt auch das traditionelle Geschäftsmodell der Kurier-, Express- und Paketdienste (KEP) auf den Prüfstand. „Per Mausklick ordern die Kunden individuelle Sendungen“, analysiert Professor Michael ten Hompel, Institutsleiter am Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik, „und die wollen sie am liebsten sofort – oder zumindest spätestens innerhalb der nächsten 24 Stunden – selbst wenn dies ökologisch vollkommen unsinnig ist.“

„Der Kunde erwartet heute, dass die Ware innerhalb von 24 Stunden geliefert wird“
– Prof. Michael ten Hompel

Interview mit Michael ten Hompel: Die Komplexität wächst in vielen Dimensionen gleichzeitig
Interview mit Michael ten Hompel: Die Komplexität wächst in vielen Dimensionen gleichzeitig

Interview mit Michael ten Hompel

Neue Prozessarchitekturen werden zum Treiber einer fortschreitenden Granularisierung in der Unternehmenslandschaft. Der Wandel zu immer kleineren Losgrößen bedarf neuer Technologien, die den Produktionsprozess nachhaltig verändern und individualisierte Kundenofferten und effiziente Fertigungstechniken miteinander verbinden. In der Logistikmarkt-Studie 2016 halten es 63 Prozent der befragten Verlader für sehr wahrscheinlich, dass das Aufkommen an kleinteiligen Sendungen in den kommenden fünf Jahren aufgrund einer erhöhten Nachfrage nach Heimlieferungen stark ansteigen wird. Dies wird zusätzlich befeuert von neuen E-Commerce-Services wie dem Distanzhandel von Lebensmitteln.

Skalierbares Lager - Logistik 4.0 in der Schweiz

Mit „Coopetition“ die Handlungsspielräume erweitern

„Es bedarf mehr Kooperation, damit in der Industrie 4.0 die IT-basierten Verknüpfungen entlang verschiedener Wertschöpfungsstufen funktionieren“, sagt Professor Michael Henke, Institutsleiter am Fraunhofer IML und Inhaber des Lehrstuhls für Unternehmenslogistik der Fakultät Maschinenbau der TU Dortmund. Coopetition ist gefragt. Das Kunstwort verbindet „Cooperation“ und „Competition“. „Es geht darum, gemeinsam die Handlungsspielräume zu erweitern. In immer volatileren Konstellationen ist man heute auf den Märkten einmal ein OEM und einmal Zulieferer. Diese Rollenwechsel erfordern eine hohe Kollaborations-bereitschaft», so Professor Henke. Mittelständler seien mit ihren überschaubaren Strukturen und kurzen Entscheidungsprozessen geradezu ideal geeignet für die in Zeiten der Digitalisierung geforderte Agilität und Flexibilität. „Wir müssen ihnen ökonomische Bewertungsmodelle aufzeigen, damit sie im Zusammenspiel mit Logistikdienstleistern ihre Scheu vor Kollaboration und Integration ablegen.“

Intralogistik 4.0 – das „skalierbare“ Lager

Die Antwort auf immer volatilere Märkte und Kundenbedürfnisse bietet ein „skalierbares“ Lager: Damit verbindet sich die Möglichkeit, ein Lager den jeweiligen Kundenbedürfnissen anzupassen. „Skalierbar“ ist dabei sowohl die Grösse in Bezug auf die Palettenstellplätze wie auch die Leistungsfähgkeit beim Umschlag. Ein solches Lager ist in der Lage, sich durch moderne datenbankgestützte Systeme, (teil)automatisierte Prozesse und mögliche Kapazitätserweiterungen flexibel auf die Anforderungen des Marktes und der Kunden einzustellen. Voraussetzung dazu ist eine kluge, vorausschauende Gesamtplanung des Lagers, um mit immer höheren Durchsatzleistungen für immer kleinere Bestellgrössen und immer schnelleren Durchlaufzeiten für Lieferungen und schwankenden Kapazitätsanforderungen umzugehen.

Der Weg in Richtung Automatisierung ist dabei aber nur ein möglicher Stellhebel. Um Wachstum oder saisonale Spitzen abzubilden, lässt sich ein intelligentes, flexibles Lagerkonzept auch mit Gerätemiete oder über die temporäre Einbindung externer Dienstleister umsetzen. Die Kundenbedürfnisse setzen für einen solchen lösungsorientierten Ansatz die Leitplanken und bestimmen zugleich die Tiefe der Integration des Intralogistik-Dienstleisters. Den Handlungsrahmen bestimmt dabei nicht zuletzt eine umfassende und ganzheitliche Materialflussanalye.

Logistik auf einem neuen Level: das Logistikzentrum von Jungheinrich und Debrunner-Acifer

Ein Beispiel für dieses Prinzip ist das in Zusammenarbeit mit Jungheinrich erstellte neue Logistikzentrum von Debrunner-Acifer in Kölliken (Link zur Case-Study) mit einem vollautomatischen Kleinteillager. Die Grundlage dafür schafft das Warehouse Management System von Jungheinrich. „Das integrierte System bietet die Möglichkeit, die Daten in Echtzeit mit der kompletten Supply Chain auszutauschen und zu verwerten. Die Prozesse sowie das Tracking & Tracing können somit unmittelbar über die komplette Supply Chain optimiert werden“, erklärt Michael Hediger, Leiter Systemanlagen Jungheinrich AG. „Durch die Teilautomatisierung und die Integration von Assistenzsystemen vor allem auch in manuellen Lagern steigert dieses Warehouse Management System nicht nur die Produktivität, sondern entlastet die Mitarbeiter von physischer Belastung.“ Die Maschine solle dem Menschen die Arbeit ab- und nicht wegnehmen.

Fünfmal Mehrwert: Das bringen Digitalisierung und Automatisierung

Automatisierung im Lager

Teilautomatisierte Flurförderzeuge sind Teil des Konzepts eines „skalierbaren“ Lagers. Sie werden vom Bediener softwaregestützt gesteuert. Damit können die Fahrzeiten im Lager extrem verkürzt werden. „Diese Art der Lagernavigation ermöglicht eine Effizienzsteigerung bei Arbeitsspielen im Schmalganglager um bis zu 25 Prozent“, sagt Dr. Stefan Seemüller, Leiter Automatische Systeme im Geschäftsbereich Logistiksysteme bei Jungheinrich. „Der logisch nächste Schritt nach einer Teilautomatisierung von Transport- und Lagerprozessen ist deren Vollautomatisierung.“

Schmalgangstapler könnten vollautomatisiert als „Fahrerloses Transportsystem“ (FTS) betrieben werden und Paletten automatisch ein- und auslagern. Auf diese Weise liessen sich auch bestehende Lager automatisieren. Auf diesem Feld, so Seemüller, biete Jungheinrich automatisierte und mit zusätzlicher Sicherheitstechnik ausgestattete Serienfahrzeuge an. Ihre Aufträge erhalten die FTS durch ein übergelagertes Lagerverwaltungs- oder ERP-System.

„Diese Art der Lagernavigation ermöglicht eine Effizienzsteigerung bei Arbeitsspielen im Schmalganglager um bis zu 25 Prozent.“
– Dr. Stefan Seemüller

Mensch – Maschine – Natur: Da geht noch was

Drei von vier befragten Schweizer Logistikunternehmern äusserten Bedenken, dass sich die Investitionen in solche fahrerlosen Transportsysteme oder digitale Assistenzsysteme nicht amortisieren oder das Know-how zur Fehlerbehebung fehlt. Stefan Seemüller winkt ab: „Für die Erhaltung der Betriebsbereitschaft helfen Schulungen des Betreiberpersonals, das danach einfache Störungen selbst beheben kann. Darüber hinaus lassen sich über die Service-Hotline per Fernzugang eventuelle Störungen sehr schnell beheben.“ Und durch die denkbar einfache Bedienung der automatisierten Systeme sei die Zusammenarbeit von Mensch und Maschine perfekt geregelt.

Die Bienen machen es vor. Ihr nur auf den ersten Blick unkoordiniertes Gewimmel und Gebrumme im Bienenstock wird mit Hilfe eines umfassenden, intelligenten Kommunikationssystems strategisch geführt mit dem ureigenen Ziel eines maximalen Ertrags und der Erhaltung der Art. Solche naturanalogen, flexiblen und umfassend vernetzten Systeme in der Intralogistik hätten vermutlich auch dem „Bienenbaron“ August Freiherr von Berlepsch gefallen. Er liebte schliesslich die Komplexität. Er wusste aber auch um deren Tücken. Sein Rat: Erfolgversprechende Lösungen bedürfen immer einer vertieften, konstruktiven Auseindersetzung mit der Herausforderung oder wie er es seinerzeit den Imkern ans Herz legte: „Vor allem lernt (erst) Theorie, sonst bleibt ihr praktische Stümper ein Leben lang!“ Wie wahr! Gerade in diesen Zeiten fundamentaler Veränderungen und neuer Chancen.