Einblicke / Insights

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Der erste Hype um den Einsatz von Drohnen in der Logistik ist verflogen. Er ist nach ersten Piloteinsätzen einem realistischen Pragmatismus gewichen – von einer durch die Drohne auf den Kopf gestellten Zustelllogistik ist zur Zeit nur wenig zu spüren. Auch wenn der Gartner Hype Cycle der Drohne die Spitze der überzogenen Erwartungen erst noch in der Zukunft prophezeit, hat man in der Logistik-Wirklichkeit eher das Gefühl, dass die Drohne bereits das Tal der Tränen bezüglich der an sie gestellten Erwartungen durchlaufen hat und nunmehr realistische Einschätzungen über mögliche Drohneneinsätze in der Logistik anstehen.

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Smarte Logistik 4.0

Autonome Roboter für eine pfiffige Lager-Automatisierung, KI-unterstützte Kameras zur Behältererkennung und -verfolgung ohne jeden menschlichen Eingriff und Digitale Zwillinge für das physische Lager oder die planende Lieferkette zeigen den Aufbruch in eine digitale Logistikwelt. Wir blicken auf 12 wichtige Handlungsfelder, die den Paradigmenwechsel zu einer Logistik 4.0 treiben.

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Wann werden Sie Ihre Pizza mit einer Drohne zugestellt erhalten?
Ein Status über den Einsatz von Drohnen in der Logistik

Von Dr. Wolfgang Keplinger, ECCELL GmbH

Der erste Hype um den Einsatz von Drohnen in der Logistik ist verflogen. Er ist nach ersten Piloteinsätzen einem realistischen Pragmatismus gewichen – von einer durch die Drohne auf den Kopf gestellten Zustelllogistik ist zur Zeit nur wenig zu spüren. Auch wenn der Gartner Hype Cycle der Drohne die Spitze der überzogenen Erwartungen erst noch in der Zukunft prophezeit, hat man in der Logistik-Wirklichkeit eher das Gefühl, dass die Drohne bereits das Tal der Tränen bezüglich der an sie gestellten Erwartungen durchlaufen hat und nunmehr realistische Einschätzungen über mögliche Drohneneinsätze in der Logistik anstehen.

Drei unterschiedliche Einsatzbereiche für Drohnen in der Logistik haben sich herauskristallisiert. Einer zum Transport von Informationen, zwei zum Transport von physischen Lasten.
 

1. Drohnen zur Gewinnung und zum Transport von
    Information

Die Inspektion und Überwachung von großen Außenanlagen wie Brücken, Hochspannungsleitungen, Windparkanlagen oder Photovoltaikanlagen ist der außerhalb der Logistik der am weitesten realisierte Einsatzbereich von Drohnen. Logistiknähere aber ähnliche Drohnen-Anwendungen für die Gewinnung von Information sind die äußere Sichtprüfung von großen Fliegern, die Überwachung von Produktionswerken bezüglich des Zulaufs von LKW oder von Hafenanlagen über den Einlauf von Schiffen. Bei den letztgenannten Anwendungen steht die Drohne aber im Wettbewerb mit GPS-basierten Lokalisierungslösungen in Kombination mit Geo-Fencing.
 
 

In der Logistik selber ist zur Zeit die am meisten verbreitete Drohnen-Anwendung diejenige zur automatischen Erfassung von Beständen bzw. zur Inventurerstellung, vorwiegend in manuellen Palettenlägern. Die Anbieter entsprechender Systeme sehen den Vorteil dieser Logistikdrohnen in der Generierung von aktuellen und richtigen Beständen, sowie in der einfacheren, sichereren, richtigeren und effizienteren Erfassung dieser Bestandsdaten. Die Hauptanwendungen findet man dafür in Lägern der Lebensmittel- und Chemieindustrie sowie in schnelldrehenden Lägern. Dieser Anwendung ist allerdings entgegenzuhalten, dass die drohnenunterstützte Inventur dazu dient, Schwächen im bestehenden Prozess (nämlich die Unkenntnis, welches Material aktuell an welchem Platz lagert) durch eine effiziente, technisch digitalisierte Lösung zu kaschieren. Im Sinne eines auch bei der Digitalisierung geltenden Lean-Paradigmas, sollten aber nur Prozesse digitalisiert werden, die effizient, verschwendungsfrei und robust sind.

Am Markt angeboten werden drei technologisch unterschiedliche Arten der Inventurdrohne:

• Manuell durch einen menschlichen Piloten geflogene Inventurdrohnen
• Autonom fliegende Drohnen
• „Follow-me“-Drohnen, die einem bodengeführten autonomen Rover folgen

Die Zukunft gehört natürlich den beiden autonomen Lösungsrichtungen. Der Vorteil der rover-basierten Drohnen liegt in der einfacheren Navigations-Software für die Drohne (der AMR-Rover übernimmt ja die Navigation in der x-/y-Achse) aber vor allem in einer deutlich längeren Laufzeit. Dadurch dass die Drohne über eine Leitung mit dem Rover verbunden ist, kann ein deutlich leistungsfähigerer und damit schwererer Akku in den Rover integriert werden, was die Flugzeit einer Drohne mit einer Akkuladung von 0,5h auf 5,0h verzehnfacht. Allerdings werden auch die autonom fliegenden Drohnen mit einer Ladestation mit mehreren Akkus und einem selbständigen Akkuwechsel diesbezüglich Fortschritte erzielen. Zielen die aktuellen Einsatzbereiche der Inventur-Drohnen vor allem auf die betriebsfreien Zeiten in einem Lager (Nacht/Wochenende), werden zukünftig die autonomen Drohnen auch keine Einschränkungen des gleichzeitigen Betriebs mit dem (autonomen) mobilen Lagerequipment haben. Für die Richtigkeit der Inventurerstellung selber ist es aber kein Nachteil, diese in der betriebsfreien Lagerzeit durchzuführen.

Die Drohne als technologisches Hilfsmittel alle Lagerplätze einfach und ohne großen Zusatzaufwand erreichen zu können, ist aber nur ein Aspekt dieser Lösung. Ein weiterer wichtiger technologische Baustein liegt in einer KI-unterstützten Kamera zur Erkennung der Label, in einer Kamera für Fotoaufnahmen der Label, in einer Software zur Auslesung der Labelinformation und in einer LED-Leuchte zur Ausleuchtung des Kamerabereichs, da die Drohnen auch in der betriebsfreien (und somit unbeleuchteten) Lagerzeit eingesetzt werden. D.h. der Neuigkeitscharakter dieser technologischen Lösung liegt nicht nur in der Drohne als Fluggerät, sondern auch in der autonomen Steuerung der Drohne und/oder des Rovers und vor allem in der KI-basierten Computervision, die Label bzw. Behälter/Paletten erkennt und auslesen und speichern kann. Der führende Anbieter von diesen Lösungen in Deutschland ist die Firma Doks. Inventurdrohnen können aber auch bei Linde, Eyesee, Corvus, Ware, Flytware und anderen Anbietern bezogen werden.
 
 

Mit diesen Technologien (KI-basierte Computervision) kann ein beschriebenes Drohnensystem auch für die Zählung von (Leergut-)Behältern eingesetzt werden, d.h. für Lagerbereiche, in denen in der Regel keine Buchung der zu- und abgeführten Behälter erfolgt. Dies kann im Zusammenhang mit einer Drohne passieren, die den Lagerbereich abfliegt (sowohl in einem Lagergebäude oder auch im Freien/Außenlagerbereich) bzw. ohne Drohnen durch fix montierte Ki-unterstützte Kamerasysteme an der Gebäudedecke.
 

2.  Drohnen für den Intralogistik-Transport

Ein weiteres wichtiges Einsatzgebiet für Logistik-Drohnen liegt im Intralogistikbereich beim Transport physischer Güter. Dabei werden die Drohnen nicht den Transport von großen Materialströmen/-volumina übernehmen, sondern in einem wohl-selektierten Spot-to-Spot Transportbereich eingesetzt werden. Die großen Massenströme werden auch zukünftig am Boden verlaufen.

Die diesbezüglich in Pilot-Anwendungen getesteten bzw. in Daueranwendung stehenden Drohnen-Einsätze dienen

• In großflächigen Produktionswerken zum Transport von eiligen Express-Lieferungen von Fehlteilen an der Linie, um eine Produktionsunterbrechung bzw. einen Bandstillstand zu vermeiden
• der Anbindung von externen Logistik-Hubs mit Produktionswerken (ebenfalls für Express-Lieferungen, wie es z.B. Seat in seinem Werk in Martorell macht)
• der Anbindung von dezentralen Einheiten mit einem mit hochwertigem Equipment ausgestatteten Zentrallabors (z.B. bei ThyssenKrupp, wo 4 Hochöfen mit dem Zentrallabor über eine Drohne verbunden wurden)
• der Verbindung von Operationssälen mit einem Zentrallabor, wenn dieses räumlich distanziert liegt

Allen Intralogistik-Transportanwendungen gleich ist: transportiert werden einzelne Produkte bzw. Samples, die nicht zu groß und nicht zu schwer sind und die schnell an einer weiter entfernten Stelle gebraucht werden. Dabei fliegen die Drohnen in der Regel nicht weiter als 5 km, nicht länger als 0,5h und nicht schneller als 50 km/h. Der Vorteil von vielen dieser Intralogistik-Lösungen: es wird meist über privatem Betriebsgelände geflogen, öffentliche Flächen sind nicht betroffen, was den tlw. langwierigen, teuren und oftmals noch gar nicht geregelten Erwerb von Fluglizenzen erleichtert. Auch der Umgang mit den Problembereichen der Logistikdrohnen, ihr Lärm und die Gewährung der Sicherheit des Transports, lässt sich auf privaten Grundstücken leichter klären und regeln, als für Drohnen, die im öffentlichen Raum fliegen.

3.     Last Mile Delivery

Der dritte große Einsatzbereich von Drohnen liegt in der Zustellung von (E-Commerce-)Sendungen auf der letzten Meile. Hier haben alle großen Logistik-Anbieter wie Amazon, UPS, DHL, FedEx u.a. ihre ersten Piloterfahrungen mit Drohnen hinter sich. Dabei haben sich drei sinnvolle Einsatzbereiche herauskristallisiert:

1. Versorgung von in der Regel dünn besiedelten Gebieten, die schwierig zu erreichen sind, wie z.B. Inseln oder Bergregionen
2. Versorgung von dicht besiedelten städtischen Gebieten aus urbanen Logistik-Hubs, um schneller als bei der traditionellen Zustellung mit dem Paketwagen zu sein (0,5h – 2,0h-Lieferung)
3. Drohnen, die mit einem Paketwagen in die Zustellregion gebracht werden, und dann den Fahrer bei der Überwindung der allerletzten Meile unterstützen

Technologisch sind die wichtigsten Fragen für die kleinen Paket-Drohnen weitgehend geklärt. Die aktuelle Entwicklung geht mittlerweile soweit, dass Volocopter an einer vollelektrischen Drohne arbeitet, die eine Palette mit bis zu 200 kg über 40 km transportieren kann.

Die Zustellung über und in dünn besiedeltes Gebiet ist nicht nur von den Genehmigungen, sondern auch von der Frage der Wirtschaftlichkeit geprägt. Das größte Problem beim Einsatz von Drohnen für die letzte Meile in dicht besiedeltem Gebiet sind zur Zeit

• Die Akzeptanz durch die breite Bevölkerung (Lärm und Sicherheit) und vor allem
• Die vielfach ausstehenden Regularien zum Betrieb von Drohnen im öffentlichen Raum.

Die Schweiz gilt hier als Innovationstreiber und nimmt diesbezüglich hierbei in Europa eine Vorreiterrolle ein. Seit 2017 arbeiten dort das Bundesamt für Zivilluftfahrt und Skyguide zusammen, um einen geregelten Drohnenverkehr testweise im öffentlichen Raum hinzubekommen. Dabei werden Fragen nach Flughöhen, Sicherheit, Steuerung, gesperrte und erlaubte Korridore bzw. Einflugschneisen/Drohnenautobahnen für die Erreichung von größeren Städten besprochen und geklärt. Die Regularien, die Sicherheit im öffentlichen Raum und der von den Drohnen versursachte Lärm sind die größten Hürden, um der Last Mile Delivery durch Drohnen zum Durchbruch zu verhelfen. Diese Hürden sind zur Zeit in Europa so groß, dass die Zustellung durch Drohnen in den nächsten Jahren nicht zu einem Standard-Angebot der Logistik-Dienstleister bzw. der Paket- und Expressdienstleister werden wird. Ihre Pizza werden Sie in den nächsten Jahren immer schneller und mit einer hohen Wahrscheinlichkeit noch warm zugestellt bekommen. Die Wahrscheinlichkeit, dass Sie Ihnen mit einer Drohne vors Stadt-Haus gestellt wird, ist allerdings für die nächsten Jahre sehr gering.

Smarte Logistik 4.0. 12 Handlungsfelder

Von Dr. Wolfgang Keplinger, ECCELL GmbH

Autonome Roboter für eine pfiffige Lager-Automatisierung, KI-unterstützte Kameras zur Behältererkennung und -verfolgung ohne jeden menschlichen Eingriff und Digitale Zwillinge für das physische Lager oder die planende Lieferkette zeigen den Aufbruch in eine digitale Logistikwelt. Wir blicken auf 12 wichtige Handlungsfelder, die den Paradigmenwechsel zu einer Logistik 4.0 treiben.



1.         ICH, LOGISTIK-ROBOTER
            Smarter Produktivitätsbooster @ Null-Fehler

Früher hatte man entweder ein manuelles oder ein sehr starr automatisiertes Lager mit teuren, schweren Regalbediengeräten. Die intelligente Lager-Automatisierung mit smarten und flexiblen Lager-Robotern ist einer der bedeutendsten aktuellen Trends in der Logistik. Zu den smarten Automatisierungsmöglichkeiten im Lager gehören:

• Automatisierte Shuttle-Lager mit vielen kleinen Robotern/Shuttles anstelle der großen, schweren und wenig flexiblen Regalbediengeräte
• Pick-Buddies, (z.B. von Locus, Geek+ oder 6River Systems) die die manuell gepickte Ware beim Kommissionierer abholen und zum Versand bringen
• Shelf-Buddies, (z.B. von Amazon oder Swisslog) die ganze Regale zur Pick-Station bringen, wo dann manuell kommissioniert wird
• Konzeptionell gänzlich neue, smart automatisierte Lagertypen wie

-  Autostore, das ohne Regal auskommt und durch das direkte Stapeln
   der Behälter eine enorme Lagerdichte erzielt

- Servus, ein Shuttle-System, bei dem die Roboter auf Schienen bis in die 
   Produktion fahren und die gepickten Behälter direkt an die Montagelinie

   übergeben

- Exotec, ein Shuttle-System, bei dem die Shuttles selbständig die
   Vertikalbewegung (Klettern am Regal) übernehmen, ansonsten aber frei
   und autonom verfahrbar sind

• Autonome Pick-Roboter (z.B. von Magazino oder identytec), die selbständig picken bzw. das Material/die Behälter in den Lagerplatz verräumen
• Cobots, die Picken bzw. Behälter entstapeln, sortieren, entleeren und anstellen
• Autonomous Mobile Robots (AMRs) die sich selbständig und autonom im Lager neben den dort arbeitenden Mitarbeitern bewegen und als Unterfahr-/Stapel-/KLT-FTF Material und Behälter transportieren und bewegen
• Autonome Routenzüge (z.B. von Schiller, Linde oder Asti) für den Transport auf den Routen mit dem starken Transport-Volumen

Alle roboter-basierte Lösungen zeichnen sich durch eine deutlich erhöhte Produktivität und eine weitgehende Fehlerfreiheit aus. Dabei sind die Systeme intelligent, teilweise autonom, kollaborativ, flexibel und agil, skalierbar, elektrisch, energieeffizient und plug&play-fähig. Sie helfen, Mitarbeiter von schweren, unergonomischen Handlings-Aktivitäten zu entlasten und übernehmen vielfach diejenigen Arbeitsschritte, die langweilig, schwierig oder unter Lean-Gesichtspunkten nicht wirklich wertschöpfend sind (z.B. lange Transportwege).
 
 

2.         ENDLICH BEIDHÄNDIG
            Wearables befreien die Mitarbeiter

Der mittlerweile fast schon traditionelle Scanner in der Logistik hilft den Mitarbeitern, Material eindeutig zu identifizieren und Materialbewegungen (z.B. Einräumen in einen Lagerplatz / Picken von einem Lagerplatz) sicher zu dokumentieren. Aber der traditionelle Handscanner beschäftigt die Mitarbeiter mit Suchen, wo der Scanner ist, oder mit dem Greifen/Wegstecken des Scanners. Damit zieht der Scanner die Arbeitsfolgen sequentiell in die Länge, denn der Mitarbeiter ist entweder mit dem Scanner beschäftigt oder er geht/fährt durch das Lager.

Der große Nutzen, den die Logistik 4.0 für manuelle Arbeitsplätze erbracht hat, ist es, den Mitarbeitern die Hände wieder für die primär wertschöpfenden Logistik-Tätigkeiten freizuspielen: für das Handling des Materials bzw. für das Fahren von Staplern oder Routenzügen. Frei nach dem Motto: „automate it or wear it“, sollten alle Arbeiten in der Logistik, die nicht wirtschaftlich automatisiert werden können, und somit manuell bleiben, durch Wearables unterstützt werden. Diese Wearables (X-by-Technologien, Handschuhe, Ringe) sind die technologische Lösung, um die Informationsmitteilung bzw. -bestätigung unabhängig von den Händen zu machen, so dass diese für die Kernaktivitäten der manuellen Logistik verfügbar sind: Handling und Lenken. Und damit werden die Prozesse schlanker, denn die Informationsmitteilung bzw. die Bestätigung wird in die wertschöpfenden Kernarbeitsschritte integriert.

Die aktuell wichtigsten Wearables, die den Mitarbeitern ein frei-/beidhändiges und somit ergonomisches und produktives Arbeiten ermöglichen, sind Pick-by-Voice, Pick-by-Vision/Smart Glasses, Gabel-Stapler Gabel-Scanner, Scanner-/RFID-Handschuhe, Daten-Uhren und NFC- und Smart Motion Ringe, die die Steuerung von Zugangskontrollen, Qualitätskontrolle und Ausführungsbestätigungen unterstützen.

Die Wearables erhöhen die Produktivität der Mitarbeiter, die die Wearables tragen. Was aber mindestens so wichtig ist: sie verbessern die Ergonomie der Mitarbeiter und sie reduzieren Fehler.
 
 

3.         NO-TOUCH-LOGISTIK
            Jeder weitere Schritt wäre Verschwendung

Einer der größten Aufwands- aber auch Zeittreiber in der Logistik ist die Anzahl der notwendigen Handlingsschritte, d.h. wie oft ein Behälter/eine Palette/ein Karton angegriffen, aufgenommen, abgestellt, umgestellt, eingelagert, ausgelagert, auf- oder abgestapelt oder bereitgestellt wird.

Bezüglich einer handlingsarmen No-Touch Inbound-Logistik gibt es folgende Alternativen (beginnend mit der schlankesten Alternative):

• Warehouse on Wheels (WoW): Die Materialien werden direkt im Trailer/in der Wechselbrücke in der Nähe des Verbau-Ortes der Materialien bereitgestellt und erst bei Bedarf dem Trailer/Wechselbrücke entnommen und sofort verbaut. WoW wird in der Regel für großvolumige Schnelldreher angewandt, die in einem JIT-/JIS-Modus geplant und bereitgestellt werden, denn es gibt bei diesem Bereitstellungsmodus keine logistische Wareneingangskontrolle.
• Dezentraler Wareneingang / Ship-to-Line: Hier werden die Materialien de-zentral, d.h. Liniennahe angeliefert, werden ausgeladen und stehen dann in Form von kleinen Puffern mit einer geringen Reichweite (wenige Stunden) direkt am Verbau-Ort zur Verfügung. Auch diese Bereitstellung wird primär für schnelldrehende Materialien im JIT-/JIS-Modus angewandt, hat aber durch die sofortige Entladung vom LKW einen Handlingsschritt mehr als WoW. Dafür werden weniger Gates benötigt und die LKW können in der Regel mehr als ein Material anliefern.
• Zentraler Wareneingang / Ship-to-Stock: Hier werden Materialien traditionell bei einem zentralen Wareneingang angeliefert, mit den üblichen Kontrollen bezüglich richtiger Materialnummer in der richtigen Anzahl, im richtigen Behälter und Label, unbeschädigt angeliefert. Dieser Prozess eignet sich für alle mittel- und langsamdrehenden Materialien. Ship-to-Stock erfordert aber zusätzliche Handlingsschritte durch die Einlagerung im Zentrallager (d.h. produktions-/montagelinienferne Lagerung) und die bedarfsgerechte Bereitstellung an der Linie oder im Supermarkt durch die Logistik.

4.         DATEN | DATEN | DATEN
            Die transformative Kraft datengestützter Erkenntnisse

Die aktuellen Ansatzpunkte der Big Data Analytics sind:

• Zusammenhänge finden, die bisher nicht gefunden wurden. Dabei helfen moderne grafische Analysetools (Graph-Analytics, z.B. von Tableau, Y42, Visplore, …), die ein intuitives Arbeiten mit großen Datenmengen erlauben. Um zum Beispiel einen Zusammenhang zwischen Anlagen im Markt, Anlagenausfällen und benötigten Ersatzteilen herzustellen und damit die Verfügbarkeit der Ersatzteile in der richtigen Region rechtzeitig sicherzustellen.
• Bedarfe und notwendige Kapazitäten richtig(er) vorherzusagen. So wie es Amazon macht und aus dem Absatz von Vergleichs-/Referenzprodukten, Testregionen oder dem Verhalten bestimmter Kundengruppen/-cluster auf zukünftige Bedarfe hochrechnet und dann die einzelnen Artikel in einer bedarfsgerechten Menge vorab in die einzelnen Customer Fulfillment Center legt. Noch lange bevor der tatsächliche Kundenbedarf entsteht oder gar die Kundenbestellungen vorliegen.
• Echtzeit-Simulation und Optimierung von Lieferketten. Das in Spanien/USA ansässige Startup Factic bietet z.B. eine SaaS-Plattform, die prädiktive Analyselösungen für die Lebensmittel- und Getränkeindustrie bereitstellt. Dazu werden Data-Mining- und KI-Techniken genutzt, um Daten aus internen und externen Quellen zu analysieren und zukünftige Verkäufe vorherzusagen. Aus den prognostizierten Nachfrageabweichungen werden datengestützte Entscheidungen abgeleitet, um die Beschaffung zu automatisieren. Oder Flexport, ein Start-up aus San Francisco, analysiert cloud-basiert und in Echtzeit Materialvolumina von Importeuren, Exporteuren, Spediteuren, Fluglinien, Schifffahrtslinien, Häfen, Flughäfen und von Zollbehörden, die an einzelnen Häfen/Flughäfen/Logistik-Knotenpunkten erwartet werden. Damit wird gesteuert, über welche Knotenpunkte Sendungen geschickt werden sollen, um möglichst rasch ins Land und zu den Kunden zu gelangen.

5.         NACH IHREM BEDARF
            Marktplätze für alles

Der dahinter liegende Logistiktrend ist die „elastische Logistik“, die es Unternehmen ermöglicht, ihre Lieferketten in Zeiten schwankender Nachfrage effizienter zu gestalten. Das gelingt durch eine bedarfs-entsprechende Vergrößerung oder Verkleinerung des logistischen Netzwerkes. D.h. die ehemals fixen eigenen Assets werden ersetzt durch Logistik-Leistungsangebote, die am Markt kurzfristig dazugekauft oder zurückgegeben werden.

Basis für eine elastische Logistik sind Marktplätze für Transporte, Läger oder die Letzte Meile. Die Transport-Marktplätze bringen den Bedarf an Transportkapazität und das Angebot der Spediteure kurzfristig zusammen. Diese Marktplätze gibt es schon länger, sie existieren für LKW-Ganzladungen, für LTL-Verkehre aber auch für Stückgut. Die neueren Lager-/Warehouse-Marktplätze machen das gleiche im Bereich von Lagerraum und bringen dort flexibel und kurzfristig Angebot und Nachfrage zusammen. Einige bekannte Lager-Marktplätze sind Flexe, Stowga, Stord, Hive, storingcargo oder log-hub. Und schließlich die letzte Meile-Marktplätze, die deshalb von großer Bedeutung sind, weil damit einer der größten Einzel-Kostenblöcke (meist mindestens ein Drittel der gesamten Zustellkosten). So arbeitet z.B. Walmart in den USA zur Zeit an einem Piloten mit einem Letzte-Meile-Marktplatz, um die Express-Lieferungen zeitgerecht zuzustellen. Amazon hat die Plattform Amazon Flex angekündigt, das auf „Auf-Abruf-Dienstleister“ zurückgreift, um die Ausweitung des Prime One Day Lieferprogramms zu beschleunigen.

6.         HELLSEHEREI
            Wissen, wo sich ihr Material befindet – jederzeit und
                überall

Durch die sensorbasierte Verbindung von Objekten/Gegenständen/Sendungen mit dem Internet (IoT) wissen wir praktisch in Echtzeit fast alles über den Zustand dieser verbundenen Sendungen: neben der Lokation kennt man entweder die Qualität der ankommenden Sendung im Detail, oder man kann rechtzeitig eingreifen, bevor ein qualitativer Schaden (z.B. durch Hitze) passiert. Dabei kann die neueste Generation von mikroskopisch kleinen Sensoren (z.B. von RVMagnetics) helfen, diesen logistischen Zustand genau zu erfassen und zu verfolgen. Die Anwendungen für mit dem Internet verbundenen Logistiksensoren sind mittlerweile mannigfaltig: sie helfen Logistik-Gebäude klimatechnisch besser, effektiver und „grüner/nachhaltiger“ zu steuern. IoT-Systeme für das Flottenmanagement (z.B. Fleetroot) optimieren den Einsatz von Fahrzeugen in Logistikflotten. Oder Echtzeit-Überwachungssysteme für Container (z.B. das vom IoT-Startup Globe Tracker) helfen, diese einfacher zu verfolgen oder zu finden.

Ein Beispiel dafür sind die Service-Angebote von Roambee, einem Unternehmen, das ein System zum Monitoring von Lieferketten anbietet, bestehend aus Sensoren, über IoT verbunden mit einer Plattform bzw. mit einem Control Tower zur Überwachung und Verfolgung von Lokation, Sicherheit und Zustand der Materialien in der Lieferkette. Und das flexibel auf Abruf, d.h. als Logistics-as-a-Service. Ohne Investments für den Anwender.

Durch diese immer feinere und echtzeit-basierte Verfolgung einzelner Sendungen wird sich das aktuell eher reaktive Tracking & Tracing zunehmend in ein proaktives Management der erwarteten Ankunftszeit verwandeln (ETA = expected time of arrival). Damit wird die rückwärtsgerichtete Frage, „wo ist jetzt gerade mein Material unterwegs“, immer mehr der Frage weichen „wann wird mein Material ankommen“ und „was muss ich ggfs. tun, um die Kundenerwartungen trotz Abweichungen vom geplanten Zulauf dennoch wie geplant erfüllen zu können“?

7.         SUPER-MODELS
            Eine virtuelle Darstellung von allem

Digitale Zwillinge sind eine einzigartige virtuelle Darstellung eines potenziellen oder physischen Objekts oder Prozesses. In der Logistik gibt es mittlerweile Digitale Zwillinge für Läger/Distributionszentren. Dabei handelt es sich um 3D-Modelle eines konkreten Lagers, um damit die Auslastung und Lagerplätze optimieren zu können, für den täglichen Betrieb die Volumen-/Materialströme simulieren und Engpässe vermeiden zu können oder die Schicht- und Arbeitszeiten so anzupassen, dass die bestmöglichen Leistungen und Kundenservices erreicht werden. dm hat 2020 den deutschen Logistikpreis für sein neues Distributionszentrum in der Wustermark erhalten. Auf Basis von digitalen Zwillingen für alle belieferten Filialen werden im Distributionszentrum die Waren für die jeweilige Filiale so gepackt, dass filialspezifisch der Regal-Einräumprozess möglichst aufwandsarm erfolgen kann. D.h. das Distributionszentrum berücksichtigt bei der Colli-Bildung welche Materialien in einer spezifischen Filiale nebeneinander im Regal liegen.

Logistik-Zwillinge gibt es aber auch für gesamte Lieferketten. Dann wird diese Lieferkette vom Lieferanten über die einzelnen Lieferstufen bzw. über die Logistikdienstleister hinweg in einem digitalen Zwilling abgebildet. Diese digitalen Zwillinge dienen dann dazu, die planenden und steuernden Prozesse der Logistik zu optimieren. Mit diesen Zwillingen werden z.B. im Control Tower die Lieferketten gesteuert. Es wird erkannt, wie sich Engpässe auf die Lieferkette auswirken, bzw. welche Verbesserungsmaßnahmen notwendig sind, um die Auswirkungen auf den Kunden-Lieferservice möglichst gering zu halten oder die Kosten für Express-Transporte nicht explodieren zu lassen.

8.         PROGRAMMIERTE WISSENSERWEITERUNG
            Wie von Zauberhand

KI (Künstliche Intelligenz) ist in Kernbereichen der Logistik inzwischen fest etabliert und führt zu einer deutlichen Effizienz-, Qualitäts- und Produktivitätsverbesserung. Zu den Kern-Anwendungsbereichen der KI in der Logistik gehören:

• Prädiktive Nachfragevorhersagen – im Bereich der Logistikplanung, als Basis für zukünftige Kundenbedarfe, als Input für S&OP-Prozesse. Die sichere Erkennung und Vorhersage von Kundenbedarfen lange bevor sie sich tatsächlich realisieren ist die Basis für robuste Lieferketten mit einem hohen Kundenservicegrad. Das neuseeländische Start-up Insite bietet z.B. KI-basierte Softwarelösungen für Preisvorhersagen, Nachfrageprognosen und die Optimierung von Abläufen und Prozessen an, die vor allem in der Konsumgüterindustrie und im Einzelhandel eingesetzt werden.
• Routenoptimierung – sowohl im Bereich der Letzten Meile der Zustellung als auch für AMRs im Lager oder auf dem Fabrikgelände. Das australische Startup Adiona entwickelt KI-basierte Optimierungssoftware-as-a-Service (OSaaS), mit der Unternehmen ihre Logistikprozesse verbessern und Kosten senken können, indem Lieferrouten statisch und dynamisch optimiert werden.
• Prozessautomatisierung basierend auf der intelligenten Erkennung von handschriftlich ausgefüllten Formularen (KI-basierte OCR-Erkennung). Damit können in internationalen Lieferketten viele manuelle Papier-/Formular-Prozesse deutlich vereinfacht, standardisiert und beschleunigt werden.
• Visuelle Bilderkennung – KI-unterstützte smarte Kameras erkennen Behälter, Label, Personen, Maschinen, Stapler und zeigen diese immer fehlerfreier und mit einer immer größeren Zuverlässigkeit an. Damit wird es den AMRs möglich, selbständig ihre Routen zu finden, auch wenn sich diese oder die Hindernisse in den Routen dynamisch verändern. Andere Anwendungen unterstützen beim raschen und sicheren Zählen von Materialien in Behältern, beim Erkennen von Label im Zuge drohnengestützter Inventur, bei der Erfassung von Behältern im Leergutlager oder bei bildschirmgeführten und kontrollierten Packvorgängen.

9.         FAHRER VERLOREN
                Wer steuert da im Hintergrund?

Die Experten unterscheiden in die Kategorien des assistierten Fahrens, des automatisierten und des autonomen Fahrens. Der aktuelle Entwicklungsstand in Deutschland liegt gerade beim Erreichen des Levels 3 -  des automatisierten Fahrens. Damit werden erste Fahrzeuge (z.B. Audi A8, Daimler S-Klasse) für das hochautomatisierte, selbständige Fahren auf Autobahnen bei Geschwindigkeiten unter 60 km/h und in Stausituationen vollständig an den Fahr-Computer übergeben, der Fahrer hat dann keine Kontrollpflicht mehr. Im Bereich der Logistik gibt es drei Hauptanwendungsbereiche des autonomen Fahrens:

• Fahrerlose LKW – TuSimple, ein amerikanisches Start-up, hat sich auf die technologische Ausstattung von LKW zum autonomen Fahren spezialisiert. Das Unternehmen ist zur Zeit führend mit seinen Level 4 Fähigkeiten für die USA, bei dem das Fahrzeug bestimmte Autobahnabschnitte völlig selbständig bewältigt und der Fahrer die Fahrzeugführung vollständig abgegeben kann.
  In Europa bietet die schwedische Firma Einride einen fahrerlosen LKW an. Sein futuristisches Fahrzeugdesign ohne Fahrerkabine zieht die Blicke auf sich bei den ersten Fahrten auf öffentlichen Straßen zwischen zwei Logistik-Hubs vom Anwendungspartner DB Schenker.
• Autonome Fahrzeuge für die Intralogistik – hier hat sich in den letzten Jahren die Entwicklung von AGVs (Automated Guided Vehicles – berührungslos geführte Fahrzeuge), die unabhängig von der Führungstechnologie auf mehr oder weniger fest definierten Routen unterwegs waren zu den AMRs (Autonomous Mobile Robots) vollzogen, die wirklich autonom unterwegs sind, frei die Route wählen und auch Hindernissen problemlos ausweichen können.
• Zustell-Rovers für die letzte Meile – diese autonomen Roboter fahren auf öffentlichen Straßen und vor allem auch auf Gehwegen und übernehmen die Hauszustellung von e-commerce-Bestellungen oder vielfach auch die Zustellung von Essens-Bestellungen aus Restaurants.

10.      ALLES AUTOMATISIERT
           Prozessautomatisierung nicht nur physisch im Lager

Mit der neuen Blockchain-Technologie und der RPA (Robotic Process Automation) stehen nun Technologien bereit, die auch eine Automatisierung von bisher manuellen/Back-Office-Prozessen ermöglichen. Die Blockchain-basierten Smart Contracts erlauben die automatische Ausführung von Prozessschritten, wenn bestimmte Bedingungen erfüllt sind. Der Vorteil dieser Smart Contracts liegt auch darin, dass diese Bedingungen nicht unbedingt vor Ort gegeben sein müssen, sondern die Prozesse auch aus der Ferne getriggert werden können. Damit ist die Blockchain-Technologie dafür geeignet, den Informations-/bisherigen Papierstrom in Lieferketten zu automatisieren. Zahlungen können ausgelöst werden bzw. ein Eigentums- oder Verantwortlichkeitsübergang kann bestätigt werden, wenn bestimmte physische Zustände eingetreten sind (wie z.B. Ware im Hafen XY angekommen) oder wenn bestimmte Papiere wie Frachtbriefe an bestimmten Orten erfasst wurden. Auf diese Weise kann auch die Zollabwicklung vereinfacht und (teil-) automatisiert werden. Das Start-up Steamchain erlaubt z.B. blockchain-basierte Zahlungen, IBM und Maersk haben gerade ein Bockchain-Projekt initiiert für eine weltweit durchgängige Sendungsverfolgung.

RPA (Robotic Process Automation) ermöglicht die kostengünstige Automatisierung von sich wiederholenden einfachen Aufgaben (z.B. Daten-Transfer zwischen verschiedenen EDV-Systemen), eliminiert dabei menschliche Fehler und reduziert die Gemeinkosten. RPA-Software führt zum Beispiel Vorgänge wie die Rechnungsverarbeitung, die automatische Speicherung von Informationen in Prüfprotokollen oder die automatische Eingabe einer Bestellung durch.

11.      NACHHALTIG GRÜN
               Unserem Planeten zuliebe

Die in der Vergangenheit eher kleinteiligen Verbesserungen in Richtung einer grünen Logistik, haben sich in den letzten Jahren in eine ernstzunehmende Anwendung von umweltfreundlichen Technologien und Praktiken gewandelt. Viele Unternehmen arbeiten nunmehr an der bekannten 4V-Strategie, um die Logistik nachhaltiger zu machen: Vermeiden, Verlagern, Vermindern, Vergüten. So hat z.B. Gartner bei den Supply Chain Top 25 als ein Learning von den Besten festgestellt, dass diese nachhaltig an der Reduktion des CO2-Fußabdrucks arbeiten, vielfach auch in enger Zusammenarbeit mit ausgewählten Lieferanten oder Kunden. Die wichtigsten Nachhaltigkeits-Trends in der Logistik sind:

• Verringerung des Transportaufkommens durch bessere Planung, bessere Bedarfsprognosen, Bündelung von Transporten gemeinsam mit Lieferanten und Kunden, um die teilweise 40% Leerfahrten von LKW zu reduzieren. Nach all den Aktivitäten in Richtung same day/2-h deliveries bietet Amazon nun in den USA den Kunden auch die Möglichkeit an, eine Zustellung nur innerhalb der nächsten 6 Tage auszuwählen, um Transporte bündeln und somit Fahrten reduzieren und die Zustellung somit nachhaltiger machen zu können.
• 0-Emission-Fahrzeugflotten – Umstellung der Fahrzeugflotten auf voll-elektrische Fahrzeuge bei den Logistik-Dienstleistern. So hat z.B. DHL schon in den letzten Jahren insgesamt 20.000 vollelektrische Streetscooter in Betrieb gestellt und plant in den nächsten Jahren noch weitere 100.000 in die Flotte zu nehmen. Oder Amazon, das 100.000 vollelektrische Zustellfahrzeuge bei Rivian bestellt hat.
• Geschlossene Logistikkreisläufe für Behälter bzw. wiederverwendbare Verpackungen –  ermöglicht durch neue Start-ups, die industriellen Kunden aber auch Endverbrauchern einen geschlossenen Verpackungskreislauf anbieten. Dazu zählen Unternehmen wie Loop, RePack, Returnability oder The Wally Shop. Oder Ikea, das gerade neue, umweltschonende und rezyklierbare Verpackungen aus nachwachsenden Pilzen (z.B. von Ecovative) testet.
• Logistikgebäude ohne CO2-Emission. Neben der Nutzung der Dächer von Logistiklägern zur Strom- oder Wärmeproduktion mittels Solardächern, geht es nun mehr und mehr darum, durch intelligente IoT-basierte Sensoren die Energiesteuerung (Licht, Wärme, Kälte) weiter zu optimieren und zu verbessern.

12.      SEHEN UND GESEHEN WERDEN
            Zuverlässige Bilderkennung von allem

Die Firma identpro bietet zur Zeit eine sensorbasierte Lösung für die scannerfreie Behälter-/GLT-Verfolgung mittels Stapler an. Dabei werden die Stapler mit verschiedenen Sensoren ausgestattet, zur kontinuierlichen Bestimmung der aktuellen x-/y-Koordinate des Staplers im Raum und einem Höhensensor auf der Gabel zur Bestimmung der z-Koordinate. Bei jeder Änderung der Gabel-Beladung werden die x-/y-/z-Koordinaten in eine Datenbank weggeschrieben (digitaler Zwilling). Damit kann mit einer einzigen, einmaligen Erfassung eines GLTs oder einer Palette (ein einziger Scan z.B. am Wareneingang) in Echtzeit jede aktuelle Lokalisierung einer jeden Palette/GLTs über den digitalen Zwilling ermittelt werden. Das ist eine funktionierende Lösung zur scannerfreien aber dennoch zuverlässigen Materialverfolgung von GLTs/Paletten mittels Stapler.

An einem der wahrscheinlich wirkungsvollsten technologischen Trends wird zur Zeit noch gearbeitet: die automatisierte, KI-kamera-basierte Behälterverfolgung ohne Label-Scannung. Beim Computer-Vision-Ansatz werden KI-basierte Kamerasysteme verwendet, die kontinuierlich sowohl von fixen Plätzen aus (z.B. montiert an der Decke einer Produktions- oder Lagerhalle) bzw. von mobilen Plätzen (auf AMR/Routenzügen/Staplern) jede Bewegung im Sichtfeld der jeweiligen Kamera verfolgen und intelligent identifizieren. Die Software stellt dann sicher, dass die Bewegung eines jeden Behälters lückenlos mitverfolgt wird (angeboten z.B. von logivations). Dabei wird auf KI-Unterstützung zugegriffen. Auch wenn diesbezügliche Lösungen sich noch vielfach in Pilot- und Testanwendungen befinden, zeichnet sich hier eine der spannendsten Entwicklungen für die nächsten Jahre ab, die die Intralogistik wirklich revolutionieren kann.

Die KI-basierte Label-Erkennung ist heute schon Standard bei den am Markt befindlichen Inventurdrohen und funktioniert dort schon fehlerfrei. Die Anwendung von KI-basierten Kamerasystemen am Wareneingang, um eine vollautomatisierte Logistikprüfung (richtige Ware, richtige Menge, übereinstimmend mit der Bestellung, richtiges Label, richtige Verpackung, und transportschadenfrei angeliefert) ist nur eine natürliche Weiterentwicklung dieser Kamera-Wundersysteme. Damit wird sich dann auch der Wareneingang der One-Touch-Logistik nähern, noch produktiver werden, und eine der Voraussetzungen für eine zukünftig dann automatisierte Entladung der LKW schaffen.

Nicht alle der 12 Handlungsfelder sind für alle Unternehmen gleich relevant. Es gilt, Schwerpunkte zu setzen in Abhängigkeit von den Branchenanforderungen und der bereits realisierten Logistik 4.0-Roadmap. Was aber sicher ist: unter den 12 die Logistik grundsätzlich verändernden Handlungsfelder sind wahrscheinlich mindestens 8 mit echter Handlungsrelevanz für jedes einzelne Unternehmen. Identifizieren Sie Ihre Top-Veränderungsbereiche und starten Sie möglichst rasch mit der Umsetzung. Die Themen sind spannend, denn noch nie hat es so viele technologische Neuerungs-Chancen in der Logistik gegeben wie heute.

Abkürzungen:

• KLT / GLT                     Kleinladungsträger / Großladungsträger
• AMR                              Autonomous Mobile Robot
• NFC                               Near Field Communication
• WoW                            Warehouse on Wheels
• IoT                                 Internet of Things
• SaaS                              Software as a Service
• LaaS                              Logistics as a Service
• KI                                   Künstliche Intelligenz
• LTL                                Less than full truck-load
• API                                Application Programming Interface
• RFID                              Radio Frequency Identification Technology
• UWB                             Ultra-Wide-Band
• BLE                                Blue Tooth Low Energy
• WLAN                           Wireless Local Area Network
• S&OP                            Sales & Operations Planning
• OCR                               Optical Character Reading
• FTF                                Fahrerloses Transportfahrzeug
• RPA                               Robotic Process Automation
• ETA                                Expected Time of Arrival

• Ankunft LKW & Anmeldung 

• Einfahren und Andocken

• Entladen und Paletten-Bereitstellung

• Erfassung, Identifizierung & Buchung

• Weitertransport in den Lagerbereich

• Einlagerung / Buchung

• Einfahren und Andocken

• Entladen und Paletten-Bereitstellung

• Erfassung, Identifizierung & Buchung

• Weitertransport in den Lagerbereich

• Einlagerung / Buchung

• Klare Prozessorientierung

• Mut neue Technologien einzusetzen

• Wunsch und Wille zur unternehmensübergreifenden Lieferkettenintegration