Das digitale Unternehmen

  • Intralogistik und Lager

    Transportsysteme im Lager – zunehmende Autonomie

    Logistik nimmt eine Querschnittsfunktion innerhalb und außerhalb des Unternehmens ein. Die zu transportierenden Güter  müssen einerseits mit Informationen zu sich ausgestattet sein (z.B. Verarbeitungsstatus, Projekt etc.) und sie müssen lokalisierbar sein. Im Lager kommen weitere Informationen hinzu: Lagerort, Lagerdauer, Menge. Auch die Lagertechnik wird „intelligent“. Neben herkömmlichen Flurförderzeugen (Gabelstapler, Routenzüge), die vollständig vom Menschen bedient und gesteuert werden, setzen sich halbautonome Fahrzeuge und fahrerlose Transportsysteme immer mehr durch. Dazu gehört auch eine intelligente Lagernavigation, mit der sich die Fahrzeuge orientieren und die mit dem Warenmanagement und anderen notwendigen IT-Programmen kommuniziert.
     Aus der Praxis
    Beispiel Schmalgang-Stapler: Die Stapler erhalten vom Warehouse Management System den Auftrag, Ware einzulagern oder abzuholen. Der Fahrer wird zum richtigen Gang geführt und muss dort nur noch ‚Gas‘ geben. Fehlfahrten werden verhindert, ebenfalls langes Suchen sowie fehlerhafte Ein- und Auslagerung. In diesen Prozessen liegt in der Praxis erhebliches Einsparungspotential. Wenn beispielsweise fünf Schmalgangstapler im Einsatz sind, spart der Anwender sich einen Stapler plus die entsprechenden Fahrer. Denn mit der Lagernavigation können Kostenreduktionen von über 20 Prozent verbucht werden.
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    Schmalgangstapler im Hochregal. Bild: Jungheinrich

    Wichtig ist aber auch ein breit einsetzbares Interface, das einzelne IT-Systeme miteinander koppelt. Gerade in der Logistik sind heute die unterschiedlichsten Software-Varianten im Einsatz. Die Folge ist, dass zentrale IT-Systeme und Lager-Equipment nicht „auf Augenhöhe“ kommunizieren. Genau hier liegen die Herausforderungen moderner Intralogistik-Lösungen. Damit diese beiden Logistikkomponenten überhaupt und dann auch fehlerfrei miteinander „sprechen“ können, haben Anbieter bereits eine entsprechende Schnittstellensoftware auf den Markt gebracht.
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    Symbolbild: Transponder (symbolisch dargestellt) weisen dem Schmalgangstapler den ‎Weg. Bild: Jungheinrich

    Halbautonome Fahrzeuge teilen sich die Aufgaben mit dem Fahrer, der das Gefährt kontrolliert. Während der Stapler etwa die Ein- und Auslagerfunktion übernimmt, navigiert der Lenker in den Gängen oder steuert die Handhabung der Lagereinheiten. Vorteil der Arbeitsteilung: keine Leer- oder Falschfahrten, weil die Maschine automatisch das richtige Regal und Fach anfährt, minimale Fahrtzeit mit möglichst geringem Energieverbrauch. Fahrerlose Transportsysteme (FTS) bewegen sich autonom und ohne Fahrer. Das Transportvehikel orientiert sich dabei im Raum mithilfe von Induktionsschleifen, Präzisionslasern, Reflektoren und ausgeklügelten Assistenzsystemen. Derzeit eignen sich diese Fahrzeuge primär für das Befahren einer im Voraus festgelegten Strecke, auf der sie beispielsweise Paletten auf- und abladen. Da Kollisionen trotz Assistenzsystemen nicht völlig auszuschließen sind, besitzen die Fahrzeuge zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen. Die festgelegten Wegstrecken können unterschiedlich gekennzeichnet sein. Fahrzeuge, die ihre Position anhand von Reflektoren selbst bestimmen oder sich RFID-Tags orientieren, die in regelmäßigen Abständen in den Boden eingelassen sind, gelten als besonders innovativ. Wenn im Versandhandel nicht ganze Paletten oder größere Gebinde, sondern einzelne Objekte, z.B. Schuhschachteln oder Bücher, aus einer Kiste für den Versand entnommen werden müssen, können Regal-Roboter die Arbeit erleichtern (Pick-Systeme).
     Aus der Praxis
    Ein Unternehmen aus München hat beispielsweise speziell für die großen Lager von Internet- Versandhäusern einen Roboter entwickelt, der in Kooperation mit dem Menschen in einem Regallager einzelne Objekte stückgenau „pickt“. 2D/3D Kameras vermessen und erkennen das gewünschte Objekt und greifen es gezielt. Ein maßgeschneiderter Algorithmus optimiert den notwendigen Platz für die Ablage.
    Magazino GmbH - Toru

    Magazino GmbH - Toru Der mobile und vernetzte Regalroboter kann mit seiner 3D-Kamera autonom Bücher im Regal identifizieren, zielgenau greifen und am gewünschten Ort wieder ablegen. Foto: Magazino GmbH

    Automatische Kommissionierstationen

    Die Kommissionierung von Waren gehört in vielen Lagern, Warenhäusern und Distributionszentren arbeitsintensivsten Prozessen und verursacht somit hohe Kosten. Mittlerweile erleichtern unterschiedlichste Kommissioniersysteme und -technologien die Arbeit. Sie reduzieren nicht kommissionierbezogene Tätigkeiten und erhöhen dadurch die Arbeitseffizienz. Automatische Kommissionierstationen können Platz im Lager sparen, der dann für andere Waren zur Verfügung steht. Sie lagern die Produkte automatisch ein und liefern es schnell an die Ausgabe.
  • Produktion

    Die digitale, vernetzte Produktion ist ein zentraler Bestandteil der Vision Industrie 4.0. In der intelligenten Fabrik sind die Maschinen und Anlagen, Bauteile und Behälter eigenständige und intelligente Dinge, die miteinander vernetzt sind, kommunizieren und selbstständig Aufträge durch die gesamte Wertschöpfungskette steuern. Die eigene Identität erhalten die „Dinge“ z.B. durch maschinenlesbare Codes (Barcode, EAN, QR-Code) oder durch RFID-Transponder und Sensorknoten. Durch Sensoren analysieren sie die Umwelt oder werden von anderen „Dingen“, z.B. Maschinen, wahrgenommen. Die intelligenten Bauteile und Behälter sind Teil der Logistik- und Produktionsprozesse. Sie sind Informationsträger und -empfänger, die sich direkt mit den Anlagen und Maschinen austauschen. Objekte, Maschinen und Anlagen sind weltweit zu Cyber-Physischen-Systemen (CPS) vernetzt.

    Serviceroboter – Mensch und Roboter Hand in Hand

    Moderne Robotik ist eines der zentralen Themen von Industrie 4.0. Waren Roboter bisher in den großen Fabrikhallen durch Schutzzäune von Arbeitnehmern getrennt, sollen sie nun Seite an Seite mit Menschen arbeiten. Roboter, die im gleichen Raum wie Menschen arbeiten, benötigen besondere Schutzeinrichtungen. An Gelenken und Greifvorrichtungen befinden sich beispielsweise Sensoren, damit der Roboter bei einer unvorsichtigen Bewegung durch den Menschen seine Arbeit abbricht und kein Arbeitsunfall passiert. Fragestellungen, in welchem Abstand Mensch und Roboter beispielsweise optimal zusammenarbeiten, ohne dass sich der Mensch gestört fühlt, oder wer der beiden bei einer drohenden Kollision ausweichen soll, gehen derzeit sowohl Wissenschaft als auch Wirtschaft auf den Grund und erarbeiten immer ausgereiftere Systeme. Zusätzlich dazu werden Roboter entwickelt, die ortsunabhängig eingesetzt werden können. Diese sollen bspw. als Ersatz für einen erkrankten Arbeitnehmer spontan seine Rolle einnehmen können und sich schnell und einfach in das Umfeld einfügen.
     Aus der Praxis
    BMW setzt, wie andere Fahrzeughersteller auch, bereits seit 2013 Leichtbauroboter ein, um Schallisolierungen auf Türinnenseiten mit einem gleichmäßig hohen Druck anzurollen oder um den Klebstoff auf die Frontscheibe aufzutragen. Hier unterstützt der Roboter zum einen, indem er den Mitarbeiter von unergonomischen Tätigkeiten entlastet, zum anderen liefert er auch über einen 24h-Tag die immer gleiche Qualität.
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    BMW Werk Spartanburg, Produktion, Montage, Ergonomische Mensch Roboter Kooperation. Bild: BMW

    Assistenzsysteme

    Assistenzsysteme unterstützen Mitarbeiter bei ihren Aufgaben. Sie sind mobil einsetzbar und bilden die Schnittstelle zwischen dem Menschen und den Elementen der intelligenten Fabrik, indem sie ihm beispielsweise den Zugriff auf spezielle Daten ermöglichen. Die Arbeitsassistenzsysteme müssen in die Arbeitsumgebung und -aufgabe integriert werden. Die relevanten Informationen müssen möglichst einfach aufbereitet und das Gerät / der Assistent muss für den Mitarbeiter intuitiv bedienbar sein. Wichtig ist, dass bei der Gestaltung der Mensch und die Ergonomie im Mittelpunkt stehen. Als Vorbild gilt in diesem Bereich oftmals die heute sehr einfache und intuitive Bedienung von Smartphones oder Tablets.
     Aus der Praxis
    Die BMW Group setzt in Pilotprojekten in ihren Werken in München und Leipzig in der Produktion Smartwatches ein. Ein Bildschirmsignal und Vibrationsalarm signalisieren dem Mitarbeiter am Band, wenn ein Fahrzeug mit besonderen Anforderungen naht.
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    Smartwatch unterstützt die Montagearbeit. Bild: BMW

    Additive Fertigungsmethoden

    Rapid Prototyping und 3D-Drucken sind grundsätzlich seit vielen Jahren bekannt. Seit 3D-Drucker in der Lage sind, so unterschiedliche Materialien wie Metalle, Kunststoffe und Baumaterialien zu verwenden, ist jedoch die Vision, ganze Häuser und Autos mit 3D-Druckern zu bauen, greifbar geworden. So wurde in China bereits der Rohbau eines 5-stöckigen Hauses mit einem 3D-Drucker hochgezogen und das amerikanische Startup Local Motors hat binnen 44 Stunden ein Auto gedruckt, das nach dem Einbau weiterer ca. 100 Teile (z.B. Motor) fuhr. Additive Fertigungsverfahren wie 3D-Druck oder auch Lasersintern sind Zukunftstechnologien in der Fertigung: einerseits um z.B. Ersatzteile in entfernten Regionen schnell vor Ort und bedarfsorientiert zur Verfügung zu stellen und andererseits ist die Technik mittlerweile so ausgereift, dass Teile von Produkten oder ganze Produkte in einem Zug gedruckt werden können. Airbus hat angekündigt, künftig bis zu 10% seiner Bauteile, die bisher von Zulieferern gefertigt wurden, selber herzustellen – mit 3D-Druckern (z.B. Turbinenschaufeln). Tipp: Der MakerSpace der unternehmerTUM verfügt über mehrere 3D-Drucker und eine Lasersinterkabine, die Unternehmen für eigene Tests zur Verfügung stehen.
    4 Fragen an...

  • Vertrieb

    e-Commerce

    Erst die Digitalisierung ermöglicht es, Massenprodukte individuell auf den Kunden anzupassen. Ob Müsli in der eigenen Geschmacksrichtung, maßgeschneiderte Möbelstücke oder Parfümduftmischungen – der Kunde fordert „sein“ individuelles Produkt. Online-Konfiguratoren sind für individuelle Produkte unerlässlich – und sie sollten im Idealfall mit der Auftragsabwicklung und Produktionsplanung automatisch verknüpft sein. Genau hier treffen sich e-Commerce und Industrie 4.0: Um individuelle Produkte, "Losgröße 1", zu wettbewerbsfähigen Preisen anzubieten, sind sehr effiziente Produktionsprozesse nötig. Für innovative Unternehmen, die die Produktion hochgradig individualisierter Massenprodukte im Griff haben, eröffnen sich ganz neue Geschäftschancen und eventuell auch Märkte. Unternehmen, die dagegen bei der Fertigung von Standard-Massenware verbleiben, müssen prüfen, ob die Nachfrage danach bestehen bleibt oder plötzlich ein schnelles "Individualisierungs-Unternehmen" ihnen Marktanteile abnimmt.

    After-Sales Services durch Augmented Reality

    Durch Augmented Reality (AR) eröffnen sich im After-Sales Bereich neue Anwendungsmöglichkeiten. So lassen sich Produktdaten beispielsweise über eine Applikation auf einem mobilen Endgerät darstellen. Richtet der Kunde die Kamera auf das Produkt, erscheinen in Echtzeit auf dem Display individuell anpassbare Zusatzinformationen. Solche Informationen, sei es auf mobilen Endgeräten oder in der Datenbrille, sind auch für den Wartungsservice interessant. Gerade wenn Maschinen, Anlagen oder komplexe Produkte irgendwo auf der Welt eine Wartung oder Reparatur benötigen, können dies in vielen Fällen auch weniger qualifizierte Mitarbeiter vor Ort übernehmen, wenn sie durch AR unterstützt werden. Derzeit erfolgt die Darstellung daher meist über Tablets o.Ä., Datenbrillen sind bisher selten im Einsatz und oft noch nicht für Langzeitaufgaben geeignet.
     Aus der Praxis
    Die KBA-Digital & Web Solutions AG & Co. KG in Würzburg setzt eine Service-Datenbrille ein, die Haustechnikern in Druckereien hilft, Fehler zu beheben. Rund 70-80% der Störungen können so mit Fernassistenzunterstützung von Haustechnikern gelöst werden. Der Spezialist schaltet sich mit einer audiovisuellen Liveübertragung ein, begutachtet von Ferne aus den Anlagenfehler und gibt Anweisungen. Serviceanleitungen werden eingespielt und virtuell in der Datenbrille dargestellt. Der Haustechniker hat dadurch seine Hände frei und kann die notwendigen Arbeiten durchführen. Der Clou: Der Servicetechniker steuert das einfache Menu der Datenbrille durch Augenbewegungen, über das sog. „Eyetracking“. Denn mit ölverschmierten Händen kann er keine Touchpads oder Steuertasten bedienen. Die neue Servicedatenbrille wurde bereits in der Druckerei der Tageszeitung Main-Post erfolgreich getestet. Die KBA-Digital & Web Solutions ist ein global agierender Druckmaschinenhersteller.
    Datenbrille im Einsatz, KBA

    Servicetechniker im Einsatz mit Datenbrille, Foto: KBA

    „After-Sales Services durch Augmented Reality sind in der Zukunft nicht weg zu denken. Jeder technische Redakteur hat künftig die Möglichkeit, AR als weiteren Kommunikationskanal in der Technischen Dokumentation einsetzen zu können.“

     Dirk Schart, Head of PR & Marketing, RE’FLEKT GmbH

    Augmented Reality

    Augmented Reality bringt das Handbuch "auf die Maschine". Foto: RE’FLEKT GmbH


  • Verwaltung

    Eine smarte Fabrik funktioniert nur, wenn auch die übergeordneten Geschäftsprozesse digital werden. Viele Formulare lassen sich digital deutlich schneller und einfacher verarbeiten. Gerade hier liegt eine relevante Schnittstelle zum Kunden. Am Beispiel der großen Online-Händler wird ersichtlich, dass der Bestellvorgang durch ein Online-Formular sowohl zeitlich als auch bürokratisch erheblich verschlankt und damit im Sinne des Kunden auch erheblich beschleunigt wird. Eine weitere Überlegung stellen cloud-basierte Officesysteme dar. Dadurch bekommen Mitarbeiter einerseits die Möglichkeit orts- und hardwareunabhängig ihre Dokumente abzurufen und zu bearbeiten. Andererseits kann eine ganze Personengruppe gleichzeitig miteinander an dem gleichen Dokument arbeiten und dies beispielsweise via Telefonkonferenz gemeinsam vervollständigen.



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