Real-Time-Location-Systeme Der Digital Twin als ganzheitliches Konzept für die nachhaltige, digitale Transformation

Autor / Redakteur: Madlen Schuster* / Sebastian Human

Auf Basis von Echtzeit-Lokalisierung und eines Real-Time Digital Twin können Unternehmen ökologischer, ökonomischer und mitarbeiterfreundlicher werden. Welche Vorteile warten konkret in welchen Bereichen?

Mittels Echtzeit-Lokalisierung und eines Digital Twin können Unternehmen gleich mehrere Ziele synchron erreichen.
Mittels Echtzeit-Lokalisierung und eines Digital Twin können Unternehmen gleich mehrere Ziele synchron erreichen.
(Bild: gemeinfrei / Unsplash)

Seit einigen Jahren wird es immer wichtiger, ökologisch, ökonomisch und sozial nachhaltige Logistik- und Produktionskonzepte in Unternehmen einzubinden. In einer 2018 veröffentlichten Statista-Expertenbefragung, bei der Logistiker und IT-Dienstleister befragt wurden, gaben 41 % an, dass eine große Relevanz für Nachhaltigkeit im eigenen Unternehmen bestehe. 16 % gaben an, dass das Thema eine sehr große Relevanz habe.

Die 2020 veröffentlichte Nachhaltigkeitsstudie für Sustainable Supply Chain Management von Miebach Consulting verdeutlicht, dass sich bereits etwas bewegt und ein nachhaltiges Supply Chain Management immer wichtiger wird.

Motivation für ein nachhaltiges Supply Chain Management

„Als Motivation betitelten die Teilnehmer Kostenreduzierungen (19 %), Effizienzsteigerungen (13 %), sowie eine Förderung des nachhaltigen Bewusstseins (7 %) und die Erhaltung der Umwelt (7 %).“ (Miebach Consulting, 2020, S.18). Es ist somit anzunehmen, dass der treibende Faktor für SCM Nachhaltigkeit derzeit stets ökonomisch ist, die soziale und ökologische Komponente wird von Unternehmen eher noch als „positiver Nebeneffekt“ angesehen.

Herausforderung: Wirtschaftlichkeit nachhaltiger SCM-Lösungen

Beim Ranking der Herausforderungen für ein nachhaltiges Supply Chain Management, stechen vor allem die hohen Kosten und die Komplexität heraus. Unter den Kosten sind Kapitalinvestitionen, laufende Betriebskosten sowie der Einsatz von Arbeitskräften zu verstehen. Die Komplexität bezeichnet in der Miebach Consulting Studie das Nachhaltigkeitsdreieck: ökonomische, ökologische und soziale Aspekte. Das bedeutet, primär bedarf es nachhaltiger Lösungen, die vor allem eins sind: wirtschaftlich.

Ein Umdenken ist allerdings in allen Bereichen notwendig. Industrieunternehmen brauchen nachhaltige IoT Lösungen, mit denen sie breitflächige Initiativen umsetzen und alle drei Nachhaltigkeitsfelder abdecken, wodurch sie die Hemmschwelle der Komplexität überwinden können.

Real-Time Digital Twin für nachhaltige industrielle Transformation

Real-Time-Location-Systeme (RTLS) dienen vor allem als Enabler für die digitale Transformation, indem sie Echtzeit-Ortungs- und Sensordaten in branchenrelevante Softwaresystemen bereitstellen. Durch den Einsatz der Echtzeit-Lokalisierung und einer entsprechenden IoT-Plattform sind alle Produktions- und Logistikbereiche physisch miteinander vernetzt. Manuelle Prozesse werden auf Echtzeitdaten-Basis automatisiert, sodass im Lager oder an der Fertigungsstraße wertschöpfende Tätigkeiten überwiegen können.

Doch der Real-Time Digital Twin erlaubt neben Kostenreduzierungen, Prozessoptimierungen und Effizienzsteigerungen vor allem eines: einen breitflächigen, nachhaltigen Lösungsansatz für die industrielle Transformation.

Ökologische Vorteile

  • Condition Monitoring für den Transport von Gefahrengütern: Sensordaten Überwachung von kritischen Transportgütern helfen Umweltschäden und -Risiken, die beispielsweise durch Gas- oder Säure-Leckagen, Erschütterungen innerhalb von Gefahrgutbehältern oder Temperaturveränderungen in Lithium-Ionen-Behältern entstehen, frühzeitig zu erkennen und rechtzeitig Alarme auszugeben. So können sofortige Sicherheitsmaßnahmen eingeleitet werden.
  • Reduzierung von Treibstoffausstoß: Reports über zurückgelegte Strecken, unabhängig ob indoor, auf dem Firmengelände oder global, unterstützen die Routen- und Materialflussplanung. Das Ergebnis ist eine optimale und effiziente Routenplanung von Fahrzeugflotten, wodurch es gelingt den Treibstoffausstoß zu reduzieren.
  • Vermeidung von Ressourcen-/Materialverschwendung: Standortübergreifendes Inventar- und Equipment Management ermöglicht die vollständige digitale Erfassung der Waren- und Werteströme, wodurch gelagertes Material auf einen Click geortet werden kann. Ressourcen sind somit jederzeit auffindbar, wodurch Verschwendungen vorgebeugt wird.
  • Papierlose Logistik und Fabrik: Fertigungsbegleitdokumente werden systemisch sowie über die RTLS-Hardware hinterlegt, die gesamte logistische Abwicklung findet papierlos statt. E-Ink-Displays unterstützen bei der dynamischen Informationsausgabe zur Steuerung des Lagerbestandes und Anlagenflusses.

Ökonomische Vorteile

  • Höhere Produktivität durch Prozessautomatisierung: Der Einsatz von RTLS reduziert manuelle Prozesse wie das Ersetzen von Scan-Vorgängen durch Auto-ID. Auch das Initiieren von Prozessschritten wie Rechnungs- oder Versandlabeldruck durch Event-Trigger, die in Echtzeit ortungsbasiert arbeiten, Identifikationslösungen durch Multi-RTLS-Technologie oder softwarebasierte Assistenten für die Bestückung von Paletten sind nur ein paar Beispiele eine Produktivitätssteigerung.
  • Optimierung des Transportflusses: Transportorchestrierung gemischter Flotten, RTLS-Fleet-Manager und interaktive Cockpits basierend auf Echtzeit-Lokalisierung sowie der scannerloser Warentransport durch integrierte RFID und UWB Sensoren an der Staplergabel ermöglichen die dynamische, echtzeitbasierte Steuerung des Material- und Transportflusses sowie des Line-Feedings an der Produktionslinie. Ein systemischer Abgleich aller Assets im virtualisierten Warehouse mit der RTLS-Plattform ermöglicht die Navigation und Ein- beziehungsweise Auslagerung über die kürzeste Route.
  • Erhöhung der Produktions-Ausbringungsmenge: Hunderte täglich manuell ausgeführte Scan-Vorgänge an der Produktionsstraße werden durch die automatische Takt-Rückmeldung ersetzt und in Echtzeit in produktionsrelevante Systeme wie SAP oder SPS übertragen. Die hierdurch verfügbare Zeit dient der Prozess-Beschleunigung beziehungsweise Steigerung der Ausbringungsmenge.
  • End-to-End Prozesstransparenz für die Erhöhung der Gesamteffizienz: Die Verfolgung und Digitalisierung von industriellen Anlagen und Logistikprozessen in Echtzeit erhöht die Gesamteffizienz, reduziert Suchzeiten und Fehler in Prozessschritten.
  • Sequenzierungsprüfungen/Plausibilitäts-Checks verringern den Nachbearbeitungsaufwand und steigern Prozesssicherheit: Material-Zusammenführungsfehler werden durch systemische, echtzeitortungsbasierte Plausibilitätsprüfungen von Bauteilen verhindert. Kostspielige und zeitaufwendige Montage-Korrekturen, bis hin zur Retoure, werden von vornherein durch Plausibilitätsprüfungen verhindert.
  • Realistische und verlässliche Kalkulation der Ressourcen- und Produktionskosten: Durch den Einsatz des Digital Twins und der Möglichkeit der Auswertung aller Echtzeitdaten, kommt es bei der Ressourcen- und Produktionsplanung zu bedeutend weniger Prozessabweichungen- und -Verschwendungen wie Leerlaufzeiten oder beispielsweise Leerfahrten, Leertakte, Materialüberschuss am Band.

Soziale Vorteile

  • Collision Avoidance für hochfrequentierte Areale: Fahrzeuge (autonom, nicht-autonom) und Personen können durch RTLS digital miteinander vernetzt werden, wodurch proaktiv auf Gefahrensituationen reagiert werden kann. Durch Echtzeit-Ortungsdaten kann bei Distanzunterschreitungen für Mitarbeiter ein Warnsignal ausgegeben werden und bei Fahrzeugen kann eine dynamische Geschwindigkeitsreduzierung ausgelöst werden. Die Sicherheitsmaßnahmen für Mitarbeiter werden somit langfristig verbessert.
  • Social Distance Management bei Pandemien: In Pandemie-Situationen unterstützt Echtzeitdaten gestütztes Personen Tracking durch digitale Abstandsmessungen das Einhalten von Mindestabständen. Wird ein Abstand unterschritten ertönt ein Warnsignal, wodurch Mitarbeiter an die Abstandseinhaltung erinnert werden. Infektionsketten und Aufenthaltsbereiche von erkrankten Personen können zurückverfolgt, ermittelt und sofort gesperrt werden. Mitarbeiter, die Kontakt mit den Aufenthaltsbereichen erkrankter Person hatten, können unmittelbar benachrichtigt werden, um anschließende Schutzmaßnahmen zu treffen.
    Das RTLS ermöglicht es, im Notfall datengestützte Entscheidungen zu treffen und die Lage schnell und eindeutig, je nach Kontaktintensität, im Unternehmen zu einzuschätzen. Die Echtzeit-Ortungsdaten werden anonymisiert erzeugt, es werden keine persönlichen Daten erhoben.
  • Sicherheits-Management für Mitarbeiter: In kritischen Logistik- und Produktions-Bereichen, wie zum Beispiel bei Bau- oder Wartungsarbeiten erhöht das Personen-Tracking die Sicherheit der Arbeitnehmer. Bei Unfällen kann der Mitarbeiter durch den Einsatz des RTLS sofort lokalisiert werden, Rettungsmitarbeiter können somit ohne Zeit zu verlieren, direkt zur verunglückten Person navigiert werden. Verlassen oder betreten befugte oder unbefugte Mitarbeiter definierte Bereiche, zum Beispiel Gefahrenzonen, kann die Zentrale über die RTLS-Plattform informiert werden.
  • Condition Monitoring zum Schutz von Mitarbeitern: In Notfallsituationen, wie Austritt von Gasen oder Bränden können Personen schnell und sicher evakuiert werden.
  • Prozesssicherheit: Die Auswertung von Bewegungsprofilen ermöglicht die Ausarbeitung eines optimierten Sicherheitskonzeptes. Bei Brandschutzübungen kann so beispielsweise nachvollzogen werden, in welchen Bereichen oder Abteilungen Sicherheitslücken auftreten. Zudem können prozesskritische Aufgaben und die Einhaltung aller vorgegebenen Arbeitsschritte analysiert werden.
  • Vereinfachung der Arbeitsflüsse im Alltag: Automatische Gate und Toröffnung ohne kartenbasierte Identifizierung, ermöglicht zum Beispiel die Öffnung nur für befugtes Personal. Der Entfall manueller Scanning-Prozesse und manueller nicht wertschöpfender Prozesse erlaubt den Fokus auf wertschöpfende Arbeit, wodurch die Arbeitsprozesse vereinfacht und gleichzeitig beschleunigt werden.

Echtzeit-Lokalisierung als Bindeglied mehrerer Maßnahmen

Die aufgeführten Beispiele verdeutlichen, wie Real-Time Location Systeme flächendeckende Möglichkeiten bieten, nachhaltige Ziele mit den wirtschaftlichen Prozessoptimierung und sozialen Sicherheits- und Nachhaltigkeits-Aspekten zu verbinden.
RTLS-Systeme sind einfach skalierbar, sodass nachhaltige und zugleich hoch effiziente RTLS-Lösungen im besten Fall standortübergreifend oder global umgesetzt werden können.

Wichtig ist ein Umdenken, die digitale Vernetzung kommt so oder so. Das richtige Konzept begleitend mit Multi-RTLS-Technologie, um die maximalen Möglichkeiten für die industriellen Prozesse auszuschöpfen und in alle Bereiche zu integrieren ist der Schritt in die richtige Richtung.

* Madlen Schuster arbeitet als Managerin für digitales Marketing bei Intranav.

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