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Logistik 4.0 Logistik 2040: Zukunftsfähige Logistik-Szenarien

| Autor / Redakteur: Dr. Julian Popp* / Sebastian Human

Eine Reihe von Entwicklungen wirken sich auf die Logistik der Zukunft aus. MHP bündelt einige Studien zum Thema, systematisiert die Trends und leitet Szenarien für Inbound-, Inhouse- und Outbound-Prozesse ab.

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Modulare Transportsysteme wie der microSNAP von Rinspeed spielen für die Logistik der Zukunft eine entscheidende Rolle.
Modulare Transportsysteme wie der microSNAP von Rinspeed spielen für die Logistik der Zukunft eine entscheidende Rolle.
(Bild: Rinspeed)

Bis 2030 wird sich das Volumen an Paketauslieferungen verdreifachen. 40 Prozent aller Lkw-Fahrer in Deutschland gehen bis 2040 in Rente. Und dass Einkäufe von Drohnen ausgeliefert werden, finden 50 Prozent der Deutschen okay.

Das sind nur drei Erkenntnisse aus unterschiedlichen Studien, die den immer komplexeren Rahmen beschreiben, in dem Logistik heute und in Zukunft stattfindet. Um Unternehmen und Kommunen die Orientierung zu erleichtern und ihnen eine Basis für fundierte Entscheidungen zu bieten, veröffentlichte die Management- und IT-Beratung MHP vor kurzem das White Paper Logistik 4.0 – Intelligent, Integriert, Autonom, das kosten- und registrierungsfrei online verfügbar ist.

Viele einzelne Beobachtungen verdichteten die Autoren des White Papers zu drei zentralen Trends:

  • Es nimmt nicht nur die Gesamtmenge der durch Logistikunternehmen und KEP-Dienstleister (Kurier-Express-Paket) zu transportierenden Waren zu, sondern Sendungen werden auch kleinteiliger. In der Folge steigt die Anzahl an Liefervorgängen drastisch und damit auch das Aufkommen an Transportmitteln. Das wirkt sich auf die Verkehrsinfrastruktur und die Emissionen aus – insbesondere in den Städten.
  • Für die Logistikunternehmen und KEP-Dienstleister wird es zunehmend schwieriger, Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter zu finden – während die Nachfrage steigt, sinkt das Angebot.
  • Es sind immer mehr Transporttechnologien verfügbar, die ohne Menschen auskommen. Solche Innovationen stoßen auf eine hohe Akzeptanz, die weiter zunehmen wird.

In Summe führt all das an einen Scheideweg: Entlang der Supply Chain gibt es etliche Herausforderungen für alle beteiligten Akteure und eine Vielzahl an Interessen, die erst einmal schwierig vereinbar scheinen. Gleichzeitig eröffnen digitale Technologien neue Möglichkeiten und enorme Chancen. Mit den richtigen, aufeinander abgestimmten Ansätzen können alle gewinnen – Kundinnen und Unternehmen, Stadtbewohner und Kommunen und natürlich die Umwelt. Es kann aber auch schiefgehen, wenn jeder Stakeholder weiterhin nur auf sich schaut.

Vertikale und horizontale Integration von Material und Informationen

Ein zentraler Faktor ist deshalb eine weitreichende vertikale und horizontale Integration – sowohl der Materialflüsse als auch der Informationsflüsse. Auf diese Weise kann eine Durchgängigkeit von automatisierten, beziehungsweise autonomen Prozesse erreicht werden, wodurch Effektivität, Effizienz und Flexibilität steigen.

Die vertikale Integration von Material und Informationen bezieht sich dabei auf die Kernwertschöpfung innerhalb eines Unternehmens. Konkret geht es vor allem um den Produktionsprozess, für den schon seit Langem die Automatisierungspyramide als Integrationsmodell etabliert ist.

Die horizontale Integration beschreibt den Austausch von Material und Informationen entlang der einzelnen Wertschöpfungsstufen einer Supply Chain. Das betrifft zum einen die einzelnen Fachbereiche innerhalb eines Unternehmens – etwa Forschung und Entwicklung, Einkauf, Produktion und Vertrieb. Zum anderen sind die unterschiedlichen Stakeholder gemeint – zum Beispiel Lieferant, Hersteller, Händler, Logistik- und KEP-Dienstleister und Kunde.

Enabler für diese Integration sind innovative Technologien. Für den Austausch von Informationen sind mit dem Übermittlungskanal Internet sowie verfügbarer Konnektivitätshardware zwei wesentliche Komponenten bereits mehr oder weniger selbstverständlich oder zumindest günstig einsetzbar. Sensoren, die Zustände in der Wirklichkeit erfassen und so weitere Informationen erzeugen, verbreiten sich rasant.
Beim Material sieht es anders aus. Grundsätzlich hat sich hier in den vergangenen Jahrzehnten kaum etwas getan. Die Vehikel werden nach wie vor von Menschen gesteuert – Lkws genauso wie Gabelstapler. Implementierungen von Fahrerlosen Transportsystemen (FTS) nehmen zwar in letzter Zeit stark zu, sind aber bislang meist nur punktuell in der Praxis angekommen. Dabei steckt gerade in Innovationen in diesem Bereich ein erhebliches Potenzial. Insbesondere wegen der Kosteneinsparung, die sich ab dem zweiten Jahr nach der Einführung der Automatisierung beziehungsweise Autonomisierung einstellt.

Beispiele für die Inbound-, Inhouse- und Outbound-Logistik

Wie das konkret aussehen kann, ist im White Paper für die drei Bereiche Inbound-, Inhouse- und Outbound-Logistik skizziert. Beispiele für die vertikale und horizontale Integration mithilfe von innovativen Technologien machen dabei einerseits die grundsätzlichen Prinzipien deutlich. Anderseits geben sie Impulse für die Realisierung von zukunftsfähigen Logistikszenarien.

Inbound

Bereits heute ist der Beschaffungsprozess weit automatisiert: Das System eines Herstellers bestellt eigenständig neues Material beim Lieferanten, wenn es erforderlich ist. Dieses Prinzip wird sich in den kommenden Jahren weiter intensivieren und auf immer mehr Teile ausweiten. Für den Transport der bestellten Güter kommen zunehmend autonome Lkws zum Einsatz. In Schweden wurden solche Fahrzeuge bereits erfolgreich auf offenen Straßen getestet. Transportmittel werden aber nicht nur autonom, sondern auch intermodular, indem Fahrwerk und Aufbau voneinander entkoppelt werden. So kann ein Fahrwerk beispielsweise auf einer Strecke Güter transportieren, auf einer anderen Strecke Personen. So lässt sich die Menge an Leerfahrten und Stillstandzeiten erheblich verringern.

Während die genannten Ansätze bereits Realität sind oder es in absehbarer Zeit sein werden, existieren andere Ideen aktuell nur auf Papier oder bestenfalls als erste Prototypen. Sie haben allerdings erhebliches Potenzial und echte Chancen auf Verwirklichung.
Das gilt unter anderem für unterirdische Transportwege: Material wird an einem Start-Hub via Aufzug zur unterirdischen Infrastruktur gebracht, dann unter der Erdoberfläche transportiert und am End-Hub schließlich wieder an die Oberfläche befördert. Ein Schweizer Unternehmen plant derzeit einen solchen unterirdischen Transportweg, der 2030 in Betrieb genommen werden soll. Intensiv geforscht wird auch an Ansätzen für den Transport mit autonomen Schiffen – hier ist der Digitalisierungsgrad im Augenblick noch sehr gering.
Spektakulär ist die Idee eines amerikanischen Unternehmens, mithilfe eines Luftschiffs ein Warenlager zum Fliegen zu bringen. Drohnen sollen hier die Waren an- und ausliefern. Apropos Drohnen: Die Technologie für einen flächendeckenden Einsatz steht längst bereit, es gibt dafür aber noch keine rechtliche Grundlage. Das könnte sich in einigen Staaten bis 2025 ändern, sodass Drohnen dann im Alltag Güter transportieren. In Ludwigsburg, wo MHP den Hauptsitz hat, ist ein Neubau bereits mit einem Landeplatz für Paket-Drohnen ausgestattet.

Inhouse

Unternehmen haben in den zurückliegenden Jahrzehnten Aufwand betrieben, um den Produktionsprozess und damit einhergehend die Inhouse-Logistik zu automatisieren. Das Ziel: Mehr Effektivität und Effizienz und damit eine höhere Wettbewerbsfähigkeit. Im Fokus waren dabei vornehmlich die physischen Aufgaben. Nun richtet sich der Blick zunehmend auch auf die Automatisierung von kognitiven Aufgaben – Maschinen sollen eigenständig Entscheidungen treffen und dann die entsprechenden Maßnahmen ausführen. Ein Ansatz hierfür ist die algorithmische Produktion, die für weitere Effektivitäts-, Effizienz- und vor allem Flexibilitätsgewinne sorgen kann. Der Einsatz einer automatischen, Shopfloor-Ist-Daten-basierten Produktionssteuerung führt zum Beispiel zu sinkenden Durchlaufzeiten und zu eine höheren Variantenvielfalt.

Kern einer algorithmischen Produktion ist naheliegenderweise ein Algorithmus – also Software. In Kombination mit Regelwerken und auf Basis von Erfahrungen und Produktionsfaktoren bewirkt der Einsatz derartiger Software positive Effekte. Dabei gilt, je mehr intelligente und IoT-fähige Hardware sinnvoll einbezogen wird, desto umfassender sind die Auswirkungen.

Das beginnt bei einfachen Devices wie Smartwatches oder smarten Handschuhen, geht über intelligente Maschinen und Anlagen und endet bei Robotern, FTFs und Drohnen (für die im nicht öffentlichen Raum die rechtlichen Rahmenbedingungen häufig geregelt sind).

Werden all diese Entitäten miteinander verbunden, lassen sich neue Use Cases umsetzen. Pick-by-x-Konzepte unterstützen beispielsweise die Kommissionierung, auf die im Durchschnitt 20 Prozent des logistischen Aufwands eines Unternehmens entfallen. Kommen im Shopfloor FTFs als Transportmittel zum Einsatz, können starre Produktionslinien durch eine Matrixmontage ersetzt werden, bei denen unterschiedliche Produkte teilweise andere Stationen anfahren.

Outbound

Eine Besonderheit ist der letzte Schritt in der Wertschöpfungskette im B2C-Business – weil nicht zwei Unternehmen Material und Informationen austauschen, sondern ein Unternehmen und eine Endkundin beziehungsweise ein Endkunde. Die Informationsintegration ist hier meist deutlich weniger standardisiert, es kommt noch einmal mehr auf eine herausragende Customer Experience an als es bereits im B2B-Austausch der Fall ist.

Auch die Materialintegration findet unter anderen Bedingungen statt: Während produzierende Unternehmen nur ausnahmsweise in den (Innen)Städten ansässig sind, findet sich dort ein Großteil der Endkunden. Und gerade hier stößt die Infrastruktur an ihre Grenzen. Mega-City-Logistik-Hubs an den Stadträndern sind eine Möglichkeit, die Situation zu entschärfen. Von hieraus sollen die einzelnen Lieferungen mit umweltfreundlichen und platzsparenden Transportmitteln wie E-Fahrzeugen oder Lastenrädern zu den Endkunden befördert werden. Vorreiter dafür ist Amsterdam, wo im Hafen ein 125.000 Quadratmeter großer Hub entsteht.

Iteratives Vorgehen statt Big Bang

Die aufgezeigten Integrationsszenarien und vorgestellten Technologien sind Beispiele für die Vielzahl an Innovationen im Logistikkontext. Alle denkbaren und potenziell geeigneten Konzepte auf einmal zu realisieren, ist ausdrücklich nicht der richtige Weg. Stattdessen empfiehlt es sich, ein grundsätzliches Ziel zu definieren und daraus eine umfassende Strategie abzuleiten.

Wichtig dabei: Es sollte erstens genügend Raum verbleiben, um Ziel und Strategie regelmäßig an den rasanten Fortschritt anzupassen – ohne den Kern aus dem Auge zu verlieren. Zweitens sollten Ziel und Strategie in Abstimmung mit den anderen Stakeholdern der Supply Chain formuliert werden. So lassen sich einzelne Maßnahmen festlegen und iterativ umsetzen. Gleichzeitig nehmen die Vorteile für alle Beteiligten von Projekt zu Projekt zu.

* Dr. Julian Popp arbeitet als Manager Digital Supply Chain Solutions bei MHP.

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