Logistik 4.0: Treiber, Herausforderungen und Chancen
Ohne tiefgreifende Digitalisierung der Logistik wäre Industrie 4.0 nur ein Schlagwort
Logistik 4.0 ist die Antwort auf den digitalen Wandel in der Wirtschaft. Treiber der industriellen Digitalisierung sind die Globalisierung und die Zunahme der Just-in-Time- und Kleinstserien-Fertigung sowie der wachsende Online-Handel. Dazu braucht es integrierte und automatisierte Liefer- und Logistikprozesse.
Vom Gütertausch zur Logistik 4.0
Seit es Wirtschaft gibt, treiben Menschen Handel – über Ländergrenzen sowie sprachliche und kulturelle Barrieren hinweg. War er in früheren Jahrhunderten vor allem dem Austausch von Luxusgütern vorbehalten, so ist der weltweite Handel seit der Industrialisierung der Wirtschaft in allen Branchen gang und gäbe. Durch die weiter fortschreitende internationale Arbeitsteilung und insbesondere infolge der Digitalisierung hat der Güter- und Datenaustausch in den letzten Jahren noch einmal einen gewaltigen Schub erhalten. Unverzichtbar dabei sind reibungslose, effiziente logistische Abläufe, die sich nahtlos in die Supply Chain mit ihren immer enger getakteten Schritten integrieren, hochgradig automatisiert ablaufen und dabei den Anforderungen von Umwelt- und Klimaschutz Rechnung tragen.
Logistik 4.0: Alte und neue Herausforderungen
Sowohl die Märkte als auch Gesetzgeber und Öffentlichkeit stellen die Logistikunternehmen vor neue Herausforderungen, andere Hürden hingegen wie beispielsweise der Fachkräftemangel sind seit Jahren Dauerbrenner. Logistik 4.0 schafft in vielen Punkten Abhilfe, vorausgesetzt sie erfolgt ganzheitlich – über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg und ist nicht nur einzelnen Prozessschritten vorbehalten. Zu den größten Herausforderungen für die Logistiker gehören:
Just-in-Time-Fertigung und -Lieferung
Lange vorbei sind die Zeiten, in denen der Abverkauf von Waren vorwiegend aus den Lagern der Unternehmen erfolgte. Einerseits haben sowohl Fertigungs- als auch Handelsunternehmen ihre Lagerkapazitäten zurückgefahren, um die Lagerhaltungskosten zu senken. Andererseits erwarten Kunden immer häufiger, dass die Lieferanten ihre Produkte an ihre individuellen Wünsche und Bedürfnisse anpassen. Doch damit nicht genug: Die Entwicklungen gehen mehr und mehr in Richtung 3D-Druck beziehungsweise Additives Manufacturing. Damit gewinnen die Themen Losgröße 1 und kürzere Versorgungswege zunehmend an Bedeutung. Und diese Trends setzen sich ungebrochen fort. Die On-Demand-Produktion soll dennoch zeitnah erfolgen. Insbesondere bei komplexen Produkten mit vielen Zulieferern gelingt dies nur über die Digitalisierung der Logistik entlang der gesamten Supply Chain - das heißt Logistik 4.0.
Kostendruck im internationalen Wettbewerb
Auch im B2B gilt: Im digitalen Zeitalter ist das nächste Angebot oft nur einen Mausklick entfernt. Dank der weltweiten Vernetzung ist es so einfach wie nie, Angebote hinsichtlich Qualität, Preis und Ausführung miteinander zu vergleichen. Die besondere Schwierigkeit europäischer und vor allem deutscher Unternehmen besteht darin, dass sie mit Billiglohnländern im Wettbewerb stehen. Das trifft selbstverständlich auch für die Logistikbranche zu. Nicht zu vergessen: die rasante und anhaltende Entwicklung im E-Commerce führt zu stark steigenden Paketvolumina bei zugleich immer kürzeren Lieferzyklen.
Nachverfolgung ohne blinden Fleck
Im Endkundengeschäft ist es mittlerweile Standard, dass sich die Verbraucher darüber informieren können, wo sich ihre bestellte Ware aktuell befindet. Auch Unternehmen wollen und müssen jederzeit Einblick haben, wie der Stand der Dinge ist. Dabei geht es allerdings nicht nur darum zu wissen, wo sich gerade die Spedition, etwa mit bestelltem Material oder den auszuliefernden Endprodukten, befindet. Produzierende Betriebe benötigen vielmehr Informationen über den Fertigungsfortschritt bei ihren Subunternehmern – und das in Echtzeit und mit geringem Aufwand auf beiden Seiten!
Weltweite Vernetzung – dezentral und nahezu bis in den letzten Winkel
In puncto internationale Wirtschaftsbeziehungen gibt es nur noch wenige weiße Flecken auf der Landkarte. Das sorgt nicht nur für teilweise sehr komplexe logistische Beziehungen, sondern auch für mitunter recht lange Transportwege, die dennoch schnellstmöglich überwunden werden müssen. Dazu kommt, dass die Infrastruktur keinesfalls überall so gut ausgebaut ist wie etwa in den Industrieländern.
Engpass Personal
Das Fachkräftethema spielt auch in der Logistik eine entscheidende Rolle. Es ist immer schwieriger, Nachwuchs zu finden – ein Trend, der sich sehr wahrscheinlich fortsetzen wird. Zudem müssen Lösungen her, um die Verständigung auch mit Menschen – etwa Lagermitarbeitern oder Fahrern, die nicht zwingend Deutsch oder Englisch sprechen, zu gewährleisten.
Der ökologische Footprint
Wie alle Wirtschaftsbereiche ist auch die Logistikbranche dazu angehalten, geeignete Maßnahmen für den Umwelt- und Klimaschutz umzusetzen. Nicht nur aus Kostengründen optimieren die Unternehmen daher ihre Transportlogistik immer weiter – um Leerfahrten zu vermeiden, die bestmöglichen Routen zu finden und verschiedene Verkehrsmittel sinnvoll miteinander zu koppeln.
Corona als Treiber für Logistik 4.0
Die weltweite Pandemie hat Sand in die fein abgestimmten logistischen Abläufe gestreut. So ist beispielsweise das Arbeitskräfteangebot durch Quarantäne und Krankheit zeitweise stark zurückgegangen. Geschlossene Grenzen bzw. eingeschränkter Grenzverkehr, ein zeitweise eingestellter Flugbetrieb sowie die Kontaktbeschränkungen sowohl innerhalb der Unternehmen als auch zu den Empfängern von Lieferungen haben die Lage für die Logistiker nicht leichter gemacht.
Besonders knifflig: Von jetzt auf gleich sind in manchen Branchen die Lieferketten zusammengebrochen. Man denke nur an die ausbleibenden Bauteile und Halbzeuge aus China – wie beispielsweise Halbleiterchips, auf die die heimische Industrie dringend angewiesen ist. In manchen Fällen hat man alternative Lieferanten gefunden und es galt, innerhalb kürzester Zeit ganze Lieferketten neu zu organisieren.
Logistik 4.0 verhindert den Stillstand der Industrie
Die komplexen Herausforderungen zu meistern - noch dazu unter erschwerten Bedingungen – gelingt nur dank der umfassenden Digitalisierung der Logistik, Stichwort Logistik 4.0. Zu den erschwerten Bedingungen gehören neben den aufgrund von Rohstoff- und Komponentenmangel unterbrochenen Lieferketten auch Medien- und Informationsbrüche. Diese entstehen immer wieder bei der unternehmensübergreifenden Zusammenarbeit entlang der Lieferkette. Das liegt vor allem daran, dass die IT-Systeme der Unternehmen untereinander nicht kompatibel sind oder aufgrund einer fehlenden Cloud-Anbindung gar nicht in der Lage sind, extern zu Daten auszutauschen.
So kommt eine aktuelle Studie der Bundesvereinigung Logistik (BVL) und Arvato Systems zu dem Ergebnis, dass nur rund 50 Prozent der befragten Unternehmen aus Handel, Industrie und Logistikdienstleister in der Cloud arbeiten. Der genannten Studie zufolge sind sich jedoch die meisten der Befragten sehr bewusst, dass ihre Zukunft Logistik 4.0 heißt. Zu den wichtigsten Erfolgsfaktoren zählen demnach:
• Vollständig digitale Prozesse (90 Prozent)
• Digitales Stammdatenmanagement (89 Prozent)
• Agile Vorgehensweise (86 Prozent)
• Digitale Kommunikation (76 Prozent)
• Innovationskultur (76 Prozent)
• Regeln für Zusammenarbeit (72 Prozent)
• Mobiler Zugriff (70 Prozent)
Der Begriff Logistik 4.0 meint nicht nur die Effekte der technologischen Entwicklungen im Bereich Industrie 4.0 auf die Logistik, sondern auch konkret den Beitrag der Logistik für die Ausgestaltung und Unterstützung von Industrie 4.0. Bei letzterem geht es vor allem um eine Vernetzung von Prozessen und Objekten, aber eben auch von den Gliedern einer Lieferkette – ob Zulieferer, Hersteller, Groß- und Einzelhändler, Logistikdienstleister oder Kunden.
Die Verzahnung der Lieferkettenglieder erfolgt durch Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT). Diese sorgen für mehr Effizienz u. a. durch Automatisierung, Prozessbeschleunigung und Fehlerreduktion sowie für mehr Effektivität durch flexiblere und individualisierte Prozesse, Produkte und Leistungen. So lassen sich Wertschöpfungsketten optimieren und zu wertschöpfenden Netzwerken integrieren.
Logistik 4.0 in der Praxis
Logistik 4.0 bedeutet vor allem eines: Es gibt keine Insellösungen mehr. Alle Akteure, Informationsquelle, Steuerungs- und Managementsysteme sind miteinander vernetzt.
Warehouse-Management
Kleiner werdende Bestellmengen bei gleichzeitig höherer Lieferfrequenz – um da die Übersicht zu behalten und die Vorgänge kontrolliert zu steuern, müssen alle Logistiksegmente in die Betrachtung einfließen. Nicht zu vergessen sind beispielsweise Wareneingang und -ausgang, Kommissionieren und Verpacken, Umlagerungen und Umbuchungen sowie Inventuren. Dazu kommen die in manchen Branchen sehr hohen Retouren-Volumina, etwa bei Consumer Products und im Fashion-Bereich. Die Digitalisierung der Logistik umfasst daher weit mehr, als „nur“ die Prozesse in der Lager- und Transportlogistik zu automatisieren und miteinander zu integrieren, was bereits an sich ein komplexes Vorhaben ist.
Es geht darum,
- dank eindeutiger Zuordnung der Materialien und ihrer schnellen Bereitstellung den Materialfluss effizient zu gestalten
- Lagerraum optimal zu nutzen, was effiziente und schnelle Lagerbewegungen erfordert.
- sowohl für die Läger als auch die Verteilzentren die Bestandsführung unter Einbeziehung von Nachschub und Retouren automatisiert abzuwickeln und bei akutem Bedarf auf ein naheliegendes Zentrum zugreifen zu können.
- bei Bedarf sehr kurzfristig ein temporäres Distributionszentrum zu eröffnen, Stichwort „Popup-Warehouse“.
Durchgängige Informationsketten reichen da nicht mehr aus. Einen ganz besonderen Stellenwert im Warehouse-Management nimmt daher auch die smarte Stammdatenpflege ein.
Logistik 4.0 umfasst auch physische Prozesse
Doch nicht nur die IT-Prozesse, auch die realen Abläufe selbst müssen weitestgehend automatisiert ablaufen. Die entsprechenden Technologien und Gerätschaften liegen vor und haben ihren Praxistest bereits bestanden. Zu ihnen gehören beispielsweise Shuttle oder Automated Guided Vehicles, Pick-by-Voice-, Pick-by-Light oder Pick-by-Scan-Lösungen sowie KI-basierte Systeme zur Qualitätssicherung und in der Lagerhaltung.
Auch in den Unternehmen, die diese Tools noch nicht oder nur vereinzelt im Einsatz haben, weiß man, wohin die Reise geht. Die meisten Teilnehmer der BVL-Studie erwarten, dass in der Zukunft sehr wahrscheinlich oder wahrscheinlich
- die Logistik papierlos arbeitet (88 Prozent).
- Künstliche Intelligenz einfache Arbeiten im Lager übernimmt (83 Prozent).
- intelligente Sprachsteuerung die Eingabe in Formulare und über Apps ersetzt (80 Prozent).
Um Nutzerschulungen überflüssig zu machen und Anwendungsfehler zu vermeiden sowie bei der Belegschaft für Akzeptanz der Systeme – im Kontext von Logistik 4.0 – zu sorgen, ist eine intuitive Nutzerführung zwingend erforderlich.
Wenn mittels KI-basierter Steuerung zahlreiche logistische Vorgänge automatisiert ablaufen, werden die Mitarbeiter – ob im Lager, dem Transportwesen, der Disposition oder im Einkauf – von diesen Tätigkeiten entbunden und können sich stattdessen auf komplexere, wertschöpfende Aufgaben konzentrieren. Zudem machen intuitiv bedienbare Oberflächen nicht nur intensive Nutzerschulungen überflüssig, sondern helfen auch dabei, sprachliche Hürden zu überwinden.
Logistik 4.0 – erst richtig schlüssig mit Cloud-IT
Die prinzipiellen Vorteile cloudbasierter Lösungen sind bekannt: Jeder, der über eine entsprechende Berechtigung verfügt, kann orts- und zeitunabhängig darauf zugreifen. Alle Beteiligten haben damit Zugang zu den Primärinformationen – Stichwort „single point of truth“. Der Nutzerkreis – und dazu können auch unternehmensfremde Personen gehören – lässt sich jederzeit problemlos erweitern oder gegebenenfalls auch reduzieren.
Dazu kommt, dass sich Ressourcen in der Cloud sehr einfach und ohne Zeitverzug skalieren lassen. Selbst kleinere Standorte lassen sich nun einfach an zentrale Lagerverwaltungsprozesse anschließen, was es den Unternehmen vereinfacht, dezentrale Lager beziehungsweise verkehrsgünstige Micro-Depots zu unterhalten. Die hohe Daten- und Prozesssicherheit, die etablierte Cloudprovider gewährleisten, sind ein weiteres Plus bei cloudbasierter Logistik 4.0.
Mobile Wartungs- und Serviceteams können in der Cloud in Echtzeit von unterwegs aus ihre Bestände verwalten. Der Kofferraum ist quasi ein mobiles Lager. Bei Entnahme des Ersatzteils aus dem Wagen bucht der Mitarbeiter über seine App das Bauteil aus. Sinkt der Bestand unter eine zuvor definierte Grenze bestellt die Materialdisposition automatisiert nach.
Mit Logistik 4.0 die „Letzte-Meile-Performance“ verbessern
Bei der sogenannten „letzten Meile“ handelt es sich um die Strecke bei der Warenbeförderung von einem Verkehrsknotenpunkt zum endgültigen Zielort – beim Verbraucher etwa dem Wohnsitz. Es ist in zahlreichen Studien nachgewiesen, dass die Distribution auf der letzten Meile den höchsten Anteil der Lieferkettenkosten ausmacht.
Dazu kommt, dass das letzte Wegstück gerade in Großstädten häufig die meisten Emissionen verursacht. Für den gesamten Transportweg, jedoch besonders auch für die „letzte Meile“ schafft die Digitalisierung im Sinne von Logistik 4.0 signifikant Abhilfe, indem sie
- durch das intelligente Zusammenspiel von Transport- und Lagerlogistik die kürzesten bzw. schnellsten Routen plant.
- Auslieferungen sinnvoll zusammenfasst.
- Warenlager nach ihrer Entfernung zum Zielort auswählt.
- Verkehrsmittel kombiniert. Der Güterferntransport sollte bevorzugt via Eisenbahn bzw. Schiffen stattfinden. Den Nahbereich übernehmen LKW, E-Scooter und Fahrradkuriere oder zukünftig sicher auch autonome Zustellfahrzeuge.
- durch die integrierte Auswertung nicht nur eigener historischer Daten sondern aktueller Informationen aus externen Quellen, etwa zum momentanen Verkehrsgeschehen, die Routen optimiert.
Logistik 4.0 im Subcontracting
Lohnbearbeitung dient Herstellern dazu, Lastspitzen abzufangen und Spezialkompetenzen des Dienstleisters zu nutzen. Dennoch müssen die Unternehmen in der Lage sein, weiterhin sehr agil auf Veränderungen am Markt zu reagieren und Unterbrechungen im Fertigungsprozess zu vermeiden. Voraussetzung dafür: Sie erhalten unkompliziert, in Echtzeit und ohne örtliche oder zeitliche Einschränkungen alle relevanten Informationen, beispielsweise zum Fertigungsfortschritt bei ihrem Unterauftragnehmer. Mehr Informationen rund um die Digitalisierung der Logistik im Bereich Lohndienstleister finden sich in der Checkliste „Sechs Tipps für Fertigungsunternehmen, um volle Transparenz im Subcontracting zu erhalten“.
Lohndienstleister sind eine tragende Säule im Maschinen- und Anlagenbau. Durch die Auslagerung selbst komplexer Produktionseinheiten können die Unternehmen viel flexibler auf volatile Märkte und saisonale Besonderheiten reagieren. So verkürzt sich die Vorlaufzeit und die Kosten sinken. Entscheidend ist jedoch, dass der Maschinenbauer die Kontrolle behält und zum Beispiel weiß, ob der Partner termingerecht produziert.
Auch bei ungeplanten Änderungen, beispielsweise wenn der Subcontractor kurzfristig zusätzliches Vormaterial benötigt, ist der Hersteller auf dessen Information angewiesen. Es wäre jedoch müßig, bei allen Lohnbearbeitern ständig den Bearbeitungsstand abzufragen. Nicht zu vergessen: Gerade im Maschinen- und Anlagenbau sind Produktionsleiter, Schichtführer und Co. unternehmensintern viel unterwegs und mitunter schwer zu erreichen.
Die Lösung ist ein Paradebeispiel für die Digitalisierung der Logistik: Zwischen den Partnern besteht ein permanenter, automatisierter Informations- und Datenaustausch, bei dem die Informationen zudem gleich an der jeweils richtigen Stelle landen. Kommt es etwa zu einem Lieferverzug muss die Logistikabteilung Bescheid wissen, um die Spedition umzubuchen. Geht es stattdessen darum, Material nachzuordern, muss der Einkauf tätig werden.
Ohne Tools, keine Logistik 4.0
AnyDevice – für maximale Anwenderfreundlichkeit in der Logistik 4.0
Gerade in Transportwesen und Lagerhaltung sind die Mitarbeiter viel unterwegs. Es reicht daher nicht aus, wenn sich die logistischen Prozesse am stationären Rechner steuern lassen. Smartphones und Tablets müssen sich ebenso reibungslos einsetzen lassen. Mittel- und langfristig werden zudem Wearables und Connected Cars als Endgeräte an Bedeutung gewinnen. Dabei ist sicherzustellen, dass die Geräte miteinander kompatibel sind.
Chatbots zum Vereinfachen zeitintensiver, papierbasierter Prozesse
Sprachassistenten verstehen die menschliche Sprache in Wort und Schrift. Daher eignen sie sich besonders dort, wo sehr einfache Abfragen oder wenige Prozessschritte anfallen. In der Logistik 4.0 können sie beispielweise zum Einsatz kommen als:
- Informations-Chatbot, um im Lager der Produktion oder dem Service Auskunft zum Auftragsstatus, zum Bestand, zur Lagerperformance, also der Anzahl an Auslieferungen oder Packstücken, die durch den Warenausgang gehen oder Einweisung zu geben sowie die Hotline zu entlasten.
- Bestell-Bot, der Anfragen nach der Verfügbarkeit von Artikeln beantwortet und sie auf Wunsch nachbestellt.
Weitere Einsatzszenarien finden sich im Innovation Brief „Komplexe, zeitkritische Logistikprozesse straffen – so geht es mit KI-basierten Chatbots“. Es ist zu erwarten, dass Sprache zukünftig das Medium zur Interaktion von Personen mit Systemen und Maschinen sein wird. Einzelne sprachgetriebene Chatbots sind quasi erste Wegbereiter dafür.
KI – der virtuelle Kollege für den großen Durchblick
Die zahlreichen Daten, die bei logistischen Prozessen anfallen, miteinander zu verbinden, zu analysieren und innewohnende Muster zu erkennen, ist die Aufgabe künstlicher Intelligenz (KI). Zum Beispiel, wie eine durchschnittliche Fahrtdauer von der Tageszeit abhängt. Oder ob die vorhandene Gesamtkapazität an Lagerraum dem tatsächlichen Bedarf entspricht und die Standorte gleichmäßig ausgelastet sind. Doch damit nicht genug: Durch die Auswertung sehr großer Datenmengen kann das smarte System äußerst zuverlässig künftige Entwicklungen prognostizieren und logistische Abläufe entsprechend anpassen. Beispielsweise:
- den Personalbedarf treffsicher planen,
- das Retourenmanagement mit den jeweils kürzesten Transportwegen optimieren oder Rücksendungen bündeln sowie
- den Transportbedarf unter Berücksichtigung äußerer Rahmenbedingungen zuverlässig vorhersagen. Dazu gehören unter anderem, um welchen Wochentag oder welche Jahreszeit es sich handelt, saisonale Besonderheiten – wie Weihnachten, Wetterereignisse, das Launchen neuer Produkte oder Baumaßnahmen im Straßenverkehr.
Die Entwicklung geht weiter. Laut einer Fraunhofer-Studie haben moderne Technologien wie Sprach- und Gestensteuerung in der Logistik bereits Einzug gehalten. Bei der Kommissionierung etwa haben sich Pick-by-Voice- oder Pick-by-Light-Systeme bewährt. Datenbrillen in Verbindung mit Virtual- und Augmented-Reality kommen zum Einsatz, um Bauteile zu sortieren, Seefrachtcontainer optimal zu verstauen oder beim Be- und Entladen von LKWs.
Eine aktuelle britische Studie kommt zu dem Schluss, dass – begünstigt durch das weitere Wachsen der E-Commerce-Branche und das Erfordernis, die letzte Meile kostengünstiger zu machen – in absehbarer Zukunft autonome Fahrzeuge die Zustellung übernehmen werden. Dabei kann es sich sowohl um Frachtdrohnen als auch um Technik für die autonome Bodenzustellung handeln.
Logistik 4.0 – ein vorläufiges Fazit
Die Digitale Transformation der Logistik mit all ihren Bereichen bringt nicht nur den Wirtschaftsunternehmen und Logistikdienstleistern viele Vorteile. Auch Kunden und Mitarbeiter profitieren von den vernetzten und automatisiert ablaufenden Prozessen. Hervorzuheben sind:
- deutlich geringere Kosten, signifikante Effizienzgewinne
- besserer Lieferservice (Termintreue, Lieferqualität)
- Entlastung der Mitarbeiter
- geringere Fehleranfälligkeit
- zuverlässige Prognosen und damit punktgenauere Bedarfs- und Einsatzplanung
- sehr hohe Flexibilität
- Reduzierung von Über- und Unterbelieferung
- geringere Umweltbelastung
- Transparenz entlang der gesamten Logistikkette
Auf der Kehrseite von Logistik 4.0 stehen die mangelnde digitale Kompetenz von Unternehmen oder Personen sowie fehlende Akzeptanz für die neuen Technologien oder für fundamental geänderte Abläufe – Hürden, die sich mit Schulungen, Best Practice-Beispielen und durch die strikte Einhaltung von Compliance-Regeln überwinden lassen.
Dann ist sicher: Logistik 4.0 ist gewinnbringend für alle Seiten.
Quellen
- Statista: Statistiken zum Thema Transport und Logistik
- Bundesvereinigung Logistik: Logistikumsatz und Beschäftigung
- Statista: Marktvolumen des Logistikmarktes in Europa in den Jahren 2008 bis 2021*
- Statista: Höhe des Marktvolumens des weltweiten Logistikmarktes im Jahr 2018 nach Segmenten
- Statista: Umsatzentwicklung des weltweiten Logistikmarktes in den Jahren 2015 und 2023
- Statista: Höhe des Marktvolumens des weltweiten Logistikmarktes im Jahr 2018 nach Segmenten
- Fraunhofer ILS: Transportlogistik 4.0
- GlobeNewswire: Global Autonomous Last Mile Delivery Market is projected to reach US$1,19,151.5 Million by 2031: Visiongain Research Inc
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