Die fortschreitende Globalisierung verursacht eine ständige Zunahme der weltweiten Arbeitsteilung. Dadurch steigt das Welthandelsvolumen stärker als die weltweite Produktion, was wiederrum ein wachsendes Transportaufkommen hervorruft. Aktuelle und zukünftige logistische Netzwerke werden aufgrund von steigendem Handelsaufkommen, der Automatisierung von Ladungen und zunehmender Weiterentwicklung von Lieferketten hin zu Liefernetzwerken immer komplexer und dynamischer. Gleichzeitig sind Ausmaße wie auch Schwankungen dieser steigenden Komplexität nur schwer vorhersehbar. Dabei entsteht durch das Internet und den E-Commerce allein in Deutschland ein zusätzliches Sendungsvolumen von ca. 100 Millionen Paketen pro Jahr. Zudem nimmt durch die individuelle Gestaltungsmöglichkeit beim Einkaufen von Waren der Anteil an unterschiedlichen Artikeln exponentiell zu.
Die Realisierungszeit zur Entwicklung und Implementierung von heutigen Logistiksystemen kann im Verhältnis zu ihrer Nutzungsdauer als sehr lang bezeichnet werden. So lag der durchschnittliche Lebenszeitzyklus von Geschäftsmodellen und –strategien in Industrie und Handel im Jahre 2010 bei zwei bis drei Jahren, währenddessen deren Modellierung durchschnittlich zwischen sechs bis zehn Monaten betrug. Wird zudem eine leistungsstarke neue IT-Landschaft benötigt, steigt die Gesamtrealisierungszeit auf zwölf bis 24 Monate.
Aufgrund der steigenden Anforderungen an Planungs- und Steuerungsinstanzen, werden diese nach heutigen Standards in Zukunft nicht ausreichend leistungsfähig sein und den hohen Anforderungen nicht gerecht werden können. Als Lösungsansatz fordert die Literatur grundlegend neue Architekturen mit dementsprechend kürzeren Realisierungszeiten. Hierzu wurde das Internet der Dinge entwickelt. Dabei handelt es sich um adaptive logistische Prozesse, die sich selbst steuern. Dabei stand die Natur Modell, denn sie liefert grundlegende Erkenntnisse aus dem Verhalten von Honigbienen, Ameisen und Fischen. All diese Insekten und Tiere besitzen eine ausgeprägte Schwarmintelligenz. Diese wurde für die Entwicklung des Internet der Dinge genutzt, um den o.g. Ansprüchen zukünftig entsprechen zu können.
Inhaltsverzeichnis
1. Einleitung
1.1. Zielsetzung
1.2. Aufbau der Hausarbeit
2. Ameisen – Logistiker in der Natur
2.1. Schwarmintelligenz bei Ameisen
2.1.1. Dezentrale Entscheidungsfindung und Informationsübermittlung
2.1.2. Ganzheitliche Aufgabenbewältigung
2.1.3. Reaktion auf Störungen und unerwartete Ereignisse
2.1.4. Hierarchien innerhalb der Ameisenkolonie
3. Internet der Dinge
3.1. Standardisierte Komponenten
3.2. Dezentralisierung, Selbstorganisation und Autonomie
3.3. Vorteile des Internet der Dinge
Zielsetzung & Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist es, die Verhaltensweisen von Ameisen und deren Schwarmintelligenz als biologisches Vorbild für die Entwicklung adaptiver, dezentraler Logistiksysteme, bekannt als Internet der Dinge, zu analysieren und deren Parallelen aufzuzeigen.
- Grundlagen der Schwarmintelligenz bei Ameisen
- Dezentrale Entscheidungsfindung und Selbstorganisation
- Transformation biologischer Prinzipien in die industrielle Logistik
- Bedeutung von RFID und Multiagentensystemen im Internet der Dinge
- Vorteile dezentraler gegenüber zentraler Materialflusssteuerung
Auszug aus dem Buch
2.1.1. Dezentrale Entscheidungsfindung und Informationsübermittlung
Die Selbstorganisation bzw. Selbststeuerung der einzelnen Ameisen beschreibt eine dezentrale Entscheidungsfindung und setzt die Fähigkeit und Möglichkeit zur autonomen Entscheidungsfindung der Ameisen in nichtdeterministischen Systemen voraus. Mit Hilfe von Selbststeuerung versuchen Ameisen eine flexible, verteilte Reaktion auf Komplexität und Dynamik zu erreichen. (Scholz-Reiter & Jagalski, 2009, S.110)
Das Vorgehen von Ameisen bei der Futtersuche verdeutlicht dies. Ameisen suchen nach Futterquellen, indem sie zufällig umherstreunen. Dabei ist ein wesentliches Merkmal einer Ameise, dass sie niemals ruht, sondern sich immer in Bewegung befindet (von Rimscha, 2008, S.120). Sobald eine Ameise auf verwertbares Futter gestoßen ist, transportiert sie einen Teil davon zurück ins Nest. Bei diesem Transportvorgang sondert sie auf dem gesamten Weg eine biochemische Substanz ab. Hierbei handelt es sich um Pheromone. Pheromone sind Signalsubstanzen, die eine Ameise an ihre Umwelt abgibt und die bei anderen Ameisen der gleichen Art spezifische Reaktionen auslösen (Müller & Frings, 2009, S.582). Pheromone haben die Eigenschaft, dass sie mit der Zeit verdampfen. Aufgrund dieser Pheromonspur haben nachfolgende Ameisen die Möglichkeit, eben dieser Spur zu folgen oder aber selbst nach einem neuen evtl. kürzeren Weg zur Futterquelle zu suchen. (Scholz-Reiter & Jagalski, 2009, S.111)
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einleitung: Die Einleitung thematisiert die zunehmende Komplexität globaler Lieferketten und stellt das Internet der Dinge als Lösungsansatz unter Rückgriff auf bionische Vorbilder vor.
2. Ameisen – Logistiker in der Natur: Dieses Kapitel erläutert die Funktionsweise der Schwarmintelligenz und Selbstorganisation bei Ameisen als Grundlage für adaptive Systeme.
3. Internet der Dinge: Hier werden die biologischen Prinzipien auf moderne Logistiksysteme übertragen und deren technische Umsetzung sowie Vorteile dargelegt.
Schlüsselwörter
Schwarmintelligenz, Ameisen, Internet der Dinge, Logistik, Dezentralisierung, Selbstorganisation, Autonomie, Materialflusssteuerung, Pheromonspur, Multiagentensysteme, RFID, Transportlogistik, Flexibilität, Standardisierung, Bionik
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit vergleicht das natürliche Verhalten von Ameisenkolonien mit den Konzepten moderner Logistiksysteme im Kontext des Internet der Dinge.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Die zentralen Felder sind Schwarmintelligenz, biologische Selbstorganisation und deren Anwendung auf technische Materialflusssysteme.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist es, Parallelen zwischen der Schwarmintelligenz in der Natur und den Anforderungen an zukünftige, flexible Logistiksysteme aufzuzeigen.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es handelt sich um eine Literaturarbeit, die Erkenntnisse aus der Biologie und der Logistikwissenschaft gegenüberstellt.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil analysiert die Schwarmintelligenz bei Ameisen und überträgt diese Mechanismen auf das Konzept des Internet der Dinge, insbesondere auf Dezentralisierung und Standardisierung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Zu den prägenden Begriffen gehören Schwarmintelligenz, Dezentralisierung, Selbstorganisation und das Internet der Dinge.
Wie reagieren Ameisen auf Störungen in ihrem Transportweg?
Ameisen zeigen zunächst chaotisches Verhalten, finden aber durch neue Pheromonspuren schnell wieder zu einem systematischen, effizienten Weg.
Welche Rolle spielt RFID im Internet der Dinge?
RFID dient als technisches Mittel, um Informationen auf Objekten zu speichern und somit die autonome Entscheidungsfindung der Entitäten innerhalb des Systems zu ermöglichen.
- Arbeit zitieren
- Alexander Glaser (Autor:in), 2011, Schwarmintelligenz – Internet der Dinge, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/177867
