Industrie 4.0 und Digitalisierung in der Logistik. Erschließung von Digitalisierungspotenzialen

INHALTSVERZEICHNIS

INHALTSVERZEICHNIS

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise der Untersuchung

2 Methodik

3 Theoretische Grundlagen der Logistik im Zeitalter der Industrie 4.0
3.1 Der Weg zur vierten industriellen Revolution
3.2 Begriffsdefinition der Industrie 4.0
3.3 Logistik 4.0 als Basis für Industrie 4.0

4 Voraussetzungen und Rahmenbedingungen der Logistik 4.0
4.1 Technologische Voraussetzungen für Logistik 4
4.1.1 Identifikation und Ortung
4.1.2 Sensorik
4.1.3 Big Data
4.1.4 Cyber-physisches System
4.1.5 Internet der Dinge und Industrial-Internet-Systeme
4.1.6 Cloud Computing
4.1.7 IT-Sicherheit
4.2 Anwendungsbereiche der betriebswirtschaftlichen Logistik 4.0 .
4.2.1 Informationslogistik
4.2.2 Transportlogistik
4.2.3 Lagerhaltung und interne Materialversorgung
4.3 Auswirkungen auf die Arbeitswelt
4.3.1 Kollaboration von Menschen und Maschinen
4.3.2 Arbeitsmarkt

5 Fazit

LITERATURVERZEICHNIS

ABBILDUNGSVERZEICHNIS

Abbildung 2-1: Literaturrecherche

Abbildung 2-2: Themenübersicht

Abbildung 3-1: Übersicht über die vier technologiegetriebenen Revolutionen der Industrie

Abbildung 4-1: Die 3 Tiers der ICC-Referenzarchitektur

Abbildung 4-2: Unterscheidung zwischen einzelne Cloud-Lösungen

Abbildung 4-3: Ausgewählte Methoden der Prozesslenkung

Abbildung 4-4: Von der manuellen zur autonomen Fertigung

ABKÜRZUNGSVERZEICHNIS

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

„Behind every great leader there was an even greater logistician.”

- James M. Cox

Dieses Zitat hat zunehmende Bedeutung für das Thema Industrie 4.0 in der Logistik gewonnen. Durch die Globalisierung und Digitalisierung der Wirtschaft spielt die Logistik im Erfolg des Unternehmens, der Branche sowie des Landes mittlerweile eine Hauptrolle.

In der heutigen Zeit der Umwandlungsperiode stehen Länder sowie Unternehmen unter einem drastischen Wettbewerbsdruck, wobei Deutschland, als weltweit führendes Industrieland, keine Ausnahme darstellt.

Der Wettkampf geht von Produktions- über Technologiebereichen bis hin zu neuen Absatzmärkten und Vermarktungspotenzialen. Um diese Transformationsprozesse zu bewältigen und sich in diesem Feld auf dem Markt zu behaupten, muss das komplexe Wertschöpfungssystem effektiv und effizient ausgerichtet und gesteuert werden. Die Optimierung muss nicht nur Bereiche wie den Transport, die Lagerung und Bereitstellung von Gütern, sondern auch die Forschung & Entwicklung, Beschaffung, Produktion und Distribution betreffen (Göpfert, 2016, S. 53).

Die Digitalisierung wirkt zudem auch auf die Veränderung des Konsumverhaltens. Die steigende Nachfrage nach individuellen Produkten fordert von den Unternehmen Flexibilität und Erhöhung der Reaktionsgeschwindigkeit industrieller Systeme in Produktionsumfeldern (Banthien, H. & Senff, D., 2017, S. 29). Infolgedessen bestehen besonders im Fachgebiet der Logistik neue Herausforderungen. Die steigende Komplexität gilt gleichermaßen sowohl für die Intralogistik, als auch für das Supply-Chain-Management. Folglich ist es notwendig, mehrere Technologien aus den Bereich „Big Data“ und „Internet der Dinge“ sowie der cyber- physischer Systeme (CPS) in die Logistik zu implementieren (ten Hompel, M. & Kerner, S., 2015, S. 176).

Die Informations- und Kommunikationssysteme (IuK-Systeme) sind der wichtigste Erfolgsfaktor der modernen Logistik. Weitere Effizienzsteigerungspotenziale werden vor allem in der informationslogistischen Vernetzung der gesamten Wertschöpfungskette erkannt. Aktuell umfasst die Logistik nicht nur die Planung, Steuerung und Koordination der Güterflüsse-, sondern auch die Kontrolle und Analyse von unternehmensinternen und unternehmensübergreifenden Informationsflüssen. Das Ziel der Informationslogistik ist die Gewährleistung von digitalen Daten in Abhängigkeit von zeitlichen und örtlichen Perspektiven.

In den Vordergrund treten solche technologischen Trends wie das Internet of Things (IoT), Cloud Computing, Big Data und Industrie 4.0, auf deren Basis die Konkurrenzfähigkeit der deutschen Industrieunternehmen bestimmt wird. Die Logistik spielt dabei die führende Rolle als Verbindung zwischen Information, Produktion und Handel. Diese Verbindung zwischen Logistik und IT-Systemen und die Optimierung der logistischen Prozesse durch Softwarelösungen werden zum grundlegenden Faktor für die Zukunftsfähigkeit der deutschen Wirtschaft (ten Hompel, M., Rehof, J. & Heistermann, F., 2017, S. 6).

1.2 Zielsetzung und Vorgehensweise der Untersuchung

Die rasante Digitalisierung von Wirtschaft und Vernetzung der Wertschöpfungskette über den gesamten Lebenszyklus von Produkten verändern weltweit die Art und Weise der Produktion und Verarbeitung (Schulz, 2017, S. 5). Mit der Digitalisierung und Vernetzung des industriellen Wirtschaftssektors beginnt ein neues Zeitalter – die Industrie 4.0. Laut dem Ergebnis der aktuellen Studie von PwC Deutschland investieren mehr als 90 Prozent der 200 befragten Industrieunternehmen in den Ausbau von „Smart Factories“ (Heiner, 2017). Somit stellt sich die Frage, inwieweit die vierte industrielle Revolution auch im Bereich der Logistik begonnen hat. Das Ziel dieser Arbeit ist deshalb die Untersuchung der besonderen Merkmale und der Voraussetzungen der Logistik, im Kontext der Industrie 4.0.

In Rahmen dieser Forschungsarbeit liegt der inhaltliche Schwerpunkt auf den logistischen Prozessen innerhalb von Industrieunternehmen. Dabei gilt es zu beachten, dass sowohl horizontale (unternehmensübergreifende) als auch vertikale (unternehmensinterne) Integration zwei äußerst zentrale Elemente darstellen. Aufgrund des immensen Umfangs beider Teilgebiete, steht vorliegend nur die vertikale Integration im Fokus.

Grundsätzlich soll diese Arbeit die folgende Forschungsfrage beantworten:

Was sind die Voraussetzungen zur Umsetzung der Logistik 4.0 im Rahmen der vierten industriellen Revolution?

Zunächst wird die Methodik der Untersuchung vorgestellt. Danach werden die theoretischen Grundlagen der Logistik im Zeitalter der Industrie 4.0 aufgezeigt. Im vierten Kapiteln werden die Voraussetzungen und Rahmenbedingung zur erfolgreichen Implementierung der Logistik 4.0 in Produktionsunternehmen beleuchtet. Die Arbeit wird mit einem Fazit abgerundet.

2 Methodik

Die Untersuchung der Forschungsfrage der wissenschaftlichen Arbeit basiert auf einer systematischen Literaturrecherche. Hart definiert eine systematische Literaturrecherche als „(…) the use of ideas in the literature to justify the particular approach to the topic, the selection of methods, and demonstration that this research contributes something new.” (Hart, 2009, S. 1). Zudem erwähnt er: „(…) quality means appropriate breadth and depth, rigor and consistency, clarity and brevity, and effective analysis and synthesis.” (Hart, 2009, S. 1). Webster und Watson bezeichnen eine effektive Literaturrecherche als eine Art stabile Basis, die „(…) creates a firm foundation for advancing knowledge. It facilitates theory development, closes areas where a plethora of research exists, and uncovers areas where research is needed.” (Webster, J. & Watson, Rt., 2002, S. 13). In der folgenden Analyse müssen also einerseits die bereits existierende Forschungen systematisch miteinander verbunden und andererseits noch offene Stelle oder entgegenstehenden Ansätze dargestellt werden. Im Folgenden wird die Methodik dieser Arbeit in sechs Schritte untergliedert:

- Auswertung des Zeitraums;
- Festlegung der Datenbanken;
- Auswahl der Publikationen;
- Auswahl der Artikel;
- Systematisierung der Ergebnisse;
- Auswertung der Ergebnisse (Fink, 2014, S. 3–5; Levy, Y. & Ellis, T.J., 2006, S. 182).

Auswertung des Zeitraums.Für die Literaturrecherche wurde der Zeitraum zwischen 2011 und 2018 festgelegt. Das Jahr 2011, als die untere Grenze, wurde ausgewählt, weil der Begriff „Industrie 4.0“ im Jahr 2011 im Rahmen der Hannover Messe veröffentlicht wurde und die deutsche Bundesregierung im selben Jahr das Zukunftsprojekt „Industrie 4.0“ im Aktionsplan zur Hightech-Strategie 2020 verabschiedet hat (Ramsauer, 2013, S. 7). Um die aktuellste Literatur und alle relevanten Publikationen zu nutzen, wurde als obere Grenze das Jahr 2018 bestimmt.

Festlegung der Datenbanken.Die Recherche wurde hauptsächlich mit Hilfe des OPAC Katalogs der Universitätsbibliothek Erlangen-Nürnberg durchgeführt. Darüber hinaus wurde ein bewusstes Auswahlverfahren, das „Schneeballverfahren“, verwendet, um alle relevanten Änderungsbereiche der Logistik 4.0 zu untersuchen. Diese Methode der Literaturanalyse hilft dabei, ausgehend von Fachbeiträgen zum gewählten Thema, mithilfe der dort aufgeführten Literatur, weitere Informationen zum eigenen Thema aufzufinden.

Auswahl der Publikationen.Bei der Auswahl der Publikationen ist im vorliegenden Fall zweierlei zu beachten: Um qualitativ hochwertige Artikel und Beiträge auszuwählen, ist vor allem viel zitierte und renommierte Fachliteratur in den Blick zu nehmen. Andererseits ist es besonders bei aktuellen Themen und neuen Forschungsgebieten erforderlich, die Auswahl nicht strikt auf diese Art der Literatur zu begrenzen. Insbesondere aufgrund einer dann eher geringen Anzahl an Fachliteratur ist es nötig, auch beispielsweise Studien, Positionspapiere und -berichte sowie Internetquellen zu verwenden.

Auswahl der Artikel.Die Recherche wurde hauptsächlich mit Hilfe des OPAC Katalogs der Universitätsbibliothek Erlangen-Nürnberg durchgeführt. Es wurde in diesem Zusammenhang ein Code mit Schlüsselbegriffen der Logistik 4.0 entwickelt. Dieser Code wurde für die Abfragen im OPAC Katalog der Universitätsbibliothek Erlangen-Nürnberg verwendet. Der Code hat folgende Struktur: (industrie 4.0 OR industrial internet OR smart factory) AND (logisti* 4.0). Es ist zu beachten, dass in der Sucheingabe überall die Option „Suche in allen Feldern“ gewählt wurde. Der Suchbereich umfasste sowohl deutsche als auch englische Literatur. Durch das Abfragen im OPAC Katalog der Universitätsbibliothek Erlangen-Nürnberg wurde anhand des Codes, des ausgewählten Zeitraums sowie der Spracheneinschränkung eine Trefferanzahl von 1087 festgestellt. Nach der Prüfung der Relevanz in Bezug auf Industrie 4.0 und Logistik 4.0 sowie Entfernung aller Duplikate der Trefferanzahl verringerte sich die Anzahl auf 46 Treffer. Zudem wurden in Google Scholar folgende Suchbegriffe verwendet: „Logistik 4.0“ und „digital logistics“. Im weiteren Verlauf wurde jeder Suchbegriff, der Titel sowie der Untertitel der ersten 50 angezeigten Ergebnisse gelesen. Diese wurden auf Relevanz überprüft und ergaben 10 relevante Ergebnisse. Im Anschluss wurde das Schneeballverfahren eingesetzt. Dadurch konnten weitere 6 Treffer erfasst werden, sodass die Grundlage dieser Arbeit bei 62 Artikeln lag (s. Abb.2-1).

Abbildung 2-1: Literaturrecherche

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung

Systematisierung der Ergebnisse.Die im Rahmen der Recherche vorgefundenen 62 Artikel wurden im Anschluss ausgewertet und in verschiedene Themengebiete untergliedert. Auf erster Ebene wurde eine Unterscheidung zwischen den technologischen Voraussetzungen, Anwendungsbereichen der betriebswirtschaftlichen Logistik 4.0 und den Auswirkungen auf die Arbeitswelt getroffen. Danach wurde die technologischen Voraussetzungen für Logistik 4.0 auf weitere Themengebiete, wie Identifikation und Ortung, Sensorik, Big Data, cyber-physisches System, Internet der Dinge, Cloud Computing sowie IT-Sicherheit untergliedert. Die Anwendungsbereiche der betriebswirtschaftlichen Logistik 4.0 wurde in die Bereiche Informations-, Transportlogistik sowie Lagerhaltung und Materialversorgung unterteilt. Die Auswirkungen auf die Arbeitswelt wurden aus Sicht der Kollaboration von Menschen und Maschinen und der Wirkungen auf den Arbeitsmarkt betrachtet (s. Abb. 2-2).

Abbildung 2-2: Themenübersicht

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Eigene Darstellung

Auswertung der Ergebnisse.Der letzte Schritt war die ausführliche Diskussion und der kritische Abgleich aller relevanten Beiträge, die die Literaturanalyse ergab. Auf dieser Stufe wurde festgestellt, ob die angeführte Strukturierung, deren logischer Zusammenhang und die Beantwortung der Fragestellungen der vorliegenden Arbeit vollumfänglich gestützt sind, oder ob weitere Recherche erforderlich ist.

3 Theoretische Grundlagen der Logistik im Zeitalter der Industrie 4.0

„Nichts ist so beständig wie der Wandel.“ Dieses alte Zitat wird dem griechischen Philosophen Heraklit zugesprochen, hat jedoch nichts von seiner Aktualität verloren. Länder und Unternehmen können als Treiber, aber auch als Opfer dieses beständigen Wandels angesehen werden. Produkte oder Geschäftsmodelle, die zwar zunächst einen wirtschaftlichen Vorteil bringen, werden möglicherweise bereits in naher Zukunft aufgrund des schnellen digitalen Fortschritts ersetzt (Gleich, R., Munck, J.C. & Schulze, M., 2016, S. 30).

3.1 Der Weg zur vierten industriellen Revolution

Seit dem 18. Jahrhundert war der Bereich der kommerziellen Nutzung des Maschinenbaus immer eine Ursache der technologischen Entwicklung in der Produktion, die später als industrielle Revolution bezeichnet wurde (s. Abb. 3-1).

Als erste industrielle Revolution wird der Ersatz der menschlichen Kraft durch mechanische Produktionsanlagen gegen Ende des 18. Jahrhunderts auf Basis von Wasser- und Dampfkraft bezeichnet. Damit wurde die große Nachfrage nach alltäglichen Produkten und Leistungen befriedigt (Glück, 2016, S. 15).

Abbildung 3-1: Übersicht über die vier technologiegetriebenen Revolutionen der Industrie

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: In Anlehnung an Reihart, 2017, S. XXXI

Ab Ende des 19. Jahrhunderts zeichnete sich eine weitere technologische Wende ab, die später als zweite industrielle Revolution bekannt wurde. Mit der Erfindung von Elektrizität war es nun möglich, eben diese in vielen neuen Anwendungsgebieten, in Form elektrischer Antriebe und Beleuchtung einzusetzen. Parallel zum industriellen Fortschritt muss auf die Errungenschaften in der Organisation der Produktion hingewiesen werden, die als Start der Massenfertigung angesehen werden können. Insbesondere das Prinzip einer strikten Trennung von intellektueller und körperlicher Arbeit und der Vorplanung aller Produktionsstufen, welches nach dem Amerikaner Frederick W. Taylor „Taylorismus“ genannt wurde, ist hervorzuheben. Ein weiteres relevantes Prinzip ist der sogenannte „Fordismus“, welcher seinen Namen dem amerikanischen Unternehmensgründers Henry Ford verdankt. Dieser setzte das Fließband bei seinen eigenen Kraftfahrzeugwerken zur Massenproduktion des Ford-Modells T ein (Gunther, 2017, S. XXXI).

Der dritte industrielle Umbruch fand Mitte des 20. Jahrhunderts statt und wird durch die Entwicklung der Elektronik und IT zur weiteren Automatisierung der Produktion gekennzeichnet. Im Jahr 1950 wurden am Massachusetts Institute of Technology (MIT) die NC-Geräte (Numerical Control) genutzt, mit deren Hilfe es möglich war, komplexe geometrische Zeichnungen zu fräsen. Bereits im Jahr 1956 wurde das weltweit erste Roboter- Produktionsunternehmen Unimation gegründet (Gunther, 2017, S. XXXI).

Ende der sechziger Jahre fand ein signifikanter Wandel im Maschinenbau mit der Erfindung der NC-Technik, insbesondere der speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS), statt. Infolgedessen wurden Maschinen mit hardwarebasierten Steuerungen durch programmierbare Universalhardware ersetzt. Im darauffolgenden Jahrzehnt standen zum ersten Mal softwarebasierte Lösungen auf der Werksteuerungsebene bereit. Daraus folgte das erste industrielle DNC-System (Distributed Numerical Control), dass die Vernetzung von CNC- Maschinen (Computerized Numerical Control) in ein Computernetzwerk erlaubte. Im Jahr 1976 wurde ein großes Projekt der BMBF: ein DNC-System auf Basis eins CAMAC-Netzwerks (Computer Automated Measurement and Control) in Zusammenarbeit mit dem WLZ der RWTH Aachen, mit dem Kernforschungszentrum Jülich sowie den Industriepartnern Dietz und VFW (Airbus, als Anwender) realisiert. So fing ein neues digitales Zeitalter an, das uns zur Industrie 4.0-Revolution brachte (Gunther, 2017, S. XXXII).

3.2 Begriffsdefinition der Industrie 4.0

Der Begriff Industrie 4.0 wurde erstmals im Rahmen der Hannover Messe 2011 verwendet und wurde als Weg zu einer neuen Form der Industrialisierung bezeichnet. Diese vierte Revolution im Bereich der Industrie folgt auf die erste, zweite und dritte industrielle Revolution (Hug, 2018, S. 9). Initiatoren und Treiber waren drei Branchenverbände, BITKOM, VDMA und ZVEI, die das Thema Industrie 4.0 aufnahmen. Die Verbände erstellen eine entsprechende Plattform mit dem Ziel, alle in Zusammenhang stehenden Arbeiten abzustimmen. Die Zielsetzung der Hightech-Strategie der Bundesregierung ist es, den Wirtschaftsstandort Deutschland nachhaltig mithilfe der Industrie 4.0 zu sichern (Huber, 2016, S. 2).

Deutschland ist ein Industrieland mit einem sehr hohen Produktionsanteil. Die produzierende Industrie in Deutschland (ohne Baugewerbe) nahm im Jahr 2017 einen Anteil von 25,6% des Bruttoinlandsproduktes ein (im Jahr 2016: 25,7%) (Statistisches Bundesamt, 2017, S. 2). Dieser Anteil wird sich zukünftig weiter verringern.

Digitale Daten und Informationen sind zur Zeit eine grundlegende Komponente der Industrie 4.0 (Borell, 2016, S. 3). Die damit einhergehenden Umwandlungen wirken nicht nur auf die industriellen Prozesse der Unternehmen, sondern auch auf die Arbeitsgestaltung der gesamten Branche und auf die sozialen Bereiche des einzelnen. Heutzutage befindet sich die Gesellschaft bereits in einer Übergangsphase, die die gewohnte Arbeits-, Lebens- und Kommunikationsweise der Menschen vollständig transformiert.

Im Jahr 1990 umfassten die drei größten Unternehmen aus Detroit eine Marktkapitalisierung von 36 Milliarden US-Dollar mit einem Umsatz von 259 Milliarden US-Dollar und 1,2 Millionen Beschäftigten. Im Jahr 2014 hatten die drei größten Unternahmen im Silicon Valley den etwa 30-fachen Marktwert mit 1,09 Billionen Dollar mit einem Umsatz von 247 Milliarden Dollar; dies mit nur 137 000 Beschäftigten, also etwa einem Zehntel im Vergleich zum Jahr 1990 (Manyika, J. & Chui, M., 2014, S. 1; Schwab, 2016, S. 21).

Aktuell produzieren viele neue Unternehmen immaterielle Güter. Im Vergleich zu realen Gütern betragen die Speicherungs-, Übertragungs- und Vermehrungskosten von Informationsgüter nur einen geringfügigen Anteil. Uber, das weltweit größte Taxiunternehmen, besitzt keine Fahrzeuge; Alibaba, ein sehr umsatzstarker Einzelhändler, verfügt über keine Lagerbestände; und Airbnb, der größte Immobilienanbieter der Welt, hat keine Wohnfläche (Goodwin, 2015; Schwab, 2016, S. 37).

Die großen Veränderungen der Technologien führen dazu, dass nicht das Kapital oder die Naturschätze, sondern Innovationen sowie Fantasie und Humankapital das Wirtschaftswachstum fördern werden. Zum ersten Mal seit Beginn der industriellen Ära wird der Grundwert in Daten und nicht in Produkten liegen.

Laut der Studie von McKinsey stören digitale Technologien die alte Wertschöpfungskette in der Produktion. Im Gegenzug dazu starten alteingesessene Unternehmen den Versuch, den Spieß umzudrehen. Viele wollen den nächsten Horizont der Operational Excellence durch die direkte Nutzung neuer Technologien erreichen (z. B. fortgeschrittene additive Fertigung oder fortgeschrittene Robotik). Andere versuchen, neue Geschäftsmodelle zu entwickeln, wie zum Beispiel neue Fabrikmodelle oder virtuelle Lieferantenmarktplätze. Diese Bemühungen werden für die meisten Konkurrenten quasi zwangsläufig zu einer vollständigen Transformation der gesamten Organisation führen (Industry 4.0 at McKinsey's model factories, 2016).

Die rasch voranschreitend digitale Transformation wird eine Reihe von Technologien umfassen, die die Art und Weise, wie Dinge gemacht werden, verändern. Um die Industrie 4.0- Technologien optimal zu nutzen, müssen Unternehmen in mindestens vier Dimensionen stark in den Aufbau von Kapazitäten investieren:

1. Daten, Rechenleistung und Konnektivität (Network Connectivity)

- Big Data/Open Data
- Cyber-physisches System
- Internet der Dinge/M2M
- Cloud-Technologie

2. Analytics und Intelligenz

- Digitalisierung und Automatisierung der Wissensarbeit
- Erweiterte Analyse

3. Mensch-Maschine-Interaktion

- Touch Interfaces
- Virtuelle und erweiterte Realität

4. Umwandlung in die physische Welt

- 3D Druck
- Fortgeschrittene Robotik (z. B. Mensch-Roboter-Kollaboration) (Industry 4.0 at McKinsey's model factories, 2016).

In der Industrie 4.0 verfügen Steuerungssysteme, Maschinen und Produkte über die Fähigkeit zur Datenverarbeitung und selbstständigen Kommunikationen – sowohl auf interner als auch firmenübergreifender Ebene. Zu diesem Zweck werden zahlreiche Sensoren und Mikroprozessoren entwickelt, die zu Netzwerken verbunden werden – cyber-physische Systeme (Gleich, R., Munck, J.C. & Schulze, M., 2016, S. 25).

Durch das Cloud-Konzept können jederzeit neue Daten im System abgespielt werden. Eine wichtige Komponente der Industrie 4.0 ist das Internet der Dinge. Es erlaubt den Transfer von Daten und die intelligente Steuerung von Geschäftsprozessen. Idealerweise werden die Geräte und Steuerungssysteme zukünftig fähig sein, vollautomatisch zwischen mehreren Aufgaben zu wechseln, Güterströme optimal zu gestalten und wichtige Entscheidungen in Echtzeit zu treffen (Gleich, R., Munck, J.C. & Schulze, M., 2016, S. 25).

Der Anstieg des allgemeinen Digitalisierungs- und Vernetzungsgrades bildet in der Wertschöpfungskette die technologische Grundlage zur Erhöhung der Rentabilität. Durch die Synchronisierung der realen Prozesse mit ihrer digitalen Abbildung kann ein hohes Niveau der Flexibilität und Transparenz erreicht werden (Gunther, 2017, S. XXXIV).

3.3 Logistik 4.0 als Basis für Industrie 4.0

Seit langen sind Industrie und Logistik sehr eng miteinander verknüpft. Die Rolle der Logistik ist sehr vielfältig und bedeutsam und ist nichts Geringeres als der Wegbereiter der Industrie 4.0. Die Aufgaben der Logistik haben sich auch im vierten industriellen Zeitalter nicht verändert. So stellt die Logistik die Verfügbarkeit der Waren und Information in der richtigen Menge, am richtigen Ort und zur richtigen Zeit sicher. Ein zentrales Ziel dabei ist es, Kennwerte wie Lieferzuverlässigkeit, -qualität, -flexibilität, -fähigkeit und Servicegrad zu optimieren (Lieberoth-Leden, C., Röschinger, M., Lechner, J. & Günthner, W.A., 2017, S. 451).

Im Gegensatz zur Definition des Begriffs „Industrie 4.0“ finden sich in der Literatur kaum Definitionen zum Begriff „Logistik 4.0“. Dennoch kann der Sinn aus dem Grundgedanken der vierten industriellen Revolution abgeleitet werden. Logistik 4.0 kann nach Wehberg (2015, S. 49) bestimmt werden „(…) als ein spezieller Managementansatz zur Entwicklung, Gestaltung, Lenkung und Realisierung veränderungsorientierter Netzwerke von Objektflüssen verstanden werden, welcher auf Mustererkennung, Generalisierung und Selbstorganisation beruht und neue Technologien sowie innovative Services nutzt.“

Das Potenzial zur Erkennung des Verhaltens komplexer Systeme auf Basis der definierenden Anforderungen wird durch das Prinzip der Mustererkennung definiert. Das Generalisierungsprinzip beschreibt eine auf Kundenbedürfnisse orientierte und hochflexible Logistikstruktur, die sich auch in komplexer Wertschöpfungskette effektiv steuern lassen muss. Durch die verknüpfte Flexibilisierung der Produktionsanlagen wird es möglich auch eine Individualisierung (bis zur Losgröße 1) effizient herstellen. Unter der Selbstorganisation versteht Wehberg integrierende CPS, die eine dezentrale Steuerung einzelner Teilsysteme ermöglichen (Wehberg, 2015, S. 49–50).

Im Rahmen des Supply Chain Management (SCM) ist noch ein Standpunkt hinsichtlich der Logistik 4.0 als wichtig zu betrachten: Alle Entscheidungen sollen durch die CPS dezentral, in Echtzeit auf Basis lokaler Information getroffen werden. Daher bearbeitet das normative SCM- System nur die Daten, die gebraucht werden, um übergeordnete Entscheidungen zu treffen (ten Hompel, M. & Henke, M., 2014, S. 620).

Industrie 4.0 erfordert die Integration von CPS in Produktion und Logistik und setzt gleichzeitig das Internet der Dinge und Dienstleistungen in den Herstellungsprozess ein. Dadurch werden neue Wege entstanden, die Werte, Geschäftsmodelle und nachgelagerte Dienstleistungen für Unternehmen schaffen (Gilchrist, 2016, S. 196).

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