Was können Wearables in der Produktionslogistik bewirken? Vergleich und Einsatzmöglichkeiten

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

1 Einleitung
1.1 Problemstellung
1.2 Gegenstand und Ziel der Arbeit
1.3 Aufbau der Arbeit

2 Produktionslogistik
2.1 Hauptaufgaben der Produktionslogistik
2.2 Ziele und Herausforderungen der Produktionslogistik

3 Wearables
3.1 Einsatzbereiche von Wearables in der Industrie
3.2 Vorstellung ausgewählter Wearables
3.2.1 Datenbrille
3.2.2 Smart Handschuh
3.2.3 Smartwatch
3.3 Positive und negative Eigenschaften von Wearables

4 Untersuchung des Einsatzes von Wearables in der Produktionslogistik
4.1 Anforderungen und Zielkriterien der Produktionslogistik
4.2 Wirkung der Eigenschaften von Wearables in der Produktionslogistik

5 Einsatzmöglichkeiten von Wearables in der Produktionslogistik

6 Fazit und Schlussbetrachtung

Literaturverzeichnis

Fachbücher

Internetquellen

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Aufbau der Hausarbeit

Abbildung 2: Hauptaufgaben der Produktionslogistik

Abbildung 3: Einsatzbereiche einzelner Technologien

Abbildung 4: Einsatz einer Look-Around VR Brille

Abbildung 5: Einsatz einer Look-Thorugh Datenbrille bei DHL

Abbildung 6: Einsatz eines Smart Handschuhs

Abbildung 7: Einsatz einer Smartwatch

Abbildung 8: Positive Eigenschaften von Wearables

Abbildung 9: Auswirkungen von Wearables auf die Produktionslogistik

Abkürzungsverzeichnis

AR Augmented Reality

BDE Betriebsdatenerfassung

HMD Head Mounted Display

TUL Transport, Umschlag, Lagerung

VR Virtual Reality

WIP Work in Process

1 Einleitung

Auch im Rahmen der 4. industriellen Revolution (Industrie 4.0) bleiben die Aufgaben der Logistik auf den ersten Blick dieselben. Die richtigen Produkte müssen zur richtigen Zeit in der richtigen Menge am richtigen Ort zur richtigen Qualität und den richtigen Kosten sein.¹ Getrieben durch die Globalisierung und dem steigenden Wachstum der Weltbevölkerung werden jedoch die Kundenanforderungen immer differenzierter und individueller, sodass Unternehmen auch im Hinblick auf Ihre Produktion flexibler werden müssen um dauerhaft wettbewerbsfähig zu bleiben.² Gleichzeitig bedeuten individuellere Kundenwünsche auch komplexere Anforderungen an die logistischen Prozesse. Im Rahmen der Industrie 4.0 ist es daher vor allem im Bereich der Logistik wichtig den Einsatz neuer Technologien voranzutreiben und dadurch sowohl den Materialfluss als auch den Informationsfluss entlang der gesamten Supply Chain ständig nach Verbesserungspotentialen zu untersuchen und zu optimieren. Ein wichtiger Baustein zur Verbesserung logistischer Prozesse ist die Digitalisierung und damit einhergehend die Datentransparenz zwischen den einzelnen Wertschöpfungsstufen. Dabei gilt: Umso größer die Datentransparenz zwischen den einzelnen Prozessen ist, desto flexibler können die logistischen Systeme auf sich ändernde Marktanforderungen reagieren.³ Um einen schnelleren und transparenteren Datenaustausch über die gesamte Wertschöpfungskette hinweg zu gewährleisten und gleichzeitig den Materialfluss zu verbessern bauen viele Unternehmen heute schon auf verschiedene technische Innovationen im Sinne der Digitalisierung. Hierzu zählt unter anderem auch der Einsatz von Wearables, welcher im Rahmen dieser Seminararbeit genauer beleuchtet werden soll.

1.1 Problemstellung

Vor allem in der Produktionslogistik sind die Mitarbeiter täglich Aufgaben ausgesetzt die zwar einfach erscheinen aber in einer relativen Häufigkeit von einzelnen Mitarbeitern manuell durchgeführt werden müssen und dementsprechend sehr zeitaufwendig sind. Dazu zählen zum Beispiel Aufgaben wie das Kommissionieren, das Verladen oder das Aus-und Einlagern von Materialien. Neben den physischen Arbeitsschritten müssen diese Tätigkeiten ebenfalls systemseitig abgebildet werden. Dies geschieht häufig ebenfalls manuell durch den Mitarbeiter. Da die Zeit in der Logistik einen extrem hohen Stellenwert hat, ist es im Sinne der Unternehmen, Prozesse welche zeitaufwendig sind und dementsprechend auch Kosten verursachen , ständig zu optimieren. Dabei sollen Wearables, indem Sie die Mitarbeiter im Bereich der Produktionslogistik während ihren operativen sowie strategischen Tätigkeiten unterstützen, einen Beitrag zur Zeit-und damit auch Kostenersparnis leisten. Denn vor allem in der Produktionslogistik können zu niedrige Bestände, fehlende Artikel oder verspätete Anlieferungen in der Montage schwerwiegende Auswirkungen auf die Produktion und damit einhergehend auf unternehmerische Zielgrößen wie Kosten oder den Umsatz haben.⁴

Daher werden im Rahmen dieser Hausarbeit die folgenden Forschungsfragen untersucht:

- Welche positiven und negativen Eigenschaften bringen Wearables vor dem Hintergrund eines Einsatzes in der Produktionslogistik mit sich?
- Wie wirken sich die Eigenschaften von Wearables auf die Anforderungen der Produktionslogistik aus?
- Wie können einzelne Wearables in der Produktionslogistik eingesetzt werden um Prozessabläufe zu optimieren?

1.2 Gegenstand und Ziel der Arbeit

Zielsetzung der vorliegenden Seminararbeit ist es darzulegen, welche Vor-und Nachteile bzw. Herausforderungen der Einsatz von Wearables im Rahmen der Produktionslogistik mit sich bringt. Dazu soll untersucht werden wie sich die Eigenschaften von Wearables auswirken, um die Produktionslogistik bei der Bewältigung ihrer Anforderungen zu unterstützen. Zudem soll dargelegt werden, wie der Einsatz einzelner Wearables in der Produktionslogistik gestaltet werden könnte.

1.3 Aufbau der Arbeit

Die vorliegende Hausarbeit ist in sechs Kapitel untergliedert. Zunächst werden im Rahmen der Einleitung die Problemstellung sowie das Ziel und der Aufbau dieser Arbeit dargestellt. Durch die Erläuterung der Produktionslogistik sowie deren Hauptaufgaben, Ziele und Herausforderungen soll ein fundamentales Verständnis für die Ausgangslage der Seminararbeit geschaffen werden. Im Anschluss wird der Begriff „Wearabes“ erklärt und Einsatzbereiche von Wearables in der Industrie vorgestellt. Zudem werden ausgewählte Wearables näher erläutert und im Anschluss die sowohl positiven als auch negativen Eigenschaften von Wearables zusammengefasst. Im methodischen Teil der Hausarbeit wird im vierten Kapitel untersucht, wie sich die Eigenschaften der Wearables auf die aus der Theorie abgeleiteten Anforderungen und Zielkriterien der Produktionslogistik auswirken. Im fünften Kapitel werden aus der vorangegangenen Untersuchung potentielle Einsatzmöglichkeiten und Einsatzbereiche der vorgestellten Wearbles in der Produktionslogistik dargestellt. Im letzten Kapitel werden die Ergebnisse der Seminararbeit zusammengefasst und mit einer Schlussbetrachtung im Hinblick auf die zu Beginn aufgestellten Forschungsfragen abgerundet. Die folgende visuelle Darstellung des Aufbaus der Hausarbeit soll der Orientierung dienen.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 1: Aufbau der Hausarbeit⁵

2 Produktionslogistik

Die Produktionslogistik fungiert als Bindeglied zwischen der Beschaffungslogistik und der Distributionslogistik. Während die Beschaffungslogistik und die Distributionslogistik direkte Berührungspunkte mit den einzelnen Märkten haben, zielt die Produktionslogistik ausschließlich auf die innerbetrieblichen Arbeitsabläufe ab. Zur Produktionslogistik zählen alle Aufgaben die in Verbindung mit der Versorgung der Produktion durch Einsatzgüter einhergehen. Darunter fallen beispielsweise die Bereitstellung von Rohstoffen oder Kaufteilen zur Produktion sowie die Abgabe von Halbfertig- und Fertigerzeugnissen an das Absatzlager.⁶ Zudem beschäftigt sich die Produktionslogistik neben den unternehmensinternen Warenflüssen auch mit den dazugehörigen Informationsflüssen und kann bei einer effektiven Gestaltung sowie Überwachung der internen Logistikprozesse einen entscheidenden Beitrag zur Erreichung relevanter Unternehmensziele wie beispielsweise dem Unternehmensgewinn, der Liquidität, der Kundenzufriedenheit oder der Motivation der eigenen Mitarbeiter leisten. Eine wichtige Grundlage für einen Zielbeitrag zum Unternehmenserfolg stellt dabei vor allem die betriebliche Informationstechnik (z.B. in Form von Softwaresystemen) dar.⁷ Diese muss beispielsweise gewährleisten, dass alle am Gesamtprozess involvierten Mitarbeiter und Systeme rechtzeitig alle relevanten Informationen vollständig erhalten. Dadurch kann einerseits ein reibungsloser Produktionsablauf und andererseits eine gewisse Reaktionsfähigkeit auf unvorhergesehene Ereignisse abgedeckt werden.

2.1 Hauptaufgaben der Produktionslogistik.

Die Hauptaufgaben der Produktionslogistik werden im Folgenden erläutert und belaufen sich hauptsächlich auf die in Abbildung 3 dargestellten Aspekte.

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Abbildung 2: Hauptaufgaben der Produktionslogistik⁸

In Abstimmung mit dem Vertrieb erstellt die Programmplanung entsprechend einem vorhandenen Produktsortiment einen Plan für die monatlichen als auch jährlich zu fertigenden Stückzahlen. Die Aufgabe im Rahmen der Kapazitätsplanung ist es, die Kapazitätsauslastung für die einzelnen Betriebsmittel festzulegen und zu überblicken. Bei der Terminplanung hingegen werden Fertigungs-und Liefertermine im Zusammenhang mit der Produktion festgelegt und die Aufgabe der Werkstattsteuerung ist die Überwachung der Produktionsprozesse. Dabei wird mit Hilfe der Betriebsdatenerfassung (BDE) zusätzlich für Transparenz über den gesamten Fertigungsablauf und den dazugehörigen, eingesetzten Materialien gesorgt. Das Logistikcontrolling überwacht übergreifend die vereinbarten Optimierungsziele hinsichtlich der Produktionsabläufe. Die Aufgabe der Materialplanung ist es, die Lagerung und die Verfügbarkeit der für die Produktion benötigten Materialien, wie z.B. Rohstoffe oder Einzelteile. zu gewährleisten.⁹ Dabei bilden vor allem die physischen Transport-, Umschlags- und Lagerungsprozesse (TUL-Prozesse) zusammen mit der Kommissionierung und dem Verpacken bzw. Umpacken die Basis dafür, dass die richtigen Materialien bzw. Rohstoffe der Produktion zur richtigen Zeit bereitgestellt werden.¹⁰

2.2 Ziele und Herausforderungen der Produktionslogistik

Das übergreifende Ziel der Produktionslogistik ist sicherzustellen, dass die richtigen Materialien, zur richtigen Zeit, in der richtigen Menge, kostengünstig am richtigen Fertigungsort bereitgestellt werden, damit Produkte planmäßig gefertigt werden können und dadurch der maximale Nutzen eines Gutes im Rahmen der innerbetrieblichen Wertschöpfungskette gewährleistet werden kann. Um diesen Zustand zu gewährleisten ist es die Aufgabe der Produktionslogistik die Material-und Informationsflüsse zwischen den einzelnen innerbetrieblichen Lägern (wie z.B. dem Wareneingangslager oder dem Produktionslager) über die Produktion bis hin zum Distributionslager zu planen, durchzuführen, zu überwachen und zu optimieren.¹¹

Da die Anforderungen der Kunden an die Produkte immer individueller und vielfältiger werden, bedeutet dies auch für die Produktionslogistik einen höheren Steuerungs- und Organisationsaufwand. Um die einzelnen Märkte im Hinblick auf den durch die Globalisierung vorangetriebenen Wettbewerb innerhalb kürzester Zeit mit den nachgefragten Produkten zu versogern, steht die Produktionslogistik vor den folgenden Herausforderungen:¹²

Damit Unternehmen über eine gewisse Flexibilität bei den sich ständig ändernden Kundenanforderungen verfügen, ist es wichtig unnötige „Verschwendung durch beispielsweise zu hohe Lagerbestände zu vermeiden. Zudem ist es von Vorteil den „Work in Process“-Bestand (WIP-Bestand) zu minimieren. Mit dem WIP-Bestand ist der Umlaufbestand in der Produktion gemeint. Eine Verminderung dieses Bestands ermöglicht es dem Unternehmen bei gleichen Platzverhältnissen im Lager und der Fertigung, mehr Produkte für Kunden herzustellen und dementsprechend flexibler auf volatile Kundenanforderungen zu reagieren. Zudem kann eine gute die Layout Planung eines Lagers ebenfalls zu einer optimalen Platzausnutzung beitragen.¹³

Ein weiterer entscheidender Faktor im Hinblick auf die steigenden Produktvarianten ist, dass für die Belieferung der Just-in-Time sowie Just-in-Sequence Artikel bei produzierenden Unternehmen eine gewisse Prozesssicherheit gewährleistet sein muss. In diesem Zusammenhang ist die Hauptaufgabe der Produktionslogistik für die pünktliche und korrekte Bereitstellung der jeweiligen Materialien an den richtigen Produktionssequenzen zu sorgen, um dadurch die eine fortlaufende Produktion zu gewährleisten.¹⁴

Um sichere Prozessabläufe innerhalb der einzelnen innerbetrieblichen Lagerplätze über die Produktion bis hin zu den Distributionslagern zu gewährleisten, ist es zudem wichtig, entsprechend der immer komplexeren Produktanforderungen durch den Kunden, die einzelnen Materialflüsse über eigene Systeme so transparent wie möglich abzubilden, damit potentielle Gefahren und Probleme rechtzeitig erkannt werden können. Des Weiteren können dadurch ebenfalls die physischen Abläufe ständig überwacht werden. Noch wichtiger ist es, das die Informationen über die einzelnen Materialflüsse ohne großartige Zeitverzögerung zum tatsächlichen Prozessablauf an die richtigen Systeme übertragen werden. Dadurch kann die Reaktionsfähigkeit auf sich ändernde Anforderungen enorm gesteigert werden.¹⁵ Dies bedeutet auch, dass Geräte und Maschinen welche in eine bestehende Infrastruktur integriert werden, problemlos mit der bereits bestehenden Systemwelt interagieren sollten, damit bereits vorhandene Prozesse und IT-Strukturen störungsfrein weiterverwendet werden können.¹⁶

Eine ebenfalls nicht zu vernachlässigende Herausforderung der Produktionslogistik, ist der Faktor Mensch. Dieser ist nicht nur für die Planung der logistischen Prozessabläufe verantwortlich sondern auch für die physische Durchführung und Umsetzung einzelner Prozesse. Vor allem die bereits vorgestellten TUL-Prozesse inklusive dem Kommissionieren und dem Aus- bzw. Umpacken von Waren, Materialien oder Halbfertigerzeugnissen wird größtenteils von Menschen durchgeführt. Da diese physischen Arbeitsabläufe eine enorme Wirkung auf die Produktionsqualität, -stabilität und die Durchlaufzeiten eines Produktes innerhalb eines Unternehmens haben, ist es im Rahmen der Produktionslogistik wichtig in diesem Bereich Fehlerpotentiale zu erkennen und weitestgehend zu eliminieren.¹⁷

3 Wearables

Bei Wearable Devices, kurz ausgesprochen Wearables¹⁸, handelt es sich um Computertechnologien in Form von Geräten die während der Anwendung von Menschen an ihren Körperteilen, wie z.B. den Händen, an den Armgelenken oder am bzw. auf dem Kopf getragen werden können.¹⁹ Des Weiteren können Wearables auch in Form von Sensoren direkt an Kleidungsstücken angebracht werden. In der Regel sind Wearables mit dem Internet verknüpft und man kann zwischen zwei Ausführungsmöglichkeiten differenzieren. Einerseits gibt es Geräte die eine reine Input/Output-Funktion übernehmen und zum anderen gibt es Geräte die darüber hinaus noch über die Fähigkeit verfügen mit Hilfe einer eigenen Rechenleistung, Anwendungen lokal direkt auszuführen.²⁰ Die Hauptaufgabe von Wearables ist es, mit Hilfe ihrer verbauten Technologien relevante Daten über die physische Verfassung sowie dem Verhalten ihrer Anwender oder Daten rund um die Einsatzumgebung und der laufenden Arbeitsprozesse zu erfassen, wiederzugeben und weiterzuleiten.²¹ Für den Mitarbeiter und den Arbeitsprozess hilfreiche Informationen werden dem Anwender über das Wearable mittels Symbolik oder Anweisungen zum weiteren Vorgehen bereitgestellt. Zudem können durch das Wearable aufgenommene Daten gespeichert oder an angebundene Systeme weitergeleitet werden um Transparenz über physische Prozesse zu schaffen oder dadurch weitere Arbeitsschritte anzustoßen.²² Beispiele für Wearables sind unter anderem die Datenbrille, die Smartwatch und der Smart Handschuh. Die aufgeführten Beispiele werden im weiteren Verlauf dieser Seminararbeit noch detaillierter erläutert um eine passende Ausgangsbasis für einen Vergleich zu schaffen sowie entsprechende Eigenschaften von Wearables abzuleiten.

[...]

¹ Vgl. Reinhart, G., Industrie 4.0, 2017, S. 451.

² Vgl. Vogel-Heuser, B. et al., Produktion, 2017, S. 6 ff.

³ Vgl. Liebetruth, T., Merkel, L., Routenzugplanung, 2018, S. 43.

⁴ Vgl. Theracon, o.J. .

⁵ Eigene Darstellung.

⁶ Vgl. Pfohl, H., Logistiksysteme, 2018, S. 201 ff.

⁷ Vgl. Bauer, J., Produktionslogistik, 2014, S. 1.

⁸ Eigene Darstellung in Anlehnung an Bauer, J., Produktionslogistik, 2014, S. 3.

⁹ Vgl. Bauer, J., Produktionslogistik, 2014, S. 3.

¹⁰ Vgl. Hermeier, B. et al., Arbeitswelten, 2019, S. 54 ff.

¹¹ Vgl. Martin, H., Transport, 2006, S. 6.

¹² Vgl. Mecalux, 2020.

¹³ Vgl. Marlog, 2017.

¹⁴ ebd.

¹⁵ ebd.

¹⁶ Vgl. Voß, P. H., Zukunftsindustrie, 2020, S. 14.

¹⁷ Vgl. Laub, M., Augmented Reality, 2015, S. 4. ; Marlog, 2017.

¹⁸ Vgl. Winkelhake, U., Transformation, 2017, S. 72.

¹⁹ Vgl. Bendel, O., Keywords, 2019, S. 271.

²⁰ Vgl. Winkelhake, U., Transformation, 2017, S. 72 ff.

²¹ Vgl. Bosse, C. K., Zink, K. J., Arbeit, 2019, S. 380.

²² Vgl. Scholze-Reiter, B. et al., Info, 2010, S. 10.