Die Zukunft der Logistik. Chancen und Herausforderungen von Logistik 4.0

I Inhaltsverzeichnis

1 Einleitung

2 Industrie und Logistik im vierten industriellen Zeitalter
2.1 Industrie
2.1.1 Definition Industrie 4.0
2.1.2 Historische Entwicklung zur Industrie 4.0
2.1.3 Paradigmen der Industrie 4.0
2.2 Logistik
2.2.1 Definition Logistik 4.0
2.2.2 Historische Entwicklung zur Logistik 4.0
2.2.3 Paradigmen der Logistik 4.0
2.3 Anforderungen an die Logistik 4.0

3 Technologische Grundlagen für Logistik 4.0
3.1 Cyber-physische Systeme
3.2 Internet der Dinge und Dienste
3.3 Cloud Computing
3.4 Big Data
3.5 Mensch-Maschine-Interaktion

4 Logistik 4.0 in der Praxis
4.1 Intralogistik
4.1.1 Augmented Reality
4.1.2 Fahrerlose Transportsysteme
4.1.3 Robotik
4.2 Transportlogistik
4.2.1 Telematik
4.2.2 Autonomes Fahren
4.2.3 Platooning

5 Chancen und Herausforderungen von Logistik 4.0

6 Fazit und Ausblick

II Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: Die vier Phasen der industriellen Revolution

Abbildung 2: Die fünf Paradigmen der Industrie 4.0

Abbildung 3: Augmented Reality Glasses

Abbildung 4: Fahrerlose Transportsysteme im Alibaba-Lagerhaus

Abbildung 5: T-Pod von Einride

Abbildung 6: Platooning im Praxistest

Abkürzungsverzeichnis

AR Augmented Reality

CAN Controller Area Network

CPPS Cyber-physisches Produktionssystem

CPS Cyber-physische Systeme

FTS Fahrerlose Transportsysteme

GPRS General Packet Radio Service

GPS Global Positioning System

GSM Global System for Mobile Communications

IaaS Infrastructure as a Service

IKT Informations- und Kommunikationstechnologien

IoT Internet of Things

KI Künstliche Intelligenz

LTE Long Term Evolution

PaaS Platform as a Service

RFID Radio Frequency Identification

SaaS Software as a Service

TL Transportlogistik

TUL Transport-, Umschlag- und Lagerprozesse

WLAN Wireless Local Area Network

1 Einleitung

Eines der meist diskutierten und gegenwärtigen Themen unserer heutigen Zeit ist die Digitalisierung. Diese läuft bereits in vielen Lebensbereichen auf Hochtouren. Mithilfe der stetig voranschreitenden Entwicklung und neuester Technologien findet ein Umbruch statt. Die digitale Transformation ermöglicht eine Revolution der traditionellen Strukturen und schafft es, den digitalen Wandel voranzutreiben. Dieser rasante Wandel in der Weltwirtschaft stellt die Industrie und die Gesellschaft einerseits vor große Herausforderungen, bietet jedoch andererseits durch das Einführen neuester digitaler Technologien auch vielfältige Chancen für die Unternehmen. Bereits vorhandene Geschäftsprozesse werden neu gestaltet und optimiert oder es werden neue Geschäftsmodelle entwickelt. Das Ziel ist es hierbei, die Prozesse zum einen an die wachsenden Anforderungen der Kunden anzupassen und gleichzeitig zum anderen die Prozesse mittels der Technologien auf einen Stand zu bringen, dass sie effizienter und arbeitnehmerfreundlicher werden.

Heutzutage dient die Nutzung unserer Smartphones und Tablets, welche Produkte der Digitalisierung darstellen, nicht nur dazu, an sämtliche Informationen heranzukommen, sondern vor allem auch als Hauptquelle dafür, Güter und Dienstleistungen einzukaufen. Dies gibt Unternehmen die Möglichkeit, neue Produktions- und Geschäftsprozesse einzuführen. Durch die Industrie 4.0 wird Unternehmen gewährleistet, diese notwendigen Umstrukturierungen durchzuführen und die Gesamtleistung des Unternehmens zu steigern. Die Logistikbranche ist hierbei dahingehend ein wichtiger Faktor, da sie eng mit der Industrie 4.0 verknüpft ist und als Vorreiter dieser angesehen werden kann. Die Logistik 4.0 ist für den Erfolg von Unternehmen von großer Wichtigkeit.

Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich genau mit diesem Punkt. Der Verfasser will aufzeigen, welche Bedeutung die Digitalisierung für die Logistikbranche hat und wie sie in der Praxis bis zum heutigen Zeitpunkt umgesetzt wurde.

Zu Beginn dieser Arbeit werden zunächst einmal wichtige Begriffe definiert, die für den Verlauf der Arbeit eine wichtige Rolle für das Verständnis einnehmen. Hierbei wird im ersten Teil des zweiten Kapitels näher auf den Begriff der Industrie 4.0, auf die historische Entwicklung zur Industrie 4.0 und zuletzt auf die Paradigmen der Industrie 4.0 eingegangen. Eine kurze Einführung in die Industrie 4.0 ist dahingehend wichtig, weil sie eine wichtige Rolle für die Logistik der vierten industriellen Revolution spielt. Logistik 4.0 und Industrie 4.0 sind für eine erfolgreiche Umsetzung der Digitalisierung voneinander abhängig, weshalb das Kapitel der Industrie in dieser Arbeit nicht unberücksichtigt gelassen werden konnte. Weiter geht es im zweiten Teil des zweiten Kapitels mit der Definition von Logistik 4.0, der historischen Entwicklung zur Logistik 4.0 und den Paradigmen der Logistik 4.0. Im dritten Teil des zweiten Kapitels geht der Verfasser der Arbeit auf die Anforderungen ein, welche an die Logistik 4.0 gestellt werden.

Das dritte Kapitel geht auf die wichtigsten technologischen Grundlagen ein, welche für eine Umsetzung der Logistik 4.0 und die Industrie 4.0 von großer Bedeutung sind. Es zeigt auf, in welchen Bereichen der Logistik ihr Einsatz vorteilhaft ist und welche Gefahren mit den Technologien einhergehen. Dieses Kapitel ist in fünf Unterkapitel unterteilt. Es wird auf die Cyber-physischen Systeme, auf das Internet der Dinge und Dienste, auf Cloud Computing, auf Big Data und zuletzt auf die Mensch-Maschine- Interaktion eingegangen.

Nachdem nun ein Basiswissen erlangt ist, stellt sich die Frage, wie die Logistik 4.0 in der Praxis aussieht. Diese Frage wird im vierten Kapitel beantwortet. Das vierte Kapitel ist in zwei große Unterkapitel unterteilt. Die Bereiche der Logistik sind vielfältig, der Verfasser der Arbeit konzentriert sich hierbei jedoch einerseits auf die Intralogistik, genauer auf die Lagerlogistik, und andererseits auf die Transportlogistik (TL). Hierbei wird im ersten Teil des vierten Kapitels zunächst einmal ein kurzer Einblick gewährt, was genau die Intra- und Lagerlogistik ist und danach werden drei Beispiele genannt, die einen digitalen Wandel in diesem Bereich aufzeigen. Als Erstes wird auf das Beispiel von Augmented Reality (AR) eingegangen. Als Zweites werden Fahrerlose Transportsysteme (FTS) näher vorgestellt und betrachtet und zuletzt wird das Beispiel Robotik aufgezeigt. All diese Beispiele sollen zeigen, wie Digitalisierung und der Einsatz neuester Technologien den Kommissioniervorgang und somit die Lagerlogistik auf den neuesten Stand bringen. Im zweiten Teil des vierten Kapitels wird näher auf die Transportlogistik eingegangen. Es wird anfänglich erklärt, was die Transportlogistik 4.0 ist, und anschließend werden drei Beispiele dargestellt, welche den Versuch der Umsetzung von Digitalisierung aufzeigen. Zunächst wird genauer auf den vorteilhaften Einsatz von Telematiklösungen eingegangen. Anschließend wird die stetig wachsende Bedeutung des autonomen Fahrens und zuletzt das Beispiel des Platoonings behandelt. All diese Beispiele sind für die Transportlogistik von großer Bedeutung, da sie sich mittels digitaler Technologien sehr vorteilhaft auf den Straßenverkehr auswirken.

Im fünften Kapitel wird abschließend auf die Frage eingegangen, vor welchen Chancen und Herausforderungen die Logistik 4.0 steht. Digitale Technologien können viele Türen öffnen und die Branche auf ein höheres Level heben, sie haben jedoch auch ihre Schattenseiten und stellen die Logistik vor einige Herausforderungen.

Die vorliegende Arbeit schließt mit einem kurzen Fazit und einem Ausblick in die Zukunft, denn bei der Digitalisierung handelt es sich nicht um einen Prozess, der nur im Moment stattfindet, sondern um einen, der sich stetig weiterentwickelt und neue Veränderungen in der Zukunft mit sich bringt.

2 Industrie und Logistik im vierten industriellen Zeitalter

2.1 Industrie

2.1.1 Definition Industrie 4.0

Um den Begriff Industrie 4.0 besser verstehen zu können, sollte zunächst einmal der Begriff Industrie näher definiert werden. Dem Duden nach versteht sich unter dem ursprünglichen Begriff Industrie unter anderem der „Wirtschaftszweig, der die Gesamtheit aller mit der Massenherstellung von Konsum- und Produktionsgütern beschäftigten Fabrikationsbetriebe eines Gebietes umfasst.“¹ Darüber hinaus ist laut dem Wirtschaftslexikon unter Industrie Folgendes zu verstehen: „Betriebe, bei denen eine technologische Transformation von Einsatzfaktoren in marktfähige Sachgüter […] erfolgt und hierzu vorwiegend Betriebsmittel (zum Beispiel Maschinen; […]) im Gegensatz zu menschlicher Arbeit notwendig sind.“²

Mit der sich stetig erweiternden und fortschreitenden Digitalisierung und durch die Verschmelzung der realen mit der virtuellen Welt verändert sich nicht nur das Alltagsleben der Menschen, sondern auch der Handel, geschäftliche Beziehungen und die Wertschöpfungsketten. Aus diesem Grund passen sich auch die Wirtschaftszweige dem Wandel der Industrie an die neuen Technologien an, weshalb sich der Begriff zu Industrie 4.0 weiterentwickelt hat. Dieser steht für die vierte industrielle Revolution und ist von vernetzten und kommunizierenden Systemen der aktuellsten, modernsten Internettechnologie geprägt, welche ihren Auslöser der IT zu verdanken hat.³ Das bedeutet, dass mit dem Zeitalter der Digitalisierung die Möglichkeit besteht, Mensch, Maschinen und Produkte global direkt miteinander zu vernetzen, was natürlich auch die Arbeitswelt grundlegend verändert.⁴

Es ist schwer einzugrenzen zu welchem genauen Zeitpunkt die Transformation zu 4.0 begonnen hat und da jedes Unternehmen die Interpretation des Begriffs Industrie 4.0 nach seinen Vorhaben frei gestalten kann, wird eine allgemeingültige Definition erschwert. Der Begriff wurde erstmals auf der Hannover Messe eingeführt.⁵ Armin Roth hat eine eigene Definition zusammengefasst und erklärt ihn wie folgt: „Industrie 4.0 umfasst die Vernetzung aller menschlichen und maschinellen Akteure über die komplette Wertschöpfungskette sowie die Digitalisierung und Echtzeitauswertung aller hierfür relevanten Informationen, mit dem Ziel die Prozesse der Wertschöpfung transparenter und effizienter zu gestalten, um mit intelligenten Produkten und Dienstleistungen den Kundennutzen zu optimieren.“⁶

Nach dem Gabler Wirtschaftslexikon nach handelt es sich bei dem Begriff von Industrie 4.0 um ein Marketingbegriff der Bundesrepublik Deutschland, welcher sich wissenschaftlich durchgesetzt hat und für ein Zukunftsprojekt steht. Hierbei ist die vierte industrielle Revolution von einer Individualisierung und Hybridisierung der Ware geprägt und zielt darauf ab, Kunden und Partner in die Geschäfts- und Wertschöpfungsprozesse miteinzubinden.⁷ Fundamentale Elemente der Industrie 4.0 sind (teil-)autonome Maschinen, die sich ohne menschliche Steuerung fortbewegen und in vorgegebenen Strukturen selbstständig Entscheidungen treffen können. Zu den wichtigsten Anwendungsfeldern der Industrie 4.0 gehören neben der Produktion Mobilität, Gesundheit, Klima und Energie.⁸

2.1.2 Historische Entwicklung zur Industrie 4.0

Mit dem Wandel der Zeit hat sich auch zunehmend die Industrie weiterentwickelt und wurde mit jedem Zeitabschnitt anders geprägt. Wie bereits im vorherigen Kapitel aufgezeigt, steht der Begriff Industrie 4.0 für die vierte industrielle Revolution. Um diese besser nachvollziehen zu können, ist es notwendig die historische Entwicklung der Industrialisierung näher zu betrachten.

Abbildung 1 : Die vier Phasen der industriellen Revolution

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Hug, Hartmut Dipl.-Hdl, Industrielle Revolution, 2018, S. 10

Anhand der Abbildung ist ersichtlich, dass sich der industrielle Wandel in vier Phasen unterteilen lässt. Die erste industrielle Revolution entstand in den fünfziger Jahren des 18. Jahrhunderts und war geprägt durch die Einführung mechanischer Produktionsanlagen mit der Verwendung von Wasser- und Dampfkraft, was die erste Industrialisierung in der Textil-, Eisen- und Stahlindustrie ermöglichte. Innerhalb dieser ersten industriellen Revolution erkannten die Menschen, dass mithilfe der eingesetzten Maschinen neue Arbeitsplätze in den Fabriken geschaffen werden können.⁹

Die zweite Revolution begann Ende des 19. Jahrhunderts mit der Einführung arbeitsteiliger Massenproduktion, die durch Fließ- und Förderbänder und von elektrischer Energie unterstützt wurde.¹⁰ Mit deren Hilfe konnten die Produktionshallen, im Vergleich zur ersten industriellen Revolution, immer mehr automatisiert werden. Durch die Arbeit am Fließband und den vermehrten Einsatz von Motoren wurden die hergestellten Güter in Rekordzeit produziert. Mithilfe der Weiterentwicklung des Transportwesens vom starren Schienennetz zum Personen- und Lastkraftwagen mit Verbrennungsmotor war die Lieferung in der Ausführung flexibler und schneller. Hierdurch wurde die Wirtschaftlichkeit der Unternehmen gesteigert.¹¹

Die anschließende Digitalisierung in den siebziger Jahren des 20. Jahrhunderts stellt die dritte Stufe der industriellen Revolution dar, welche noch bis zur heutigen Zeit vorherrscht. Durch den Einsatz von Elektronik und IT hat diese zu einer weiterführenden Automatisierung der Produktion beigetragen.¹² Ein Umbruch wurde ausgelöst und durch die fortschreitende Digitalisierung wurden die Massenproduktionen fast gänzlich durch Maschinen übernommen, was zu einer Entlastung der Arbeiter führte. In der Zeit der dritten oder auch digitalen Revolution wurde der Grundstein für die heutige Industrie gelegt.¹³

Mit der Jahrtausendwende ist auch der Beginn der bisher letzten und aktuellen industriellen Revolution zu verzeichnen. Die vierte Phase steht in enger Verbindung mit der digitalen Revolution. Der Begriff der Industrie 4.0 kam zum ersten Mal 2011 auf der Hannover Messe auf und stellt eine Revolution durch die Veränderung der Informations- und Kommunikationstechnologien und auf Basis von Cyber-physical Systems dar. Mithilfe dieser Systeme wurde die Digitalisierung ausgeweitet und weiterentwickelt.¹⁴ So ist es Unternehmen gelungen, Arbeitsprozesse zu optimieren und den Ablauf kontinuierlich zu beschleunigen. Alle Beteiligten eines Produktionsprozesses, wie beispielweise Menschen, Maschinen, Produkte, Werkstücke, werden miteinander vernetzt, um die gesamte Wertschöpfungskette organisatorisch und führungstechnisch auf ein höheres Niveau zu bringen. Nur so kann die wachsende Forderung nach Flexibilität und Individualität eines Produkts erfüllt werden.¹⁵ Außerdem ist es aufgrund der stetigen Weiterentwicklung und Optimierung möglich, auf neue Trends sowie die verschiedenen Geschmäcker und Bedürfnisse jedes Einzelnen flexibler, individueller und konkreter einzugehen.¹⁶

2.1.3 Paradigmen der Industrie 4.0

In Bezug auf Industrie 4.0 wird oftmals der Ausdruck des Paradigmenwechsels verwendet. Hiermit wird der Wandel aufgezeigt, bei dem die traditionellen Produktionsmethoden durch automatisierte, intelligente Systeme ersetzt werden.¹⁷ Die bei der Industrie 4.0 zum Einsatz kommende, wechselnde Ideologie verändert die Produktion revolutionär. So sind auch die fünf zentralen Paradigmen von Industrie 4.0 zustande gekommen.¹⁸ Um diese Paradigmen nachhaltig in einem Betrieb festigen zu können, bedarf diese Veränderung einer aktiven Begleitung, und zwar die eines Industrial Engineers, welcher eine wichtige Rolle im Unternehmen übernehmen muss, da er die Konsequenzen von Industrie 4.0 erkennen und verstehen muss, um den stetigen Veränderungen gerecht werden zu können.¹⁹

Die Veränderungen und Anforderungen von Industrie 4.0 gehen praktisch und theoretisch auf moderne Technologien zurück, welche von großer Bedeutung sind. Diese bestehen einzeln bereits seit Jahren auf dem Markt. Das Besondere nun für die Ideologie von Industrie 4.0 liegt darin, dass all diese Technologien miteinander verbunden und zu einer gemeinsamen agierenden Lösung entwickelt werden. Dieser Vorgang wird mittels der fünf Paradigmen der industriellen Fertigung beschrieben, diese sind in der folgenden Abbildung übersichtlich aufgeführt.²⁰

Abbildung 2 : Die fünf Paradigmen der Industrie 4.0

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Quelle: Siepmann, David, Paradigmen, 2016, S. 37

Das erste Paradigma ist die Vertikale und horizontale Integration und verdeutlicht die Bedeutsamkeit von sowohl unternehmensinternen als auch -externen Schnittstellen. Bei der vertikalen Integration werden alle unternehmensinternen Systeme in eine Hierarchie klassifiziert, woraus Schnittstellen zur Datenübertragung zwischen den neu erzeugten Hierarchieordnungen entstehen. Um eine effiziente Integration gewährleisten zu können, ist es von großer Bedeutung, eine Maschine-zu-Maschine-Kommunikation zu erreichen und an verschiedene Elemente, wie zum Beispiel Sensoren oder auch Planungs- und Steuerungssysteme, Schnittstellen zu schaffen und diese daran anzubinden. Wird dies erreicht, kann eine Kommunikation und Interaktion zwischen den Komponenten stattfinden. Somit erhalten einerseits alle Beteiligten der Produktentstehung automatisch die relevanten Daten aus den anderen Bereichen und es werden andererseits auch eingepflegte Daten verarbeitet und an die Fertigung weitergegeben.²¹ Parallel dazu beschäftigt sich die horizontale Integration mit der Einbindung externer Systeme, wie zum Beispiel Lieferanten, Kunden und standortübergreifenden Unternehmen. Wenn die horizontale Integration gelingt, kann ein synchroner Austausch von unternehmensinternen und -externen Daten in Echtzeit erfolgen. Hierdurch kann ein dynamisches Wertschöpfungsnetzwerk geschaffen werden, das nicht nur innerhalb, sondern auch über das Unternehmen hinaus anwendbar ist. Verknüpft man die vertikale und horizontale Integration innerhalb eines Unternehmens miteinander, kann dieses große Vorteile im Wettbewerb erzielen. Es kann gezielter auf die Wünsche der Kunden eingegangen werden und dem Produktionsprozess schneller und kostengünstiger nachkommen.²²

Das zweite Paradigma stellt die Dezentrale Intelligenz dar und ist Voraussetzung für eine dezentrale Steuerung. Hierbei spielt sie eine wichtige Rolle für die Industrie 4.0, da sie befähigt ist, Informationen über Produktionsmittel und -anlagen individuell und unabhängig vom Ort an ein dezentrales Steuerungssystem weiterzuleiten, die für den Produktionsprozess von Wichtigkeit sind. Grundbedingung für die Umsetzung dezentraler Intelligenz sind einerseits neuartige Kommunikationsmöglichkeiten, wie beispielsweise das Internet der Dinge und Dienste, und andererseits Sensoren, Radio Frequency Identification-Chips (RFID) und mit eingebetteten Systemen ausgestattete Anlagen. Das bedeutet, dass neue Konzepte auf Basis zentraler Automatisierungssysteme und integrierter Intelligenz für die Fertigungsindustrie gefördert werden. Zudem kann man so alle Produktionsschritte nachverfolgen und den aktuellen Stand des noch nicht fertigen Produkts ermitteln.²³

Die Dezentrale Steuerung ist das dritte Paradigma. Hier werden dezentral verteilte Systeme eingesetzt, welche über das Internet der Dinge und Dienste eine ortsübergreifende und flexible Steuerung der Produktionsanlagen ermöglichen. Statt der klassischen Variante mit großen Schaltschränken und zentraler, speicherprogrammierbarer Steuerung, die durch Kabel mit einer Maschine verbunden und somit nur unflexibel einsetzbar sind, greift man im heutigen Industriezeitalter 4.0 viel lieber auf vernetzte Produktions- und Steuerungssysteme, wie zum Beispiel das Internet, Cloud oder Wireless Local Area Network (WLAN) zurück. Durch die Verlegung zentraler Steuerung ins Internet, wie in die Cloud, wird die benötigte Datenverarbeitungsleistung durch die Industrie 4.0 dynamisch angepasst.²⁴

Das vierte Paradigma lautet Durchgängiges digitales Engineering, es beschreibt die digitale Version eines physischen Produktionsprozesses und ist dadurch gekennzeichnet, dass die digitale und die reale Welt ineinander verschmelzen. So werden alle Prozesse vom Beginn bis zur Produktionsplanung im Jetzt visualisiert. Das durchgängige digitale Engineering kann in drei wichtige Merkmale unterteilt werden. Als Erstes kommt der Punkt der digitalen Fabrik, die ein Abbild der realen Fabrik mit all ihren signifikanten Bestandteilen darstellt. Beispiele hierfür sind die Maschinen, Anlagen, Produkte etc. Durch verschiedene Softwares wird anschließend ein präziseres Bild erstellt, was den zweiten wesentlichen Aspekt darstellt, die virtuelle Fabrik. Der dritte Aspekt ist der des Datenmanagementsystems. Hierbei können durch unterschiedliche Cloud-Dienste Daten einmalig eingepflegt werden und für verschiedene Aufgaben wie die Logistikplanung genutzt werden. Es besteht ebenfalls die Möglichkeit, verschiedene reale Anwendungsfälle digital zu simulieren und anschließend ein Fazit über das Verhalten der Systemkomponenten im Verlauf der Zeit ziehen zu können. Zusammenfassend entsteht ein digitales Bild, welches für den Menschen durch Virtual oder Augmented Reality leicht wahrzunehmen ist.²⁵

Das letzte Paradigma stellt das Cyber-physische Produktionssystem (CPPS) dar und beschreibt das Ganze einer Produktionsanlage im Ansatz der Industrie 4.0. Dieses besteht aus Produktionssystemen, welche über Sensoren und Aktoren Daten an Steuerungssysteme übermitteln, auswerten lassen und anschließend an die Produktion zurücksenden. Zudem helfen sie, Produktionsabläufe zu optimieren, Fehler zu vermeiden und den Menschen zu entlasten. Da alle Informationen in den Systemen in digitaler Form vorliegen, lassen sich Produktionsschritte leichter und optimierter planen.²⁶

2.2 Logistik

2.2.1 Definition Logistik 4.0

Wie auch bei der Definition von Industrie 4.0 ist zunächst einmal der Begriff der Logistik näher zu definieren, bevor die Erklärung von Logistik 4.0 folgt. Im Duden lässt sich unter dem Terminus Logistik folgende Erklärung finden: „Gesamtheit aller Aktivitäten eines Unternehmens, die die Beschaffung, die Lagerung und den Transport von Materialien und Zwischenprodukten, die Auslieferung von Fertigprodukten, also den gesamten Fluss von Material, Energie und Produkt betreffen.“²⁷

Zudem besagt das Wirtschaftslexikon Gabler, dass die Logistik „alle Aufgaben zur integrierten Planung, Koordination, Durchführung und Kontrolle der Güterflüsse sowie der güterbezogenen Informationen von den Entstehungssenken bis hin zu den Verbrauchssenken“²⁸ umfasst. Dabei soll die logistische Planung nicht nur innerhalb eines Unternehmens, sondern auch zwischen mehreren Unternehmen, Lieferanten und den Endkunden ermöglicht werden. Seinen Ursprung hat die Logistik im Militär. Durch die Logistik wurde das notwendige Kriegsmaterial für militärische Zwecke durch die ganze Welt transportiert und seine Nutzung konnte somit sichergestellt werden.²⁹ Des Weiteren bringt die Seven-Rights-Definition von E. Grosvenor Plowman das Ziel der modernen Logistik genauer zum Ausdruck. Dabei soll die richtige Ware in der richtigen Menge und im richtigen, unversehrten Zustand zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein und vor allem zu den richtigen Kosten an den richtigen Kunden garantiert geliefert werden.³⁰

Für den Erfolg eines Unternehmens spielt die stetige Weiterentwicklung der Logistik in den letzten Dekaden eine gravierende Rolle. Auslöser hierfür sind die Globalisierung der Unternehmen und Wertschöpfungsketten, das Durchsetzen von neuartigen Informations- und Kommunikationstechnologien sowie eine stärkere Individualität der Produkte. Logistik 4.0 stellt die vierte industrielle Revolution im Bereich der Logistik dar. Hierbei steht die 4.0 für die schnelle Weiterentwicklung der digitalen Welt. Das Gabler Wirtschaftslexikon besagt, dass die Logistik und die Industrie eng miteinander verbunden sind und die Logistik somit als Pionier der Industrie 4.0 angesehen werden kann. Gerald Oeser definiert Logistik 4.0 wie folgt: „Logistik 4.0 ist die Vernetzung und Verzahnung von Prozessen, Objekten, Lieferkettenpartnern (Lieferanten, Herstellern, Großhändlern, Einzelhändlern und Logistikdienstleistern) und Kunden durch Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) mit dezentralen Entscheidungsstrukturen, um Effizienz (zum Beispiel durch Transparenz, Automatisierung, Prozessgeschwindigkeit, Fehlerreduktion und Bündelung) und Effektivität (zum Beispiel durch Flexibilität und individualisierte Dienstleistungen, Prozesse und Produkte) zu erhöhen.“³¹

Eine Grundlage für Logistik 4.0 bilden Prozesse und Objekte, die sich mithilfe von neuesten Technologien, wie beispielsweise dem Global Positioning System (GPS), Barcodes und RFID, Internet, Cloud-Computing etc. selbst steuern und organisieren. Diese Technologien machen es einfacher, Produkte zu lokalisieren, zu identifizieren, Daten elektronisch untereinander auszutauschen und somit die Logistikprozesse besser zu überwachen und zu steuern. Dies bedeutet, dass automatisierte Prozesse, eine umfassende Vernetzung, Technologie und Zusammenarbeit die Basis für die Logistik 4.0 darstellen. Darüber hinaus bildet die Logistik 4.0 das Fundament für ein uneingeschränktes Digital-Supply-Chain Management.³²

2.2.2 Historische Entwicklung zur Logistik 4.0

Wie die Industrie ist auch die Logistik durch mehrere Etappen und Jahrhunderte gegangen. Der Begriff der Logistik verbreitete sich erst gegen Ende des 20. Jahrhundert und ist nun weltweit präsent. Er hat eine lange Geschichte und ist zum ersten Mal von de Jomini, einem Schweizer General Baron, im Bereich der Militärtechnik verwendet worden. Hier war die Logistik von großer Bedeutung, da das Militär mit Kriegsmaterial versorgt werden musste. Ebenfalls zwecks militärischer Einsätze war die Logistik im zweiten Weltkrieg bedeutend. Sie wurde vor allem dafür eingesetzt, die Nachschub- und Versorgungsprozesse der alliierten Truppen zu steuern und zu planen.³³

Seit den 50er Jahren des 20. Jahrhunderts lässt sich der Begriff der Logistik auch im wirtschaftlichen Kontext wiederfinden. Er zeigt eine großartige Entwicklung auf und bezieht sich sogar als interdisziplinäre Wissenschaft auf unterschiedliche Bereiche, wie BWL oder Informatik. Zur Zeit des zweiten Weltkrieges war die Logistik nicht nur für die Planung und Steuerung der Versorgungsprozesse für das Militär notwendig, sondern auch für die gesamte Konsumgüterindustrie. Die zeitnahe Verfügbarkeit von Waren sollte garantiert werden, weshalb auch im Bereich der Touren- und Transportplanung Optimierungen vorgenommen wurden.³⁴

In den 1960ern und 1970ern Jahren rückte die Entwicklung vom Verkäufer, also dem Produzenten, an den Käufer, den Verbraucher, immer näher. Die Warenverteilung musste besser geplant und realisiert werden, was die Logistik vor neue Herausforderungen stellte. Es etablierte sich zunächst die Materialbeschaffung und -lagerung. Eine Dekade später lag das Hauptaugenmerk der Logistik auf den physischen Abläufen. Hierbei standen die sogenannten TUL-Prozesse (Transport-, Umschlag- und Lagerprozesse) und Materialflusssysteme im Fokus. Zudem gewannen Just-in-time- Konzepte an Attraktivität und im Vordergrund stand die Lieferung der richtigen Sendung in der richtigen Menge zur richtigen Zeit an den richtigen Ort. Der Ansatz der 7Rs aus dem vorherigen Kapitel ist nun erkennbar.³⁵

Die Relevanz von Logistik stieg in den 1980er Jahren gravierend an. Von großer Bedeutung waren nun kundenorientiertes Handeln, Kooperation und Koordination, Prozesse über Systemgrenzen hinweg zu betrachten und die Anwendung des Produktionsfaktors Information. Da Unternehmen unter einem hohen Kostendruck standen, war die Logistik gezwungen, neue Konzepte zu entwickeln und schon vorhandene Teilsysteme der Wertschöpfungskette (Produktion, Beschaffung, Warenverteilung etc.) zu optimieren und zu automatisieren. Die Bereitstellung, die Verteilung und die Verwendung der Güter miteinander zu verbinden und zu koordinieren nahm eine bedeutsame Rolle für die Logistik an. Zudem kam nun auch das 4R, die Lieferung des Produkts zu den richtigen Kosten, hinzu.³⁶

Die 1990er Jahre haben die Logistik durch den ausschlaggebenden Wandel in der Wirtschaft und auf den Märkten geprägt. Alle Unternehmen wurden prozessorientierter und die hierarchische Unternehmensstruktur rückte mehr in den Hintergrund. Dies vereinfachte die Heranziehung externer Dienstleister für das Unternehmen, was die ganzheitliche Betrachtung der Wertschöpfungsketten zur Folge hatte. Es war nun wichtig, dass alle Partner miteinander kommunizieren und sich koordinieren. Des Weiteren stieg der Wettbewerb durch die Globalisierung an und die Rationalisierungen eines Unternehmens haben oftmals allein nicht gereicht, um auf dem Markt mitzuhalten. Dies und außerdem die zunehmende Nutzung neuer Methoden und Formen der Belieferung, des elektronischen Warenaustauschs, des Outsourcings sowie auch das Eingehen auf die individuellen Wünsche der Kunden brachten die Logistik auf ein neues Level.³⁷

Heutzutage gilt es, eine Lösung für die Rationalisierungsproblematik einzelner Unternehmen zu finden. Dabei ist es vor allem die Aufgabe der Logistik, die Wertschöpfungskette (Supply Chain) zu koordinieren und zu optimieren. Das Ziel der Supply Chain stellt die Planung, Steuerung und Kontrollierung von logistischen Netzwerken dar. So vervollständigt sie auch die 7Rs der Logistik von Plowman um die Faktoren der Lieferung im richtigen qualitativen Zustand und an den richtigen Kunden. Hinzu kommt auch die Koordination von Informationsflüssen durch die modernen IT-Technologien. Diese sind für die Gewinnung, Verbreitung und Analyse von Informationen innerhalb der Supply Chain verantwortlich und verbessern diese zugleich.³⁸

2.2.3 Paradigmen der Logistik 4.0

Wie bereits aus den vorherigen Kapiteln hervorgeht, sind die Basis für die Logistik 4.0 eine ausgiebige Vernetzung, Kooperation, Automatisierung und neueste Technologien. Dies verdeutlichen auch die zentralen Paradigmen der Logistik. Da Logistik 4.0 ein Teilgebiet von Industrie 4.0 ist, passt sie sich an einige Paradigmenwechsel der Industrie 4.0 an. Hierbei spielen für die Logistik vor allem die digitale Vernetzung, die Dezentralität und die Selbststeuerung eine wichtige Rolle. Erstere ist von Bedeutung, da sie Akteure und Objekte miteinander vernetzt und der Austausch von Informationen über verschiedene Aspekte, wie beispielsweise Standort, Verfügbarkeiten etc., erfolgen kann. Die Dezentralität ist vor allem für einen Austausch von Informationen unabhängig vom Ort notwendig. Die wichtigsten Informationen werden in dezentralen Systemen abgespeichert und ausgewertet, sodass alle Nutzer ortsübergreifend jederzeit Zugriff auf sie haben. Letzteres, die Selbststeuerung, sorgt dafür, dass große Datenmengen durch die Unterstützung von komplexen Algorithmen in Echtzeit ausgewertet werden und so Empfehlungen für weiteres Handeln aufzeigen, welche unmittelbar umsetzbar sind.³⁹

Ferner beschreibt Götz G. Wehberg Logistik 4.0 als einen speziellen „Managementansatz zur Entwicklung, Gestaltung, Lenkung und Realisierung veränderungsorientierter Netzwerke von Objektflüssen, welche auf Mustererkennung, Generalisierung und Selbstorganisation beruhen und neue Technologien sowie innovative Services nutzen“⁴⁰ und weist somit ebenfalls auf die Wichtigkeit der sechs Säulen der Logistik hin. Diese wären als erstes die Mustererkennung, welche für ein besseres Verständnis des komplexen Verhaltens der Systeme sorgt. Die zweite Säule stellt das Neugeschäft dar, welches vor allem für die Wachstumschancen steht, die Logistik 4.0 bietet. Logistikwerte, die insbesondere als integrative Klammer dienen, bilden die dritte Säule. Die vierte Säule der Logistik 4.0 ist die Generalisierung. Darunter versteht sich laut Wehberg die Ermöglichung von Flexibilität und Skalierbarkeit. Die Logistikstrukturen sind hierbei sehr flexibel, passen sich den Bedürfnissen der Kunden an und sind im Stande, in komplizierten Wertschöpfungssystem effizient zu sein. Weiter stellt die fünfte Säule die Selbstorganisation dar, welche die Prozesskopplung erkennt. Dadurch, dass sie die Teilsysteme der Logistik effektiv miteinander verbindet, wird eine dezentrale Steuerung mithilfe Cyber-physischer Systeme ermöglicht. Die sechste und somit letzte Säule ist die Agilität. Sie garantiert eine Umsetzung der Änderungen in kleinen Schritten. Die Logistik 4.0 muss aufgrund der Fortschritte ebenfalls stetig dazulernen, weshalb eine rollierende Entwicklung stattfindet.⁴¹

2.3 Anforderungen an die Logistik 4.0

Im folgenden Kapitel werden die Anforderungen an die Logistik 4.0 näher betrachtet. Durch die stetige Weiterentwicklung und die Digitalisierung in der Industrie verändern sich ebenfalls die Anforderungen im Bereich der Logistik. Die Logistik ist dahingehend von Bedeutung, da sie das Bindeglied zwischen dem Markt und dem Kunden ist und somit einen Teil der Kosten eines Betriebs positiv beeinflussen kann. Neben der Kostenoptimierung spielen auch eine höhere Transparenz, zentralere Standorte und das Eingehen auf die Wünsche der Kunden eine zentrale Rolle. Zudem muss die Logistik für Kunden einen bestimmten Servicegrad erreichen. Sie muss Liefer- und Beschaffungszeiten einhalten, die Verfügbarkeit der Ware gewährleisten können etc. Um diesen Wünschen von Kunden gerecht zu werden und versprochene Leistungen an diese zu erfüllen, spielt vor allem die Logistik eine essentielle Rolle.⁴²

Damit die Logistik für die Zukunft also einen Mehrwert für Unternehmen leisten kann, ist Klaus Peter Jung der Meinung, dass die drei As erfüllt werden müssen. Hiermit sind Agility, Adaptability und Alignment gemeint. Unter Ersterem ist die Agilität beziehungsweise Flexibilität im Bereich der operativen Logistik zu verstehen. Hier müssen die Arbeiter effektiv und schnell auf vorhersehbare oder unvorhersehbare Veränderungen reagieren. Die zweite Anforderung meint die Anpassungsfähigkeit, welche die strategisch-taktische Kompetenz der Logistik beschreibt. Hier soll sich auf die neuen Anforderungen auf dem Markt eingestellt werden, welche sich vor allem durch die Digitalisierung oder auch durch neue Kundenanforderungen verändern. Die letzte Anforderung, welche die Logistik erfüllen muss, um einen Mehrwert für Unternehmen zu schaffen, ist, dass sie einen Abgleich der Ziele aufweisen muss. Die Unternehmen und die Logistik müssen die gleichen Ziele verfolgen. Die Logistik muss hierbei mit dem Unternehmen kooperieren und darf nicht als eigenständiger Sektor agieren. Logistikmitarbeiter müssen auch in andere Bereiche des Unternehmens, wie beispielsweise Marketing oder Vertrieb, involviert werden. Umgekehrt müssen auch Mitarbeiter aus diesen Abteilungen über die Logistikprozesse informiert sein.⁴³

[...]

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¹ Duden, Industrie, 2018, o. S.

² Finanzen.net, Industrie, o.J., o. S.

³ Vgl. Roth, A., Industrie 4.0, 2016a, S. 3ff.

⁴ Vgl. Helbig, J. Dr., Industrie 4.0, 2013, S.23.

⁵ Vgl. Altena, A., Roeb-Vollmer, S., Industrie 4.0, o.J., o. S.

⁶ Roth, A., Industrie 4.0, 2016a, S. 6.

⁷ Vgl. Bendel, O. Prof. Dr., Industrie 4.0, 2019, o. S.

⁸ Vgl. Bendel, O. Prof. Dr., Grundwissen Informationsethik, 2019, S. 125f.

⁹ Vgl. Siepmann, D., Industrie 4.0, 2016b, S. 19f.

¹⁰ Vgl. ebd., S. 19f.

¹¹ Vgl. Hug, H., Industrie 4.0, 2018, S. 12.

¹² Vgl. Siepmann, D., Industrie 4.0, 2016b, S. 19f.

¹³ Vgl. Hug, H., Industrie 4.0, 2018, S. 14.

¹⁴ Vgl. Siepmann, D., Industrie 4.0, 2016b, S. 19f.

¹⁵ Vgl. Roth, A., Industrie 4.0, 2016a, S. 5.

¹⁶ Vgl. Frick, T. W., Historische Entwicklung, 2017, o. S.

¹⁷ Vgl. Soder, J., Industrie 4.0, 2014b, S. 97.

¹⁸ Vgl. Siepmann, D., Paradigmen, 2016c, S. 35.

¹⁹ Vgl. Bogus, K., Paradigmen Industrie 4.0, 2017, o. S.

²⁰ Vgl. Siepmann, D., Paradigmen, 2016c, S. 37f.

²¹ Vgl. ebd., S. 37f.

²² Vgl. ebd., S. 37f.

²³ Vgl. ebd., S. 39.

²⁴ Vgl. ebd., S. 40.

²⁵ Vgl. ebd., S. 41f.

²⁶ Vgl. ebd., S. 42f.

²⁷ Duden, Logistik, 2018, o. S.

²⁸ Krieger, W. Prof. Dr., Logistik, 2018, o. S.

²⁹ Vgl. Duden, Logistik, 2018, o. S.

³⁰ Vgl. Grosvenor Plowman, E. Dr., Seven Rights of Logistics, 2015, S. 3.

³¹ Oeser, G. Prof. Dr., Logistik 4.0, 2018, o. S.

³² Vgl. ebd., o. S.

³³ Vgl. Krampe, H. Prof. Dr., Lucke, H-J. Dr., Logistik, 2012, S. 18.

³⁴ Vgl. ebd., S. 18f.

³⁵ Vgl. ebd., S. 17f.

³⁶ Vgl. ebd., S. 17f.

³⁷ Vgl. ebd., S. 17f.

³⁸ Vgl. ebd., S. 17f.

³⁹ Vgl. Lippmann, T., et al., Cloud Computing, 2011, S. 128ff.

⁴⁰ Wehberg, Götz G., Logistik 4.0, 2016b, S. 321.

⁴¹ Vgl. ebd., S. 322ff.

⁴² Vgl. Jung, K., Logistik der Zukunft, 2016a, S. 406ff.

⁴³ Vgl. ebd., S. 411ff.