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Industrie 4.0 – Innovationen in der Logistik

Industrie 4.0 - Logistik 4.0

 

Wenn Mitarbeiter die Logistikhallen der Zukunft zu Schichtbeginn betreten, werden sie nicht die Ersten sein. Denn dort rauschen bereits autonome Flurförderer umher und bringen Waren zum nächsten Bestimmungsort. Im Hintergrund schweben Drohnen über die Produktionslinien. Sie versorgen die Maschinen mit Material. Beim Blick in die Regalgassen bewegt sich ein flexibles Regalbediengerät, um wiederum neues Material für die Drohnen bereitzustellen. Ist der Mitarbeiter am Arbeitsplatz angelangt, erhält er über seine Datenbrille den nächsten Kommissionierauftrag. Transportwagen werden in der vierten industriellen Revolution mittels Gestensteuerung bedient. Hier genügt eine einzige Handbewegung.

 

Dass Logistik 4.0 schon heute mehr als nur Zukunftsvision ist, wird an zahlreichen Innovationen aus Forschung und Entwicklung deutlich.

 

Flexible Alleskönner - Fahrerlose Transportsysteme von morgen

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) haben sich bereits in der Logistik etabliert. Künftig werden deren Fähigkeiten in Richtung Bewegungsfreiheit, Lastaufnahme und flexiblere Steuerung ausgebaut. Ein Beispiel dafür ist der „RackRacer“ aus dem Fraunhofer-Institut für IML. Dieses Shuttle wurde zur Bedienung eines Kleinteile- bzw. Pufferlagers entwickelt. Ausgestattet mit Raupenketten bewegt sich der „RackRacer“ nicht nur horizontal sondern auch diagonal durch die Regalgassen und lagert selbstständig Waren ein bzw. aus.

 

Eine weitere Entwicklung aus dem IML ist „Emil“ – ein mobiler, gestengesteuerter, ergonomisch anpassbarer Ladungsträger – konzipiert für den direkten Mitarbeiterkontakt. Die Aufgabenübertragung von Mensch zu Maschine erfolgt mittels Smartwatch (alternativ auch Smartphone, Tablet oder Datenbrille). Über vordefinierte Handbewegungen gibt der Mitarbeiter dem interaktiven Ladungsträger Anweisungen zum Heben und Senken der Ladefläche bzw. zum Stoppen oder Folgen. „Emil“ kommuniziert über ein e-Ink-Display und zeigt anhand einfacher Gesichtsausdrücke (z. B. Lächeln, Augen vergrößern etc.) seinen aktuellen Zustand an. Über vordefinierte Leitspuren und optische Marker kann das System zu einzelnen Bestimmungsorten geschickt werden.

 

Geht es um den Transport von Europaletten, Gitterboxen oder Kommissionierwagen bis zu 1 t und 1,20 m Höhe, hat die Firma Serva Transport Systeme das FTS „Eve“ entwickelt. Transportaufträge werden über eine zentrale Leitsteuerung ausgelöst. Die Navigation erfolgt mittels Lasertechnik. Durch die Anbindung an das Warenwirtschaftssystem findet „Eve“ selbstständig den Weg zum Ladegut.

 

Drohnen – die Expresslieferung aus der Luft

In der vierten industriellen Revolution wird der Luftraum durch Drohnen eingenommen. Die fliegenden Helfer erfahren derzeit einen regelrechten Hype in der Logistik. Technische Konzepte gibt es in den unterschiedlichsten Ausführungen, u. a. die Kugeldrohne „Bin:Go“ für den innerbetrieblichen Transport. Zugunsten der Energieeffizienz bewegt sich die Transportdrohne aus dem Fraunhofer IML rollend fort und hebt nur im Bedarfsfall vom Boden ab. Zentrisch gelagert, wird das Material direkt zum Verbraucher transportiert. Umlaufende Streben dienen dabei zum Schutz der Mitarbeiter und Rotoren.

 

Roboter assistieren Menschen

Im Zuge von Industrie 4.0 gewinnt die Mensch-Roboter-Kollaboration (MRK) zunehmend an Bedeutung. Hierbei unterstützen Maschinen den Menschen bei körperlich belastenden Arbeiten, wie dem Handling schwerer Lasten. Neben der klassischen Robotersteuerung mittels Joystick ist perspektivisch auch eine Gestensteuerung denkbar. Die neue Robotertechnik wird derzeit in einigen Pilotprojekten getestet. Im BMW Group Werk Dingolfing unterstützt bspw. der Leichtbauroboter „KUKA LBR iiwa“ den Menschen bei ergonomisch anspruchsvollen Montagearbeiten der Ausgleichsgehäuse.

 

Vernetzte IT-Systeme als Basis von Industrie 4.0

Internet of Things, BigData, Cloud Computing & Co. – (Digitale) Vernetzung und Datenverfügbarkeit über die gesamte Supply Chain hinweg sind die Basis für Industrie 4.0. Innerhalb der Cloud werden Daten und Informationen bereichsübergreifend bereitgestellt. Nutzer wie auch Endgeräte bzw. Objekte (PCs oder Maschinen) können zeit- und standortunabhängig darauf zugreifen und innerhalb der Cloud (selbstständig) miteinander kommunizieren.

 

Auch die Materialbeschaffung in komplexen Supply Chain Netzwerken wird sich im Zeitalter des Internet of Things verändern. Systeme, wie das „Advanced Planning and Scheduling“ (APS) koordinieren künftig die Nachschubbeschaffung. Dabei bildet die Software das nahtlose Bindeglied zwischen bereits bestehenden MES und ERP Systemen im Unternehmen. Notwendige Informationen zur Planung werden während des laufenden Betriebes über existierende Systeme bereitgestellt und verarbeitet. So kann die Software die Lagerverwaltung übernehmen, Nachbestellungen frühzeitig eintakten und Transporte in der Lieferkette koordinieren.

 

Digitaler Zwilling – Realität und Virtualität verschmelzen miteinander

Künftig gibt es von physischen Anlagen eine realitätsnahe virtuelle Abbildung – den digitalen Zwilling. Dieser bildet nicht nur das exakte Aussehen, sondern auch das tatsächliche Verhalten einer Anlage ab. Komplexe Prozesse, welche die menschliche Vorstellungskraft übersteigen, lassen sich mithilfe des digitalen Zwillings realistisch erleben. So können geplante Anlagen schon vor dem eigentlichen Start virtuell in Betrieb genommen und auf mögliche Schwachstellen ausgetestet werden.

 

 

Fazit: Die Zukunft in der Logistik bietet zahlreiche neue Lösungen hinsichtlich Materialflussoptimierung, ergonomisch gerechteren Lastenhandling und einer intelligenten, vernetzten Fabrik („Smart Factory“). Dabei übernimmt der Mensch weiterhin eine wichtige Rolle, allerdings wird sich sein Arbeitsumfeld im Operativen reduzieren und dafür in Planung, Organisation und Monitoring steigen. Die Vision der vollständigen Automatisierung ist in naher Zukunft weniger von Bedeutung. Vielmehr hält die Logistik 4.0 menschengetriebene Teilautomatisierungen parat, welche einen flüssigeren, effizienteren Materialfluss begünstigen und die Arbeit in der Logistik vereinfachen. Es bleibt also spannend …

 

 

LinksInteressante Links:

> Digitalisierung in der Logistik

 

Quellen:
VDI-Nachrichten Nr.14/15 April 2017, Gastbeitrag von Prof. Dr. Michael ten Hompel, Thema „Der Ideale logistische Raum ist leer“
VDI-Nachrichten Nr. 13 März, 2017, Artikel: „Softwareplattformen verknüpfen Prozesse in der Fertigung“, „Der Mensch steuert die Produktion und der Roboter assistiert ihm“, „Reale und virtuelle Produktion verschmelzen“ und „Änderungen hautnah erleben“ Autor Hans Schürmann
VDI-Nachrichten Nr. 24 Juni 2017, Artikel: „Mehr Spaß in der Intralogistik“
VDI-Nachrichten Nr. 12/13 Januar 2017, Artikel: „Der App-Store für die Fabrik“
www.iml.fraunhofer.de Pressemittelungen
Bullinger, H. J.; ten Hompel, M.: Internet der Dinge. Berlin: Springer-Verlag 2008
https://www.kuka.com/de-de/presse/news/2017/06/bmw-dingolfing

 

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