Ein digitaler Zwilling für die Intralogistik – Was kann er?

In der Industrie 4.0 führen steigende Kundenerwartungen und der Trend zur Losgröße 1 zu einer immer stärkeren Flexibilisierung von Produktionsprozessen – mit erheblichen Auswirkungen auch auf die innerbetriebliche Logistik. Eine Lösung kann ein digitaler Zwilling in der Logistik sein, der die Daten intralogistischer Prozesse automatisch erfassbar, in Echtzeit abrufbar und analysierbar macht.

Unternehmen, für die eine intelligente Intralogistik unabdingbar ist, nutzen oft ein zentrales ERP-System, beispielsweise SAP. Mithilfe eines solchen Systems können sämtliche Daten der Warenbewegungen lückenlos erfasst und ausgewertet werden. Nur wenn Menschen und Maschinen „wissen“, wo sich die benötigten Bauteile oder Behälter im intralogistischen Prozess befinden und wann diese für den nächsten Prozessschritt benötigt werden, kann vorausschauend geplant und möglichen Engpässen oder Stillstandzeiten vorgebeugt werden.

Durch Autonomisierung lassen sich mit einem SAP-ERP-System die gesammelten Daten aber nicht nur auswerten, sondern ausgehend von den jeweiligen Ergebnissen auch weiterführende Entscheidungen ableiten.

Die Datenbasis muss passen

Doch im praktischen Einsatz ist auch das intelligenteste System nur so gut wie seine Datenbasis. Diese zu jeder Zeit auf manuellem Weg auf einem aktuellen und korrekten Stand zu halten, ist jedoch mit hohen Zeit- und Kostenaufwänden verbunden. Nachgelagerte Buchungen sind zudem anfällig für Fehler und widersprechen den heutigen Echtzeit-Anforderungen.

Wie lässt sich also eine umfassende Datenerfassung in intralogistischen Prozessen vollautomatisch und transparent gestalten?

Projekt bei Scheidt & Bachmann

Von der Parkhausschranke über den Bezahlautomaten bis zur Eisenbahnampel – sie alle werden beim Systemhersteller Scheidt & Bachmann in der eigenen Produktion gebaut. Das Familienunternehmen verbucht entsprechend täglich viele verschiedene Transaktionen. Neben der Entwicklung von Softwarearchitekturlösungen spielt die hauseigene Produktion der Hardware eine zentrale Rolle.

Bis zu 180 unterschiedliche Materialien benötigt beispielsweise die Montage eines Eisenbahnsignals, die durch die Kanban-Methode zur Verfügung gestellt werden. Teile wie Schrauben und andere Verbindungselemente werden dabei in separaten Kanban-Behältern direkt zu den Arbeitsplätzen der Montage-Fachkräfte gebracht.

Da Planung, Steuerung und Kontrolle der Materialbereitstellung über ein integriertes ERP-System erfolgen, musste in der Vergangenheit jeder dieser Behälter zu Beginn und Ende des Fertigungsprozesses manuell über einen Barcode gescannt und in das ERP-System gebucht werden. Diese Einzelbuchungen bedeuten auf das Jahr gerechnet einen hohen zeitlichen Aufwand und waren zudem anfällig für menschliche Fehler.

Doch auch bei fehlerfreien Buchungen ließ sich über das ERP-System lediglich ausfindig machen, an welchen Orten sich die Assets befanden, nicht aber wie lange sie bereits dort standen, welchen Weg sie genommen haben und wie lange sie mitunter unterwegs waren – alles wichtige Informationen für eine smarte Logistik.

Sensoren für alle Assets: Ein digitaler Zwilling in der Logistik wird geboren

Gemeinsam mit dem SAP-Beratungshaus NTT Data Business Solutions hat das Fertigungsunternehmen eine Komplettlösung zur Automatisierung von Logistik- und Produktionsprozessen entwickelt, die es ermöglicht, Prozesse effizienter zu gestalten, Fehlern vorzubeugen und Zeit zu sparen.

Um die Bewegungen der logistischen Assets zu erfassen, transparent abzubilden und steuerbar zu machen, kommt in der neu entwickelten Lösung die SAP-IoT-Technologie zum Einsatz. Dahinter verbirgt sich das Prinzip, beliebige physische Produkte, Materialien oder Behältnisse mit Sensoren und Sendern auszustatten, sodass diese Informationen über den Zustand oder die Position des physischen Assets sammeln und als Daten weitergeben können.

Diese IoT-Daten werden mit dem SAP-System synchronisiert – es entsteht ein digitaler Zwilling des physischen Objekts, der vom SAP-System erfasst, verarbeitet und grafisch dargestellt werden kann.

Lückenlose Information durch hausgemachte Sensoren und nahtlose Anbindung

Nachdem Scheidt & Bachmann zunächst die Kanban-Behälter mit handlichen Sensoren – sogenannten Beacons – ausgestattet hatte, unterstützte NTT Data Business Solutions den Industriepartner dabei, sie über eine App an das SAP-System anzubinden. Die Sensoren wie auch die Receiver zur Ortung der Sensoren stammen dabei vom Systemhersteller selbst. Zur Verknüpfung der Beacons mit dem SAP-Backend filtert die App das gewünschte SAP-Objekt aus dem System heraus und koppelt es durch einfaches Scannen des am Beacon befindlichen Barcodes mit dem Behälter.

Auf diese Weise wird jedem realen Behälter ein SAP-Objekt zugeordnet. Die Beacons senden kontinuierlich Bluetooth-Signale, wodurch sie von den in der Produktion installierten Receivern erfasst und lokalisiert werden können. Die so gewonnenen Positionsdaten der Behälter werden nun mithilfe einer von NTT Data Business Solutions entwickelten Schnittstelle vollautomatisch in das SAP-System verbucht, sodass sich sämtliche Bewegungen der Kanban-Behälter entlang der Prozesskette digital und in Echtzeit abbilden lassen.

Dabei übersetzt die Schnittstelle die Positionsveränderung der Behälter direkt in den aktuellen ERP-Status der Objekte. Der aktuelle ERP-Status der einzelnen Transportaufträge wird über ein integriertes Kanban-Board visuell dargestellt. Sobald der Warenbehälter seine Zielposition erreicht hat, überträgt die Schnittstellensoftware die Information automatisch in das SAP-System und schließt damit den Transportauftrag erfolgreich ab.

Digitaler Zwilling für die innerbetriebliche Logistik: Volle Kontrolle dank Echtzeitdaten

Die Vorteile der Lösung: Sämtliche Daten werden in Echtzeit und vollautomatisch in das SAP-System gebucht. Die manuelle Verbuchung der Kanban-Behälter durch die Mitarbeitenden entfällt nun vollständig, was dem Signalsystem-Hersteller nicht nur Zeit, sondern auch Kosten spart. Über den einfachen Zugriff auf Echtzeitdaten lassen sich zudem Aussagen zum Verbleib von Bauteilen oder Ladungsträgern ad hoc treffen. Dank auf Echtzeit gestützter Prognosen können die Fachkräfte in der Produktionsplanung und -steuerung verlässlich abschätzen, wann mit einem Produktionsauftrag begonnen werden muss.

Die neu gewonnene Transparenz ermöglicht also vielfältige Prozessoptimierungen und schont finanzielle und zeitliche Ressourcen des Unternehmens.

Die gemeinsame Systemlösung von NTT Data Business Solutions sowie Scheidt & Bachmann für eine intelligente Intralogistik ist ein wichtiger Schritt auf dem Weg zum intelligenten Unternehmen und liefert zudem ein Paradebeispiel für Kooperationsprojekte, bei denen erst aus dem Zusammenspiel unterschiedlicher Kompetenzen und Expertisen innovative Lösungen entstehen.

Der Autor Harald Rodler ist Innovation Manager bei der NTT Data Business Solutions AG.