Wie smart ist Logistik? Wie unterschiedlich agieren Halbleiter- und Automotive-Unternehmen in diesem Bereich? Welche smarten Lösungen bewegen bereits heute unsere Güter und Waren? Wir haben den Logistik-Expert:innen von DB Schenker, aus dem Volkswagen-Pilotwerk Zwickau sowie aus Europas größter Halbleiter-Foundry, der GlobalFoundries Fab 1 in Dresden, auf den Zahn gefühlt. Spoileralarm: Die eine smarte Logistik gibt es nicht! Aber zahlreiche, teils spektakuläre Lösungen.
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Das vergangene Jahrzehnt setzte die Weltwirtschaft vor unterschiedlichste Herausforderungen. Von Pandemie bis Krieg war alles dabei, was als Auslöser für eine ausgewachsene Wirtschaftskrise dient. Trotz aller Unkenrufe brach das globale Wirtschaftssystem nicht zusammen. Grund hierfür war unter anderem auch eine Branche, die nur selten im Fokus steht. Sich im vergangenen Jahrzehnt enorm wandelte. Die nichts produziert. Die aber unverzichtbar ist, um Materialien, Bauteile, Güter und Waren nicht nur zu befördern, sondern zu bestellen, vorrätig zu halten, zu überwachen und damit die so oft zitierten „Supply Chains“ (Lieferketten) geschlossen zu halten – die Logistik.
Von einem der weltweit führenden Logistikdienstleister (DB Schenker) über Europas größte Halbleiter-Foundry (GlobalFoundries Fab 1 Dresden) bis zu einem der modernsten Automobilwerke der Welt mit Pilotwirkung (Volkswagen Fahrzeugwerk Zwickau) werfen wir mit Ihnen einen Blick auf die aktuellen und zukünftigen Logistik-Prozesse, -Lösungen und -Herausforderungen. Wie smart ist die Logistik bereits heute? Wie unterschiedlich agieren Halbleiter- und Automotive-Unternehmen in diesem Bereich? Die eine, immer gleiche Logistik gibt es nicht, soviel sei verraten. Smart ist, was zu den eigenen Unternehmensprozessen und -ressourcen passt. Von kleinen Inselsystemen bis zu nahezu menschenunabhängigen Prozessketten bieten wir Ihnen technologisch spannende Ein- und Ausblicke zum Thema „Smarte Logistik“.
Die Logistik wandelte sich in den vergangenen zwei Jahrzehnten enorm. Die Branche digitalisierte zeitig, schnell und konsequent. „In den frühen 2000er Jahren stellte sich der Logistik-Bereich zunehmend digitaler auf“, erklärt Benjamin Stein, für den Vertrieb im Gebiet Ost bei DB Schenker verantwortlich. Erste Kunden kamen damals auf den deutschen Logistikriesen zu und ließen Anbindungen an die unternehmenseigenen IT-Systeme prüfen. DB Schenker reagierte und vollzog in den darauffolgenden Jahren einen grundlegenden Wandel. Aus dem Logistikdienstleister wurde auch ein digitaler Vorreiter und „Supply Chain-Manager“. Ein smartes Logistikunternehmen, das nicht nur transportiert, sondern Bestellungen für Kunden auslöst, Warenstände überwacht, die Zusammenarbeit mit verschiedenen Lieferanten koordiniert, Warenhäuser managt und damit sowohl die Produktion durch Anlieferungen von Rohstoffen, Materialien, Bauteilen usw. ermöglicht als auch Produziertes zu den Kunden transportiert.
Der Volta Truck von DB Schenker. | Bild: DB Schenker
Apps und Onlinezugänge verbunden mit unzähligen Sensoren und smarten Systemen machten hierfür nicht nur die Arbeit von DB Schenker, sondern speziell die Lieferketten gläsern. Inzwischen ist das Tracking und Tracing – also die standortgenaue Nachverfolgung der Frachten – absoluter Standard und nur einer von vielen smarten Aspekten. Eine durchgehende digitale Vernetzung von Lieferanten und Dienstleistern, Lägern (übrigens in Kaufmanns- und Logistiksprache die Pluralform für Warenvorräte), Produzenten und Kunden macht Waren- und Güterströme nicht nur skalier- sondern vor allem belastbar. Krisen und daraus entstehende Engpässe können zunehmend besser abgefedert werden. Jedes einzelne Glied einer Lieferkette ist durch die erreichte Transparenz maximal berechenbar.
„Heute bleibt nichts mehr verborgen. Die Daten, die wir täglich sammeln und verarbeiten, garantieren bestmögliche Logistikprozesse. Sie zeigen, welche Lieferanten optimale Qualität und Verlässlichkeit bieten. Sie weisen die Transportwege auf den Meter genau nach. Sie verfolgen, welche Transportsysteme zu Land, zu Wasser oder in der Luft genutzt werden bzw. prüfen deren Effizienz. Wir erfassen mittels moderner Sensorik sogar – sofern der Kunde das wünscht – welchen Belastungen die Waren und Güter ausgesetzt sind. Indem wir wissen, wo Gefahren lauern oder übermäßige Belastungen auftreten, können wir diese vermeiden und damit sensible Waren – wie z.B. Wafer für die Halbleiterindustrie – sicher transportieren.“ (Benjamin Stein, Vertrieb im Gebiet Ost, DB Schenker)
Die Daten, die die Logistik gerade in den vergangenen krisenreichen Jahren sammelte, sorgten für einen Wandel, nicht nur in logistikstarken Branchen wie der Automobilindustrie. Zunehmend setzten Unternehmen wieder auf lokale Läger und eine auf die eigenen Bedarfe angepasste Lagerhaltung. Sie überprüften Beziehungen zu Lieferanten. Optimierten Rohstoff-, Waren- und Güterwege. Kurz: Die Unternehmen richteten ihre Logistik-Prozesse auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse und Daten neu aus. Auch DB Schenker selbst feilt täglich an noch schnelleren, noch zuverlässigeren, noch belastbareren und vor allem umweltfreundlicheren Lieferketten. Hierfür greifen allein in dem Logistikunternehmen bis zu 20 IT-Systeme ineinander. Aus einem reinen Transportunternehmen wurde so ein digitaler Konzern, der inzwischen mehrere IT-Standorte weltweit betreibt. Auch Leerfahrten konnten, so unterstützt, auf einen Tiefstand von einem Prozent reduziert werden.
Doch mit der erfolgreichen Digitalisierung war für DB Schenker noch lange nicht das Ende der Fahnenstange erreicht. Bereits im Zuge der Digitalisierung rückte auch die Automatisierung – aus dem Griechischen für „sich selbst bewegend“ – in den Fokus der Logistik. Inzwischen betreibt DB Schenker mehrere hochmoderne Läger mit einem Automatisierungsgrad von bis zu 60 Prozent oder nutzt modernste Transportsysteme – teils vollautomatisiert – für die Wege zu den und aus den Lägern. Ob automatisierte Tracking- und Tracing-Lösungen für die Frachterfassung, Transportroboter, selbstfahrende Gabelstapler, automatische Hochregalsysteme, autonome E-LKW, 3D-Druck-Zentren oder Schwerlastdrohnen – zahlreiche smarte Systeme befinden sich bereits im Einsatz. Auch die Mitarbeiter:innen in den Lägern werden mit smarten Lösungen, wie Exoskeletten, einer teil- oder vollautomatisierten Kommissionierung oder der automatischen Erfassung von angelieferten oder abzutransportierenden Frachten nicht nur körperlich bestmöglich entlastet. Drei der jüngsten technologischen Neuzugänge sind dabei besonders interessant.
Exoskelette: Sicherheit, Prävention, Qualität und Effizienz – der Einsatz von Exoskeletten bietet vielfältige positive Einflüsse auf die Arbeit in Logistiklägern. Im Vordergrund steht ganz klar der präventive Gesundheitsschutz: Starke körperliche Belastungen durch manuelle Lastenhandhabung können mit den neuartigen Hilfsmitteln reduziert und die Mitarbeiter:innen somit vor Überlastungen geschützt werden. DB Schenker setzt in Deutschland seit Anfang 2022 Exoskelette in Lager und Warenumschlag ein. Dem Einsatz gingen umfangreiche Studien und Testphasen (seit 2019) voraus.
👉 mehr zu den Exoskeletten von DB Schenker
Die Frachtdrohne kann Paletten mit bis zu 200 Kilogramm rund 40 Kilometer weit transportieren. | Bild: DB Schenker
Schwerlastdrohnen: DB Schenker stieg 2020 in das Unternehmen Volocopter aus Bruchtal ein. Volocopter entwickelte und produziert fast 600 Kilogramm schwere Lastendrohnen. Mit 18 Rotoren bestückt ist der Senkrechtstarter für viele verschiedene Einsätze gedacht. Die vollelektrische Frachtdrohne kann Paletten mit bis zu 200 Kilogramm Gewicht rund 40 Kilometern weit transportieren. Speziell für den Transport von Waren und Gütern in ländlichen Gebieten bietet sich dieses smarte System perspektivisch an.
👉 mehr zur Velodrohne von DB Schenker
3D-Druck-Zentren: 3D-Druck – auch Additive Fertigung genannt – kann die Logistik der Zukunft entscheidend verändern. Noch sind viele Fragen und Probleme in diesem Umfeld ungeklärt. Speziell der Daten- und Urheberschutz macht es aktuell noch schwer, diese Lösung zur Vermeidung von Transportwegen breitflächig zu nutzen. Dabei könnten speziell kleine und niedrigpreisige Bauteile auf diese Weise da produziert werden, wo Unternehmen sie benötigen. Die Angst vor Datenverlust und -missbrauch lässt aber noch allzu oft die Entscheidung gegen eine derartige Lösung fallen. Dennoch bereitet sich die Logistikbranche auch in diesem noch jungen Geschäftsfeld auf die Zukunft vor.
👉 mehr zur additiven Fertigung bei DB Schenker
Im Bereich Produktion macht Halbleiterunternehmen keiner etwas vor. Hoch- teils sogar vollautomatisiert werden in riesigen Fabriken (auch Fabs genannt) Chips auf Siliziumscheiben hergestellt. Selbst „Dark Fabs“, also komplett menschenleere Produktionsstätten, sind bereits im Gespräch. Keine andere Branche setzt hier auf einen derart hohen Automatisierungsgrad. Im Bereich Logistik geht es hingegen noch eher klassisch zu. So modern die Fabriken der Zukunft produktionstechnisch aufgestellt sind, so modern und teils vollautomatisiert auch die Intralogistik (der Transport von Wafern und Bauteilen innerhalb der Produktionsanlagen) funktioniert, so konventionell wirkt selbst heute noch die externe Logistik (die Anbindung der Fabs an Dienstleister, Lieferanten und Kunden). „Für die Extralogistik eines Halbleiterwerkes steht weniger die zeitgenaue Bereitstellung unterschiedlichster Verbrauchsgüter im Vordergrund, sondern eher die Art und Weise, wie sie transportiert werden. So gehören Schockindikatoren an der Ware und Temperaturkontrollsysteme in den LKWs zur Standardausstattung bei ein- und ausgehenden Sendungen. Neben den Verbrauchsgütern wie Gasen, Chemikalien und natürlich Wafern liegt das Hauptaugenmerk auf den Maschinenersatzteilen. Ein kleines unscheinbares Teil, das nicht vorrätig ist, kann zu sehr teuren Produktionsausfällen führen. Unser Vorrat umfasst daher rund 20.000 Ersatzteile unterschiedlichster Abmaße. Um auf jede ad-hoc Bestellung aus der Fab sehr schnell reagieren zu können und gleichzeitig kostengünstig zu bleiben, setzen wir bewusst noch auf klassische Methoden mit einem eher geringen Automatisierungsgrad“, erklärt Katja Grünberg, Sr. Section Manager Logistics bei GlobalFoundries Dresden. Und das aus verständlichen Gründen. Nur ein LKW liefert die für die Produktion benötigten Wafer pro Tag. Insgesamt erreichen 30 LKW pro Tag Europas größtes Halbleiterwerk. Etwa zehn LKW pro Tag stehen für den Versand v.a. der produzierten Wafer zur Verfügung. Im Vergleich zur Automotive-Branche ist das kaum der Rede wert, wie wir noch zeigen werden.
Dennoch befindet sich auch das Logistiksystem von GlobalFoundries in einem fortlaufenden Entwicklungsprozess. So wird aktuell das bestehende globale Enterprise Resource Planning (ERP) System mit seinen vielen gewachsenen, standortspezifischen Insellösungen durch ein neues ERP-System ersetzt, das alle Prozesse über alle weltweiten Standorte hinweg hochgradig miteinander vernetzen wird.
Augmented Reality- (AR) Smartglasses im Einsatz bei GlobalFoundries | Bild: GlobalFoundries
Die Fab 1 in Dresden setzt seit einiger Zeit auf ein smartes System, das Mitarbeiter:innen und Umwelt deutlich entlastet. Zusammen mit dem Unternehmen TeamViewer entwickelte GlobalFoundries eine smarte Virtual Pick-Lösung mit Hilfe von Augmented Reality- (AR) Smartglasses. Die in den Lägern der Mikroelektronik-Fab eingesetzten AR-Brillen wurde zum Logistik-„Game Changer“. Seit der Implementierung der Virtual-Pick-Lösung können die Mitarbeitenden in den Lägern mit freien Händen arbeiten, statt mit Tablets, Bar- oder QR-Code-Scannern zu jonglieren. Papierausdrucke wie auch das manuelle Sortieren und Priorisieren gehören der Vergangenheit an. „Die Mitarbeitenden erhalten die benötigten Informationen genau da, wo sie sie brauchen. Ein Display ihrer Datenbrillen blendet sie direkt in ihrem Blickfeld ein“, so Katja Grünberg. Eine Zeitersparnis bei der Kommissionierung von 25 Prozent konnte diese smarte Lösung erwirtschaften. Zudem reduzierte sie die Kosten deutlich. Rund 100.000 bedruckte Seiten Papier ersetzt die AR-Lösung über das Jahr verteilt. Auch die Inventurgenauigkeit konnte gesteigert werden, da Kommissionierungsfehler seither deutlich seltener auftreten. Für GlobalFoundries ein voller Erfolg. Selbst anfangs skeptische Mitarbeiter:innen arbeiten inzwischen begeistert mit dem System. Auch mit überschaubarem Einsatz lässt sich demnach smarte, hybride Logistik etablieren, lautet das Fazit. Automatisierung ist nicht immer der Weisheit letzter Schluss. Kosten und Nutzen müssen schließlich auch im Logistikbereich zueinander passen.
Ein Blick in die Automotive Branche zeigt, dass das Setzen von Prioritäten sowohl in Produktion als auch in Logistik von Branche zu Branche differiert. Mit einem Automatisierungsgrad von circa 30 Prozent in der Produktion, sind Automobilbauer wie Volkswagen weit entfernt von der Vollautomatisierung des Halbleiterbereiches. Digitalisierung und Automatisierung entsprechen aber auch in dieser Industrie den vorherrschenden Bedürfnissen, sind vom Verhältnis Kosten und Nutzen durchoptimiert. Bei rund 1.500 nach Kundenwünschen produzierten Fahrzeugen pro Tag mit hunderten Teilen und Prozessschritten, ist im Zwickauer Volkswagen Werk Flexibilität gefragt. Und die bieten menschliche Arbeitskräfte. Maschinelle eher weniger. Deutlich „smarter“ als in der Halbleiterbranche ist im Automotive-Sektor hingegen der Bereich Logistik, wie Volkswagen mit seinem Pilotwerk in Zwickau beweist. Zum Vergleich: Erreichen eine der weltweit größten Halbleiterfabs – GlobalFoundries Fab1 in Dresden – „nur“ 30 LKW pro Tag mit Anlieferungen, bei 10 LKW, die Waren und Güter abtransportieren, fahren das Volkswagen Werk Zwickau täglich 800 LKW und 25 Waggons mit Anlieferungen an. 300 LKW sowie bis zu 80 Waggons transportieren die produzierten Fahrzeuge ab. Dieser permanente Strom an Fahrzeugteilen, Motoren, Rädern, Batterien, Maschinenteilen und Verbrauchsgütern lässt erahnen, wie komplex Logistik bei einem der weltweit größten Autobauer im Vergleich zur Halbleiterbranche ist. Mit einem Automatisierungsgrad der Logistik von circa 30 Prozent, steht man der eigenen Fahrzeugproduktion aktuell in nichts nach.
„Unser Ziel in der Logistik in naher Zukunft ist ein Automatisierungsgrad von 50 Prozent“,
erklärt Stefan Mader, verantwortlich für die Logistikplanung und das Logistikcontrolling im Zwickauer Volkswagen Werk. „Wir haben unser Werk als erstes weltweit auf den Modularen E-Antriebs Baukasten – kurz: MEB – umgebaut“, so Mader weiter. Die neuen Anforderungen an den Elektrofahrzeugbau stellte auch die Logistik vor neue Herausforderungen. Ein „Weiter so“ ließ die inzwischen neue Antriebsart nicht zu. Speziell die Batterielogistik, ein Schwer- und Gefahrengutbereich, machte ein Umdenken und das Neueinstellen der Prozesse nötig. „Die Fahrzeugbatterie eines E-Autos wiegt knapp 400 Kilogramm und gilt aufgrund ihres Aufbaus als Gefahrengut. Hier stoßen Menschen, sowohl aufgrund der Menge des enormen Eigengewichtes sowie des anspruchsvollen Handlings der zu verbauenden Batterien, an ihre Grenzen.
Ein neues, ganzheitliches Logistikkonzept musste daher von uns entwickelt werden“, sagt Mader. Ein Prozess war gefragt, der perspektivisch auf alle Volkswagen Werke weltweit ausgerollt werden kann und dabei hilft, das Gesamtunternehmen Volkswagen mit all seinen Marken bis 2050 CO2-neutral werden zu lassen. Ein anspruchsvolles Projekt, das sich über fünf Jahre ziehen sollte.
Volkswagen nimmt grüne Batterie-Logistik für ID.3 und ID.4 in Betrieb | Bild: Volkswagen
Seit 2017 feilten die Verantwortlichen im Volkswagen Werk Zwickau zusammen mit den Kolleg:Innen des Komponentenstandortes Braunschweig und der Volkswagen Konzernlogistik an dieser Herausforderung. In Braunschweig werden die Zellmodule zu Batteriesystemen montiert, die in Zwickau verbaut werden. Ein komplett neuer Logistikprozess entstand, der den Zellmodullieferanten, die Batteriemontage und das fahrzeugbauende Werk in einer Art Kreislauf miteinander verbindet – und das nahezu vollautomatisch. Zum Einsatz kommen dabei neu konstruierte Transportgestelle, die für Module und Systeme gleichermaßen nutzbar sind – in Zug und Lkw. Inzwischen ist dieser Prozess ausgereift. „Nur zwei Mitarbeiter sind noch involviert. Der Zugführer, der die Zellmodule vom Lieferanten zur Batteriemontage und gefertigte Batterien zum Fahrzeugwerk überführt, und der E-LKW-Fahrer, der die Batterien ins Fahrzeugwerk transportiert“, zeigt sich Stefan Mader stolz.
Die grüne Lieferkette für E-Auto-Batterien. | Bild: Volkswagen
Allein der Zug ersetzt heute zwischen den Standorten Braunschweig und Zwickau das Pendeln von 35 LKW und kann in der Spitze bis zu 45 LKW ersetzen. Das entlastet nicht nur die Straßeninfrastruktur, sondern auch die Umwelt durch stark reduzierte CO2-Emmissionen gegenüber dem konventionellen LKW-Transport. Und auch die E-LKW, im Zuge eines Förderprojekts umgebaute MAN-Modelle und im internen Werksverkehr zwischen Batterieanlandung und Montage eingesetzt, helfen Volkswagen, die vom Unternehmen gesteckten Klimaziele zu erreichen. Sämtliche Be- und Entladevorgänge bei Bahnwaggons und E-LKW (von der ersten bis zur letzten Meile), die Lagerung der Batteriesysteme sowie die Batteriesequenzierung erfolgen vollautomatisch. Die Batterien werden in den Werken schließlich mit Fördertechnik an die Montagelinie verbracht. Der gesamte Prozess ist „Copy-Ready“ und damit bereits jetzt ausrollbar für alle Volkswagen Werke weltweit. Selbst die Weiterverwendung ausgedienter Zellmodule („Second Life“) in fahrerlosen Transportsystemen und das Recycling der Batteriesysteme wurden bereits vorgedacht und eingeplant.
Die eine Smarte Logistik gibt es nicht. Vielmehr verändert sich die Logistik fortlaufend, bringt immer neue Lösungen und Prozesse hervor, die helfen, Kosten, Ressourcen oder Zeit zu sparen. Von diesem Baukasten an Möglichkeiten können speziell kleine und mittlere Unternehmen (KMU) enorm profitieren. Es lohnt sich, auch bei anderen Branchen hinter die Kulissen zu schauen, um jene Optionen für das eigene Unternehmen zu finden, die wirklich passen. Nicht immer müssen ganze Prozessketten digitalisiert oder automatisiert werden, um smarte Logistik Wirklichkeit werden zu lassen. Oft helfen schon kleine, bereits existierende Insellösungen dabei, einen großen Schritt in Richtung der eigenen Unternehmensziele zu gehen. Im Zweifel suchen Sie den Austausch mit erfahrenen Logistikunternehmen, treten Sie einem Netzwerk wie Silicon Saxony bei oder nehmen Sie Kontakt zu Branchen mit ähnlichen Herausforderungen wie den Ihren auf. So finden auch Sie die passende smarte Logistik für Ihr Unternehmen.
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