Michael ten Hompel Jakob Rehof Frauke Heistermann Positionspapier

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1 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland Die neue Führungsrolle der Logistik in der Informationstechnologie Michael ten Hompel Jakob Rehof Frauke Heistermann Positionspapier

2 Inhalt Vorwort... 3 Zwölf Thesen im Überblick Logistik und IT zusammendenken Informationslogistik als eigenständige Disziplin Megatrends und Innovationstreiber E-Commerce und M-Commerce Komplexität Transparenz Collaboration Normung & Standards Digitale Infrastruktur Sicherheit Industrie Mensch und IT in Zeiten der 4. Industriellen Revolution Exkurs: Forschung versus Entwicklung Anhang: acatech-position Anhang: Glossar Impressum Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

3 Vorwort Vor der Jahrtausendwende wurde die Logistik zumeist als reine Diensterbringung im Sinne des klassischen Dreiklangs Lagern, Umschlagen und Transportieren wahrgenommen. Heute hat sich dieses Bild gewandelt. Logistik etabliert sich zunehmend als gesellschaftlich und wissenschaftlich relevante Disziplin. Themen wie Demografischer Wandel, Klimawandel, Nachhaltigkeit und Ressourceneffizienz werden in erheblichem Maße der Logistik und deren gesellschaftlicher Verantwortung zugeordnet: Sei es bei der Globalisierung der Warenflüsse, bei der effizienten Nutzung infrastruktureller Ressourcen oder beim Erhalt der Mobilität immer spielt die Logistik eine entscheidende Rolle. Ausgelöst durch die Individualisierung von Produktion und Dienstleistung ebenso wie durch die Globalisierung steigt der logistische Aufwand überproportional. Die korrespondierende Bedeutung der Logistik beim Erhalt und bei der ökonomisch und ökologisch sinnvollen Steigerung der Effizienz folgt diesem Trend. Es ist daher an der Zeit, die Welt vom Standpunkt der Logistik aus zu betrachten und logistische Lösungen für zukünftige Herausforderungen zu suchen. Dies erfordert ein neues, selbstbewussteres (Selbst)Verständnis als noch junge Wissenschaftsdisziplin ebenso wie als wirtschaftliche und gesellschaftliche Aufgabe. Zugleich muss sich die Logistik von der rein reaktiv bewegenden zur aktiv führenden Instanz entwickeln. Dies gilt auch und in besonderer Weise für die Verbindung von Logistik und Informatik. Informatik ist die wichtigste Disziplin, wenn es darum geht, Logistik in die Tat umzusetzen. Zugleich ist sie die wichtigste Basisdisziplin und ein wesentlicher Treiber der Logistik und des Supply Chain Managements. Nichts geht mehr ohne Soft- und Hardware. Umso dringlicher ist es, die Informatik vom Standpunkt der Logistik aus zu betrachten. Dies ist Gegenstand des vorliegenden Positionspapiers. Es ist gerichtet an Entscheider in der Politik ebenso wie in der Wirtschaft und Wissenschaft und unternimmt den Versuch, die Chancen und Risiken einer neuen Informationslogistik zu ergründen. Im Herbst 2014 Autoren Prof. Dr. Michael ten Hompel Lehrstuhl für Förder- und Lagerwesen FLW der TU Dortmund, Institutsleiter der Fraunhofer-Institute Materialfluss und Logistik IML (gf.), Software und Systemtechnik ISST, Dortmund, Mitglied des Vorstands, BVL Prof. Dr. Jakob Rehof Lehrstuhl für Softwareengineering der TU Dortmund, Institutsleiter des Fraunhofer-Institutes Software und Systemtechnik ISST (gf.), Dortmund, Mitglied der BVL Frauke Heistermann AXIT AG, Mitglied der Geschäftsleitung, Frankenthal, Mitglied des Vorstands, BVL Mitglieder der Arbeitsgruppe Prof. Dr. Robert Blackburn BASF SE, President Information Services and Supply Chain Operations, Ludwigshafen, Mitglied des Vorstands, BVL Dr. Karl-Friedrich Rausch DB Mobility Logistics AG, Vorstand Transport und Logistik, Berlin, Mitglied des Vorstands, BVL Frank Wiemer REWE-Zentral AG und REWE-Zentralfinanz eg, Mitglied des Vorstands, Köln, Mitglied des Vorstands, BVL Prof. Dr.-Ing. Thomas Wimmer BVL, Vorsitzender der Geschäftsführung Prof. Dr.-Ing. Stefan Wolff 4flow AG, Vorsitzender des Vorstands, Berlin, Mitglied des Vorstands, BVL Positionspapier 3

4 Zwölf Thesen im Überblick These 1 These 2 Logistik und IT zusammendenken Informationslogistik als eigenständige Disziplin Die Verbindung zwischen Informationstechnologie (IT) und Logistik birgt das größte Potenzial für die Zukunftsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Deutschland. Es muss daher der zentrale strategische Anspruch der Logistikwirtschaft und -wissenschaft sein, eine taktgebende Führungsrolle in der Informatik und bei der Entwicklung von Informationstechnologien zu übernehmen. Nur Länder mit eigener Technologieentwicklung werden einen signifikanten Wettbewerbsvorsprung halten können. Politik und Wirtschaft sind gefordert, Rahmenbedingungen zu schaffen und Maßnahmen zu ergreifen, um softwaretechnologische Innovation zu ermöglichen. Die Informationslogistik muss als eigenständiges Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsumfeld begriffen werden mit dem Ziel, Software zu produzieren wie Autos. Um Logistik und IT als Wissenschaft zu etablieren, müssen in Deutschland 100 neue Logistiklehrstühle und viele davon mit IT-Bezug geschaffen werden. These 3 These 4 Megatrends und Innovationstreiber E-Commerce und M-Commerce Die deutsche IT-Forschung und Innovation muss bewusst beschleunigt werden, indem die Standortvorteile genutzt und gestärkt werden. Die größte strategische Chance besteht darin, die vertikale Integration von Logistik und IT voranzutreiben, verbunden mit den Standortvorteilen in der Logistik und in der Produktion. Der Informationslogistik als Bindeglied zwischen IT und Produktion kommt eine Schlüsselrolle sowohl beim Management als auch beim Design der Systeme zu. Erfolgreiche Zustellsysteme im E-Commerce und M-Commerce basieren auf einer umfassenden Logistik- und IT-Kompetenz. Unternehmen, die nicht auf die Verbindung von IT und Logistik fokussieren, werden mittelfristig aus dem Wettbewerb ausscheiden. These 5 These 6 Komplexität Transparenz Komplexität und Dynamik wachsen in der Logistik überproportional. Die größte strategische Chance besteht aus deutscher Sicht in einer schnellen innovativen Entwicklung branchenspezifischer IT-Werkzeuge in der Logistik. Dies muss jetzt passieren, da der Markt innerhalb weniger Jahre besetzt werden wird. Transparenz und Rückverfolgbarkeit sind die Grundlage des logistischen Managements und Garanten für die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Supply Chains. Dies sicherzustellen, erfordert die Entwicklung und konsequente Einführung neuer Informationstechnologien. 4 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

5 These 7 These 8 Collaboration Normung & Standards Logistik ist ein internationales Geschäft. IT-Lösungen, die eine IT-gestützte, unternehmensübergreifende Zusammenarbeit im Sinne von Collaboration und einen schnellen, automatisierten Datenaustausch ermöglichen, sind ein wesentliches Differenzierungsmerkmal der Unternehmen im internationalen Wettbewerb. Bestehende Lösungen und Forschungsvorhaben hierzu müssen von Entscheidungsträgern in Wirtschaft und Politik unterstützt werden. Die Entwicklungsgeschwindigkeit der Informationslogistik führt zunehmend zu De-facto-Standards. Die notwendige Geschwindigkeit und Tiefe der Standardisierung und Normung zu gewährleisten, ist eine internationale Aufgabe, die auch auf nationaler Ebene unterstützt und aktiv gefördert werden muss. Dies trägt zur Standortsicherung Deutschlands bei und vermeidet die Abhängigkeit von Monopolen. Internationale Standards sind anzustreben. These 9 These 10 Digitale Infrastruktur Sicherheit Die Datenmenge in der Logistik vertausendfacht sich alle zehn Jahre. Investitionen des Bundes in breitbandige und mobile Datennetze müssen zur Wettbewerbssicherung des Standortes und zur Sicherstellung eines schnellen und sicheren Datenaustausches erhöht werden. Rechtssicherheit auf Basis klarer, transparenter Regeln und länderübergreifende Lösungen und Vereinbarungen sind für die Logistik essenziell. Die Schaffung einer sicheren German Cloud ist ebenso notwendig wie chancenreich. These 11 These 12 Industrie 4.0 Die 4. Industrielle Revolution und konkret die Soft- und Hardware-Entwicklungen sowie die korrespondierende Algorithmik und deren Anwendung in der Logistik müssen von den Entscheidungsträgern in Politik, Wissenschaft und Wirtschaft vorangetrieben werden. Mensch und IT in Zeiten der 4. Industriellen Revolution Die Logistik in Deutschland beschäftigt über 2,8 Millionen Menschen. Sie ist auch in Zeiten einer Industrie 4.0 auf menschliche Flexibilität, Kreativität und Schaffenskraft angewiesen. Es gilt, insbesondere Entwicklungen im Bereich der Informationstechnologien in den Dienst einer Social Logistics zu stellen, die die Vernetzung des Menschen in den Social Networks einer Industrie 4.0 propagiert und ihn zugleich als soziales Individuum adressiert. Positionspapier 5

6 Logistik und IT zusammendenken These 1 Die Verbindung zwischen Informationstechnologie (IT) und Logistik birgt das größte Potenzial für die Zukunftsfähigkeit des Wirtschaftsstandortes Deutschland. Es muss daher der zentrale strategische Anspruch der Logistikwirtschaft und -wissenschaft sein, eine taktgebende Führungsrolle in der Informatik und bei der Entwicklung von Informationstechnologien zu übernehmen. Die Informatik ist die wichtigste wissenschaftliche Basisdisziplin und zentraler Erfolgsfaktor moderner Logistik. Zukünftige Effizienzsteigerung ist vorrangig in der informationslogistischen Vernetzung zu verorten. Um die Wertschöpfungspotenziale neuer, IT-basierter Geschäftsmodelle zu heben, bedarf es eines umfangreichen Engagements deutscher Logistik-Firmen und -Forschung. Bereits in der Definition der Logistik ist diese grundsätzliche Verbindung zwischen Logistik und IT verankert: Logistik ist die ganzheitliche Planung, Steuerung, Koordination, Durchführung und Kontrolle aller unternehmensinternen und unternehmensübergreifenden Informationsund Güterflüsse 1. Die zentrale Aufgabe der Logistik besteht in der vernünftigen Gestaltung materieller Bewegung in logistischen Netzwerken. Die Logistik identifiziert und benennt hierzu die Dinge, Waren und Güter und gibt ihnen eine virtuelle (digitale) Identität. Die Organisation und Steuerung der Logistik erfolgt vorrangig über ihre digitale Abbildung. Die Informationslogistik hat zum Ziel, geeignete (richtige) Informationen auf elektronischem Wege und abhängig von Zeit, Ort und Raum zur Verfügung zu stellen. Von der Modellierung von Geschäftsprozessen über Verfahren der Operation Research bis zur Regelungstechnik oder Simulation bedient sich die Informationslogistik einer Vielzahl IT-gestützter Methoden und Systeme. Logistik ist jedoch nicht mehr nur Anwender von IT. Technologische Megatrends wie das Internet der Dinge, Cloud Computing, Big Data und Industrie 4.0 sind informationstechnologische Innovationsfelder, auf denen die Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Produktions- und Handelsunternehmen entschieden wird. Als Bindeglied zwischen Information, Produktion und Handel spielt die Logistik dabei eine zentrale Rolle. Sie ist getrieben durch IT, wird selbst zum Treiber von IT und ist als Branche gefordert, Informationstechnologien zu entwickeln. Diese Verbindung, mehr noch die Wechselwirkung zwischen Logistik und IT geht damit weit über die reine Optimierungsfunktion logistischer Einzelprozesse durch Softwareeinsatz hinaus: Die Verbindung von Logistik und IT wird zum entscheidenden Faktor für die Spitzenposition des Wirtschaftsstandortes Deutschland. Neben der Förderung des bewussten, auch wissenschaftlichen, Zusammendenkens von Logistik und IT müssen die Voraussetzungen in besonders wichtigen Handlungsfeldern geschaffen werden: Rechts- und Datensicherheit (Security) sind Voraussetzung für das Vertrauen aller Nutzer in eine zukünftige Informationslogistik. Eine flächendeckende digitale Hochleistungs-Infrastruktur ist die physische Voraussetzung für die Wirtschaft. Interoperabilität durch Normung und Standards ist Voraussetzung für eine übergreifende Vernetzung und breite Akzeptanz. Erweiterung der IT-Infrastrukturen bis in die Ebenen von Softwareanwendungen und -diensten ist die Voraussetzung, um das Potenzial logistischer Planung und Steuerung für Nachhaltigkeit, Effizienz und Komplexitätsbeherrschung zu heben. 1) Logistik verbindet nachhaltig: Impulse, Ideen, Innovationen. Thesen und Handlungsempfehlungen der Bundesvereinigung Logistik an die Regierung der 18. Legislaturperiode. BVL Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

7 Informationslogistik als eigenständige Disziplin These 2 Nur Länder mit eigener Technologieentwicklung werden einen signifikanten Wettbewerbsvorsprung halten können. Politik und Wirtschaft sind gefordert, Rahmenbedingungen zu schaffen und Maßnahmen zu ergreifen, um softwaretechnologische Innovation zu ermöglichen. Die Informationslogistik muss als eigenständiges Forschungs-, Entwicklungs- und Innovationsumfeld begriffen werden mit dem Ziel, Software zu produzieren wie Autos. Um Logistik und IT als Wissenschaft zu etablieren, müssen in Deutschland 100 neue Logistiklehrstühle und viele davon mit IT-Bezug geschaffen werden. In der Informatik existiert keine nennenswerte Initiative, dezidiert Logistiksoft- und -hardware zu schaffen. Auch daraus leitet sich die Chance und Notwendigkeit ab, Logistik und IT als eigenständiges Forschungs- und Handlungsfeld sowie als strategische Entwicklungslinie für Wirtschaft und Politik zu definieren und Innovationen gezielt zu fördern. Der Innovation folgt die Produktion: Länder mit eigener Technologieentwicklung sind im Wettbewerb taktgebend und im Vorteil. Sie bilden ein Kompetenzzentrum, woraus sich schneller erfolgreiche Geschäftsmodelle entwickeln. Länder ohne Technologieentwicklung sind dagegen von vornherein fremdbestimmt, mit fortschreitender Komplexität zunehmend abhängig und im Wettbewerb benachteiligt. Eine akute Bedrohung für den Wirtschaftsstandort Deutschland besteht darin, dass informationstechnologische Innovationen heute hauptsächlich außerhalb Deutschlands stattfinden. IT und Informatik werden überwiegend in den USA erforscht und entwickelt. Für den Standort Deutschland droht angesichts rasant fortschreitender Megatrends wie Internet der Dinge, Cloud Computing, Industrie 4.0 oder Big Data ein Kompetenzrückstand oder gar -verlust in strategisch bedeutsamen Zukunftstechnologien. Eine Förderung des bewussten wissenschaftlichen Zusammendenkens von Logistik und IT dagegen eröffnet realistische Chancen auf Technologieführerschaft in einer wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Schlüsselfunktion. Jedoch: In Deutschland existieren fast universitäre Informatik-Professuren. Demgegenüber gibt es nur circa 60 universitäre Professuren mit Logistikbezug. 2 Die wenigsten davon sind fachlich geeignet, informationslogistische Fragestellungen zu bearbeiten. 2) EffizienzCluster LogistikRuhr 2012 Exkurs: Es gibt grundsätzlich zwei Prinzipien der strategischen Orientierung in der IT-Innovation, denen man angesichts der aktuellen Entwicklung folgen muss: Vertikalisierung und Virtualisierung. Vertikalisierung ist die branchen- und domänenspezifische Entwicklung informationstechnologischer Innovation. Im Gegensatz zu generischen Technologien sind vertikale Technologien von spezifischen Anwendungsfeldern abhängig, informiert und bereichert. Aus deutscher Sicht ist die strategische Chance in der vertikalen Innovation entlang der Stärken des Landes als Produktionsstandort zu verorten. Logistik und IT als Bindeglied zwischen Information und Produktion ist der Name dieses Ortes. Virtualisierung ist die Digitalisierung physischer und sozialer Systeme. Die Virtualisierung von Wirtschaft und Gesellschaft in Form übergreifender Vernetzung von Dingen, Diensten und Menschen ist das ausgezeichnete Innovationsumfeld, wo der Wettbewerb in der IT noch am offensten ist. Informationslogistik ist der Name dieses Umfelds. Positionspapier 7

8 Megatrends und Innovationstreiber These 3 Die deutsche IT-Forschung und Innovation muss bewusst beschleunigt werden, indem die Standortvorteile genutzt und gestärkt werden. Die größte strategische Chance besteht darin, die vertikale Integration von Logistik und IT voranzutreiben, verbunden mit den Standortvorteilen in der Logistik und in der Produktion. Der Informationslogistik als Bindeglied zwischen IT und Produktion kommt eine Schlüsselrolle sowohl beim Management als auch beim Design der Systeme zu. Beschreibung Die IT-basierten Innovationstreiber der näheren Zukunft, die mit der Logistik besonders eng verbunden sind, umfassen folgende Megatrends: Internet der Dinge, Cloud Computing, Industrie 4.0 und Big Data. Logistische Zukunftsszenarien gehen davon aus, dass aus innovativen Verbindungen zwischen diesen Technologiebereichen entscheidende Entwicklungssprünge resultieren werden. Somit stellen sie einen technologischen Möglichkeitsraum von ungeheurer Komplexität dar, die eine ganzheitliche und integrale Betrachtung fordert. Ermöglicht wird dies durch das neue wissenschaftliche Zusammendenken und praktische Zusammenarbeiten von IT und Logistik. Chance und Bedrohung Ob Produktion, Dienstleistung oder Verkehr, die Digitalisierung wird das Gesicht der Gesellschaft und Wirtschaft verändern. Ein derartiges wirtschaftlich-technologisches Potenzial stellt immer auch gleichzeitig einen Faktor der Störung ( Disruption ) und eine Bedrohung dar. Denn wer nicht hinreichend schnell, kreativ und entschieden das Potenzial versteht und umsetzt, der wird im Wettbewerb verlieren. Wer dagegen die IT-basierte Innovation in der Logistik systematisch als eigenständigen Innovationsbereich versteht und fördert, wird das Potenzial nutzen können. Sowohl Cloud Computing als auch Big Data werden heute vorrangig von US-amerikanischen Unternehmen entwickelt. Gleiches gilt in wichtigen Bereichen der Hardwareplattform, zum Beispiel in der Prozessortechnologie. Google, Microsoft, Intel oder Amazon sind nur die berühmtesten Namen; vor- und nachgelagert existiert eine ganze Softwareindustrie, die auf einer IT-freundlichen Wirtschaftspolitik fußt. Für den Standort Deutschland besteht die akute Bedrohung, in den Schlüsseltechnologien der Zukunft durch technologische Fremdbestimmtheit und Abhängigkeit Nachteile in Kauf nehmen zu müssen. Die benannten Megatrends bieten zahlreiche Möglichkeiten für neue Geschäftsmodelle auch im Hinblick auf eine German Cloud. Beispiel Miniaturisierung Die Miniaturisierung der IT (Beispiel: Raspberry Pi und Intel Edison) führt dazu, dass physische Objekte sich zu intelligenten Objekten wandeln können. Eingebettete Systeme (Embedded Systems) mit Multi- Core-Prozessoren, mehreren Gigabyte Speicherkapazität, einer Vielzahl an Sensoren und integrierten Kommunikationsschnittstellen für Bluetooth und WLAN haben die gleichen Leistungsmerkmale wie Smartphones, Tablet-PCs oder Desktop-PCs. Hochintegrierte Sensorik bietet heute bereits Informationen über Bluetooth oder RFID-Schnittstellen an, sodass in vielen Fällen eine hardwarenahe Integration entfällt. Damit sind die Voraussetzungen für ein homogenes Internet der Dinge auf der Design- und Implementierungsebene grundsätzlich gegeben. Intelligente Objekte sind damit nicht nur als Datenquellen oder Aktuatoren zu sehen, sondern sind auch in der Lage, komplexere Middleware zu nutzen bis hin zur Ausführung von Prozessmodellfragmenten. Beispiel Cloud Computing Cloud Computing birgt das Potenzial für eine nahezu grenzenlose Virtualisierung. IT-Ressourcen werden auch für mittelständische Unternehmen in einem bisher nicht bekannten Umfang zugänglich. Auch als IT-Plattform für das Internet der Dinge und Industrie 4.0 sind ihre Möglichkeiten nicht annähernd ausgeschöpft. Cloud Computing ermöglicht zudem neue Formen der Einbindung des Körpers (Sensorik, Aktorik), etwa eines Transportbehälters, einer Maschine oder eines Menschen, in eine globale, übergreifende IT-Infrastruktur (anytime, anybody, anywhere). Eine auf Cloud Computing basierende Softwareund Geschäftsmodellentwicklung wird sowohl IT-Anbieter als auch Logistikdienstleister herausfordern, doch die Vision der Industrie 4.0 ist ohne eine neue Generation von wandlungsfähigen, autonomen und dezentralen logistischen IT-Systemen in der Produktion und Logistik undenkbar. Beispiel Big Data Big Data ist für die Logistik essenziell. Mithilfe einer datenanalytischbasierten Echtzeit-Prognostik können Unternehmen ihre Prozesse und Wertschöpfungsketten an unvorhersehbare Ereignisse anpassen und laufend optimieren. So kann zum Beispiel ein Hafen im Fall einer Naturkatastrophe bereits im Voraus veränderte Verkehrsmengen und Lieferzeiten planen und dadurch Staubildungen vermeiden. Die Entwicklung wird von datenanalytischen Verfahren in einer Spirale beschleunigt, indem neue Datenquellen (zum Beispiel Sensorik) immer mehr Daten erzeugen, die wiederum neue Anwendungen ermöglichen. 8 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

9 E-Commerce und M-Commerce These 4 Erfolgreiche Zustellsysteme im E-Commerce und M-Commerce basieren auf einer umfassenden Logistik- und IT-Kompetenz. Unternehmen, die nicht auf die Verbindung von IT und Logistik fokussieren, werden mittelfristig aus dem Wettbewerb ausscheiden. Beschreibung Die IT-getriebenen Entwicklungen in den Bereichen E-Commerce und M-Commerce führen zur weiteren Dynamisierung und Atomisierung der Warenströme. Waren werden in immer kleineren Mengen bei immer mehr Anbietern per Knopfdruck vom Verbraucher zu beliebigen Zeitpunkten, an beliebigen Orten, zu beliebigen Zielen bestellt. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, müssen künftige Zustellmodelle dieser zunehmenden Geschwindigkeit und Menge virtualisierter Bestellvorgänge gerecht werden. Die daraus resultierenden Anforderungen an die Gestaltung von ökonomisch, ökologisch und sozial sinnvollen und wettbewerbsfähigen Zustellmodellen sind immens. Dabei sind die gesellschaftlichen Auswirkungen auf Verkehrsströme und Infrastruktur heute kaum abzuschätzen. Chance und Bedrohung Der Wettbewerb wird durch die übergreifende Natur des E-Commerce weiter globalisiert. Die Fähigkeit, in der Welt der E-Commerce und M-Commerce neue Zustellmodelle der Logistik zu entwickeln und mit informationslogistischer Intelligenz zu kombinieren, wird zu einem entscheidenden Wettbewerbsfaktor für die Unternehmen entlang der Supply Chain. Wer dagegen Ware nicht in einem wettbewerbsfähigen ökonomischen und zeitlichen Rahmen bewegen kann, wird aus dem Markt verdrängt. Ein Anschauungsbeispiel liefert die Digitalisierung des Handels durch E-Commerce-Anbieter wie Amazon. Ihr Markterfolg basiert auf einer umfassenden Logistik- und IT-Kompetenz, hat die Umwälzung des klassischen Buchhandels ausgelöst und bedroht jetzt die Verlagswirtschaft. Mittels IT-Innovationen, die aus der Verbindung von IT und Logistik entwickelt werden, lassen sich sowohl die Chancen des E-Commerce effektiv nutzen als auch gesellschaftliche und wirtschaftliche Herausforderungen bewältigen. So wird zum Beispiel eine durch Software und Algorithmik abgebildete neue Stufe der intelligenten Informationslogistik die Voraussetzung dafür sein, dass eine Überbelastung der Infrastruktur und ein Verkehrschaos in urbanen Ballungsgebieten trotz zunehmend individualisierter und atomisierter Warenverteilung vermeidbar sind. Beispiel Letzte Meile Heute wickelt jeder Online-Shop die Lieferung über einen Logistikdienstleister ab, der eigene Konzepte für die letzte Meile umsetzt. Kunden müssen nicht selten mehrere Stationen abfahren, um ihre Bestellungen einzusammeln, mit der Folge, dass neben dem Lieferverkehr zusätzlich Abholverkehre initiiert werden. Durch eine dienstleisterübergreifende Konsolidierung der letzten Meile mithilfe von Lieferanten- Management-Software (Vendor Relationship Management) ließen sich viele Bestellungen auf wenige Stopps zusammenfassen. Beispiel Digitales Bezahlen Der Boom des E-Commerce rückt die Verbreitung digitaler Bezahl- und Abrechnungsvorgänge in den Fokus. Mit der Digitalisierung von Geschäftsprozessen werden sich absehbar neue Formen ökonomischer Transaktion entwickeln, wie beispielsweise die hochkomplexen, automatisierten Echtzeit-Auktionen im Bereich der Online-Werbung ( Online Ad Auctions, Real-Time Bidding ). Der Handel wird in neue Bereiche vorstoßen, die mit dem algorithmischen Handel an den Finanzmärkten vergleichbar sind (zum Beispiel Hochfrequenz-Aktienhandel). Das algorithmische Abrechnen und Auktionieren wird perspektivisch Bestandteil einer zukünftigen Informationslogistik, die sowohl die in Echtzeit (algorithmisch) gehandelte Ware oder Dienstleistung als auch deren Preis, deren Zustellung und möglicherweise auch deren Herstellung beinhaltet. Positionspapier 9

10 Komplexität These 5 Komplexität und Dynamik wachsen in der Logistik überproportional. Die größte strategische Chance besteht aus deutscher Sicht in einer schnellen innovativen Entwicklung branchenspezifischer IT-Werkzeuge in der Logistik. Dies muss jetzt passieren, da der Markt innerhalb weniger Jahre besetzt werden wird. Beschreibung Die Komplexität in der Logistik steigt. Individualisierung von Produkten, Kürzung von Produktlebenszyklen und Dynamisierung von Produktion und Handel (siehe E-Commerce und M-Commerce) führen zu atomisierten und zunehmend volatilen Warenund Güterströmen. Daraus entsteht die Forderung an die Logistik, bei steigender Komplexität und gleichzeitig reduzierter Reaktions- und Planungszeit immer dynamischer und flexibler zu agieren. Die Lücke zwischen verfügbarer und benötigter Zeit zur Reaktion kann nur durch verbesserte IT-gestützte Werkzeuge und proaktive Planungsprozesse geschlossen werden. Chance und Bedrohung Im datenanalytischen Bereich existiert auch in der Forschung ein intensiver internationaler Wettbewerb. Insbesondere die führende Position von Google muss als massiv und bedrohlich begriffen werden. Es ist gegenwärtig ein dominanter Entwicklungstrend in Richtung datenanalytischer Technologien festzustellen, der in neue, vertikale Bereiche übertragen werden könnte (Google Car, autonome Roboter etc.). Beispiel Planung Ein großes Potenzial besteht in der weiteren automatisierten Verzahnung zwischen: der klassischen fachlichen Planung einerseits (typischerweise in Form von quantitativen Entscheidungsunterstützungs-Methoden sowie bei Optimierung, Zeitablaufsteuerung, ökonomischer Steuerung, Ressourcenplanung usw.) und dem IT-gestützten Workflow andererseits (die effiziente, IT-gestützte Organisation und Automatisierung der Arbeitsprozesse und des Informationsmanagements, sowohl in der Planungsphase als auch in der Umsetzungsphase). Exkurs: Dokumente und Produkte der fachlichen Planung liegen oft in heterogener und nur teilformalisierter Form vor (Spreadsheets, technische Dokumente, nicht-elektronische Dokumente etc.). Heute existiert keine hinreichend automatisierte Informationslogistik, welche die fachliche Planung mit Workflows verbindet. Zum anderen bieten sich aktuell in Deutschland das Know-how und die Möglichkeit, eine neue Generation von IT-Systemen zur Entscheidungsunterstützung, Prognostizierung und Planung hervorzubringen. Dies insbesondere durch Verwendung datenanalytischer Algorithmen aus den Bereichen des maschinellen Lernens und des Datamining, die sich in den letzten 20 Jahren rasant entwickelt haben (Stichwort: Big Data). Allerdings werden neue Algorithmen benötigt beziehungsweise auch schon bekannte Algorithmik fachspezifisch für logistische Fragestellungen angepasst werden müssen. 10 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

11 Transparenz These 6 Transparenz und Rückverfolgbarkeit sind die Grundlage des logistischen Managements und Garanten für die Sicherheit und Zuverlässigkeit von Supply Chains. Dies sicherzustellen, erfordert die Entwicklung und konsequente Einführung neuer Informationstechnologien. Beschreibung Transparenz bedeutet die bedarfsgerechte und nahtlose Bereitstellung von Informationen, die notwendig sind, um ein Objekt, eine Situation oder einen Prozess nachzuvollziehen. In einem transparenten Prozess ist es zum Beispiel möglich, zu einem beliebigen Zeitpunkt Antworten auf die folgende Fragen zu bekommen: Wo und von wem wurde diese Ware hergestellt? Welche Inhaltsstoffe finden sich in der Verpackung? Wem gehört der Container? Wo soll er hin? Können die Eintrefftermine eingehalten werden? Transparenz ist wichtig für sichere und zuverlässige Supply Chains und reibungslose Lieferprozesse. Sie ist die wichtigste Voraussetzung für eine kooperative Zusammenarbeit im Sinne von Collaboration die eng verzahnte Zusammenarbeit über die Unternehmensgrenzen hinaus. Chance und Bedrohung Eine notwendige Voraussetzung für die technologisch mögliche Innovation in diesem Bereich ist eine verbesserte rechtliche Klarheit, beispielsweise im Bereich der Kennzeichnung von Inhaltsstoffen auf Verpackungen: Welcher Akteur in der Kette ist für welche Inhaltsstoffe zuständig? Es besteht dringender Handlungsbedarf, um die Entwicklung neuer Technologien und Geschäftsmodelle innerhalb eines geeigneten rechtlichen Rahmens zu ermöglichen. Unternehmensübergreifende Tracking- und Tracing-Prozesse sind heute technologisch möglich, unter anderem mittels Transpondertechnologien (Radio Frequency Identification, RFID) und der Nutzung zentraler IT-Plattformen durch die Beteiligten. Die Hardwaretechnologie befindet sich jedoch in ständiger Entwicklung, was zu neuen technologischen Möglichkeiten führt. Die Nutzung dieser Hardwareplattformen in Softwareanwendungen und -diensten muss deswegen als ein permanentes Innovationsthema begriffen werden. Zum Beispiel ist die weitere Entwicklung von Ortungsalgorithmen ein zentrales Forschungsthema für Logistik und IT. Ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt ist die informationslogistische Integration von Tracking und Tracing in komplexen fachlichen Geschäftsprozessen. Beispiel Food Chain Management Im Juli 2013 unternahmen die beiden Zeit-Redakteure Marcus Rohwetter und Urs Willmann den Versuch, alle Informationen über eine Salamipizza der Firma Wagner zusammenzutragen, die über Internet verfügbar waren. Ausgangspunkt war der auf die Pizza-Schachtel gedruckte Barcode. 3 Die ungeheure Menge an Informationen, die mit einer Pizza verbunden ist (s. Bild unten), zeigt deutlich, vor welchen Herausforderungen die Informationslogistik heute steht. Zugleich wird deutlich, dass all diese Informationen entlang der Lieferkette Der Pizza-Code: Was der Code auf der Pizzaschachtel verrät 4 Soya lecithin (Brazil) Baking mixture (Germany) Dough Whole milk powder Wheat (Field in Hochborn, Germany) Milk (Farms in Bayreuth, Germany) Beta-carotene Wheat flour (Pfalzmühle Mannheim, Germany) Application of pesticides Hygiene regulations Edam cheese (Bayernland, Germany) L F10647 Smoked salami (Haas, Germany) online und in einem globalen Kontext zur Verfügung stehen. Die zuverlässige Rückverfolgbarkeit und das zugrunde liegende Tracking und Tracing ist in Zeiten von Gammelfleisch und Lebensmittelskandalen eine essenzielle informationslogistische Funktion für die Produktion ebenso wie für den Handel. Die Autoren stellten fest: Transparenz und Rückverfolgbarkeit sind möglich, dank moderner Informationstechnik bis in den letzten Winkel der Erde. Wer sagt, er wisse etwas nicht, der lügt, ist schlecht organisiert oder kriminell. 3) Der Pizza-Code. In: Zeit Online Wirtschaft; (July 25th, 2013), accessed on August 8th, ) Grafik: Otto, Boris; basierend auf: Der Pizza-Code. In: Zeit Online Wirtschaft; lebensmittelindustrie-der-pizza-code (July 25th, 2013), accessed on August 8th, 2013; Foto: Joe Gough Fotolia.com Tomato sauce Beech wood clogs (Germany) Tomatoes (Emilia- Romagna and Latium, Italy) Herbs and spice mixture (Germany) Beech trees (Westerwald, Germany) Salami (Germany) Thyme (Aschersleben, Germany) Half pig (Belgium, Denmark, France, [Vital-Fleisch] Germany, Netherlands) Ascorbic acid (China, Germany, Spices Thailand) (China, Germany, Thailand) Basil (Cairo, Egypt) Working conditions Garlic (Shandong, China) Pepper (Muntok, Indonesia) Chili (Muntok, Indonesia) Oregano (Turkey) Rosemary (Morocco) Animal husbandry Pig (Belgium, Denmark, France, Germany, Netherlands) Bacon Salt Sodium nitrate Maltodextrin (EU, USA) Positionspapier 11

12 Collaboration These 7 Logistik ist ein internationales Geschäft. IT-Lösungen, die eine IT-gestützte, unternehmensübergreifende Zusammenarbeit im Sinne von Collaboration und einen schnellen, automatisierten Datenaustausch ermöglichen, sind ein wesentliches Differenzierungsmerkmal der Unternehmen im internationalen Wettbewerb. Bestehende Lösungen und Forschungsvorhaben hierzu müssen von Entscheidungsträgern in Wirtschaft und Politik unterstützt werden. Beschreibung Die Logistik gestaltet komplexe Prozesse, die nur durch Zusammenarbeit zwischen unterschiedlichen Akteuren und Prozesseignern entlang der Logistikketten realisiert werden können. Unternehmensübergreifende Zusammenarbeit entlang der Supply Chain und durchgängige Workflows entlang multimodaler Transportketten sind Bereiche, in denen die Informationslogistik in Form von kollaborativen elektronischen Geschäftsprozessen (IT-abgebildete Workflows und Informationsmanagement) eine wichtige Rolle spielt, um neue Stufen der Effizienz und der Komplexitätsbeherrschung zu erreichen. Chance und Bedrohung Die Skepsis europäischer Unternehmen gegenüber neuen IT-Lösungen führt dazu, dass solche Lösungen in anderen Ländern, allen voran den USA, erfolgreich wachsen und sich so zu Standards entwickeln, die später von europäischen Unternehmen alternativlos genutzt werden müssen. Es gilt ein innovationsfreundlicheres Klima zu schaffen sowohl für die Forschung als auch für die Nutzung von innovativen Lösungen in der Praxis. Nur so lässt sich dauerhaft die Abhängigkeit von importiertem IT-Know-how vermeiden. Beispiel Supply Chain-Planung Vom Auftrag über den Transport und Umschlag bis zur letzten Meile lässt sich die Logistik elektronisch gestalten, um notwendige Informationen und Dokumente bedarfsgerecht am richtigen Ort zur richtigen Zeit den richtigen Akteuren zur Verfügung zu stellen. Hierzu müssen übergreifende Wertschöpfungsketten und Workflows abgebildet werden und anpassbar sein, weil unvorhersehbare Störungen und Veränderungen entlang der Logistikkette auftreten können, etwa wenn ein Lkw durch einen Stau später als erwartet ankommt. Exkurs: Idealerweise würden Planungs- und Workflow-Systeme anhand von Echtzeitinformationen dynamisch neu planen und sich gemäß entsprechenden Vorgaben selbst anpassen. Das Innovationspotenzial in der Entwicklung dynamisch anpassbarer Informationslogistik (Ad-hoc-Workflow) und integrierter Planungs- und Workflow-Systeme (siehe Komplexität) ist erheblich. Allerdings bedarf die Automatisierung solcher übergreifender informationslogistischer Prozesse der Interoperabilität unterschiedlicher Informationssysteme, was wiederum eine weitere Standardisierung von Schnittstellen und Datenmodellen voraussetzt (siehe Normung & Standards). 12 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

13 Normung & Standards These 8 Die Entwicklungsgeschwindigkeit der Informationslogistik führt zunehmend zu De-facto-Standards. Die notwendige Geschwindigkeit und Tiefe der Standardisierung und Normung zu gewährleisten, ist eine internationale Aufgabe, die auch auf nationaler Ebene unterstützt und aktiv gefördert werden muss. Dies trägt zur Standortsicherung Deutschlands bei und vermeidet die Abhängigkeit von Monopolen. Internationale Standards sind anzustreben. Beschreibung Standards reduzieren Komplexität. Sie helfen den Unternehmen, Prozesse einfacher und reibungsloser zu gestalten und sind notwendig, um interoperable Workflows und komplexe, informationslogistische Ketten abzubilden. Auch wenn die vollständige Standardisierung kompletter logistischer Prozessketten in vielen Fällen nicht realisierbar sein wird, können entscheidende Fortschritte durch stetig voranschreitende Standardisierung von einhergehenden Datenformaten, Schnittstellen und Business-Objekten erreicht werden. Einen wesentlichen Beitrag zur Beschleunigung und Akzeptanz von Standards können Plattformen und Netzwerke leisten. Ein erfolgreiches Beispiel stellt das internationale Netzwerk Global Standards One kurz GS1 dar. In mehr als 110 Ländern gibt es GS1 Member Organisations, also z.b. GS1 Germany, die an der Entwicklung von global gültigen Standards wie der Globalen Artikelnummer GTIN arbeiten, um Waren- und Datenflüsse grenzüberschreitend transparenter und sicherer zu machen. Obwohl die Herausforderung seit längerer Zeit auch in der IT bekannt ist, gibt es absehbar keine umfassenden Lösungen. Es bleibt daher alternativlos, weiterhin kontinuierlich an Standardisierung und Normung zu forschen und zu arbeiten. Chance und Bedrohung Wer die technischen Standards setzt, profitiert von einem Wettbewerbsvorteil, bis hin zur Monopolisierung. 5 Forschung und Lösungen im Bereich der Standardisierung und Normung, wie sie zum Beispiel vom Deutschen Institut für Normung (DIN) angeboten werden, müssen daher unterstützt und gefördert werden. Dies trägt zur Standortsicherung Deutschlands bei und vermeidet die Abhängigkeit von Monopolen, die entstehen können (z.b. in den USA). Beispiel Bezahlverfahren Elektronische Bezahlverfahren sind ein Beispiel dafür, welche ökonomische Tragweite eine IT-basierte Standardisierung in kurzer Zeit erreichen kann. Automatisierte Bezahlverfahren haben sich im E-Commerce seit dem Jahr 2000 rasant entwickelt. Aus deutscher Sicht kann die Informationslogistik entscheidend zur Entwicklung eigener Standards beitragen. Zum Beispiel durch Bezahlverfahren, die zusammen mit Banken gestaltet und von den Unternehmen selbst betrieben werden können. Eine bis dato nicht absehbare Perspektive entsteht, wenn in Zukunft cyber-physische Systeme autonom verhandeln und automatisch bezahlen. 5) Vgl.: Kurmann, F.; Asche, S.: Mein Smartphone hat s passend, VDI Nachrichten, Ausgabe 31, 1. August 2014 Positionspapier 13

14 Digitale Infrastruktur These 9 Die Datenmenge in der Logistik vertausendfacht sich alle zehn Jahre. Investitionen des Bundes in breitbandige und mobile Datennetze müssen zur Wettbewerbssicherung des Standortes und zur Sicherstellung eines schnellen und sicheren Datenaustausches erhöht werden. Beschreibung Die flächendeckende Digitalisierung aller wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Bereiche ist ein unaufhaltsamer Trend in allen technisch hochentwickelten Ländern. Die Datennetze und die gesamte digitale Infrastruktur eines Landes sind eine grundsätzliche Bedingung und ein kritischer Faktor für die wettbewerbsfähige Entwicklung von Gesellschaft und Wirtschaft und somit auch für Deutschland als Wirtschaftsstandort. Prozent aller Internetnutzer gehen mobil ins Netz), sondern auch die wirtschaftliche Nutzung mobiler Breitbandtechnologien wächst. Die Logistik liegt hier in vorderster Linie. Die informationslogistische Vernetzung von IT-Systemen der Unternehmen mit Anwendungen und Diensten auf mobilen Endgeräten gewinnt ebenso an Bedeutung wie Anwendungen in den Bereichen Industrie 4.0 und Internet der Dinge. Beides sind wichtige Faktoren für das Innovations- und Wettbewerbsumfeld einer wirtschaftlichen Digitalisierung. eine zuverlässige und stabile Lieferkette und vermeidet Fehler, indem sie Transparenz schafft. Die Vorteile von Navigationssystemen sind längst bekannt. Eine zukünftige Effizienzsteigerung ist allgemein in der informationslogistischen Vernetzung zu verorten. Vernetzung von Fahrzeugen ist in einigen Fällen bereits gelebte Praxis, eine weitergehende Vernetzung würde den Ausbau der dafür notwendigen Telematik-Infrastrukturen erfordern. Chance und Bedrohung Es ist seit Langem bekannt, dass der beschleunigte Ausbau flächendeckender Breitbandversorgung ein kritischer Faktor ist. Aber auch mobile Netze und ein mobiles Internet, die durch leistungsstarke Mobilfunktechnologien (wie LTE, UMTS, HSPA) ermöglicht werden, sind zunehmend kritisch. Dies machen auch neueste Studien deutlich (siehe zum Beispiel die Studie der Initiative D21 zur mobilen Internetnutzung). Nicht nur die private Nutzung des mobilen Internets steigt rasant (bereits 53 Beispiel Transportmanagement und Telematik Der Transport wird nicht dadurch effizienter, dass die Maximalgeschwindigkeit von Lkw erhöht wird, sondern dadurch, dass Fahrzeuge intelligenter disponiert, ausgelastet und gelenkt werden. Die dabei benötigte Intelligenz zum Managen von Transportnetzen ist fast immer in Software abgebildet oder wird durch Software unterstützt. Die Informationstechnologie sorgt hier für effizienten Transport sowie In weitergehenden Stufen geht es um verkehrsträgerübergreifende und intermodale Transportkonzepte. Aus IT-Sicht bedeutet dies die Vernetzung aller Akteure (Fahrzeuge, Geräte, Unternehmen und Personen) entlang ganzheitlicher, transmodaler Logistikketten. Das sich dabei aufspannende Potenzialfeld umfasst mächtige Herausforderungen für die Informationslogistik und die zugrunde liegende digitale Infrastruktur insbesondere im Bereich der mobilen Netzwerke. Exkurs: Die steigende Leistungsfähigkeit mobiler Endgeräte führt dazu, dass immer mehr Funktionalität auf mobilen Geräten vollständig oder zum Teil ausgeführt werden kann, zum Beispiel in Form echtzeitnaher Datenanalytik über leistungsfähige Middleware bis zum Geschäftsprozessmanagement. Eine Konsequenz ist, dass informationslogistische Architekturen neu gedacht werden müssen, zum Beispiel in Richtung des dezentralen Rechnens und des Rechnens am Rande als topologisches Paradigma (Edge Computing, Mesh Computing, Peer-to-Peer Computing, Autonomic Self-Healing Computing). 14 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

15 Sicherheit These 10 Rechtssicherheit auf Basis klarer, transparenter Regeln und länderübergreifende Lösungen und Vereinbarungen sind für die Logistik essenziell. Die Schaffung einer sicheren German Cloud ist ebenso notwendig wie chancenreich. Beschreibung Notwendige Voraussetzung für den Einsatz von IT als Erfolgsfaktor für Logistik und Mobilität ist die Sicherheit der verwendeten IT-Systeme. Gleichzeitig bietet die Erfüllung von IT-Sicherheits- und Datenschutzanforderungen die Gelegenheit für das Angebot von Produkten mit Alleinstellungsmerkmalen gegenüber Konkurrenzprodukten aus dem Ausland und somit einen potenziellen Wettbewerbsvorteil für die deutsche IT und Logistik. Daten- und Rechtssicherheit müssen vorrangig von der Politik unterstützt und gefördert werden, um die Marke Made in Germany auch durch die Produktaspekte IT-Sicherheit und Compliance weiter zu verstärken. Konkret müssen Regelungen für den Einsatz von Clouds definiert werden, die Klarheit und Transparenz zu Geltungsbereichen der bestehenden Datenschutzgesetze schaffen. Insbesondere betrifft dies die Frage, welches Recht bei einem konkreten Einsatz von Clouds jeweils Geltung hat (beispielsweise hinsichtlich der nationalen Regulierungen in der EU und den USA). Nur so lassen sich Rechtsunsicherheiten beseitigen. Die hohen Standards im Bereich Datenschutz in Deutschland dürfen dabei nicht dazu führen, dass virtuelle Grenzen aufgebaut werden, die zu Geschäftserschwernissen für global agierende Unternehmen führen könnten. Die Schaffung von länderübergreifenden Lösungen und Vereinbarungen ist deshalb eine zwingende Voraussetzung. Weiterhin ist es wünschenswert, dass seitens der Politik selbst Cloud-Lösungen Made in Germany zum Einsatz kommen, um durch die Vorbildfunktion der Politik die Marke Made in Germany zu stärken. Erste Schritte in dieser Richtung wurden bereits unternommen, wie zum Beispiel das Technologieprogramm Trusted Cloud im BMWi sowie weitere national oder regional geförderte Projekte (beispielsweise die durch BMBF bzw. IKT.NRW geförderten Projekte SecureClouds und ClouDAT). Aufgrund der großen verbleibenden Herausforderungen und der Bedeutung für den Standort Deutschland sind hier weitere Anstrengungen notwendig. Chance und Bedrohung Die NSA-Spionageaffäre hat gezeigt, welche Auswirkungen eine Technologieabhängigkeit haben kann (Bezahlung von Software-Unternehmen durch den Staat für den Einbau von Zugriffsmöglichkeiten auf Daten). Mit der Einführung von IPv6 (Internet Protocol Version 6) wären alle Geräte direkt adressierbar. Es kann durchaus als Bedrohungsszenario angesehen werden, dass alle mobilen Geräte eines deutschen TOP10-Logistikers aufgrund eines entsprechenden Hardware- oder Software-Features ausfallen würden. Beispiel Sendungsverfolgung Ein Beispiel ist der Einsatz IT-gestützter Systeme, die eine Warenverfolgung realisieren sollen, etwa im Bereich Lebensmittelsicherheit oder Gesundheit. Solche Systeme können nur verlässlich betrieben werden, wenn die relevanten IT-Sicherheitsanforderungen nachvollziehbar umgesetzt sind. Anbieter im Logistik-Bereich zeichnen nicht nur für den sicheren Transport physikalischer Güter, sondern auch für den sicheren Transport der zugehörigen Daten zuständig. Beispiel German Cloud Ein weiteres Beispiel sind die hohen Standards seitens des deutschen Datenschutzgesetzes. Dieses bietet beispielsweise Cloud-basierten Infrastrukturen, die in Deutschland betrieben werden ( German Cloud ), über das Produktmerkmal Standort Deutschland einen Wettbewerbsvorteil gegenüber Clouds im außereuropäischen Ausland. Vor dem Hintergrund der geheimdienstlichen Überwachung von öffentlichen IT-Infrastrukturen durch die National Security Agency (NSA) gewinnen solche Aspekte zunehmend an Bedeutung. Dabei ist insbesondere relevant, dass ein aktuell signifikanter Teil der IT-Kommunikation im deutschen Raum (beispielsweise in Form von s) über Server durchgeführt wird, die in den USA betrieben werden. Heutige IT-Systeme sind dadurch gekennzeichnet, dass Hardware, Basissoftware und Middleware weitestgehend von außerhalb Europas importiert wird. Positionspapier 15

16 Industrie 4.0 These 11 Die 4. Industrielle Revolution und konkret die Soft- und Hardware-Entwicklungen sowie die korrespondierende Algorithmik und deren Anwendung in der Logistik müssen von den Ent- scheidungsträgern in Politik, Wissenschaft und Wirtschaft vorangetrieben werden. Beschreibung Nach der Mechanisierung im 19. Jahrhundert, der Elektrifizierung Anfang des 20. Jahrhunderts und der Automatisierung der 70er-Jahre steht die 4. Industrielle Revolution bevor. Sie schließt unter der Überschrift Autonomisierung nahtlos an die vorausgegangenen drei Industriellen Revolutionen an. Noch ist diese 4. Industrielle Revolution nicht eingetreten und die Logistik befindet sich in einem vorindustriellen Stadium. Der Weg scheint jedoch vorgezeichnet. Es gilt in wesentlichen Teilen der deutschen Wissenschaft als gesicherte Erkenntnis, dass sich die Komplexität und Dynamik logistischer Netzwerke in Zukunft mit den Konzepten und Technologien einer Logistik 4.0 deutlich effizienter gestalten und managen lässt. Vorausgesetzt, dass sich Industrie und Logistik in dem skizzierten Sinne entwickeln, sieht die deutsche Wirtschaft einer umwälzenden technischen Erneuerung der Produktion und Logistik, einer erheblichen Veränderung des Arbeitsangebotes und damit einhergehend einer erheblichen Steigerung der Produktivität, einer Veränderung der industriellen, soziotechnischen Umgebung und einem grundlegenden Wandel des industriellen Managements entgegen. Die Logistik als bewegende Instanz der Wirtschaft gilt hierbei zugleich als Vorreiter und als wichtigste Anwendungsdomäne. Chance und Bedrohung Die 4. Industrielle Revolution wurde in Deutschland ausgerufen. Es wird entscheidend sein, die notwendigen Soft- und Hardware-Entwicklungen ebenso wie die Entwicklung der korrespondierenden Algorithmik mit ihren grundlegenden Rechenund Planungsmethoden und deren Logik sowie deren Anwendung in der Logistik voranzutreiben. Andernfalls wird die Spitzenposition, welche die deutsche Logistik im internationalen Kontext hat, verloren gehen. Beispiel Von Ameisen lernen Zellulare Transportsysteme 6 Wenn sich die Dinge in Bewegung setzen, kommen zukünftig Zellulare Transportsysteme zum Einsatz. Hierbei handelt es sich um Schwärme autonomer Fahrzeuge, die mit ihren Laserscannern die Umgebung erfassen und sich autonom zum Ziel bewegen. Wie ein Ameisenschwarm agieren die 50 Shuttles des Zellularen Transportsystems am Fraunhofer IML. Ein Regal dient dort als virtueller Ameisenhaufen, in dem die Behälter lagern. Davor stehen Arbeitsstationen, welche die Shuttles mit dem Material aus diesen Behältern versorgen. Exkurs: Die 4. Industrielle Revolution ist technologisch betrachtet verbunden mit der Einführung cyber-physischer Systeme (CPS), die im Sinne der Vision eines Internet der Dinge in Zukunft wesentliche Teile der operativen Logistik selbst steuern und organisieren werden. Intelligente Behälter und Konzepte Zellularer Transportsysteme, die sich zukünftig in Schwärmen durch die Läger und Produktionsstätten bewegen, sind typische Vertreter cyber-physischer Systeme einer Logistik 4.0. Hierzu verhandeln sie Transportaufträge untereinander und bilden Ameisenstraßen zu den jeweiligen Zielen. Sie verhandeln Vorfahrtsregeln und erzählen sich, wo sie welchen Kollegen getroffen haben, um die Position des Schwarms zu bestimmen. Da jedes Shuttle seine Informationen dezentral verarbeitet und seinen Weg selbstständig findet, ist die Komplexität des Gesamtsystems auf viele virtuelle Schultern verteilt. Treten Störungen auf, reagiert der Schwarm aktiv und stellt die Ordnung untereinander wieder her. 7 Cyber-physische Systeme wie die zellularen Transportfahrzeuge verbinden sich untereinander und mit dem Internet. Es entsteht das Internet der Dinge. 6) Zellulare Transportsysteme wurden vom Land NRW gefördert und sind ein assoziiertes Projekt des EffizienzCluster LogistikRuhr (BMBF Spitzencluster) 7) Bauernhansl; T., Beyerer; J., ten Hompel, M.: Innovative Informationstechnik revolutioniert die Industrie. In: Fraunhofer Jahresbericht 2013, S Die hochgradige Dezentralisierung und Migration cyber-physischer Systeme auf der operativen Ebene ist mit der Virtualisierung und Transformation der normativen (Management-)Ebene in Richtung eines Internet der Daten und Dienste verbunden. Die Vision eines Internet der Dinge, Daten und Dienste, in dem Schwärme cyber-physischer Systeme sich mit vielen Clouds in den globalen logistischen Netzwerken verbinden, ist sehr weitreichend vielleicht allumfassend. 16 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

17 Mensch und IT in Zeiten der 4. Industriellen Revolution These 12 Die Logistik in Deutschland beschäftigt über 2,8 Millionen Menschen. Sie ist auch in Zeiten einer Industrie 4.0 auf menschliche Flexibilität, Kreativität und Schaffenskraft angewiesen. Es gilt, insbesondere Entwicklungen im Bereich der Informationstechnologien in den Dienst einer Social Logistics zu stellen, die die Vernetzung des Menschen in den Social Networks einer Industrie 4.0 propagiert und ihn zugleich als soziales Individuum adressiert. Beschreibung Der Paradigmenwechsel, den die 4. Industrielle Revolution und der Einsatz cyber-physischer Systeme auf die Logistik mit sich bringen, hat fundamentalen Einfluss auf das Verständnis der Rolle des Menschen im soziotechnischen Kontext. Wie sieht die Rolle des arbeitenden Menschen in einer Zukunftsvision von autonom agierenden Maschinen aus, die untereinander kommunizieren und selbstständig ihre Aufgaben verteilen? Wie sieht die Aufgabe eines Controllers aus, der ein System überwachen soll, das so komplex ist, dass es sich selbst organisieren muss? Diese Fragen zeigen unmissverständlich die Notwendigkeit eines Neudenkens des zukünftigen Verständnisses logistischer Arbeit auf. Finale Antworten existieren auf diese Fragen nicht, doch zeichnen sich im Kontext der Vision einer Logistik 4.0 immer klarer Facetten zukünftiger Lösungen ab. 8 Der arbeitende Mensch wird auch nach der 4. Industriellen Revolution eine entscheidende Rolle spielen. Es müssen ihm neue Möglichkeiten eröffnet werden, am technologischen Fortschritt einer Logistik 4.0 zu partizipieren. Neue Formen sozialer Netzwerke bieten vielfältige Möglichkeiten, die Zusammenarbeit von Menschen und Maschinen partnerschaftlich zu gestalten. Unter dem Rubrum Social Manufacturing and Logistics finden sich diese Gedanken auch in der Diskussion um das Knowledge and Innovation Centre KIC der europäischen Gemeinschaft. Chance und Bedrohung Einmal mehr kommen die meistdiskutierten technischen Lösungen aus den USA. Nicht selten verharren deutsche Soft- und Hardware-Unternehmen in stiller Erwartung, welche Entwicklungen denn aus den USA oder Asien kommen und wie anschließend die Tablets, Smartphones und Datenbrillen einschlägiger Hersteller in die Produktionsund Logistikprozesse integriert werden können, die originär für den Consumer-Markt entwickelt wurden. Mit Industrie 4.0 besteht die Chance, menschengerechte Lösungen zu entwickeln, die sich sinnvoll in der Produktion und Logistik verwenden lassen. Hierzu müssen aber vollständige Hard- und Software-Applikationen geschaffen werden, die den Einsatz dieser neuen Technologie ebenso einfach wie leistungsfähig gestalten. Exkurs: Die ersten vier Thesen des wissenschaftlichen Beirats der nationalen Plattform Industrie spiegeln die Notwendigkeit, die Zukunft der Arbeitswelt neu zu denken 10 : 1. Vielfältige Möglichkeiten für eine humanorientierte Gestaltung der Arbeitsorganisation werden entstehen, auch im Sinne von Selbstorganisation und Autonomie. Insbesondere eröffnen sich Chancen für eine alterns- und altersgerechte Arbeitsgestaltung. 2. Industrie 4.0 ist als soziotechnisches System zu verstehen, und bietet die Chance, das Aufgabenspektrum der Beispiel Datenbrillen Die unmittelbarste Vernetzung zwischen Menschen und den Social Networks einer Industrie 4.0 stellen Datenbrillen dar, wie sie von Unternehmen wie Vusix und Google angeboten werden. Insbesondere für die Intralogistik sind Applikationen in Vorbereitung, die den Menschen diese neue Form der Kommunikation erschließen. Ein kurzer Blick auf ein Fahrzeug und schon wird ein Kommunikationspfad geöffnet und man ruft das Fahrzeug im wahrsten Sinne des Wortes heran. Ein Blick auf einen Artikel und schon wird angezeigt, was die Informationslogistik an Daten bereitstellt und was zu tun ist. 8) (eingereicht) ten Hompel, M.; Kerner, S.: Logistik 4.0, Informatik Spektrum, Band 37, Springer ) 10) Quelle: Neue Chancen für unsere Produktion 17 Thesen des wissenschaftlichen BeiratS der nationalen Plattform Industrie 4.0; Akademie der Technikwissenschaften acatech 2014 Mitarbeiter zu erweitern, ihre Qualifikationen und Handlungsspielräume zu erhöhen sowie ihren Zugang zu Wissen deutlich zu verbessern. 3. Lernförderliche Arbeitsmittel (Learnstruments) und kommunizierbare Arbeitsformen (Community of Practice) erhöhen die Lehr- und Lernproduktivität, neue Ausbildungsinhalte mit einem zunehmend hohen Anteil an IT-Kompetenzen entstehen. 4. Lernzeuge gebrauchstaugliche, lernförderliche Artefakte vermitteln dem Nutzer ihre Funktionalität automatisch. Positionspapier 17

18 Exkurs: Forschung versus Entwicklung Prof. Rüdiger Bretzke Wir erlauben uns einen kurzen und persönlichen Exkurs zum Thema softwaretechnischer und logistischer Forschung. Es existiert ein Unterschied zwischen Anwendungsorientierung und Anwendungsbestimmtheit der Forschung. Anwendungsorientierung bedeutet, dass man sich für die Perspektiven der Anwendbarkeit oder für die Anwendungen von Forschungsaktivitäten interessiert. Anwendungsbestimmtheit bedeutet, dass man Forschungsaktivitäten einseitig aus Anwendungsanforderungen ableitet und sie auf die Vorgabe einer operativen Umsetzung inhaltlich reduziert. Entwicklungen wie das Internet der Dinge und Dienste, die Logistics Cloud oder Industrie 4.0 zeigen einerseits die thematische Verbundenheit softwaretechnischer und logistischer Forschung, andererseits die Notwendigkeit anwendungsorientierter Forschung, denn die Entwicklung der Logistik und Softwareproduktionstechnik ist keineswegs abgeschlossen. Das Internet der Dinge erscheint wie das Web oder Linux zu einer US-amerikanischen Entwicklung zu mutieren, obwohl wesentliche Grundlagen wie das logistische Internet-der-Dinge-Paradigma in Europa und insbesondere in Deutschland erschaffen wurden. Prof. Werner Delfmann Anwendungsorientierung ist interessant für die Forschung, als Quelle grundsätzlicher Fragen, als Richtlinie der Suche, als Ziel der Lösungen oder als Bewährungsinstanz bei der Prüfung von Theorien oder Instrumenten. Nicht so die Anwendungsbestimmtheit. Interessante Forschung lässt sich nicht als reines Plumbing betreiben. Die Implementierung einer konkreten Lösung kann ein sinnvolles Entwicklungsvorhaben sein, jedoch kein Forschungsvorhaben. Anwendungsbestimmtheit ist nicht ideal, um neue kognitive Fortschritte zu fördern, und kann auch keine begabten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in ihrer Forschung motivieren. Dies birgt die Gefahr, dass die Abwanderung von Softwareentwicklung ein strategisches und wirtschaftliches Problem darstellen kann, da die Innovation der Produktion (und damit der Logistik) folgt. Wir riskieren den Kontrollverlust über ein zukunftsträchtiges Produktionsmedium. Logistikwirtschaft und -wissenschaft sind aufgefordert, anwendungsorientierte Forschung in der Logistik und Softwaretechnik zu betreiben und die vorhandenen Potenziale zu heben. Hierzu bedarf es einer neuen Verortung der Logistik als Wissenschaft. Prof. Michael ten Hompel Das Problem mit einigen radikalen Manifestationen der querschnittstechnologischen Auffassung der Logistik ebenso wie der Softwaretechnik ist nicht, dass sie keine Querschnittstechnologien wären das sind sie nämlich ohne Zweifel. Das Problem ist, dass diese Auffassung mittlerweile an einigen Stellen, auch in der Forschungsförderung, Gefahr läuft, in eine reine Anwendungsbestimmtheit abzugleiten. Diese Einstellung befördert die Entwicklung einer Kultur, die eben nicht imstande ist, gerade das Anwendungs- und Geschäftspotenzial logistischer wie softwaretechnischer Innovationen zu erkennen. Prof. Jakob Rehof 18 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

19 Anhang: acatech-position Menschen und Güter bewegen Integrative Entwicklung von Mobilität und Logistik für mehr Lebensqualität und Wohlstand. acatech-position Kurzfassung und Empfehlungen Mobilität ist ein menschliches Grundbedürfnis. Sie ermöglicht Unabhängigkeit und Individualität und lässt die Menschen am gesellschaftlichen Leben und sozialen Miteinander teilhaben. Sie ist zum Beispiel notwendig, um Einkäufe zu tätigen, und ist damit die Voraussetzung für den Handel und die Versorgung der Menschen mit Waren. Der Güteraustausch wird durch logistische Prozesse ermöglicht. Leistungsfähige Logistiknetze sichern das Wirtschaftswachstum und ermöglichen der Exportnation Deutschland, am internationalen Markt teilzunehmen. Die Logistik ist mit einem Marktvolumen von 222 Milliarden Euro und 2,8 Millionen Beschäftigten der drittstärkste Wirtschaftszweig in Deutschland. Gleichzeitig ist die Logistik eine Hochtechnologie mit großen nationalen wie internationalen Marktchancen. Mobilität und Logistik schaffen Wohlstand und Lebensqualität Mobilität ist die Gewährleistung physischer Ortsveränderungen von Personen. Logistik umfasst die Planung, Steuerung und Optimierung sowie die Ausführung von Material-, Energie- und Informationsflüssen in Systemen, Netzen und Prozessen zur Verund Entsorgung von Produktionsanlagen gleichermaßen wie zur Warenverteilung in Handel und Dienstleistung. Zu den logistischen Dienstleistungen werden neben dem Transport, dem Umschlag und der Lagerung von Gütern, Waren und Informationen zunehmend logistische Mehrwertdienste wie kundenspezifische Verpackung, Montage oder Informationsmanagement gezählt. Herausforderung: Nachhaltiger, effizienter und reibungsloser Verkehr Als physische Realisierung von Mobilität und Güteraustausch ist ein reibungsloser Verkehr wichtig. Der Personen- und Güterverkehr in Deutschland nimmt seit Jahren zu. Gründe hierfür sind Trends wie die Urbanisierung, aber auch der wachsende globale Handel. Der stark vermehrte elektronische Handel resultiert zudem in einem immensen Transportaufkommen individueller Warenlieferungen und stellt die Logistik vor neue Anforderungen. Schonung der Ressourcen, Energieeffizienz und Klimaschutz verändern des Weiteren die Rahmenbedingungen, denen der Güterund Personenverkehr heute gerecht werden muss. Die Mobilitäts- und Logistikangebote sowie die Verkehrsinfrastrukturen müssen sich an den gesellschaftlichen Ansprüchen messen lassen. Die Qualität der Leistungen, die Zuverlässigkeit der Leistungserbringung auch bei stark belasteten Infrastrukturen oder unter Störungseinflüssen, die Effizienz der Leistungserbringung, Nachhaltigkeit und Umwelt- und Raumverträglichkeit sind die Kriterien, nach denen die Menschen die Leistungen bewerten. Um auch in Zukunft eine zuverlässige und nachhaltige Versorgung und Mobilität der Menschen sicherzustellen, besteht sowohl technologischer als auch politischer Handlungsbedarf. Ausreichende und zuverlässige Verkehrsinfrastrukturen sind für die Lebensqualität der Menschen wie auch funktionierende Wirtschaftsprozesse unverzichtbar. Notwendige Investitionen in Erhalt und Ausbau sind deshalb Voraussetzungen für die Weiterentwicklung von Mobilität und Logistik. Technologischer Handlungsbedarf Individuelle Leistungen und die wirtschaftlichen Vorteile von Bündelungs- und Skaleneffekten dürfen sich nicht ausschließen, sie werden vielmehr aus Gründen des Umwelt- und Ressourcenschutzes erforderlich. Die Prinzipien des Internets der Dinge und der Dienste sind einer der Schlüssel, um die Effizienz in der Abwicklung individueller Aufträge, Lieferbeziehungen und Mobilitätsangebote zu erwirken. Es entstehen deshalb zunehmend kleinteilig vernetzte Systeme einer smart logistics bzw. einer smart mobility, die die effiziente und zuverlässige Organisation der Transportvorgänge zwischen Tätigkeitsstandorten ( von Haustür zu Haustür ) und über den Lebenszyklus von Gütern hinweg (Produktion-Transport-Lagerung-Verwendung-Entsorgung) ermöglichen. Die Abkehr von zentral gesteuerten Prozessen und die Hinwendung zu dezentralisierten Strukturen mit darauf abgestimmten, ebenfalls dezentralisierten Abläufen befähigen dazu, zunehmend größere und komplexere Systeme in der Logistik und insbesondere auch im Individual- und Wirtschaftsverkehr zu steuern. Sie müssen mit neuen ressourcenschonenden Transporttechnologien, wie dem elektromobilen Verkehr im urbanen Raum, kombiniert werden, um Logistik und Mobilität effizienter zu gestalten. Weitere Ansatzpunkte sind die gemeinschaftliche Nutzung von Verkehrs- und Logistikinfrastrukturen (zum Beispiel Umschlagflächen, Verteilverkehre, Warenübergabesysteme) durch Unternehmen und Dienstleister sowie eine effektivere Verkehrslenkung. All dies bedingt die operative Vernetzung aller Beteiligten auf der Prozessebene ebenso wie kollaborative Geschäftsprozesse. Positionspapier 19

20 Anhang: acatech-position Weiter muss einerseits die Robustheit der Logistik- und Verkehrssysteme gegenüber Störungseffekten und andererseits ihre mittel- bis langfristige Wandelbarkeit erhöht werden. Echtzeitfähige Systeme mit ihren Möglichkeiten zur Ereignis- und Zustandserfassung über AutoID- und Sensortechnologien bilden die Grundlage, um systemseitige Störung frühzeitig zu erfassen, zu lokalisieren und darauf zu reagieren. Wandelbare Logistikinfrastrukturen können mithilfe flexibel skalierbarer Förder- und Lagertechnik gebildet werden. Politischer Handlungsbedarf Eine nachhaltige Entwicklung von Mobilität und Logistik, von Personen- und Güterverkehr muss in enger Abstimmung mit der Stadt- und Raumentwicklung sowie der Standortentwicklung von Industrie, Gewerbe, Handel, Freizeitanlagen und Einrichtungen der sozialen Infrastruktur erfolgen. Nur so können Teilhabemöglichkeiten der Menschen und wirtschaftliche Austauschprozesse mit reduzierten Ressourcenbeanspruchungen und Umweltbelastungen gesichert werden. Auch bei Planung und Betrieb von Verkehrsinfrastrukturen ist eine gemeinsame Betrachtung von Personen- und Güterverkehrsanforderungen unverzichtbar. Für eine zukunftssichere Verkehrsplanung sind also ganzheitliche Modelle notwendig, die sowohl Personen- als auch Güterverkehr abbilden. Die teilweise sehr langfristigen Planungsvorgehen sind an neue Anforderungen der Bürgerbeteiligung und öffentlich-privater Gestaltungsprozesse anzupassen. Unterschiedliche räumliche Strukturen erfordern unterschiedliche logistische Systeme, Dienstleistungen und Infrastrukturen. Deshalb sind die Versorgungsqualität, das logistische Dienstleistungsangebot, die Mobilitätsangebote sowie die Infrastrukturen der Logistik und des Verkehrs standortbezogen zu analysieren und notwendige Gestaltungsoptionen zu erkennen. Für diesen Zweck fehlt eine öffentlich zugängliche oder zumindest öffentlich verwaltete Datenplattform als Grundlage für den Gestaltungsprozess von Logistik- und Mobilitätsstrukturen. Eine solche digitale Datenplattform benötigt gleichermaßen öffentliche Organe wie private Anbieter oder Investoren im Bereich Logistik und Mobilität. Deshalb regt acatech die Entwicklung eines neuen Erhebungs- und Analyseinstrumentariums zur ganzheitlichen Bewertung der Logistik und Mobilität in Städten und Regionen an. Kernbestandteil eines solchen Analyse- und Steuerungsinstruments sollte ein digitaler Logistik- und Mobilitätsatlas sein. Dieser ist als ein umfassendes System von Einzelindikatoren zu verstehen, auf deren Basis die Voraussetzungen, der Zustand und die Wirkungen logistischer und mobilitätsbezogener Leistungsangebote raumbezogen erfasst werden können. Auf einen Blick Qualität, Zuverlässigkeit, Effizienz und Umwelt- und Raumverträglichkeit sind die zentralen Zielgrößen für die Weiterentwicklung von Mobilität und Logistik. Bei Planung, Dimensionierung, Betrieb und Steuerung von Verkehrsinfrastrukturen müssen Personen- und Güterverkehrsanforderungen integrativ betrachtet werden. Um Ziele und Strategien für die regionale Verkehrsentwicklung festzulegen, empfiehlt acatech die Logistik- und Güterverkehrsentwicklung in die Landesund Raumplanung einzubeziehen. acatech empfiehlt die Einführung eines digitalen Logistik- und Mobilitätsatlas. Logistikunternehmen sollten verstärkt in interne und externe Forschung und Entwicklung investieren. 20 Logistik und IT als Innovationstreiber für den Wirtschaftsstandort Deutschland

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