LOGISTIK 4.0 UND DAS INTERNET DER DINGE

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1 LOGISTIK 4.0 UND DAS INTERNET DER DINGE Wie wir mit modernen Informationstechnologien unsere Welt verändern ZOLLVEREIN Gespräche 2014 Prof. Dr. Michael ten Hompel Fraunhofer Seite 1

2 Produktion und Logistik wandeln sich Globaler Wirtschaftswandel Verschiebung von Wirtschafts- und Logistikströmen BRIC-Staaten Gesellschaftlicher Wandel Individualisierung, demographischer Wandel, Urbanisierung, Klimawandel Technologischer Wandel Internet der Dinge und Dienste, 4. industrielle Revolution Gefördert durch: Fraunhofer Seite 2

3 Das Maß der Dezentralisierung und Selbstorganisation wächst mit der Komplexität der Systeme! Internet der Dienste Clouds Business Objects Services INDUSTRIE 4.0 Internet der Dinge Cyberphysische Systeme CPS Fraunhofer Seite 3

4 BEHÄLTER wird «intelligent» inbin patentierter intelligenter Behälter Selbstversorger Energy Harvesting mit 400lx Solarzelle epaper-grafik-display hochauflösend für Texte, Grafiken und Barcodes 256bit Kryptokern separater Prozessorkern zur asymmetrischen Verschlüsselung Energiespeicher Telegramme ohne Nachladen 32 Bit μprozessor bis zu 25 MHz, 512K Kommunikativ ios Interface für ipad inbin ist eine Marke der Fraunhofer-Gesellschaft Fraunhofer Seite 4

5 BEHÄLTER wird «intelligent» Würth Enterprise Lab ibin - Behälter mit Augenmaß Mit einer integrierten Kamera und im Zusammenspiel mit seiner Cloud zählt der ibin die Teile, die in ihm liegen. Fraunhofer Seite 5

6 PALETTE wird «intelligent» smarti smart Reusable Transport Items Fehler im Bestellprozess verursachen Verluste zwischen 2 und 3%. Transparenz im Distributionsprozess reduziert diese Quote unter 0,5%. Der Verlust von Paletten lässt sich um bis zu 50% reduzieren. Weniger Verlust und höhere Effizienz reduzieren den Bestand um 10%. Entspricht 2% mehr Umsatz (ca. 8 Mrd. ) für den deutschen Handel. Mars, Rewe, Chep und Fraunhofer IML erhielten den ECR-AWARD Fraunhofer Seite 6

7 FAHRZEUGE werden «intelligent» Zellulare Transportsysteme autonomes Fahren Unflexible Fördertechnik durch kleine autonome Transporteinheiten ersetzen. Selbststeuerung nach dem Internet der Dinge Prinzip Schwarmintelligenz zur Bewältigung komplexer Transportaufgaben nutzen Autonom Einzeltransporte bewältigen Steigerung von: Wandelbarkeit Skalierbarkeit Flexibilität Transportleistung genau dort, wo sie benötigt wird! Fraunhofer Seite 8

8 RackRacer bionische Formgebung 3D-Druck Das niederländische Königspaar zu Besuch beim RackRacer Fraunhofer Seite 9

9 Rack Racer autonomes Klettern Diagonalfahrt im Regal bionische Formgebung 3D-Druck Fraunhofer Seite 10

10 Serva: Automatisches Fahren am Düsseldorfer Flughafen Auto.-Parksystem - Prototypentwicklung mit Fraunhofer IML Ray im Einsatz am Düsseldorfer Flughafen Eine Entwicklung für: Fraunhofer Seite 11

11 INVENTAIRY autonomes Fliegen Die dritte Dimension des Internet der Dinge Fraunhofer Seite 12

12 Das Internet der Dienste Made in NRW Fraunhofer Seite 13

13 Panta rhei Du steigst niemals in den selben Fluss Fraunhofer Seite 14

14 Mit jeder Innovation entstehen viele neue Möglichkeiten. Nur jede tausendste Idee wird zur erfolgreichen Erfindung. Innovationsgrad Zeit Fraunhofer Seite 15

15 Mit jeder Innovation entstehen viele neue Möglichkeiten. Man muss viele Frösche küssen, bis eine Prinzessin dabei ist! Innovationsgrad Zeit Bild: Piumadaquila Fotolia.com Fraunhofer Seite 16

16 Man muss viele Frösche küssen, bis eine Prinzessin dabei ist! «Die weltweite Nachfrage nach Kraftfahrzeugen wird eine Million nicht überschreiten - allein schon aus Mangel an verfügbaren Chauffeuren.» [Gottlieb Daimler,1901] «Ich denke, dass es einen Weltmarkt für vielleicht fünf Computer gibt.» [Thomas Watson, CEO IBM, 1943] «Es gibt keinen Grund dafür, dass jemand einen Computer zu Hause haben wollte.» [Ken Olson, Präsident von DEC, 1977] «Der Mensch wird niemals auf das Erlebnis verzichten, in einem Katalog zu blättern.» [Versandhändler zu den Chancen des E-Commerce, 2000] Bild: julien tromeur Fotolia.com Fraunhofer Seite 17

17 Innovationsaufwendungen Promille-Bereich Branche Post-, Kurier- und Expressdienste [D in Mio. ] Zu den Innovationsaufwendungen gehören: Forschung und Entwicklung sowie innovationsbezogene Ausgaben für Sachanlagen und immaterielle Wirtschaftsgüter, Weiterbildung, Marketing, Konzeption, Konstruktion, Design sowie Produktions- und Vertriebsvorbereitung. Statistica * 2014* *Schätzung Deutschland; ZEW; Fraunhofer ISI; Unternehmen ab 5 Beschäftigte Fraunhofer Seite 18

18 Innovationsaufwendungen KEP und Software, EDV und Informationsdienste [D in Mio. ] 8000 KEP EDV Im ersten Quartal 2014 hat Google 2,1 Mrd. $ für Forschung und Entwicklung ausgegeben. [Heise online , Analyse: Google investiert langfristig] * 2014* *Schätzung ZEW; Fraunhofer ISI; Unternehmen ab 5 Beschäftigte Fraunhofer Seite 19

19 Geplante Investitionen in der Logistik-Branche im Jahr % 10% 20% 30% 40% 50% 60% 70% Logistik-Software Lagerhallen Fahrzeuge für den Fernverkehr Flurförderfahrzeuge Regale Regalbediengeräte Keine Investitionen Fahrzeuge für den Verteilverkehr Sonstige Materialflusstechnik SCI Verkehr Statista 2014 Fraunhofer Seite 20

20 Teure Fehlkäufe Schon zur Jahrtausendwende hätte die (Informations-)Logistik die Entwicklung in die Hand nehmen müssen! 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% 40% 45% Internet/eCommerce Sicherheitssoftware Vertriebs/CRM-Lösunge Betriebssystem/Datenbanken Sonstige Materialflusstechnik Supply Chain Management Bei welchen Software-Investitionen haben Sie in den letzten zwei Jahren einen Flop erlebt? Umfrage zur Jahrtausendwende ( ) betriebsw. Standardsoftware (ERP) Backoffice/Bürokommunikation System- und Netzwerkmanagement Mehrfache Nennungen möglich. Quelle: Agentur Denkfabrik Basis: 700 deutsche IT-Firmen in: LogistikInside Fraunhofer Seite 21

21 Capgemini/MIT: How digital leaders outperform their peers in every industry 9% mehr Umsatz 12% höherer Firmenwert 26% mehr Profit Capgemini, MIT CfDB: The Digital Advantage, S. 7, 2012 Bild: madpixblue Fotolia.com Fraunhofer Seite 22

22 LOGISTIK UND IT ZUSAMMENDENKEN! Die Verbindung zwischen Informationstechnologie (IT) und Logistik birgt das größte Potenzial für die Zukunftsfähigkeit des Wirtschafts- und Logistikstandortes Deutschland. Es ist daher der zentrale strategische Anspruch der Logistik, eine taktgebende Führungsrolle in der Informatik und bei der Entwicklung von Informationstechnologien zu übernehmen. Fraunhofer Seite 23

23 Informationslogistik als eigenständige Disziplin 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. BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Bild: FM2 Fotolia.com Fraunhofer Seite 24

24 Megatrends und Innovationstreiber 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 voran zu treiben, 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. BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Bild: vege Fotolia.com Fraunhofer Seite 25

25 E-Commerce und M-Commerce 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. Bezahlen, Auktionieren und Produzieren sind Aufgaben einer zukünftigen Informationslogistik! BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Bild: nomius Fotolia.com Fraunhofer Seite 26

26 Online-Umsatz führender Handelsunternehmen in Deutschland [2009 bis 2013 in Mrd. ] Amazon zählt zu den Top Ten der innovativsten Unternehmen der Welt. [BCG 2013] 7 6 5,67 6,48 Amazon 5 4,62 4 3, ,2 1,86 2,1 2,09 2,13 2,27 Otto 1 0 0,68 0,36 0,01 0, ,85 Zalando Quelle: IfH Köln, Focus 22/2014, vom , Seite 92, Statistica Fraunhofer Seite 27

27 Die 10 größten Online-Einzelhändler der Welt [Umsatz 2012 in Mrd. $] Amazon 51,7 Apple Walmart Otto Jingdong Mall Tesco Liberty Interactive Dell Casino Jia.com 8,6 7,5 7,4 6,7 4,8 4,4 3,4 3,4 3, Deloitte: GlobalPowers of Retailing 2014, S. 28; Umsätze des Jahres 2012 Jingdong Mall gehört zu Alibaba Jia.com gehört: Shanghai Quijia Network (Baustoffe etc.) Fraunhofer Seite 28

28 Komplexität Komplexität und Dynamik wachsen in der Logistik überproportional. Die größte strategische Chance (für neue Geschäftsmodelle) 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. BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Bild: vege Fotolia.com Fraunhofer Seite 29

29 Transparenz Herrschaft über die Daten (wieder) erlangen! Transparenz und Rückverfolgbarkeit sind die Grundlagen des logistischen Managements und Garanten für die Sicherheit und Zuverlässigkeit der Supply Chain. Diese sicherzustellen, erfordert die Entwicklung und konsequente Einführung neuer Informationstechnologien. BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Bild: red Fotolia.com Fraunhofer Seite 30

30 Transparenz Big Data ist in der Informationslogistik längst angekommen! Grafik: Otto, Boris; basierend auf: *Der Pizza-Code. In: Zeit Online Wirtschaft; zeit.de/2013/31/(july 25th, 2013), Photo: Joe Gough Fotolia.com Fraunhofer Seite 31

31 Die Quintessenz laut «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.» [Die Zeit*] *Der Pizza-Code. In: Zeit Online Wirtschaft; zeit.de/2013/31/(july 25th, 2013), Fraunhofer Seite 32

32 Normung & Standards 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 gefördert werden muss. BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Bild: RonFullHD Fotolia.com Fraunhofer Seite 33

33 Produzieren von De-Facto-Standards : Top-Software-Anbieter [Marktanteil in %] Microsoft IBM Oracle SAP EMC Symantec HP CA Adobe Systems Intuit NEC Autodesk Fujitsu Sage 2,3% 2,3% 1,8% 1,6% 1,3% 1,1% 1,0% 0,8% 0,8% 0,8% 4,8% 7,1% 7,8% 18,0% 0% 2% 4% 6% 8% 10% 12% 14% 16% 18% 20% Quelle: PAC, D3 Baseline Scenario for 2020, Seite 36 Fraunhofer Seite 34

34 Digitale Infrastruktur Jenseits von Straße und Schiene Die Datenmenge in der Logistik vertausendfacht sich alle 10 Jahre. Investitionen in breitbandige und mobile Datennetze müssen zur Wettbewerbssicherung des Standortes und zur Sicherstellung eines schnellen und sicheren Datenaustausches erhöht werden. In Zukunft gilt: Keine App kein Geschäft! BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Bild: Kalinovsky Dmitry Fotolia.com Fraunhofer Seite 35

35 Sicherheit Rechtssicherheit auf Basis klarer, transparenter Regeln und länderübergreifende Lösungen und Vereinbarungen sind für die Logistik existentiell. Die Schaffung einer sicheren «German Cloud» erscheint ebenso notwendig wie chancenreich. BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Bild: Fabian Schmidt Fotolia.com Fraunhofer Seite 36

36 Investitionen in ITK-Lösungen für Industrie 4.0 [D in Mrd. ] Aber 2015 nur 80 Mio. in Softwarelösungen 3 Umsatz in Milliarden Euro 2,5 2 1,5 1 0, Mio. IT-Dienstleistungen 125 Mio. Network Services 1,504 2,016 2,311 2, Mio. ITK-Infrastruktur 80 Mio. I4.0-Softwarelösungen Basis der Daten ist eine Marktabschätzung des 1,057 Marktforschungsinstituts Experton Group über 12 Branchen der deutschen Wirtschaft (Chemie/Pharma; Automotive; Fertigung/Maschinenbau; Elektroindustrie; 0,654 Landwirtschaft; Transport/Logistik; Dienstleistungen; Public Sector; Gesundheitswesen; Versorgung; Handel; 0,425 Telekomunikation und sonstige). 0, Quelle: Quelle: Experton Group 2014 Fraunhofer Seite 38

37 Mensch und IT in Zeiten der 4. Industriellen Revolution Quelle: UserExperiencesWorks A newspaper is an ipad that does not work.mp4 auf Youtube.de Fraunhofer Seite 39

38 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, welche die Vernetzung des Menschen in den «Social Networks» einer Industrie 4.0 propagiert und ihn zugleich als soziales Individuum adressiert. BVL Positionspapier 2014, Logistik und IT ten Hompel, Rehof, Heistermann, AK IT der BVL Fraunhofer Seite 40

39 SOFTWARE PRODUZIEREN WIE AUTOS! Das Logistik- und das Software-Institut der FhG gründen das FILIT als Ort der Zusammenarbeit auf dem Gebiet der Informationslogistik. Fraunhofer Seite 41