Intralogistik intelligent automatisieren - Hoch automatisierte Produktionsversorgung

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1 Intralogistik intelligent automatisieren - Hoch automatisierte Produktionsversorgung Stuttgart, Tag der Informationslogistik Prof. Dr.-Ing. Willibald A. Günthner fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 1

2 Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Lehrstuhl Aufgaben Mitarbeiter Lehre 27 Planstellen 33 Drittmittelstellen fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. Willibald A. Günthner Forschung Industrieprojekte fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 2

3 Forschungsprofil Arbeitsgebiete Automatisierung & Identifikation Berechnung & Auslegung Digitale Werkzeuge & Simulation Methoden & Konzepte Forschungsschwerpunkte Internet der Dinge & Industrie 4.0 Energieeffizienz & Nachhaltigkeit Ergonomische Logistiksysteme Supply Chain Engineering Logistikstrukturen & Prozesse Informations- & Kommunikationssysteme Virtual und Augmented Reality Fördermittel der Intralogistik Lager- & Kommissioniersysteme Kranbau & Tragwerksberechnung FEM & MKS-Berechnungsverfahren Schüttgutförderung Automobillogistik Baulogistik fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 3

4 Agenda 1 Rahmenbedingungen und Megatrends Auswirkungen auf die Intralogistik 2 State of the Art in der Produktionsversorgung Intralogistik intelligent automatisieren 3 Blick in die Zukunft: Was kommt morgen? Innovationen für die Intralogistik fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 4

5 Rahmenbedingungen und Megatrends Auswirkungen auf die Intralogistik fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München

6 Individuelle Produkte Kundenindividualisierung Quelle: store.nike.com fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 6

7 Variantenvielfalt und Sachnummernexplosion Kundenindividualisierung Mögliche Variantenzahl pro Fahrzeugtyp mögliche Varianten BMW 1er X3 Cabrio BMW 3er X4 Coupé Limousine Touring Limousine Touring Cabrio BMW 2er BMW 4er BMW 5er BMW 7er BMW 5er M6 X5 X5 M X6 X6 M i3 Z4 i Zeit Quelle: in Anlehnung an Magna Steyr, BMW fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 7

8 Verkürzte Produktlebenszyklen Technologieinnovationen Produktlebenszyklen Automotive Durchschnitt. Zeitdauer vom Produktstart bis zum Peak bei den Verkaufszahlen 2000: 24 Monate : 24 Monate : 48 Monate Anzahl Monate Quelle: Wards Automotive, Accenture analysis fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 8

9 Komplexe Wertschöpfungsnetzwerke Globalisierung Deutschland München Unternehmenszentrale Schwere LKW, Fahrerhäuser, angetriebene Achsen Salzgitter Schwere LKW, Bus-Chassis und Komponenten Nürnberg Motoren Plauen Premiumreisebusse, Linien- und Reisedoppeldecker Polen Krakau Schwere LKW Posen Stadtbusse, Komponenten Starachowice Rohbau Stadtbusse Türkei Ankara Standardreisebusse, Überland- und Linienbusse Globales Produktionsnetzwerk der MAN Nutzfahrzeuge AG Mexiko Querétaro Bus-Montage Österreich Steyr Leichte und mittlere LKW, Fahrerhäuser Wien Sonderfahrzeuge China Jinan Sinotruk Ltd. Schwere LKW Indien Brasilien Resende MAN Latin America Schwere, mittlere und leichte LKW, Bus-Chassis Südafrika Olifantsfontein Überland- und Linienbusse Pinetown Schwere, mittlere und leichte LKW, Bus-Chassis Pithampur Joint Venture MAN FORCE TRUCKS Ltd. Schwere LKW Produktionsstandorte Standorte Kooperationspartner Quelle: MAN Lieferantennetzwerk in Europa der Werke der schweren Reihe Quelle: MAN fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 9

10 Rückgang der Wertschöpfungstiefe Outsourcing Body (Exterior) Antriebsstrang Karosseriestruktur Fahrwerk Anteil OEM [%] Zulieferer [%] Quellen: VDA / brandeins / Studie FAST fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 10

11 Steigende Transportkosten Zusammensetzung der Logistikkosten Innerhalb von Fertigungsunternehmen in Deutschland Administration 8,10% 9,40% Value-Added Services 3,90% 7,60% Packaging 5,40% 16,30% 2008 Transportation Costs 21,60% 29,50% 2011 Warehousing Costs 12,50% 13,20% Inventory Costs 8,70% 9,20% 0% 5% 10% 15% 20% 25% 30% 35% Quelle: Trends and Strategies in Logistics and Supply Chain Management, BVL fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 11

12 Demografischer Wandel Fläche Grenzen des Wachstums? Quelle: Porsche, fml fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 12

13 State of the Art in der Produktionsversorgung Intralogistik intelligent automatisieren fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München

14 Distributionsaufgaben der Intralogistik Globales Logistiknetzwerk Interne Lagerung und Umschlag Synchrone Produktion FIFO fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 14

15 Betrieb Analyse Materialflussplanung als Querschnittsaufgabe Fahreloses Transportsystem Warehouse on Wheels SUMA & Routenzug Planungsmethoden Wertstromanalyse Blocklayout Studien Transportmatrix Flussdiagramm REFA-Methodenlehre Wertstromdesign ABC-XYZ-Analyse Materialflussgraph Virtual Reality Konzeption Bedarfsplanung Wirtschaftlichkeitsrechnung Kennzahlensystem Verfügbarkeitsnachweis Shopfloor Management Produktionsplanung und Steuerung Simulation Leistungsnachweis CAx Spielzeitberechnung Methods-Time Measurement Warteschlangentheorie Dimensionierung Palettenlager & Stapler Projektmanagement Produktionsplanung Q I 2015 und Steuerung Q II 2015 Text Januar Februar März April Mai Analyse Anforderungsdefinition Modellierung Implementierung Validierung Start Probebetrieb Heute fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 15

16 LKW-Entladebereich LKW-Verladebereich Logistikkonzept für eine synchrone Produktion HRL als automatisierte Puffer- und Sequenzierfunktion Kaufteile - GLT Fertigware Kundenleergut Staplerlose Versorgung durch getaktete Routenverkehre Produktion Staplerlose Entsorgung durch getaktete Routenverkehre WA-Lager AKL als automatisierte Vereinzelungs- und Sequenzierfunktion Kaufteile - KLT Lieferantenleergut GLT/KLT Kleinskalige, getaktete Logistik zur hochfrequenten Materialversorgung in kleinen Losgrößen fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 16

17 Durchgängige Automatisierung des Materialflusses Globales Logistiknetzwerk Synchrone Produktion Entladung Autom. HRL Autom. Depalet-tierung AKL Autom. Routenzug -beladung Versorgung Produktion Ein KLT wird das erste Mal am Arbeitsplatz in die Hand genommen! fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 17

18 Operative Planung Management Materialflusssteuerung aus Nutzersicht Kennzahlensystem Fahrplangenerator Nachschubsteuerung Routenzugcockpit Anlagenvisualisierung Alarmcockpit Bildquellen: Brose, SAP fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 18

19 Steuerungsarchitektur Hauptsitz & Zentrale IT Werk Kopřivnice BUS PLC PLC PLC Frankfurt 165 km 410 km Coburg Prag 280 km Ostrava Kopřivnice 30 km Bildquellen: Brose fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 19

20 Neue Logistikstrukturen bei Brose CZ spol. s r.o. HRL AKL & Routenzug Wareneingang Produktion Warenausgang Bildquelle: Brose fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 20

21 Blick in die Zukunft: Was kommt morgen? Innovationen für die Intralogistik fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München

22 Durchdringung in der Logistik Innovationsfelder für die Logistik hoch Demografischer Wandel Mensch in komplexen Systemen Industrie 4.0 Volatilität Individualisierung Digitalisierung Nachhaltigkeit Big Data gering aktuell Zeithorizont / Relevanz zukünftig fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 22

23 Footprint der Intralogistik Nachhaltigkeit Beispiel Regalbediengerät für Paletten Durchschnittsleistung ca. 15 kw Jährlicher Stromverbrauch 99 MWh Stromkosten ca /Jahr CO 2 -Ausstoß 56,925 t/jahr Ein PKW kann km fahren, bis dieser CO 2 -Ausstoß erreicht wird km ca km Oder: ein RBG entspricht dem durchschnittlichen CO 2 -Ausstoß von 18 PKW Bildquellen: SSI Schäfer, NASA fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 23

24 Energieeffiziente RBG Nachhaltigkeit Bildquellen: Maschinenmarkt Vogel/Kraus, fml fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 24

25 Kleinskalige Logistik Cyber-Physical-Logistics-Systems Industrie 4.0 Bildquellen: Fraunhofer IML, KIT, Grenzebach Automation GmbH, Eisenmann GmbH fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 25

26 Intelligente Behälter Cyber-Physical-Logistics-Systems Industrie 4.0 Kühlketten überwachung Data-Mining Behälter management Rückverfolgbarkeit www www EDI GPS GSM Lieferant Distributionszentrum Cross Dock Filiale Bildquellen: fml, Würth fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 26

27 Vernetzung - Internet der Dinge Cyber-Physical-Logistics-Systems Industrie 4.0 fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 27

28 Augmented Reality Digitalisierung fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 28

29 Virtual Reality Digitalisierung fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 29

30 ErgoKom - Ergonomisch und alternsgerecht Demografischer Wandel fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 30

31 FiFi Gestengesteuertes Transportfahrzeug Demografischer Wandel Bildquellen: KIT, Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 31

32 Wo geht die Reise hin? kleinskalig synchronisiert verteilt effizient dezentral adaptiv Mensch-orientiert weltweit vernetzt ganzheitlich standardisiert Cyber-physical kundenorientiert robust flexibel fml Lehrstuhl für Fördertechnik Materialfluss Logistik Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wi.-Ing. W. A. Günthner Technische Universität München 32