Digitalisierung in der Sammellogistik

Neue Potenziale durch Mobile, IoT und Cloud

Dominik Bial, Sven Bernhardt

© Shutterstock.com/Dmitry Kalinovsky

Das Internet der Dinge ist maßgeblicher Treiber und Enabler des Trends zur Digitalisierung, der auch gerne als Industrie 4.0 bezeichnet wird. Anhand eines Beispiels aus der Logistik wollen wir verdeutlichen, welchen Einfluss das Internet der Dinge auf Geschäftsprozesse hat, und wie sich daraus Vorteile für Unternehmen generieren lassen.

Der Trend zur Digitalisierung nimmt immer weiter zu und ist mittlerweile in einer Vielzahl von Fachartikeln und Blogeinträgen beschrieben. Eine Grundaussage treffen die meisten Veröffentlichungen: Sie sagen sowohl eine radikale Transformation unseres heutigen privaten und beruflichen Umfelds als auch enormes Entwicklungspotenzial für Unternehmen voraus. Die Potenziale für Unternehmen ergeben sich durch drei Aspekte, die die Digitalisierung mit sich bringt:

  1. Gesteigerter Informationsgehalt: Informationen liegen digital vor und lassen sich damit maschinell, nahezu ohne zeitlichen Verzug, verarbeiten und verteilen. Hierdurch lässt sich die Prozesstransparenz erhöhen, was sich gleichzeitig positiv auf die Qualität von Geschäftsentscheidungen auswirkt.
  2. Neue Geschäftsmodelle: Neben neuen Produktideen und optimierten Lösungen sind gewonnene Daten nicht nur für das eigene Unternehmen interessant. Daten können als Serviceleistung angeboten und über verschiedenste Kommunikationskanäle verteilt und bereitgestellt werden. So ist es möglich, zielgerichteter auf Kunden zuzugehen, sowie maßgeschneiderte Angebote zu machen.
  3. Proaktives Prozessmanagement: Durch die Entstehung und Verteilung der Informationen lassen sich Geschäftsprozesse in einer noch nicht dagewesenen Art und Weise überwachen und steuern, was eine schnellere Reaktion auf Geschäftsereignisse ermöglicht. Es entsteht die Möglichkeit, proaktiv in Prozesse einzugreifen, wodurch Prozesse und deren Ausführung schnell adaptiert werden können.

Begünstigt werden die angeführten Potenziale durch die Entstehung und Weiterentwicklung von Geräten wie Smartphones, Tablets und Sensoren sowie deren steigende Vernetzung.

Wurde Software in den letzten Jahren hauptsächlich für die Betriebs- und Unternehmensebene entwickelt, adressieren neuere Geräte vornehmlich die Durchführungsebene. Die hierdurch begünstigte, immer weiter voranschreitende Vernetzung fördert dabei die mobile Interaktion mit der Betriebs- und Unternehmensebene (Abb. 1).

Dahin gehend ist verständlich, warum gerade dem Internet der Dinge (Internet of Things) ein so großes Potenzial zugesprochen wird. Völlig neue Bereiche, die bisher technisch kaum abgedeckt werden konnten, sind jetzt adressierbar. So können komplexe Supply-Chain-Prozesse, die etwa beim Versand von Gütern zum Tragen kommen, optimiert und besser gesteuert werden. Dadurch kommt auch Themen wie Mobile, Cloud Computing sowie Big und Fast Data dank der zusätzlichen Datenmenge noch mehr Bedeutung zu.

Dabei ist IoT nichts gänzlich Neues: Es existieren Analogien wie zum Beispiel SCADA-Systeme in der Produktion, in denen bereits heute Sensoren und Aktuatoren zur Steuerung von Abläufen genutzt werden. IoT und Digitalisierung ermöglichen dies nun im großen Stil und ohne räumliche Begrenzung. Anhand solcher Analogien wird deutlich, wie Unternehmensprozesse zukünftig unterstützt und transparenter werden können. Die einzelnen Ebenen stellen sich gegenseitig Informationen zur Verfügung und ermöglichen damit eine gegenseitige Einflussnahme bis hin zum automatisierten Einschreiten und dem Anbieten von Handlungsoptionen.

Voraussetzung zur Nutzung ist, dass unterstützende IT-Systeme und -Strukturen nachvollziehbar und flexibel miteinander in Verbindung stehen. In diesem Zusammenhang ist auch von Multi-Channel Enablement die Rede, also der Anbindung und Nutzung heterogener Systeme in Einklang mit der Unternehmensarchitektur. Eine zentrale Integrationsplattform ist hierbei ein Erfolgsgarant, um verschiedene Kanäle nutzbar machen zu können [2]. Beispielsweise bieten aktuelle soziale Plattformen wie Twitter oder Facebook viele Möglichkeiten, Informationen auf unterschiedlichen Kanälen zu streuen. In diesem Zusammenhang meint Multi-Channel Enablement beispielsweise die automatisierte und individuell auf die Interessen der Adressaten zugeschnittene Platzierung von Werbung. Es beschreibt überdies einen Ansatz, um mehrere Kanäle integrativ und optimiert für einen Verwendungszweck zu nutzen.

Die Logistikbranche, deren Dienstleistung und Wertschöpfung hauptsächlich in der Durchführungsebene liegt, steht durch die Digitalisierung unter noch stärkerem Druck, ihre Geschäftsmodelle neu auszurichten und Wettbewerbsvorteile schneller nutzen zu können. Neue technologische Möglichkeiten können sich als Schlüssel zur Herausbildung von Alleinstellungsmerkmalen erweisen. Die neu entstehenden Kanäle versprechen dabei Möglichkeiten, Kontakte zu Kunden und Partnern zu intensivieren und die Durchführung der Prozesse digital zu überwachen und zu steuern.

Herausforderung und Chancen

Obwohl die Digitalisierung immer stärker zunimmt und sowohl technische als auch zwischenmenschliche Kommunikation verstärkt über das Internet erfolgt, stehen in der Logistik der persönliche Kontakt und die direkte Zusammenarbeit im Vordergrund. Dies ist bedingt durch die erbrachte Dienstleistung: der Transport von Gütern. Der persönliche Kontakt ist zwangsläufig bei der Übergabe von Gütern, vom Sender an den Lieferanten und später an den Empfänger, gegeben. Der reibungslose Ablauf ist beim Austausch von Informationen essenziell, zum Beispiel bei Terminen für Übergaben. Dabei ist die Sicherstellung von Konsistenz, Nachvollziehbarkeit und Transparenz schwierig, sowohl in Richtung der Kunden als auch der Partner.

Durch die zunehmende Digitalisierung entstehen neue technische Möglichkeiten, um Zustände innerhalb der Logistikketten automatisiert zu erfassen und entsprechend zu reagieren. Die Transparenz des Gesamtablaufs kann somit deutlich erhöht werden. Zudem wird hierdurch eine Optimierung und Stabilisierung vorhandener Prozesse ermöglicht, sodass eine Qualitätssteigerung und Kostenreduktion stattfindet.

Abb. 1: Wert einer Information, angelehnt an [3]

Abb. 1: Wert einer Information, angelehnt an Hackathorn

Wie Abbildung 1 zeigt, nimmt der Wert einer Information über die Zeit ab. Bis Informationen bei einem Empfänger eintreffen, können diese bereits veraltet sein, sodass im schlimmsten Fall Entscheidungen auf Basis einer nicht mehr aktuellen Informationsgrundlage getroffen werden. IoT ermöglicht eine direkte digitale Erfassung von Informationen, die unter Zuhilfenahme vorhandener IT-Strukturen schnell verarbeitet werden können. Dies reduziert die Dauer, die der Transport der Information an einen Verantwortlichen oder Entscheider benötigt, deutlich; auch der umgekehrte Weg wird beschleunigt, da Dinge, Personen und Systeme direkt informiert und daraus Aktionen abgeleitet werden können. Damit sind einige Vorteile verbunden:

  • Erhöhte Automatisierbarkeit von Geschäftsabläufen und höhere Automatisierungstiefe
  • Transparenz bei der Ausführung von Prozessen
  • Erhöhung der Stabilität und damit Steigerung der Qualität
  • Dynamischere und flexiblere Prozesse durch Eingriff und Steuerung von Mitarbeitern und Ressourcen – proaktiver und reaktiver Ansatz möglich
  • Digitalisierung vorhandener Prozesse, um Prozesskontrolle, -transparenz, und -optimierung zu ermöglichen
  • Kürzere Reaktionszeiten bis zur Adaption der Prozesse

Gleichzeitig müssen sich Unternehmen hinsichtlich der Herausforderungen wappnen, die dieser neue Ansatz mit sich bringt:

  • Integration verschiedenartiger Datenquellen
  • Konsolidierung, Verarbeitung und Analyse der Daten, um Handlungsalternativen ableiten zu können
  • Kombination von Historiendaten mit Echtzeitdaten
  • Vernetzung innerhalb der Systemlandschaft
  • Konsistente Integration der bestehenden Systeme mit neuen Systemen und Geräten
  • Umstellung organisatorischer Strukturen hinsichtlich eines reaktiv ausgerichteten Unternehmens

Wandel der Logistik am Beispiel der Sammellogistik

Die Sammellogistik beschäftigt sich mit dem Einsammeln von Gütern (zum Beispiel Briefe, Pakete, Schrott). Häufig ist dies eine Vorstufe für einen nachfolgenden Prozess, da diese Güter entweder weitertransportiert oder verarbeitet werden. Ähnliche Strukturen kommen auch bei Wartungen von Geräten oder Automaten wie Geld-, Snack- oder Zigarettenautomaten zum Einsatz.

In Zeiten von Amazon und Zalando ist jeder von uns bereits mit der Sammellogistik in Kontakt gekommen. Bevor Pakete beim Empfänger eintreffen, müssen sie zunächst vom Sender in das Logistiknetzwerk des Dienstleisters gelangen. Erst danach können die Pakete zum Empfänger transportiert werden.

Obwohl die eigentlichen Prozesse einfache Strukturen aufweisen, gestaltet sich die Planung aufgrund der großen Güteranzahl oder der Bedingungen, unter denen bestimmte Güter wie Fisch, Fleisch oder Tiefkühlware transportiert werden, schwierig. Des Weiteren herrscht ein sehr großer Konkurrenzkampf. Gehälter und Preise sind entsprechend niedrig gehalten. Vorteile bei der Planung oder Kommunikation mit Kunden und Partnern können das Zünglein an der Waage sein, um Vorteile gegenüber der Konkurrenz zu erzielen.

Typischerweise werden Pakete von Kunden selbst bei Filialen des Paketdienstleisters abgegeben. Alternativ hat der Paketdienstleister mit dem Kunden vereinbart, die Waren in definierten Intervallen abzuholen. Der Paketdienstleister sammelt die Güter ein und führt diese seinem Logistiknetzwerk zu. Dort werden die Güter sortiert, auf Fahrzeuge verladen und weiter transportiert.

Heute wird hauptsächlich mit Statistiken gearbeitet, aufgrund derer Tourenplanungen vorgenommen werden. Die Erfahrungen mit dieser Vorgehensweise sind vorwiegend positiv. Als Grundlage für die Planung wird beispielsweise das durchschnittliche Paketaufkommen auf bestimmten Touren in Abhängigkeit vom Geschäftskunden und der Jahreszeit betrachtet. Interessant wird es, wenn Abweichungen und Komplikationen wie Stau, Unwetter oder Fahrzeugpannen auf den geplanten Touren entstehen. Hierdurch ergeben sich Verzögerungen, was zu einer Erhöhung der Transportkosten, zum Beispiel durch vertraglich vereinbarte Konventionalstrafen, führen kann. Probleme entstehen dabei nicht nur durch defekte Fahrzeuge oder Verzögerungen. Viel häufiger sieht sich der Dienstleister mit dem Auftreten von Kapazitätsengpässen konfrontiert. Die Anzahl und Größe abzuholender Güter weichen ab oder sind unbekannt, sodass eine wirtschaftliche Auslastung der Fahrzeuge nicht gewährleistet ist. Ein Fahrzeug, das seine Kapazität nicht nutzt, verursacht zusätzliche Transport- und Personalkosten. Ist die Kapazität eines Fahrzeugs zur Abholung der Güter nicht ausreichend, dann verursacht dies Sondertouren bis hin zu Vertragsstrafen. Bei Anpassungen an den Touren entstehen zusätzliche planerische Herausforderungen durch Rahmenbedingungen wie zum Beispiel Arbeits- und Lenkzeiten der Fahrer.

Neben den reinen Kostenaspekten hat es auch erheblichen Einfluss auf die Reputation eines Unternehmens. Falls es Versprechen nicht einhalten kann, wird von Kunden eine Verminderung der Servicequalität wahrgenommen.

Abbildung 2 zeigt ein vereinfachtes Netzwerk innerhalb der Sammellogistik: An einem Knotenpunkt starten Fahrzeuge ihre Touren, um Güter einzusammeln. Die Güter werden dann im Knoten umgeschlagen und später an den Empfänger versendet. Das Fahrzeug auf der unteren linken Seite der Abbildung kann zum Beispiel aufgrund einer Verkehrsstörung die Tour nicht fortsetzen.

Abb. 2: Vereinfachter Ablauf in der Sammellogistik

Abb. 2: Vereinfachter Ablauf in der Sammellogistik

Digitalisierung und das Internet der Dinge bieten die Chance, mit diesem ungeplanten Ereignis umzugehen und angemessen darauf zu reagieren. Probleme lassen sich erfassen und digital der Betriebsebene zuführen. Das kann entweder durch eine mobile App für den Fahrer oder durch automatische Erfassung von Daten mittels Sensoren geschehen.

Die Daten können über ein eigenes Tool oder eine Plattform in der Cloud verarbeitet werden. Kommt es zu Verzögerungen auf der Tour, können die Empfänger automatisiert über mehrere Kanäle wie Facebook, SMS oder Twitter informiert werden. Auch der weitere Austausch kann dann darüber stattfinden. Das Gleiche gilt auch für Geschäftspartner; hier wäre Salesforce eine mögliche Plattform, da diese sich auf B2B-Geschäftsbeziehungen fokussiert. Dadurch ist mit zu vereinbarenden Regeln eine (Teil-)Automatisierung und damit eine schnelle Reaktion möglich.

Integration als Voraussetzung

Das Internet der Dinge und die Vernetzung von Devices sind Treiber für entsprechende Szenarien. Die Überwachung und Beeinflussung der Durchführungsebene wäre ohne diese Geräte nicht möglich und auch nicht die Automatisierung in entsprechender Tiefe. Grundlage ist, dass Unternehmen eine stabile und zukunftssichere Integrationsinfrastruktur aufgebaut haben. Ein zentraler Integrationsbackbone, der die bestehenden Systeme eines Unternehmens auf der Basis von Standards transparent und nachvollziehbar miteinander verbindet, ist hierzu notwendig.

Abb. 3: Integrationsdilemma

Abb. 3: Integrationsdilemma

Das Vorhandensein einer konsistenten Integrationsarchitektur ist eine Grundvoraussetzung, um neue Kanäle wie beispielsweise Facebook oder Twitter im Sinne des Unternehmens gewinnbringend einsetzen zu können. Kanäle können mittels Multi-Channel Enablement ausgerichtet werden, sodass die Informationspolitik bei der Herausgabe von Daten berücksichtigt wird.

Die große Herausforderung für Unternehmen ist es, rechtzeitig mit der Planung und Umsetzung der Integration neuer Plattformen zu beginnen. Werden zwischen einzelnen Anwendungen jeweils proprietäre, individuelle Schnittstellen entwickelt, kommt es zu einem Wildwuchs in der Unternehmensarchitektur, der mit der Zeit nicht mehr beherrsch- und wartbar ist. Das dabei entstehende Integrationsdilemma, das in Abbildung 3 dargestellt ist, ist nicht neu. Mit der Definition einer konsistenten Integrationsarchitektur wird versucht, diesem Wildwuchs entgegenzuwirken.
Unternehmen, die bereits eine Integrationsplattform einsetzen und eine entsprechende Strategie verfolgen, haben dadurch entscheidende Vorteile gegenüber anderen Unternehmen, da neue Systeme effizient angebunden und IoT, Cloud und Mobile schnell adaptiert und genutzt werden können.

IT als Innovator und Treiber

Wurde die IT bisher als rein unterstützend für die Unternehmensprozesse betrachtet, wandelt sich mittlerweile das Verständnis. Unternehmen merken, dass die IT essenziell ist, um mit dem Wettbewerb konkurrieren zu können oder sich zu separieren; IT leistet dieser Tage einen entscheidenden Beitrag zum Unternehmenserfolg. IT ist Treiber und Innovator. Das bedeutet aber für die IT, dass Branchen-Know-how, Verständnis für die Unternehmensprozesse und das Auffinden von Optimierungspotenzial immer wichtiger werden. Folglich steht auch die IT unter dem Druck, sich zu wandeln, um neuen Herausforderungen begegnen zu können. Die Einführung einer konsistenten Enterprise-Architektur ist der Schlüssel zum Erfolg, aber auch gleichzeitig eine große Herausforderung.

Gerade Technologien wie Complex Event Processing (CEP), Business Activity Monitoring (BAM), Big Data und automatisierte Prozesse mit der Business Process Model and Notation (BPMN) können hier nachhaltig unterstützen: CEP hilft bei der Analyse der Echtzeitdaten aus Quellen wie zum Beispiel IoT-fähigen Geräten oder Twitter-Tweets. Mittels geeigneter Prognosemethoden und -modelle lassen sich beispielsweise Nachfragetrends in beschränktem Maße voraussehen. Vor dem Eintreten des eigentlichen Ereignisses können Handlungen vorgenommen werden, die den Effekt unterstützen oder eliminieren.

Mithilfe von BAM können Dashboards oder ein Realtime-Monitoring der Unternehmensprozesse implementiert werden. Dies ermöglicht es, suboptimale Prozessverläufe mit einem Blick zu erkennen, sie zu korrigieren und somit die Prozesse kontinuierlich zu optimieren.

Big Data erhält zusätzliche Daten, sodass sich die Berechnungen nicht nur auf alte Daten stützen, sondern vielmehr in Kombination mit den aktuell erfassten Daten koppeln lassen. Das ist gerade bei Abweichungen von bisher identifizierten Gesetzmäßigkeiten interessant, um aus getroffenen Entscheidungen neue Ursache-Wirkung-Muster abzuleiten oder Annahmen zu validieren.

Schließlich gibt es noch automatisierte Prozesse, die mittels BPMN implementiert worden sind. Die Geschäftsprozessmodelle sind auch für eine Fachabteilung lesbar, können in enger Zusammenarbeit zwischen Business und IT erstellt und schließlich automatisiert ausgeführt werden. Der große Vorteil: Änderungen an bestehenden Prozessen können schnell und transparent durchgeführt werden. Die Time to Market wird dementsprechend reduziert.

Fazit

Das Internet der Dinge ist zugleich Teil und Treiber des Trends zur Digitalisierung. Grundlage ist zum einen die Gewinnung von Informationen in der Durchführungsebene, zum anderen die direkte Steuerung von Geräten und die damit verbundene Beeinflussung des menschlichen Handelns. Gemeinsam mit anderen aktuellen IT-Trends bringt IoT enormes Potenzial, wie proaktives Prozessmanagement und neue Geschäftsmodelle, mit sich. Voraussetzung für die Nutzung des Potenzials ist eine gut geplante und konsistente Integrationsstrategie innerhalb der Unternehmensarchitektur. Unternehmen, die bereits in die Integration ihrer Systeme investiert haben, sind im Vorteil.

Die Adaption der neuen Konzepte ist aber kein Selbstläufer. Neben technologischen Änderungen, die in der Regel mit Anfangsinvestitionen verbunden sind, ist auch auf organisatorischer Ebene ein Umdenken vonnöten. Bestehende und langjährig etablierte Abläufe müssen kritisch hinterfragt und gegebenenfalls geändert werden. Die Notwendigkeit, dies allen Beteiligten transparent und nachvollziehbar zu machen, ist häufig schwierig und bedarf einer gewissen Ausdauer und Stringenz.

Trotz dieser Hürden führt über kurz oder lang kein Weg an IoT und den damit verbundenen Vorteilen vorbei, um Ziele wie Operational Excellence und Cost Leadership umsetzen zu können und sich so vom Wettbewerb zu differenzieren.

Aufmacherbild: forklift loader pallet stacker truck equipment at warehouse von Shutterstock.com / Urheberrecht: Dmitry Kalinovsky

Geschrieben von
Dominik Bial
Dominik Bial
Dominik Bial ist Consultant bei der OPITZ CONSULTING Deutschland GmbH und arbeitet dort im SOA- und JEE-Bereich. Neben der Projektarbeit beschäftigt er sich mit neuen Trends in der IT. Sein besonderes Interesse gilt dabei dem Internet der Dinge und serviceorientierten Architekturen.
Sven Bernhardt
Sven Bernhardt
Sven Bernhardt arbeitet als Solution Architect für die OPITZ CONSULTING Deutschland GmbH. In seiner Funktion konzipiert und implementiert er zukunftsorientierte, robuste Unternehmensanwendungen basierend auf zukunftsweisende Technologien. Sven arbeitet in verschiedenen großen SOA- und BPM-Projekten, die sich mit Herausforderungen in den Bereichen Geschäftsprozessautomatisierung und Integration beschäftigen. Zudem verfügt er über langjährige Erfahrung als SOA-/BPM-Coach, Trainer und Entwickler. Als Leiter des Competence Centers für Oracle-basierte Lösungen ist er an der Entwicklung von Best Practices sowie dem Know-how-Aufbau für neue Oracle-Technologien und Lösungen beteiligt. Weiter ist Sven ein Oracle ACE und als Referent auf zahlreichen IT-Konferenzen aktiv.
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