Produktions- und Liefernetzwerke

Menschzentrierte, smarte und nachhaltige Logistikservices für die resiliente Produktion in Industrie 5.0

Für 3 Ebenen werden Logistikservices entwickelt, die seitens der Logistikdienstleister für produzierenden Unternehmen angeboten werden, um die Resilienz der Produktion zu erhöhen. Wesentliche Elemente sind die Fähigkeit zur Anpassung und Kollaboration mit entsprechender Qualifikation von Personal und KI-basierter Entscheidungsunterstützung.​

Die Services werden für drei Handlungs- und Gestaltungsebenen der Logistik entwickelt. Damit können unterschiedliche Unternehmen und Branchen im Rahmen von Workshops angesprochen werden. Ziel der Workshops ist, Logistikunternehmen als Anbieter dieser Services aufzubauen und Produktionsunternehmen als Nutzer dieser Services zu gewinnen.​

A - Makro-Resilienz: Resiliente Standortstrukturen (IML)

  • Kompensation des Ausfalls von Einzelstandorten, Anpassung räumlich verteilter Produktionsstrukturen

B - Meso-Resilienz: Resiliente agile Intralogistik (IFF)

  • Schutzzaunlose dynamische Kommissionierung im Mischverkehr (Mensch, Gabelstapler, FTS) für Ramp Up / Normalbetrieb / Störung, KI-unterstützte Safety

C - Mikro-Resilienz: Resilienzorientierter Personaleinsatz als Dienstleistung (IFF, IML)

  • Kooperation OEM-Mitarbeiter / Logistikdienstleister, Personalqualifizierung, Kollaboration von Logistik- und Produktionsexperten, IT-Unterstützung und Arbeitsmittel
Heinrich Frye

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Dr.-Ing. Heinrich Frye

Experte für Luftverkehrslogistik

Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML
Joseph-von-Fraunhofer-Str. 2-4
44227 Dortmund, Deutschland

Telefon +49 69 668118-350

Klaus Richter

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Hon.-Prof. Dr.-Ing. Klaus Richter

Fertigungsmesstechnik und digitale Assistenzsysteme, Gruppenleiter Digitale Logistiktechnologien

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF
Sandtorstr. 22
39106 Magdeburg, Deutschland

Telefon +49 391 4090-420

Fax +49 391 4090-93-420

Rohstoffe sind ein erfolgskritischer Produktionsfaktor der Industrie. Die Pandemie hat gezeigt, wie sensibel Lieferketten auf Störungen reagieren, teilweise mit der Folge, dass die Rohstoffversorgung komplett unterbrochen wurde. Die Frage ist: Wie lässt sich die Rohstoffbasis resilienter gestalten, insbesondere bei produktionskritischen oder schwer beschaffbaren Rohstoffen? 

Ein Lösungsansatz besteht darin, vermehrt Rohstoffe auf Recyclingbasis für die Industrie zu erschließen. Besonders wichtig erscheint dies für Rohstoffe mit einer hohen Kritikalität, z.B. seltene Industriemetalle, aber auch für Stoffströme, die endliche fossile Ausgangsprodukte wie Rohöl erfordern, allen voran Kunststoffe.

Vereinfacht gesagt sind dafür zwei Ansätze notwendig: 1. verbesserte Recyclingtechnologien, um mehr Rezyklat in der erforderlichen Qualität wirtschaftlich zu erzeugen und 2. eine verbesserte Vernetzung des Recycling- mit dem Produktionssektor, damit Recycling-Materialien auch für die Produktionssysteme verfügbar sind. Letzterem Punkt liegt die Einsicht zugrunde, dass nicht alles, was an Recyclingrohstoffen auf dem Markt vorhanden ist, auch realiter der Industrie zur Verfügung steht, und zusätzlich, dass nicht alles, was recycelt werden könnte, auch recycelt wird, unter anderem, weil kein Abnehmer des Rezyklats vorhanden ist.

Hierfür gibt es eine Vielzahl an Ursachen, z.B. enge Materialspezifikationen, fehlende Qualitätsstandards für Rezyklate, mangelhafte Technologien für die Qualitätssicherung von Rezyklat, beschränkte Lieferanten-Kunden-Beziehungen zwischen Recyclern und Industrie bis hin zu Vorurteilen der Produzenten gegenüber dem Rezyklateinsatz. 

Übergreifend betrachtet, sind viele dieser Hemmnisse in Informations- oder Datendefiziten begründet. Eine Lösung wird in der digitalen Vernetzung der Wertschöpfungsketten aus beiden Sektoren gesehen. Benötigte Daten, z.B. zu Sekundärrohstoffmengen, -eigenschaften und -qualitäten stünden dann der Industrie bedarfsgerecht zur Verfügung. Auf Basis dieser Daten ließen sich das Substitutionspotenzial eines Werkstoffs durch Sekundärrohstoffe schnell und genau bestimmen, die Einkaufsmöglichkeiten für Sekundärmaterial in der erforderlichen Qualität wäre bekannt, und eine Anpassung der Produktionsmaschinen könnte datenbasiert erfolgen.

Im Projekt wurden die Schnittstellen zwischen Recycling- und Produktionssektor am Beispiel von Kunststoffen für die Automobilindustrie identifiziert und evaluiert. In einem Folgeprojekt soll der erforderliche Datenaustausch am Beispiel eines Demonstrator-Bauteils in die Umsetzung gebracht werden. 

Neben einem "mehr" an Resilienz hat eine verstärkte Nutzung von Sekundärrohstoffen auch zur Folge, dass der Bedarf an Primärrohstoffen abnimmt. Unabhängig von Krisen leistet der Ansatz somit einen Beitrag zu größerer industrieller Nachhaltigkeit.

Frederik Betsch

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Frederik Betsch

Experte für Ausfallsichere Liefer- und Produktionsnetzwerke

Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT
An der Maxhütte 1
92237 Sulzbach-Rosenberg, Deutschland

Telefon +49 9661 8155-555