Intelligente Sensoren verändern das Supply Chain Management (SCM)

Preiswerte und intelligente Sensoren leiten ein neues Zeitalter der Transparenz in Fabriken und in der Welt des Supply Chain Managements (SCM) ein.

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unter dem Begriff Industrie 4.0, sind intelligente Sensoren – jene mehr oder weniger kleine Geräte, die sich mit dem Internet verbinden und Informationen austauschen können. Diese Smart Devices und deren Datenströme haben zusammen mit Video, Text und Social Media das große Thema Big Data entstehen lassen und zu den damit verbundenen Herausforderungen für die traditionellen IT-Systeme geführt: Es gibt so viele Daten und so viele Datenformate, dass neue Software und Systeme erforderlich sind, die damit umgehen können.

Bei der Supply Chain (Lieferkette) geht es vor allem um Produkte, Bauteile oder Informationen von Unternehmen und deren Transport. In der Lieferkette sind vor allem zwei Zustände relevant: Die Ware ist erstens entweder unterwegs und wird befördert. Oder sie wird zweitens gerade irgendwo gelagert. Die beiden wichtigsten Dimensionen bei der Big-Data-Lieferkette sind, was und wo. Was für Objekte werden in welchen Mengen verfolgt, und wo sind sie in diesem Augenblick?

Je nachdem, welche Genauigkeit erwünscht ist und wie spezifisch die Identifizierung sein soll, können einzelne Objekte verfolgt werden oder die Identifikation kann auf bestimmte Mengen (zum Beispiel Kisten, Paletten oder Behälter) eines Objekts begrenzt werden. Zusätzliche Informationen über das Objekt oder die Menge können mit seiner Identität (zum Beispiel Chargennummer, Herstellungsdatum oder Qualitätsmessungen) verknüpft werden. Ähnlich können ortsspezifischen Informationen erfasst werden, einschließlich von Parametern wie Temperatur und Feuchtigkeit.

Die drei Kategorien für Supply-Chain-Sensoren

Sensoren für das Supply Chain Tracking lassen sich in drei allgemeine Kategorien einteilen: Identifizierung, Lokalisierung und Umweltfaktoren. Bei der Identifizierung ist die Radio Frequency Identification (RFID) die Standardtechnik. Bei diesem Verfahren werden RFID-Etiketten in oder auf den Waren, Kisten, Paletten oder Behältern befestigt. Wenn die Ware mit dem RFID-Etikett das elektronische Feld eines Lesers passiert, wird diese identifiziert. Obwohl RFID aktuell immer häufiger in der Lieferkette eingesetzt wird, erfolgt die Autoidentifikation meistens noch mit Barcodes – einer älteren, aber gut etablierten Technologie, die kostengünstig, zuverlässig und relativ einfach zu implementieren und zu verwenden ist.

Die Identifizierung der Artikel stellt automatisch auch den Ort fest, wenn die Scanner oder Leser an festen Standorten in einem Werk oder Lager positioniert sind. Sobald die Waren unterwegs sind, stützt sich die Verfolgung des Fahrzeugs (mit seinen Waren) auf standortbezogene Technologien, insbesondere auf Empfänger für das Global Positioning System (GPS). Sind diese Geräte entsprechend konfiguriert, können sie die Positionsdaten über das Internet hochladen, wo sie mit der Identität des Fahrzeugs oder dem Behälterinhalt verglichen werden. Supply-Chain-Tracking-Geräte kombinieren häufig das was und wo, entweder über ihren festen Standort oder über GPS.

Mithilfe der Sensoren, die Daten entlang der gesamten Lieferkette sammeln, können Unternehmen den Warenfluss in Echtzeit überwachen. Das führt nicht nur zu geringeren Fehlerquoten und niedrigeren Kosten, sondern minimiert insgesamt die Risiken, die mit dem Transport und der Auslieferung von Waren verbunden sind.

Laufende Updates in Echtzeit zur aktuellen Position der Ware ermöglichen es, Haltezeiten zu erfassen und herauszufinden, wenn eine Ware während der Auslieferung irgendwo zu lange verweilt. Anhand der Daten lassen sich mögliche Engpässe ausmachen und der Transportweg kann angepasst werden.

GE-Batterieproduktion - ein Anwendungsbeispiel für den Einsatz von Sensoren

Einige Waren und Sendungen müssen aus diversen Gründen wie Zerbrechlichkeit oder Umwelteinflüssen überwacht werden. Nahrungsmittel und einige Arzneimittel dürfen zum Beispiel eine bestimmte Temperatur nicht überschreiten, und fragile Artikel sollten nicht zu grob behandelt werden. Für diese Zwecke stehen Sensoren verschiedener Typen mit unterschiedlichen Fähigkeiten zur Verfügung.

Die Sensoren sind in der Lage festzustellen, wo und in welchem Ausmaß Waren Erschütterungen, Feuchtigkeit oder Temperaturschwankungen ausgesetzt sind und schlagen Alarm, wenn Grenzwerte überschritten werden. Einige Sensoren können sogar noch mehr: Sie können den Neigungswinkel der Ware berechnen, was insbesondere beim Transport zerbrechlicher Waren von Nutzen sein kann. Für einfache Zwecke genügen aber simple Sensoren: Einige Unternehmen nutzen dafür sogar Consumer-Geräte wie Webcams als billige und leicht verfügbare Geräte, um die Überwachung der gesamten Lieferkette zu ergänzen.

Umweltmesssensoren sind besonders nützlich innerhalb eines Betriebs oder eines Lagers, um die Bedingungen im Blick zu haben, und gegebenenfalls Alarm oder Meldungen auszulösen. Ein Beispiel für das industrielle Internet der Dinge ist die Batteriefertigungsanlage des US-Elektromultis General Electric (GE) in Schenectady, New York. Die Fabrik, in der Natrium-Nickel-Batterien hergestellt werden, verfügt über mehr als 10.000 intelligente Sensoren. Diese überwachen zum Beispiel: Welche Pulvermengen werden für die Keramik im Innern der Batterien verwendet, wie hoch ist die Temperatur beim Backvorgang, wie viel Energie wird für die Produktion jeder Batterie benötigt, und sogar der lokale Luftdruck wird gemessen. In der Produktion können die Mitarbeiter mit iPads alle Daten vom WLAN-Knoten in der Fabrik verteilen.

Intelligente Sensoren schaffen mehr Transparenz

Temperatur und Feuchtigkeit können Batterien beeinträchtigen. Deshalb sind in der Fabrik mehr als 100 Luftdruck-, Luftfeuchtigkeits- und Temperatursensoren installiert. Das System überwacht Innen- und Außenbedingungen und steuert Klima- und Lüftungsschlitze, um optimale Voraussetzungen für eine hohe Produktqualität und Ausbeute zu gewährleisten. Jedes Teil wird mit Seriennummern und Barcodes verfolgt. Manager können so beispielsweise leicht sehen, wie viel Energie nötig war, um ein bestimmtes Batterieteil herzustellen. Oder sie können sich über die Tagesproduktion informieren und sich dazu alle Daten geben lassen.

Diese Verbreitung von relativ preiswerten und intelligenten Sensoren und Geräten leitet ein neues Zeitalter der Transparenz ein – nicht nur in den Fabriken, sondern in der gesamten Lieferkette. Und weil immer mehr Technologien und Anwendungen entwickelt werden, die mit großen Datenmengen umgehen können, haben die Unternehmen auch die Mittel, um ihren Bestand, die Lieferzeiten und die Produktqualität genau zu steuern.

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Artikel wurde zuletzt im Februar 2016 aktualisiert

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