IoT im Lieferkettenmanagement

Artikel

12 November 2024

Das Internet der Dinge (engl. Internet of Things, IoT) wurde erstmals in den 1990er Jahren von Kevin Ashton einem britischen Pionier der Technologie, ins Gespräch gebracht. (1) Er stellte sich eine Umgebung vor, in der das Internet über ein nahezu flächendeckendes Sensornetz mit der physischen Welt verbunden ist. IoT-Sensoren würden über das Netz kommunizieren und eine intelligente Umgebung schaffen, die in Echtzeit einen Überblick über Milliarden von Datenpunkten bietet.

Lieferkettenmanagement (engl. Supply Chain Management, SCM) ist ein ganzheitlicher Prozess, der den gesamten Kreislauf und Fluss von Dienstleistungen und Waren umfasst. Es beginnt mit der Beschaffung von Rohstoffen und erstreckt sich über die Herstellung weiter zur Lagerung, zum Transport und schließlich zur Lieferung an den Endkunden. SCM minimiert die Risiken, senkt die Kosten, steigert den Umsatz und maximiert die betriebliche Effizienz. Das Internet der Dinge (IoT) mit seiner Fähigkeit, in beispiellosem Umfang Echtzeitdaten zu liefern, verändert das Lieferkettenmanagement. Unternehmen können nun jeden Aspekt der Rohstoffbeschaffung, Produktion und Logistik unmittelbar verfolgen.

Lieferkettentransparenz in Echtzeit

Herkömmliche Systeme und Überwachungsprogramme liefern den Unternehmen in der Regel eine nachträgliche Analyse dessen, was in der Lieferkette passiert ist. Mit einem Netzwerk von IoT-Sensoren und -Geräten ist es möglich, „Live“-Daten darüber zu erfassen, was in dem Augenblick in der gesamten Lieferkette vor sich geht. Man kann sich das IoT-Netzwerk als Tausende oder sogar Millionen von Augenpaaren vorstellen, die jeden Aspekt der Lieferkette beobachten und darüber berichten. Die eingesetzten Sensoren verleihen den Unternehmen die Möglichkeit, die Lieferkette „live“ zu verfolgen und zu verwalten.

Dank dieser Transparenz erhält ein Unternehmen einen Echtzeit-Einblick in alles, was in diesem Moment geschieht. Das Internet der Dinge liefert wertvolle Informationen über die Lagerautomatisierung, den Versand und die Frachtbewegungen und kann sogar dabei helfen, Nachfragemuster, künftige Trends und mögliche Unterbrechungen in der Lieferkette zu erkennen.

Auch andere innovative Technologien können zusammen mit dem IoT eingesetzt werden, um die Echtzeittransparenz zu ergänzen oder zu verbessern. Künstliche Intelligenz (KI) ist eine neue Technologie, die es Maschinen und Computern ermöglicht, menschliche Problemlösungsfähigkeiten und Intelligenz in großem Umfang zu simulieren. In der Lieferkette kann KI die ihr inhärente Intelligenz nutzen, um prädiktive Analysen zu erstellen, die zum Beispiel bei der Vorhersage der Nachfrage und möglicher Wartungsprobleme hilfreich sind. Auf diese Weise lassen sich Abweichungen in der Lieferkette, die von Menschen geprüft werden müssen, sofort erkennen.

Maschinelles Lernen (ML), ein Teilgebiet der KI, konzentriert sich auf die Verwendung von Algorithmen und Daten, um der KI zu helfen, das menschliche Lernen zu imitieren, allerdings in großem Maßstab. Wie das menschliche Lernen erweitert auch das maschinelle Lernen ständig sein Wissen und erhöht seine Genauigkeit. Innerhalb einer Lieferkette werden ML-Modelle eingesetzt, um riesige Datensätze zu analysieren und verborgene Muster aus früheren Vorgängen der Lieferkette zu erkennen. Aufgrund der Größe und des Umfangs der Datensätze ist es wahrscheinlich, dass Menschen diese verborgenen Muster nie entdecken. Alle IoT- und sonstigen Datensätze können in hochentwickelten Cloud-Computing-Datenspeicherumgebungen gespeichert und integriert werden, was noch weitergehende Analysen ermöglicht.

Auswirkungen auf die Bestandsverwaltung

In einem Unternehmen gibt es in der Regel zahlreiche Herausforderungen, wenn es um die Bestandsaufnahme geht. Dazu gehören das Fehlen einer echten Echtzeit-Bestandsübersicht, zu niedrige oder zu hohe Bestände und die Identifizierung nicht mehr benötigter Produkte. Weitere Themen wie das Verständnis der Volatilität, die Vorhersage der Nachfrage und die Integration von Echtzeit-Bestandsübersicht und Vertrieb sind ebenfalls von entscheidender Bedeutung.

Das IoT vereinfacht und verbessert die Lösungen für die Bestandsverwaltung erheblich. Mit RFID-Tags und -Scannern lassen sich Bestände kontinuierlich überwachen und die Daten in der Cloud aktualisieren. RFID-Tags sind intelligente Strichcodes oder Etiketten, die Informationen über den Gegenstand speichern, an dem sie angebracht sind. Sie nutzen dann die Radiofrequenztechnologie, um Daten vom Tag an ein Lesegerät und von dort an das RFID-Computerprogramm zu übertragen.

Zudem lassen sich prädiktive Analysen einsetzen, die eine genaue Vorhersage von Angebot und Nachfrage erlauben. Ein IoT-fähiges System kann sogar die Lagerbestände optimieren, indem es automatische eine Nachbestellung vornimmt, wenn ein Fehlbestand vorhergesagt wird. Beispielsweise nutzen in der Gastronomie KI-gestützte Prognosesysteme maschinelles Lernen und historische Daten, um die kommende Nachfrage vorherzusagen. Der prognostizierte Bedarf wird dabei mit den aktuellen Lagerbeständen verglichen. Anschließend geben die Tools automatisch Bestellungen auf, sodass der Lagerbestand auf dem passenden Niveau gehalten wird. (2)

Vorausschauende Wartung bei Lieferketten

Jede Unterbrechung in einer fein abgestimmten Lieferkette kann zu Verzögerungen und erheblichen Problemen in der gesamten übrigen Kette führen. Um einen reibungslosen Ablauf zu gewährleisten, muss die gesamte Lieferkette regelmäßig gewartet werden. Störungen in der Produktion, in der Lagerhaltung und im Transport können die Logistik der Lieferkette zum Erliegen bringen.

Mit ausgefeilter IoT-Überwachung ist es möglich, vorausschauende Wartung zu betreiben. Eine Vielzahl von Sensoren und anderen Geräten sammelt Daten über die Leistung und den Zustand der Geräte und warnt, wenn Wartungsmaßnahmen erforderlich werden. Dieser proaktive Ansatz reduziert die Ausfallzeiten drastisch und senkt die Gesamtkosten der Instandhaltung. Die Pharmaindustrie nutzt die vorausschauende Wartung, wobei Sensoren die Kühlung überwachen, die für die Produktion von Medikamenten unerlässlich ist. (3) Versorgungsunternehmen können die Technologie nutzen, um Stromausfälle zu erkennen, und Hersteller können Infrarotsensoren einsetzen, um fehlerhafte Maschinen zu identifizieren, die sich zu überhitzen beginnen.

Qualitätskontrolle

Die zahlreichen IoT-Sensoren ermöglichen eine ausgefeilte Überwachung und können zur Erkennung und Vermeidung von Fehlern im gesamten Fertigungs- und Lieferkettenverlauf eingesetzt werden. Sie nehmen eine detaillierte und vollständige Aufzeichnung des gesamten Herstellungsprozesses vor, was die Transparenz und Rückverfolgbarkeit verbessert. Die Einführung des IoT hat es der Industrie auch ermöglicht, umfassende IoT-fähige Echtzeit-Warnsysteme zu implementieren.

Wenn Hersteller IoT-Geräte in ihre Produktionsanlagen integrieren, können sie Fertigung und Verarbeitung mit Hilfe von Echtzeitdaten fortlaufend überwachen, dabei Ineffizienzen sofort erkennen und beheben. (4) Anstatt auf Produktionsberichte am Ende des Tages zu warten, nehmen sie sofort Änderungen vor, die die Effizienz verbessern.

Durch die Echtzeitüberwachung und sofortige Analyse der Produktion können Hersteller Mängel und Probleme bei der Qualitätskontrolle sofort erkennen. (4) In der Stahlproduktion können Sensoren beispielsweise die Stahlblechdicken sofort messen, und jede Abweichung kann umgehend Warnmeldungen auslösen. Dies trägt dazu bei, die Qualität zu sichern und die Effizienz zu verbessern, indem Abfälle reduziert werden. (5)

Führende Unternehmen machen sich auch die leistungsstarken Analysen und datengesteuerten Entscheidungsprozesse zunutze, die mit dem IoT möglich sind. Diese Technologien bieten die Möglichkeit, die betriebliche Effizienz erheblich zu verbessern und neue Geschäftsfelder zu erschließen. Lebensmittel- und Getränkehersteller nutzen das Internet der Dinge, um Temperatur, Luftfeuchtigkeit und pH-Wert innerhalb ihrer Lieferkette zu regulieren und zu verfolgen. Coca-Cola nutzt die Möglichkeiten von IoT und Cloud, um die Leistung und Qualität seiner Verkaufsautomaten zu überwachen. (6) Im Automobilsektor setzt Bosch hochentwickelte IoT-Lösungen in seinen Kraftstoffeinspritzsystemen ein. (6)

Produktrückrufe

Produktrückrufe können dem Ruf eines Unternehmens enorm schaden und auch eine rechtliche und finanzielle Haftung nach sich ziehen. Damit ein Produktrückruf überhaupt durchgeführt werden kann, muss die Ware während des gesamten Lieferkettenverlaufs vollständig und genau verfolgt werden.

IoT ermöglicht eine umfassende und kontinuierliche Überwachung in jeder Phase, vom Rohstoff über die Produktion bis hin zum Vertrieb. Dank der durch das IoT erlangten besseren Übersicht können Probleme viel schneller isoliert und identifiziert werden. Darüber hinaus ermöglicht das IoT eine vollständige Rückverfolgbarkeit, was im Falle eines Produktrückrufs von entscheidender Bedeutung ist.

Behebung von Engpässen in der Lieferkette

Jeder Stau innerhalb einer Lieferkette kann zu einem Engpass führen, der den reibungslosen und effizienten Ablauf der gesamten Kette beeinträchtigt. Engpässe können durch unzureichende Bedarfsvorhersage, fehlende Notfallpläne, Probleme bei der Bestandsverwaltung und eine mangelhafte Kommunikation mit Lieferanten und Zulieferern verursacht werden.

Das Internet der Dinge trägt dazu bei, Engpässe zu beseitigen, indem es eine beispiellose Echtzeittransparenz über die gesamte Lieferkette hinweg bietet. Die Echtzeitüberwachung von Produktionslinien, Produktlieferungen und anderen Prozessen in der Lieferkette verschafft den Verantwortlichen einen sofortigen Überblick über das Geschehen. KI-basierte Warnmeldungen können die Fähigkeit der Beschäftigten, auf potenzielle Engpässe in der Lieferkette zu reagieren und Korrekturmaßnahmen zu ergreifen, weiter verbessern.

Herausforderungen bei der Implementierung des IoT im Lieferkettenmanagement

Es gibt zahlreiche Herausforderungen, wenn es darum geht, groß angelegte, anspruchsvolle IoT-Lösungen im Rahmen des Lieferkettenmanagements zu implementieren. Die Kosten für die Einführung umfassender IoT-Technologielösungen können hoch sein, daher müssen von der Unternehmensleitung ausreichende Mittel bereitgestellt werden. Im Gegensatz zu klassischen IT-Ausgaben, die sich über mehrjährige Nutzungszeiträume erstrecken, wird die sich schnell verändernde Welt des IoT voraussichtlich häufigere Ausgaben und Upgrades erfordern.

Unterbrechungen des Internetzugangs sind im Rahmen des Lieferkettenmanagements eine der Hauptbedrohungen für das Internet der Dinge. Um erfolgreich zu sein, muss das Unternehmen Anbieter ausgewählt haben, die stabiles Hochgeschwindigkeits-Internet an unterschiedlichen geografischen Standorten zur Verfügung stellen können.

Die Integration und Interoperabilität von Daten kann bei der Arbeit mit mehreren Beteiligten, die über unterschiedliche technische Systeme verfügen, zu Problemen führen. Die Wahl eines Anbieters, der Middleware- oder Datenintegrationsdienste anbieten kann, ist ein Muss.

Die Teammitglieder und das Management müssen sich auf die neuen Arbeitsweisen einlassen. Mit dem IoT im Lieferkettenmanagement wird die herkömmliche Welt der nachträglichen Berichterstattung augenblicklich durch Transparenz in Echtzeit ersetzt. Es müssen Schulungen angeboten werden, damit sich die eigenen Teams auf diese Veränderungen einstellen können. Außerdem benötigen sie eine gründliche Einarbeitung, damit sie die riesigen Datenmengen des IoT vollständig analysieren können.

Auch Netzwerksicherheit und -schutz sind von enormer Bedeutung, da IoT-Geräte zahlreiche neue Verbindungspunkte eröffnen, die anfällig sein können. Die Unternehmen müssen sich für Anbieter von Netzwerksicherheit entscheiden, die nachweislich gegen Datenlecks und Netzwerkbedrohungen schützen können.

Zukünftige Trends im IoT für das Lieferkettenmanagement

Man geht davon aus, dass der globale IoT-Markt für das Lieferkettenmanagement von 17,5 Mrd. € im Jahr 2022 auf 32,2 Mrd. € im Jahr 2027 anwachsen wird – ein unglaublicher Anstieg von 84 % in nur 5 Jahren. (7) Finance Online schätzt, dass in den kommenden sieben Jahren mehr als 25 Milliarden IoT-Geräte in Gebrauch sein werden. (8)

IoT-Sensoren und -Geräte werden sich zunehmend etablieren und einen nahezu flächendeckenden, sofortigen Einblick in die riesige und komplexe Lieferkette ermöglichen. Sie werden in der Lage sein, Ausrüstung, Bestände und alle Transporte kontinuierlich zu verfolgen. Die KI wird dann eingesetzt, um Anomalien und Probleme zu erkennen. KI-gestützte Roboter und Drohnen werden in vollautomatischen Lagern zum Einsatz kommen. (9)

IoT-Daten in Echtzeit werden auch genutzt, um digitale Zwillinge Nachbildungen der physischen Abläufe innerhalb einer Lieferkette, zu erzeugen. Die KI hat dann die Aufgabe, „Was-wäre-wenn“-Simulationen mit den digitalen Zwillingen durchzuführen. Etwaige Änderungen werden zunächst virtuell getestet, um die Kosten und Risiken vor der praktischen Umsetzung zu minimieren. (9)

Aufgrund der Integration von KI und maschinellem Lernen können wir in den nächsten Jahren außerdem mit großen Fortschritten im IoT rechnen. Die ausgedehnten Sensornetzwerke können proaktiv genutzt werden, um sowohl prädiktive Daten als auch detaillierte Einblicke in jeden Aspekt des Fertigungs- und Logistikprozesses der Lieferkette zu liefern. Cloud-Lösungen werden darüber hinaus eine vollständige Datenverfolgung, Transparenz und unbegrenzte Speicherung der riesigen Datensätze, die im Rahmen der IoT-Technologie gesammelt werden, ermöglichen.