Intralogistik im Wandel: Vergangenheit, Gegenwart und Zukunft

Morgendliche Nebelschwaden ziehen vom Fluß Carron zum Hochofen von Carron Ironworks. Sie mischen sich mit den Wolken aus Dampf und Rauch, die aus den Fabrikschloten aufsteigen. Im Gebläsehaus faucht und zischt eine Dampfmaschine. Ihre gewaltigen Kolben pumpen auf und ab. Mit mächtiger Energie treiben sie einen Blasebalk an, der einen Luftstrom in den Hochofen ausstößt. Das Feuer im Hochofen brennt mithilfe der Dampfkraft so heiß wie nie zuvor.

Carron Ironworks in der schottischen Grafschaft Stirlingshire war Ende des 18. Jahrhunderts eines der modernsten Eisenhüttenwerke der Welt. Mit dem Einsatz der Dampfmaschine hatte das 1759 gegründete Werk eine neue Ära eingeläutet: Es konnte jetzt rund um die Uhr produzieren, unabhängig von den Wetterbedingungen. Dank der hohen Temperaturen im Hochofen, die nun erreicht werden konnten, wurde die Herstellung von hochwertigem Gusseisen und später von Stahl möglich. Die Dampfmaschine – vor allem in der leistungsstarken Konstruktion, die der Schotte James Watt 1769 hatte patentieren lassen – war eine der zentralen Erfindungen der industriellen Revolution. Sie ermöglichte den Einsatz von Maschinen in Fabriken und löste die Abhängigkeit von menschlicher oder tierischer Muskelkraft. Dies steigerte die Produktionskapazität dramatisch, zunächst in Großbritannien und bald darauf in vielen Teilen der Welt. Angetrieben wurde dieser epochale Wirtschaftsboom auch von weiteren bahnbrechenden Technologien: insbesondere der Eisenbahn, dem mechanischen Webstuhl, dem Ausbau des Kohlebergbaus und der Verbesserung von Wasserkraftanlagen. Zusammen hoben sie die Produktions-und Transportprozesse auf ein ganz neues Level. Die beginnende Industrialisierung – die Industrie 1.0– hatte weitreichende Folgen: Der technologische Fortschritt nahm insgesamt Fahrt auf. Die Verfügbarkeit, Qualität und Vielfalt von Gütern stieg erheblich. Wirtschaft und Wohlstand wuchsen. Arbeitsplätze wurden geschaffen. Die Lebensqualität verbesserte sich an vielen Orten. Negative Auswirkungen hatte die Industrialisierung allerdings auch. Dazu zählen die schlechten, oft gefährlichen und gesundheitsschädlichen Arbeitsbedingungen für die Menschen in den Fabriken. Umwelt- und Klimaschäden durch Luftverschmutzung, Wasserverschmutzung, Entwaldung und CO2-Emissionen nahmen damals ihren Anfang.

Industrie 1.0

1800 - Energie aus Dampf: Die Dampfmaschine ermöglichte den kontinuierlichen Betrieb von Maschinen und steigerte die Produktivität. Sie trieb zum Beispiel automatische Webstühle an. Die Arbeitsverhältnisse wurden im Laufe des 19. und 20. Jahrhunderts allmählich akzeptabler, nicht nur auf Druck von Gewerkschaften und Gesetzgebern. Einige Unternehmer führten von sich aus Verbesserungen ein, auch mit dem Gedanken, so die Motivation ihrer Mitarbeitenden und die Produktivität ihres Werkes zu steigern. Ein starker Motor des Wandels war der technologische Fortschritt. Die Verwendung von elektrischer Energie brachte die Fertigung am Ende des 19. Jahrhunderts auf das nächste Level: Die Industrie 2.0 begann.

Nun war es möglich, Maschinen konstant und zuverlässig zu betreiben – die Basis für effiziente Prozesse mit möglichst wenig Stillstand. Der amerikanische Autofabrikant Henry Ford nutzte dieses Potenzial voll aus, als er im Jahr 1913 das erste Fließbandsystem in der Ford Motor Company in Michigan einführte. Er legte damit die Grundlage für die moderne Massenproduktion. Fords Model T, auch bekannt als „TinLizzie“, wurde auf diesem Fließband hergestellt. Es war eines der ersten erschwinglichen Autos, die in großen Stückzahlen produziert wurden. Dieser Schritt revolutionierte nicht nur die Automobilindustrie, viele andere Branchen übernahmen Fords Herstellungsmethoden. Wegweisend an seiner Innovation war nicht nur das Fließband allein, sondern auch die damit verbundene Produktionslogistik: Jeder Arbeiter war für eine bestimmte Aufgabe verantwortlich, anstatt das gesamte Auto selbst zu montieren. Das Fließband bewegte sich in einem bestimmten Takt. Dies zwang die Arbeiter dazu, effizient zu arbeiten, und führte zu einer Steigerung der Produktivität.

Im Kontext von Massenproduktion und beginnender Automatisierung in der Industrie 2.0 gewann die Intralogistik an Bedeutung. Technologien und Systeme entstanden, die speziell darauf ausgerichtet waren, die Bewegung und Lagerung von Gütern, Materialien und Informationen innerhalb von Standorten effizient zu organisieren. Historische Meilensteine waren die Einführung von Aufzügen und modernen Förderanlagen (um 1900), Gabelstaplern (1917), Frachtcontainern (1956) sowie automatischen Hochregallagern und Warenverteilsystemen (1960). Bis heute tragen die Technologien der Intralogistik dazu bei, die Effizienz, Präzision und Sicherheit innerhalb von Fabriken und Lagern zu steigern. Ihre Fortschritte spielen eine entscheidende Rolle bei der Erhöhung des Outputs, der Reduzierung von Betriebskosten und der Optimierung der gesamten Lieferkette.

Industrie 2.0

1900 - Im Takt des Fließbandes:Das Fließband schuf die Grundlage für die moderne Massenproduktion. Waren konnten nun in großen Stückzahlen und zu geringeren Kosten hergestellt werden. In den 1950er- und 1960er-Jahren hielten frühe digitale Technologien Einzug in die Produktionsprozesse – dies war der Start der Industrie 3.0. Vorreiter war mit General Motors erneut ein amerikanisches Unternehmen der Automobilindustrie. <br> Es nutzte computergesteuerte Werkzeugmaschinen, etwa für sehr präzises Fräsen und Drehen von Materialien. Der IT-Konzern IBM brachte Großcomputer auf den Markt, die in vielen Unternehmen und Fabriken zur Steuerung und Automatisierung eingesetzt wurden. Der 1956 gegründete japanische Maschinenbauer Fanuc war eines der ersten Unternehmen, das industrielle Roboter entwickelte und in die Fertigung integrierte.

In der Industrie 3.0 erfolgte die Automatisierung allerdings hauptsächlich in einzelnen Maschinen und Prozessen. Diese Anlagen waren oft isoliert voneinander und konnten nur begrenzt miteinander kommunizieren. Es gab zwar einige Formen der Datenübertragung, aber die Integration von Systemen war begrenzt.

Industrie 3.0

1970 - Vom Computer gesteuert:Die Einführung von Großcomputern hob die Automatisierung auf das nächste Level. Zunächst wurden sie zur Steuerung von einzelnen Werkzeugmaschinen eingesetzt. Der nächste Sprung zur gegenwärtigen Phase der Industrie 4.0 erfolgte in den frühen 2010er-Jahren. Inzwischen sind Computerchips wesentlich leistungsstärker geworden. Sie ermöglichen die Verarbeitung von riesigen Datenmengen und die Kommunikation zwischen technischen Anlagen in Echtzeit. Mit dem Internet haben digital vernetzte Systeme Einzug in alle Lebensbereiche gehalten. Eine Fülle von neuen Anwendungen ist entstanden, die weltweit im industriellen Kontext genutzt werden. Dazu zählen: Robotik und Automatisierung, das Internet der Dinge, Big Data und Analytics, Künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen, digitale Zwillinge, cyberphysische Systeme, Cloud-Computing, 3-D-Druck, Blockchain, Augmented Reality und Virtual Reality.

In der Fertigung und Intralogistik werden solche Technologien im Stack zu intelligenten Systemen vernetzt: Damit sind die Smart Factory und das Smart Warehouse geboren, wie sie zum Beispiel von Technologieführern wie Siemens, Bosch, Toyota, Amazon und Zalando betrieben werden. Die Charakteristika einer ideal-typischen Smart Factory: Anlagen sind mit Sensoren und Kommunikationstechnologien ausgestattet, um Daten zu sammeln und an andere Geräte zu senden. Die Daten werden in Echtzeit analysiert und verarbeitet. Intelligente Algorithmen erkennen in den laufenden Prozessen Muster und Trends, die zur Prozessoptimierung verwendet werden. Mobile Roboter und andere autonome Transportfahrzeuge spielen in immer mehr intralogistischen Prozessen– etwa Materialtransport, Montage, Qualitätskontrolle, Verpackung oder Abfallentsorgung – eine entscheidende Rolle.

Industrie 4.0 ‍

2010 - Automatisierte Smart Factory:Die Technologien in Produktion und Intralogistik werden zu intelligenten Systemen vernetzt. Viele Prozesse laufen nun völlig autonom. Inzwischen zeichnet sich mit der Industrie 5.0 die nächste Phase ab, für die es allerdings noch keine einheitliche, allgemein anerkannte Definition gibt. Sie basiert auf den gleichen Technologien wie die Industrie 4.0, doch in ihrer Anwendung und in der unternehmerischen Ethik gibt es Unterschiede: Das harmonische Miteinander von Mensch, Umwelt und Technologie gerät stärker in den Fokus. Der Mensch wird mit seinen Fähigkeiten und Bedürfnissen in der Arbeitswelt der Zukunft eine große Rolle spielen. Anstelle einer Fabrik, in der die Maschinen möglichst autark tätig sind, wird die Mensch-Maschine-Kollaboration gefördert.

Dies bietet auch die Chance für mehr Flexibilität, um zum Beispiel individuelle Kundenwünsche zu erfüllen. Produktion und Intralogistik werden auf den nachhaltigen Umgang mit Ressourcen wie Energie, Wasser und Rohstoffen ausgerichtet. Die Industrie 5.0 strebt also nicht nur die Automatisierung und Optimierung von Prozessen an, sondern berücksichtigt auch Umweltaspekte, soziale Verantwortung und die menschliche Dimension.

Industrie 5.0‍

2020 - Harmonische Kollaboration:Die Intralogistik der Zukunft stellt das produktive Miteinander von Mensch und Maschine in den Mittelpunkt, macht Prozesse flexibler, kundenzentrierter und nachhaltiger.