Industrial Internet of Things

Das Industrial Internet of Things (IIoT) weckt in der Wirtschaft zu Recht große Hoffnungen. Digitaler, vernetzter und intelligenter als bisher wollen die Unternehmen im IIoT agieren. Oder kurz gesagt: zukunftsfähiger. Im IIoT verbinden Sensoren und eingebettete Systeme eine Vielzahl von Maschinen, Anlagen, Produkten, Fahrzeugen und Transportgütern mit dem Internet. Sie produzieren einen Datenstrom, mit dem Unternehmen ihre „Dinge“ orten, auswerten, steuern sowie Prozesse optimieren können. Mit dem IIoT entstehen intelligent vernetzte Systeme, die schneller, effizienter und genauer funktionieren als der Mensch. Kein Wunder also, dass das IIoT auf dem Weg zur Industrie 4.0 zu den zentralen Technologien zählt.

Allerdings zeigt eine Studie des IDC-Verlags aus dem Jahr 2022, dass die Entwicklung hierzulande noch in den Kinderschuhen steckt. Erst 20 Prozent der deutschen Industrieunternehmen haben IIoT-Projekte umgesetzt. Viele evaluieren oder planen noch, wie sie das IIoT produktiv nutzen können. Indes ist die Zeit dafür reif. Die Preise für Sensoren und Chips liegen mittlerweile auf einem attraktiven Niveau. Die benötigten industriellen Kommunikations- und die verfügbaren Mobilfunknetze sind jedoch noch nicht lückenlos ausgebaut – das spürt jeder Smartphone-Nutzer –, aber hinreichend flächendeckend vorhanden.

Ein besonders vielversprechendes Szenario für das IIoT ist die digital optimierte Supply Chain. Die Kernidee ist, die Güter und Industrieverpackungen, die sich durch die globalisierte Welt bewegen, jederzeit orten und ihren Zustand überwachen zu können. Bei Packwise haben wir es uns zur Aufgabe gemacht, diese Möglichkeiten auf die Prozessindustrie anzuwenden und deren Logistik in Richtung Kreislaufwirtschaft zu entwickeln.

Wenn Container sprechen lernen

Unternehmen in Branchen wie Pharma, Chemie und Food stehen weitgehend vor der gleichen Herausforderung: Sie verschicken flüssige Materialien in sogenannten Intermediate Bulk Containern (IBC). Dabei handelt es sich um Transportbehälter aus Kunststoff oder Edelstahl. Jahr für Jahr werden in Deutschland IBCs im zweistelligen Millionenbereich befüllt, weltweit sind sie im dreistelligen Millionenbereich im Einsatz.

Allerdings verharren 80 Prozent der verfügbaren IBC-Container ungenutzt auf Werksgeländen oder an einer unbekannten Position in der Logistikkette. Manche sind schlicht nicht mehr auffindbar. Bei anderen weiß niemand, ob sie havariert oder vielleicht sogar leckgeschlagen sind. Die geringe Auslastung der IBC-Ressourcen ist natürlich nicht wirtschaftlich. Platzbedarf und Lagerkosten der ungenutzten Container sind enorm. Auch die komplexen Logistikprozesse und langen Umlaufzeiten in dieser Supply Chain sind problematisch.

Mit der Lösung von Packwise werden die an sich „stummen“ Transportverpackungen zu kommunikativen und Daten sammelnden IIoT-Geräten aufgerüstet. Die Packwise Smart Cap – eine mit Sensoren, Fühlern und mehreren Funktechnologien gefüllten Box, die an jedem IBC angebracht werden kann – verschafft jedem Container einen digitalen Zwilling. Mit diesem Spiegelbild aus Daten und Algorithmen können die Container präzise geortet und verfolgt werden. Sensoren und Fühler generieren laufend Daten zu Füllstand, Temperatur, etwaigen Erschütterungen, Standort und Bewegung. All diese Informationen fließen auf einer cloudbasierten Plattform zusammen. Hier können die Daten direkt ausgewertet sowie ins Enterprise Resource Planning der Unternehmen integriert werden.

Nachhaltigkeit aus dem Datenstrom

Auf Basis dieser kumulierten und in Echtzeit verfügbaren Daten lässt sich die Supply Chain viel effizienter gestalten als bisher. Die Unternehmen können den Einsatz der Container optimieren, benötigen also deutlich weniger dieser Behälter als bisher. Beschädigungen werden früh erkannt. Durch diese Transparenz kann auch die Vorratshaltung genauer gestaltet werden – man weiß, welche Menge eines Materials am Lager oder auf dem Transportweg ist. Für die Flüssigkeitscontainer lässt sich eine echte Kreislauflogistik organisieren. So meldet das System auch, wann und wo leere Verpackungen abgeholt werden können.

Die Unternehmen der Prozessindustrie können ihren Kunden somit einen deutlich höheres Servicelevel bieten: Die Nachbestellung kann automatisiert werden. Das Management der Bestände durch den Lieferanten ist ebenfalls eine Option. Selbst Konsignationslager, in denen die Ware bis zum Verbrauch im Eigentum des Lieferanten verbleibt, sind ohne weiteres möglich. Damit unterstützt Packwise den Trend, dass sich klassische Kunden-Lieferanten-Beziehungen hin zu Partnerschaften und Win-Win-Situationen entwickeln.

„So steht die Lösung von Packwise exemplarisch für eines der großen Nutzenversprechen des Industrial Internet of Things, nämlich wirtschaftliches Handeln nachhaltig zu gestalten.“, sagt Gesche Weger.

Das Angebot von Packwise belegt beispielhaft, wie mit IIoT-Technologien in komplexen und internationalen Industrien verlässlich Daten erhoben und in entscheidungsrelevante Informationen übersetzt werden können. Unternehmerische Effizienz und Nachhaltigkeit gehen dabei Hand in Hand. Die Routenplanung für die Transporte wird präzisiert, Lagerflächen lassen sich optimal nutzen, Procurement und Vorratshaltung gezielt auf die Produktion ausrichten. Eine engmaschige Überwachung der Container sichert Qualitätsstandards und warnt vor Grenzwertüberschreitungen. Hohe Koordinations- und Organisationsaufwände auf Seiten der Mitarbeitenden gehören der Vergangenheit an.

Wie sich die IIoT-technologie auf das Leistungsangebot eines Unternehmens in der Prozessindustrie auswirkt, zeigt das folgende Fallbeispiel:

In der Praxis bewährt

Das im baden-württembergischen Asperg beheimatete Unternehmen Häffner GmbH & Co. KG nutzt als Chemiegroßhändler die Vorteile des IIoT für die digitale Containerüberwachung effektiv und generiert dadurch erhebliche Mehrwerte für seine Kunden. Spezialisiert auf die Distribution von Säuren und Laugen, Lösemitteln und Spezialitätenchemie, bietet Häffner auf Basis der Packwise-Technologie die umfangreichen und individuell gestaltbaren Häffner Smart Chemicals-Modelle an.

Das Serviceportfolio umfasst unter anderem das „Track & Return“-Modell, welches den Kunden einen leichten Einstieg in die Welt der Chemie 4.0 bietet. Dabei werden die Gebindeumfänge nach Kundenwunsch im Vorfeld festgelegt und als digitale Zwillinge überwacht. Messdaten wie Füllstand oder Temperatur fließen ebenso wie das Standort-Tracking in die digital abgebildete Supply-Chain-Steuerung des Kunden ein.

Auf dieser Basis bietet Häffner im Abonnement das sogenannte „ChemAbo“ an. Dieser Service beinhaltet eine automatisierte Nachschubbelieferung, sodass niedrige Füllstände rechtzeitig erkannt und die Chemikalienbedarfe des Kunden automatisch nachbeliefert werden. Ab 2023 haben Häffner-Kunden die Möglichkeit, mit dem „ChemLeasing“-Service nur den tatsächlichen Warenverbrauch zu bezahlen und damit ihre Produktion zuverlässig zu sichern.

Mithilfe der Häffner Smart Chemicals-Modelle konnten die Umlaufzeit der Container deutlich reduziert und die zu fahrenden Strecken, um Leergut abzuholen, durch eine datengetriebene Planung effizient verkürzt werden. Der Ausschuss, wie er etwa durch kritische Abweichungen der Temperatur während des Transports und der Lagerung verursacht wird, konnte ebenso klar verringert werden. Ein gesichertes Qualitätsmanagement, weniger Materialeinsatz, geringere Investitionen und ein kleinerer CO₂-Footprint sind die positiven Folgen dieser digitalisierten Logistik.

Essenzieller Beitrag zur Nachhaltigkeit

So steht die Lösung von Packwise exemplarisch für eines der großen Nutzenversprechen des Industrial Internet of Things, nämlich wirtschaftliches Handeln nachhaltig zu gestalten. In der IDC-Umfrage setzen zwei Drittel der 250 Befragten darauf, mit IIoT-Technologien ihre Abfallmengen, den Einsatz von Rohstoffen und ihre CO₂-Emissionen zu reduzieren. 61 Prozent halten das IIoT mit Blick auf die Nachhaltigkeitsinitiativen der Industrie für essenziell – eine Einschätzung, die man gar nicht genug hervorheben kann.

Redaktionelle Unterstützung: Bettina Dornberg & Christoph Berdi (die „Identitätsstifter“)