Industrie 4.0: BMW Group setzt auf Smart Devices

Die BMW Group setzt in der Produktionslogistik zunehmend Innovationen aus den Bereichen Digitalisierung und Industrie 4.0 ein. Damit stellt das Unternehmen sicher, dass auch in Zukunft das weltweite Produktionsnetzwerk der BMW Group pünktlich und zuverlässig mit den benötigten Bauteilen versorgt wird. Zahlreiche Anwendungen wie Logistikroboter, autonome Transportsysteme in den Werken und Digitalisierungsprojekte für eine durchgehend vernetzte Lieferkette stehen dabei im Fokus. Die Zusammenarbeit mit Universitäten, Forschungsinstituten und Startups beschleunigt die Entwicklung. Mitarbeiter können über mobile Endgeräte wie Smartphones und Tablets Logistikprozesse steuern und mittels Virtual Reality-Anwendungen zukünftige Logistikstrukturen planen. Ausgehend von zahlreichen Pilotprojekten werden die Innovationen weltweit in den Logistikbereichen der BMW Group Werke eingesetzt.

„Die Logistik ist das Herzstück unseres Produktionssystems. Unser breites Spektrum an zukunftsweisenden Projekten unterstützt uns, die immer komplexer werdenden Logistikprozesse effizient zu betreiben und transparenter zu machen“, sagt Jürgen Maidl, Leiter Logistik im BMW Group Produktionsnetzwerk. „Dafür nutzen wir das große Angebot der verfügbaren technologischen Innovationen und arbeiten eng mit Universitäten und Startups zusammen. Wir arbeiten schon heute mit den Industrie 4.0-Technologien von morgen.“

Rund 1.800 Lieferanten an über 4.000 Standorten liefern täglich über 31 Millionen Bauteile zu den weltweit 30 Produktionsstandorten der BMW Group. Dabei helfen Digitalisierung und Innovationen die Logistik flexibler und effizienter zu gestalten. Gleichzeitig verlassen fast 10.000 Fahrzeuge jeden Tag die Produktion und werden an Kunden in aller Welt ausgeliefert. Und auch diese Transportstrecke wird durch eine digital vernetzte Auslieferung, der sogenannten Connected Distribution, transparenter.

Connected Supply Chain: vollständige Datentransparenz in der Lieferkette

Die Lieferkette der BMW Group besteht aus einem weltweiten Lieferantennetzwerk und einer engen Zusammenarbeit mit zahlreichen Logistikdienstleistern. Das Programm „Connected Supply Chain (CSC)“ erhöht dabei die Transparenz in der Lieferkette deutlich. Die Materialsteuerer und Logistiker in den Werken bekommen über das Programm im 15-Minuten-Takt Aktualisierungen dazu, wo sich welche Ware befindet und ob sie pünktlich ankommen wird. Durch diese Transparenz können sie bei möglichen Verzögerungen sofort reagieren und frühzeitig entsprechende Maßnahmen einleiten, um kostspielige Sonderfahrten zu vermeiden.

Autonome Transportsysteme auf Innen- und Außenflächen

Für den Transport von Waren innerhalb von Produktionshallen sind zunehmend autonome Transportsysteme wie Routenzüge und Smart Transport Roboter in Betrieb.

Um die Routenzüge nun auch für die komplizierte Versorgung der Montagebänder einzusetzen, hat das BMW Group Werk Dingolfing in einem Pilotprojekt ein Automatisierungskit entwickelt, mit dem konventionelle Routenzüge aus dem Bestand und unabhängig vom Hersteller zu autonomen Routenzügen aufgerüstet werden können. Die Fähigkeiten dieser fahrerlosen Routenzüge gehen dabei über die Automatisierung früherer Lösungen hinaus. 
Zusammen mit den autonomen Routenzügen wird im Werk Dingolfing eine weitere Zukunftstechnologie pilotiert. Eine Smart Watch unterstützt die Logistikmitarbeiter beim Behälterwechselprozess und kündigt nahende Routenzüge per Vibrationsalarm an. Zusätzlich kann der Mitarbeiter ablesen, welche Behälter er entladen soll und den Routenzug per Displayberührung zu seinem nächsten Ziel schicken.

Mit dem Einsatz von autonomen Transportsystemen im Außenbereich übernimmt die BMW Group eine Vorreiterrolle. In einem Pilotprojekt wird im Werk Leipzig erstmals ein autonomer Outdoor-Transportroboter eingesetzt, der LKW-Anhänger selbstständig vom Stellplatz zur Ent- und Beladestation im Werk bringt. Dabei fährt eine mobile Plattform unter den Auflieger, koppelt diesen an und rangiert ihn durch das Werk. Der sogenannte AutoTrailer hat eine Traglast von bis zu 30 Tonnen und steuert mittels Lasernavigation und ohne zusätzliche Leitlinien oder Markierungen durch den Außenbereich des Werks. Das große Potenzial dieses Transportsystems wird vor allem im größten Werk der BMW Group deutlich: Im Werk Spartanburg finden täglich ca. 1.200 dieser Rangierfahrten von LKW-Anhängern statt.

Für den Transport von Rollcontainern auf Logistikflächen innerhalb von Produktionshallen hat die BMW Group schon 2015 gemeinsam mit dem Fraunhofer Institut IML die ersten selbstfahrenden Smart Transport Robots (STR) entwickelt. Mittlerweile ist die zweite Generation im BMW Group Werk Regensburg im Betrieb. Die flachen Roboter tragen Rollcontainer bis zu einer Tonne Gewicht und transportieren diese autonom zum Bestimmungsort der Ware. Dabei berechnen sie die ideale Route selbstständig und bewegen sich frei im Raum. Ein eingebautes Batteriemodul des BMW i3 versorgt den STR für eine ganze Arbeitsschicht mit Strom.

Be- und Entladen von Warencontainern: Roboter übernehmen mühsame Arbeiten und entlasten den Mitarbeiter

Nach der Anlieferung ins Werk werden die Waren in verschieden großen Containern und Teilebehältern bis ans Band transportiert. Für das ermüdende Umladen der Behälter von Paletten auf Förderbänder oder in Lager bekommen die Mitarbeiter in Zukunft Unterstützung von Logistikrobotern, die extra für diesen Einsatzzweck entwickelt werden. Vier verschiedene Robotertypen, von den Logistikexperten „Bots“ genannt, sind aktuell im Testeinsatz oder schon in die Serienproduktion integriert.

Die Leichtbauroboter übernehmen dabei verschiedene Aufgaben: sie können im Wareneingang volle Kunststoffboxen von der Palette nehmen und auf eine Fördertechnik platzieren, Routenzüge entladen und die mit Ware bestückten Kisten in das Regal stellen, verschiedene Kleinteile aus entsprechenden Bereitstellungsregalen zusammenstellen und Leergutbehälter auf Paletten stapeln, bevor sie wieder in den Umlauf gehen.

Künstliche Intelligenz unterstützt dabei die Roboter, verschiedene Behälter zu erkennen und den richtigen Greifpunkt zu ermitteln.

Smart Devices unterstützen Logistikmitarbeiter in der papierlosen Logistik

Handschuhe mit integrierten Scannern und Displays, Datenbrillen und Smart Watches werden immer häufiger eingesetzt, um Mitarbeiter der Logistik zu unterstützen. Aus der Umstellung auf eine papierlose Logistik, in der Behälter und Regale digital beschriftet sind, ergeben sich neue Anwendungsgebiete für mobile Endgeräte. Scanhandschuhe können die elektronischen Etiketten auslesen und auf kleinen, am Arm tragbaren Displays den genauen Inhalt eines Kleinladungsträgers angeben.

Virtuelle Realität und künstliche Intelligenz

Virtuelle Realität spielt schon heute eine wichtige Rolle bei der Ausplanung von Logistikflächen. Planer können in der virtuellen Umgebung schnell und effizient zukünftige Logistikflächen komplett ausarbeiten und beispielsweise den Platzbedarf beurteilen. Die Planung basiert dabei auf 3D-Daten, die die realen Strukturen einer Logistikhalle wiedergeben. Bereits seit mehreren Jahren erfasst die BMW Group ihre Werke digital mit speziellen 3D-Scannern und hochauflösenden Kameras bis auf wenige Millimeter genau. Damit steht ein dreidimensionales Abbild der Strukturen zur Verfügung. Ein manuelles Erfassen vor Ort ist nicht mehr nötig. Bei der Planung zukünftiger Logistikflächen kombinieren die Experten der BMW Group nun die vorhandenen Daten mit einer virtuellen „Bibliothek“, die Regale, Gitterboxen, Kleinladungsträger und rund 50 weitere besonders gebräuchliche Betriebsmittel enthält.

Connected Distribution: 
Transparenz in der Fahrzeugauslieferung vom Werk bis zum Händler

Wie die Anlieferung von Teilen in die Werke ist auch die Auslieferung der Fahrzeuge bis zum Händler inzwischen digital und transparent nachvollziehbar. Das ehemalige Pilotprojekt Connected Distribution ist seit diesem Jahr voll in die Serienproduktion integriert. Das System nutzt die in den Fahrzeugen der BMW Group verbaute IT, um den Ort der Fahrzeuge ab Fertigstellung im Werk nachzuverfolgen. Dabei übermittelt das Fahrzeug bei jedem Abstellvorgang seine aktuelle Geoposition sowie seinen Zustand via einer Mobilverbindung an die Logistikzentrale.

Nachhaltigkeit im Fokus: Erdgas-, Elektro- und zukünftig auch Wasserstoff-LKW reduzieren CO₂-Emissionen

Die Logistik trägt dazu bei, die Nachhaltigkeitsziele der BMW Group zu erreichen. Dabei steht der kontinuierliche Ausbau des Anteils CO₂-effizienter Verkehrsträger im Vordergrund. Über 60 Prozent aller Neufahrzeuge verlassen heute die Produktionswerke per Schienenverkehr.

Dennoch ist auf bestimmten Strecken in der In- und Outboundlogistik der Einsatz von LKW weiter nötig. Um die Emissionen dieser LKW-Fahrten zu reduzieren, setzt die BMW Group in Zusammenarbeit mit Logistikdienstleistern bereits heute Erdgas- und Elektro-LKW ein. Ziel ist es, die Emissionen von LKW bis 2030 um 40 Prozent zu reduzieren und bis 2050 völlig emissionsfrei unterwegs zu sein.