Schwarmintelligenz – Internet der Dinge E-Book

Alexander Glaser

• Herausgeber: GRIN Verlag
• Kategorie: Fachliteratur
• Sprache: Deutsch
• Veröffentlichungsjahr: 2011

Beschreibung

Studienarbeit aus dem Jahr 2011 im Fachbereich BWL - Beschaffung, Produktion, Logistik, Note: 1,0, Europäische Fernhochschule Hamburg, Sprache: Deutsch, Abstract: Die fortschreitende Globalisierung verursacht eine ständige Zunahme der weltweiten Arbeitsteilung. Dadurch steigt das Welthandelsvolumen stärker als die weltweite Produktion, was wiederrum ein wachsendes Transportaufkommen hervorruft. Aktuelle und zukünftige logistische Netzwerke werden aufgrund von steigendem Handelsaufkommen, der Automatisierung von Ladungen und zunehmender Weiterentwicklung von Lieferketten hin zu Liefernetzwerken immer komplexer und dynamischer. Gleichzeitig sind Ausmaße wie auch Schwankungen dieser steigenden Komplexität nur schwer vorhersehbar. Dabei entsteht durch das Internet und den E-Commerce allein in Deutschland ein zusätzliches Sendungsvolumen von ca. 100 Millionen Paketen pro Jahr. Zudem nimmt durch die individuelle Gestaltungsmöglichkeit beim Einkaufen von Waren der Anteil an unterschiedlichen Artikeln exponentiell zu. Die Realisierungszeit zur Entwicklung und Implementierung von heutigen Logistiksystemen kann im Verhältnis zu ihrer Nutzungsdauer als sehr lang bezeichnet werden. So lag der durchschnittliche Lebenszeitzyklus von Geschäftsmodellen und –strategien in Industrie und Handel im Jahre 2010 bei zwei bis drei Jahren, währenddessen deren Modellierung durchschnittlich zwischen sechs bis zehn Monaten betrug. Wird zudem eine leistungsstarke neue IT-Landschaft benötigt, steigt die Gesamtrealisierungszeit auf zwölf bis 24 Monate. Aufgrund der steigenden Anforderungen an Planungs- und Steuerungsinstanzen, werden diese nach heutigen Standards in Zukunft nicht ausreichend leistungsfähig sein und den hohen Anforderungen nicht gerecht werden können. Als Lösungsansatz fordert die Literatur grundlegend neue Architekturen mit dementsprechend kürzeren Realisierungszeiten. Hierzu wurde das Internet der Dinge entwickelt. Dabei handelt es sich um adaptive logistische Prozesse, die sich selbst steuern. Dabei stand die Natur Modell, denn sie liefert grundlegende Erkenntnisse aus dem Verhalten von Honigbienen, Ameisen und Fischen. All diese Insekten und Tiere besitzen eine ausgeprägte Schwarmintelligenz. Diese wurde für die Entwicklung des Internet der Dinge genutzt, um den o.g. Ansprüchen zukünftig entsprechen zu können.

Leseprobe

Inhaltsverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis

Zusammenfassung

1    Einleitung

1.1        Zielsetzung

1.2        Aufbau der Hausarbeit

2    Ameisen - Logistiker in der Natur

2.1        Schwarmintelligenz bei Ameisen

2.1.1               Dezentrale Entscheidungsfindung und Informationsübermittlung

2.1.2               Ganzheitliche Aufgabenbewältigung

2.1.3               Reaktion auf Störungen und unerwartete Ereignisse

2.1.4               Hierarchien innerhalb der Ameisenkolonie

3    Internet der Dinge

3.1        Standardisierte Komponenten

3.2        Dezentralisierung, Selbstorganisation und Autonomie

3.3        Vorteile des Internet der Dinge

Fazit

Literaturverzeichnis

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1.1: Aufbau der Hausarbeit

Abbildung 2.1: Wege der Ameisen und Konzentration auf kurze, vielbenutzte

Abbildung 2.2: Ameisen bei der Futtersuche (in Anlehnung an Scholz-Reiter & Jagalski, 2009, S.110)

Abbildung 3.1: Herkömmliche Materialflusssteuerung vs. Internet der Dinge (in Anlehnung an Günthner et .al., 2010 b, S.45)

Abkürzungsverzeichnis

Zusammenfassung

Fahrerlose Transportfahrzeuge in Verbindung mit einer dezentralen Steuerung und der Selbststeuerung von Materialflussanlagen bieten dem Anwender ein hohes Maß an Flexibilität durch die Automatisierung des Materialflusses. Bekannt als das Internet der Dinge, wird so ermöglicht, die Systeme mit geringem Aufwand und geringen Kosten an sich verändernde, erweiternde oder neue Aufgabenstellungen bzw. Anforderungen anzupassen. Die Erlangung eines derartigen Maßes an Flexibilität ist zur Sicherung der zukünftigen Versorgungssicherungssicherheit in Handel und Industrie essenziell. (Albrecht, 2011, S.14)

Zur Erlangung einer solchen Dynamik dienten die Vorbilder der Natur. Genauergesagt spielt die Schwarmintelligenz von Tieren und Insekten eine entscheidende Rolle in der Entwicklung des Internet der Dinge. So lassen sich zahlreiche Parallelen zwischen dem Verhalten von Ameisen innerhalb ihrer Kolonie und dem Einsatz von fahrerlosen Transportsystemen finden. Diese werden in dieser Hausarbeit dargestellt.

Zur Informationserlangung diente einschlägige Literatur. Um die Aktualität zu wahren, erfolgten zudem ausführliche Recherchearbeiten im Internet und in Fachzeitschriften.

Nach einer eingehenden Betrachtung des Verhaltens von Ameisen, erfolgte der Vergleich mit den Prinzipien des Internet der Dinge. Hier konnten Parallelen in der Dezentralisierung, Standardisierung, Flexibilität sowie der Eigenständigkeit aufgezeigt werden.

1                   Einleitung

Die fortschreitende Globalisierung verursacht eine ständige Zunahme der weltweiten Arbeitsteilung. Dadurch steigt das Welthandelsvolumen stärker als die weltweite Produktion, was wiederrum ein wachsendes Transportaufkommen hervorruft. Aktuelle und zukünftige logistische Netzwerke werden aufgrund von steigendem Handelsaufkommen, der Automatisierung von Ladungen und zunehmender Weiterentwicklung von Lieferketten hin zu Liefernetzwerken immer komplexer und dynamischer. Gleichzeitig sind Ausmaße wie auch Schwankungen dieser steigenden Komplexität nur schwer vorhersehbar. Dabei entsteht durch das Internet und den E-Commerce allein in Deutschland ein zusätzliches Sendungsvolumen von ca. 100 Millionen Paketen pro Jahr. Zudem nimmt durch die individuelle Gestaltungsmöglichkeit beim Einkaufen von Waren der Anteil an unterschiedlichen Artikeln exponentiell zu. (Hahn-Woernle, 2010, S.9 / Scholz-Reiter & Jagalksi, 2009, S.109 / Günthner 2010a, S.1)

Die Realisierungszeit zur Entwicklung und Implementierung von heutigen Logistiksystemen kann im Verhältnis zu ihrer Nutzungsdauer als sehr lang bezeichnet werden. So lag der durchschnittliche Lebenszeitzyklus von Geschäftsmodellen und -strategien in Industrie und Handel im Jahre 2010 bei zwei bis drei Jahren, währenddessen deren Modellierung durchschnittlich zwischen sechs bis zehn Monaten betrug. Wird zudem eine leistungsstarke neue IT-Landschaft benötigt, steigt die Gesamtrealisierungszeit auf zwölf bis 24 Monate. (Günthner, 2010a, S.1)

Aufgrund der steigenden Anforderungen an Planungs- und Steuerungsinstanzen, werden diese nach heutigen Standards in Zukunft nicht ausreichend leistungsfähig sein und den hohen Anforderungen nicht gerecht werden können. Als Lösungsansatz fordert die Literatur grundlegend neue Architekturen mit dementsprechend kürzeren Realisierungszeiten (Günthner, 2010a, S.1). Hierzu wurde das Internet der Dinge entwickelt. Dabei handelt es sich um adaptive logistische Prozesse, die sich selbst steuern. Dabei stand die Natur Modell, denn sie liefert grundlegende Erkenntnisse aus dem Verhalten von Honigbienen, Ameisen und Fischen. All diese Insekten und Tiere besitzen eine ausgeprägte Schwarmintelligenz (siehe auch Kapitel 2.1). Diese wurde für die Entwicklung des Internet der Dinge genutzt, um den o.g. Ansprüchen zukünftig entsprechen zu können. (Albrecht, 2011, S.13 / Günthner 2010a, S.2 / Scholz-Reiter & Jagalski, 2009, S.109)