Digitalisierung in der Transportlogistik: Herausforderungen und Potenziale

Die Transportlogistik ist einer der Grundpfeiler der deutschen und internationalen Wirtschaft. Um diese Rolle in Zukunft weiterhin effizient ausfüllen zu können, muss sie sich an die veränderten Anforderungen der Industrie 4.0 anpassen – und digitaler werden.

Status Quo: Der Digitalisierungsgrad in der Transport- und Logistikbranche

Nicht zuletzt unter dem Eindruck der Corona-Pandemie haben die mittelständischen Logistik-Unternehmen in Deutschland Fortschritte bei der digitalen Transformation gemacht. Der jährlich erscheinende Digitalisierungsindex bescheinigt der Branche einen Wert von 66 – ein Zuwachs von fünf Punkten im Vergleich zum Vorjahr.

Mit diesem Ergebnis liegen die Transport- und Logistikunternehmen acht Punkte über dem Gesamtindex. Dieser Vorsprung hat unter anderem dabei geholfen, dass sich die Auswirkungen der Pandemie weniger stark bemerkbar gemacht haben. Weil diese jedoch für erheblichen Druck auf die Lieferketten sorgt, bleiben die Herausforderungen bestehen. Vor allem die Themen Effizienz, Transparenz und Resilienz sind noch wichtiger.

Wo die Digitalisierung bereits wirkt

Tatsächlich wenden viele Unternehmen bereits Lösungen für verschiedene Bereiche an: Mehr Digitalisierung hilft vor allem dabei, administrative Prozesse zu beschleunigen und die Kosten innerhalb der Transportkette zu senken.

  • Fast jeder dritte Betrieb (28 Prozent) arbeitet mit digitalen Frachtbriefen und Signaturen – weil sie so nicht nur Kosten einsparen, sondern zugleich die Transportkette um durchschnittlich 20 Prozent beschleunigen können.
  • Die Echtzeit-Übermittlung des Status von Gütern und Containern nutzen sogar noch mehr Betriebe. Im Lauf des kommenden Jahres soll ihr Anteil auf 56 Prozent steigen. Die Vorteile liegen insbesondere in der Transparenz entlang der Lieferkette sowie in Verbesserungen der Kundenbeziehungen und der Lagerlogistik.

Neben diesen Technologien gewinnen fahrerlose Transportsysteme für den innerbetrieblichen Transport zunehmend an Bedeutung. Die Prognosen des Digitalisierungsindex gehen von einem Zuwachs von 18 Prozent aus. Bis 2022 würden demnach fast 30 Prozent der mittelständischen Transport- und Logistikunternehmen solche Systeme einsetzen.

Herausforderungen für die Transportlogistik

Trotz der guten Entwicklungen bestehen für das Transportwesen und die Logistik weiterhin große Aufgaben. Betroffen sind dabei unterschiedliche Bereiche, von der Verfügbarkeit von Fachkräften bis hin zur unzureichenden Infrastruktur für digitale Anwendungen. Die Digitalisierung liefert jedoch vielfach intelligente Instrumente, um die Herausforderungen abzufangen – oder um neue Lösungswege zu beschreiten.

Fehlende Fachkräfte

Die Bundesvereinigung Logistik e.V. (BVL) weist darauf hin, dass auch die Logistik im Straßengüterverkehr mit den Folgen des Fachkräftemangels kämpft. Nicht zuletzt sorgt die sogenannte „demografische Lücke“ dafür, dass viele Lkw-Fahrer für den Gütertransport in Deutschland fehlen.

Die BVL rechnet damit, dass die Zahl bis 2030 auf bis zu 150.000 Fahrer steigen könnte. Das Problem ist jedoch international und beispielsweise in den USA verbreitet, wo rund 70 Prozent aller Waren über die Straßen transportiert werden.

Hohe Nachfrage, hoher Transportbedarf

Verschärft hat sich dieser Mangel in den vergangenen Jahren durch den gewachsenen Transportbedarf. Ausschlaggebend hierfür sind unter anderem die Störungen, die in Folge der Corona-Pandemie in den Lieferketten vieler Branchen entstanden sind. Dazu erhöht der wachsende Online-Handel den Druck auf KEP-Unternehmen (Kurier-, Express- und Paketdienste), die sich mit einer immer größeren Zahl an Zustellungen konfrontiert sehen.

Wie kritisch der Zusammenhang zwischen der hohen Nachfrage und dem Fehlen von Lkw-Fahrern werden kann, zeigt das Beispiel Großbritannien: Nach dem Brexit entstand aus den neuen Vorgaben für ausländische Lkw-Fahrer schnell eine regelrechte Versorgungskrise.

Demografische, politische und wirtschaftliche Entwicklungen erhöhen den Innovationsdruck, um flächendeckende, effiziente Alternativen zu finden. Autonome Transportsysteme, die nicht nur in der Lagerlogistik eingesetzt werden können, sondern ebenfalls den Güterverkehr entlasten, sind daher für die Zukunft logistischer Prozesse ein zentraler Baustein.

Umweltschutz

Für die Zukunft wird außerdem der umwelt- und ressourcenschonende Transport eine immer größere Bedeutung haben. Das gilt sowohl für den Ferntransport als auch für die „letzte Meile“. Neben dem Umweltschutz und den damit verbundenen gesetzlichen Vorgaben zwingen vor allem die steigenden Treibstoff- und Energiepreise dazu, kosteneffizientere Lösungen zu finden.

Digitale Technologien können in diesem Zusammenhang dabei helfen, die Effizienz verschiedener Prozesse zu verbessern. Dazu gehört etwa die Optimierung von Ladekapazitäten von Lkw oder autonome, elektrisch betriebene Transportfahrzeuge für die Auslieferung.

Nachhaltigere Logistik als Zukunftsthema

Bislang konzentrieren sich die Maßnahmen für mehr Nachhaltigkeit in der Transport- und Logistikbranche auf die üblichen Bereiche, die in dieser Hinsicht Vorrang haben:

  • optimierte Fahrtenauslastung
  • Umrüstung des Betriebsgeländes
  • Schulung des Umweltbewusstseins der Mitarbeiter
  • Einbeziehen von umweltbezogenen Kennzahlen im Berichtwesen

Von deutlich geringerer Bedeutung sind hingegen nachhaltigere Antriebe für die Fahrzeugflotte oder alternative Transportmittel wie Zug oder Schiff. Dabei wird das Thema Nachhaltigkeit in Zukunft für die Branche eine immer größere Rolle spielen: 61 Prozent der Betriebe rechnen laut BLV damit, zukünftig häufiger Kundenanfragen für nachhaltige Transporte zu erhalten.

Infrastrukturelle Defizite

Vielfach werden digitale Lösungen in der Praxis bereits eingesetzt, wie die Beispiele digitaler Frachtbrief und digitale Signatur zeigen. Die möglichen Vereinfachungen – weniger Papierverbrauch, schnellerer und kontaktloser Austausch der Daten etc. – erreichen allerdings noch zu selten ihr volles Potenzial.

Insbesondere der grenzüberschreitende Transport erweist sich in diesem Zusammenhang als schwierig, für internationale Kompatibilität braucht es neben entsprechenden Protokollen und Standards einen einheitlichen Gesetzesrahmen.

Die Gesetzgebung hält in diesem Punkt jedoch nicht immer Schritt mit der technologischen Entwicklung: In Deutschland passierte das Gesetz für den Beitritt zum EU-weit gültigen e-CMR-Protokoll für den elektronischen Frachtbrief erst im September 2021 den Bundesrat.

Digitalisierung selbst bleibt eine Herausforderung

Treibstoffpreise, Fachkräftemangel, Mautgebühren, fehlende Standards für den digitalen Datentransfer, notwendige Investitionen, hoher Kostendruck: Zu der Liste an Herausforderungen, die aktuell auf die Transport- und Logistikbranche einwirken, zählt außerdem die Digitalisierung selbst.

Der weitreichende Einsatz digitaler Anwendungen scheitert in vielen Unternehmen an den Kosten für Investitionen und Datenschutz. Daneben sind Sicherheitsbedenken nach wie vor ein häufiges Argument gegen die digitale Transformation. Um die eigene Wettbewerbsfähigkeit zu erhalten, führt jedoch kein Weg an dieser vorbei – zumal die Potenziale in allen Bereichen groß sind.

Chancen und Potenziale

Sowohl der Digitalisierungsindex als auch Erhebungen von Branchenverbänden bescheinigen den Transport- und Logistikunternehmen ein waches Bewusstsein für die Digitalisierungsthematik. Die positive Wahrnehmung hängt in erster Linie mit den Potenzialen zusammen, die sich durch die Digitalisierung für die Logistik ergeben – etwa im Hinblick auf Kostenreduktion, das Generieren zusätzlicher Erlöse oder die gesteigerte Innovationsfähigkeit.

Die wichtigsten Vorteile der Digitalisierung für die Logistik

Wo liegen die größten Potenziale für die Logistikbranche, wenn es um das Thema Digitalisierung geht? Der Branchenverband Bitkom befragte hierzu 2019 mehr als 500 Unternehmen. Die wichtigsten Vorteile aus Sicht der Betriebe:

  • schnellerer Transport von Produkten (92 Prozent)
  • langfristige Senkung der Logistikkosten (85 Prozent)
  • weniger fehleranfällige Transportketten (79 Prozent)
  • umweltschonender Transport (69 Prozent)

Eine BVL-Befragung aus dem Jahr 2020 belegt gleichzeitig die positiven Erwartungen der Unternehmen an die Digitalisierung: Hohe und sehr hohe Chancen sahen 87 Prozent der Befragten, nicht einmal jeder vierte Betrieb (23 Prozent) rechnet mit hohen Risiken.

Wirksam werden diese Vorteile jedoch nur, wenn die notwendigen Voraussetzungen in den Unternehmen geschaffen werden. Langfristig innovationsfähig zu bleiben bedeutet, sich auf die wachsenden Anforderungen einzustellen. Hierunter fällt beispielsweise die Notwendigkeit, Externe stärker in interne Innovationsaktivitäten einzubinden.

Im Hinblick auf die Realisierung von Digitalisierungsvorhaben brauchen viele Unternehmen der Transport- und Logistikbranche derartige Unterstützung. Vielfach besteht eine deutliche Diskrepanz zwischen der Relevanz, die verschiedenen Maßnahmen zugesprochen wird und dem bisherigen Umsetzungsstand:

  • Transporte auf andere Verkehrsmittel zu verlagern, wie Züge oder Binnenschiffe, spielt nach Untersuchungen der BVL kaum eine Rolle für die Unternehmen – und wird entsprechend in der Praxis kaum genutzt.
  • Ähnlich verhält es sich mit selbstfahrenden Landfahrzeugen (also autonome Lkw und Pkw). Die Bedeutung von fahrerlosen Transportsystemen wird etwas höher eingeschätzt, eine breite Nutzung gibt es bislang dennoch nicht. Nahezu keine Rolle spielen Drohnen beim Einsatz neuer Technologien für die Logistik.
  • Bei der Optimierung der Fahrtenauslastung mit Hilfe digitaler Analyseverfahren hingegen ist die Branche deutlich weiter.

Der Schwerpunkt der Digitalisierung liegt bislang vorwiegend im Bereich Datenerhebung und -analyse, weil sich hieraus schnelle Verbesserungen für die Preisgestaltung, die Lagerverwaltung, die Personalplanung, den Kraftstoffverbrauch und andere Bereiche ableiten lassen.

Ebenfalls wichtig sind Technologien für das Transportmanagement. Sie helfen dabei, Transporte zu organisieren und zu planen, Nachfragevorhersagen zu machen und Risiken entlang der Lieferkette besser einzuschätzen.

Beispiel Künstliche Intelligenz

Ein nach wie vor klassisches Beispiel dafür, wie innerhalb der Transport- und Logistikbranche die Erwartungen zu zentralen Trends von der Umsetzung abweichen, ist die Künstliche Intelligenz. Laut Digitalisierungsindex ist KI für 25 Prozent der mittelständischen Logistiker die wichtigste Zukunftstechnologie, jedes dritte Unternehmen geht von disruptiven Veränderungen durch KI aus.

Schließlich gibt es vielfältige Einsatzmöglichkeiten für diese Technologie:

  • bei der Prozessautomatisierung und -optimierung,
  • bei der Bilderkennung und -verarbeitung (zur schnelleren Erkennung und Klassifizierung von Verteilgut),
  • bei der Analyse von Geschäfts-, Transaktions-, Log- und Sensordaten.

Künstliche Intelligenz erlaubt es den Unternehmen, die Daten aus verschiedenen dynamischen Prozessen – häufig in Echtzeit – zu erfassen und zu verarbeiten. Vor allem in Bezug auf Transaktionsdaten wie Zustelltermine und Lieferformen gewinnen die Möglichkeiten der KI an Bedeutung. Sie ist außerdem die Grundlage, um Waren und Fahrzeugflotten stärker miteinander zu vernetzen.

Trotz der Potenziale von KI-Anwendungen für nahezu jeden Bereich der Logistik spielen diese bisher immer noch eine untergeordnete Rolle. Lediglich acht Prozent der mittelständischen Transport- und Logistikunternehmen nutzen KI im Betriebsalltag. Autonom fahrende Transportsysteme für Lager und Betriebshöfe oder andere Robotik-Anwendungen (etwa zum Stapeln von Frachtpaletten etc.) sind nach wie vor eine Ausnahme.

Lösungen für die Zukunft

Digitalisierung in der Logistik bietet Chancen und Lösungen für jeden Teilbereich. Die Anwendungen konzentrieren sich bislang aber vor allem auf die Datenanalyse, Planung und administrative Aspekte. Dabei geht es nicht nur darum, unternehmensinterne Prozesse zu optimieren, sondern um eine bessere Vernetzung entlang der gesamten Liefer- und Wertschöpfungskette.

Beispiel Track & Trace

Zu den am weitesten verbreiteten digitalen Anwendungen in der Logistik zählen jene, die dem Track & Trace, also der Verfolgung von transportierten Gütern, dienen. Barcodes, GPS-Lokalisierung und mobile Datenerfassung sind gängige Mittel, um logistische Prozesse auf verschiedenen Ebenen zu vereinfachen – von der Lagerverwaltung über die Verteilung der Güter bis zu ihrer finalen Auslieferung.

DHL zeigt im Bereich der Paketlieferung, wie diese Elemente miteinander korrespondieren. So haben die Empfänger beispielsweise die Möglichkeit, ihre Sendung bis auf die exakten Zustellstationen vor der eigenen Adresse zu verfolgen.

Darüber hinaus profitieren die Logistiker selbst davon, die Lieferkette in Echtzeit und im Detail verfolgen zu können:

  • Auf Basis der verfügbaren Daten werden Laderäume effizienter genutzt. Das erlaubt eine höhere Auslastung.
  • Die Liefergeschwindigkeit lässt sich erhöhen, weil zum einen die Güter (wegen der optimierten Auslastung) früher für den Transport bereit sind, zum anderen ermöglichen Unternehmens- und online verfügbare Daten (zur Wetterlage, Verkehrsaufkommen etc.) eine schnelle Anpassung der Routenplanung.
  • Insgesamt lassen sich dadurch erhebliche Kosteneinsparungen erzielen.

Mit den gleichen Anwendungen verfolgen Transport- und Logistikunternehmen inzwischen auch Container. Sensordaten für Container und Fahrzeugflotten geben Aufschluss über den aktuellen Zustand – Füllstände, Standorte, Temperaturen oder Erschütterungen lassen sich damit tracken. Mit Hilfe dieser Informationen können beispielsweise jederzeit Qualitätskontrollen durchgeführt oder Transportwege optimiert werden.

Logistik 4.0 und ihre Teilbereiche

Das Ziel der Logistik 4.0 liegt in der umfassenden Vernetzung ihrer verschiedenen Bereiche – und zwar noch stärker, als es bislang der Fall ist. Die Digitalisierung wiederum bietet für alle Teilbereiche Lösungen an, die zu der angestrebten Vernetzung beitragen.

Lagerlogistiksmarte Regale, Fachanzeigen, Datenbrillen, mobile Roboter, Fahrwegoptimierung etc.
Transportlogistikintelligente Lkw, Container und Paletten etc.
BeschaffungslogistikBestandsmessung über Sensoren, automatisierte Wiederbeschaffung von Gütern etc.
Produktionslogistikdigitale Fabrik, individualisierte Produktion etc.
Distributionslogistikoptimierte Beladung, Routenauswahl etc.
InformationslogistikPapierloser Informationsfluss, digitale Dokumente, Echtzeit-Datenanalysen, Ressourcenschonung etc.

Transport- und Distributionssysteme

Im Zentrum der Transport- und Logistikbranche stehen nach wie vor die Transportmittel, daher spielen sie auch für Digitalisierungsvorhaben eine wesentliche Rolle. Das betrifft insbesondere jene Fahrzeuge, die für den Straßentransport benötigt werden. Denn diesem kommt – mit Blick auf den Anteil an den abgewickelten Tonnagen – die mit Abstand größte Bedeutung zu.

Transportmodi und ihre Bedeutung für die Branche

Nach einer Studie der Arbeitsgruppe Supply Chain Services (SCS) am Fraunhofer ILS sieht die Verteilung folgendermaßen aus:

  • Auf den Straßentransport entfallen 77 Prozent der transportierten Tonnagen.
  • Dahinter folgen Bahntransporte (11 Prozent),
  • Wasser- und Seetransporte (7 Prozent) sowie
  • Lufttransporte (5 Prozent).

Das Leistungsangebot reicht von Stückgut über Teilladungs- und Komplettladungsverkehr bis zu Paketdiensten und kombiniertem Verkehr. Sowohl innerhalb von Deutschland als auch auf europäischer Ebene bestehen vor allem für Stückgutleistungen größere Kooperationsverbünde.

Sie nutzen bereits einheitliche und standardisierte Prozesse, etwa für die Datenübertragung. Weil die zusammengeschlossenen Partner jeweils nur bestimmte Teile des Dienstleistungsangebots übernehmen können, sind digitale Anwendungen vor allem für die Auftragsvermittlung eine sinnvolle Ergänzung.

Für den Teilladungsverkehr hingegen sind besonders solche digitalen Instrumente interessant, die bei der Optimierung der Auslastung helfen. Im gewerblichen Verkehr erreicht diese – gemessen am Gewicht der Fracht – noch unter 60 Prozent.

Transportmittel in Gebrauch

Das wichtigste Transportmittel für die Branche bleibt der Lkw. Von den Unternehmen, die über eine eigene Fahrzeugflotte verfügen, gaben 75 Prozent gegenüber dem SCS an, Eigentümer eines Lkw zu sein. Anhänger, Container, Behälter und Paletten liegen ungefähr gleich auf, jeweils rund die Hälfte der befragten Unternehmen unterhält solche Ladungsträger.

Für viele Logistik-Geschäftsmodelle ist die eigene Fahrzeugflotte jedoch keine grundlegende Voraussetzung. Sie bauen vielmehr auf digitalen Technologien auf, die für mehr Transparenz entlang der Lieferkette sorgen. Unternehmen ohne eigene Transportmittel sind dadurch dennoch in der Lage, Transport- und Speditionsdienste anzubieten.

Digitale Plattformen für die Transportlogistik

Im Transport- und Speditionswesen der Zukunft werden digitale Plattformen eine zentrale Rolle spielen. Sie vernetzen Unternehmen, helfen bei einer besseren Planung von Kapazitäten und tragen so zu mehr Sicherheit bei der Versorgung bei. Durch verschiedene Service-Leistungen (Buchungen, Auftragsabwicklung etc.) versprechen sie außerdem Zeit- und Kosteneinsparungen.

Mit LogCoop hat eine europaweit agierende Kooperation mittelständischer Speditions- und Logistikanbieter eine solche Plattform bei Trans.eu aufgebaut. Die über 200 angeschlossenen Partner verfügen damit über eine einheitliche IT-Lösung, die beispielsweise eine automatisierte Frachtvergabe ermöglichen. Zu den weiteren Leistungen sollen unter anderem Visibility- und Statistik-Funktionen für Echtzeit-Statusabfragen und Performance-Reports gehören.

Transportmittel und Digitalisierungsmaßnahmen: Beispiel Lkw

Die Ausstattung moderner Lkw eignet sich als Grundlage für eine weitreichende Vernetzung. Dazu gehören etwa die zahlreichen Sensoren, die inzwischen zum Standard gehören, genauso wie verschiedene Technologien, die aus den Fahrzeugen wertvolle Datenquellen machen. Viele Optionen werden bislang jedoch noch wenig genutzt:

  • GPS ist die gängigste Technologie, sie ist in mehr als 70 Prozent der Lkw zu finden. Innerhalb der nächsten Jahre wird diese Quote wohl bei 100 Prozent ankommen.
  • Weniger als die Hälfte der vom SCS befragten Unternehmen nutzt eine Zustandsüberwachung, die technologischen Voraussetzungen für das Condition Monitoring sind jedenfalls bereits verfügbar. Sinnvoll ist der Einsatz solcher Anwendungen, weil damit Verschleißerscheinungen frühzeitig erkannt oder Fahrstil-Analysen für Treibstoffeinsparungen und Materialschonung durchgeführt werden können.
  • Car2Infrastructure-Kommunikation verwenden lediglich 27 Prozent der Unternehmen in ihren Transportern, Car2Car-Kommunikation spielt aktuell noch gar keine Rolle.

Ein ähnliches Bild zeichnet sich bei Ladungsträgern wie Containern oder Wechselbrücken. Am wichtigsten ist ebenfalls die GPS-Lokalisierung, dicht gefolgt von der Temperaturkontrolle. Sensoren für Bewegung, Beschleunigung und Luftfeuchtigkeitskontrolle sind von untergeordneter Bedeutung. In Zukunft könnte das Erheben und Bereitstellen solcher Daten jedoch ein wichtiger Faktor für die gesamte Lieferkette werden.

Durch das Zusammenspiel von Sensorelementen, aktiver RFID-Tags und bessere WLAN-Anbindungen können die von den Sensoren gelieferten Daten ortsunabhängig erfasst werden. Weitreichendes Tracking ist also in diesem Bereich eine mögliche digitale Lösung.

Digital Twins für die Transportlogistik

Wie lassen sich die physischen Materialströme besser mit digitalen Anwendungen verknüpfen? Hierfür wollen das Hamburger IT-Unternehmen Leogistics und die AutoID-Experten Kathrein Solutions aus Rosenheim zukünftig Lösungen anbieten. Aktive und passive Hardwarekomponenten sowie eigens entwickelte Software sollen dabei helfen, RFID- und RTLS-Informationen für verschiedene Prozesse zur Verfügung zu stellen.

Eine Anwendungsmöglichkeit sind Digital Twins von Ladungsträgern, also digitale Abbilder von Anhängern, Containern etc., die eine Vielzahl an Informationen an die Unternehmen vermitteln können.

Fahrerlos und autonom: Die Lkw-Flotten der Zukunft

Autonomes Fahren gilt auch im Transportwesen als zentrale Zukunftstechnologie, mit der wichtige Handlungsfelder der Branche angegangen werden können. Selbstfahrende Lkw versprechen eine Lösung für das Problem der fehlenden Fahrer, für einen effizienteren kombinierten Verkehr und – mit Elektroantrieben – für nachhaltigere Transporte. Von einem flächendeckenden Einsatz ist die Technologie bislang aber noch weit entfernt, erste Erfolge und interessante Projekte gibt es dem Bereich aber dennoch.

„T-Pod“ von DB Schenker und Einride

Bereits seit mehreren Jahren im kommerziellen Einsatz ist der vollelektrische, autonome „T-Pod“, der im Rahmen einer Kooperation von DB Schenker und Einride entstanden ist. Das Modell wurde im schwedischen Jönköping getestet und verrichtet seither Fahrten zwischen Lagerhäusern auf dem Gelände von DB Schenker. Es besteht aber ebenfalls eine Zulassung für öffentliche Straßen – allerdings nur in Schweden.

Einen Fahrer braucht der T-Pod zwar nicht mehr, trotzdem ist er fernüberwacht und kann bei Bedarf über größere Entfernungen ferngesteuert werden. Weil das Fahrzeug kein Führerhaus benötigt, sind unter anderem größere Ladekapazitäten möglich. Denkbar ist ein intelligentes Routenführungssystem, mit dem sich eine ganze Flotte der T-Pods koordinieren ließe.

Autonomer Sattelschlepper von Fedex

Der Paketlieferdienst Fedex setzt seit September 2021 einen autonomen Sattelschlepper auf der texanischen Interstate 45 zwischen Houston und Dallas ein. Er soll auf der rund 800 Kilometer langen Strecke mehrmals wöchentlich eingesetzt werden.

Ausgestattet ist der Lkw mit Technik von Aurora, das Unternehmen arbeitet seit 2017 an Hard- und Software-Lösungen für das autonome Fahren. Bislang ist das Selbstfahrsystem Aurora Driver aber noch auf menschliche Unterstützung angewiesen: Ohne Sicherheitsfahrer dürfte der Sattelschlepper nicht auf öffentlichen Straßen fahren.

Projekt ANITA in Ulm

Mit einem aktuellen Projekt wollen die Hochschule Fresenius und die Götting KG zusammen mit ihren Kooperationspartnern – Deutsche Bahn und MAN Truck & Bus – die wissenschaftlichen Grundlagen für den vollautomatisierten Werkverkehr schaffen. Das Projekt ANITA (Autonome Innovation im Terminalablauf) wird derzeit in Ulm durchgeführt, zwischen dem DUSS-Terminal (Deutsche Umschlaggesellschaft Schiene-Straße mbH) und dem Container-Depot von DB Intermodal Services.

Der Schwerpunkt liegt auf den technischen Voraussetzungen für den Hub-to-Hub-Verkehr. Die Lkw befahren dabei fest definierte Strecken. Basierend auf den Forschungsergebnissen soll eine digitale Plattform entstehen, die die Systemsteuerung der Lkw an mehreren Standorten ermöglicht. Das Projekt hat eine Laufzeit von mehr als zwei Jahren, bis zu den endgültigen Resultaten dauert es also noch.

Die Digitalisierung der Schiene

Mit 837 Milliarden Tonnenkilometern rechnet der aktuelle Bundesverkehrswegeplan (Stand 2021) im Jahr 2030. Das bedeutet einen Anstieg von rund 25 Prozent im Vergleich zur heutigen Verkehrsleistung. Um für eine Entlastung der Straßen zu sorgen, soll der Schienengüterverkehr deshalb eine größere Rolle spielen. Dabei sollen Automatisierung und Digitalisierung helfen, einige Veränderungen wurden von DB Cargo bereits angestoßen:

Digitalisierte Flotte

Durch die Ausstattung mit Telematik und Sensorik ist die Voraussetzung für die Vernetzung der DB Cargo-Flotte geschaffen – das sind über 63.000 Güterwagen und etwa 2.100 Lokomotiven. GPS-Lokalisierung einzelner Fahrzeuge ist damit möglich, geplant ist außerdem, die Sensorik für die zustandsbasierte Instandhaltung aufzurüsten.

Die Track & Trace-Funktion hat DB Cargo bereits in ihr link2rail-System integriert. Aktuelle Telematik- und GPS-Daten fließen dabei in Abständen von 10 Minuten an die Kunden. Die Daten werden außerdem an die DB Cloud gesendet (link2rail Intelligence) und dort um den Wagentyp und den Zustand angereichert. Auch diese Informationen erhalten die Kunden.

Genau wie bei Straßenfahrzeugen sind die Sensoren auch für den Schienenverkehr der Schlüssel für den autonomen Fahrbetrieb. Tests mit selbstfahrenden Zügen laufen bereits (siehe unten).

Automatisierte Prozesse

Genau wie bei den Abläufen für den Straßentransport bieten Automatisierungen großes Potenzial, um auch den Schienengüterverkehr effizienter zu machen. Ein wichtiger Schritt in diese Richtung ist die Digitale Automatische Kupplung (DAK). Die Grundlage hierfür sind unter anderem Video- und Wärmebildkameras, Laserscanner und ein Radar. Damit wären zugleich die Voraussetzungen für autonom fahrende Züge geschaffen, wie sie zum Beispiel in Hamburg getestet werden.

Mit der DAK sollen aber in erster Linie Rangiervorgänge automatisch ablaufen. Sie gewährleistet außerdem die durchgehende Versorgung der Züge mit Strom und Daten. Die Technologie wird seit Juni 2021 in München-Nord im Rahmen eines Pilotprojekts eingesetzt. Für eine europaweite Nutzung wären jedoch umfangreiche Investitionen notwendig, denn hierfür müssten rund 450.000 Güterwagen und 17.000 Lokomotiven entsprechend ausgestattet werden.

Automatisierter Zugbetrieb

Wie schon angedeutet, stehen die Zeichen im Schienenverkehr ebenfalls auf autonomen Fahrbetrieb. Das Projekt in Hamburg betrifft zunächst nur die Personenbeförderung, ein erster Versuch mit automatisierten Zügen konnte aber schon 2016 erfolgreich abgeschlossen werden.

Das Ziel von ATO (= Automated Train Operations): energieoptimierte Transporte bei optimaler Auslastung und verkürzten Transitzeiten. Mit dem European Train Control System (ETCS) soll ein einheitliches, europaweites Zugsicherungssystem etabliert werden, das auch den grenzübergreifenden Schienenverkehr ermöglicht.

Assistenzsysteme für die Be- und Entladung

Logistik 4.0 bedeutet die Vernetzung entlang der gesamten Lieferkette, um alle Prozesse in allen Bereichen effizienter zu gestalten. Besonders an wichtigen Schnittstellen – etwa im Übergang vom Lager zum Transport – sind Assistenzsysteme für das Be- und Entladen sinnvolle Ergänzungen. Roboter bieten für den Einsatz in der Logistik aber grundsätzlich zahlreiche Vorzüge und Verwendungsmöglichkeiten.

Logistikroboter bei DHL

DHL setzt wegen der vielen Vorteile verstärkt auf Logistikroboter, damit die Abläufe in den Frachtzentren und die Lieferprozesse insgesamt schneller ablaufen. Derzeit unterstützen in den DHL Lagern der EffiBOT und Sawyer die Mitarbeiter, bis 2022 wird der Anteil an Kommissionier- und Assisted-Picking-Robotern weiter steigen.

Bis zu 2.000 Roboter sollen dann weltweit eingesetzt werden, um die Digitalisierungsstrategie des Unternehmens voranzutreiben. Dazu hat DHL Supply Chain einen umfangreichen Vertrag mit Locus Robotics abgeschlossen. Die Aufgabenverteilung bleibt jedoch eine „klassische“: Roboter übernehmen repetitive Aufgaben, damit sich die Mitarbeiter um die komplexeren kümmern können.

Die Anwendungsmöglichkeiten im internen Materialfluss erschöpfen sich aber nicht allein bei der Kommissionierung. Für das Depalettieren gibt es ebenfalls schon jetzt verschiedene Lösungen:

„celluveyor DEPAL“ von cellumination

Die Bremer Spezialisten für intelligente Fördertechnik von cellumination bieten für mehr Automatisierung in der Lagerverwaltung den „celluveyor DEPAL“ (cellular conveyor).

Das System setzt sich aus hexagonalen Roboterzellen zusammen, die mit jeweils drei Rädern ausgestattet sind. Die ermöglichen eine Bewegung der einzelnen Lagen in jede Richtung. Der Aufbau der einzelnen Zellen erlaubt es, ein solches System in verschiedenen Layouts aufzubauen.

Ein Vorteil gegenüber anderen Vereinzelungssystemen für Paletten ist der deutlich geringere Platzbedarf. Nach Angaben von cellumination liegt der für den „celluveyor“ bei weniger als drei Quadratmetern – herkömmliche Lösungen benötigen bis zu 60 Quadratmeter.

Gemeinsame Palettierlösungen von MiR und CSi Palletising

Mobile Industrial Robots (MiR) und CSi Palletising arbeiten gemeinsam an neuen, automatisierten Palettierlösungen. Ein erster Ansatz besteht in der Kombination von zwei Produkten: aus dem Palettierer „Taros“ mit Rollenförderer und dem autonomen mobilen Roboter (AMR) „MiR1350“ wird ein gemeinsames Modell.

Damit kann ein entscheidender Nachteil des „Taros“ ausgeglichen werden: Verfügten Kunden selbst nicht über Systeme mit Rollenbahnanbindung, mussten die Paletten bislang manuell für den Weitertransport vorbereitet werden.

Mit dem „MiR1350“ können Paletten jedoch zu einem einzelnen Förderband oder zum Zulauf eines Palettenwicklers gebracht werden. Das neue System transportiert dabei Lasten von bis zu 1.350 Kilogramm selbst in dynamischen Umgebungen vollkommen selbständig.

Ausblick: Für die Transportlogistik stehen die Zeichen auf Veränderung

Auch für die Transport- und Logistikbranche zählt die Digitalisierung zu den großen Herausforderungen. Gleichzeitig birgt sie enorme Potenziale, um Antworten auf die vielen anderen drängenden Fragen der Branche zu finden:

  • Wie kann der Kostendruck gelindert werden?
  • Wie lassen sich Abläufe effizienter gestalten?
  • Wie kann der Fachkräftemangel kompensiert werden?
  • Welchen Beitrag können die Unternehmen zu nachhaltigeren Transporten leisten?

Durch die Corona-Pandemie sind diese Themen noch drängender geworden. Versorgungsketten sind ein kritischer Faktor und sie sind anfällig. Der Transportbedarf war noch nie so hoch und er wird in Zukunft weiterwachsen. Insofern besteht für die Logistiker ein hoher Innovationsdruck.

Digitale Anwendungen und Lösungen werden daher nicht nur für die Datenanalyse, administrative Prozesse oder die Neuausrichtung von Geschäftsmodellen eine größere Rolle spielen. Der Transport selbst wird sich durch einen stärkeren Einsatz von digitalen, autonomen Technologien verändern.

Global Player zeigen bereits, welche Vorteile autonome Transportmittel oder intelligente Lagerverwaltungssysteme für die Lieferkette als Ganzes bringen. Deshalb führt auch für mittelständische Unternehmen der Transport- und Logistikbranche kein Weg an digitalen Technologien vorbei.

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