Forschungsthema »Physical Internet«

Die gegenwärtige Situation steigender Volatilität im Güterverkehrssystem und die Transformation hin zum Physical Internet (PI) stellen eine zunehmende Herausforderung für den Verkehrsträger Schiene dar: Steigende Eilbedürftigkeit und kleinere Transportlosgrößen sowie zunehmende Konkurrenz auf der Straße erhöhen die Anforderungen hinsichtlich Flexibilität, Modularität und Pünktlichkeit. Die Planung von Wagen und deren rechtzeitige Bereitstellung sind essentielle Bausteine zur Erfüllung dieser Anforderungen.

Projektziele

Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, den Verkehrsträger Schiene als Rückgrat im zunehmend volatilen Umfeld des Physical Internets (PI) zu etablieren. Durch eine frühzeitige Antizipation von Unsicherheiten (Auftragsmengen, Folgeverkehre, Wartezeiten, o. Ä.) wird der Wagen zum flexiblen, modularen und wirtschaftlichen Kernelement im voll integrierten und dynamischen Transportnetzwerk der Zukunft.

Zur Sicherstellung der Leistungsbereitschaft in diesem Umfeld, das von spontaneren Transportaufträgen (»Sharing Plattformen«) und kleinen Losgrößen (»Industrie 4.0«) geprägt sein wird, sind Vorlaufzeiten in der Transportorganisation zu minimieren und die Modularisierung von Verkehren voranzutreiben. So ist es Ziel, durch eine weitreichende Datennutzung (»Intelligenter Wagen«, horizontale/vertikale Kooperation, »Intelligente Verkehrssysteme«) und deren (teil-)automatisierten Verarbeitung kontinuierlich und proaktiv Kapazitäten anzupassen und Ressourcen zu verteilen. Dadurch wird ein ökonomischer Nutzen für zusätzliche Verlader generiert, um zu einer Verkehrsverlagerung auf die Schiene beizutragen.

Projektergebnisse

Entwickelt wird eine Planungssystematik (Daten, Methoden, Organisation) zur optimalen Wagenplanung im zunehmend dynamischen Transportumfeld. Die Ergebnisse sind eine stärkere Vernetzung von Datenquellen, kontinuierlich ausgegebene Handlungsempfehlungen für Maßnahmen zur Kapazitätsanpassung und Ressourcenallokation im Netzwerk und eine demonstratorhafte Validierung des ökonomischen und ökologischen Potenzials.

Projektergebnisse 

ERGEBNISSE der Sondierung sind
a) Impactanalyse (positiver und negativer Impact eines Modulkonzeptes auf die verschiedenen Elemente des Mobilitätssystems (wie Infrastruktur, Nutzer, Kosten, soziologische Auswirkungen, Verkehrsstärke, …)
b) Beziffertes Dekarbonisierungspotenzial
c) das theoretisch geprüfte Modulkonzept für AMTU in urbanen Räumen bzw. semi-urbanen Regionen in Österreich (à Prüfung der Machbarkeit unkonventioneller Mobilitätslösungen und -systeme „der nächsten Generation“)
d) die Ermittlung der Kosten im Vergleich zu konventionellen oder anderen unkonventionellen Lösungen (überschlagsmäßiger Systemvergleich)
e) im Falle einer positiven Evaluierung: Die inhaltliche Vorbereitung eines internationalen Forschungsprojektes mit Österreich als Modellregion (oder eines Leitprojektes bzw. kooperativen Projektes)
f) Beitrag zum Missionsfeld „Innovative Angebote für eine klimaneutrale urbane Mobilität und innovative Bausteine für eine zukunftssichere Umgestaltung des urbanen Mobilitätssystems schaffen“

Konzept

Das Konzept, das bei positivem Ergebnis der Sondierung innerhalb eines nationalen oder internationalen kooperativen Projektes (experimentelle Entwicklung) umgesetzt werden kann, sieht folgendes vor:

• Passagiere und / oder Güter werden in elektrisch betriebenen, autonomen, modularen Transporteinheiten (AMTU) gekapselt.
• Die Transporteinheiten verfügen über physische und digitale Schnittstellen zueinander.
• Jedes AMTU kann sich selbständig mit anderen Einheiten verbinden und sich von ihnen lösen - zusammen funktionieren sie wie ein Zug. Im Einzelmodus agieren sie ähnlich wie ein autonomes Fahrzeug.

Obwohl bereits Prototypen solcher AMTU (z.B. U-Shift, Next pods, Einride pod, Vera, Cristal) existieren, sind die oben angesprochenen Forschungsfragen weitgehend unbeantwortet und es bedarf einer tiefgehenden Analyse, ob die Weiterentwicklung und Promotion solcher Ansätze im Sinne klimaneutraler und lebenswerter Städte sind.

Hierbei stehen folgende Forschungsfragen im Vordergrund:
1. Ist die Kombination von Personen- und Güterverkehren via AMTUs realistisch (z.B. aufgrund divergierender Beschleunigungen und Geschwindigkeiten?
2. Welchen positiven und negativen Impact hat ein Modulkonzept auf die verschiedenen Elemente des Mobilitätssystems (wie Infrastruktur, Nutzer, Kosten, soziologische Auswirkungen, Verkehrsstärke…)?
3. Hat das Konzept bei einem Einsatz in österreichischen Städten bzw. semi-urbanen Regionen Dekarbonisierungspotential? Wenn ja, in welcher Höhe?

Projektziele

Das Ziel des Forschungsprojekts NIKITA ist die Steigerung der Kooperation und Nachhaltigkeit von Transportnetzwerken durch die Integration von Realdaten. Basierend auf diesen Echtzeitinformationen werden mittels gemeinschaftlicher Ressourcennutzung LKW-Transporte gebündelt und eine optimale Nutzung von Restkapazitäten erzielt. Durch die optimale Auslastung des verfügbaren Volumens und Gewichts wird die Steigerung der Wettbewerbsfähigkeit der verladenden Industrie und der Logistikdienstleister erreicht. Weiters wird die Verfügbarkeit von Transportnetzwerken gesteigert. Neben der Förderung nachhaltiger und kollaborativer Transportformen wird die Flexibilität kurzfristiger Lieferaufträge verbessert. Um diese Zielsetzungen zu erreichen, wird eine mobile, modular aufgebaute, hybride und transportmittelunabhängige Sensorik entwickelt. Zusätzlich zu den Sensorik-Daten werden relevante, transportlogistische Echtzeitinformationen aus Social Media Plattformen und Webseiten mittels geeigneter Social Media Analyse Tools und Text Mining Methoden identifiziert. Aufbauend wird ein präskriptiver Algorithmus entwickelt, in den die erhobenen Realdaten gemeinsam mit bestehenden Transportaufträgen und Stammdaten der Logistikdienstleister einfließen. Dieser dynamische Algorithmus liefert Handelsempfehlungen an die Akteure der Transportnetzwerke zur Schaffung nachhaltiger, kollaborativer und effektiver Transportketten.

Projektergebnisse

• Präskriptiver Analyse Algorithmus basierend auf Echtzeit-Transportdaten zur Schaffung offener, kollaborativer, nachhaltiger und wettbewerbsfähiger Transportnetzwerke
• Proof-of-Concept Demonstrator zur Validierung des Algorithmus anhand einer Bewertungslogik hinsichtlich Nachhaltigkeit, Kooperation, Wettbewerbsfähigkeit, Flexibilität, Verfügbarkeit und Transport-Qualität

Projektziele

Ziel des Leitprojekts PhysICAL (Physical Internet through Cooperative Austrian Logistics) ist, bis zum Jahr 2024 mittels vier Piloten in unterschiedlichen Branchen zu demonstrieren, dass kooperative Logistik

1. Verladern und der Transportwirtschaft in Österreich ökonomische Vorteile und
2. der österreichischen und europäischen Gesellschaft ökologische und sozioökonomische Nutzen bringt.

Die vier Piloten werden durch einen Digitalen Zwilling des österreichischen Transportnetzwerks begleitet, der einerseits eine Bewertung von geplanten und gesetzten Maßnahmen zulässt und andererseits eine synchromodale Transportplanung ermöglicht. Stakeholder der Logistikbranche in Österreich sollen dadurch zu (verstärkter) Kooperation animiert werden.

Projektergebnisse

• Weiterentwickelte, offene, intermodale Transport-Management- Plattform und deren Demonstrationsbetrieb
• entwickelte Prototypen eines kooperativ genutzten Container-Tragegebindes für Holz und hierdurch Transportverlagerung von der Straße auf die Schiene und dessen Demonstrationsbetrieb
• „SupplyChain3.0“ und dessen Demonstrationsbetrieb
• Demonstrationsbetrieb einer kooperativen white-Label-KEP-Zustellung
• Demonstrationsbetrieb von kooperativ nutzbaren, intelligenten Paketboxen
• generierter Digitaler Zwilling von Teilen des österr. Transportnetzwerkes und dessen Demonstrationsbetrieb

Projektziele

Das Forschungsprojekt »Stand PI – Systemübergreifende Steuerung von Transport- und Intralogistik zur nachhaltigen Distribution im Physical Internet« soll es verladenden Unternehmen mittels der Verknüpfung von Methoden der Prognose, Planung und künstlichen Intelligenz ermöglichen, Sendungen mittels Crowdsourcing Delivery sicher und kontinuierlich vom konventionellen Transport zu entkoppeln. Ziel ist ein ökologischer und ökonomischer Mehrwert mit folgenden Zieldefinitionen:

Kontinuierlicher und konsequenter Einsatz von Privat-PKWs als Transportkapazität

Automatisierte Koordination von Warenbereitstellung seitens Verlader und Warenabholung seitens Privatpersonen

Reduktion zurückgelegter Last- und Leerkilometer konventioneller Straßentransporte

Projektergebnisse

Das Ergebnis des Forschungsprojekts Stand PI soll die effiziente Einbindung von Privat-PKWs (Crowdsourcing Delivery) als Transportkapazität für Sendungen von Industrieunternehmen ermöglichen. Der Fokus liegt auf der Entwicklung eines Algorithmus, der den Bedarf von Industriesendungen mit dem Angebot an Privat-PKWs auf Echtzeitbasis, nach dem Vorbild des Physical Internets, optimal verknüpft. Diese, sich ohnehin schon auf der Straße bewegenden, PKWs, bilden eine nachhaltige Alternative zur konventionellen Transportlogistik. Privatpersonen fungieren einerseits als aktives Element für den Klimaschutz und profitieren andererseits von monetären Anreizen.