Forschungsthema »Physical Internet«

Unsere aktuellen Forschungsprojekte

PhysICAL - Physical Internet Through Cooperative Austrian Logistics

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.

Ansprechperson

Sandra Stein

Contact Press / Media

Dr. Sandra Stein

Projektleitung

Fraunhofer Austria Research GmbH
Theresianumgasse 7
1040 Wien, Österreich

Mobil +43 676 888 61 627

NIKITA | Nachhaltige und kollaborative Transportnetzwerke mittels Integration von Realdaten in Echtzeit

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.

Eckdaten zum Forschungsprojekt

Projektname

Nachhaltige und kollaborative Transportnetzwerke mittels Integration von Realdaten in Echtzeit

Kurztitel

NIKITA

Fördergeber

BMK

Projektnummer

877686

Programm/Ausschreibung

Mobilität der Zukunft 13. Ausschreibung: Gütermobilität

Konsortialführer

Fraunhofer Austria Research GmbH

Partner

Frankstahl Rohr- und Stahlhandelsges. m. b. H.

Schrack Technik GmbH

Johann Weiss GmbH

Laufzeit

36 Monate (01.09.2020 - 31.08.2023)

Status

Laufend

Ausgangssituation

Der Straßenverkehr ist in der Europäischen Union die Hauptquelle für Treibhausgasemissionen, wobei ein Großteil der Stickoxide, Kohlenmonoxide und Schwebstoffe durch LKWs verursacht werden. Trotzdem werden weiterhin rund 90 Prozent des Güterverkehrs in Europa aufgrund großer Verfügbarkeit, hoher Flexibilität, hoher Geschwindigkeit und geringen Kosten über die Straße abgewickelt. Dabei liegt die durchschnittliche Ladung je LKW deutlich unter dessen verfügbarer Kapazität. Dies wird vor allem hervorgerufen durch Leerfahrten bei Rücktransporten.

Diese Ineffizienzen resultieren aus der Tatsache, dass klassische Modelle zur Planung von Transportketten nicht nachhaltig und gleichzeitig ökonomisch anwendbar sind (u.a. aufgrund von steigender Komplexität, immer kürzer werdender Lieferzeiten, Same Day Delivery). Unternehmen haben meist nur innerhalb der eigenen Wertschöpfungskette Transparenz, nicht aber entlang der gesamten Supply Chain. Mangelnde Koordination und Abstimmung von Transportnachfragen und -kapazitäten treten aufgrund nicht vorhandener Zusammenarbeit und fehlender, bereitgestellter Information zwischen den einzelnen Akteuren von Logistiknetzwerken auf.

Zukünftige Planungen und Steuerungen der Supply Chain sollen auf Echtzeitdaten basieren und klassische Modelle mit effizienteren und nachhaltigeren Ansätzen ablösen.

 

Ergebnisse

  • 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

Ansprechperson

Christoph Ecker

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Christoph Ecker

Digitale Logistik und Automatisierung

Fraunhofer Austria Research GmbH
Theresianumgasse 7
1040 Wien, Österreich

Telefon +43 676 88861667

StandPI: Systemübergreifende Steuerung von Transport- und Intralogistik zur nachhaltigen Distribution im Physical Internet

Aktuell bewegen sich weit mehr LKW auf den europäischen Straßen als für den Transport von Gütern eigentlich erforderlich ist. Der hohe Anteil an Leerfahrten und die schlechte Kapazitätsausnutzung haben negative Auswirkungen auf Wirtschaft, Umwelt und Gesellschaft. Die starke Zunahme von E-Commerce, die hohe Nachfrage nach Same Day Delivery und Just in Time (JIT) Strategien der verladenden Wirtschaft drohen die Nachhaltigkeit des Güterverkehrs weiter zu verschlechtern. Innovative Konzepte, wie z.B. Crowdsourcing Delivery, welches den Gütertransport zu einem gewissen Anteil auf private PKWs auslastet, sollen dieser Entwicklung entgegenwirken. Die verladende Industrie ist gegenwärtig technisch jedoch noch nicht in der Lage diese ungenützten Transportkapazitäten zu nutzen respektive Aufträge anteilig sicher und kontinuierlich auszulagern.

 

Ziele:

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

 

Ergebnisse und Nutzen:

Projektergebnis ist ein »Proof-of-Concept« Demonstrator, der die systemübergreifende und automatisierte Nutzung von Crowdsourcing Delivery ermöglicht, dabei Transport- und Intralogistik verknüpft und folgenden Mehrwert bringt:

Einsatz von ungenütztem, sich ohnehin auf der Straße bewegendem, Transportkapazitäten

Reduktion des konventionellen Gütertransports auf der Straße insbesondere durch die Senkung von Leerkilometern

Basis für die zukünftige industrielle Nutzung von Crowdsourcing Delivery-Konzepten in verladenden Betrieben zur Senkung von Schadstoffemissionen

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.

Eckdaten zum Forschungsprojekt

Programm/Ausschreibung Mobilität der Zukunft, Mobilität der Zukunft, MdZ -10. Ausschreibung (2017)
Projektstart 01.04.2019
Zeitraum 2019-2022
Projektpartner

Fraunhofer Austria Research GmbH

Technische Universität Wien, Institut für Logic and Computation

Johann Weiss Gesellschaft m.b.H.

Schrack Technik GmbH

checkrobin GmbH

Projektende 31.03.2022
Projektlaufzeit 36 Monate

Ansprechperson

Alexander Gruber

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Alexander Gruber

Projektleitung

Fraunhofer Austria Research GmbH
Theresianumgasse 7
1040 Wien, Österreich

Telefon +43 676 88861668

Backbone PI: Rail – Digitale Transformation der Wagenplanung zur Etablierung der Schiene als Rückgrat des 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.

 

Eckdaten zum Forschungsprojekt

Projektname Digitale Transformation der Wagenplanung zur Etablierung der Schiene als Rückgrat des Physical Internet (Backbone PI: Rail)
Fördergeber BMVIT, FFG
Programm/Ausschreibung Mobilität der Zukunft, 10. Ausschreibung Gütermobilität (2017)
Projektnummer 867176
Konsortialführer Fraunhofer Austria Research GmbH
Partner

Wirtschaftsuniversität Wien Forschungsinstitut für Supply Chain Management (SCM)

craftworks GmbH

Rail Cargo Austria Aktiengesellschaft

Laufzeit Jänner 2019 bis Dezember 2020

Projektbeschreibung

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.

Unser Beitrag

Fraunhofer Austria zeichnet als Konsortialführer für das Forschungsprojekt verantwortlich. Darüber hinaus übernimmt das wissenschaftliche Team folgende Aufgaben:

  • Analyse von Anforderungen an das Verkehrssystem Schiene im zunehmend dynamischen Marktumfeld des Physical Internets.
  • Entwicklung eines antizipativen Planungsansatzes zur vorausschauenden Wagenplanung und rechtzeitigen Bereitstellung von Wagen.
  • Kontinuierliche Prognose der Wagennachfrage auf den Strecken und des Wagenangebots an den Ladestellen im internationalen Netzwerk.
  • Dynamische Ableitung von Handlungsmaßnahmen durch Gegenüberstellung Wagennachfrage & -angebot und Identifikation von Diskrepanzen.
  • Evaluierung des ökonomischen und ökologischen Mehrwerts aufgrund höherer Konkurrenzfähigkeit und Attraktivität des Verkehrssystems Schiene.

Nutzen

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.

Ansprechperson

Georg Schett

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Georg Schett

Wissenschaftlicher Mitarbeiter

Fraunhofer Austria Research GmbH
Theresianumgasse 7
1040 Wien, Österreich

Mobil +43 676 888 616 59