Forschungsthema »Physical Internet«

Unsere aktuellen Forschungsprojekte

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

ProjektTITEL: Digitale Transformation der Wagenplanung zur Etablierung der Schiene als Rückgrat des Physical Internet
Kurztitel: Backbone PI: Rail
Fördergeber: BMVIT, FFG
Ausschreibung: Mobilität der Zukunft, 10. Ausschreibung Gütermobilität (2017)
Konsortialführer: Fraunhofer Austria Research GmbH
Partner Wirtschaftsuniversität Wien Forschungsinstitut für Supply Chain Management (SCM)
craftworks GmbH
Rail Cargo Austria Aktiengesellschaft
Laufzeit 01/2019 - 04/2021

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.

Weitere Informationen

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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

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

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.

Eckdaten zum Forschungsprojekt

Projektname:

Nachhaltige und kollaborative Transportnetzwerke mittels Integration von Realdaten in Echtzeit

Kurztitel:

NIKITA

Fördergeber:

BMK

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:

01.09.2020 - 31.08.2023

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

Ansprechperson

Christoph Ecker

Contact Press / Media

Dipl.-Ing. Christoph Ecker

Fraunhofer Austria Research GmbH
Theresianumgasse 7
1040 Wien, Österreich

Telefon +43 676 88861667

PhysICAL: Physical Internet Through Cooperative Austrian Logistics

Die wachsende Zahl der weltweiten Gütertransporte und ihre Abwicklung auf meist ressourcenintensivem Weg stellt Umwelt und Gesellschaft vor immer größer werdende Herausforderungen. Diesen muss schnell und intelligent begegnet werden. Eine Möglichkeit hierfür stellt kooperative Logistik und in weiterer Folge das Physical Internet dar. Dieses ist derzeit wahrscheinlich das ehrgeizigste Konzept für Effizienz und Nachhaltigkeit in der Transportlogistik. Es steht für eine tiefgreifende Reorganisation des Güterverkehrs und der Logistik. Die 17 Partner im Leitprojekt „PhysICAL“ – Physical Internet through Cooperative Austrian Logistics – wollen nun die für Österreich nötigen Grundlagen für eine flächendeckende Umsetzung des Physical Internet schaffen. Unter anderem werden Anwendungsmöglichkeiten in vier verschiedenen Branchen entwickelt. So wird demonstriert, dass das Physical Internet der österreichischen Transportwirtschaft einen ökonomischen Vorteil und zugleich der Gesellschaft einen ökologischen und sozioökonomischen Nutzen bringt.

Gap 1: Dringende Notwendigkeit der Umsetzung konkreter Maßnahmen zum Klimaschutz
Es bedarf innovativer, teils disruptiver Änderungen im Transportsystem, um einen aktiven Beitrag zum Klimaschutz leisten zu können.

Gap 2: Fehlende Digitalisierung am Weg zur Transportlogistik 4.0
Es bedarf der Bereitstellung offener Tools, die eine horizontale und vertikale, digitale Vernetzung zwischen den Akteuren einer Transportkette und im Logistiknetzwerk ermöglichen.

Gap 3: Beitrag zur Weiterentwicklung und schrittweisen Implementierung des Physical Internets
Es bedarf der Demonstration und Schaffung von Best Practice-Beispielen, um zu beweisen, dass kooperative Logistik ökologische, ökonomische und soziale Vorteile bringt.

PhysICAL wird die drei genannten Gaps durch folgende Maßnahmen verringern:

  1. Entwicklung digitaler und offener Plattformen zum gegenseitigen, vertrauensvollen Datenaustausch (Pilot offene Plattform und SupplyChain3.0)
  2. Entwicklung neuartiger Transporteinheiten, um einen Modal Shift sowie eine verkehrsträgerübergreifende und horizontale Kooperation zu realisieren (Pilot smarte Holzlogistik und die neue letzte KEP-Meile)
  3. Entwicklung echtzeit-basierter Planungsmethodiken, um synchromodale Transporte zu ermöglichen (Pilot Plattform und Digitaler Zwilling)

Eckdaten zum Forschungsprojekt

Projekttitel:

Physical Internet through Cooperative Austrian Logistics

Kurztitel:

PhysICAL

Fördergeber:

FFG

Ausschreibung:

Mobilität der Zukunft, Mobilität der Zukunft, MdZ - 13. Ausschreibung (2019) Logistik

Konsortialführer:

Fraunhofer Austria Research GmbH

Partner:

Steiermarkbahn Transport und Logistik GmbH
Project-S Global.Web.Shop GmbH & Co KG
Prime Mobility & Consulting GmbH
4PL Intermodal GmbH
Stranzinger Logistik Service GmbH
doppler E. Doppler & Co GmbH
Variocube GmbH
Cargo-Center-Graz Betriebsgesellschaft m.b.H. & Co KG
Schrack Technik GmbH
bitsfabrik GmbH
niceshops GmbH
Pro Danube Management GmbH
A1 Digital International GmbH
Wiener Lokalbahnen Cargo GmbH
Technische Universität Graz
AIT Austrian Institute of Technology GmbH

Laufzeit:

06/2020 - 05/2024

Projektwebseite: https://physical-project.at/

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

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

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

Das Forschungsvorhaben StandPI soll der verladenden Wirtschaft ermöglichen, anbieterunabhängige Transportkapazitäten, nach Vorbild des Physical Internets, effizient zu nutzen. Hierzu werden inner- und außerbetriebliche Systemparameter kontinuierlich erfasst. Die Echtzeit-Daten fließen in einen Machine Learning Algorithmus, der Warenbereitstellung seitens Verlader und dynamische Transportkapazitäten, in Form von Crowdsourcing Delivery, optimal koordiniert. Ziel ist die selbstlernende Steuerung an der Schnittstelle von Transport- und Intralogistik zur systemübergreifenden Optimierung dieser heute sequentiell gesteuerten Teilbereiche. Die konsequente Nutzung der Restkapazitäten, von sich ohnehin auf der Straße bewegenden Fahrzeugen, soll einen wesentlichen Beitrag zur Erhöhung der ökonomischen, ökologischen und sozialen Nachhaltigkeit in der physischen Distribution leisten.

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.

Eckdaten zum Forschungsprojekt

Projekttitel: Systemübergreifende Steuerung von Transport- und Intralogistik zur nachhaltigen Distribution im Physical Internet
Kurztitel: StandPI
Fördergeber: FFG
Ausschreibung: Mobilität der Zukunft, Mobilität der Zukunft, MdZ -10. Ausschreibung (2017)
Konsortialführer: Fraunhofer Austria Research GmbH
Projektpartner: Technische Universität Wien, Institut für Logic and Computation
Johann Weiss Gesellschaft m.b.H.
Schrack Technik GmbH
checkrobin GmbH
Laufzeit: 01/2019 - 09/2022

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.

Ansprechperson

Henrik Rossmann

Contact Press / Media

MSc Henrik Rossmann

Projektleitung

Fraunhofer Austria Research GmbH
Theresianumgasse 7
1040  Wien

Telefon +43 676 88861 654