MUPOL | MUlti Party Optimization for Logistics

Der gesamte Transportsektor ist seit 2018 für 21 % der globalen CO₂-Emissionen verantwortlich. Mit einem steigenden Anteil an LKW-Leerfahrten in Österreich (von 31 % auf 45 % zwischen 2010 und 2019) bietet die Etablierung einer Sharing Economy in der Logistikbranche ein erhebliches Optimierungs- und Einsparungspotenzial. Aktuell haben Wettbewerber, die Ressourcen über Unternehmensgrenzen hinweg teilen müssen, oft Bedenken hinsichtlich der Vertraulichkeit ihrer Firmendaten. Daher wird im Zuge von MUPOL eine Machbarkeitsanalyse durchgeführt und die Grundlagen für ein Framework geschaffen, das eine sichere Mehrparteien-Optimierung im Logistiksektor ermöglicht; d.h. es wird ein kryptografisch vertrauenswürdiger, neutraler Broker-Algorithmus untersucht. Die Einbeziehung fortschrittlicher, kryptographischer Mechanismen wie Multi-Party-Computation in Verbindung mit verteilten Optimierungsalgorithmen ermöglicht einen Durchbruch zum Nutzen der Gesellschaft als Ganzes: im Wettbewerb befindliche Logistikunternehmen lösen das Logistik- und CO₂-Problem gemeinsam, ohne sich gegenseitig oder einer dritten Partei vertrauen zu müssen.

Projektziele

Das Hauptziel des MUPOL Projekts ist die Analyse unterschiedlicher Ansätze der Multi-Party Optimierung im Logistiksektor. Die Ausgangsbasis bildet dabei eine generische und technologieunabhängige Architektur, wie in Abb. 1 ersichtlich. Unterschiedliche Transportdienstleister besitzen bestimmte Logistikressourcen (z. B. Lastwagen oder Züge) und erhalten eine Vielzahl von Transportaufträgen. Jede dieser Ressourcen und jeder Auftrag ist mit bestimmten Einschränkungen unter anderem hinsichtlich Volumen, Gewicht, Verfügbarkeit, Kosten und Temperatur verbunden.

Ziel ist es, dass die Transportdienstleister ein in MUPOL entwickeltes Protokoll gemeinsam ausführen und so jeder Teilnehmer einen Teil der Transportaufträge zugewiesen bekommt. Diese Zuweisung wird anhand vordefinierter Optimierungskriterien vorgenommen:

• Minimierung von Leerfahrten:  Mit einem steigenden Anteil an LKW-Leerfahrten in Österreich (2010: 31%; 2019: 45%) und unter der konservativen Annahme, dass unser Ansatz eine 10 %ige Minimierung dieser ermöglicht, kann der gesamte LKW-Verkehr um 4,5 % verringert werden.
• Minimierung der Gesamtkosten: Durch die in MUPOL erarbeiteten Security-Konzepte könnten die gesamten Transportkosten minimiert werden ohne firmeninterne Kostenstrukturen an Wettbewerber weiterzugeben. Dadurch kann die Profitabilität von Logistik-Dienstleistern erhöht und die Kundenpreise gesenkt werden.
• Minimierung der CO2 Emissionen: Die Minimierung von Treibhausgasausstößen stellt ein alternatives Optimierungsziel dar, welches einen direkten Beitrag zum European Green Deal liefert. Basierend darauf können Anreize erarbeitet werden, um Logistik Betriebe zu motivieren, ihre Fahrzeugflotten auf umweltfreundlichere Fahrzeuge umzustellen.

Das entwickelte Protokoll soll eine formale Garantie liefern, dass vertraulichen Informationen weder beabsichtigt noch unbeabsichtigt an potenziell kollaborierende Wettbewerber gelangen können. Dadurch soll die Bereitschaft unterschiedlicher Transportunternehmen zur Teilnahme an einer übergreifenden Optimierungslösung deutlich erhöht werden.