DIGITALISIERUNG CHANCE UND HERAUSFORDERUNG FÜR DIE LOGISTIK

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1 DIGITALISIERUNG CHANCE UND HERAUSFORDERUNG FÜR DIE LOGISTIK Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen, Institutsleiter, Fraunhofer IML & Institut für Transportlogistik der TU Dortmund, Vorsitzender Fraunhofer Allianz Verkehr. Berlin, 15. März 2016 Fraunhofer Seite 1

2 Fraunhofer Seite 2

3 Digitalisierung ist.... die Aufbereitung von Informationen zur Verarbeitung oder Speicherung,.. in einem digitaltechnischen System, wobei.. örtliche und zeitliche Beschränkungen im Internet-Zeitalter quasi entfallen sind, so dass die Daten nahezu von jedem Ort und zu jeder Zeit abgerufen, weiterverarbeitet und gespeichert werden können. (erst) seit dem Jahr 2002 sind mehr Informationen digital als analog gespeichert und die weltweite Telekommunikation zu >98% digital. Quellen: M. Hilbert, P. López (2011) Science 332, Fraunhofer Seite 3

4 Quelle: DIHK Fraunhofer Seite 4

5 Digitalisierung Zugang zu Informationen - auch online-shopping - wird mobil... Fraunhofer Seite 5

6 Datenverkehr es geht erst richtig los Fraunhofer Seite 6

7 Digitalisierung im Kontext anderer globaler Trends Quelle: DB, Daimler, Fraunhofer IML: Transporteffizienz 2030 Fraunhofer Seite 7

8 Demographischer Wandel Partnerlogo Die Lebenserwartung in Europa ist in den letzten 40 Jahren um 10 Jahre gestiegen. Das Durchschnittsalter in Europa ist innerhalb von 30 Jahren um 4,5 Jahre gestiegen. In den nächsten 50 Jahren wird es um weitere 10 Jahre steigen. In wenigen Jahren wird sich die Zahl der älteren Menschen (69 Mio.) gegenüber dem Jahr 1960 verdoppelt haben (EU15). Weltweit lebt erstmals mehr als die Hälfte der Menschheit in Städten. Fraunhofer Seite 8

9 Klimawandel 40% der anthropogenen CO2 Emissionen, die seit 1750 emittiert wurden, befinden sich heute noch in der Erdatmosphäre. Rund 1/5 dieser CO2 Emissionen stammen aus dem Verkehr Source: IPCC 2014 Die CO2 Konzentration in der Atmosphäre ist seit Mai 2014 ständig über 400 ppm. Fraunhofer Seite 9

10 Klimawandel Partnerlogo Die Vermeidung (Verlangsamung?) des Klimawandels ist eine Aufgabe der gesamten Wertschöpfungskette Angebote zur Konsolidierung der Transportbedarfe zwischen Regionen effiziente Stellhebel für CO2-Management Bestände statt Geschwindigkeit globales Optimum vs. Optimum eines Einzelakteurs Lieferketten entschleunigen neutrale Moderation & Bereitstellung relevanter Informationen Fraunhofer Seite 10 absolute THG-Reduktionsziele erfordern anspruchsvollere relative Netzwerke Reduktionsziele optimierte & Netzwerkstrukturen globale Basisproduktion in Kombination mit regionaler Nachproduktion für Spitzennachfrage

11 Zellulare Fördertechnik - Autonome Fahrzeuge ersetzen fest installierte Fördertechnik LOGISTIK Schwarm mit 50 autonomen Shuttles Agentenbasierte Fahrzeug- und Auftragssteuerung Sensorfusion zur Lokalisierung und Schwarmsteuerung Ersetzen konventionelle Regalbedienung und Fördertechnik Die Zellularen Transportsysteme werden gefördert durch: Fraunhofer Seite 11

12 Die Zukunft der Logistik und das «Internet der Dinge» I N D U S T R I E L L E I N D U S T R I E L L E R E V O L U T I O N R E V O L U T I O N Das Internet der Dinge, Dienste & Daten wird zur prägenden Infrastruktur für die nächste industrielle Revolution. [H.Kagermann]* Durch konsequentes Zusammenführen der digitalen und realen Welt wird die zunehmende Dynamik und Komplexität beherrschbar. [H.Kagermann]* Das Maß der Dezentralisierung & Selbstorganisation wächst mit der Komplexität der Systeme! *Henning Kagermann Zukunftskongress Logistik, Dortmund 2012 Fraunhofer Seite 12

13 Im Industrial Data Space greift Fraunhofer wesentliche aktuelle Anforderungen auf: - Datensouveränität: Owner bestimmen, was mit den Daten passiert Governance: Anwender des IDS machen die Spielregeln Dezentrale Architektur: Verteilte Datenhaltung und Datenschutz: Sicherer Datenaustausch Dienst F Unternehmen 5 Dienst G Unternehmen 6 Dienst A Unternehmen 1 Unternehmen 4 Dienst B Dienst E Dienst C Fraunhofer Seite 13 Unternehmen 2 Unternehmen 3 Dienst D

14 Das Internet Über 76% der Wohnbevölkerung in Deutschland ab 14 Jahren sind im Netz aktiv; das sind ca. 56 Millionen Menschen. 1 Davon kaufen 45 Mio. Waren und Dienstleistungen im Internet ein. 1 mehr als 20% kaufen auch per Handheld (Smartphone) ein erstmals über 40 Mrd. Umsatz im deutschen Online-Handel 2 Das am häufigsten gekaufte Produkt ist immer noch das Buch 3 in allen Altersgruppen ab 20 Jahren, während es in der Altersgruppe Jahre in einzelnen Monaten Schuhe sind daneben stark online nachgefragte Leistungen: 4 1 Eintrittskarten, Apps, Hotels, Reisen Alle 24 Stunden gehen über Chinesen erstmals ins Internet. 5 Online-Anteil am Gesamthandel auch in China > 7% 5¹ absatzwirtschaft.de, AGOF Internet facts AGOF Internet facts news aktuell presseportal 2014, Internationale Studie von DEALS.com BEVH 2014, Verbraucherstudie Interaktiver Handel in Deutschland 5 Statista Dossier 2013, E-Commerce in China Fraunhofer Seite 14

15 Die Reise der Zukunft wird digital: Mobilitäts-Apps machen es vor Smartphone als Terminplaner, Reiseplaner, Navigator für Reise und Umstieg bis zum Sitzplatz Zusätzliche Services: Sitzplatzreservierung, Verpflegung, Bewertung, Austausch mit Anderen, Einkauf von Lebensmittel und Abholung über Bahnschließfächer Intermodale Verkehrsmittel: CarSharing, autonome Fahrzeuge, Mitfahr-gelegenheit, Fahrrad von Tür zu Tür Mobilität durch Digitalisierung Quelle Bilder: Fraunhofer Seite 15

16 Digitalisierung in der Transportlogistik Fahrer und Ganzladung Erweiterte Dispositionsplanung Auftragsinformation zentralisieren Fahrer finden sich / tauschen dezentral Zielsetzung Reduzierung von Leerfahrten Verbesserung der Fuhrpark-Auslastung Vorgehensweise Kombinationsplanung von komplexeren Fraunhofer Seite 16 Begegnungsverkehren Wechselbrücken-Optimierung über Tourenplanungsverfahren Stafettenverkehre für überregionale Verkehre Ergebnisse Entdecktes Begegnungspotenzial von 20% und mehr je Fall & mehr Fahrer schlafen zuhause

17 Digitalisierung in der Transportlogistik - Smart Container Chain Management Effizienz- und Sicherheitsmaximierung und Reduktion der Logistikosten auf globalen Supply Chains im intermodalen Verkehr Integration von Informationstechnologie, Logistik und Inspektion (Zoll) Zugriff auf jeden Container weltweit unabhängig von Technologie, Terminaltechnik und Transportmodus Terminal Operator Transport Operator Logistics Providers Zoll Lösungen für ein globales, interoperables Türzu-Tür-Informationssystem u.a. für Single Window-Serviceplattform, SWP Shipper Strategisches Routing (für globale Transportszenarien) oder Container Security Technology (CST): active RFID / satellite comms / multi-sensoric units Fraunhofer Seite 17 Dynamisches, intermodales Routing

18 Projekt MUNIN* (EU) *Maritime Unmanned Navigation through Intelligence in Networks Fraunhofer Seite 18

19 Projektvorstellung MUNIN Unbemannte Seeschifffahrt Europäisches FP7 Projekt von Sep 2012 bis Aug Partner mit einem Fördervolumen von 2,9 Mio Entwicklung eines Konzeptes für ein unbemanntes Handelsschiff Machbarkeitsnachweise durch Schiffsführungssimulationen 19 Fraunhofer Seite 19

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22 Technologietrend Autonomes Fahren Vergleich Straßenverkehr und Schienenverkehr Autonome Straßenfahrzeuge haben Sensoren sowie Steuerung i.d.r. an Bord, so dass die Situationen selbstständig analysiert und bewältigt werden müssen Fahrerlose Züge erhalten auf der Strecke Führungsgrößen vom Stellwerk / Leitstelle und werden dadurch von Außen gesteuert. Fahrbefehle und Geschwindigkeiten werden somit nicht vom Fahrzeug bestimmt. Bei den gegenwärtig realisierten Systemen sind (Sicherheits-) Sensoren i.d.r. an der Strecke angebracht Bildquelle: Technische Universität Braunschweig; Siemens Fraunhofer Seite 22

23 Platooning bei LKW Selbstständig fahrender Lkw (mit 80 km/h auf Bundesautobahnen) Kommunikation mit der Umgebung / Intelligente Vernetzung mit bereits existierenden Sicherheitssystemen Ziel: Entlastung des Fahrers Ziel: Flüssigerer, sichererer und kalkulierbarer Verkehr (Vermeidung menschlicher Fehler) Aufgabe: Konzeption und Steuerung der ersten und letzten Meile Fahrer wird zum Transportmanager? Rolle von IT-Systemen, Infrastrukturen Auswirkung auf Preise und Leistungen des Straßengüterverkehrs Quelle: Daimler Fraunhofer Seite 23

24 Digitales Testfeld Autobahn A9 Projektpartner: Continental, Deutsche Telekom, Nokia Networks und Fraunhofer ESK Ziel: verbesserte Verkehrssicherheit und Vermeidung von Staus Fraunhofer Seite 24 Echtzeitkommunikation zwischen Fahrzeugen über das LTE-Mobilfunknetz Austausch von Fahrzeug- und Gefahreninformationen extrem geringe Übertragungszeiten (Ausstattung eines Abschnitts des Telekom-Netzes mit neuartiger Mobile Edge Computing -Technik von Nokia Networks) Erweiterung um vom Fraunhofer ESK entwickelte Positionsbestimmung von Continental entwickelten Schnittstelle zur Fahrzeugelektronik Kombination ermöglicht erstmals Signallaufzeiten zwischen zwei Fahrzeugen von weniger als 20 Millisekunden

25 Entwicklungshorizonte für schrittweise Implementierung von fahrerlosem Schienenverkehr Realisierungsperspektiven für fahrerlose Systeme kurzfristig mittelfristig langfristig Geschlossenes System Lokales System Offenes System Technik kann in kleinem Umfang und auf gesichertem Gelände (z.b. Werksbahn) entwickelt und erprobt werden Interaktion zw. fahrerlosen und konventionellen Verkehr kann z.b. auf Nebenbahnen getestet werden Einbindung von regionalen / überregionalen Strecken (TEN-Korridore) im flächendeckenden Verkehr Fraunhofer Seite 25

26 Nutzen und Chancen vollautomatisch fahrender Fahrzeuge Automatische Fahrzeuge fahren defensiv Gewinn an Sicherheit.. vorausschauendes Fahren (Sensorik & Kommunikation).. hohe Ausfallsicherheit Automatische Fahrzeuge fahren gleichmäßiger Gewinn an Verkehrsfluss Fraunhofer Seite 26.. erhoffte Kraftstoffersparnis von > 5% Aus Sicht der Nutzer: Automatische Fahrzeuge sind komfortabel.. entspannter ankommen.. automatisch einparken.. Mobilität für Ältere und Menschen mit Behinderung Aus Sicht der Hersteller: Automatische Fahrzeuge dürfen teurer sein % mehr Umsatz pro Fahrzeug.. neue Geschäftsmodelle inkl. Serviceleistungen während der Fahrt Märkte werden sich verändern: Kauf von Mobilität statt Fahrzeugen

27 Herausforderungen und Risiken IT Sicherheit.. zuverlässige Kommunikation und robuste Fahrzeugelektronik (Echtzeitfähigkeit).. flächendeckendes, leistungsfähiges Mobilfunknetz.. Gewährleistung des Datenschutzes Europäische und weltweite Rechtsgrundlage.. einheitliche Rahmenbedingungen für global agierende Hersteller notwendig.. Verantwortung des Fahrzeugführers bei vollautomatisiertem Fahrbetrieb vs. Haftungsverlagerung zu Herstellern.. betriebliche Verantwortung (auch für Weiterfahren ) Ethische Fragestellung sind Situationen denkbar, in denen ein Mensch getötet oder verletzt wird, aber niemand strafrechtlich verantwortlich ist, weil das System schuld hat? Fraunhofer Seite 27

28 StadtPartnerlogo der Zukunft Zukunft der Logistik Digitalisierung und intelligente Vernetzung für Ver- & Entsorgung Sichere Versorgung von Produktion, vor allem in Städten Handel und Haushalt in urbanen Räumen gewährleisten Quelle: Nationale Plattform Zukunftsstadt 2014 Vision der Stadt von morgen: Es existieren geschlossene Kreisläufe für Rohstoffe, Abfälle und Energie. Industrie, Handel, Dienstleister und Endkunde sind vernetzt, Produktion, Gebäude und Verkehrsmittel emissionsarm. IT- und Kommunikationssysteme Fraunhofer Seite 28 Sendungsanzahl und Vielfalt weiter steigend Restriktionen für Lieferverkehre zunehmend Bessere Planungs- und Dispositionsgrundlagen Vernetzung, Standardisierung der Datenformate

29 Digitalisierung - ein Megatrend Chancen durch Verteilung und Nutzung von Informationen > Effizienz Integration Intermodalität Mitarbeiter und Kunden erwarten Apps Märkte werden sich verändern: Kauf von Mobilität statt (nur) Kauf von Fahrzeugen Wirtschaft in Kreisläufen - Nachhaltigkeit in der Logistik Assistenzsysteme Vollautomatisierung Autonomes Fahren Fraunhofer Seite

30 DANKE für Ihre Aufmerksamkeit! Univ.-Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen Institutsleiter, Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML, Institutsleiter, Institut für Transportlogistik, TU Dortmund, Vorsitzender Fraunhofer-Allianz Verkehr Fraunhofer Seite 30 Tel. +49 (0) Fax +49 (0) uwe.clausen@iml.fraunhofer.de