12. IFF-WISSENSCHAFTSTAGE Juni 2009

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1 FRAUNHOFER-INSTITUT FÜR FABRIKBETRIEB UND -AUTOMATISIERUNG IFF 12. IFF-WISSENSCHAFTSTAGE Juni 2009 Logistik Effiziente und sichere Warenketten 3. Fachtagung zur Logistik

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3 12. IFF-Wissenschaftstage 2009 Tagungsband

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5 Inhaltsverzeichnis Vorwort Seite 9 Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. Ing. E. h. Michael Schenk, Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung Grüne Logistik CO2PERATION - Übergreifender Klimaschutz in globalen Sourcing- Prozessen des Textilhandels Seite 11 Dr. Michael Arretz, Dipl.-Theol. Norbert Jungmichel, Nora Meyer Nachhaltige und energieeffiziente Logistik durch Konzeption und Bewertung von unternehmensübergreifenden Logistikmodellen Seite 19 Ao. Univ.-Prof. Dr. techn. Kurt Matyas, Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Wilfried Sihn, Dipl.-Ing. Felix Meizer Mobilität und Verkehr Systempartnerschaften von Verkehrsdienstleistungsunternehmen - Herausforderungen und Erfolgsfaktoren für mehr Effizienz im Luftverkehr Seite 31 Dipl.-Wirtsch.-Ing. Stefan Wollschläger, Dr.-Ing. Marco Emmermann Intelligente M2M-Innnovation in der globalen Luftfracht-Kühltransportkette: Ein Praxisbeispiel der globalen Online-Kommunikation, -Ortung, -Identifikation und -Steuerung Seite 39 M.A., M.Sc. Markus Witte, Cand. B.Sc. Christian Portele Einsatz von Smart Container Technologie für nachhaltige Logistik Seite 47 Dipl.-Wirtsch.-Ing. Marco Lewandowski, M.Sc. Christian Gorldt, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Ernesto Morales Kluge, Dr.-Ing. Wolfgang Echelmeyer (Referent) KASSETTS Kostenreduktion und Effizienzsteigerung in der Logistik für KMU Seite 57 Dipl. Betrw. (FH), BA (Hons) European Business Katrin Reschwamm, Dipl-Kff. Corinna Kunert Mit MINERVA um den Stau herum - Möglichkeiten und Grenzen der On-Board Verkehrsinformation im städtischen Lieferverkehr Seite 65 Dipl.-Ing. Bertram Meimbresse, Dipl-Wirtsch.-Ing. (FH) Christine Behnke, Ralf Lipinski Einsatz von Binnenschifffahrtsinformationsdiensten (RIS) zur Effizienzsteigerung von multimodalen Transport- und Logistikketten in Süd- und Osteuropa Seite 75 Mag. Dr. Gerhard Schilk, Karoline Vasiljevic, Dipl.-Ing. (FH) Ralph Fromwald Zukunftsmärkte in der Logistik erkennen Seite 87 Dipl.-Betrw. Enno Däneke

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7 Autoren Seite 95 Wir bedanken uns Seite 97 Forschung für die Praxis Seite 98 Impressum Seite 100

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9 Vorwort Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Michael Schenk Institutsleiter des Fraunhofer-Instituts für Fabrikbetrieb und -automatisierung Foto: Berndt Liebl, IMG Sehr geehrte Damen und Herren, liebe Partner und Freunde, unsere internationale Konferenz mit Schwerpunkten zur Logistik, zum Digital Engineering und zur Robotik hat sich zu einem anerkannten Forum für Experten aus Wissenschaft, Wirt - schaft und Politik etabliert. Das Er - folgs rezept der IFF-Wissenschafts tage besteht einerseits aus der gelungenen Mischung von exzellenten Referenten, andererseits aus den spannenden Ein - blicken in aktuelle Forschungs auf - gaben, die uns Wissenschaftler und ihre Indus triepartner gewähren. Logistik das heißt heute nicht nur globale Netzwerke zu planen, zu steuern und stetig zu optimieren. Es be deutet auch, die aus den komplexen Netzwerken resultierenden und stetig wachsenden Risiken zu beherrschen und gleichzeitig mit vorhandenen Res sourcen noch sparsamer um - zugehen. Im Fokus der Logistik-Fach - tagung stand daher neben»mobilität und Verkehr«die aktuell stark for - cierte»grüne Logistik«. Während in der Session»Mobilität und Verkehr«Möglichkeiten zur Effizienz- und Nach haltigkeitssteigerung verkehrstechnischer Abläufe sowie Fragen rund um die Sicherheit von Gütern und Informationen im Verkehr be - trachtet wurden, widmete sich die»grüne Logistik«vornehmlich der Prä - sentation innovativer, umweltfreund - licher Logistiksysteme und -lösungen. Darüber hinaus erfuhren Entwick - lungen für umwelt- und ressourcenschonende Transportmittel besondere Beachtung. Viele hochkarätige Referenten haben uns Einblicke in ihre Erfolgs strate gien erlaubt. Tagungsteilnehmer konnten von ihren Erfahrungen und Er kennt - nissen nur profitieren. Ich wünsche Ihnen eine inspirierende Lektüre und hoffe auf ein Wiedersehen zu den 13. IFF-Wissenschaftstagen in Magde - burg. Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Michael Schenk 9

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11 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Grüne Logistik CO2PERATION - Übergreifender Klimaschutz in globalen Sourcing-Prozessen des Textilhandels Dr. Michael Arretz Dipl.-Theol. Norbert Jungmichel Nora Meyer

12 Lebenslauf Dr. Michael Arretz Geschäftsführer Systain Consulting GmbH Wandsbeker Straße 13a Hamburg Telefon: Studium der Biologie Georg-August Universität Göttingen Promotion zum Dr. rer. nat., Ludwig- Maximilians-Universität München Otto GmbH & Co. KG, Hamburg Leitende Funktion im Bereich Umwelt- und Gesellschaftspolitik mit den Hauptverantwortlichkeiten: - ökologische Optimierung der Transport Logistik des Konzerns - ökologische Optimierung des textilen Produktsortiments - Aufbau von Wertschöpfungsketten für den Einsatz von ökologisch angebauter Baumwolle Seit 2002 Geschäftsführer und Mitbegründer der Systain Consulting GmbH Fokus auf die nachhaltige Optimierung globaler Wertschöpfungsketten für Kunden in Deutschland sowie in deren Beschaffungsmärkten in Europa und Asien 12

13 CO2PERATION - Übergreifender Klimaschutz in globalen Sourcing-Prozessen des Textilhandels Dr. Michael Arretz, Dipl.-Theol. Norbert Jungmichel, Nora Meyer Trotz und auch gerade wegen der derzeitigen Finanz- und Wirtschaftskrise sollten Unternehmen zukunftsfähige Umweltstrategien für das eigene Geschäft entwickeln. Hoher Wettbewerbsdruck und die Konzentration auf effiziente Kernprozesse schließen die Berücksichtigung ökologischer Aspekte nicht aus. Im Gegenteil, die ökologische Optimierung unternehmerischer Abläufe stellt ein aktives Risikomanagement dar angesichts sich verändernder Rahmenbedingungen in Umwelt, Politik, Gesellschaft und Wirtschaft. Dies gilt in besonderem Maße für logistische Prozesse. Transporte sind durch die Nutzung fossiler Energieträger und den Ausstoß des Treibhausgases CO2 gekennzeichnet. Handlungsoptionen für ressourcenschonendere und klimafreundlichere Transporte stehen zwar zur Verfügung. Doch die lückenlose Eingliederung in die logistische Prozesskette stößt in der Praxis auf Barrieren. Grüne(re) Logistik bedarf einer durchdachten Organisation der Transportkette, um Mehrwert für Unternehmen und Umwelt zu schaffen. Bestehende Systeme müssen gezielt um ökologische Aspekte erweitert werden. Mit der größtenteils in Schwellen- und Entwicklungsländern stattfindenden Fertigung kann die Beschaffungskette in der Textilindustrie als Vorreiterin für global organisierte Sourcing-Strukturen gelten. Saisonale Angebotszyklen, die Reaktionsfähigkeit auf kurzfristige Nachfragetrends und ein hoher Kostendruck erfordern ein Höchstmaß an Flexibilität in der Beschaffungskette. Diese globalisierten Sourcing Prozesse werfen jedoch vor dem Hintergrund des weltweit steigenden Emissionsniveaus (IPCC 2007) immer drängender die Frage nach den damit verbundenen CO2-Emissionen auf: A) Längere Transportwege durch die Auslagerung von Wertschöpfung nach Übersee B) Die Wahl schneller Transportmittel, um kurzfristig auf Nachfragetrends zu reagieren C) Geringerer Energieeffizienzgrad von Produktion und Logistik in den Sourcing- Märkten Die längeren Transportwege und die Auslagerung der Wertschöpfung nach Übersee bringen komplexe mehrstufige Logistikprozesse mit sich, deren ökologische Optimierung nur auf der Basis einer integralen Strategie der beteiligten Akteure gewährleistet werden kann. Bei der logistischen Abwicklung kurzfristiger Oderzyklen steht das Ziel einer schnellen Anlieferung oft diametral zum Ziel reduzierter CO2-Emissionen, weil etwa Bündelungen nicht möglich sind oder auf klimaschädliche Verkehrsträger zurückgegriffen werden muss. 13

14 Während bei der Dimension 'Zeit' Zielkonflikte entstehen, bringt eine ökologische Optimierung eine Reduzierung der Kosten mit sich. Abbildung 1: Ökologische Optimierung im Zielkanon logistischer Prozesse. Der Einsatz von Fahrzeugen mit alternativen Antrieben kann zwar aufgrund steuerlicher Anreize sowohl hierzulande als auch in der Türkei und in Thailand Kosten senken. Jedoch erschwert die noch mangelnde Tankstelleninfrastruktur eine zuverlässige Abwicklung bzw. muss zusätzliche Zeit für Umwege vorgesehen werden. Innerhalb des Zieldreiecks 'zuverlässige Abwicklung', 'Kosten' und 'Zeit' kann die ökologische Komponente je nach Schwerpunkt komplementär oder konträr wirken. Bei letzterem machen die veränderten Rahmenbedingungen und die steigenden ökologischen Ansprüche an Unternehmen eine Neuberwertung der festgelegten Schwerpunkte innerhalb des Zielkanons notwendig. Andererseits müssen die Zielkonflikte transparent gemacht und in Überlegungen für Minderungsmaßnahmen münden, um die Voraussetzungen für eine effektive Umsetzung zu schaffen. Isolierte Maßnahmen zur Reduzierung von CO2-Emissionen der einzelnen Akteure können zwar punktuelle Verbesserungen erzielen. Umfassende Beiträge zum Klimaschutz sind jedoch erst durch die Einbeziehung der Vorketten und damit anhand von übergreifenden Systemansätzen möglich. Im Textilhandel werden Waren trotz zusätzlicher Kosten oft noch mit dem Flugzeug (interkontinental) oder auf der Straße (kontinental) in den Konsumentenmarkt nach Deutschland gebracht. Entscheidend ist wie oben dargestellt die minimale Transportzeit, etwa um kurzfristige Nachfrageschübe bestmöglichst zu bedienen. Des Weiteren hat ein race-to-the-bottom der Kosten für den Luftverkehr in der letzten Dekade die Nachfrage nach Luftfracht noch verstärkt. Der Lufttransport aus Asien ist mal CO2-intensiver als der Transport mit dem Schiff. Der Seeweg benötigt jedoch fünfmal so viel Zeit. Die Einbeziehung des Luftverkehrs in das Emissionshandelssystem der Europäischen Union ab 2012 wird hingegen für steigende Kosten sorgen und macht somit eine Neubewertung der Luftfrachtkosten neben dem Niveau der Treibstoffkosten notwendig. 14

15 Innerhalb der Logistikkette sind die Anteile, Lasten und Handlungsmöglichkeiten zwischen den Akteuren unterschiedlich verteilt. Eng getaktete Orderprozesse lassen z.b. dem Logistikdienstleister kaum Spielraum für alternative, umweltfreundliche Lösungen wie etwa die Vermeidung von Luftfracht. Eine unternehmensgetriebene, ökologische Steuerung der Wertschöpfungskette setzt daher an den Schnittstellen zwischen den einzelnen Akteuren, also Verlader, Logistikabwickler und Lieferant an. Die enge Verzahnung innerhalb der gesamten Wertschöpfungs- und Logistikkette ist notwendig, um das volle Potential für den Klimaschutz auszuschöpfen. Im Projekt CO2PERATION haben sich das Versandhandelsunternehmen Witt Weiden, die Logistikpartner GROUP7 in Deutschland, Enco in der Türkei sowie M+R Spedag in Thailand mit der Nachhaltigkeitsberatung Systain zusammengeschlossen, um die CO2-Emissionen in der Transportkette von Textilwaren nach Deutschland zu senken. Schlüssel des Ansatzes ist es, sich sowohl über individuelle als auch über übergeordnete Potentiale zur Reduktion der CO2-Emissionen zu verständigen. Gemeinsam werden Handlungsalternativen entwickelt und auf ihre Machbarkeit überprüft und getestet. Gleichzeitig tauschen sich die Logistikpartner über individuelle Maßnahmen aus, um gegenseitige Lernprozesse anzustoßen. Gemeinsam wurde sich auf das Ziel verständigt, die transportbedingten CO2- Emissionen um 20% in den nächsten fünf Jahren zu senken. Im Mittelpunkt stehen sowohl die Transporte von den beiden zentralen Beschaffungsmärkten für Witt, Türkei und Thailand, als auch die nachlaufenden Transporte vom See- und Flughafen in Deutschland nach Weiden in die Oberpfalz. In einem ersten Schritt wurden Bilanzrahmen und Datenbedarf für die Ermittlung der CO2-Emissionen festgelegt. Die Datenerhebung beinhaltete die Prüfung der Plausibilität und mehrere Rückkoppelungsschleifen, um eine hohe Datenqualität und gleichzeitig realitätstreue Abbildung sicherzustellen. Anhand der errechneten CO2-Emissionen für die jeweiligen Relationen erfolgten erste Datenanalysen und Spezifierungen für die Ableitung von Schlussfolgerungen. Gemeinsam wurden Handlungsfelder und Maßnahmen definiert, die anschließend in der Praxis getestet und eingeführt werden. Bei der Analyse der Relationen von der Türkei nach Deutschland zeigte sich, dass der Transport mit dem LKW pro Strecke 187 Kilogramm CO2 pro Tonne Textilware verursacht. Der kombinierte Verkehr LKW-Zug auf der Teilstrecke Ungarn - Oberösterreich verringert die Emissionen um 20%, der Transport mit der Fähre via Triest mit anschließender Verladung auf Bahn und LKW-Transport auf der letzten Teilstrecke um 45%. Jedoch müssen bei der Bahnvariante Verzögerungen beim Zoll einkalkuliert werden, bei der Fährverbindung sind Spitzenzeiten der alpenquerenden Verkehre zu berücksichtigen. 15

16 Abbildung 2: CO2-Emissionen der Transporte von Istanbul nach Weiden pro Tonne Textilfracht. Anhand der CO2-Analyse zeigte sich, dass der türkische Logistikpartner die Fähr- LKW-Verbindung bereits für einen Großteil seiner Transporte einsetzt (56%). Nur 12% sind reine LKW-Transporte aus der Türkei nach Weiden. Die Ergebnisse zeigen, dass mitunter schon unbewusst klimafreundliche Relationen genutzt werden. Dieser Anknüpfungspunkt eignet sich für die Forcierung des Klimaschutzes, denn der Anteil der kombinierten Verkehre wird im Rahmen des Projektes nun gezielt ausgebaut. Für die Transporte aus Thailand zeigte sich, dass beim See-Transport (über Singapur und Hamburg) 330 kg CO2 pro Tonne Textilfracht und beim Lufttransport von Bangkok über Abu Dhabi nach München kg CO2 pro Tonne Fracht entstehen (inkl. der vor- und nachlaufenden Verkehre). Zur Verringerung des Luftfrachtanteils werden Maßnahmen im Order- und Supply Chain Management überprüft, die weit in die Organisation des Handelsunternehmens selbst hinein reichen. Kurze Katalogrhythmen und Promotionszyklen, schwer einschätzbare Erstbestellmengen und Lagerrisiken wurden als die größten Hemmnisse für eine Verlagerung auf alternative Verkehrsträger der Überseetransporte identifiziert. Die Gestaltung unternehmensinterner Abläufe entscheidet über die Klimarelevanz in der Logistikkette. Hier zeigt sich die Bedeutsamkeit eines übergreifenden Ansatzes. Zur schrittweisen Senkung der Emissionen werden auch kombinierte Verkehre von Thailand nach Deutschland in einem Pilotprojekt auf ihre Umsetzbarkeit und die Vereinbarkeit mit anderen Zielkategorien getestet. Klassischerweise erfolgt dies über das Drehkreuz Dubai als kombinierter See-Luft-Verkehr, doch werden im Projekt CO2PERATION geeignetere Alternativen erprobt. Dass auch die vor- und nachlaufenden Transporte berücksichtigt werden müssen, zeigt Abb. 3. Der Transport vom Hafen in Hamburg nach Weiden macht 16% der relativen Transportemissionen aus. Die CO2-Bilanzierung zeigte, dass allein der Einsatz von EURO V LKW statt älterer Fahrzeuge 5% einspart. Der Münchener Logistikdienstleister GROUP7 hat ebenfalls nach internen Vergleichsstudien vorgesehen, einen 40-Tonner mit Erdgasabtrieb auf der Strecke München-Weiden anzuschaffen. Die Distanz eignet sich aufgrund des eingeschränkten Aktionsradius bzw. der noch fehlenden Tankstellen-Infrastruktur. Als neuralgische Punkte hierfür erwiesen sich in der ersten Projektphase das mangelnde Angebot der Hersteller, die Tankstelleninfrastruktur und der gesicherte Einsatz für andere Routen vor dem Hintergrund der begrenzten Reichweite. 16

17 Vorlauf Übersee Schiff Nachlauf Abbildung 3: Distanz und CO2-Emissionen Seetransport von Bangkok nach Weiden Bei allen Relationen kommt der LKW zumindest partiell zum Einsatz. Optionen zur technischen und logistischen Optimierungen werden geprüft, um auch die Emissionen auf den Teilstücken, die mit dem LKW abgewickelt werden, zu senken. So testet Enco den geeigneten Einsatz von Navigationssystemen zur Reduzierung des Dieselverbrauchs. Gleichzeitig wird geprüft inwieweit die durchschnittliche Fahrgeschwindigkeit besser am Bedarf angepasst werden kann, um unnötige Emissionen zu vermeiden. Obwohl die Chargen für Witt pro Relation großvolumig sind, nehmen sie meist nicht den ganzen Laderaum ein. Für eine optimale Nutzung des Laderaumes bei den Transporten von der Türkei ist eine Vernetzungsstrategie mit anderen Partnern notwendig, um die Route mit dem Zielort der zusätzlich geladenen Ware abzustimmen. Die Partner tauschen sich über geeignete Maßnahmen zur Bündelung von Transporten und Sendungsverdichtung aus. So hat der deutsche Logistikdienstleister ein erfolgreiches Modell entwickelt, sich bereits mit dem Lieferant im Versendungsland über die Optimierung von Verpackungen auszutauschen. Die Maßnahmen setzen besonders auch beim Potential durch Kompetenzförderung an. GROUP7 hat ein Qualifizierungsprogramm etabliert, das die Mitarbeiter aktiv in den Umweltschutz einbindet. Regelmäßige Qualifizierungsmaßnahmen setzen auf allen Ebenen im Unternehmen an. Gleichzeitig liefern die Mitarbeiter wertvolle Hinweise für Klimaschutz sowohl in ihrem eigenen Aufgabenbereich als auch in der Interaktion mit Beteiligten angrenzender Prozesse. Nach der erfolgreichen Anfangsphase des Projektes CO2PERATION sind die Partner nicht nur bestrebt, Sourcing und Logistik miteinander zu vernetzen, sondern auch die Fertigung in den Schwellenmärkten in ein ganzheitliches Klimaschutzkonzept einzubinden. Anhand eines von Systain exemplarisch erhobenen Carbon Footprints bei Herstellung und Transport eines T-Shirts in Asien zeigt sich, dass hierbei 6-7 Kilogramm CO2 entstehen, das Zwanzigfache des Eigengewichtes. Transporte machen etwa ein Fünftel aus, der Rest entfällt vor allem auf Spinnen und Färben. 17

18 Auch die CO2-Bilanzierung ausgewählter Fabriken vor Ort ergab, dass in einer nachhaltig gesteuerten Wertschöpfungskette signifikantes Klimaschutzpotential liegt. Die aktive Steuerung einer ökologischen Optimierung logistischer Kernprozesse fügt sich in die bestehenden Zielkoordinaten ein, vor allem unter Kostengesichtspunkten bzw. dem Risiko künftig steigender Kosten durch Regulierungen und Ressourcenknappheit. Angesichts eines steigenden öffentlichen Bewusstseins für ökologische Auswirkungen globaler Produktions- und Logistikketten ergeben sich zudem Marktchancen (bzw. -risiken bei Nicht-Handeln), besonders für die international sourcenden Handelsunternehmen. Übergreifende Ansätze jenseits der Bilanzgrenzen sind aufgrund ausgelagerter Produktion und Logistik notwendig. Die ökologische Optimierung der Logistikkette erfordert eine enge Verzahnung der Akteure, um einseitige Lastenverteilungen und damit Hemmnisse im Klimaschutz zu vermeiden. Gerade an den Schnittstellen in der interkontinentalen Beschaffungslogistik ergeben sich Potentiale durch die Verlagerung vom Flugzeug auf alternative Verkehrsträger. Eine umfassende Lösungsstrategie zielt auf Veränderungen in den Beschaffungsprozessen selbst, um Zeitfenster für klimafreundliche Optionen zu schaffen. Das Projekt CO2PERATION baut auf die Vernetzung der Akteure zur Schaffung einer grüneren Logistik. Arretz, Michael, 2000, Von der zentralen zur dezentralen Steuerung logistischer Prozesse, in: Daduna, Joachim R./ Voss, Stefan (Hrsg.): Informationsmanagement im Verkehr. Heidelberg: Physica Verlag Arndt, Holger, 2006, Supply Chain Management: Optimierung logistischer Prozesse, 3., akt. und überarb. Aufl., Wiesbaden, Gabler Bührke, Thomas/ Meyer, Matthias, 2007, Klimawirkungen des Luftverkehrs, im Auftrag des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt e.v. Böse, Felix/ Hinrichs, Uwe/ Scholz-Reiter, Bernd, 2007, Umweltorientierung in der Logistik - Identifikation und Umsetzung umweltgerechter Logistikdienstleistungen, in: Tilo Bobel (Hrsg.)/Thomas Wimmer (Hrsg.), Logistik-Kongress, S Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) 2007: Fourth Assessment Report, hhtp:// Kranke, Andre 2008, Grüne Supply Chains, in: Logistik Inside, Juni 2008, Schulte, Christof, 2005, Logistik: Wege zur Optimierung der Supply Chain, 4., überarb. Und erw. Aufl., München: Vahlen 18

19 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Grüne Logistik Nachhaltige und energieeffiziente Logistik durch Konzeption und Bewertung von unter nehmensübergreifenden Logistikmodellen Ao. Univ.-Prof. Dr. techn. Kurt Matyas Dipl.-Ing. Felix Meizer Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Wilfried Sihn

20 Lebenslauf Ao. Univ.-Prof. Dr. techn. Kurt Matyas Professor für Betriebstechnik am Institut für Managementwissenschaften TU Wien Studiendekan der Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften an der TU Wien Theresianumgasse 27 A-1040 Wien Telefon: matyas@imw.tuwien.ac.at Geboren in Wien Studium Maschinenbau/ Betriebswissenschaften an der TU Wien 1992 Promotion an der TU Wien 2000 Habilitation für das Fachgebiet Industrial Engineering Universitätsassistent Assistenzprofessor Seit 2001 Seit 2004 Seit 2006 Ao. Universitätsprofessor am Institut für Managementwissenschaften Bereich Betriebstechnik und Systemplanung Mitarbeit in der Fraunhofer Projektgruppe für Produktions- und Logistikmanagement - Durchführung zahlreicher Forschungs- und Beratungsprojekte mit der Industrie Vizepräsident des österreichischen Verbandes der Wirtschaftsingenieure Stv. Studiendekan der Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften an der TU Wien Seit 2008 Studiendekan 20

21 Lebenslauf Dipl.-Ing. Felix Meizer Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Managementwissenschaften Abteilung Betriebstechnik und Systemplanung TU Wien Leiter Prozesse und Service Fraunhofer Austria Research GmbH Geschäftsbereich Produktions- und Logistikmanagement Theresianumgasse 7 A-1040 Wien Telefon: felix.meizer@fraunhofer.at Geboren in Wien Studium an der Technischen Universität Wien: Studienrichtung Wirtschaftsingenieurwesen Maschinenbau Vertiefung: Wettbewerb und Unternehmensführung Abschluss: Diplom-Ingenieur EFS Unternehmensberatung GmbH Projekte im Varianten- und Logistikmanagement in der Nutzfahrzeugindustrie Seit April 2006 Seit März 2007 Seit Dez Wissenschaftlicher Mitarbeiter Fraunhofer Projektgruppe für Produktions- und Logistikmanagement in Wien Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Managementwissenschaften Abteilung Betriebstechnik und Systemplanung TU Wien Leiter Prozesse und Service Fraunhofer Austria Research GmbH Themenfelder / Projekte: Serviceorganisation und -prozesse Service Engineering interne Dienstleistungsprozesse Anlagenverfügbarkeit Auftragabwicklungs-prozess Lean Administration prozessorientierte Organisationsgestaltung Forschungsprojekt Trans-Austria: Unternehmensübergreifende Logistikmodelle für eine kooperative, regionale Transportbündelung in der Region Timis (Rumänien) 21

22 Lebenslauf Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Wilfried Sihn Professor für Betriebstechnik und Systemplanung am Institut für Managementwissenschaften TU Wien Geschäftsführer Fraunhofer Austria Research GmbH Theresianumgasse 27 A-1040 Wien Telefon: wilfried.sihn@fraunhofer.at Geboren in Pforzheim Studium an der TH Karlsruhe Wirtschaftsingenieurwesen Fachrichtung: Fertigung/Informatik Abschluss: Diplom-Wirtschaftsingenieur Seit 1982 Seit 1986 Seit 1990 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fraunhofer-Institut für Produktionstechnik und Automatisierung, IPA, Stuttgart Gruppenleiter Technisch-organisatorische Systeme in der Abteilung Produktionssicherung Abteilungsleiter Produktionsmanagement und Informationssystem 1992 Promotion zum Dr.-Ing. an der Universität Stuttgart, Thema: Ein Informationssystem für Instandhaltungsleitstellen Seit 1994 Seit 2000 Seit 2004 Bereichsleiter Unternehmensmanagement und Mitglied des Institutsdirektoriums Stellvertretender Institutsleiter Professor für Betriebstechnik und Systemplanung am Institut für Managementwissenschaften an der TU Wien und Leiter der Fraunhofer-Projektgruppe für Produktions- und Logistikmanagement in Wien 2007 Ehrendoktorwürde der Universität Skopje Seit 2009 Institutsvorstand am Institut für Managementwissenschaften der TU Wien 22

23 Nachhaltige und energieeffiziente Logistik durch Konzeption und Bewertung von unternehmensübergreifenden Logistikmodellen Ao. Univ.-Prof. Dr. techn. Kurt Matyas, Dipl.-Ing. Felix Meizer, Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Wilfried Sihn Nicht nur um den aufstrebenden Markt zu nutzen, sondern auch auf Grund der niedrigen Lohnkosten haben in den letzen Jahren viele Automobilhersteller und Automobilzulieferbetriebe neue Produktionsstandorte in der Automotive Region Eastern Europe (AREE) errichtet bzw. bestehende Standorte dorthin verlagert [1]. Durch die Verlagerungstrends hat sich gezeigt, dass der Austausch von Gütern neue Aufgaben und Herausforderungen an Transport und Logistik stellen. Einer der Schwerpunkte auf volkswirtschaftlicher Ebene der Logistik ist in diesem Kontext die Planung und Steuerung der Transportkapazitäten zur Bewältigung der Transportflüsse und die damit verbundene Planung und Steuerung von Logistiknetzwerken für Güter, Dienstleistungen und Informationen [2]. Ausgehend von dieser Situation wurde im Zuge des Forschungsprojekts Trans Austria ein neues Simulations- und Bewertungsmodell, das die Entwicklung und Bewertung neuer Logistikkonzepte unterstützt und das sich grundlegend von bisher publizierten klassischen Modellen unterscheidet, entwickelt. Dieses wird für die Validierung und Bewertung unternehmensübergreifender Logistikmodelle eingesetzt. Aufgrund der ganzheitlichen, unternehmensübergreifenden Betrachtungsweise können Optimierungspotenziale in den Bereichen Emissionen, Kosten und logistische Wettbewerbsfähigkeit aufgezeigt und mit diesen Analyseergebnissen neue nachhaltige und energieeffiziente Logistikmodelle entwickelt werden. Für unternehmensübergreifende Logistikmodelle gibt es verschiedene Ansätze, welche dem allgemeinen Logistik-Netzwerkmodell entsprechen [3]. Diese Modelle stellen Netzwerke dar, in denen Rechte, Güter, Finanzströme und Informationen fließen und somit Raum-, Mengen-, Informations- und Zeitdifferenzen als auch Unternehmensgrenzen überschreiten [4]. Maßgebend sind die Parameter, welche die Struktur eines Logistiknetzwerkes definieren: Anzahl, Standorte und Funktion der Quellen (= Beladeorte, Güterbereitstellung) Anzahl, Standorte und Funktion der Senken (= Entladungsorte, Empfangspunkte, Güterverwendung) Anzahl, Standorte, Funktionen der Verbindungen bzw. Knoten zwischen den Quellen und Senken Die Knoten in den Netzwerken werden als Umschlagpunkte (Transshipment Terminals) bezeichnet. Dies impliziert, dass nur der Umschlag jedoch im Allgemeinen keine Lagerung (kein Bestand) an diesen Orten vorgesehen ist. Umschlagpunkte haben die Funktion von Konsolidierungspunkten (Consolidation Terminals), an denen Güterströme gesammelt werden und/oder von Auflösungspunkten (Break- Bulk Terminals), an denen die Ströme wiederum verteilt werden [7]. Die Grundstruktur von Transportbeziehungen kann einerseits als Direktverbindung ( point-to-point Verkehr) als einfachste Form (eingliedrige, ungebrochene Transportkette) und als mehrstufiges System mit Vorlauf, Hauptlauf und Nachlauf mit 23

24 Umschlagpunkten für Konsolidierung und Auflösung (Abbildung 4) dargestellt werden. Abbildung 1: Verkettete Struktur In der logistischen Netzwerkstrategie wird über die Zusammensetzung der logistischen Systeme aus den angegebenen Grundstrukturen entschieden. Mit der Überlagerung von den Logistikkapazitäten werden dann die Prozesse gestaltet. Neben den Grundstrukturen der Systeme ist auch die Fließgeschwindigkeit der Ströme zwischen den einzelnen Punkten des Systems zu berücksichtigen [5]. Der Netzwerkstrategie liegen auch wirtschaftgeographische Überlegungen zu Grunde wie zum Beispiel die langfristige Entwicklung der Kundennachfrage oder der geforderten Lieferzeit. Wichtige Punkte bei der Umsetzung und Bewertung von Logistikmodellen sind: Logistikkosten Liefer- und Versorgungsservice Anpassungsfähigkeit Störanfälligkeit Transparenz Zeit für die Planung und Errichtung des Systems [5] Abbildung 2: Übersicht über betrachtete Logistikmodelle Die Szenarien der Transportbündelung setzen an den einzelnen Parametern der Logistiknetzstruktur an. So werden sowohl Quellenbündelung oftmals nach dem Prinzip des Milk-Run (Die für eine Empfangsstelle bestimmten Sendungen von 24

25 mehreren Versendern, von benachbarten Lieferstellen oder aus einen Sammelgebiet werden zusammen abgeholt und gemeinsam bearbeitet), Senkenbündelung (Sendungen einer Versandstelle, die für mehrere Empfangsstellen oder für ein Zustellgebiet bestimmt sind, werden gemeinsam bearbeitet und zusammen befördert) sowie Transportbündelung, bei denen die Ladungen auf einer Tour abgeholt und auch zugestellt werden, eingesetzt. Weitere Formen der Bündelungen können auch die Bestandsbündelung oder zeitliche Bündelung, die Fahrzeugbündelung und die Umschlaglager- oder Transitterminalbündelung als räumliche Bündelungsarten sein. Insgesamt ist aber bei allen Bündelungsarten darauf zu achten, dass die Einsparungen durch die Konsolidierungs- und Synergieeffekte ausreichen, um die Betriebskosten der Umschlagpunkte und die höheren Transportkosten, durch längere Wege als bei Direktverbindungen, zu decken. Für die Konzeption und Evaluierung neuer Logistikmodelle wurde zunächst der Stand der Technik in Bezug auf bereits bekannte Logistikmodelle und -strukturen, die eine ökologische Transportgestaltung beinhalten, berücksichtigt. Die Stellgrößen um die Ziele (Minimierung der Emissionen, Reduktion der Logistikkosten und Erhöhung der logistischen Wettbewerbsfähigkeit) zu erreichen, sind: Verkehrsvermeidung: Verkehr effizienter gestalten (Verbesserung der Fahrzeugauslastung, Einsparen von Transportkapazitäten) Bündelung von Güterströmen: Konsolidierung um die Substitutionsbeziehung zwischen Transport- und Bestandskosten zu optimieren Verlagerung von Verkehren auf andere Verkehrsträger: Intermodalität Langfristig ist es auch notwendig, das Ergebnis der Modellkonzeption zu validieren. Dieses soll nach den drei Hauptzielgrößen der Modelle - Emissionen, Kosten und Wettbewerbsfähigkeit geschehen. Bei der Bewertung dieser Zielgröße spielt vor allem die angestrebte Intermodalität der Modelle eine wichtige Rolle. Es werden in diesem Punkt nur eine Auswahl der schädlichsten Emissionen - CO2, NOX und die Partikelanzahl ausgewertet, die sich vor allem bei dem vorherrschenden Verkehrsträger dem Straßenverkehr niederschlagen. Abhängig sind die Emissionswerte zum einen vor allem von der Transportstrecke, also der Wegstrecke die auf dem vorgegebenen Streckenprofil zurückgelegt wird und der zugeordneten Transportressource. Zum anderen spielt bei dem Emissionsausstoß der Dieselverbrauch bzw. der Stromverbrauch die ausschlaggebende Rolle. Das Kostenberechnungsmodell stellt sich etwas umfangreicher dar und kann in drei verschiedene Posten unterteilt werden. Das Transportkosten, Umschlagkosten und Differenzkosten durch geringere Kapitalbindung bei der Reduktion von Lagerbeständen. Bei den Transportkosten ist es wichtig, dass im Modell von den wirklichen Kosten, also Verbrauchskosten, Mautkosten, Zollabwicklung und Personalkosten ausgegangen wird und nicht von Transportpreisen, wie sie von Speditionsunternehmen angeboten werden. 25

26 Als drittes Kriterium zur Bewertung der Optimierungsmodelle steht die logistische Wettbewerbsfähigkeit, die sich aus Lieferfähigkeit (Ist ein Maß dafür, inwieweit die vom Kunden geforderte Logistikleistung vom Unternehmen zugesagt werden kann. Wichtig für eine hohe Lieferfähigkeit sind vor allem kurze Lieferzeiten im Vergleich zu Wettbewerben) und Liefertreue (Die Liefertreue bewertet die Leistungserbringung des Logistikprozesses. Sie gibt an, wie groß der Anteil der vollständig und pünktlich abgelieferten Aufträge an allen ausgelieferten Aufträgen ist) zusammensetzt [6]. Die Bewertungsmodelle werden mit Daten aus realen Erhebungen bzw. teilweise aus Annahmen und Rechercheergebnissen befüllt und dann ausgewertet oder sind Ergebnis eines Simulationsmodells. Um einen Transport nach ökonomischen, ökologischen und wettbewerbsfähigen Kriterien zu bewerten, sind die maßgeblichen Einflussfaktoren in der Prozesskette zu identifizieren. Beispielsweise beeinflussen die Festlegung des Verkehrsträgers und die Streckenführung einander gegenseitig und können auf die unterschiedlichen Zielkriterien gegenläufig wirken. So kann die Sicherstellung der Wettbewerbsfähigkeit durch kurze Transportzeiten und hohe Zeitpuffer durch höhere Kosten erkauft werden. Die Transportprozesse unterliegen zufallsbedingten Schwankungen, deren Ausprägungen die nachfolgenden Prozesse beeinflussen. Die Zusammenhänge sind nicht linear und können in der Folge sprunghaft auf Kosten, Umweltbelastung und Transportzeiten wirken. So unterliegen die Wartezeiten am Zoll hohen Schwankungen und bewirken beispielsweise zusätzliche Mautkosten, wenn aufgrund der verspäteten Weiterfahrt eine Nachtmaut zu entrichten ist. Die Wechselwirkungen sind mannigfaltig und erschweren eine mathematische Formulierung und deren analytische Lösung. Aufgrund der dynamischen Zusammenhänge unter Berücksichtigung stochastischer Phänomene bietet sich die Simulation zur Bewertung an. Durch die Beschreibung des Verhaltens und der Möglichkeit, Prozesszeitschwankungen anhand von Verteilungsfunktionen zu hinterlegen, können durch eine Anzahl von Replikationen (Simulationsläufe mit einander unabhängigen Zufallszahlen) so genannte Vertrauensintervalle bestimmt werden, die eine Aussage ermöglichen, in welchen Bandbreiten sich die Zielgrößen bei einer vorgegebenen Wahrscheinlichkeit bewegen werden. Durch die Bandbreite der oberen und unteren Schranken der Ergebnisgrößen gewinnt der Anwender ein Gespür für die Robustheit der Lösung. Diese Aussage dient als Grundlage zum Vergleich mit anderen Transportketten auf Basis alternativer Verkehrsträger oder anderen Streckenführungen. Üblicherweise stehen für eine Transportaufgabe von A nach B nur wenige in Frage kommenden Alternativen zur Verfügung. Im Zusammenhang einer unternehmensübergreifenden Betrachtung von Transporten sind weitergehende Szenarien denkbar. Die Zusammenfassung von teilweiser oder durchgängiger Bündelung von Waren unternehmensfremder Gütertransporte rücken Verkehrsträgerkonzepte in den Vordergrund, die für die Einzelunternehmen allein zu unrentabel oder zu unflexibel wären. Mit dem Vergleich des Gesamtszenarios einer unternehmensübergreifenden Transportabwicklung mit den Einzelszenarien der Unternehmen sind Aussagen hinsichtlich Einsparpotentiale, einer Reduktion der Umweltbelastung sowie die Auswirkungen auf die logistische Lieferfähigkeit und -flexibilität möglich. 26

27 Die Ermittlung der Ergebnisgrößen basiert auf verschiedenen Berechnungsschritten, deren zentrales Element die logistische (ereignisdiskrete) Simulation ist. Die ökologische Bewertung erfolgt in der Ermittlung der Belastung mit CO2 und NOx sowie einer Abschätzung der an die Umwelt abgegebenen Partikelanzahl (Feinstaub). Als Basisinformationen gehen Daten über die Wegstrecke (Distanz, Höhenprofil), der Fahrzeit und dem Fahrverhalten ein. Die Simulation liefert die Informationen über die Auslastung der Verkehrsträger, womit der Verbrauch als grundlegendes Datum abgeleitet und in die Emissionsberechnung eingehen kann. Der Verbrauch geht zudem als Teil der Transportkosten in die ökonomische Bewertung mit ein. Die Gesamtkosten ergeben sich aus der Summe von Transport-, Umschlags- und Differenzkosten Lager. Die Transport- und Umschlagskosten errechnen sich aus den Prozessinformationen (Zeiten, Mengen) der Simulation, multipliziert mit den relevanten Kostensätzen z.b. der Maut. Die Differenzkosten Lager berücksichtigen die Veränderungen der Lagerstände in den Werken, um den Vorteil niedrigerer Kapitalbindungskosten und Lagerhaltungskosten bei erhöhten Transportzyklen quantitativ aufzuzeigen. Die Wettbewerbsfähigkeit misst sich am Lieferservicegrad. Dieser ist stark davon abhängig, welche logistischen Anforderungen an die Versorgung der Werke gestellt werden. Die logistischen Vorgaben des Transports sind zumeist statische Zeitvorgaben mit Sicherheitsreserven. Dies liegt darin begründet, dass sich die aktuell gewählten Transportzeiten und -mengen an die verfügbare Transportlogistik und -kosten orientieren und nicht an die tatsächlichen Bedürfnisse der Produktion. Dies führt einerseits aufgrund der Kostenoptimierung des Logistikdienstleisters zu einer hohen Transportauslastung, andererseits wird der Lieferant aufgrund drastischer Pennalen bei Lieferverzug einen hohen Pufferbestand vorhalten. Die Evaluierung von alternativen Transportkonzepten lassen nur dann hinreichende Optimierungspotentiale erwarten, wenn die tatsächlichen logistischen Anforderungen der Zielwerke transparent aufgedeckt werden können. Ziel der Bewertung unterschiedlicher Szenarien ist die Ermittlung von robusten Transportlogistikketten, die in Abhängigkeit einer aktuell vorliegenden Transportsituation zur Auswahl stehen sollen. So kann in einer Woche die Anlieferung an die Werke durch die Lieferanten jeweils unabhängig voneinander erfolgen, in der darauf folgenden Woche ist die unternehmensübergreifende Nutzung eines alternativen Verkehrsträgers wie z.b. die Bahn aufgrund des Transportaufkommens sinnvoller. Die Entscheidung basiert auf die vorab untersuchten alternativen Logistikmodellen, die anhand der dynamischen Bewertung unter Berücksichtigung stochastischer Einflüsse den Faktor Zufall schon berücksichtigt haben. Diese Bewertung ist kontinuierlich durchzuführen, um Änderungen in den Kosten, Zeiten und sonstigen Grundlagen (z.b. Emissionsverhalten von Verkehrsträgern) nachzuführen und ihre Auswirkungen auf die Transportlogistikketten zu bewerten und um ggfs. neue alternative Logistikmodelle zu entwickeln. Als Grundlage für das Simulationsmodell dienen einzelne Logistikbausteine (Werk, Umschlagspunkt, etc.), die für die Abbildung beliebiger logistischer Konzepte (Direktverkehr, Konsolidierungspunkt, Milk Run) miteinander kombiniert werden können. Ausgehend von den analysierten Transportströmen wurden diese Bausteine in der Simulationsumgebung Flexsim erstellt und in einer Bibliothek gespeichert. Die Generierung des Simulationsmodells erfolgt somit automatisiert: auf Basis der in der Datenbank hinterlegten Struktur- und Lastdaten werden die Simulationsobjekte aus der Bibliothek erzeugt, parametrisiert und miteinander durch Transportbeziehungen verknüpft. 27

28 Die einzelnen Simulationsbausteine werden in verschiedenen Phasen, wie sie in Abbildung 3 aufgezeigt sind, durchlaufen. Abbildung 3: Phasen des Simulations- und Bewertungsprozesses Zur Modellierung des Simulationssystems bedarf es struktureller, prozessoraler und ressourcenbezogener Daten. Durch die Modellierung von Bausteinen werden die Struktur sowie das Verhalten einzelner Ressourcenbausteine in sich als auch in der Wechselwirkung mit anderen Bausteinen beschrieben. Dieses inhärente Wissen der Einzelbausteine wird durch die Konfiguration von Bausteinen zu einem Gesamtmodell genutzt und erweitert. Die Modellierung der Transportlogistikketten erfolgt interaktiv. Der Grundbaustein der Modellierung ist die Route, die ins Layout gezogen wird. Die nachfolgend angeführten Bausteine sind mit einer Route verknüpft und werden der Route zugeordnet und parametriert. Product: Dieser Baustein beschreibt die Systemlast in Form einer Zeitplantabelle, die angibt, wann welche Menge an Produkten im Startstandort verfügbar ist. Factory: Für jede Route sind der Start- und die Zielstandorte anzugeben. Vehicle: Die alternativ eingesetzten Transportressourcen sind der Route zuzuordnen. Handlingpoint: Dieser Baustein beschreibt einen Umschlagspunkt, bei dem eingehende Transporte komplett entladen und auf ausgehende Transporte verteilt werden. Processingpoint: Eine Route besteht aus einen oder mehreren Wegstrecken, die durch Bearbeitungspunkte mit Zeitverbrauch unterbrochen sein können. So wird beispielsweise die Weiterfahrt der beladenen Transportressource durch den Aufenthalt am Zoll verzögert. Die Bausteine sind mit Vorgabewerten belegt, die sie durch die Verknüpfung mit einer Datenbank zum Konfigurationszeitpunkt auslesen. Der Anwender kann nun diese Werte übernehmen bzw. modifizieren. Durch die Anordnung der einzelnen Bausteine in einem Layout ist eine transparente Darstellung der Transportkettenszenarios gegeben (Abbildung 4). Zur Simulation werden die Zeitplantabellen der Startwerke ausgewertet und anhand der hinterlegten Verhaltensregeln die Transporte determiniert. Das Aufkommen von Produkten, die auf der ihr zugeordneten Route transportiert werden müssen, wird zu den Abfahrzeiten der Transportressourcen geplant und geladen. Zudem kann ein Transport angeregt werden, sollte eine vorgegebene Mindestmenge überschritten werden. Nunmehr wird die Transportressource über die konfigurierte Route simuliert, d. h. die Zeitanteile je Wegstrecke sowie die Zeitbedarfe in den Umschlags- und Prozesspunkten werden berechnet. Dabei werden z.b. bei der Berechnung der Fahrzeit auf den Wegstre- 28

29 cken die Informationen zum Wegprofil (Distanz, Steigungs- und Straßenprofil) berücksichtigt. Das Modell sieht ebenfalls vor, dass an verschiedenen Zielwerken Produkte abgeladen werden können, sodass auch Konzepte wie beispielsweise Milk-Run abbildbar sind. Abbildung 4: Schematische Modellierung von Transportketten im Layout Zur Simulationszeit werden alle Daten kontinuierlich historisiert und in eine Datenbank geschrieben. Die in der Simulation gewonnenen (logistischen) Ergebniswerte können in der Folge durch die Verrechnung mit Datenquellen zum Emissionsverhalten, zur Kostenbewertung und zum Vergleich der logistischen Zielerreichung herangezogen werden. Aufgrund der einfach zu handhabenden Modellierung sind Änderungen an den Systemparametern (z.b. veränderte Transportzyklen, Einsatz unterschiedlicher Verkehrsressourcen und -trägern, usw.) leicht durchzuführen und erlauben den Vergleich der Auswirkungen auf die drei Zielfelder von Ökonomie, Ökologie und Wettbewerbsfähigkeit. Das mit Hilfe der beschriebenen Vorgangsweise entwickelte Simulations- und Bewertungsmodell ist in Abbildung 5 dargestellt. Als Ergebnis liegen mit jedem Szenario die Kennzahlen in den genannten Zielfeldern zur Ökologie, Ökonomie und Wettbewerbsfähigkeit vor. Aufgrund der gegenläufigen Zielrichtungen kann die Entscheidungsfindung nur durch Vergleich unterschiedlicher Szenarien und der Abwägung von Für und Wider der unterschiedlichen Kompromisslösungen darstellen. So mag in einem Fall die Erfüllung der logistischen Anforderungen absolute Priorität haben, die zu Lasten betriebswirtschaftlicher und ökologischer Vorgaben gehen. Das Simulations- und Bewertungsmodell ermöglicht die transparente Darstellung des dynamischen Verhaltens und stellt somit eine Entscheidungsgrundlage für den Anwender dar. Das Modell dient als Grundlage zur Bewertung unterschiedlicher Logistikkonzepte. Das Ausnutzen transmodaler Logistikkonzepte scheitert oftmals an der nicht möglichen Prognostizierbarkeit der Auswirkungen von Änderungen, da die informationstechnischen Systeme entweder nicht vorliegen oder die entsprechende Flexibilität bzw. den ganzheitlichen Bewertungsansatz aufweisen. Mit diesem Projekt soll diese Lücke geschlossen werden, um das Potential zur Nutzung gebündelter Warenflüsse voll auszuschöpfen. Letztendlich sollen der Analyse von Szenarien durch 29

30 das Simulations- und Bewertungssystem keine Grenzen gesetzt sein, um die jeweils optimale Konfiguration von Logistikprozessketten einzustellen. Abbildung 5: Aufbau des Simulations- und Bewertungsmodells [1] Sihn, W., Palm, D., Matyas, K., Kuhlang, P., 2006, Automotive Region Eastern Europe AREE: Chancen und Potentiale des Detroit des Ostens für Automobilzulieferer, Wien [2] Engelhardt-Nowitzki C./Oberhofer, A.F., 2006, Innovationen für die Logistik- Wettbewerbsvorteile durch neue Konzepte, Erich Schmidt Verlag GmbH & Co Berlin [3] Kinkel, S., Lay, G., Maloca, S., 2004, Produktionsverlagerungen ins Ausland und Rückverlagerungen, Report on the BMF research project no. 8/95, Fraunhofer- ISI, Karlsruhe:13. [4] Vahrenkamp R., 2007, Logistik: Management und Strategien, 6.Auflage, Oldenbourg Wissenschaftsverlag GmbH [5] Pfohl H.-C., 2004, Logistikmanagement: Konzeption und Funktionen, 2., überarbeitete und erweiterte Ausgabe, Springer-Verlag Berlin Heidelberg New York [6] Wiendahl, H. P., 1996, Erfolgsfaktor Logistikqualität. Springer, Heidelberg 30

31 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Mobilität und Verkehr Systempartnerschaften von Verkehrsdienstleistungsunternehmen Herausforderungen und Erfolgsfaktoren für mehr Effizienz im Luftverkehr Dipl.-Wirtsch.-Ing. Stefan Wollschläger Dr.-Ing. Marco Emmermann

32 Lebenslauf Dipl.-Wirtsch.-Ing. Stefan Wollschläger Managing Partner, Prokurist Visality Consulting GmbH Pascalstr Berlin Telefon: 030/ Studium des Wirtschaftsingenieurwesens und der Mathematik an der Technischen Universität Berlin; Abschluss: Diplom- Wirtschaftsingenieur Stipendiat des Cusanuswerks Projektleiter bei der Zentrum für Logistik und Unternehmensplanung (ZLU) GmbH Partner der GÖK Consulting AG seit 2003 Managing Partner und Prokurist der Visality Consulting GmbH 32

33 Systempartnerschaften von Verkehrsdienstleistungsunternehmen Herausforderungen und Erfolgsfaktoren für mehr Effizienz im Luftverkehr Dipl.-Wirtsch.-Ing. Stefan Wollschläger (Partner der Visality Consulting GmbH) Dr.-Ing. Marco Emmermann (Geschäftsführer der Visality Consulting GmbH) Der internationale Luftverkehr ist eine der wenigen Branchen, die in den letzten Jahrzehnten, von wenige Jahre andauernden Entwicklungsdellen abgesehen, ein konstantes und signifikantes Wachstum aufgewiesen haben (vgl. Abbildung 1). Dies ist maßgeblich in der Zunahme der globalen Vernetzung der Handelsbeziehungen und Produktionsstrukturen begründet. Insbesondere für werthaltige Güter und zahlungskräftige Reisende ist das Flugzeug als energieintensives und schnelles Transportmittel derjenige Verkehrsträger, der am meisten von dieser Entwicklung profitiert. Gleichzeitig ist jedoch in der aktuellen Wirtschaftskrise zu erkennen, wie ausgeprägt die konjunkturelle Abhängigkeit des Luftverkehrs ist, insbesondere im Frachtsektor und im Netz-Carrier-Geschäft. Abbildung 1: Passagier- und Frachtentwicklung im weltweiten Linienluftverkehr Die Netzstrukturen der großen internationalen Luftverkehrsgesellschaften sind als sog. Hub-and-Spoke -Systeme ausgelegt (vgl. Abbildung 2). Die gilt sowohl für den Fracht- als auch für den Passagierverkehr. An den Hub-Airports, also den großen Luftverkehrs-Drehscheiben wie in Europa z.b. Frankfurt/ Main, London- Heathrow und Paris-Charles-de-Gaulle, werden die Güter- und Personenströme im Lokal- und Transitverkehr sowohl zeitlich als auch räumlich zu Logistikknoten höchster Komplexität verdichtet. So ist es beispielsweise am Flughafen Frankfurt/ Main alltägliche Praxis, dass Inbound-Flüge umsteigende Fluggäste für mehr als 80 Outbound-Flüge antransportieren, und dass die Passagiere einen Anschluss innerhalb von 45 Minuten oder weniger erreichen müssen. Die gleiche, aber logistisch noch anspruchsvollere Leistung ist für das Gepäck zu leisten, welches in ebenso kurzer Zeit entladen, transportiert, geprüft und sortiert, erneut transportiert und verladen werden muss. Analoges gilt für den Umschlag von Luftfracht. 33

34 Abbildung 2: Schematische Darstellungen: Hub-and-Spoke- und Multi-Hub-System Diese bemerkenswerten logistischen Leistungen müssen im Rahmen der verfügbaren infrastrukturellen Kapazitäten erbracht werden, welche insbesondere im Luftverkehr angesichts aufwändiger jahrzehntelanger und mit gesellschaftlichen Widerständen behafteter Erweiterungsprozeduren chronisch dem Bedarf hinterherhinken. Somit wird die optimale Nutzung der zur Verfügung stehenden baulichtechnischen Infrastruktur (Start- und Landebahnsystem, Vorfelder, Terminals, logistische Umschlagsanlagen etc.) zum kritischen Erfolgsfaktor der Hub-Flughäfen im internationalen Wettbewerb um die Verkehrsströme. Als Systempartnerschaften werden Formen der unternehmensübergreifenden Kollaboration bezeichnet, welche das herkömmliche Kunde-Lieferanten-Verhältnis an Komplexität und Integrationsgrad bei weitem übersteigen. Systempartnerschaften zeichnen sich dadurch aus, dass ihre Anwendung nicht isoliert z.b. auf der Ebene der operativen Prozesse erfolgt, sondern sich parallel über die - operative, - dispositive, - planerische sowie - strategisch-unternehmerische Handlungsebene erstreckt. Auf jeder Handlungsebene ergeben sich zahlreiche in der Praxis anzutreffende Anwendungsfelder für die Umsetzung einer Systempartnerschaft, welche durch die Partnerunternehmen auszugestalten sind (vgl. Abbildung 3). 34

35 Gemeinsam entwickelte Verfahren und Prozesse Gegenseitige Bereitstellung von Betriebsdaten Integriert besetzte Arbeitsplätze Förderung von Kommunikation und Austausch der Mitarbeiter Verwendung abgestimmter Qualitätsmessgrößen und Entscheidungsparameter Wechselseitige Verfügbarkeit von Steuerungsinformationen Integrierte Prozesssteuerung und wechselseitige Übernahme von Dispositionsaufgaben Gegenseitiger Kapazitätsausgleich und Ressourcenzugriff Gemeinsame Produktentwicklung und -einführung Abstimmung von Planungsparametern und Marktprognosen Abstimmung von Infrastruktur- und Standortentscheidungen Gemeinsame Leistungs- und Ressourcenbedarfsplanung (kurz-, mittel-, langfristig) gemeinsame Vision und strategische Ziele gemeinsame Unternehmungen/ Joint Ventures Gemeinsame Investitions- und Kostenplanung Gemeinsames Marketing und Vertrieb Cost-Benefit-Sharing Quelle: Visality Consulting GmbH, Berlin Abbildung 3: Handlungsebenen und beispielhafte Anwendungsfelder für Systempartnerschaften Systempartnerschaften werden eingegangen, um im Zusammenspiel zwischen dem Lieferanten, d.h. im Luftfahrtbereich den Dienstleistern, und den Kunden strategische Wettbewerbsvorteile für beide Seiten zu erzeugen. Während der Dienstleister insbesondere eine verbesserte Kundenbindung, eine stärke Integration in die Kundenprozesse und damit die Erschließung zusätzlicher Umsatz- und Ertragspotenziale anstrebt, verfolgt der Kunde hiermit in der Regel Ziele im Bereich der Steigerung von Transparenz und Effizienz sowie der Konzentration auf die eigenen Kernkompetenzen (vgl. Abbildung 4). Größere Wertschöpfungstiefe Tiefere Integration in die Kundenprozesse Geringere Substitutionsgefahr Langfristige Kundenbindung Potenzial für Umsatz- und Ergebnissteigerung Anforderungsgerechte Ressourcenausstattung Wettbewerbsdifferenzierung Innovatives Image Höhere Transparenz der Leistungserbringung Qualitätssicherung Geringerer Steuerungsaufwand Dienstleister wirkt an Performancesteigerungen aktiv mit Probleme oder Engpässe werden proaktiv angesprochen Möglichkeit der Teilung oder Vergabe von Planungs- und Steuerungsaufgaben Konzentration auf Kernkompetenzen Quelle: Visality Consulting GmbH, Berlin Abbildung 4: Nutzen von Systempartnerschaften Systempartnerschaften können insbesondere dann langfristigen großen Nutzen erzielen, wenn sie um kooperativ entwickelte Kosten-Nutzen-Verteilungsmodelle angereichert werden. Diese erlauben die Erschließung von Effizienz- und Qualitätspotenzialen, welche im herkömmlichen Kunden-Lieferanten-System aufgrund eines Auseinanderfallens von Investitionsbedarf und Nutzenerwartung mit systemimmanenten Widerständen belegt sind. Im mikroökonomischen Sinne ermöglichen es richtig aufgesetzte Systempartnerschaften somit, unnötige Prozess- und Fehlerkosten aufgrund asymmetrisch verteilter Informationen zu vermeiden. 35

36 Im Luftverkehr stehen Systempartnerschaften unter besonderen Vorzeichen und Rahmenbedingungen. Die zentralen Beteiligten in den Umschlagsprozessen für Passagiere, Gepäck und Fracht an Hub-Flughäfen sind die Luftverkehrsgesellschaften, die Bodenabfertigungsunternehmen (sog. Ground Handler) sowie die Flughafenbetreiber. Die Flughafenbetreiber entstammen historisch der Position eines regionalen natürlichen Monopols, welches jedoch angesichts der geschilderten zunehmenden weltweiten Vernetzung der Personen- und Güterströme und der damit verbundenen steigenden Volatilität dieser Ströme an Bedeutung verliert. Ein Drehkreuz, welches Passagiere oder Frachtmengen nicht zeitgerecht, zuverlässig und mit hohem Service-Niveau zu wettbewerbsfähigen Preisen umschlagen kann, droht diese volatilen Ströme innerhalb kürzester Zeit an konkurrierende Flughafen- Airline-Systeme zu verlieren. Auch Luftverkehrsgesellschaften sind seit langem nicht mehr durch faktische Wettbewerbsschranken als Quasi-Monopolisten geschützt. Fluggast und Fracht können insbesondere in wirtschaftlichen Ballungsgebieten mit geringem Aufwand zwischen Airlines, aber auch Flughäfen auswählen. Effizienz, Flexibilität und Qualität der Bindung an den Flughafen und an Bodenabfertigungsdienstleister nehmen daher für die Fluggesellschaften strategische Bedeutung an. Die Bodenabfertigungsunternehmen stellen den am einfachsten substituierbaren Bestandteil des beschriebenen Dreiecksverhältnisses dar. Ermöglicht durch wettbewerbsöffnende rechtliche Vorgaben wurde großen internationalen Verkehrsflughäfen innerhalb der EU auferlegt, den Markt der Ground-Handling- Dienstleistungen für mind. 2 Wettbewerber zu öffnen, so dass die Luftverkehrsgesellschaften und damit letztendlich die Endkunden von einer gewissen Konkurrenzsituation profitieren können. Als klassische Logistikdienstleister sind Ground Handler bestrebt, eine möglichst enge und langfristige Bindung an ihre Auftraggeber zu erzielen. Ein gutes Beispiel einer erfolgreichen Systempartnerschaft im Luftverkehr ist die Zusammenarbeit der Deutschen Lufthansa AG als Luftfahrtgesellschaften und der Fraport AG als Bodenabfertigungsunternehmen am Hub-Flughafen Frankfurt/ Main, die u.a. mit dem Deutschen Logistikpreis 2008 der Bundesvereinigung Logistik ausgezeichnet wurde. Gegenstand der Partnerschaft, die über einen Zeitraum von 5 Jahren entwickelt wurde, ist die Beherrschung der komplexen Umsteigeprozesse am Hub Frankfurt/ Main bei gleichzeitiger Verbesserung der Konnektivität für Passagier und Gepäck sowie der Abflugpünktlichkeit. Dies ist angesichts der im Vergleich der großen Hub-Airline-Systeme höchsten Transferrate (Anteil umsteigender Passagiere) in Höhe von 76% am achtgrößten Flughafen der Welt ein nicht geringer Anspruch. Einen besonders hohen Anspruch im Vergleich zu Beispielen aus anderen Branchen erhält diese Systempartnerschaft durch das oben geschilderte besondere Abhängigkeitsverhältnis der Unternehmen vom jeweiligen Partnerunternehmen in einem extrem kompetitiven und preissensiblen Marktumfeld. Die Überwindung einer reinen Kosten-Leistungs-Orientierung im Kunde- Lieferanten-Verhältnis bedarf hier eines besonderen Commitments durch das Management. Im Ergebnis der Entwicklungsphase dieser Partnerschaft konnten in den ersten 5 Jahren durch Umsetzung von strategischen Einzelprojekten, die in einen Masterplan Systempartnerschaft eingebettet waren, erhebliche logistische Verbesserungen erreicht werden: - Verbesserung des Anteils zurückgebliebener Passagiere (Misconnex-Quote) von zwischenzeitlich 2,0% auf 1,0% - Verbesserung des Anteils zurückgebliebener Gepäckstücke (LBI, Left Behind Index) von zwischenzeitlich 3,9% auf 1,9% - Einsparung von logistischen Prozess- und Fehlerkosten i.h.v. ca. 25 Mio. EUR p.a. 36

37 Insbesondere der letzte Punkt belegt am praktischen Beispiel, dass gelebte, richtig aufgesetzte und erfolgreich umgesetzte Systempartnerschaften erhebliche Beiträge zur Effizienz der betreffenden Wertschöpfungsketten leisten können. Systempartnerschaften Anhand zahlreicher praktischer Beispiele von - teils nominalen, teils faktischen - Systempartnerschaften im Luftverkehr und in anderen Branchen lassen sich folgende wichtige Erfolgsfaktoren einer Systempartnerschaft benennen: - Entscheidung des Top-Management beider Unternehmen für die Systempartnerschaft - Entwicklung einer gemeinsamen Zukunftsvision und eines geteilten Zielsystems - Ausdrückliche schriftliche Erklärung des Commitments für die Systempartnerschaft durch alle Führungsebenen - Positive interne Kommunikation durch das Management - Bildung eines Kernteams aus Mitarbeitern beider Unternehmen - Gewährung von Gedanken- und Handlungsspielraum für dieses Kernteam, welcher die Entwicklung, den Test und die Umsetzung von systempartnerschaftlichen Initiativen bzw. Maßnahmen ermöglicht - Zu inhaltlichen Einzelfragen Bildung gemeinsamer Arbeitsgruppen aus Mitarbeitern beider Unternehmen und aktive Mitwirkung beider Partner - Gewährung von Transparenz zu eigenen Schwächen und Handlungsbedarfen im Sinne der gemeinschaftlichen Lösungsgenerierung - Aktive Unterstützung des Managements bei der Überwindung von Hindernissen in der Umsetzung gemeinsamer Initiativen bzw. Maßnahmen - Entwicklung, Verabschiedung und Nutzung von Modellen der Kosten-Nutzen- Verteilung zwischen den Unternehmen, welche bei stark asymmetrischer Verteilung von Kostenanfall und Nutzenerwartung eingesetzt werden können (Cost- Benefit-Sharing) - Entwicklung gemeinsamer Performance-Messsysteme und einer geteilten Sicht auf die Prozessqualität - Einsatz eines externen, neutralen Gutachters oder Moderators bei der Bewertung strittiger oder unklarer Sachverhalte - Einsatz eines externen, neutralen Analysten zur Prüfung und Validierung von vertraulichen Informationen, die dem jeweils anderen Systempartner nicht zur Verfügung gestellt werden sollen (Validierung gemäß Notariatsprinzip) - Fairer gegenseitiger Umgang zwischen den Systempartnern - Schrittweiser Aufbau der Systempartnerschaft (von "einfachen" zu "schwierigen" Themen) Potenzielle Hemmnisse und Konflikte zwischen den Systempartnern ergeben sich in der Praxis weniger in Hinblick auf Prozess- und Qualitätsverbesserungen, welche i.d.r. beiden Partnern zugute kommen, sondern insbesondere in Themenfeldern, welche die wirtschaftliche Basis der Zusammenarbeit berühren. Die Herausforderung für das Management besteht darin, das zugrundeliegende Vertrauensverhältnis schrittweise aufzubauen, auszubauen und zu erhalten, sodass auch die Bereitschaft wächst, sich z.b. an Projektkosten des Partners zu beteiligen, welche nur eine möglicherweise indirekte und unsichere Wirkung auf das eigene Geschäft erzielen werden, oder in einer wirtschaftlichen Krisensituation des Partners eine kooperative Einkaufs- bzw. Vertriebspolitik zu betreiben. 37

38 Eine erfolgreiche Systempartnerschaft zeichnet sich somit im Ergebnis dadurch aus, dass - langfristig ein Maximum an Effizienz in der unternehmensübergreifenden Wertschöpfungskette erzielt wird, - die Effizienzgewinne fair zwischen den Systempartnern geteilt werden sowie - dieses Effizienzmaximum durch fortlaufende Prozessverbesserung und Generierung von Innovationen nachhaltig erhalten bleibt. Das in diesem Artikel skizzierte Erfolgsbeispiel einer realisierten Systempartnerschaft soll anderen Unternehmen Mut machen, sich intensiv dieses Themas anzunehmen. Auch wenn es sich hierbei unzweifelhaft um eine große Herausforderung handelt, rechtfertigt der zu erwartende Nutzen für die Systempartner den Aufwand, denn es können Effizienzpotentiale erschlossen werden, die für ein einzelnes Unternehmen aus eigener Anstrengung nicht zugänglich sind. 38

39 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Mobilität und Verkehr Intelligente M2M-Innovation in der globalen Luftfracht-Kühltransportkette: Ein Praxisbeispiel der globalen Online-Kommunikation, -Ortung, -Identifikation und -Steuerung M.A., M.Sc. Markus Witte Cand. B.Sc. Christian Portele

40 Lebenslauf M.A., M.Sc. Markus Witte Head of Technology Development Lufthansa Cargo AG Lufthansa Base, FRA F/OH-D Gate 25, Bldg. 451 D Frankfurt/ Main Telefon: Studium: Social Sciences & Education in England und USA Abschluss: Master of Arts (M.A.) Studium: Air Transportation Management and Technology, City University London, School of Engineering Abschluss: Master of Science (M.Sc.) Adam-Mickiewicz-University, Poznan, Polen Dozent, Research Methods Britannia Airways, Luton, Großbritannien Quality Auditor Lufthansa Cargo AG, Manager Non-Financial Controlling Lufthansa Cargo AG, Project Manager Business Intelligence Tools Lufthansa Cargo AG, Senior Manager Strategic Partnerships Seit 2008 Lufthansa Cargo AG, Head of Technology Development Technology & Innovation Management - Planung und Durchführung von Innovationen im Bereich von AutoID/RFID, Telematik- Systemen und Material Handling-Technologien - Verantwortlicher Leiter des IATA e-freight Projekts in Deutschland 40

41 Intelligente M2M-Innnovation in der globalen Luftfracht- Kühltransportkette: Ein Praxisbeispiel der globalen Online-Kommunikation, -Ortung, -Identifikation und -Steuerung M.A., M.Sc. Markus Witte, Cand. B.Sc. Christian Portele Die pharmazeutische Industrie ist verpflichtet, Produktzustände über die gesamte Logistikkette hinweg nachzuweisen. Vom pharmazeutischen Herstellerbetrieb bis zur Anwendung beim Endkunden hat eine lückenlose Dokumentation der Temperatur in bzw. an der Ware zu erfolgen, dies wird durch Temperaturlogger sichergestellt, welche die Temperatur kontinuierlich aufzeichnen und abspeichern. Anlieferung Lagerung, Verladung, Flug Auslieferung Abbildung 1: Darstellung der Logistikkette Heute existierende Spezialcontainer-Lösungen zielen darauf ab, die Anforderungen der pharmazeutischen Industrie bestmöglich abzubilden, indem kontinuierlich die Umgebungstemperatur der Ware im Innenraum von Kühlcontainern erfasst wird. Die Container basieren auf dem Prinzip des Wärmeaustauschs und gewährleisten durch die Verwendung der Trockeneis-Technologie in Verbindung mit einem elektronischen Heizsystem die lückenlose Einhaltung der Kühlkette des gesamten Prozesses, also "door-to-door". Die Container-Hersteller DoKaSch und Envirotainer gewährleisten mit der Entwicklung ihrer Heat- und Cool-Lösungen die aktive Temperaturkontrolle. DoKaSch bietet dabei den 'Unicooler' an, ein Container, der diese Technologie beinhaltet. Das Nachfolgeprodukt 'Opticooler' arbeitet bereits ohne Trockeneis. Beide Containertypen von DoKaSch werden für Lufthansa Cargo exklusiv bereitgestellt. Lufthansa Cargo sieht diese Kühlcontainer mit den kontinuierlichen Weiterentwicklungen der DoKaSch-Produktfamilie als das technologisch führende Angebot im Kühlcontainer-Bereich. Für den Transport durch die gesamte Logistikkette stellen sich Probleme dar, die oftmals auch durch Prozessabweichungen aufgrund von Fehlern bei manuellen Tätigkeiten hervorgerufen werden. Die Einhaltung einer stabilen Innenraumtemperatur wird u. a. durch die korrekte Menge an Trockeneis gewährleistet. Wird die Trockeneis-Nachfüllung mengenmäßig oder zeitlich falsch vorgenommen, könnten die beförderten Produkte u. U. auch beschädigt werden. 41

42 Kühlcontainer müssen in einer temperaturkontrollierten und vor Witterungseinflüssen, wie z.b. extremer Kälte oder Wärme, geschützten Umgebung gelagert werden. Abweichungen von Temperaturanforderungen durch nicht vorhandene bzw. mangelnde Stromversorgung haben ebenso Einfluss auf die Zustände der beförderten Produkte. Es kommt durch die Vielzahl der beteiligten 'Player' am Kühltransport-Prozess zu unterschiedlichen operativen Herausforderungen. Durch entsprechende prozessuale Gegenmaßnahmen und neue technologische Lösungen für Spezialcontainer gilt es diese zu reduzieren. Lufthansa Cargo orientiert sich bei der Lösungsfindung für diese Herausforderungen an den Kundenwünschen der verladenden Wirtschaft. Das Unternehmen legt dafür hohe Qualitätsstandards an die zu entwickelnden prozessualen und technologischen Lösungen an. Es liefert aber nicht nur Lösungen für temperaturgeführte Kühlcontainer, sondern bietet im Produktportfolio neben Lösungen im Spezial- Segment auch Standard- und Express-Produkte an. Insbesondere der ausgeprägte Fokus auf Innovationen und Technologien ist die Voraussetzung dafür, dass Lufthansa Cargo diese Anforderungen der pharmazeutischen Industrie zukünftig vollständig erfüllen kann und mit diesem Ansatz ein Alleinstellungsmerkmal im Marktumfeld besitzen wird. Mit technologischer Innovation im Bereich der globalen Luftfracht- Kühltransportkette will Lufthansa Cargo daher nicht nur zur Lösung vorstehender Probleme beitragen, sondern die Industrie dabei unterstützen, sämtliche Anforderungen zu erfüllen. Um zukünftig nicht nur Misshandling zu vermeiden, sondern auch die Nachweispflicht der Hersteller für den Transport von temperaturgeführten, pharmazeutischen Produkten zu gewährleisten, soll mit EDV-Unterstützung das Datenmanagement für die Aufnahme von Produktzuständen und Ortung von Waren vorgenommen werden. Es wird dafür ein Modell zur Online-Kommunikation, -Ortung, - Identifikation und -Steuerung bereit gestellt. Betrachtet aktuell jeder Beteiligte an der Logistikkette die Daten der Produktzustände isoliert von anderen Partnern der Logistikkette, besteht das Ziel darin, Informationen über den Lieferstatus der Ware, d. h. Positionsdaten, inklusive zusätzlicher Zustandsinfos wie Temperatur und Feuchtigkeit künftig über die gesamte Lieferkette zur Verfügung zu stellen. Damit soll eine durchgängige Sendungsverfolgung über mehrere Logistikpartner hinweg erreicht werden. 42

43 Shipper Forwarder Airline Forwarder Consignee Position, Temperatur, etc. Zeit Abbildung 2: Schaffung von Transparenz in der Logistikkette Zum Datenmanagement und Datentransfer wird ein zentrales 24/7 Service- und Help-Desk dienen, das die Aufgaben übernimmt, die in Zusammenhang mit der pro-aktiven Fehlervermeidung und Schadensregulierung stehen. Sollten sich Gefährdungen für die Qualität der Sendungen ergeben, wird diese Zentrale Repair- Maßnahmen einleiten und schnelle Entscheidungen treffen. Die technische Lösung soll dazu beitragen, den Luftfrachtprozess nachhaltig zu verändern und sowohl interne als auch externe Verbesserungen der Prozesse zu schaffen. Positions- und Zustandsdaten müssen durch entsprechende Sensoren (z. B. für Temperatur, Feuchtigkeit, Öffnung der Containertüren) generiert und durch kontrollierten Datentransfer und zentrales Datenmanagement zur Verfügung gestellt werden. Durch die Veränderung von Luftfracht-Kühltransportprozessen wird Lufthansa Cargo sowohl für sich selbst als auch für Prozesspartner eine Lösung schaffen, die die Online-Kommunikation, -Ortung, -Identifikation und -Steuerung ermöglicht. Diese stellt eine Produktinnovation für Kühlsendungen der Pharmazie dar, die durch steigenden Automatisierungsgrad und selbststeuernde Effekte fehlerhafte, manuelle Prozesse ablöst. 43

44 GPS: Satelliten-Ortung 2 GSM / GPRS: Daten-Kommunikation 3 GPS-Box: 1 GSM / GPRS-, GPS-Ortung 4 Rechenzentrum: Schnittstellen, z.b. ERP 5 WEB-Applikation: Nutzer / Disponent 24/7-Steuerungszentrale Abbildung 3: Kommunikation des Luftfracht-Kühlcontainers Es können Daten zu Position, Temperatur (im Range von -15 C bis 60 C) sowie Feuchtigkeit mithilfe von Sensoren aufgenommen werden. Das System beinhaltet eine Schnittstelle mit einem Protokoll zum Anschluss weiterer beliebiger externer Sensoren. Dies ermöglicht die kontinuierliche Echtzeit-Übertragung der Sensordaten über die gesamte Transportkette sowie eine Online-Konfiguration & Software- Updates der Steuerungseinheit von außen. Um die kontinuierliche Stromversorgung des Kühlcontainers zu gewährleisten, wird der Informationsaufnehmer und -träger mit der Bord-Elektronik verbunden. Eine automatische Flugzeugerkennung garantiert die Abschaltung des GSM-Moduls zum Zeitpunkt der Verladung im Flugzeug. Die Datenaufnahme wird weiterhin erfolgen, ein Senden ist jedoch erst ab dem Zeitpunkt der Ausladung wieder möglich. Die Transparenz in der Transportkette wird durch ein GPS / GSM basiertes System geschaffen, welches entsprechend voreingestellter Parameter automatisch Position und Zustand der Sendung über ein zentrales Portal zur Verfügung stellt. Alle aufgezeichneten Daten werden in einer zentralen Datenbank abgelegt, die als Web- und Applikationsschnittestelle dient. Datentransfer und Datenmanagement werden über diese Schnittstelle ermöglicht. 44

45 Mit dem Einsatz des entwickelten Modells ergeben sich zentrale Vorteile, die eine Verbesserung des aktuellen Zustands ermöglichen. Es resultiert in einem lückenlosen Nachweis-Protokoll über die gesamte Transportkette mit gesteigerter Transparenz. Der Anwender hat die Möglichkeit der Einflussnahme von außen auf das Geschehen, das sich im Container abspielt. Es werden Kommunikation, Steuerung, Identifikation und Ortung ermöglicht, die Anwender profitieren beim Transport von pharmazeutischen Produkten von folgenden Veränderungen: Die kontinuierliche Echtzeit-Übertragung der Sensordaten erfolgt über die gesamte Transportkette. Produktbeschädigungen werden durch Remote-/ Online-Zugriff bei sich verändernden Parametern, z.b. Überschreitung von Grenzwerten, verhindert. Eine eindeutige Zuweisung der Verantwortlichkeit im Falle von Fehlverhalten und Fehlleistungen erfolgt durch Nutzeridentifikation. Ein Zugriff von außen durch jeden Berechtigten auf den Kühlcontainer ist auch über große Distanzen möglich. Ein höherer Automatisierungsgrad führt zur Ablösung von manuellen Tätigkeiten bei vielen Prozessbeteiligten. Dies ermöglicht die Umstellung der Betriebsstrukturen und eine Anpassung an die Industrieumgebung. Durch Online-Konfiguration und Software-Updates von außen können manuelle Konfigurationsfehler ausgeschlossen werden. Mit der skizzierten innovativen technischen M2M-Lösung schafft Lufthansa Cargo ein Modell, das bestehende Probleme während dem Luftfracht-Kühltransport löst und der pharmazeutischen Industrie den lückenlosen Nachweis pharmazeutischer Produktzustände über die gesamte Logistikkette hinweg ermöglicht. Die Lösung bestehender Herausforderungen und Probleme sowie die Darstellung einer lückenlosen Dokumentation wird die aktuelle Situation nachhaltig verbessern. Jedoch werden verschiedene Trends unseres Erachtens auf die Weiterentwicklungen der nächsten Generationen von Kühlcontainern Einfluss nehmen. Durch die Verbindung der Datenaufnahme und -übertragung des Kühlcontainers mit der mehr und mehr in Verkehrsflugzeugen eingebauten Pico-Zelle wird selbst aus dem Flugzeug die Generierung einer Alarm-Meldung möglich sein. Der pharmazeutische Hersteller kann bei entsprechender Benachrichtigung den sich ändernden Produktzuständen entgegen wirken und notwendige Gegenmaßnahmen einleiten. Dies kann die pro-aktive Kommunikation gegenüber dem Kunden sein, der über die Situation in Kenntnis gesetzt wird, dies kann aber auch das sofortige Anstoßen einer Ersatzlieferung sein. Dadurch wird nicht nur die Zufriedenheit des Kunden erhalten bzw. gesteigert, dies bringt auch erhebliche Zeitgewinne mit sich. Eine weitere Veränderung wird sich beim Nachweis von Temperaturen und Produktzuständen ergeben: Ist heutzutage noch die Umgebungstemperatur im Kühlcontainer der Parameter, mit welchem der Container selbst gesteuert wird, wird in der nächsten Generation die Messung und Online-Übertragung der Temperatur der pharmazeutischen Produkte selbst durch den Spezial-Container möglich sein. 45

46 Becker, J., 2006, Marketing-Konzeption Grundlagen des ziel-strategischen und operativen Marketing-Managements, 8. Auflage, München, Verlag Vahlen. Ewers, C., Küppers, S., Weinmann, H., 2002, Pharma Supply Chain: Neue Wege zu einer Wertschöpfungskette, Verlag Editio Cantor, Reihe: Der Pharmazeutische Betrieb, Band 47. Feldmann, C., 2007, Strategisches Technologiemanagement: Eine empirische Untersuchung am Beispiel des deutschen Pharma-Marktes , Wiesbaden, Verlag Gabler. Hauschildt, J., Salomo, S., 2007, Innovationsmanagement, 4., überarb., erg. u. aktualisierte Auflage, München, Verlag Vahlen. de Koster, R, Delfmann, W., 2007, Managing Supply Chains Challenges and Opportunities, Kopenhagen, Copenhagen Business School Press. Schulte, C., 2008, Logistik: Wege zur Optimierung der Supply Chain, 4., überarb. u. erw. Aufl., [Nachdr.], München, Verlag Vahlen. Xu, G., 2007, GPS - Theory, Algorithms and Applications, 2. Auflage, Berlin, Verlag Springer. 46

47 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Mobilität und Verkehr Einsatz von Smart Container Technologie für nachhaltige Logistik Dipl.-Wirtsch.-Ing. Marco Lewandowski M.Sc. Christian Gorldt Dipl.-Wirtsch.-Ing. Ernesto Morales Kluge

48 Lebenslauf Dipl.-Wirtsch.-Ing. Marco Lewandowski Wissenschaftlicher Mitarbeiter BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring Bremen Telefon: +49 (0) Geboren in Braunschweig Schulbildung, Abschluss Abitur Zivildienst Studium Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Bremen mit den Schwerpunkten Produktion und Logistik sowie Produktionstechnologie / Verfahrenstechnik Thema der Diplomarbeit: The Impact of Technological Innovations on Supply Chain Risk Management Diverse berufliche Tätigkeiten als Industriepraktikant, Forschungspraktikant sowie studentischer Mitarbeiter in Unternehmen und an Instituten im In- und Ausland seit 04/2008 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bremer Institut für Produktion und Logistik Forschungstätigkeiten in den Bereichen: Technologien zur Identifizierung, Lokalisierung und Zustandserfassung von Objekten in logistischen Prozessen; Instandhaltungsprozesse; Prozess- und Risikobewertungen 48

49 Lebenslauf M.Sc. Christian Gorldt Wissenschaftlicher Mitarbeiter BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring Bremen Telefon: +49 (0) Geboren in Bremen Schulbildung, Abschluss Abitur Wehrdienst Universität Bremen, Wirschaftswissenschaften Akademie der Wirtschaft Bremen Studium Betriebswirtschaft Abschluss Betriebswirt (AdW) Abschluss Industriekaufmann Betriebspraxis Bremer Erfrischungsgetränke - GmbH (Coca-Cola) Universität Bremen Studium Medieninformatik (Digital Media/Multimedia) Abschluss B.Sc Trinity College Dublin, Auslandssemester im Fachbereich Computer Science, Sokrates/Erasmus Stipendium Universität Duisburg-Essen Studium Wirtschaftsinformatik Abschluss M.Sc. seit 07/2004 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bremer Institut für Produktion und Logistik Forschungstätigkeiten in den Bereichen: AutoID, RTLS, Telematik. Branche: KEP Dienst, Luftfracht 49

50 Lebenslauf Dipl.-Wirtsch.-Ing. Ernesto Morales Kluge Wissenschaftlicher Mitarbeiter BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring Bremen Telefon: +49 (0) Geboren in Bremen Schulbildung, Abschluss Abitur Studium Elektrotechnik, ohne Abschluss Studium Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Bremen mit den Schwerpunkten Produktentwicklung sowie Projekt- und Innovationsmanagement Thema der Diplomarbeit: Modellierung eines soziotechnischen Systems im Kontext der Systemanalyse Selbständiger Tontechniker für Beschallungen Diverse berufliche Tätigkeiten als Industriepraktikant, Forschungspraktikant sowie studentischer Mitarbeiter an Instituten seit 11/2002 Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Bremer Institut für Produktion und Logistik Forschungstätigkeiten in den Bereichen: Technologien zur Identifizierung, Lokalisierung und Zustandserfassung von Objekten in logistischen Prozessen; Selbststeuerung in der Logistik; Wearable Computing, insbesondere in Instandhaltungsprozessen, Planspielentwicklung für die Ingenieursausbildung 50

51 Einsatz von Smart Container Technologie für nachhaltige Logistik Dipl.-Wirtsch.-Ing. Marco Lewandowski, M.Sc. Christian Gorldt, Dipl.-Wirtsch.-Ing. Ernesto Morales Kluge Trotz eines derzeitigen konjunkturbedingten Rückgangs des Güterverkehrsaufkommens wird langfristig davon ausgegangen, dass die Güterverkehrsleistung in Zukunft weiter ansteigen wird. Dabei wird Deutschland innerhalb Europas Haupttransportland sein und die Verkehrsdrehscheibe Europas darstellen. Insbesondere auf dem Verkehrsträger "Straße" kommt es heute schon zu Engpässen und Sättigungseffekten. Zur Bewältigung der damit verbundenen Materialströme werden intelligente, innovative und effiziente Transportsysteme sowie leistungsfähige Systeme für den Warenumschlag benötigt. Erst dadurch wird es möglich werden nachhaltig eine Substitution hin zu alternativen Verkehrsträgern zu ermöglichen. (von Randow 2008) Das Verkehrswachstum mit zusätzlicher Infrastruktur bewältigen zu wollen, wird nur kurz- bis mittelfristig zu einer Entspannung führen können. Zudem haben infrastrukturelle Maßnahmen in der Regel einen relativ langfristigen Planungshorizont und führen in dicht besiedelten Gebieten mit räumlichen Restriktionen zu weiteren Problemen. Eine bessere Verknüpfung der Verkehrsträger, beispielsweise durch intermodale Transporte sowie eine Verlagerung auf Schiene und Wasser nutzt vorhandene Verkehrswege und entlastet die Straße. Allerdings erhöht sich dadurch die Planungskomplexität. Zur Steuerung komplexer Transportprozesse ist bereits heute eine hohe Informationstransparenz unumgänglich, so dass innovative Technologien (z.b. RFID und Telematik) Einzug in die Logistik erhalten haben. Die kontinuierliche Integration derartiger Systeme verspricht eine Verbesserung der Entscheidungsgrundlage für Disponenten, Betriebslenker und weiteres operativ tätiges Personal. In der Konsequenz wird hiermit eine verbesserte Einlastung der Transportsysteme ermöglicht. Im folgenden Beitrag wird, basierend auf dieser Annahme, ein integratives Konzept aufgezeigt, welches den Forderungen nachhaltiger Logistik mit Hilfe von "Smart Container Technologie" nachkommen kann. Die Zielstellung, eine maximale Auslastung von Fahrzeugen zu gewährleisten, spiegelt allgemeine ökonomische und ökologische Ziele der Industrie wieder. Dabei ist auch ein antiproportionaler Zusammenhang zwischen der Umweltbelastung und der Auslastung der Fahrzeuge gegeben; d.h. je höher die Auslastung, desto geringer ist die Umweltbelastung. In einem problemorientierten Lösungsansatz, welcher die abstrakte ökologische Zielgröße "Umweltbelastung" sowie ökonomische Kennzahlen wie "Transport-Kilometer", "Servicelevel" oder "Anteil Schienenverkehr" in den Fokus stellt, kann ein Ursache-Wirkungskomplex erstellt werden, welcher verschiedene Einflussfaktoren auf die Zielgrößen verdeutlicht. Die folgende Abbildung 1 zeigt einen Ausschnitt des Ursache-Wirkungskomplexes, der zu einer nachhaltigen Logistik führen kann. 51

52 Abbildung 1: Ursache-Wirkungszusammenhänge hinsichtlich einer nachhaltigen Logistik Die identifizierten Zusammenhänge, die im Speziellen durch den Einsatz von entsprechenden technologischen Konzepten zu den Nachhaltigkeitszielen beitragen können, werden im konzipierten System im Folgenden berücksichtigt. Durch die heutigen Möglichkeiten der Informations- und Kommunikationstechnologie erhalten mobile Lösungen zur Identifizierung, Lokalisierung und Erfassung von Zustandsgrößen in logistischen Prozessen steigende Bedeutung. Unter dem Oberbegriff "Smart Container Technologie" wird der Einsatz von elektronischen Komponenten in vorwiegend überbetrieblich genutzten Ladungsträgern, wie Seecontainern, Trailern oder Wechselbrücken, verstanden. In der Regel sind die Systeme durch eine Telematikeinheit, das heißt durch eine GPS/Galileo-basierte Lokalisierungskomponente sowie eine Kommunikationskomponente gekennzeichnet. Mit einer wesentlichen dritten Komponente wird die Erfassung von spezifischen Zustandsgrößen mit unterschiedlichen Sensortechnologien vollzogen. Häufiger Gegenstand der Forschung ist die Überwachung von sensitiven Gütern, die beispielsweise, wie in der Lebensmittelindustrie, verderblich sind und deren Qualität durch eine Überwachung sichergestellt werden kann. Im Rahmen des von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Sonderforschungsbereichs Selbststeuerung in der Logistik (Universität Bremen 2009) wurde diesbezüglich beispielsweise ein System konzipiert, welches der Früherkennung von Qualitätsverlusten im Transport von Lebensmitteln dient und damit die Echtzeitinformationen für zeitnahe, autonome Entscheidungen und Maßnahmen liefert (Jedermann et al. 2007; Gehrke et al. 2006). Auf eine ähnliche Art und Weise wird derzeit der Einsatz von Sensorik beim Transport von Gefahrgut diskutiert. Neben diesen bereits bekannten Anwendungen, kann die "Smart Container Technologie" auch eine nachhaltige Logistik fördern und zur Reduzierung des Güterverkehrsaufkommens beitragen. So ist auf deutschen Straßen ein hoher 52

53 Anteil an LKWs ohne Ladung unterwegs, so dass in der Praxis bisher der Nachhaltigkeitsaspekt, insbesondere in der ökologischen und ökonomischen Dimension, kaum Beachtung findet. Die gegenwärtige politische Diskussion um die Einsparung von klimaschädlichen Emissionen verursacht für die Zukunft jedoch einen Handlungsbedarf. Ein Instrument zur Vermeidung von Leerfahrten existiert in Form von Frachtbörsen, die insbesondere aus ökonomischem Interesse freies Ladungsvolumen handeln. Die Nutzung solcher Börsen ist jedoch branchenabhängig recht unterschiedlich und alleine ihre Vielzahl erschwert einen transparenten Zugriff. Oft ermöglichen betriebliche Prozesse, beispielsweise durch sehr schnelle Durchlaufzeiten, wie in der Kurier-Express-Paket-Branche (KEP), keine umfassende Nutzung dieses Instruments. Sogar unternehmensintern werden derzeit viele potentielle Synergien nicht nutzt. Zurückzuführen ist dieses in der Regel auf mangelnde Informationserhebung und transparenz des aktuellen Ladungszustands in Verknüpfung zum aktuellen Ort. Mit Hilfe von Echtzeitdaten und über gesammelte historische Fahrdaten wird eine gute Prognosequalität für eine zuverlässige Planung und Steuerung zukünftiger Routen ermöglicht. Prinzipiell wird damit der Disposition die Möglichkeit gegeben, schneller auf geänderte Randbedingungen reagieren zu können und im Sinne übergeordneter Zielstellungen Umplanungen durchzuführen, d.h. die entsprechenden Routen AdHoc zu optimieren, in dem Begegnungsverkehre oder intermodale Transportstrecken vorgesehen werden. Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist beispielweise die automatisierte Erfassung des (noch) freien Ladevolumens in Transporteinheiten. Gerade an dieser Stelle kann der Einsatz von "Smart-Container-Technologie" mit einer entsprechend konfigurierten Sensorik die benötigten Informationen zur Verfügung stellen. Eine entsprechende Auswertung aller Informationen ermöglicht verschiedene Funktionen von der Visualisierung über die Überwachung und Verfolgung bis hin zu Optimierungsmöglichkeiten. Umgesetzt in einer Softwareanwendung dient dies der Entscheidungsunterstütztung. Wichtigste identifizierte Zielgrößen für eine Optimierung der Touren innerhalb des logistischen Netzwerks sind dabei: Maximierung der Auftragserfüllung Minimierung der gefahrenen Kilometer Maximierung der Laderaumausnutzung Im Folgenden wird ein System zur nachhaltigen Steuerung von Transportsystemen skizziert, welches die Reduktion des Verkehrsaufkommens bei gleichbleibender Produktionsleistung zum Ziel hat. Am Beispiel von Wechselbrücken im Bereich des Waren- und Güterverkehrs der KEP-Logistik wird dies derzeit evaluiert. Dabei sind verschiedene Systemkomponenten zu berücksichtigen, so dass eine Verbesserung der Zulaufsteuerung auf Basis innovativer logistischer Informations-, Planungs- und Steuerungsverfahren verfolgt wird. Das Gesamtsystem besteht dabei aus einer technischen Lösung zur Erfassung der Beladungszustände von Containern oder Wechselbehältern, die mittels Telematik eine Schnittstelle zu Softwaresystemen erhalten und durch Analyse, Auswertung und Aggregation von zusätzlichen Daten (z.b. Ort, Zeit, Auftragsdaten, etc.) zu einer optimierten Entscheidungsgrundlage führen. 53

54 Die Aufgabe der Ortungs- und Kommunikationseinheit an einer Wechselbrücke ist es, Daten zu erfassen und diese bei Bedarf über Funk an eine Zentrale zu übermitteln. Die Einheit ist an den Wechselbehältern befestigt und dient so zur Wechselbehälterortung im gesamten logistischen Prozess. Innerhalb des Gesamtsystems ist die Komponente für die Datenakquise verantwortlich und sendet Wechselbehälterdaten (z.b. Geokoordinaten) an die Software (Middleware). Diese verarbeitet die empfangenen Daten zu Informationen und leitet sie an die operativen IT Systeme der verschiedenen Anwender weiter. Die Ortungs- und Kommunikationseinheit besteht dabei aus einem Bordrechner, einem Ortungsmodul (GPS), einem Kommunikationsmodul (GSM/GPRS), einer Prozessor- und Speichereinheit sowie einem Energiemodul (Batteriekonzept). Digitale Input und Output Schnittstellen stellen die Erweiterbarkeit der Komponente sicher. Im mobilen Einsatz muss die Hardware zudem spezielle Stromsparfunktionen aufweisen, damit ein möglichst langer und wartungsfreier Betrieb unabhängig von externen Stromquellen, d.h. energieautark, möglich ist. Die Verwendung eines entsprechenden stromsparenden Prozessors ermöglicht das zeit- bzw. ereignisgesteuerte An- und Abschalten der Komponente, um so eine stromsparende Funktion zu realisieren. Die Datenübermittlung erfolgt durch ein komprimiertes binäres Format über eine GSM Infrastruktur. Diese Daten werden an ein Softwareinterface übertragen, welche diese in ein XML Format transformiert und an die Softwareschicht überträgt. Dabei handelt es sich um eine bidirektionale Datenverbindung. Eine mögliche Konfiguration der Einheit kann somit ebenfalls über die Softwareschicht durchgeführt werden. Um einen möglichst langfristigen Betrieb ohne Wartungseingriffe sicherzustellen, muss die Hardware kontextabhängig konfiguriert werden können. Dies ermöglicht die Anpassung für sich ändernde Einsatzszenarien. Für ein effizientes Arbeiten der Einheit ist es ebenfalls sinnvoll diese dem betrieblichen Geschäftsprozess entsprechend der Tourdaten anzupassen. Daten werden daher erst bei eintretenden Ereignissen übertragen, wobei diese zuvor durch die Nutzer konfiguriert wurden. Dieses Verfahren trägt ebenfalls dazu bei, dass die Nutzer der Planungs- und Steuerungssysteme nicht mit nutzlosen Informationen überflutet werden. Bislang können nicht alle Zustandsdaten der Verkehrsträger abgefragt werden, die zum Ziel einer besseren Auslastung von Verkehrsträgern beitragen können. Der Füllgrad von Wechselbrücken ist in diesem Zusammenhang die entscheidende Zustandsgröße, die bis dato nicht automatisch erfasst wird und abfragbar ist. Generell bieten sich optische oder akustische Messverfahren an, um den Grad der Auslastung eines Laderaums zu erfassen. Optische Verfahren basieren beispielsweise auf 3D-Scanner-Daten oder Videosystemen mit entsprechender Bildanalysesoftware. Diese Systeme sind jedoch in der Regel sehr investionsintensiv, so dass eine betriebswirtschaftlich vertretbare Amortisationszeit erschwert wird. Im Demonstrator des "INWEST" Projektes wird aus diesem Grund ein akustisches Messverfahren implementiert und erprobt: Die Decke des Wechselbehälters wird gedanklich in ein Raster geteilt, so dass Quadrate mit einer ungefähren Fläche von 1 m² entstehen. In jedem dieser Quadrate wird ein Ultraschallmodul installiert, 54

55 welches eine Entfernungsmessung durchführt. Die Module messen dabei Entfernungen von der Decke des Wechselbehälters nach unten, respektive von der Decke des Wechselbehälters zu der darunter liegenden Beladung (z.b. Paletten, Stückgut, etc.). Ist die gemessene Entfernung folglich kleiner als die Höhe des Wechselbehälters, meldet der entsprechende Sensor, dass der von ihm überwachte Laderaum belegt ist. Durch die Zusammenführung aller Sensordaten entsteht so eine Übersicht über den Auslastungsgrad des überwachten Gesamtladevolumens. Die Datenakquise über das beschriebene Sensornetzwerk führt zur Ortungs- und Kommunikationseinheit, welche die Daten sammelt und bedarfsorientiert zur Verfügung stellen kann. Die Software zur Informationsaufbereitung und Entscheidungsunterstützung übernimmt in dem Gesamtsystem die Aufgabe der Verarbeitung der dezentral erhobenen Daten an den Wechselbehältern. Dazu besteht die Software selbst aus mehreren Komponenten. Die Softwarearchitektur umfasst drei Ebenen. Grundlage des gesamten Systems ist ein Datenpool, der die Informationen externer Systeme verwaltet. Dazu gehören insbesondere die Daten der Hardwareeinheiten an den Wechselbehältern, die aufbereitet an die Middleware übertragen werden. Zusätzlich zu den systemeigenen Daten können externe Systeme angeschlossen werden, wie beispielsweise durch Frachtbörsen oder Logistiknetze. Aufbauend auf dem Datenpool wird in der zweiten Ebene die Businesslogik abgebildet. Hierbei kommen verschiedene Komponenten zur Verwaltung der dezentralen Daten aus den Hardwareeinheiten zum Einsatz: Logging, Reporting, Einsatzmanagement und Überwachung der Datenquellen. Weitere Komponenten ermöglichen auch eine Tourenplanung und Scheduling im Sinne einer Vorplanung. Darüber hinaus ermöglicht das Konzept durch aktuelle Standortdaten aller Wechselbehälter eine erweiterte Nutzung in der Planung und Disposition. Unter dem Begriff AdHoc Optimierung wird daher die Möglichkeit verstanden, dass in Abhängigkeit der Standortdaten sowie weiterer Datenquellen (zum Beispiel Verkehrsdaten) aktuelle Störungsfälle und Sonderfälle optimiert und umgeplant werden können. In diesem Zusammenhang sorgt die Komponente AdHoc Optimierung für eine Auswahl möglicher Alternativen, die durch den Benutzer bewertet werden kann. Insbesondere diese Komponenten ermöglichen die Erreichung des übergeordneten Ziels der Verkehrsvermeidung. Die oberste Ebene der Softwarearchitektur beinhaltet die Benutzerschnittstelle (GUI) und sorgt für die intuitive Bedienung der Komponenten. Im Fokus stehen dabei die kartengestützte Darstellung sowie Dialoge zur Dateneingabe und Verwaltung. Im Zusammenhang mit intelligenter Telematik für die Optimierung logistischer Prozesse wird die Radiofrequenz-Identifikation (RFID) häufig genannt und mit dem Ziel eingesetzt, die Materialflüsse einzelner Objekte transparent verfolgen zu können. In dem hier vorgestellten Konzept wurde von dem Einsatz der RFID- Technologie bewusst Abstand genommen, da die Marktdurchdringung, ganz im Gegenteil zur Telematik (beispielsweise im LKW-Bereich), noch auf sich warten 55

56 lässt. Eine Volldatenerfassung im Sinne einer Erfassung von Gewicht und Größe von Packstücken und einer eindeutigen Zuordnung dieser Güter zu einem Wechselbehälter würde die Sensorik zur Laderaumerfassung zwar teilweise obsolet machen, eine Integration der RFID-Daten in das hier beschriebene Gesamtsystem wäre aber alternativ notwendig. Der Einsatz neuer Technologien zur Identifikation und Ortung von Wechselbrücken sowie die Unterstützung durch geeignete Softwaresysteme können dazu führen, einen Beitrag zu angestrebten ökonomischen und ökologischen Zielen im Umfeld der Logistik zu leisten. Hierbei wurde im vorliegenden Beitrag ein modulares Gesamtkonzept entwickelt, welches den Anspruch besitzt praxisorientiert den unternehmerischen Anforderungen begegnen zu können. Die Ergebnisse sind als Teil des BMWi-geförderten Forschungsprojektes INWEST (Intelligente Wechselbrückensteuerung) entstanden, welches sich mit der Zulaufsteuerung von Wechselbrücken beschäftigt und zum Ziel hat, diese auf der Basis innovativer logistischer Informations-, Planungs- und Steuerungsverfahren sowie durch den Einsatz neuer Technologien zur Identifikation und Ortung der Wechselbrücken zu optimieren. Die Konsequenz der Optimierung resultiert in der Verkehrsvermeidung, die das Hauptziel des Projektes darstellt. Das hier vorgestellte System wird innerhalb der Restlaufzeit des Projektes im Rahmen von Feldtests evaluiert. Informationen zum Projekt und zum Projektfortschritt sind im Internet ( abrufbar. BIBA GmbH (Hg.) (2009): INWEST. Intelligente Wechselbrückensteuerung. Online verfügbar unter zuletzt aktualisiert am , zuletzt geprüft am Gehrke, J. D.; Behrens, C.; Jedermann, R. and Morales-Kluge E. (2006): Intelligent Container. Toward Autonomous Logistic Processes. In: KI th annual German Conference on Artificial Intelligence. Bremen, Germany. Jedermann, R.; Gehrke, J. D.; Becker, M.; Behrens, C.; Morales-Kluge, E.; Herzog, O.; Lang, W. (2007): Transport scenario for the intelligent container. In: Hülsmann, Michael; Windt, Katja (Hg.): Understanding autonomous cooperation and control in logistics. The impact of autonomy on mananagement, information, communication and material flow. Berlin: Springer. Randow, Matthias von (2008): Güterverkehr und Logistik als tragende Säule der Wirtschaft zukunftssicher gestalten. In: Baumgarten, H. (Hg.): Das Beste der Logistik. Berlin Heidelberg: Springer, S Universität Bremen (Hg.) (2009): Sonderforschungsbereich 637. Selbststeuerung logistischer Prozesse - Ein Paradigmenwechsel und seine Grenzen. Online verfügbar unter zuletzt aktualisiert am , zuletzt geprüft am

57 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Mobilität und Verkehr KASSETTS Kostenreduktion und Effizienzsteigerung in der Logistik für KMU Dipl.-Betrw. (FH), BA (Hons) European Business Katrin Reschwamm Dipl.-Kff. Corinna Kunert

58 Lebenslauf Dipl.-Betrw. (FH), BA (Hons) European Business Katrin Reschwamm Projektleiterin Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung (IFF) Sandtorstrasse Magdeburg Telefon: / 1989 Abitur, Erweiterte Oberschule, Magdeburg, Deutschland 09/ 1991 Wirtschaftsassistentin, Berufsfachschule, Magdeburg, Deutschland 09/ 1993 Zertifikate in Englisch, Queensway College, London, Grossbritannien 10/ 1994 Studium "Internationale Betriebswirtschaftslehre", Fachhochschule Anhalt, FB Wirtschaft, Bernburg, Deutschland 09/ 1996 Studium "European Business", University of Lincolnshire & Humberside, Hull, Grossbritannien 07/ 1997 BA (Hons) European Business, University of Lincolnshire & Humberside, Hull, Grossbritannien 09/ 1997 Produktions- und Marketingassistentin, Hulltime Based Arts Ltd., Hull, Grossbritannien 01/ 1998 Marketingassistentin, Harry Palmer Productions Ltd., Hull/ Birmingham, Grossbritannien 01/ 1999 Marketingassistentin, EX-ACT Export ACTion SA, Lausanne, Schweiz 04/ 2000 Wissenschaftliche Mitarbeiterin am Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung, Magdeburg, Deutschland 09/ 2000 Diplom-Betriebswirtin (FH), Fachhochschule Anhalt, FB Wirtschaft, Bernburg, Deutschland 58

59 08/ 2004 Mitglied der GPM Gesellschaft für Projektmanagement e. V., Nürnberg, Deutschland 01/ 2005 Projektleiterin im Internationalen Kompetenzzentrum Logistik am Fraunhofer IFF 09/ 2005 Zertifikatsstudium "Projektmanagement", Ottovon-Guericke Universität Magdeburg 01/ 2007 Leiterin der Regionalgruppe Magdeburg der GPM 59

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61 KASSETTS Kostenreduktion und Effizienzsteigerung in der Logistik für KMU Dipl-Betrw. (FH), BA (Hons) European Business Katrin Reschwamm, Dipl-Kff. Corinna Kunert Das Projekt KASSETTS (gefördert innerhalb des Central Europe Programms) zielt auf die Bildung eines Europäisches IKT Netzwerk zur Optimierung und Verbesserung grenzüberschreitender Verkehre für Industriebetriebe. Das Beschaffungs- und Distributionsmanagement der auf dem europäischen Markt tätigen KMU birgt noch viele Potenziale. Derzeit haben KMU zum Beispiel kaum die Möglichkeit ihre in eigener Regie durchgeführten grenzüberschreitenden Verkehre weiter zu optimieren, da Sendungsumfänge und -frequenzen eher gering sind. Nicht ausgelastete Transporte und die geringe Nutzung von intermodalen Verkehren sind die Folge. Darüber hinaus begrenzt die eingeschränkte Nutzung von IKT sowie die fehlende Erfahrung die Nutzung vorhandener Frachten/Transportbörsen. Idee und Ziel von KASSETTS ist die Lösung dieses Problem über die Schaffung eines tragfähigen operativen Netzwerks von Logistikbrokern in Europa. Hinter jedem Broker steht ein Logistikbüro, dass von Fertigungsbetrieben (KMU) genutzt werden kann, um Speditionsaufträge elektronisch zu erfassen, zu aggregieren und nach Fahrzeugrouten und -aufkommen zu optimieren. Hierbei wird im Bedarfsfall auf die im Netzwerk tätigen regionalen und transnationalen Broker zurück gegriffen, um effiziente transnationale Logistikketten zu planen und dies unter Berücksichtigung der spezifischen Auftrags- und Lieferdaten der verschiedenen Fertigungsbetriebe. Erst dann werden diese gebündelten Anfragen an die am Markt etablierten Logistikdienstleister weitergeleitet. Der Broker ist also kein neuer Logistikbetreiber oder ein Fourth Party Logistics (4PL) Anbieter sondern verbessert die Angebot- Nachfrage Beziehungen der involvierten Firmen, eröffnet Chancen für das Logistikoutsourcing und unterstützt den Logistikdienstleister mit einer organisierten Nachfrage. Dieser Ansatz unterstützt somit beide Seiten und hilft bares Geld zu sparen und die Umwelt zu schonen. 61

62 Abbildung 1: Darstellung der Logistikbrokerlösung. Italienische Industriebetriebe sind tagtäglich mit kleinvolumigen Transporten, geringem Frachtaufkommen und ihrer begrenzten Marktmacht gegenüber Logistikdienstleistern konfrontiert. Um die Transporteffizienz zu erhöhen, haben sich die Organisationen ITL und CAP Modena zusammengeschlossen und das Produkt des Logistikbrokers entwickelt. In Modena, wird dieser Service in Form einer Internetplattform angeboten, die von nur einer Person bedient wird. Über den Broker werden die Speditionsaufträge der teilnehmenden Firmen täglich erfasst und aggregiert. Diese Nachfrage wird mit den Angeboten der Logistikdienstleister verglichen, um eine optimale Lösung für die teilnehmenden KMU zu identifizieren. Ist diese gefunden, wird der Auftrag an den geeignetesten Logistikdienstleister vergeben. Die Verkehrsaufträge werden zweimal am Tag über den Broker geplant. Periodisch werden Proformarechnungen verschickt, um die Transparenz bezüglich der Transportkosten und -leistungen zu erhöhen. Schon in der Vorbereitungsphase konnten deutliche Einsparungen für alle Beteiligten, also sowohl für die Auftraggeber als auch auf Seiten der Logistikdienstleister nachgewiesen werden. Im Einzelnen waren Kosteneinsparungen von bis zu 20% realisierbar! Die Fahrkilometer und Transportrouten konnten um mehr als 30% reduziert werden. Mehrere Firmen haben die Chance ergriffen, um von diesen Einsparungen zu profitieren und nutzen nun die Leistungen des Logistikbrokers für die Optimierung ihrer Transportaktivitäten. Das Projekt wird durch ein multidisziplinäres Team kommend aus Logistikinstituten in Deutschland, Italien, Polen, Ungarn, der Slowakei, Slowenien und Tschechien realisiert. Ein zentrales Anliegen ist die Kooperation mit regionalen Strategien und Initiativen, um durch eine gemeinsame Optimierung der Verkehrs- und Logistikaktivitäten die Wettbewerbsfähigkeit von KMU sowie den nachhaltigen Umweltschutz zu stärken. CDV Verkehrsforschungszentrum, Brno, Tschechien Fraunhofer Institut für Fabrikbetrieb und automatisierung, Magdeburg, Deutschland 62

63 Institute für Logistik und Lagerwesen, Poznan, Polen Institut für Transport und Logistik, Bologna, Italien Maribor Universität, Maribor, Slowenien Modena und Reggio Emilia Universität, Modena, Italien South Great Plain Regionalentwicklungsagentur, Ungarn in Kooperation mit Bács-Kiskun Landesverband für Unternehmensförderung, Ungarn Technische Universität Kosice, Kosice, Slowakei 63

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65 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Mobilität und Verkehr Dipl.-Ing. Bertram Meimbresse Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Christine Behnke Ralf Lipinski

66 Lebenslauf Dipl.-Ing. Bertram Meimbresse Projekt-Koordinator Logistik Technische Fachhochschule Wildau Bahnhofstr. 1 D Wildau Telefon: +49 (0) bmeimbre@igw.tfh-wildau geboren in Chemnitz Schule und Abitur in Erfurt Studium an der Hochschule für Verkehrswesen, Dresden, Abschluss als Diplom-Ingenieur für Transporttechnologie Büro für Verkehrsplanung Berlin Senat von Berlin, Verkehrsverwaltung IVU - Gesellschaft für Informatik, Verkehrsund Umweltplanung mbh, Berlin seit 1993 selbständiger Verkehrsplaner, u.a. für: Technische Fachhochschule Wildau IVU Traffic Technologies AG, Berlin Prognos AG, Basel HaCon, Hannover LMBG, Berlin Projekte: (Auswahl) Mitarbeit im Vorhaben Entwicklung eines Berechnungsmodells für den Wirtschaftsverkehr in Ballungsgebieten ; Bundesanstalt für Straßenwesen Wissenschaftlicher Leiter des europäischen Forschungsvorhabens REFORM - Research on freight platforms and freight organisation ; EU DG VII - Verkehr Projektmanager und wissenschaftlicher Leiter des Forschungsvorhabens Verkehrliche Effekte von Logistikknoten ; Bundesministerium für Verkehr 66

67 Projektmanager und wissenschaftlicher Leiter sowie Federführung des AP Telematik im Vorhaben KURS EXPO-Region: Umweltverträgliches Güterverkehrskonzept in der EXPO-Region Hannover, EU DG XI - Umwelt Mitarbeit im INTERREG-Projekt Translogis Strengthening of regional spatial structures by employing intelligent multimodal transport systems ; LEG Brandenburg Projektmanager ECO4LOG (INTERREG III C ) Projektmanager INTERIM (INTERREG III B ) 67

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69 Mit MINERVA um den Stau herum Möglichkeiten und Grenzen der On-Board Verkehrsinformation im städtischen Lieferverkehr Dipl.-Ing. Bertram Meimbresse, Dipl-Wirtsch.-Ing. (FH) Christine Behnke, Ralf Lipinski Die aktuelle Verkehrssituation in städtischen Gebieten ist auf Grund unvorhersehbarer Verkehrsstörungen schwer vorherzusagen. Davon sind u. a. auch Unternehmen des Lieferverkehrs betroffen. Der Lieferverkehr ist ein wesentlicher Teil des städtischen Wirtschaftsverkehrs [u.a. SVI01]. Häufig sind Verspätungen die Konsequenz und Lieferzeitfenster können nicht eingehalten werden. Einerseits sind die gegenwärtig verfügbareren Verkehrsinformationen (Radio, Tageszeitungen, TMC, etc.) oft ungefiltert, unvollständig, veraltet und/oder zum Zeitpunkt der Entscheidungsfindung nicht verfügbar. Andererseits sind umfangreiche Verkehrsinformationen, beruhend auf Detektorsystemen, Baustellenprotokollen und Prognosealgorithmen, in Verkehrsmanagementzentralen vorhanden. Die Nutzbarmachung dieser Informationen bzw. deren Wirkung auf das Routing-Verhalten von Kraftfahrern des Lieferverkehrs ist Gegenstand des Forschungsprojekts MINERVA (MINimierung der Staufolgen im Lieferverkehr in Ballungsräumen durch Effiziente Routingunterstützung im Fahrzeug und Verkehrsbildabhängiges Ankunftsavis gefördert im Programm FH³ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung). Der technische Teil des Vorhabens umfasst die Bereitstellung aktueller Verkehrsinformationen für das jeweilige Tourengebiet auf ein mobiles Endgerät. Im wissenschaftlichen Teil des Projektes soll untersucht werden: (a) ob ortskundige Verkehrsteilnehmer mit Hilfe von on-board Verkehrsinformationen ihr intuitives Routing im Vergleich zur üblichen Routenwahl verbessern können und (b) wie sich die Routingergebnisse mit on-board Verkehrsinformationen (z. B. GIS-Applikation mit Verkehrslagekarte) im Vergleich zum optimalen (dynamischen) Routing bzw. zu den Routing-Ergebnissen eines Standard-Navigationssystems verhalten. Bei der Routenberechnung stehen in der Regel zwei Optimierungskriterien zur Auswahl: schnellste und kürzeste Route. Bei der Berechnung der schnellsten Route (Minimierung der Fahrzeit) werden Geschwindigkeiten oder Fahrzeiten als Kantenbewertung verwendet. Zur Berechnung der kürzesten Route (Minimierung der Entfernung) wird als Kantenbewertung die Länge des Weges genutzt. Für die Routenberechnung wird oft eine Kombination der Algorithmen Dijkstra und A* angewendet. Der Dijkstra-Algorithmus [Dij59] bietet eine optimale aber zeitlich aufwendige Lösung. Da Straßennetze in der Regel sehr umfangreich sind (zum Beispiel mehr als 42 Millionen gerichtete Kanten im westeuropäischen Straßennetz), ist der Dijkstra-Algorithmus nur bedingt geeignet ([Sch08]). Um die Laufzeit der Routenberechnung zu verkürzen, kann mit dem A*-Algorithmus [Har68] zielgerichtet gesucht werden: es wird eine Abschätzung des verbleibenden Routingpfades vorgenommen und zur Auswahl des nächsten, vielversprechendsten Berechnungsschrittes genutzt. Es gibt noch weitere Ansätze um die Routenberechnung zu vereinfachen und zu beschleunigen, zum Beispiel das Highway-Routing ([Sch08]). 69

70 Routingansätze Statisches Routing: Das Statische Routing wird mit Hilfe eines Straßennetzes mit festen Kantenbewertungen durchgeführt. Das Ergebnis einer Routenberechnung zwischen zwei Punkten ist unabhängig vom Zeitpunkt der Fahrt gültig. Sinnvoll ist das Statische Routing vor allem, wenn die Entfernung minimiert werden soll oder in Gebieten in denen nahezu keine Verkehrsstörungen auftreten. Dynamisches Routing: Beim Dynamischen Routing wird die jeweils aktuelle Verkehrssituation einbezogen. Dynamisch berechnete Routen stellen das theoretische Optimum zum angefragten Zeitpunkt dar. Der zugrundeliegende Straßengraph verändert sich kontinuierlich: wegen sich ändernder Geschwindigkeiten oder Fahrzeiten erhöhen oder verringern sich die Kantengewichte. Die Qualität des Routingergebnisses ist stark abhängig von den verfügbaren Verkehrsinformationen. Dynamisches Routing ist vor allem in verkehrlich stark belasteten Gebieten zur Berechnung der schnellsten Route einzusetzen. Intuitives Routing: Unter Intuitivem Routing soll die Navigation und Wegfindung des Kraftfahrers auf Basis eigener Gewohnheiten, Erwartungen und Informationen (Erfahrungen, aktuelle Wahrnehmung, Verkehrsinformationen) verstanden werden. Der Kraftfahrer wählt vorausschauend auf Basis der wahrgenommenen Hinweise seine Route. Stehen dem Kraftfahrer umfangreiche aktuelle Verkehrsinformationen zur Verfügung, hat er ein größeres Wissen als ein dynamisches Routingsystem und kann unter Umständen eine bessere Route wählen. Technischer Aufbau Es wurde eine Applikation entwickelt, die die Informationsübermittlung zwischen Speditionszentrale, Verkehrsmanagementzentrale Berlin und dem mobilen Endgerät des Kraftfahrers sicherstellt (siehe Abbildung 1). Die jeweils aktuellen Verkehrsinformationen und die Verkehrslage werden in regelmäßigen, kurzen Abständen über eine Schnittstelle von der Verkehrsmanagementzentrale an das MINERVA- System und anschließend per GPRS an das mobile Endgerät übermittelt. Anhand der Tourenplanung und der jeweils aktuellen Position des Kraftfahrers ermittelt das mobile Endgerät die relevanten Verkehrsinformationen, die sich im Gebiet zwischen seiner aktuellen Position und dem nächsten Ziel befinden. Diese relevanten Verkehrsinformationen werden auf dem mobilen Endgerät angezeigt. 70

71 aktuelle Verkehrsmeldungen / Verkehrslage Tourenplanung MINERVA-System Routingunterstützung GPS- Position relevante Verkehrsmeldungen / Verkehrslage Abbildung 1: Informationsübermittlung MINERVA Am Feldversuch MINERVA waren in der Zeit von Januar 2008 bis Februar 2009 insgesamt sieben Kraftfahrer der Lebensmittelauslieferung an Großkunden (zum Beispiel Hotels, Krankenhäuser, Einzelhändler) mit Fahrzeugen mit 12 t zgg (zulässiges Gesamtgewicht) und 18 t zgg beteiligt. In der Regel sind die teilnehmenden Kraftfahrer im Auswertungszeitraum eine Tour pro Tag gefahren, nur zu 6,8 % wurden zwei Touren pro Tag gefahren, dabei war die zweite Tour am Tag kürzer als die erste. Die durchschnittliche Anzahl der Stopps pro Tag 17,5 und schwankt im Wochenverlauf, so sind vor allem Montag (Auffüllen der Vorräte) und Freitag (Bevorratung für das Wochenende) auslieferstarke Tage (siehe Abbildung 2). Durchschnittlich ist jeder Kraftfahrer täglich 122 km vom Tourenbeginn bis zum letzten Stopp gefahren. Die Schwankungen der Fahrleistung im Wochenverlauf korrelieren mit der Anzahl der Stopps pro Tag, ebenso die Verweildauer im öffentlichen Straßenraum (Fahrzeit plus sonstige Zeiten) von durchschnittlich 8h pro Tag ,0 18,3 19,4 15,9 16, Montag Dienstag Mittwoch Donnerstag Freitag Abbildung 2: Durchschnittliche Anzahl der Stopps pro Tag 71

72 Der Feldversuch war in vier Phasen mit ansteigender Informationsunterstützung unterteilt, um festzustellen wie das Intuitive Routing stufenweise besser unterstützt werden kann: Unterstützungsstufe 0: Aufzeichnung der Fahrtverläufe der Kraftfahrer ohne zusätzliche Verkehrsinformationen Unterstützungsstufe 1 Pre-Trip-Verkehrsinformationen : täglich ein Papierausdruck der am Vortag prognostizierten Verkehrslage als Karte und Verkehrsinformationen als Text Unterstützungsstufe 2 Text-Information : Textmeldungen der für das Tourengebiet relevanten Verkehrsinformationen auf mobilem Endgerät Unterstützungsstufe 3 Digitalisiertes Verkehrslagebild : GIS-Karte für das Tourengebiet, auf denen die Straßen entsprechend der Verkehrslage gelb und rot eingefärbt sind, und Textmeldungen auf mobilem Endgerät Vergleich der Routingansätze Die Ergebnisse der verschiedenen Routingansätze (statisches Routing, dynamisches Routing, intuitives Routing und intuitives Routing mit MINERVA- Unterstützungsstufe 3) sollen anhand eines Beispiels in den Fällen keine Verkehrsstörungen und mit Verkehrsstörung miteinander verglichen werden( siehe Abbildung 3). 1. Fall: keine Verkehrsstörung vorhanden Die Ergebnisse des statischen und des dynamischen Routings sowie die Ergebnisse des intuitiven Routing sind ohne und mit MINERVA-Unterstützung gleich, es liegen also höchstens zwei unterschiedliche Ergebnisse vor (wenn statisches / dynamisches und intuitives Routing ungleich sind; siehe Abbildung 3): Statisches / dynamisches Routing: Fahrzeit: 12 min, Fahrstrecke: 7,0 km Intuitives Routing: Fahrzeit: 12 min, Fahrstrecke: 5,7 km Abbildung 3: 1. Fall keine Verkehrsstörungen: statisches / dynamisches Routing (blau) und intuitives Routing (gelb) 72

73 2. Fall: Verkehrsstörungen vorhanden Wenn Verkehrsstörungen (zum Beispiel Baustellen, Demonstrationen, Unfälle) vorliegen, so dass sich die Fahrzeit auf einigen Strecken deutlich erhöht bzw. Umfahrungen gemacht werden müssen, können die Ergebnisse aller Routingansätze unterschiedlich sein. Die Ergebnisse der Routingansätze verhalten sich wie folgt (siehe Abbildung 4): Statisches Routing: die berechnete Route wird trotz Hindernisse gewählt; die Fahrstrecke ändert sich nicht (7,0 km); die Fahrzeit erhöht sich aufgrund der beiden Baustellen auf der Strecke auf 51 min. Dynamisches Routing: unter Berücksichtigung der Verkehrsstörungen wird die für diesen Fall beste Route berechnet; die Fahrstrecke beträgt dann 5,9 km; die Fahrzeit unverändert 12 min. Intuitives Routing: der Kraftfahrer kann beim intuitiven Routing aufgrund der Verkehrsstörungen kurzfristig seine Route ändern, wenn es Umfahrungsmöglichkeiten gibt; die Fahrstrecke beträgt 5,475 km; die Fahrzeit erhöht sich auf 14 min. Intuitives Routing mit MINERVA-Unterstützungsstufe 3: der Kraftfahrer kann durch das Wissen um die Verkehrsstörungen seine Route intuitiv wählen; die Fahrstrecke dieser Route beträgt 5,4 km bei einer Fahrzeit von 13 min. Abbildung 4: 2. Fall Verkehrsstörungen vorhanden: statisches Routing (blau), dynamisches Routing (gelb), intuitives Routing (grün) und intuitives Routing mit MINERVA-Unterstützungsstufe 3 (rot) Der Vergleich der verschiedenen Routingansätze legt die Schlussfolgerung nahe, dass sich die Routenwahl der Kraftfahrer durch die Kenntnis über Verkehrsstörungen deutlich verbessern lässt, da sie so auch weiträumigere Umfahrungen planen und durchführen können. In Ballungsgebieten, wo sehr häufig Verkehrsstörungen im Straßennetz auftreten können, erreichen das dynamische Routing und das intuitive Routing mit MINERVA (on-board-verkehrsinformationen) gute Ergebnisse die Qualität der Ergebnisse ist jedoch sehr stark abhängig von der Datengrundlage über die Verkehrslage. Das MINERVA-System kann von Speditionskraftfahrern angewendet werden, die sich im Stadtgebiet sehr gut auskennen da es keine Route vorgibt, sondern nur Verkehrsinformationen zu Verfügung stellt. Hohen Nutzen hat es vor allem für solche, deren Touren nicht jeden Tag identisch sind. Weiterhin ist das MINERVA-System auch auf Taxi- und Kurierdienste übertragbar. 73

74 Auch Privat- und Geschäftsleute, die viel im Stadtgebiet unterwegs sind und zeitkritische Fahrten durchführen, können vom MINERVA-System profitieren. Eine Übertragung des MINERVA-Systems in andere Ballungsgebiete ist möglich, Vorraussetzung ist die Verfügbarkeit von umfangreichen und aktuellen Verkehrsinformationen über eine Schnittstelle. Um das MINERVA-System jedoch gebietsübergreifend nutzen zu können, ist ein Standard für das Format von Verkehrsinformationen und die Zusammenarbeit der verschiedenen Anbieter von Verkehrsinformationen in den Regionen notwendig. [Dij59] Edsger Wybe Dijkstra. A note on two problems in connexion with graphs. Numeric Mathematics I, S. 269ff, [Sch08] Dominik Schultes. Route planning in road networks. Dissertation, Universität Fridericiana zu Karlsruhe (TH), Februar [Har68] Peter Hart; Nils Nilsson; Bertram Raphael. A formal basis for the heuristic determination of minimum cost paths. IEEE Transactions on Systems Science and Cybernetics SSC4 (2), S , [SVI01] Dasen, S.; Janisch, K.; Meimbresse, B.; Rommerskirchen, S.; Schad, H. Piloterhebung zum Dienstleistungsverkehr und zum Gütertransport mit Personenwagen Bericht zum Forschungsauftrag SVI 1999/327 (36/00) im Auftrag des Bundesamtes für Straßen (Schweiz),

75 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Mobilität und Verkehr Einsatz von Binnenschifffahrtsinformationsdiensten (RIF) zur Effizienzsteigerung von multimodalen Transport- und Logistikketten in Süd- und Osteuropa Mag. Dr. Gerhard Schilk Karoline Vasiljevic Dipl.-Ing. (FH) Ralph Fromwald

76 Lebenslauf Mag. Dr. Gerhard Schilk Projekt Manager via donau - Österreichische Wasserstraßen- Gesellschaft mbh Donau-City-Strasse 1 A-1220 Telefon: gerhard.schilk@via-donau.org Wien (Österreich) Betriebswirtschaftsstudium (Wirtschaftsuniversität Wien, Österreich) Schwerpunkte: - Marketing: u.a. Käuferverhalten und Dienstleistungsmarketing - Organisation und Materialwirtschaft (Supply Management) Transportwirtschaft Diplomarbeit: - Electronic Commerce in der Transport- und Logistikbranche Doktoratsstudium (Wirtschaftsuniversität Wien, Österreich) Schwerpunkt: - Produktionsmanagement Dissertation: - Die Auswirkungen des Electronic Commerce auf das Supply Chain Management seit 2000 bis dato via donau Österreichische Wasserstraßen- Gesellschaft mbh (Österreich) - Projekt Manager - Erfahrungen im Bereich EU-Anträge, Projekte und Förderprogramme (FP4/5/6/7, INTERREG III A/B/C, SEE/CENTRAL, Marco Polo I/II, econtentplus, eten, SOKRATES, TEN-T etc.) - Thematische Erfahrungen im Bereich Intermodalität, elogistics und Security 76

77 Lebenslauf Dipl.-Ing. (FH) Ralph Fromwald Projekt Manager via donau - Österreichische Wasserstraßen- Gesellschaft mbh Donau-City-Straße 1 A-1220 Wien Telefon: +43 (0) ralph.fromwald@via-donau.org Wiener Neustadt (Österreich) HTBLuVA Wr. Neustadt, Abteilung Elektrotechnik, Ausbildungszweig Energieund Leistungselektronik Schwerpunkte: - Mess-Steuer-Regeltechnik - El. Antriebe u. Leistungselektronik - Elektronik u. Mikroelektronik - El. Anlagen Fachhochschule Wr. Neustadt, Präzisions-, System- und Informationstechnik, Studienrichtung Wirtschaftsingenieur Diplomarbeit: Nutzenanalyse und technisches Konzept für die Integration von Pegelständen in River Information Services Aug Jul Freier Dienstnehmer, via donau Entwicklungsgesellschaft für Telematik und Donauschifffahrt Aug Dez Junior Projekt Manager, via donau Entwicklungsgesellschaft für Telematik und Donauschifffahrt Jan Apr Junior Projekt Manager, via donau Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft mbh 78

78 seit Apr Projekt Manager, via donau Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft mbh - Erfahrungen im Bereich von EU- Forschungsprojekten (Mitarbeit bei der Projektbegleitung und koordination); - Durchführung und Begleitung von nationalen und internationalen Vergabeverfahren; - Projektleitung für die Entwicklung und Implementierung neuer RIS Services und Systeme 79

79 Einsatz von Binnenschifffahrtsinformationsdiensten (RIS) zur Effizienzsteigerung von multimodalen Transport- und Logistikketten in Süd- und Osteuropa Mag. Dr. Gerhard Schilk, Karoline Vasiljevic, Dipl.-Ing. (FH) Ralph Fromwald Die Donau verbindet zahlreiche wirtschaftliche Wachstumsregionen in Süd- und Osteuropa. Die Intensivierung der Wirtschaft und des (EU-Binnen) Handels bringt zugleich für den Verkehrsträger Straße steigende Verkehrszuwächse im Donauraum mit sich, die sich in der Folge negativ auf Umwelt und Lebensqualität auswirken. Die Wasserstraße Donau muss und kann deshalb ihren Beitrag zu einer Entlastung des Straßengüterverkehrs in diesem geografischen Raum leisten. Damit die Binnenschifffahrt im Donauraum einen wesentlichen Teil der Verkehrszuwächse übernehmen kann, muss sie stärker als bisher in die multimodalen Logistikketten von Industrie und Handel eingebunden werden. Dazu sind neben der Modernisierung der Binnenschifffahrt auf der Donau auch ein verbessertes Wissen über ihre Einsatzmöglichkeiten und innovative Informationsdienstleistungen notwendig. Um die Binnenschifffahrt für diese Herausforderungen zu rüsten, wurden in Europa neuartige Informations- und Managementdienste sogenannte River Information Services (RIS) entwickelt, die sowohl den Gütertransport als auch die Personenschifffahrt auf der Wasserstraße unterstützen. 1 Die Entwicklung und Implementierung von RIS ist auf Ziele wie die Erhöhung der Sicherheit, Effizienz und Umweltfreundlichkeit in der Binnenschifffahrt ausgerichtet. 2 Binnenschifffahrtsinformationsdienste (RIS) bieten außerdem eine Hilfe für die Planung und Verwaltung von Verkehrs- und Beförderungsvorgängen. Sie leisten einen wichtigen Beitrag zu einer effizienteren und sichereren Nutzung von Wasserstraßen und deren Schleusen, Brücken, Häfen und Terminals, indem sie den elektronischen Datenaustausch zwischen den involvierten Akteuren vereinfachen, beschleunigen oder ermöglichen. 3 Als Binnenschifffahrtsinformationsdienste oder River Information Services (RIS) werden jene Dienste bezeichnet, die durch das Bereitstellen von verkehrsbezogenen Informationen den involvierten Parteien des Systems Binnenschifffahrt einen direkten Nutzen bringen. Dies können einerseits Behörden sein, wie z.b. das Innenministerium, das Verkehrsministerium oder das Finanzministerium, um beispielsweise die bereitgestellten Daten und Informationen für Schiffskontrollen, Personenkontrollen oder für Zollkontrollen innerhalb der behördlichen Aufgaben zu nutzen. Andererseits können kommerzielle Nutzer (z.b. Häfen, Operateure oder die Industrie) des Transportlogistiksektors ihren Nutzen 1 ( ) 2 Richtlinie 2005/44/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 7. September 2005 über harmonisierte Binnenschifffahrtsinformationsdienste (RIS) auf den Binnenwasserstraßen der Gemeinschaft 3 Seite

80 aus den verkehrsbezogenen Informationen und Daten für deren transportlogistischen Prozessabläufe ziehen. Abbildung 1: River Information Services (System und Aufbau). Mit RIS werden Wasserstraßen-, Verkehrs- und Transportinformationen gesammelt, verarbeitet und bereitgestellt, mit dem Ziel die Effizienz und die Sicherheit in der Binnenschifffahrt zu erhöhen. Basierend auf diesen Daten werden deshalb Entscheidungsgrundlagen geliefert, die das Verkehrs- und Transportmanagement aktiv unterstützen und optimieren. Beispielsweise haben Fahrwasserverhältnisse, wie etwa niedrige Pegelstände, einen direkten Einfluss auf die unmittelbare Abladetiefe eines Schiffes und bewirken dadurch eventuell eine geringere Auslastung des vorhandenen Laderaums. Diese Information besitzt somit eine verkehrs- als auch eine transportrelevante Dimension, da sowohl Schiffsführer in ihrer Planung, als auch Verlader und Logistikdienstleister in ihren Disponierungsaktivitäten beeinflusst werden. Die in RIS verarbeiteten und bereitgestellten Informationen und Daten beeinflussen nachhaltig anfallende Entscheidungen und Prozesse der Schiffsführer, des Personals von Schleusen/Brücken, der zuständigen Wasserstraßenverwaltungen und Behörden, der Betreiber von Häfen und Umschlagstellen, des Personals von Unfallbekämpfungszentren, der Flottenmanager, Verlader, Absender, Empfänger und Logistikdienstleister. Vorhandene RIS Systeme bieten diesen Nutzern bereits jetzt ein breites Spektrum an unterschiedlichen Diensten an, wie zum Beispiel die Übermittlung der wichtigsten Fahrwasserinformationen über SMS, Telefon, und die Bereitstellung selbiger Informationen im Internet (z.b.: durch Nachrichten für die Binnenschifffahrtstreibenden). Des Weiteren werden elektronische Binnenschifffahrtskarten zur Information- oder Navigationszwecken am Schiff oder an Land zur Verfügung gestellt (Inland ECDIS), welche unter anderem auch für eine Schiffslokalisierung und Schiffsverfolgung (Vessel Tracking & Tracing) in Verbindung mit den dynamischen Verkehrsdaten genutzt werden können. 82

81 Der Einsatz von elektronischen Gütermeldungen in der Binnenschifffahrt (ERI Electronic Reporting International) rundet das bestehende Angebot der RIS ab. Die mittels RIS verfügbaren (Binnenschiffsverkehrs-)Daten können eine wichtige Informationsgrundlage zur Unterstützung von transportbezogenen Aufgabenstellungen bieten. Darauf aufbauend ermöglichen sie eine Unterstützung von logistischen Prozessen, welche sowohl die Transportplanung, -durchführung als auch -überwachung umfassen können. Die Einbindung von verkehrsbezogenen Binnenschifffahrtdaten hilft somit auch einer verbesserten Integration dieses nachhaltigen Verkehrsträgers in sämtlichen vor- und nachgelagerten Transportlogistikabläufen und deren physischen und logischen Schnittstellen. Which RIS services offer benefits for RIS users in intermodal transport-logistics chains? Industry (start) Pre- Transport operators Port and terminal operators IWT - Transport operators Port and terminal operators Post- Transport operators Industry (end) Logistics service providers Administrations and authorities Abbildung 2: River Information Services (RIS) für Transportlogistikprozesse. Binnenschifffahrtsinformationsdienste schaffen deshalb einen ersichtlichen Mehrwert für Transportlogistikprozesse. Ein effizient durchgeführter Transport wird automatisch kürzer und verringert dadurch die Kapitalbindungskosten der transportierten Ware. Die Ressourcen (Schiffe, Leichter, Liegeplätze) sind schneller wieder verfügbar und können in wirtschaftlicher Hinsicht optimal genutzt werden, da eine bessere Planung ermöglicht wird. Der Transport wird zudem in seiner Durchführung überwacht, was auch sicherheitsrelevante Aspekte abdeckt. Der intermodale Verkehr kann dadurch vereinfacht werden, da ein verbesserter Informationsfluss auch die negativen Auswirkungen des Bruchs zwischen den Transportmodi ausgleicht. vessels Position data Abbildung 3: River Information Services (RIS) für Transport- bzw. Sendungsverfolgung. 83

82 Am bereits erwähnten Beispiel der Transport- bzw. Sendungsverfolgung (i.s.v. Tracking and Tracing) zeigt sich, dass Binnenschifffahrtsinformationsdienste nicht nur für verkehrsbezogene Akteure und deren Prozesse einen Nutzen stiften, sondern auch für transport- bzw. logistische Operateure von Interesse sind. Ausgehend von der Positionsbestimmung eines Schiffes können diese Daten auch zur Transportverfolgung des Verkehrsmittels genutzt werden. Eingebettet in ein Flottenmanagementsystem kann ein Schifffahrtsunternehmen seine Ressourcenplanung optimieren, wie zum Beispiel die erwartende Ankunftszeit (Estimated Time of Arrival, ETA), welche auch für den Logistikdienstleister, als Architekt der gesamten Logistikkette, von großen Nutzen und Bedeutung ist. Auf diese Art kann ein Logistikdienstleister eine Transport- bzw. Sendungsverfolgung anbieten, welche auch das System Binnenschifffahrt umfasst. Im Falle von Störungen bzw. Abweichungen in der Transportkette kann der Logistikdienstleister somit aktiv auf diese negativen Prozesseinflüsse reagieren (i.s.v. Event Management), um geeignete Maßnahmen zur plangemäßen Transportdurchführung zu definieren. Die Europäische Union hat die hohe Bedeutung von RIS für eine zukünftige positive wirtschaftliche Entwicklung des Binnenschifffahrtssektors erkannt und ist mit der Umsetzung der RIS-Direktive 2005/44/EC 4 auch weiterhin bestrebt dieses Potenzial durch die Entwicklung neuer Services auszuschöpfen. Deshalb hat das EU-geförderte FP7- Projekt RISING zum Ziel, anhand einer Zusammenarbeit mit ausgesuchten Akteuren aus dem Transport / Logistiksektor sowie der verladenden Wirtschaft, neue RIS- Services als Piloten zu entwickeln, zu testen und zu implementieren um damit einen klar erkennbaren Mehrwert für Akteure dieses Industriesektors zu generieren. Zu diesem Zweck werden verkehrs- und transport/logistik-bezogene Daten miteinander verknüpft um einen Mehrwert für den Transport/Logistiksektor und die verladende Wirtschaft zu identifizieren, wobei auf die individuellen Bedürfnisse der einzelnen Akteure, bedingt durch deren unterschiedliche Anforderungen, eingegangen wird. Konkret wird im Projekt RISING die Entwicklung und Verbreitung neuer RIS Services angestrebt (selektive Beispiele): RIS-Informationen für die Transport- und Reiseplanung: Akteure des Binnenschifffahrtstransportsektors verwerten Daten betreffend Fahrwasserverhältnissen und Infrastruktur (Brückendurchfahrtshöhen, Schleusenverfügbarkeit) und planen bzw. optimieren die Vergabe des Laderaums und die optimale Reiseroute. RIS-Informationen für Flottenmanagement: Die Überwachung von Bargen/Leichtern, im Sinne eines Flottenmanagements, wird ermöglicht indem ihre Positionsdaten und ihr Operationsstatus (z.b.: leer, beladen, in Fahrt oder festgemacht) übermittelt werden. RIS-Informationen für die Transportdurchführung: Eine IT-gestützte Überwachung einer Transportkette (Tracking and Tracing) bildet die Basisfunktion für Zusatzanwendungen, wie beispielsweise das Abweichungsmanagement (Event Management). 4 Richtlinie 2005/44/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 7. September 2005 über harmonisierte Binnenschifffahrtsinformationsdienste (RIS) auf den Binnenwasserstraßen der Gemeinschaft 84

83 IS-Informationen für Häfen und Länden: RIS werden für das Management von den im Hafen ablaufenden Prozessen genutzt. Dabei werden Planungsaktivitäten für das Terminal und die Kalkulation von Liegezeiten und Kosten berücksichtigt. Das Konzept eines Single Windows, also einer zentralen Zugangsstelle zu transportkettenbezogenen Informationen, kann durch die Hafen/Ländenbetreiber angeboten werden. Während die Binnenschifffahrtsinformationsdienste bereits für Wasserstraßenverwaltungen zur Unterstützung der Aufgaben des Verkehrsmanagements und der Überwachung gefährlicher Güter in Anwendung sind, sind diese für die Transport- und Logistik-Branche (z.b. Logistikdienstleister, Transporteure, Binnenhäfen) noch in Ausarbeitung. Zukünftig sind somit gezielte Maßnahmen notwendig, um Unternehmen im Transport- und Logistiksektor auf dieses Potenzial aufmerksam zu machen um eine entsprechende Nachfrage für diese Services zu fördern. Abbildung 4: Zusammenspiel von verkehrs- und transport/logistisch-bezogenen Informationsprozessen in der Binnenschifffahrt, am Beispiel Binnenschifffahrtsinformationsdienste (RIS). 5 ( ) ( ) Seite 12. Richtlinie 2005/44/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 7. September 2005 über harmonisierte Binnenschifffahrtsinformationsdienste (RIS) auf den Binnenwasserstraßen der Gemeinschaft 5 ( ) 85

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85 12. IFF-Wissenschaftstage Juni 2009 Mobilität und Verkehr Zukunftsmärkte in der Logistik erkennen Dipl.-Betrw. Enno Däneke 87

86 Lebenslauf Dipl.-Betrw. Enno Däneke Future Manager, Projektleiter FutureManagementGroup AG Wallufer Straße 3a Eltville Telefon: +49 (0) Hochschule Furtwangen: Studium der Internationalen Betriebswirtschaftslehre mit Schwerpunkt Ost-Asien Future Analyst; FutureManagementGroup AG, Eltville seit 2006 Future Manager, Projektleiter; FutureManagementGroup AG, Eltville 88

87 Zukunftsmärkte in der Logistik erkennen Enno Däneke 1. Einführung Die zunehmende Dynamik und die steigende Wettbewerbsintensität der globalen Märkte stellen große Herausforderungen an Unternehmen der Logistik-Branche und ihr Management, die es erfordern, zukünftige Chancen und Bedrohungen frühzeitig zu erkennen. Um seine Marktposition zu behaupten oder zu verbessern, muss ein Unternehmen zukünftige Chancen und Bedrohungen früher und besser erkennen als seine Konkurrenz. Sich schneller als der Wettbewerb auf Veränderungen einzustellen und Innovationen vor der Konkurrenz einzuführen ist entscheidend, um einen Vorsprung im Markt zu erzielen. Es ist notwendig, die Zukunft systematisch in zu managen. Über die Verbesserung der Wettbewerbsposition in den bestehenden Märkten hinaus müssen sich Unternehmen in der heutigen Zeit, die von steigenden Veränderungsgeschwindigkeiten und zunehmender Komplexität geprägt ist, stärker denn je systematisch mit der Identifikation ihrer Zukunftsmärkte beschäftigen. Neben der Frage, ob ihre derzeitigen Märkte auch Zukunftsmärkte sind, hat dies zwei Hauptaspekte: Kommende Zukunftsmärkte: Die im bisherigen Marktumfeld entstehenden Zukunftsmärkte müssen bekannt sein und bewertet werden, damit die Erfolg versprechenden darunter systematisch erschlossen werden können und damit wegfallende Märkte kompensiert werden können. Zerstörende Zukunftsmärkte: Die außerhalb des Geschäfts entstehenden, aber möglicherweise für bedrohlichen Zukunftsmärkte müssen bekannt und bewertet sein, um sich bewusst auf diese Herausforderung vorbereiten zu können. 2. Zukunftsmanagement: Unternehmerische Zukunftsforschung 2.1. Was ist Zukunftsforschung? Die Auseinandersetzung mit der Zukunft und der Wunsch zukünftige Entwicklungen vorherzusehen sind elementare Bestandteile der menschlichen Existenz und lassen sich bis in ihre Ursprünge zurückverfolgen. In der modernen Zukunftsforschung, die in den 1940er und 1950er Jahren vor dem Hintergrund des heraufziehenden kalten Krieges entstand und anfangs hauptsächlich in geopolitischen Bereichen Anwendung fand, wurde eine Vielzahl von Techniken und Methoden zur systematischen Analyse der Zukunft entwickelt. Währende der Ölkrisen und der wirtschaftlichen Abkühlung in den 1970er und 1980er Jahren durchlief die Zukunftsforschung eine Krise, verursacht durch zahlreiche fehlerhafte Prognosen während dieser Periode. Als positive Folge der Krise verabschiedete sich die seriöse Zukunftsforschung endgültig von dem Wunsch, die Zukunft vorherzusagen. Stattdessen konzentriert sie sich heute darauf, mögliche und wahrscheinliche zukünftige Entwicklungen zu durchdenken, um sich darauf vorzubereiten. Im Fokus stehen dabei mögliche Risiken und die Erkennung von Chancen. Die Zukunft ist nicht vorhersehbar, sondern gestaltbar. 89

88 2.2. Was ist Zukunftsmanagement Obwohl die Zukunftsforschung sich in den letzten Jahrzehnten kontinuierlich weiterentwickelt hat, geht auch heute ein Großteil der im Einsatz befindlichen Methoden auf die 1945 in den USA gegründete RAND Corporation und damit auf die Ursprungsjahre der Zukunftsforschung zurück. Diese Herkunft erklärt die geopolitische Ausrichtung vieler Techniken der Zukunftsforschung, erschwert aber zugleich ihren Einsatz in Unternehmen. Zukunftsmanagement, baut daher die Brücke vom strategischen Management in die Zukunftsforschung und wieder zurück und erschließt so die Erkenntnisse dieser Disziplin, eine in vielen Unternehmen noch immer wenig genutzte Ressource. Es bildet einen methodischen Rahmen, der es ermöglicht, die Ergebnisse der Zukunftsforschung zu nutzen und in konkrete Handlungsalternativen für das Untenehmen umzusetzen. Als besonders geeignet hat sich dabei das Eltviller Modell für Zukunftsmanagement nach Micic (Micic, 2006, 2007) erwiesen. Es schafft einen gemeinsamen Denk- und Diskussionsrahmen, ist dabei aber offen für die Nutzung verschiedener Techniken der Zukunftsforschung. Sein Kern ist die Unterscheidung der fünf typischen Sichtweisen auf die Zukunft, die zur besseren Unterscheidung mit verschiedenfarbigen Brillen gekennzeichnet sind: Blaue Zukunftsbrille: Die wahrscheinliche Zukunft in Form von Annahmen. Grüne Zukunftsbrille: Die gestaltbare Zukunft in Form von Chancen. Gelbe Zukunftsbrille: Die gewünschte Zukunft in Form einer Vision. Rote Zukunftsbrille: Die unerwartete Zukunft in Form von Überraschungen. Violette Zukunftsbrille: Die geschaffene Zukunft in Form von Strategien. Geplante Zukunft: Strategie als Weg zur Vision (violett) Wahrscheinliche Zukunft: Annahmen über das Kommende (blau) Zukunft Angestrebte Zukunft: Die Vision als Zielbild (gelb) Überraschende Zukunft: Überraschungen, um gerüstet zu sein (rot) Gestaltbare Zukunft: Chancen für die eigene Entwicklung (grün) Abbildung 1: Die fünf Sichtweisen des Eltviller Models für Zukunftsmanagement.(Quelle: Micic, 2007) 90

89 Die wahrscheinliche Zukunft (blaue Zukunftsbrille) Die blaue Sichtweise untersucht die wahrscheinliche Zukunft. Die vorhandenen Informationen über Trends, Technologien und Themen, die zukünftige Entwicklungen beeinflussen, werden hier kritisch analysiert, um ein möglichst klares Bild zu erlangen, wie sich das Umfeld des Unternehmens voraussichtlich entwickelt. Die Sicht ist hier passiv, beobachtend und distanziert. Es geht weder um mögliche Handlungsoptionen noch um Wünsche oder Vorlieben für die eigene Zukunft. Die blaue Sichtweise gibt Antworten auf Fragen nach zukünftig einsetzbaren Technologien und Methoden, Veränderungen der Kundenbedürfnisse sowie den zukünftigen Rahmenbedingungen in politischer, wirtschaftlicher und soziokultureller Hinsicht. Selbstverständlich kann die Zukunft hier nicht vorausgesagt werden. Die persönlichen Annahmen, beziehungsweise die Annahmen des Managements, werden in dieser Phase jedoch offen gelegt, mit allen zur Verfügung stehenden Mitteln überprüft und können gegebenenfalls angepasst werden. Durch diesen Prozess werden die allen Entscheidungen zugrunde liegenden Zukunftsannahmen transparent, überprüfbar und in ihrer Qualität verbessert. Die gestaltbare Zukunft (grüne Zukunftsbrille) Die grüne Sichtweise untersucht, welche Handlungsoptionen einem Unternehmen zur Verfügung stehen. Sie fragt, welche Zukunftschancen angesichts der von erwarteten Entwicklungen (blaue Sichtweise) erdacht werden können. Hier werden die Chancen (im Sinne denkbarer Innovationen und Zukunftsmärkte) aus den zuvor eingeschätzten Entwicklungen abgeleitet. Darüber hinaus werden Kreativtechniken eingesetzt, um weitere Chancen zu identifizieren. Ziel ist, den Horizont zu erweitern und über den Tellerrand hinauszuschauen, da hierdurch das Entwicklungspotenzial des Unternehmens gesteigert werden kann. Eine Bewertung der Optionen erfolgt in dieser Phase bewusst noch nicht. Die unerwartete Zukunft (rote Zukunftsbrille) Was geschieht, wenn sich die getroffenen Zukunftsannahmen nicht erfüllen? Sind umwälzende Ereignisse oder Paradigmenwechsel möglich und wie würden sich diese auswirken? Diese Fragen beantwortet die rote Sichtweise, die potenzielle Überraschungen analysiert. Überraschungen sind unwahrscheinliche, aber prinzipiell mögliche Entwicklungen und Ereignisse mit großen Auswirkungen auf eine Branche oder ein Unternehmen. Diese Sicht dient einerseits der Absicherung gegen Unerwartetes, kann aber auch großes Innovationspotenzial bergen, indem mögliche Paradigmenwechsel, beispielsweise durch die Entwicklung revolutionärer Technologien und Konzepte, gezielt herbeigeführt werden. Die gewünschte Zukunft (gelbe Zukunftsbrille) Die gelbe Sichtweise ist die Sicht der Bewertung und Entscheidung. Die Vision als langfristiges, übergeordnetes Ziel des Unternehmens wird durch die Auswahl und Verknüpfung der attraktivsten Chancen bestimmt. Die geschaffene Zukunft (violette Zukunftsbrille) Mit der violetten Sichtweise wird festgelegt, was heute und in der nahen bis mittleren Zukunft konkret getan werden muss, um die Vision (gelbe Sichtweise) zu erreichen. Sie schafft durch die Entwicklung einer Strategie sowie die Definition von Zielen, Projekten und Prozessen die Verbindung zum Tagesgeschäft. 3. Zukunftsmärkte erkennen Ein Zukunftsmarkt ist ein Produkt, das oder eine Dienstleistung, die einen Wunsch erfüllt oder ein Problem löst, und das/die in Zukunft neu entsteht oder sehr viel mehr Umsatz erzielen wird als heute. Die Zukunftsmärkte eines Unternehmens früh zu erkennen, birgt in der Regel ein größeres Entwicklungspotenzial als 91

90 lediglich nach Handlungsoptionen innerhalb der bestehenden Geschäfte zu suchen. Bei der Suche nach Zukunftsmärkten müssen drei Hauptfragen beantwortet werden: Sind die heutigen Märkte Zukunftsmärkte? Was sind die kommenden Zukunftsmärkte? Was sind die zerstörenden Zukunftsmärkte? 3.1. Heutige Märkte als Zukunftsmärkte denken Zunächst sollte jedes Unternehmen überprüfen, ob seine heutigen Märkte auch seine Zukunftsmärkte sind. Ist angesichts der zu erwartenden Entwicklungen im Umfeld mit einem starken Marktwachstum zu rechnen? Kann diese Frage eindeutig mit Ja beantwortet werden, qualifiziert sich der Markt als Zukunftsmarkt. Es gilt dann, das Unternehmen so zu positionieren, dass es optimal an der Entwicklung des Marktes partizipieren kann. Ist die zukünftige Marktentwicklung eher stagnierend oder gar schrumpfend, kann versucht werden, den Markt in einen Zukunftsmarkt zu verwandeln. Dies kann beispielsweise durch eine gänzlich neue Positionierung, den Einsatz neuer Technologien und Methoden oder auch durch die Konzentration auf zukunftsträchtige Teilmärkte geschehen Kommende Zukunftsmärkte erkennen Kommende Zukunftsmärkte ergeben sich aus den Veränderungen des Unternehmensumfeldes. Neue Technologien ermöglichen neue Produkte, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle, während politische, gesellschaftliche und wirtschaftliche Veränderungen neue Bedarfe schaffen. Ein pragmatischer Ansatz, aus diesen Entwicklungen Zukunftsmärkte zu entwickeln, ist die so genannte Chancenmatrix. In ihr werden die Annahmen zu zukünftigen Entwicklungen (vergleiche blaue Zukunftsbrille) mit den Gestaltungsfeldern für neue Zukunftsmärkte verknüpft. Jeder Matrix-Schnittpunkt birgt das Potenzial zur Erkennung eines Zukunftsmarktes. Gestaltungsfelder im Unternehmen Neue Geschäftsfelder Chancenmatrix Neue Märkte Neue Zielgruppen Neue Lösungen Neue Methoden Angrenzende Geschäftsfelder Angrenzende Geschäftsfelder (Produkte) (Dienste) Politisch Biosphärisch Technologisch Wirtschaftlich Gesellschaftlich Zukunftsfaktor B 1 Zukunftsfaktor B n Zukunftsfaktor T 1 Zukunftsfaktor T n Zukunftsfaktor P 1 Zukunftsfaktor P n Zukunftsfaktor W 1 Zukunftsfaktor W n Zukunftsfaktor G 1 Zukunftsfaktor G n Abbildung 2: Chancenmatrix zur Erkennung von Zukunftsmärkten. (Quelle: FutureManagementGroup) 92

91 3.3. Zerstörende Zukunftsmärkte Zerstörende Zukunftsmärkte sind solche Märkte, die für ein Unternehmen den Charakter einer Bedrohung tragen, da sie drohen, die derzeitigen Märkte zu zerstören. Ein prominentes Beispiel aus der Vergangenheit sind der Schallplatten- Markt, der durch den Markt für CDs fast vollständig abgelöst wurde, während dieser inzwischen weitgehend durch Musik-Downloads ersetzt wurde. Heute können beispielsweise der Markt für Elektroautos (aus Sicht von Herstellern von Komponenten für Verbrennungsmotoren) oder der Markt für Software-as-a-Service (aus Sicht klassischer Softwarehäuser) aus dem entsprechenden Blickwinkel als zerstörende Zukunftsmärkte angesehen werden. Der Umgang mit zerstörenden Zukunftsmärkten ist für Unternehmen besonders schwierig, da sie die Aufgabe bewährter Verhaltensmuster erfordern und oft das Betreten völlig neuer Wege erfordern. Nichtsdestotrotz, bergen gerade sie große Chancen und Entwicklungsmöglichkeiten für das Unternehmen. 4. Denkbare Zukunftsmärkte in der Logistik In der Studie Zukunft der Logistik-Dienstleistungsbranche in Deutschland 2025 (von der Gracht, Däneke et al, 2008) wurde die oben beschriebene Chancen- Matrix zur Entwicklung von Zukunftschancen für Logistik-Dienstleister eingesetzt. Im Rahmen der Untersuchung wurden über 150 zukunftsträchtige Handlungsoptionen in den Gestaltungsfeldern Marketing und Vertrieb, Produkte und Lösungen, Mensch und Kultur, Systeme und Prozesse, Partner und Finanzen, Finanzierung sowie Strategie identifiziert. Einige dabei erkannte Zukunftsmärkte für Logistik-Dienstleister werden im Folgenden dargestellt. CO2-neutrale Transporte als Premium-Dienstleistung: Angesichts des Klimawandels und der wachsenden Bedeutung von Nachhaltigkeit werden Logistik-Netzwerke so optimiert, dass Emissionen weitgehend vermieden werden und die genutzte Infrastruktur keine größeren Eingriffe in die Natur vornimmt. Gewährleistet wird die Neutralität durch einen Zweiklang aus Einsparung des Verbrauchs fossiler Brennstoffe sowie aus kompensierenden Maßnahmen (beispielsweise Aufforstungen). Tools und Beratung zur Berechnung und Reduzierung des Environmental Footprint : Angaben zu Ressourcenverbrauch und der tatsächlichen Umweltbelastung von Produkten über den gesamten Herstellungs- und Distributionsprozess könnten mittelfristig für Hersteller verpflichtend werden. Schon heute werden sie von Umwelt- und Verbraucherorganisationen zunehmend gefordert. Logistik-Dienstleister können ihre Schnittstellenfunktion und ihre Kenntnis der Supply-Chains nutzen, um sich einen Kompetenzvorsprung im Bereich der Belastungsanalyse aufbauen. Die so erstellten Werkzeuge und Bewertungsverfahren können neben der internen Nutzung extern vermarktet und anderen Unternehmen zur Verfügung gestellt werden. Die Erschließung eines neuen IT- und Beratungsgeschäftsfeldes wäre das Ergebnis. Postponement-Lösungen für Mass-Customization: Mit Mass-Customization reagieren Anbieter auf das Bedürfnis der Kunden, immer individuellere, auf sie zugeschnittene Produkte zu erhalten. Mass-Customization erhöht jedoch die logistische Komplexität für den Hersteller. Logistik-Dienstleister können diese 93

92 Komplexität durch Leistungen wie On-Demand-Lieferung, Zwischenlagerung, Assembling und Postponement handhabbar machen. Erst bei Eingang einer individuellen Bestellung stellt der Logistik-Dienstleister das Endprodukt zusammen und individualisiert es dem Kundenwunsch entsprechend. 3D-Druck-basierte Ersatzteil-Logistik: 3D-Druck und andere Verfahren wie Laser Sinthering und Stereolithografie verbindet, dass sie es ermöglichen, Objekte direkt aus einem digitalen 3D-Modell zu erschaffen ohne zunächst Formen oder Werkzeuge herstellen zu müssen. Objekte können so quasi ausgedruckt werden. Die Ersatzteil-Logistik könnte durch 3D-Druck-Technologien revolutioniert werden. Statt zentrale Warenhäuser aufzubauen und kritische Teile per Express- Dienstleister zu verschicken, würden elektronische Modelle der Ersatzteile in Datenbanken gespeichert, über das Internet heruntergeladen und von einem lokalen Dienstleister oder direkt vom Kunden gedruckt. Der Aufwand für die Ersatzteil-Logistik könnte erheblich reduziert und gleichzeitig die Liefergeschwindigkeit gesteigert werden. 5. Literatur Gracht, Heiko. A. von der; Däneke, Enno; Mi i, Pero; Darkow, Inga-Lena; Jahns, Cristopher (2008): Zukunft der Logistik-Dienstleistungsbranche in Deutschland 2025, Deutscher Verkehrs-Verlag, Hamburg. Mi i, Pero (2006): Das ZukunftsRadar, GABAL Verlag, Offenbach. Mi i, Pero (2007): Die fünf ZukunftsBrillen, GABAL Verlag, Offenbach. 94

93 Autoren Arretz, Michael, Dr. Systain Consulting GmbH Wandsbeker Straße 13a Hamburg Deutschland Behnke, Christine, Dipl.-Wirtsch.-Ing. (FH) Technische Fachhochschule Wildau, Forschungsgruppe Verkehrslogistik Bahnhofstraße Wildau Deutschland Brügelmann, Benjamin, MBA, Dipl.-Geograph EUROGATE GmbH & Co. KGaA, KG Präsident-Kennedy-Platz 1 A Bremen Deutschland Däneke, Enno, Dipl.-Betrw. Future Management Group AG Wallufer Straße 3a Eltville Deutschland Echelmeyer, Wolfgang, Dr.-Ing. BIBA-Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH IPS Intelligente Produktionsund Logistiksysteme Hochschulring Bremen Deutschland Emmermann, Marco, Dr.- Ing. Visality Consulting GmbH Pascalstraße Berlin Deutschland Fromwald, Ralph, Dipl.-Ing. (FH) via donau - Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft mbh Donau-City-Straße Wien Österreich Gorldt, Christian, M.Sc. BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring Bremen Deutschland Jungmichel, Norbert, Dipl.-Theol. Systain Consulting GmbH Wandsbeker Straße 13a Hamburg Deutschland Kunert, Corinna, Dipl.-Kff. Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, Kompetenzfeld Materialflusstechnik und -systeme Sandtorstraße Magdeburg Deutschland Lewandowski, Marco, Dipl.-Wirtsch.-Ing. BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring Bremen Deutschland Lipinski, Ralf VIOM GmbH Chaussestr Berlin Deutschland Matyas, Kurt, Ao. Univ.-Prof. Dr. techn. Institut für Managementwissenschaften TU Wien, Fakultät für Maschinenwesen und Betriebswissenschaften Theresianumgasse Wien Österreich Meimbresse, Bertram, Dipl.-Ing. Technische Fachhochschule Wildau Bahnhofstr Wildau Deutschland Meizer, Felix, Dipl.-Ing. Institut für Managementwissenschaften TU Wien, Abteilung Betriebstechnik und Systemplanung/ Fraunhofer Austria Research GmbH, Geschäftsbereich Produktions- und Logistikmanagement Theresianumgasse 7/ Wien Österreich Meyer, Nora Systain Consulting GmbH Wandsbeker Straße 13a Hamburg Deutschland Morales Kluge, Ernesto, Dipl.-Wirtsch.-Ing. BIBA Bremer Institut für Produktion und Logistik GmbH Hochschulring Bremen Deutschland Portele, Christian, Cand. B.Sc. Lufthansa Cargo AG Technology Development Lufthansa Basis, Tor 25, Geb Frankfurt/ Main Deutschland 95

94 Reschwamm, Katrin, Dipl.-Betrw. (FH), BA (Hons) European Business Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF, International Competence Center Logistics Sandtorstraße Magdeburg Deutschland Schilk, Gerhard, Mag. Dr. via donau - Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft mbh Donau-City-Strasse Wien Österreich Sihn, Wilfried, Prof. Dr.- Ing. Dr. h.c. Institut für Managementwissenschaften TU Wien, Abteilung Betriebstechnik und Systemplanung/ Fraunhofer Austria Research GmbH Theresianumgasse Wien Österreich Vasiljevic, Karoline via donau - Österreichische Wasserstraßen-Gesellschaft mbh Donau-City-Strasse Wien Österreich Witte, Markus, M.A., M.Sc. Lufthansa Cargo AG Technology Development Lufthansa Basis, Tor 25, Geb Frankfurt/ Main Deutschland Wollschläger, Stefan, Dipl.- Wirtsch.-Ing. Visality Consulting GmbH Aviation Management Pascalstraße Berlin Deutschland 96

95 Wir bedanken uns Institut für Logistik und Materialflusstechnik 97

96 Forschung für die Praxis Virtual Reality bietet viele Vorteile für die Projektierung, die Konstruktion und den sicheren Anlagenbetrieb. Hier eine Visualisierung im Elbedom des VDTC des Fraunhofer IFF mög lich ist die Darstellung in jedem beliebigen Maßstab. Foto: Dirk Mahler, Fraunhofer IFF. Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E.h. Michael Schenk Institutsleiter Sandtorstraße Magdeburg Deutschland Telefon Telefax Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF forscht und entwickelt auf den Schwerpunktgebieten Virtual Engineering, Logistik und Materialflusstechnik, Automati sierung sowie Prozess- und Anlagen technik. Zu seinen Kunden für die Auftragsforschung gehören die öffent liche Hand, internationale In dustrie unternehmen, die Dienstleis tungs branche und Unternehmen der klein- und mittel ständischen Wirt schaft. Im Bereich der virtuellen Technologien entwickelt das Fraunhofer IFF Lö sungen für alle Schritte in der Pro zess kette. Mit dem Virtual Develop ment and Training Centre VDTC stehen Spezialisten-Know-how und hochmodernes Equipment zur Ver fügung, um das durchgängige digitale Produkt von der ersten Idee über die Entwicklung, die Fertigung, den Ver trieb bis zur Inbetriebnahme und den Betrieb sicherzustellen. Die Prozess- und Anlagentechniker sind Ex perten auf dem Gebiet der energetischen Nutzung von Biomasse. Foto: Dirk Mahler, Fraunhofer IFF.

97 Schwerpunkte liegen beim Virtual Engineering für die Ent wick lung von Produkten, Prozessen und Systemen, bei Methoden der FEM-Berechnung, bei virtueller Fabrik layout- und Montageplanung, der Qualifi zie rung und beruflichen Aus- und Weiter bildung und der Erstellung von virtuell-interaktiven Handbüchern, Ersatzteil katalogen und Produktdoku mentati onen. Für sich wandelnde und hochkomplexe Produktionsnetzwerke optimiert das IFF Fabrikanlagen, Produktionssys teme und logistische Netze. Führend ist das Magdeburger Fraunhofer-Insti tut bei der Realisierung von RFID- und Tele ma - tik-basierten Lösungen zur Iden ti fika tion, Überwachung und Steue rung von Warenflüssen. Mit dem LogMotionLab steht eines der am besten ausgestatteten RFID-Labore Europas zur Verfügung, um branchentypische Anwendungen zu entwickeln, zu testen und zu zertifizieren. Intelligente Überwachungslösungen, die dezentrale Speicherung von Informationen am Objekt und die Ver knüp - fung von Informations- und Warenfluss ermöglichen fälschungssichere Identifikation von Objekten, gesicherte Warenketten und deren lückenlose Dokumentation. Im Bereich der Automatisierung verfügt das Fraunhofer IFF über umfassende Kompetenz bei der Entwicklung von Automatisierungs- und Robotersystemen. Schwerpunkte liegen bei Servicerobotern für Inspektion und Reinigung, Automatisierungslösungen für den Life-Science-Bereich, für Pro duktion und Logistik und Robotik für Entertainment und Training. Um Auto matisierungskonzepte voranzutreiben, realisiert das Fraunhofer IFF Mess- und Prüfsysteme und integriert Sensorik, optische Messtechnik und industrielle Bildverarbeitung in Produktionspro zesse. Sensorik und Systeme zur Messwerterfassung und -verarbeitung sind das Werkzeug, um reale Größen in digitaler Form abzubilden und bilden damit eine Voraus setzung für automatisierte Prozesse. Thermische Anlagen zur Energiege winnung aus Biomasse und Abfall stoffen, Wirbelschichttechnologien, Prozesssimulation und Lösungen für effizienten Anlagenbetrieb bilden zen trale Inhalte der Prozess- und Anla gen technik. Mit Technologien zur Wandlung und Erzeugung von Energie forscht das IFF in einem Sektor mit hohem Zukunftspotenzial. Das Fraunhofer IFF ist in nationale und internationale Forschungs- und Wirtschaftsnetzwerke eingebunden und kooperiert eng mit der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und weiteren Hochschulen und For schungsinstitutionen der Region. Clevere Logistikkonzepte für die unternehmerische Praxis mit modernsten Technologien entwickelt man am Fraunhofer IFF Lösungen für die Lokalisierung, Navigation, Identifikation und Überwachung beweglicher Güter aller Art. Foto: Dirk Mahler, Fraunhofer IFF. Inspektions- und Reinigungssystem für den Abwasserkanal Emscher. Foto: Bernd Liebl, Fraunhofer IFF.