Lieferlogistik 4.0 in der Schweiz

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Bei den Eidgenossen geht die Post ab

© Matternet

Von Michael Praschma

Immer mehr Pakete! Das stimmt nicht nur „gefühlt“ – außer der Post fährt ja oft noch mehrmals täglich irgendein Lieferservice vor –, auch die Statistik bestätigt: Seit Jahren steigt in der Schweiz die Anzahl der gesendeten Pakete im B2C/C2C-Geschäft. Die sogenannte letzte Liefermeile ist dabei einer der wichtigsten Brennpunkte. Denn hier stößt einiges an Fragen aufeinander: die Spitzen des Logistikaufwands, öffentliche Infrastruktur und nicht zuletzt eine zentrale Station der Customer Journey, nämlich der Übergabe des Produkts an den Kunden. Kein Wunder also, dass sich auf diesem Feld besonders spannende Entwicklungsszenarien konzentrieren.

Fliegen uns bald Lieferdrohnen um den Kopf?

Eines dieser Szenarien steht gerade an der Schwelle von urbaner Science-Fiction zum Alltag: Logistik im erdnahen Luftraum durch Unmanned Aerial Vehicles (UAV), im Volksmund Drohnen genannt. Als Hobbygeräte oder Kameraträger sind etwa Multicopter vielfach schon ein gewohnter Anblick. Schlagzeilen machen sie mitunter bei angeblichen Beinahe-Kollisionen mit Flugzeugen oder wenn es Verletzte bei Abstürzen gibt. Manchmal werden Drohnen auch selbst Opfer: Mehrere Fälle von fatalen Attacken durch Adler sind dokumentiert. Außerdem setzen Objektschützer bei Kernkraftwerken, militärischen Einrichtungen und kritischen Infrastrukturen gezielt Raubvögel, Funkstörgeräte, Laserattacken und Netze ein, um potenziell gefährliche Drohnen vom Himmel zu holen. Im Wohnbereich schließlich geht es immer öfter um Verletzung der Privatsphäre. Denn blickdichte Hecken behindern natürlich keine Kameradrohne eines Spanners.

Was Logistiker und mit ihnen auch IT-Entwickler an kommerziell nutzbarer Drohnentechnologie fasziniert, ist die Breite der Einsatzgebiete ebenso wie die Dimensionen:

  • Von der Mikrodrohne (z.B. zur nachrichtendienstlichen Aufklärung, Größe unter 10 cm) bis zum Black Knight Transformer, dessen knapp 2 t Nutzlast die US Army getestet hat, reicht allein bei Multicoptern das Spektrum.
  • Mit einem Aktionsradius von 200 km und einer Nutzlast von 200 kg bei der Drohne VT1 will der chinesische Onlinehändler JD.com, Nummer zwei neben Alibaba, seine Auslieferungslager effizienter beliefern. Tricopter übernehmen dann die Zustellung von Lasten bis 30 kg.
  • Mit Hightech in der Steuerung sowie im Gepäck optimieren Drohnen aber auch in anderen Bereichen unterschiedlichste Prozesse: von Freileitungsinspektionen bis Bergrettung und von Agrarmonitoring bis Facility Management in großen betrieblichen Einrichtungen.

Einschraenkungen-fuer-Drohnen-Schweiz.jpeg Beim Schweizerischen GIS-System gibt es eine detaillierte Karte zu den geltenden Einschränkungen für Drohnen. (Bild: Bundesamt für Zivilluftfahrt BAZL)

Testgelände für Lieferdrohnentechnik

Bei Amazon, mit großem Abstand nationaler Marktführer im Online-Handel, darf man davon ausgehen, dass Lieferdrohnen nicht als Werbegag gedacht sind, auch wenn die erste „echte“ Lieferung in England Ende 2016 – ein Videostreaming-Stick und eine Tüte Popcorn waren 13 Minuten nach Bestellung beim Kunden – auch PR war. England ist eines der wenigen Länder weltweit, in denen Amazon Tests vorantreibt. Auch in der Schweiz gibt es Ansätze: Die Schweizer Post testete schon 2015 den GPS-gelenkten Drohneneinsatz für Pakete bis 5 kg. Unter anderem profitierten davon Laborproben, die in Lugano nur noch zwei statt vorher zehn Minuten von einem Spital zum anderen brauchten. Der für 2018 angekündigte Regelbetrieb zeigt sich zumindest darin, dass der Service für „hoch prioritäre“ Spezialsendungen von der Post konkret angeboten wird.

Die Nachfrage nach Genehmigungen für den Betrieb von Drohnen, ja selbst der reine Informationsbedarf hierzu ist so hoch, dass das Bundesamt für Zivilluftfahrt im Januar 2018 die Notbremse zog. Nur noch Behörden und Blaulichtorganisationen werden auf Anfrage direkt beraten; neue Bewilligungen für Drohnenflüge werden einstweilen nicht mehr erteilt, heißt es auf der Drohnenseite Bundesamts für Zivilluftfahrt (BAZL).

17C792 078 1200.jpg Mercedes-Benz Vans, Matternet und der Schweizer Online-Marktplatz siroop testeten in Zürich bereits ein Lieferkonzept, bei dem die Lieferwagen als mobile Drohnenlandeplätze fungieren. (Bild: Daimler AG)

Mit Matternet, dem Drohnenhersteller, den auch die Post nutzt, arbeiten in Zürich Mercedes-Benz und der Online-Marktplatz Siroop zusammen. Das Pilotprojekt kombiniert die Logistik von Mercedes-Vans und Drohnen für die On-demand-Lieferung im Online-Handel. Interessantes Detail: Die Vans dienen dabei als Landeplattform für die autonom steuernden Drohnen. Allerdings: Die Trennung des Luftraums weist noch Defizite auf, meinte ein Sprecher der Rega, nachdem ein Hubschrauber der Rettungsorganisation im Einsatz einen „bemerkenswert kleinen Abstand“ zu einer Lieferdrohne hatte, ohne dies zu bemerken. Dennoch wurde das Projekt nach Abschluss der Testphase insgesamt positiv bewertet.

Drohnenlieferung bei Konsumenten noch unter dem Radar

Wie attraktiv die innovative Zustellung aus der Luft beim Endverbraucher ist, hat man am Forschungszentrum für Handelsmanagement der Universität St. Gallen per repräsentativer Online-Befragung in Deutschland, Österreich und der Schweiz erhoben. Begeisterung war dabei aber nicht festzustellen. Im deutschsprachigen Raum seien die Konsumenten weniger risikobereit, sagt Handelsforscher Tim Lersch. Allerdings: Besonders in der Schweiz ausgeprägt ist die Bereitschaft – wenn man schon Lieferdrohnen akzeptiert –, dafür deutlich mehr auszugeben. Mindestens eine Premium-Nische gibt es also doch schon, auch bevor der Service überhaupt in der Breite verfügbar ist. Das kann allerdings dauern, denn weder Post noch Siroop, Brack.ch, Coop@home oder Microspot planen konkret, den Service regulär ins Programm zu nehmen. Man will weiter beobachten, evaluieren und forschen.

Tatsächlich ist die Lieferdrohnentechnologie zwar schon gut, aber noch nicht gut genug. Automatisierung, Bildverarbeitung, maschinelles Lernen, Objekterkennung und 3D-Rekonstruktion sind die derzeitigen Forschungsfelder. Denn rentabel und tauglich für massenhaften Einsatz werden Lieferdrohnen erst dann, wenn die Geräte keinen Piloten an der Fernsteuerung mehr brauchen. Die Herausforderungen für Software und Sensorentechnik sind dabei beträchtlich. Die rasante Miniaturisierung im Sensorenbereich erlaubt bereits komplexere Module, allerdings fehlt bisher ein Industriestandard etwa für die nötige Erkennung anderer UAVs. GPS-Systeme haben sich als zu wenig verlässlich für Sense and Avoid erwiesen. In einem Interview skizzierte der Experte für Drohnentechnologie Nicholas Roy vom MIT die massive Komplexität für Research und Development in diesem Bereich:

  • Windmustererkennung, um auch in aerodynamisch heiklen verbauten Gebieten stabile Fluglagen zu gewährleisten;
  • automatisierte Koordination der vielfältigen Flugbewegungen, da ja schon jetzt eine ganze Reihe unterschiedlicher Betreiber absehbar ist;
  • laser- versus kameragestützte Navigation;
  • Implementierung in die national ganz unterschiedlichen Luftraumkontrollsysteme.

Hinzu kommen Fragen der Lärmemission und der Energieeffizienz. Die Forschungen dazu, wie sich Emissionen reduzieren lassen, stehen erst am Anfang und verkomplizieren sich, wenn die Frage der Antriebsart ins Spiel kommt. Denn hinsichtlich Reichweite bzw. Betriebsdauer sind bislang Antriebe mit organischen Treibstoffen den batteriebetriebenen Geräten überlegen. Außerdem konkurrieren reine Rotorfluggeräte mit Fixflüglern. Letztere fliegen mit weniger Energieverbrauch, benötigen jedoch mehr Start- und Landeplatz. Hybriddrohnen könnten eine Lösung sein. Dazu Roy:

„Sie hatten ein sehr schlechtes Image, weil sie schwierig zu steuern waren, speziell während der Übergangsphasen von einem Flugmodus zum anderen. Aber das waren große Fluggeräte zur Personenbeförderung. Wir können heute aber viel besser steuern, und wir haben viel bessere Computer und Sensoren. Deshalb gibt es jetzt eine großartige Gelegenheit, um zurückzugehen und alle diese Hybridfluggeräte erneut zu analysieren. Mit einer Aerodynamik- und Steuerungsperspektive mit modernen Steuerungstechniken und modernen Computern.“

Navigation mit künstlicher Intelligenz

Konrad Karner, einer der Development-Leiter von Amazon, und eine Kollegin schildern in einem Artikel in The Verge am plastischen Beispiel „Landung der Lieferdrohne im Hausgarten“, dass die Dinge deutlich schwieriger sind als etwa bei selbstfahrenden Autos: Ein Swimmingpool wirkt auf „intelligente“ Drohnen als Landeplatz geometrisch gesehen ideal, ist es aber nicht. Die Drohne muss auch verstehen und entsprechend reagieren, wenn Schatten eines Baums bewegliche Objekte vortäuschen, während der vom Jüngsten geworfene Spielball ein ernsthafter Gegner ist. Oder ist es eine gute Idee, den großen Glastisch anzusteuern, der zur Gartengarnitur gehört? – All diese Entscheidungen muss die Software oft in Sekundenbruchteilen, jedoch verlässlich richtig treffen. Und sie sollte sich selbstlernend optimieren; spätestens hier kommt künstliche Intelligenz ins Spiel.

Aus all diesen sowie aus den genannten regulatorischen Gründen sehen Experten Lieferdrohnen frühestens in einigen Jahren breit im Einsatz – was nicht heißt, dass in unterschiedlichsten Bereichen, weit über Spiel und Hobby hinaus, der ernsthafte Einsatz von Drohnen nicht schon Praxis wäre: So sucht der Schweizerische Verband Ziviler Drohnen (SVZD) ausgebildete Drohnenpiloten, die im Frühjahr vor dem Mähen der Wiesen mit Wärmebildkameras aus der Luft Rehkitze und andere Wildtiere entdecken, bevor sie ins Mähwerk geraten. Ein vermisster Wanderer im Säntisgebiet wurde unter anderem mit Drohnen gesucht, weil ein Helieinsatz zeitweise unmöglich war. Und natürlich setzt die Armee beim Grenzwachtkorps Aufklärungsdrohnen vom Typ RUAG Ranger ein, z.B. gegen Einbrecherbanden und illegale Einwanderer an der Grenze.

Unterm Strich lässt sich also im Bereich Lieferdrohnen ein ordentliches Potenzial für die Logistikbranche orten; auch in der Technologie zeigen sich anscheinend keine unüberwindlichen Hürden mehr. Was fehlt, ist der packende Impuls eines größeren Players, um den Transport der Zukunft buchstäblich abheben zu lassen. Amazons Prime Now-Service verspricht in Ballungsräumen schon jetzt die Zustellung gewisser Artikel binnen einer Stunde. Nach Umsetzung des Projekts Prime Air soll sich die Lieferzeit auf maximal 30 Minuten verkürzen.

Gerade in der Schweiz ist der Drohnenlogistik aber eine unerwartet starker Konkurrenz erwachsen: Cargo sous terrain heißt das Projekt, das den Gütertransport nicht in die Luft, sondern in den Boden verlegen will, in ein Tunnelsystem unter der Erde. Das langfristig angelegte Vorhaben soll zunächst (ab 2030) den Raum Härkingen/Niederbipp mit Zürich verbinden.

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