Smart Logistics dank Precise Positioning und IoT

Ob es darum geht, Bestellungen per Kurier auszuliefern oder Waren, Rohstoffe und Materialien über das Schienennetz zu transportieren: IoT-Technologien machen zuverlässige und effiziente Logistik möglich.

Mehr als 4,5 Milliarden: So viele Paket-, Kurier- und Expresssendungen haben die Zustellunternehmen im Jahr 2021 laut Bundesverband Paket & Express Logistik (BIEK) in Deutschland ausgeliefert. Deutsche Post DHL beförderte dabei allein 1,8 Milliarden Pakete zu den Menschen an die Haustür. Gewaltige Zahlen, die auch erklären, warum der Markt für autonome Lösungen wie Zustellroboter rasant wächst, mit denen sich die sogenannte Letzte-Meile-Logistik (Last Mile Logistics oder Last Mile Delivery) leichter und effektiver bewältigen lässt. Mit der letzten Meile ist die finale Lieferung einer Sendung an die Endkunden gemeint. Noch ist der flächendeckende Einsatz solcher autonomer Lieferfahrzeuge Zukunftsmusik, aber Unternehmen auf der ganzen Welt arbeiten bereits an entsprechenden Systemen. Bis 2027 soll das Marktvolumen auf rund 50 Milliarden US-Dollar wachsen, von etwa 12 Milliarden im Jahr 2020.

Doch gerade die letzte Meile stellt die Logistik vor Herausforderungen: Vor allem in Innenstädten sind die Straßen oft eng und verstopft, was es schwierig macht, Pakete rechtzeitig auszuliefern. Das hohe Sendungsaufkommen tut sein Übriges dazu. Indes ist eine pünktliche und reibungslose Zustellung entscheidend für die Kundenzufriedenheit – und im Zweifelsfall werfen negative Erfahrungen nicht nur ein schlechtes Licht auf den Logistikdienstleister, sondern auch auf den Händler. Autonome Lösungen können die Last Mile Delivery vereinfachen, bringen aber eigene Schwierigkeiten mit sich – zum Beispiel bezüglich der Navigation. Hier kann das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) mit Precise Positioning Abhilfe schaffen, wie etwa das britische Unternehmen Level Five Supplies zeigt.

Level Five Supplies entwickelt zurzeit einen Lieferroboter, der sich zuverlässig auf Bürgersteigen einsetzen lässt und die Logistik hier optimieren soll. Problem: Exakte Karten von Bürgersteigen sind oft nicht vorhanden, Hindernisse und Kurven erschweren Routenplanung und Navigation zusätzlich. Dazu ist der Platz begrenzt. Klassische Positioning Solutions wie die GNSS-Systeme (Global Navigation Satellite System) GPS in den USA beziehungsweise Galileo in Europa liefern hier nicht die erforderliche Präzision. Immerhin soll der Roboter nicht nur sein Ziel auf dem kürzesten Weg erreichen, sondern auch nicht gegen Hindernisse fahren und dabei beschädigt werden.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, testete Level Five Supplies die Navigationslösung Precise Positioning mithilfe einer PGM-Evaluation-Plattform (Precise GNSS Module) an einem Lieferroboter. Precise Positioning von Telekom und Swift Navigation setzt zur Standortbestimmung zum einen auf GNSS-Positionsdaten, zum anderen auf Daten des cloudbasierten Korrekturdienstes Skylark. Und in diesem Zusammenspiel liegt auch die hohe Genauigkeit von Precise Positioning begründet. Viele hundert Messstationen auf verschiedenen Kontinenten werten kontinuierlich Störungen in der Satellitennavigation aus. So entstehen Korrekturdaten, durch die sich die GNSS-Informationen präzisieren lassen (Stichwort: GNSS Corrections). IoT-Hardware und GNSS-Receiver am Roboter nehmen beide Signale – normale Positions- und Korrekturinformationen – auf und führen sie zusammen. Die Starling Positioning Engine von Swift ermöglicht hier die benötigte Präzision: Statt bei 3 bis 15 Metern wie bei GPS oder Galileo liegt die Genauigkeit bei Precise Positioning bei wenigen Zentimetern.

Level Five Supplies war von dem Ergebnis der IoT-Technologie überzeugt: Der Roboter bewältigte die Teststrecke problemlos mit der erforderlichen Präzision. Wie genau die Firma Precise Positioning getestet hat, welche Herausforderungen es zu lösen galt und welche Vorteile die Technologie Level Five Supplies konkret bietet, zeigt auch der entsprechende Use Case.

Neben der exakten Positionsbestimmung bietet Precise Positioning den Briten genau wie anderen Unternehmen aus der Logistik noch weitere Vorteile: etwa einen geringen Energieverbrauch und einen attraktiven ROI (Return of Investment), ist also besonders wirtschaftlich. Zudem lässt sich die Technologie leicht skalieren, weil sie sich sehr gut für die Massenproduktion eignet – ein wertvoller Pluspunkt angesichts der vielen Lieferungen bei der Last Mile Delivery. Zumal die Entwicklung weiter nach oben geht: Im Onlinehandel erwartet der Handelsverband Deutschland (HDE) in diesem Jahr einen Umsatz von mehr als 97 Milliarden Euro, rund 11 Milliarden mehr als 2021. Das bedeutet auch noch mehr zu transportierende Pakete.

Indes ist die letzte Meile nicht alles in der Logistik. Schließlich gilt es vorher, Waren, Produkte und andere Güter zum Beispiel vom Erzeuger zum Händler oder verarbeitenden Betrieb zu transportieren. Die Schiene ist dabei einer der Haupttransportwege. Laut Statistischem Bundesamt beförderten Eisenbahnen in Deutschland 2021 mehr als 357 Millionen Tonnen Güter von A nach B. Ausfälle des Schienennetzes stören die Lieferkette und können rasch wirtschaftliche Schäden verursachen. Um das zu verhindern, hat die deutsche PANTOhealth GmbH ein System zur Überwachung der Infrastruktur entwickelt. Mithilfe von Live-Überwachung, vorausschauenden Datenauswertungen oder auch künstlicher Intelligenz (KI) in der Software berechnet es mögliche Ausfälle im Voraus. Das ermöglicht Predictive Maintenance, also vorausschauende Wartung der Strecken. So lässt sich der ideale Zeitpunkt für Instandhaltungsarbeiten und Reparaturen ermitteln.

Damit die Instandhaltungsteams stets den richtigen Einsatzort kennen, ist es notwendig, die kritischen Stellen im Schienennetz exakt zu lokalisieren. Mit herkömmlichen GNSS-Systemen ist das schwer umzusetzen. Vor allem, wenn zwei Fehlerorte nah beieinander liegen. Auf der Suche nach einer besseren Lösung implementierte PANTOhealth ein Precise-Positioning-Evaluation-Kit in seinem bestehenden System. In der Praxis zeigten sich die Vorzüge von Precise Positioning schnell: Da die Positionsbestimmung bis auf zehn Zentimeter genau ist, kann PANTOhealth für jede Problemstelle eine positionsabhängige Kennung im System anlegen. Diese Angaben verbessern die Prozesse und sparen Zeit, weil das Instandhaltungspersonal zielgerichtet ausrücken kann.

Das Fazit des Unternehmens: Durch Precise Positioning lässt sich das Schienennetz leichter und effizienter warten, was schlussendlich nicht nur der Zuverlässigkeit, sondern auch der Sicherheit zugutekommt. Weitere Details zum Einsatz von Precise Positioning bei PANTOhealth hält der Use Case bereit.

Ob letzte Meile oder an einer früheren Stelle der Supply Chain: Intelligente IoT-Technologie wie zur präzisen Positionsbestimmung ist ein Faktor, der der Logistik den Weg zu Smart Logistics (siehe Extrakasten) ebnet. Daneben nutzen zahlreiche andere Unternehmen aus unterschiedlichen Branchen Precise Positioning, um ihre Leistung und Services zu verbessern. Einblicke bieten sowohl die Teile 1 bis 4 der Precise-Positioning-Reihe im Blog als auch entsprechende Use Cases.