LASTMILELOGISTICS CONFERENCE 2019 - FRANKFURTER WIRTSCHAFTSVERKEHRE

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LASTMILELOGISTICS CONFERENCE 2019 - FRANKFURTER WIRTSCHAFTSVERKEHRE
LastMileLogistics Conference 2019
„Warum ist die Umsetzung von Nachtbelieferung schwerer als
gedacht?“
Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen
Institutsleiter, Fraunhofer IML & Institut für Transportlogistik der TU Dortmund
12.03.2019, Frankfurt am Main

© 2019 Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen
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Urbanisierung

 Von über 110.000.000.000 Menschen, die jemals gelebt haben,
       waren die wenigsten Städter

 Von den über 7.000.000.000 Menschen, die heute leben,
       leben mehr als die Hälfte in Städten

 Noch bis 1980 lebten weltweit
       nur 300.000.000 Menschen in Städten

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Verdichtung

 Stadtstaaten und Metropolregionen in Flächenstaaten verzeichnen
 Zuzug
                                                           Einwohner/qkm (jeweils ges. Gebiet)
                                      8000

                                      7000

                                      6000

                                      5000

                                      4000   8000

                                      3000          5500
                                                              5000
                                      2000                           4100

                                                                            2200
                                      1000
                                                                                   800
                                                                                          240    150   2
                                         0

 Quelle: Wikipedia, Eurostat (2017)

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Mobilität
(nicht nur) mit Pkw nimmt weltweit (mit dem verfügbaren Einkommen) zu

Quelle: Kuhnimhof T., Lenz B. (2016) „Globaler Verkehr“

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Herausforderungen der Urbanen Logistik

Beobachtungen
 Innerstädtische Verkehrswege stark belastet    Folgen
 Lieferverkehr dringt auch in sensible           Lebensqualität in der
  Stadtgebiete ein                                 Stadt sinkt durch
                                                   Verkehrslärm und
 Überlagerung von Lieferverkehr und motor.        Luftschadstoffe
  Individualverkehr
                                                  Flächenkonkurrenz,
 Güterverkehrsaufkommen auch durch e-Commerce     Stau
  steigend                                        Verlagerung von
 Konkurrenz des stationären Handels mit           Handel auf „Grüne
                                                   Wiese“ und e-
  Onlinehandel                                     Commerce
 Belastung der (Fern-)Straßen zur
  Versorgung der Städte

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Herausforderungen der Urbanen Logistik

 Verkehrsbelastung                                Zufahrtsschranken                                Lieferrestriktionen                         Kostendruck   Personalmangel

                                                                                                                                                                ?
   Konsumverhalten                              Emissionsgrenzwerte                               Infrastrukturzustand                         Lärmschutz    Digitalisierung

 Bildnachweis (im Uhrzeigersinn von oben links): Stadt Köln, Fraunhofer IML, langzeittest.de, Fraunhofer IML, gemeinfrei/Wikimedia, Pixabay,
 Fotolia, Stadtwerke Münster, blaue-plakette.de/, pixabay.com

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Morgendämmerung – und der Stau ist da

 Verteilung der Lieferungen über den Tag                                                                         Geschwindigkeitsreduktion im Tagesverlauf

 57 bis 72% der städtischen Versorgungsverkehre werden zwischen 8.00 und 12.00 Uhr
  durchgeführt1
 Reduktion der Durchschnittsgeschwindigkeiten um 20 bis 30% im Innenstadtbereich in
  dieser Zeitspanne2
 Verlagerung der Anlieferverkehre in die Tagesrandzeiten bzw. Nacht

Quellen: 1) Untersuchungsgegenstand der City-Logistik – der städtische Güterverkehr, Erd 2015 (linke Abbildung),
Advanced routing for city logistics service providers based on time-dependent travel times, Mattfeld 2012 (rechte Abbildung)

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Dominanz des Diesels

   Antriebsart bei Lkw < 12 t Nutzlast (01/18)1                                                        Jahresfahrleistung (Million km) Lkw aller zGG (2016)2

 E-Nutzfahrzeuge werden bisher in der Transportlogistik kaum eingesetzt
 6.500 Neuzulassungen bei E-Nutzfahrzeugen < 1t zGG in 2017 ( 60% davon waren
  Streetscooter ) in Deutschland
 Nutzervorteile für alternative Antriebe im Logistikbereich fehlen

Quellen: 1) https://www.kba.de/SharedDocs/Publikationen/DE/Statistik/Fahrzeuge/FZ/2018/fz13_2018_pdf.pdf?__blob=publicationFile&v=2
2) https://www.kba.de/DE/Statistik/Kraftverkehr/VerkehrKilometer/2016/2016_vk_kurzbericht_pdf.pdf?__blob=publicationFile&v=1

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Umweltverträgliche Logistik
ELMO – Elektromobile urbane Wirtschaftsverkehre
Leuchtturmprojekt der Bundesregierung

                                    Ziele
                                     Erprobung der Eignung von E-Nutzfahrzeugen (E-
                                      Nfz) für urbane Räume
                                     Bestimmung der Leistungsfähigkeit und
                                      Zuverlässigkeit von E-Nfz
                                     Ableitung von Handlungsempfehlungen zur
                                      Einbindung von E-Nfz in Flotten

   Projektpartner
                                    Nutzen
                                     Feldtest von 10 E-Nfz
                                     Stromverbrauchsmessungen, Benchmarking und
                                      Tourenanalysen, über 150.000 km Fahrstrecke
                                     Wirtschaftlichkeitsanalysen

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Stickoxidbelastung – Städte zum Handeln gezwungen

    19% der NO2 Belastung durch Lkw1                                                                                                    NO2 Belastung in 2017

 Anteil leichter und schwerer Nutzfahrzeuge an Emissionen des Straßenverkehrs
        28 % des CO2-Ausstoßes
        53 % der Stickstoffoxid-Emissionen
        41 % des anfallenden Feinstaubs1

Quellen: 1) Umweltbundesamt https://www.umweltbundesamt.de/presse/pressemitteilungen/stickoxid-belastung-durch-diesel-pkw-noch-hoeher,
- UBA, Fachgebiet II 4.2 „Beurteilung der Luftqualität“ (rechte Abbildung) 2) Luftschadstoff-Emissionskataster Baden-Württemberg 2010

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Stickoxidbelastung – Städte zum Handeln gezwungen

                                                   In 37 Städten werden die Stickstoffdioxid-
                                                    Grenzwerte regelmäßig überschritten
                                                   Deutsche Umwelthilfe hat 18 Städte verklagt –
                                                    Fahrverbote in Stuttgart
                                                   Städte reagieren unterschiedlich auf das Problem
                                                     Verbesserte Verkehrsflusssteuerung,
                                                      Geschwindigkeitsbegrenzungen
                                                     Modernisierung der Busflotte, Förderung
                                                      öffentlicher Verkehr / Umweltverbund
NO2 Belastung in München
                                                     Verbot von Lkw-Durchgangsverkehr
                                                     Fahrverbote (ggfs. zeit- oder straßenbezogen)

 Alternativen zu Fahrverboten
         schadstoffklassenbezogene City-Maut, Parkraumverteuerung, …
Quelle: Ingenieurbüro Lohnmeyer GmbH und Co. KG

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Logistik trägt Lärm in die Fläche

Verkehrslärm: Beispiel Dortmund                            Umfrage: Welcher Lärm stört am meisten?

  3 Mio. Bürger sind nachts gesundheitsschädlichem Straßenlärm (über 55 dB(A))
   ausgesetzt
  Ein Lkw ist bei 50 km/h durchschnittlich 20-mal lauter als ein Pkw
  2015 haben 754 Gemeinden konkrete lärmmindernde Maßnahmen in Lärmaktionsplänen
   gemeldet
  Maßnahmen in den Lärmaktionsplänen: Durchfahrverbote und Zone 30

 Quellen: https://www.umgebungslaerm-kartierung.nrw.de/)

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Herausforderungen aus Logistikperspektive

Beobachtungen                                               Wesentliche Folgen
 Zunehmend Lieferung kleinteiliger Sendungen                Kostenproblem durch
 Schwierigkeiten, geeignete Mitarbeiter zu finden            sinkende Produktivität

 Zeitaufwand und Kraftstoffverschwendung durch              Logistik als Störfaktor und
  zähen Verkehr                                               Ärgernis bei der
                                                              Bevölkerung
 Hoher Zeitdruck durch Lieferzeitfenster und Suchverkehr
                                                             Uneinheitliche, mittelfristig
 Regionale unterschiedliche Anlieferzeiten und –regeln       unzureichend klare
 Drohende Fahrverbote                                        Rahmen-bedingungen des
                                                              städtischen
 Hohe Erwartungen an ‚neutrale‘ City-Logistik
                                                              Wirtschaftsverkehrs

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Urbane Logistik
Aktivitäten in Deutschland (Stand 08/2018)

                                      Lastenfahrräder
                                         41 Pilotprojekte
                                      Mikrodepot
                                         8 Pilotprojekte
                                      Elektromobilität in der Logistik
                                         37 Pilotprojekte
                                      Autonome Zustellung
                                         12 Pilotprojekte

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Urbane Logistik als Innovationstreiber

                                                                                                                                           automatisiertes
Alternative Antriebe                               Additive Fertigung                                   Mikrodepots      Paketroboter
                                                                                                                                               Fahren

    Flächennutzung                                  Stadtverträgliche                                                    Leise Logistik/    Smart City/
                                                                                                     Lastenfahrräder
      Logistik + X                                     Navigation                                                         Nachtlogistik     Vernetzung

Bildrechte im Uhrzeigersinn von oben links: Ludwig Meyer Logistik, ITL, UPS, Lifehacker AU, Easy Mile, Fraunhofer IML,
Fraunhofer IML, Dachser, Fraunhofer IML, Fraunhofer IML

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Neue Technologien und Konzepte – Herausforderungen

                                                                                                                            automatisiertes
 Alternative Antriebe                     Additive Fertigung                         Mikrodepots       Paketroboter
                                                                                                                                Fahren

Elektromobilität:                     - Nicht für alle                       - Standortsuche       - Geringe Kapazität   - Paketübergabe
- Anschaffungskosten                    Bauteile geeignet                      innerhalb Innen-    - (langsame) Fahrt      (noch) nicht
 1,5 bis 3 mal höher                  - Investitionen in                       stadt schwierig       auf Gehwegen          automatisiert
- Geringere                             Fertigungs-kapazität                 - Zusätzliche         - Rechtliche/           möglich
 Reichweite und                         nötig                                  Standortkosten        Versicherungs-      - Rechtliche/
 Beladungskapazität                                                          - Zusätzliches          technische Fragen     versicherungs-
- Ladezeiten der                                                               Handling / Vor-     - Derzeit nur in        technische Fragen
 Batterien                                                                     kommissionierung      Follow-Me Modus       (Komponenten-
                                                                                                     oder „betreut“        haftung)

Bildrechte von links nach rechts: Ludwig Meyer Logistik, ITL, UPS, Lifehacker AU, Easy Mile

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Neue Technologien und Konzepte – Vorteile

                                                                                                                          automatisiertes
Alternative Antriebe                     Additive Fertigung                         Mikrodepots         Paketroboter
                                                                                                                              Fahren

Elektromobilität:                    + dezentrale                           + Zeit-/Kostenerspar-   + Einsparung von   + Einsparung von
+ geringere                            Fertigung durch 3D-                    niss durch gebün-       Personalkosten     Personalkosten
  Betriebskosten                       Druck                                  delte Anlieferung     + Zustellung zu    + Transport von
+ weniger Verschleiß                 + geringere                            + Kurze Wege/             Wunschzeit         größeren Mengen
  bei vielen Start-                    Verkehrsbelastung                      Touren durch          + keine lokalen    + Automatisierte
  Stopp Vorgängen                    + Chancen für                            Standort in             Emissionen         Versorgung von
+ keine lokalen                        Logistiker durch                       Empfängernähe                              Mikrodepots
  Emissionen                           „hybride Dienst-                     + Zustellung per                           + Abmilderung
                                       leistungen“                            Lastenfahrrad oder                         Fahrermangel
                                                                              zu Fuß

Bildrechte von links nach rechts: Ludwig Meyer Logistik, ITL, UPS, Lifehacker AU, Easy Mile

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Mikrodepots – Lastenräder
Umsetzungsbeispiele - „mobile“ Lösungen

                                                 Hamburg – MikroDepot für Paketzustellung
                                                  Erprobung Lastenräder in der Innenstadt
                                                  Sondergenehmigung der Stadt Hamburg für das
                                                   Aufstellen mobiler Mikro-Hubs (20-Fuß Container)
                                                  Gestellung und Abholung der Container mit schwerem Lkw

                                                 Frankfurt – Pilotprojekt von DHL Express mit CubiCycle
                                                  Erprobung von Lastenrädern mit kl. Wechselbehältern, Umschlag
                                                   auf Parkfläche in der City (durchgängig in Depot, Regionalverkehr
                                                   und Zustellung)
                                                  Gestellung und Abholung der Mini-Container mit
                                                   kleinem Lkw und Anhängern

 Quellen: UPS, Logistik Heute, ebike-base, DHL

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Mikrodepots – Lastenräder
Umsetzungsbeispiele - „stationäre“ Lösungen

                                             Berlin – KoMoDo
                                              Kooperative Nutzung von Mikro-Depots durch die Kurier-, Express-, Paket-
                                               Branche für den nachhaltigen Einsatz von Lastenrädern
                                              Paketdienstleister DHL, DPD, GLS, Hermes und UPS nutzen je einen
                                               Container als Umschlagspunkt für die Zustellung von Sendungen mit eigenen
                                               Lastenrädern auf der „last mile“
                                              Auf 750 qm (Wendeschleife Tram) Fläche werden (über die Behala) jedem
                                               Unternehmen 14 m2 Lagerfläche bereitgestellt, Mikro-Hub-Versorgung mit 7,5
                                               to Lkw
                                              Zustellung per Lastenrad – eigene Prozesse je Unternehmen

                                             Dortmund – Pilotprojekt von UPS
                                              UPS testet Rytle (Lastenrad) mit BoxMovR,
                                              Erprobung eines Lastenrads mit Wechselbehälter-Konzept (durchgängig in
Quellen: Senatsverwaltung Berlin, LNC, UPS     Depot, Regionalverkehr und Zustellung), tourenspezifische Sortierung im Depot
                                               Herne
                                              angemietete Garage in Innenstadtlage Dortmund zur Pufferung von
                                               Wechselbehältern

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Neue Konzepte – Herausforderungen und Chancen

     Flächennutzung                            Stadtverträgliche                                                 Leise Logistik/         Smart City/
                                                                                           Lastenfahrräder
       Logistik + X                               Navigation                                                      Nachtlogistik          Vernetzung

- Standortsuche                           - Einbindung in                            - Begrenzte              -Rechtliche Hürden/   -Rechtliche Hürden
 aufwändig                                  bestehende                                 Transportkapazität      Lärmgesetzgebung      beim Datenschutz
- Investitionskosten                        Navigations-                             - mehr Personal „je      -Derzeit nur über     - Intransparenz bei
                                            systeme                                    Paket“ als bei          Ausnahme-             Datenquellen
                                          - Aktualität der                             Zustellung mit Kfz      genehmigungen /      - Datenqualität nicht
                                            Daten, Akzeptanz                         - Effizienz von           Duldung möglich       gesichert
                                                                                       Depotstandorten        -Zustellzeiten vs.
                                                                                       abhängig                Empfänger-
                                                                                                               anwesenheit
+ Reduzierung von                         + effizientere                             + Einfahrt in für Kfz-   + Ausweitung der      + Informationen zu
  Flächenverbrauch                          Zustellung                                 gesperrte Gebiete        Zustellzeiten         Ge- und Verboten,
+ Kostenteilung                           + Schutz sensibler                         + Stopp direkt vor       + weniger Staus/        Baustellen, Staus
+ Nutzungsflexibilität                      Gebiete (Wohn-                             Empfängeradresse         effizientere        + Info zur Anwesen-
+ Warenlager in                             gebiete, Alten-                          + emissionsfrei            Zustellung            heit Empfänger
  Empfängernähe                             heime, etc.)                             + Imagegewinn            + weniger Lärm        + Erhöhung der
                                                                                                                                      Zustellquote
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Leise Logistik
Geräuscharme Nachtlogistik durch den Einsatz von
Elektromobilität (GeNaLog)
                                    Zielsetzung
                                     Entwicklung geräuscharmer Logistikdienst-
                                      leistungen für Innenstädte durch den Einsatz von
                                      Elektromobilität
                                     Verlagerung von Transporten in Tagesrandzeiten
                                      und der Nacht zur effizienteren Belieferung urbaner
                                      Räume
                                    Vorgehensweise
                                     Identifikation potentieller Lärmquellen und Ableitung
                                      lärmmindernder Maßnahmen
                                     Einbindung von Städten und Kommunen
                                     Entwicklung eines Konzepts zur Einbindung der
                                      Anwohner und Mitarbeiter
                                     Umsetzung der geräuscharmen Nachtbelieferung
                                      durch Erprobung in Pilotversuchen
                                                                              Bildquelle: Fraunhofer IML

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Leise Logistik
Richtwerte der Technischen Anleitung zum Schutz
gegen Lärm (TA Lärm)
                                    Immissionsort             Richtwert bei Tag     Richtwert bei Nacht
  Industriegebiete                                                70 dB(A)               70 dB(A)
  Gewerbegebiete                                                  65 dB(A)               50 dB(A)
  Urbane Gebiete                                                  63 dB(A)               45 dB(A)
  Kern-, Dorf-, Mischgebiete                                      60 dB(A)               45 dB(A)
  allg. Wohn- und Kleinsiedlungsgebiete                           55 dB(A)               40 dB(A)
  reine Wohngebiete                                               50 dB(A)               35 dB(A)
  Kurgebiete, Krankenhäuser, Pflegeanstalten                      45 dB(A)               35 dB(A)

                                                    Einige kurzzeitige Geräuschspitzen (Spitzenpegel)
                                                    dürfen die Immissionsrichtwerte
                                                     am Tage um nicht mehr als 30 dB(A) und
                                                     in der Nacht um nicht mehr als 20 dB(A)
                                                      überschreiten

                                                                                           Bildquelle: Dössel, Mainz

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Leise Logistik
Ergebnisse der Lärmmessungen während der
Testphase in Köln

                                    Messstelle     Grenzwert   Prognose       Ergebnis

                                    REWE Markt 1   40 dB(A)    40 dB(A)       33 dB(A)

                                    REWE Markt 2   45 dB(A)    45 dB(A)      32-39 dB(A)

                                    REWE Markt 3   50 dB(A)    44 dB(A)      42-49 dB(A)

 Ablauf Testphase:
  Belieferung jeweils zwei der drei ausgewählten Testfilialen 1x pro Nacht

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Leise Logistik
Testphase des Forschungsprojektes GeNaLog in Köln

                                     Nutzung eines E-Lkw für die Belieferung von Filialen
                                      in den Tagesrandzeiten bzw. Nacht

                                     Freie Straßen:
                                      Fahrzeit der Touren um 20 bis 40% reduziert
                                     Leiser:
                                      Bei Geschwindigkeiten in der Stadt emittiert der E-
                                      Lkw etwa 45 dB(A), ein Diesel-Lkw ca. 80 dB(A)
                                     Nachhaltig:
                                      Bis zu 20% weniger CO2-Emissionen
                                     Ergebnis der Testphase:
                                      An allen drei Testfilialen wurden die Grenzwerte
                                      eingehalten bzw. unterschritten

                                                                             Bildquelle: Fraunhofer IML

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Leise Logistik
Herausforderungen auf dem Weg zur leisen
Nachtlogistik

                          Fehlende Sicherheit für Unternehmen in Investitionen

                          Uneinheitliche Genehmigungsverfahren (Bund, Kommunen, …)

                          Fehlende Ansprechpartner / Zuständigkeiten in Verwaltungen

                          Mangelnde Verfügbarkeit E-Lkw >18 t

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Leise Logistik
Ergebnisse und Ausblick

                                     E-Lkw, leises Umschlagsequipment und geschulte
                                      Mitarbeiter ermöglichen eine Nachtzustellung auch
                                      in Städten
                                     Wirtschaftlichkeit abhängig von vielen Faktoren

                                             Investitions-    Technologische      Auslastung
                                                kosten       Leistungsfähigkeit    Fuhrpark

                                              Einfahrt-         Steuerliche          Use
                                           beschränkungen         Anreize           Cases

                                          Idee:
                                          Entwicklung eines Gütesiegels »Leise Logistik«

© 2019 Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen
Fraunhofer IML Seite 26
Automatisierte Logistik
Einsatzmöglichkeiten elektrisch-automatisierter
Fahrzeuge
in der Innenstadtlogistik
                                    Ziel
                                     Ermittlung der Einsatzmöglichkeiten elektrisch-
                                      automatisierter Fahrzeuge für Innenstädte
                                     Demonstration des Konzepts in Mechelen, Belgien
                                    Nutzen
                                     Logistikbranche und Städte definieren gemeinsam
                                      Voraussetzungen für die logistische Abwicklung in
                                      Städten
                                     Ermittlung Einsatzfelder und Use Cases
                                     Ableitung notwendiger Rahmenbedingungen
                                     Herleitung der notwendigen (Daten-) Schnittstellen
                                      und Kommunikationsinfrastrukturen
                                     Ableitung von Handlungsempfehlungen für
                                      Unternehmen und Kommunen
                                                                             Bildquelle: Fraunhofer IML

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Fraunhofer IML Seite 27
Automatisierte Logistik
Erfolgsfaktoren und Hemmnisse elektrisch-
automatisierter Fahrzeuge in der Innenstadtlogistik

                   Erfolgsfaktoren             Hemmnisse
  Automatisierungszone, in der      ×   Langwierige
   sich Fahrzeug „frei“ bewegt           Genehmigungsprozesse
  Engagierte Kommune und            ×   Fahrzeugverfügbarkeit
   Gebietskörperschaft               ×   Hohe Auflagen für Testbetrieb
  Innovative Nutzer: Handel und     ×   Technische Anbindung Nutzer
   Gastronomie                           (Bring your own Device)
  Interaktion mit Mikro-Depots
  Einfache Sendungsübergabe-
   technologie
  Lokale Emmissionsfreiheit

                                                        Bildquelle: Fraunhofer IML

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Fraunhofer IML Seite 28
Automatisierte Logistik
Umsetzungskonzeption elektrisch-automatisierter
Fahrzeuge
in der Innenstadtlogistik

                             Initiierung              Planung                 Anwendung

 Stakeholder integrieren                   Prozessplanung Logistik Interaktion und Kooperation
 Dialog Bund, Land,                        Genehmigungen einholen   Logistik-DL
  Kommune und
  Anwendungsort                             Technische Feinplanung  Versender / Empfänger
                                                                      Einbindung
 Logistische Use-Cases                     IT-Architektur und
  definieren                                 Schnittstellen          Validierung Prozesse

 Technische
  Anforderungsanalyse

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Fraunhofer IML Seite 29
Logistik für die Stadt der Zukunft –
Logistik für die Zukunft der Stadt
                                                    Handlungsdruck bei Städten und Logistikdienstleistern hoch
                                                    Pilotprojekte (z.B. Mikrodepots in Hamburg , Nachtlogistik in Köln)
                                                     zeigen, wie stadtverträgliche Logistik effizient sein kann
                                                    Flächendeckende Umsetzung neuer Urbaner Logistik Konzepte
                                                     braucht mehr Planungs- und Investitionssicherheit
                                                       Wachsende Städte brauchen Wachstumschancen für die
                                                        Logistik (Verkehr, Umschlag, Anlieferung)
                                                       rechtliche Grundlagen und technische Standards für
                                                          Mikrodepots
                                                          Automatisierten Lieferverkehr
                                                          Leise Logistik

                                                    Funktionieren von Handel und Gewerbe: nur mit Güterverkehr
                                                    größerer Hebel für stadtverträglichen Verkehr: Personenmobilität

Bildnachweis: Fotolia Bangkok Highway / vichie81

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Fraunhofer IML Seite 30
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

                                             Univ.-Prof. Dr.-Ing. Uwe Clausen
                                             Institutsleiter,
                                             Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML
                                             Institutsleiter,
                                             Institut für Transportlogistik, TU Dortmund
                                             Vorsitzender Fraunhofer-Allianz Verkehr
                                             Tel.        +49 (0) 2 31 9743-400
                                             Fax               +49 (0) 2 31 9743-402
                                             E-Mail      uwe.clausen@iml.fraunhofer.de
                                                         @profclausen
                                                         Prof. Dr. Uwe Clausen

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Fraunhofer IML Seite 31
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