Logistik-Forschung

Das Freiluftlabor

Ein österreichisches Konsortium gestaltet ein Innovationslabor zu einem der zentralen Zukunftsthemen der Logistik: dem automatisierten Fahren. Bis 2020 sollen im Rahmen von „DigiTrans“ sämtliche Aspekte simuliert und getestet werden. Und Geld soll das Labor letztlich auch abwerfen.

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Platooning: Neben technischen sind auch juristische und ethische Fragen zu klären.

Dieser Artikel wurde bereits im November 2017 veröffentlicht. Nun haben wir ihn für alle Leser freigegeben.

Sie fahren im Konvoi. Mit Abständen zueinander, die normalerweise die Polizei auf den Plan rufen. Einen Fahrer sieht man nur im Führungsfahrzeug. Die folgenden Lkw sind elektronisch aneinander gekoppelt und folgen autonom den Bewegungen des ersten Fahrzeugs. Platooning gehört zu den heißen Eisen im Zusammenhang mit dem automatisierten Fahren. Die Hoffnung dahinter: Derartige Fracht-Konvois könnten dank der minimalen Abstände den Windschatten optimal nutzen und damit den Kraftstoffverbrauch deutlich senken. Zudem wäre die Technologie ein Schritt, dem immer bedrohlicheren Fahrermangel zu begegnen. Platooning bedarf, wie viele Anwendungen des automatisierten Fahrens, noch wesentlicher Forschungs- und Entwicklungsarbeit für eine breitentaugliche Umsetzung. Den Weg zu unterstützen, tritt derzeit ein österreichisches Forschungs-Konsortium an – mit europaweit bisher einzigartigem Anspruch.

Das volle Programm

Die Sondierungsphase begann im vergangenen Sommer. Mit dem Automobilcluster Oberösterreich, AIT, IESTA und dem Logistikum Steyr machten sich vier der renommiertesten Forschungseinrichtungen des Landes daran, sämtliche Aspekte des automatisierten Fahrens im Zusammenhang mit Gütertransport buchstäblich auf die Straße zu bringen. „DigiTrans“ will das Spektrum relevanter Anwendungsfälle für österreichische Betriebe von der Simulation bis zum Praxistest auf öffentlichen Straßen erforschen:

- Automatisierter Nahverkehr

Wie können Lärm- und Schadstoffemissionen reduziert werden? Ist 24/7-Betrieb möglich? Wie lassen sich Be- und Entladungsprozesse optimieren? Ein besonders herausforderndes Feld, geht es in der Praxis doch um das automatisierte Fahren im Mischverkehr. Die Fahrzeuge müssen beweisen, dass sie etwa auch bei Kreuzungen oder Kreisverkehren wie geplant funktionieren. Interagieren müssen sie zudem mit der Werksinfrastruktur – wie also bewähren sie sich bei der Anmeldung am Werkstor oder in der Kommunikation und Interaktion mit den IT-Systemen eines Werks?

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Vor allem der Bereich des automatisierten Nahverkehrs wird im Rahmen von DigiTrans am Gelände des Ennshafens und Betriebsgeländen teilnehmender Unternehmen erforscht werden. Hier entsteht etwas, das Oliver Schauer, Professor am Logistikum in Steyr, mit einem „Verkehrskindergarten“ vergleicht: eine Strecke, die auf engem Raum möglichst viele Situationen simulieren kann, in die ein automatisiertes Fahrzeug geraten kann. Der Ennshafen, sagt Schauer, biete sich vor allem auch deshalb an, weil hier trimodale Anwendungsfälle untersucht werden können.

- Automatisierter Fernverkehr

Am Beispiel des Platooning zeigt sich exemplarisch, wie eng die Beschäftigung mit dem automatisierten Fahren mit juristischen Fragen verknüpft ist. Neben zahlreichen Aspekten der Straßenverkehrsordnung tangiert das Thema auch grundlegende moralische Entscheidungen, die in Algorithmen zu pressen nicht einfach ist. Jedoch gibt es zahlreiche Herausforderungen: Wie kann man Übergabe-Szenarien gestalten? Wie geschieht der Übergang vom hochrangigen ins niederrangige Straßennetz? Wie organisiert man die Interaktion der Fahrzeuge mit nicht automatisiertem Verkehr?

Langfristig, erzählt Matthias Neubauer, Forschungsprofessor am Logistikum, werde es auch um die Integration der Fahrzeuge in die Supply Chain gehen. Der Nutzen, den funktionierendes Platooning hätte, ist jedoch enorm. Neben Emissionsreduktion und Kraftstoffersparnis würde die Technologie etwa auch den Faktor „menschliche Fehler“ deutlich reduzieren. Und es würde dazu führen, dass der Beruf des Kraftfahrers, der immer weniger Menschen anzieht, deutlich aufgewertet werden kann und alternative Aufgaben zum Fahren übernommen werden können.

- Multimodaler Transport und Umschlag

Eine besondere Herausforderung: die Kommunikation zwischen automatisiertem „Containerförderzug“, Reach-Stacker, Portalkran, dem ankommenden Lkw, dem Güterzug und dem Binnenschiff. Ein weiteres Forschungsthema: Wie kann man die Bestandsfahrzeuge von manuell zu automatisiert umbauen? Gerade in diesem Bereich erwarten die Forscher einiges an Nutzen. Auch hier geht es um Kraftstoffersparnis und CO2-Emissionsreduktion, doch vor allem auch um die Optimierung von Umschlagsprozessen.

- Automatisiertes Rangieren

Ein Forschungsfeld mit zwei zentralen Aspekten. Bei den innerbetrieblichen Transporten auf dem Betriebsgelände geht es um die Umstellung von Wechselaufbaubrücken mit einem Spezial-Lkw oder das autonome Rangieren von Trailern am Betriebsgelände durch ein autonomes Sattelzugfahrzeug beziehungsweise Rangierfahrzeug. Hinzu kommt das Thema Übergabeprozesse: Bei der Übernahme von Trailern oder ganzen Sattelzügen an Schnittstellen und Betriebsflächen mit unterschiedlichem „Reifegrad“.

- Citylogistik

Zentrale Herausforderungen werden hier die heterogenen innerstädtischen Verkehrsflächen sein, die Unterstützung unterschiedlicher Zustell-Modi oder auch die Frage, welche Zustellkonzepte von den Endkunden überhaupt akzeptiert und angenommen werden. Zu den unzähligen Details gehört aber etwa auch die Vereinbarkeit mit dem Denkmalschutz.

Um die Unzahl an Fragestellungen zu bewältigen, haben die Projektbetreiber mittlerweile ein dichtes Netz an Partnern um sich versammelt: aus der Fahrzeugindustrie, der IT, und Logistik, F&E-Einrichtungen, Systemintegratoren, Infrastrukturbetreiber und Stakeholder.

Dreistufiges Vorgehen

Nachdem in der Sondierungsphase die Frage geklärt wurde, welche Bedarfe eine Innovationslabor überhaupt erfüllen muss, wird es jetzt in Richtung echter Business-Cases gehen. Das Team folgt bei der Entwicklung von Anwendungsfällen einem dreistufigen Modell.

Ennshafen, Hafen, Luftbild © Bruno Weinberger

Praxistests: Am Kai 21 des Ennshafen und auf umliegenden Betriebsgeländen soll eine Testumgebung für alle Aspekte des automatisierten Fahrens entstehen.

Am Beginn steht immer die virtuelle Simulation, betont Oliver Schauer. Sämtliche Szenarien werden virtuell validiert und evaluiert, bevor irgendetwas im praktischen Test geschieht. Der zweite Schritt sind die Tests auf gesicherten Arealen. Am Kai 21 des Ennshafens kann ein gesicherter Testbereich aufgebaut werden, in dem Logistik-Szenarien wie etwa das Rangieren von Sonderfahrzeugen oder autonome Umschlagsvorgänge nachgestellt und eingehend getestet werden. Der dritte Schritt, die Nagelprobe, ist dann der Betrieb am und um das Betriebsgelände. „Erst, wenn ein Test im gesicherten Areal erfolgreich absolviert wurde, können wir den öffentlichen Verkehrsraum an und um definierte Betriebsgelände mit einbeziehen“, sagt Schauer.

Monetarisierung

Starten soll das Projekt soll in der Testregion schon im Jänner 2018. Angepeiltes Projektende ist 2022, rund fünf Millionen Euro dürfte das Volumen umfassen. Dafür, dass die entsprechenden Fördergelder bewilligt werden, spricht unter anderem die weitgehende Alleinstellung des gewaltigen Projekts. Oliver Schauer, nicht gerade bekannt dafür, zu Übertreibungen zu neigen, meint, etwas Ähnliches sei ihm in dieser Dimension zumindest in Europa nicht bekannt.

Parallel zur Forschung geht es auch um die Umwandlung des Projekts in eine überlebensfähige GmbH-Struktur. Läuft alles wie geplant, wird Österreich nicht nur einen Meilenstein zum automatisierten Fahren beitragen, sondern damit auch Geld verdienen.

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