Goldene Zeiten?
MG Spezial: Die Zukunft der Logistik – Von Lieferdrohnen & Lieferrobotern

Warenlieferung mit Drohnen. Vor nicht allzu langer Zeit noch als PR-Gag belächelt, wird mittlerweile ernsthaft an Lösungen gearbeitet. Wir beleuchten den Stand der Dinge und sagen voraus: Drohnen und Lieferroboter werden in naher Zukunft Einzug in unsere Lebenswirklichkeit halten.
5. Oktober 2016

Rund 43% der Verbraucher können es sich laut einer aktuellen Umfrage des Branchenverbands BITKOM vorstellen, zukünftig Warenlieferungen durch eine Lieferdrohne zu erhalten. Neben der Lieferung durch die Luft könnten auch selbstfahrende Roboter zu den kommenden Lieferanten von Waren gehören. Wir schauen, an was die Entwickler von Amazon, DHL, Starship u.a. Unternehmen momentan tüfteln und wo der Trend hingeht.

Mit Logistikdrohnen sollen, je nach Einsatzgebiet, heute noch existierende Probleme bei der kurzfristigen Lieferung von Produkten aller Art ein Ende haben. Die gesetzlichen Rahmenbedingungen sind zwar noch längst nicht endgültig geklärt, doch das schert die beteiligten Unternehmen wenig. Zu groß sind die momentan existierenden Logistik-Probleme und zu vielversprechend sind die Möglichkeiten und Einsparungs-Potentiale, die sich aus dem Einsatz von Paketdrohnen und anderen Gefährten ergeben könnten.

Herausforderungen

Verstopfte Straßen in Innenstädten auf der einen Seite, entfernt gelegene oder nur umständlich zu erreichende Zielorte auf der anderen Seite: wer sich mit der Logistik und den dabei existierenden Problemen beschäftigt, stößt immer wieder auf diese Gegensätze. Die Beispiele sind ebenso vielfältig wie simpel. Wenn sich ein 7,5-Tonner der Deutschen Post durch die Straßen Berlins quält, weil irgendein Kunde noch auf einen 300 Gramm leichtes Smartphone-Päckchen wartet, dann offenbart sich nicht nur beim Gewichtsverhältnis, dass irgendetwas hier nicht stimmt.

Verstopfte Straßen in Innenstädten auf der einen Seite, entfernt gelegene oder nur umständlich zu erreichende Zielorte auf der anderen Seite.

Der unaufhaltsame Trend zum Online-Shopping hat dieses Missverhältnis überproportional verstärkt. Wir sind es mittlerweile gewohnt, dass Lieferungen nach maximal 48 bis 72 Stunden bei uns eintreffen, besser noch nach 24 Stunden oder sogar am selben Tag. Ein Netz von riesigen, teilautomatisierten Logistikzentren umspannt unseren Globus und rund um die Ballungszentren entstehen Gürtel von Zwischenlagern, die wie Bienenstöcke tagtäglich von einer LKW-Flotte angefahren werden. Angefahren, nicht angeflogen.

Hinzu kommen Warenlieferungen über klassische Kurzdistanzen. Hier ein dringendes Medikament, dort eine Pizza – fast immer machen sich dann ein Kleinwagen oder ein Motorrad mit einem Mitarbeiter auf den Weg, der nur in den wenigsten Ländern auf einen Mindestlohn für seine Tätigkeit hoffen kann. Und, last but not least, da wäre ja auch noch der innerbetriebliche Transport von Gegenständen auf mitunter riesigen Firmengeländen …

By Axisadman, CC BY-SA 3.0

Logistikdrohnen werden nicht in jedem dieser Bereiche die einzige und ultimative Lösung darstellen, doch sie können in vielen Fällen den “Mix” aus Liefermöglichkeiten zumindest sinnvoll erweitern. Zum jetzigen Zeitpunkt gibt es neben den ohnehin noch nicht geklärten gesetzlichen Fragen vielfältige technische Einschränkungen, die den Einsatz von Paketdrohnen im Einzelfall mehr oder weniger unmöglich machen.

Die momentan vorgestellten Exemplare können nur ein beschränktes Gewicht transportieren. Zum einen hat das Sicherheitsgründe – wenn so ein Teil mal abstürzt, soll eine verringerte Zuladung den dabei entstehenden Schaden begrenzen. Zum anderen greifen hier bauartbedingte Einschränkungen, denn ein höheres Transportgewicht führt automatisch zu größeren Fluggeräten, was wiederum die Flexibilität bei der Wahl möglicher Abflug- und Landestationen einschränkt.

Hinzu kommt die Distanz. Je nach Zuladung und Wind- oder Wetterverhältnissen können die heutzutage konzeptionierten Lieferdrohnen maximale Strecken von 15 bis 20 Kilometern zurücklegen, bevor sie wieder ihre Akkus aufladen müssen und dann ungenutzt – und somit teuer – auf den nächsten Lieferauftrag warten. In Verbindung mit den ohnehin vergleichsweise hohen Anschaffungskosten dürfte so mancher Controller abwinken, sobald es um die Kosten-Nutzen-Kalkulation geht. Mit dieser Einschränkung konzentrieren sich die Anwendungsszenarien auf kurze Distanzen in z.B. Ballungsräumen, während weit entfernte Lieferorte noch unberücksichtigt bleiben.

Alles nicht so einfach

Gesetzliche Hürden

Man mag es kaum glauben, aber sogar in den ach so innovationsfreundlichen USA gibt es gesetzliche Regelungen, die dem Einsatz von Logistikdrohnen entgegenstehen. Die US-Luftfahrtbehörde FAA steht einer pauschalen Genehmigung für den dortigen Luftraum zwar nicht grundsätzlich skeptisch gegenüber, doch spätestens seit 9/11 nimmt man es mit allem, was mehrere Kilogramm von Irgendwas unbemannt transportieren könnte, dann doch etwas genauer.

Hierzulande wiederum wären sogar mehrere Behörden und Institutionen in einen entsprechenden Genehmigungsprozess involviert. Neben der Deutschen Flugsicherung wäre da z.B. das Luftfahrtbundesamt, das zumindest grundsätzliche – dann aber längst noch nicht die einzelnen Bundesländer verpflichtende – Rahmenbedingungen definieren könnte.

Lieferungen zum Endkunden, oder zu speziell modifizierten Lande- und Packstationen?

In den einzelnen Bundesländern, sind die Landesluftfahrtbehörden für entsprechende Aufstiegsgenehmigungen zuständig. Sie müssen sich dabei wiederum auch an lokalen Besonderheiten orientieren. Sprich: wer in der Nähe des Flughafens Köln/Bonn lebt (oder dort ein Logistikzentrum betreibt) dürfte auch in ferner Zukunft eher selten auf Drohnen-Frachtverkehr setzen.

Tag- und Nachtflüge, entsprechende Haftpflichtversicherungen, die Klärung der menschlichen Verantwortung – all das sind Fragen, die neben den technischen Herausforderungen noch längst nicht geklärt sind.

DHL und Amazon gehen in die Luft

Lieferung per Flugdrohne

Seitdem Amazon-Chef Jeff Bezos im Jahr 2013 den Start des Air Prime Programms einläutete, zogen andere Global Player nach. Sowohl UPS als auch DHL Logistics verkündeten ebenso wie das so umtriebige Alphabet (Google) schnell, dass sie ebenfalls entsprechende Pläne hätten. In den zwischenzeitlich vergangenen drei Jahren ist viel passiert.

Umsatzverteilung der Lieferdienste

DHL Logistics

DHL machte zuletzt im Mai von sich reden, als man weitere Details zum unternehmenseigenen Paketcopter-Projekt vorstellte. Im oberbayrischen Reit im Winkel hatte man gegen den (geringen) Widerstand einiger Anwohner ein weiteres Pilotprojekt erfolgreich abgeschlossen. Dabei wurde der Paketcopter gezielt unter widrigen Umgebungs- und Wetterbedingungen eingesetzt und musste neben der Streckendistanz eine Höhendistanz zu einer Alm überwinden.

Spätestens mit diesem Test hatte sich gezeigt, dass entgegen der öffentlichen Wahrnehmung beim Einsatz von Logistikdrohnen nicht nur städtische Ballungszentren im Fokus der Entwickler stehen. Vielmehr sucht man gezielt nach Einsatzbereichen, in denen die momentan vorhandenen technischen Beschränkungen bzgl. der Lieferstrecke anderweitig kompensiert werden können.

Der Test in Reit im Winkel bot z.B. eine hervorragende Möglichkeit, um das Konzept einer vollautomatisierten Lade- und Abflugstation zu präsentieren. Der Paketcopter fliegt diese automatisch an und wird dann vollautomatisch mit Paketen beladen, die im Innern der Station in einem Schacht bereitgestellt werden. Nach diesem Konzept könnten vergleichbare Stationen später einmal auf den Dächern von Logistikzentren aufgebaut werden.

Denkbar wäre, dass hier vor allem – wie im Pilottest – feste Flugrouten zu ganz bestimmten Empfängern die erste Grundlage für den Einsatz bilden. Auf diese Weise liessen sich im Radius von bis zu (momentan) 20 Kilometern z.B. Paketstationen anfliegen, für die sich eine separate Anfahrt mit einem LKW nicht oder nur unregelmäßig amortisieren würde. Inseln, Gebiete auf einer gegenüberliegenden Flussseite, nur eingeschränkt befahrbare Strecken oder zeitkritische Lieferungen – all das würde dann nur noch eine untergeordnete Rolle spielen.

Amazon Prime Air

Während DHL Logistics – auch als derzeitiger Geschäftspartner von Amazon – bestimmte Problem- und Lösungsansätze verfolgt, steht Amazon selbst vor anderen Herausforderungen. Das Unternehmen positioniert sich im Endkundengeschäft und wird mit der konsequent verfolgten Idee einer Lieferdrohne auch die Möglichkeiten ausloten, Dienstleister wie DHL, UPS usw. zu umgehen.

Will Amazon die Lieferung zum Endkunden selbst übernehmen, wird man bei Amazon höchstwahrscheinlich nicht auf ein teures Netz von eigenen Pack- und Landestationen setzen. Stattdessen dürften die Amerikaner tatsächlich versuchen, möglichst effizient den Warenverkehr über Kurzdistanzen in Ballungsgebieten anzugehen. Einen detaillierten Hinweis auf die Vorgehensweise ermöglichte erst vor einiger Zeit ein Patent für ein „Multi-use UAV docking station system“, das eine Landemöglichkeit für entsprechend kompakt gehaltene Drohnen bildet.

Der kurze Marktüberblick zeigt, dass bis zu den ersten Drohnenlieferungen an “normale” Privathaushalte noch ein wenig Zeit vergehen dürfte. In wesentlichen Punkten sind die gesetzlichen Rahmenbedingungen noch nicht geklärt, was zu einem erheblichen Teil auch an der Zuständigkeit des Bundes, der Länder und der Kommunen liegt. Die Technik wird sich in der Zwischenzeit weiter entwickeln und mittelfristig längere Flugzeiten und ein höheres Ladegewicht ermöglichen. Endgültig durchsetzen werden sich Drohnen vermutlich zuerst in Ländern, in denen die bereits erwähnten logistischen Probleme anders kaum oder gar nicht gelöst werden können.

Andere bleiben auf dem Boden

Lieferroboter auf der Straße und in Gebäuden

Wesentlich eher – de facto schon heute – dürften uns die ersten kleinen Lieferroboter auf den Bürgersteigen begegnen. Fast alle größeren Logistikanbieter haben die vier- bis sechsfach bereiften Transportboxen auf dem Schirm und werden früher oder später entsprechende Angebote an den Start bringen. Die gesetzlichen Rahmenbedingungen sollten sich in den meisten Fällen auf kommunaler Ebene lösen lassen. Zudem bewegen sich die Anschaffungs- und Wartungskosten in einem Rahmen, der auch von mittelgroßen Handelsketten gestemmt werden kann.

Hermes

Hermes – als deutschlandweit größter Konkurrent der DHL – setzt testweise auf ein System, das andernorts mit Pizza-Lieferdiensten in Verbindung gebracht wird. Auf Hamburgs Gehwegen sollen schon im August rollende Lieferroboter von Starship Logistics erprobt werden, die Pakete mit einem Gesamtgewicht von bis zu 10 Kilogramm aufnehmen können.

In der Testphase werden die Roboter noch von einem menschlichen Mitarbeiter begleitet, der auch die Resonanz und Akzeptanz der Passanten protokollieren soll. Eine Zentrale, mit der die Roboter vernetzt sind, überwacht mit integrierten Kameras, GPS und weiteren Sensoren den vorgegebenen Fahrweg.

Als Service-Angebot von Apotheken oder Lebensmittelgeschäften, oder für schnellere Lieferungen im ländlichen Bereich.

Hermes erhofft sich vom Einsatz der kleinen Fahrzeuge eine gegenüber Lieferdrohnen höhere Akzeptanz für diese Form der automatisierten Zustellung. Man sieht die möglichen Einsatzgebiete vor allem in Innenstädten, rund um die dort ohnehin massig vorhandenen Paketshops. Mittelfristig könnte daraus ein separates Service-Angebot für Apotheken oder Lebensmittelgeschäfte entstehen, um Waren möglichst zeitnah und über kurze Distanzen ausliefern zu können.

Zum Öffnen der Abdeckung ist ein Code erforderlich, der dem Empfänger z.B. per SMS zugesandt werden kann. Beim Versuch einer gewaltsamen Öffnung oder einer “Entführung” des Roboters wird in der Überwachungszentrale ein Alarm gelöst. Bei den Städten stößt das Angebot bisher auf Zustimmung, da es bei entsprechender Verbreitung zu einer erheblichen Reduzierung der innerstädtischen Verkehrs- und Abgasbelastung beitragen könnte.

Daimler

Starship Logistics ist mit der Hermes-Kooperation hierzulande bereits einen ganzen Schritt weitergekommen, doch es gibt noch andere Player, die diesen Markt im Visier haben.

Mit dem Mercedes-Benz Vision Van und der “adVANce” getauften Logistik-Strategie hat Daimler erst kürzlich demonstriert, wie sich diese kleinen Lieferroboter auch aus mobilen Fahrzeugen heraus nutzen lassen könnten. Entsprechend ausgestattete Transporter führen die Roboter oder Kurzstrecken-Drohnen mit, am Einsatzort nehmen sie dann ihre Fracht auf, liefern aus und kehren nach getaner Arbeit zum Van zurück.

Denkt man diese Idee einen Schritt weiter, könnte das die mitunter noch sehr verzögert ablaufende Lieferung von dringend benötigten Waren in weniger dicht besiedelten Gebieten erheblich vereinfachen. Damit wäre das Argument der möglichen Einsparungspotentiale nicht mehr nur auf den urbanen Lebensraum beschränkt.

Wie sehr sich die innerstädtische Logistik verändert, zeigt exemplarisch der Streetscooter. Auch wenn es sich nicht um einen Roboter oder eine Drohne handelt, ist dieses in einer ehemaligen Waggonfabrik produzierte Fahrzeug der Deutschen Post für viele ein Beispiel für die neuen Möglichkeiten, die es heutzutage gibt.

Unternehmen wie die Deutsche Post können mit vergleichsweise geringem Aufwand Fahrzeuge entwickeln, die exakt auf ihre Bedürfnisse zugeschnitten sind. Das wiederum zeigt auch die Herausforderungen, denen sich die klassischen Automobilhersteller in Zukunft stellen müssen: die Abnehmer verlangen nicht nur nach Fahrzeugen, sondern auch nach Mobilitätskonzepten und neuen Ideen. Mit Sicherheit werden Drohnen und Lieferroboter – sollen sie sich nicht zu ernsthaften Konkurrenten entwickeln – in die Planungen der Autobauer einbezogen.

streetscooter

Botenfahrten in Gebäuden

Ein ebenfalls noch weitgehend unbeachteter Einsatzbereich von Lieferdrohnen und Paketrobotern ist der Einsatz in Gebäuden. Fliegende Drohnen sind auf weitläufigen und vor allem unwegsamen Außen-Arealen gegebenenfalls die bessere oder zumindest schnellere Option, für den Einsatz innerhalb von Gebäuden aber eher ungeeignet. Beispielsweise in Hotels oder mehrstöckigen und mitunter großflächigen Firmengebäuden könnten hingegen entsprechende fahrbare Lösung täglich hunderte oder tausende Auslieferungsfahrten übernehmen. Im Vordergrund steht hier der Service-Gedanke, also z.B. das Beliefern von Hotelgästen mit georderten Bestellungen.

Micro Delivery Solutions Hotel Krankenhaus Unternehmen

Die bisher vorgestellten Gefährte sind vollständig auf die sich ja ohnehin nur in den seltensten Fällen ändernde Umgebung programmiert. So muss ein Hotelangestellter lediglich die Zimmernummer des Gastes eingeben, den Rest erledigt der Roboter selbstständig. Geräte in diesem Einsatzbereich können über ein Funksignal den entsprechend modifizierten Fahrstuhl ordern, das Ziel-Stockwerk übermitteln und ihren Weg über Kameras und Sensoren finden.

In Unternehmen und Behörden erhofft man sich von diesen Lösungen – bei aller ohnehin stattfindenden Digitalisierung – eine nochmalige Beschleunigung von Arbeitsabläufen. In der Praxis bedeutet das: Auf Auszubildende und Praktikanten könnten “bald” erheblich weniger Botengänge zukommen.

Krankenhäuser könnten davon profitieren, dass dringend benötigte Medikamente aus der zentralen Apotheke schneller auf die entsprechenden Stationen gelangen, ohne dass hierfür dort viel dringender benötigtes Personal abgestellt werden muss. Zudem verringert man auf diese Weise eine umständliche Lagerung vor Ort, denn die Auslieferung kann mehr oder weniger “Just-in-Time” stattfinden. Panasonic verfolgt mit dem  HOSPI Roboter einen solchen Ansatz.

Die Industrie ist schon weiter

Industrielle Lieferroboter

Vollvernetzte Schwerlast-Roboter demonstrieren die Effizienz der Systeme bereits heute.

Eine andere Form des “Micro Delivery” ist längst im Einsatz. Amazon betreibt weltweit mehrere bereits fast vollständig automatisierte Verpackungscenter, in denen die gesamte innerbetriebliche Lagerlogistik von Schwerlast-Robotern erledigt wird. Menschliche Eingaben finden hier überhaupt nicht mehr statt, die Roboter sind mit den entsprechenden Warenwirtschaftssystemen gekoppelt und transportieren die Waren dementsprechend vollautomatisiert. Bereits im vergangenen Jahr hatten die US-Amerikaner weltweit rund 15.000 dieser KIVA Roboter im Einsatz, Tendenz steigend.

Der Phantasie scheinen keine Grenzen gesetzt

Geländetaugliche Mulis

Drohnen hier, fußgängerzonenkomaptible Rollgefährte dort – ganz andere Herausforderungen ergeben sich für Einsatzbereiche, in denen lange Distanzen in schwer zugänglichem oder sogar “gefährlichem” Gelände zurückgelegt werden müssen, wozu ja bekanntermaßen sogar der öffentliche Straßenverkehr gehört. In Zeiten, in denen wir ernsthaft über den mittelfristigen Einsatz von vollkommen autonomen Autos nachdenken, ist der Phantasie auch bei Logistik-Robotern keine Grenze gesetzt.

Dementsprechend wäre es ohne weiteres denkbar, dass entsprechende Lösungen wie die des nun zu Panasonic gehörenden Unternehmens Boston Dynamics zukünftig auch als Lieferroboter zum Einsatz kommen. Angefangen beim kleinen “Spot Mini” über den etwas größeren Spot bis hin zum massigen Wildcat sind die Einsatzbereiche – nicht nur im militärischen Sektor – in alle Richtungen erweiterbar.

Fazit

Milliardenmarkt in vielen Sektoren

Exemplarisch für das Tempo, mit dem die Entwicklungen in diesem Bereich voranschreiten sind die Pläne Japans. Dort will man bereits 2018 die Auslieferung von Waren via Drohne zulassen – zumindest über unbewohntem Gebiet. Schon 2020, zu den Olympischen Spielen sollen Drohnen-Transporte dann auch in Tokio zugelassen werden.

Die Pläne der Japaner lesen sich wie eine erste Blaupause für die weltweiten Anforderungen. Japan verfügt über viele kleinere und z.T. bewohnte Inseln, die nur schwierig oder unregelmäßig zu erreichen sind – hier könnten Drohnen eine echte Erleichterung für Sender, Empfänger und den beauftragten Lieferdienst darstellen. Der Schritt der Japaner ist bemerkenswert, denn spätestens seit einem Vorfall im April 2015 gibt es in dem Land mehr oder weniger große Vorbehalte gegen die Technologie und ihre Handhabe.

Letztendlich offenbart jeder Blick auf die einzelnen Bereiche – Drohnen, Lieferroboter und Micro Logistic – immer nur einen Ausschnitt, der dem anstehenden Wandel der Logistik in den kommenden 10 bis 20 Jahren nur teilweise gerecht wird. Schlussendlich wird es auf einen “Mix” hinauslaufen, der je nach Anforderung völlig neue Möglichkeiten und Einsparpotentiale eröffnet, sowohl zeitlich als auch finanziell.

Den jeweiligen Akteuren in den einzelnen Bereichen stehen jedenfalls rosige Zeiten bevor. Der Markt für kommerzielle Drohnen soll bis zum Jahr 2021 auf 4,8 Milliarden Dollar anwachsen. Allein mit landwirtschaftlich genutzten Robotern werden aktuellen Studien zufolge zum gleichen Zeitpunkt schon 16,8 Milliarden US-Dollar umgesetzt, drei Jahre später sollen es bereits 73,9 Milliarden US-Dollar sein. Ausgestattet mit derart hohen Einnahmen werden die Entwicklungen in den verschiedenen Sektoren ebenfalls zunehmen und den technischen Fortschritt beschleunigen.

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