[BMWi] – Das Drohnenkonzept aus dem IKT EM-Projekt des BMWi nutzt bestehende Verkehre als Transportmedium und die Drohne jeweils auf der ersten und letzten Meile.
Drohnen gelten auch in der Logistik als vielseitig verwendbar – doch Sicherheits- und Zulassungsbestimmungen setzen insbesondere der Drohnenbelieferung von Privatkunden enge Grenzen. Schließlich wäre nicht viel gewonnen, wenn sich der zunehmende städtische Lieferverkehr lediglich in den Luftraum verlagern würde. Deshalb kombiniert das Projektteam von „mobil-e-Hub“ aus dem BMWi-Technologieprogramm „IKT für Elektromobilität“ Drohnenlieferungen mit bereits bestehenden Verkehrsinfrastrukturen: Drohnen setzen spezielle Transportboxen zentimetergenau auf mobilen Trägerplattformen, den mobil-e-hubs, ab, die im ersten Schritt auf Fahrzeugen des öffentlichen Nahverkehrs und im zweiten Schritt auf PKWs montiert werden.
Das Drohnenkonzept aus dem IKT EM-Projekt des BMWi nutzt bestehende Verkehre als Transportmedium und die Drohne jeweils auf der ersten und letzten Meile. Bild: mobil-e-hub | dmit macrovector, Adobe Stock
Am Zielort nimmt eine Drohne das Paket vom Fahrzeugdach in Empfang. So fliegt die Drohne immer nur Teilstrecken und nutzt auf der längeren Strecke einen ohnehin bestehenden Personentransport – im besten und umweltfreundlichsten Fall einen Elektrobus im On-demand-System oder einen elektrisch angetriebenen PKW im Sharing-Modell. So entstehen Synergieeffekte, und die Personenbeförderung bekommt einen weiteren Nutzen, ohne dass darunter die Beförderungskapazität leidet. Im Mittelpunkt des Projektes stehen Aspekte der technischen Machbarkeit, der Sicherheit und der Zulassungsfähigkeit. Das Team erforscht überdies die optische Erkennbarkeit und die Einbettung in Softwareumgebungen. Ein weiterer Forschungsaspekt ist die Transportbox selbst, die über das Internet of Things (IoT) mit allen Systemelementen kommunizieren soll. mobil-e-Hub soll als offenes System möglichst vielen Logistikanwendungen zur Verfügung stehen.
Gestartet ist das Projekt im Januar 2020, und nach einem knappen Jahr Entwicklungszeit ist die Systemarchitektur mit einem einheitlichen Kommunikationssystem einsatzbereit. Auch die eigens entwickelte Transportbox, die maximal zehn Kilogramm Zuladung aufnehmen soll, ist testfertig. Bis etwa Mitte nächsten Jahres möchte das Team den physischen Prototypen für eine Drohnen-Landeplattform fertig stellen. Dabei benötigt das System zwei Landeplattformen, eine für den Hub (Regionallager) und eine für das Transportmedium (Fahrzeug im On-demand-Verkehr). Sobald diese Plattformen funktionieren, mit der Drohne und der Transportbox kommunizieren können und ein punktgenaues Landen der Drohne möglich ist, sollen erste Testflüge absolviert werden.
Im Konsortium von mobil-e-Hub sind diverse Kompetenzen gebündelt: So bringt das Unternehmen doks.innovation aus Kassel Expertise bei der Drohnentechnik mit, Erfahrungen in der optischen Landeunterstützung kommen vom Unternehmen Insensiv aus Bielefeld. Die innovativen Transportboxen stammen von der Overath GmbH aus dem nordrhein-westfälischen Lohmar –, und Wissen aus dem Online-Lebensmittelhandel steuert die ciconia Software GmbH mit ihrem lokalen Onlinemarktplatz Marktfee.app aus Mannheim bei. Wissenschaftlich begleitet wird das Team vom InES, einem Forschungstransferinstitut an der Universität Mannheim und der TU Clausthal. Konsortialführer ist der Spezialist für IT-Lösungen und Technologieplattformen bridgingIT, ebenfalls aus Mannheim.
Drohnen-Lift könnte Lieferung beschleunigen
„Wir denken Logistik neu“, sagt Lars Christiansen von bridgingIT. „Nicht die großen Verteilzentren stehen bei unserem Projekt im Fokus, sondern die beschleunigte Lieferung und die Nutzung bereits vorhandener Infrastruktur, etwa die Busrouten einer Stadt. Umweltdienlich wird das ganze Projekt dann, wenn das Trägermedium mit grünem Strom elektrisch betrieben wird und vielleicht sogar noch im On-demand-System verkehrt.“
Die Idee des Projektteams ist es, in ganz Deutschland eine dezentrale Struktur aus Regionallagern (Logistik-Hubs) und Abholstationen aufzubauen, um zusätzlichen Verkehr auf der letzten Meile möglichst zu vermeiden. Bestehende rechtliche und sicherheitstechnische Begrenzungen beim Drohneneinsatz sollen durch eine möglichst kurze Flugstrecke der Drohnen überwunden werden. Denn die Drohne bewältigt nicht die gesamte Lieferstrecke vom Hub zum Zielort, sondern eben nur Teilstrecken: Vom Absendeort zum Trägermedium und von dort zur Empfängerstation. So wird die Drohne zum „Lift“, die den vorhandenen Flugraum nur marginal nutzt.
Vielfältige wirtschaftliche Perspektiven
Im Projekt mobil-e-Hub geht es zwar in erster Linie um die technische Machbarkeit, doch auch die wirtschaftlichen Verwertungsmöglichkeiten sind ein Betrachtungsschwerpunkt des Projektes. So könnte das Drohnensystem Produzenten, Dienstleistern, Kommunen und auch Konsumenten dienlich sein. Bei Produzenten etwa spielen gelegentlich schnelle on-demand-Lieferungen eine Rolle, beispielsweise wenn es um wichtige Ersatzteile, medizinische Produkte oder verderbliche Ware geht. Wie bei klassischen Kurierfahrten ist auch bei mobil-e-Hub das Retail-pay-per-use-Modell möglich – ein Einzeltransport, der immer nur nach Nutzung bezahlt wird.
Vor allem der Logistiksektor könnte von mobil-e-Hub profitieren. Mit ihm erhält er ein technisches System, das die Leistungsfähigkeit und Flexibilität im On-demand-Bereich durch offene Schnittstellen erhöht. Das Konsortialteam gestaltet das System offen für alle Marktteilnehmer und konzipiert entsprechende Betriebs- und Preismodelle.
Kommunen wiederum können mit mobil-e-Hub Logistikkompetenzen aufbauen und auf diese Weise den kommunalen Verkehr entlasten: Indem sie Hubs und Transportfahrzeuge (Busse, Müllfahrzeuge etc.) bereitstellt, kann die Kommune ein Logistiksystem initiieren, etwa auch um infrastrukturelle schwächere Gegenden an ein Oberzentrum logistisch anzubinden.
Konsumenten schließlich können mittelfristig von diesem Trägersystem profitieren, wenn es auch im Privatverkehr eingesetzt wird. So ist es denkbar, dass ein Privatfahrzeug Logistikaufgaben übernimmt und der Halter dafür eine Vergütung erhält. Und indirekt können Endverbraucher beispielsweise im Online-Lebensmittelbereich mit deutlich verkürzten Lieferzeiten rechnen.
Über das Technologieprogramm “IKT für Elektromobilität”
Im Technologieprogramm „IKT für Elektromobilität: Einbindung von gewerblichen Elektrofahrzeugen in Logistik-, Energie und Mobilitätsinfrastrukturen“ fördert das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) von 2016 bis 2022 derzeit 21 Pilotprojekte mit ganzheitlichen Lösungskonzepten und beispielhaften Systemlösungen, die Technologien, Dienstleistungen und Geschäftsmodelle integrativ berücksichtigen. Im Mittelpunkt der Forschungsarbeiten stehen auf Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) basierende Innovationen bei Fahrzeugtechnik, wirtschaftlichen Flotten- und Logistikkonzepten, Lade-, Kommunikations- und Plattformtechnologien sowie die Einbindung von Elektrofahrzeugen in intelligente Energie- und Verkehrsnetze.
