Aus unserem BLOG • Von Lukas Ostermann, Karl Koerschulte GmbH• September 2024

Aufbau von nachhaltigen und intermodalen Logistiknetzwerken zum Transport von Gütern per automatisierter Drohne – Forschungsprojekt SIDDA

Der Weg hin zum hochautomatisierten Transport von eiligen Gütern per Drohne bietet insbesondere in suburbanen Regionen einen neuen Ansatz zur Verbesserung der Versorgung. Das Konsortium des Forschungsprojekts SIDDA widmet sich nun der Realisierung des intermodalen Transports, also einer Kombination und Vernetzung aus verschiedenen Verkehrsträgern.

Seit Sommer 2024 arbeitet das von der Karl Koerschulte GmbH aus Lüdenscheid geführte Konsortium mit insgesamt 10 Projekt- und assoziierten Partnern an neuen Ideen, um den Aufbau von Logistiknetzwerken zum hochautomatisierten Transport von Gütern per Drohne nachhaltiger und flexibler zu gestalten. Eine der Schlüsseltechnologien stellen hierbei die sogenannten Micro-Hubs dar. Dies sind entweder ortsfeste oder auch mobile Stationen, welche innerhalb des Netzwerks eine Vereinzelung, Sortierung oder Konsolidierung von Waren, eine Reichweitenverlängerung der Drohne durch das Laden von Akkumulatoren oder den Wechsel des Verkehrsträgers ermöglichen. Der intermodale Verbund von straßen- und luftgebundenen Verkehrsträgern soll den weitestgehend ungenutzten Luftraum für Logistiklösungen erschließen.

Die Projektpartner planen aktuell die Realisierung von verschiedenen Stufen der Micro-Hubs. Von einer kleinen Basisstation zum Zwischenlanden und Aufladen bis hin zum großen Umschlagspunkt zwischen Verkehrsträgern mit Lagerfunktion. Hierbei werden Ansätze des modularen Aufbaus verfolgt, um das logistische Netzwerk immer wieder dynamisch anpassen und auf Veränderungen kurzfristig reagieren zu können.

Ein essentieller Bestandteil ist somit nun wieder die Automatisierung und Vernetzung von Logistiknetzwerken, sowie es durch die Arbeiten im vorherigen Projekt bereits vorangetrieben wurde. Nach dem erfolgreichen Abschluss des Projekts Drone4Parcel5G im Jahr 2023, in welchem die grundlegenden Entwicklungen von Kommunikationsinfrastrukturen in Hinsicht auf die Nutzung von Transportdrohnen in Mobilfunknetzen untersucht wurden, ist der nächste Schritt nun die Realisierung von skalierbaren hochautomatisierten Logistiknetzwerken. Gefördert wird das Gesamtvorhaben im Rahmen des Innovationswettbewerbs NeueWege.IN.NRW durch das Land Nordrhein-Westfalen und die EU (EFRE/JTF-Programm NRW) mit insgesamt rund 1,5 Millionen Euro.

Die Vernetzung verschiedener Verkehrsträger und die Nachhaltigkeit stehen im
Mittelpunkt

Im Fokus stehen Kombinationen aus Transportdrohnen und elektrischen Lieferfahrzeugen, aber auch die Implementierung von klassischen Kleintransportern mit fossilem Kraftstoffantrieb oder die Einbindungen des Bahn- und Schiffsverkehrs werden untersucht. Das im Projekt verwendete Modell „Auriol“ der Third Element Aviation GmbH aus Bielefeld bietet durch seine Backengreifer unterhalb des Drohnenkörpers die Möglichkeit der direkten und automatisierten Beladung von unten. So können auch an Start- und Landepunkten mit vergleichbar geringem Aufwand direkte Anbindungen an bestehende Strukturen des Warenein- und ausgangs und die interne Logistik geschaffen werden. Durch die Aufnahme der J.D. Geck GmbH aus Altena erlangt das erweiterte Konsortium neue Kompetenzen im Bereich der Konstruktion von Start- und Landeplattformen, welche den Aufbau von Strukturen für Micro-Hubs ermöglichen.

Die Fachhochschule Südwestfalen übernimmt gleich mit zwei Fachbereichen – Automatisierungstechnik & lernende Systeme aus Soest (Prof. Dr.-Ing. Andreas Schwung) und Logistik & Supply Chain Management aus Meschede (Prof. Dr.-Ing. Stefan Lier) – die wissenschaftlichen Schwerpunkte der Forschung. Hier sitzen Experten für die Automatisierung der Micro-Hub Strukturen und Optimierungsverfahren in der Logistik. Zudem finden eine Optimierung und Evaluierung des Frameworks in Bezug auf ökologische, ökonomische und soziale Nachhaltigkeit statt. Dies bedeutet, dass insbesondere auch die Bevölkerung in die Entwicklung und Fortschritte mit einbezogen wird.

Vielseitige Anwendungsbereiche

Durch die Vielzahl von Anwendungspartnern im Konsortium bilden die Forscher eine breite Palette von denkbaren Einsatzgebieten ab. Neben eiligen Medikamentenlieferungen bei der NOWEDA Apothekergenossenschaft eG in Zusammenarbeit mit der Post-Apotheke Lüdenscheid und dem Transport von dringend benötigten Ersatzteilen für die Industrie durch die Konsortialführung Karl Koerschulte GmbH, betrachtet das Konsortium auch den intralogistischen Transport von Silizium-Wafern als Halbleiter-Rohlinge am Standort Warstein der Infineon Technologies AG. Doch auch weitere Anwendungsbereiche sind denkbar und bereits in Planung, weshalb sich das Konsortium im stetigen Austausch mit anderen Forschungsprojekten, Interessensgemeinschaften, Institutionen und Unternehmen befindet. Die Einbeziehung von aktuellen Entwicklungen in Hinsicht auf Veränderungen bei Verordnungen zum kommerziellen Drohnenbetrieb und zur U-Space Thematik ermöglichen es, dass auch regulatorische Neuerungen bei der Entwicklung des Projekts berücksichtigt werden.

First-Mover-Strategie als entscheidender Vorteil

Der Konsortialführer Karl Koerschulte GmbH ist einer der nationalen Innovationstreiber in Hinblick auf die Entwicklung und Erforschung von vernetzten, hochautomatisierten Drohnennetzwerken. Bereits vor Jahren stieß der heutige Geschäftsführer Norman Koerschulte die Genehmigung für einer kommerzielle Drohnenairline an. Diese wurde auch erteilt, allerdings durch den Übergang von Zuständigkeiten in Verwaltungsbehörden wieder unwirksam, wodurch ein erneuter Prozess angestoßen wurde. Im Frühjahr 2024 erhielt die Lüdenscheider Firma dann nach erneut hohem Aufwand die Genehmigung zur Durchführung von kommerziellen Drohnenlieferflügen im Bereich des BVLOS, also ohne direkten Sichtkontakt. Die Steuerung und Kontrolle des hochautomatisierten Flugs der Drohne wird hier über einen Leitstand am Boden verfolgt. Die Genehmigung bietet die Möglichkeit, an den Standards und Richtlinien einer Branche mitzugestalten und mit dem Engagement im Bereich der Forschung & Entwicklung insbesondere Kunden, Partner und auch die Öffentlichkeit von den Vorteilen des Betriebs zu überzeugen. Über die SAIL III Genehmigung der Karl Koerschulte GmbH, als erster UAS-Operator ohne eigene Drohnenproduktion, wurde breit in den Medien und sogar in der internationalen Presse berichtet.

Wirtschaftliches Potenzial

Durch das Projektvorhaben sollen die Wertschöpfungskette und die Lieferketten, speziell im suburbanen Raum wie am Rande des Ruhrgebietes und Südwestfalen, gestärkt werden. Gestörte Verkehrswege (wie beispielsweise die Rahmedetalbrücke in Lüdenscheid) können Lieferketten unterbrechen, woraus gerade in Zeiten von Just-In-Time Ansätzen schnell Stillstandszeiten oder Verzögerung im produzierenden Gewerbe entstehen. Der innovative Ansatz einer automatisierten Drohnenairline mit Micro-Hubs bietet hier mehrere Vorteile: Zunächst können Lieferwege verkürzt und flexibilisiert werden. Weiterhin kann die Zustellgeschwindigkeit erhöht werden und die Resilienz der Lieferketten wird gesteigert. Genauso kann die Nachhaltigkeit gesteigert werden und die Abhängigkeit von fossilen Treibstoffen reduziert. All dies trägt zur Stärkung der existierenden Wirtschaft bei.