Von Agenten überwacht

Schon 2004 erhielt die Deutsche Post den World Mail Award für das „Weltweit innovativste Postprodukt“. Was die Juroren derart begeisterte, waren die so genannten Packstationen. Kunden können sich ihre Paketpost an den riesigen Automaten rund um die Uhr abholen und zu versendende Pakete aufgeben. Am weiteren Transport der Waren hat das innovative Postprodukt allerdings nichts geändert. Der läuft nach wie vor von einem Verteilzentrum zum nächsten. Dabei wird immer wieder aufwendig ausgeladen, umsortiert, eingeladen – in Lastwagen, Güterzüge oder Frachtflieger.

All das kostet viel Zeit und Geld, und so träumen etliche Logistiker schon lange von Paketen, die ihren Weg selbstständig finden oder zumindest wissen, wo sie sind und wo sie hinmüssen. Im OpenID-Center des Fraunhofer- Instituts für Materialfluss und Logistik (IML) in Dortmund arbeiten Forscher an einer solchen Zukunft des Warentransports. Frachtwege und Datennetze sollen verschmelzen, Postpakete und Datenpakete eins werden.

In der Versuchsanlage laden Roboter Pakete in Plastikbehälter, die dann auf Schienen und Förderbändern weiter durch die Halle fahren. Was auf den ersten Blick den Eindruck eines gewöhnlichen Warenlagers mit Hochregalen und Transporttechnik erweckt, soll eine Revolution in der Logistik einläuten. Denn die Behälter kennen ihre Ladung und ihr Ziel. Sie orientieren sich selbstständig und nehmen dann die günstigste Route. Michael ten Hompel, Leiter des IML, spricht vom „Internet der Dinge“: „Bisher wurden die Informationen zu jedem Transportgut zentral in großen Datenbanken gesammelt. Zukünftig kann das Paket direkt befragt werden – die virtuelle Welt der Daten ist unmittelbar mit der realen Welt der Dinge verbunden.“

EIN PROZESSOR PRO PAKET

Herzstück der Vernetzung von Waren und Transportmitteln mit ihrer Umwelt sind „Radio Frequency Identification“- Transponder (RFID). Diese Miniprozessoren ersetzen den heute noch gängigen Barcode und sind in der Lage, neben einer Identifikationsnummer Herkunft und Transportziel zu speichern. „Damit weiß das Paket, wo es hinmuss, und es findet wie ein Datenpaket im Internet seinen Weg zum Ziel“, sagt ten Hompel. Der Datenaustausch zwischen RFID-Chip, auch Tag genannt, und einem Scanner an bestimmten Knotenpunkten erfolgt dabei über eine Funkverbindung. Ihre Energie beziehen die Chips aus dem elektromagnetischen Feld des Scanners, Experten sprechen deshalb von passiven Tags. Aktive Tags mit einer eigenen Batterie sind mit einem Preis von mehreren Euro für die massenhafte Anwendung heute noch zu teuer.

Für die speziellen Anforderungen in der Lager- und Transportlogistik sind laut IML-Ingenieur Wolfgang Lammers sogenannte Ultrahochfrequenzchips (UHF) mit 1868 MHz notwendig, die zwischen 10 und 25 Cent pro Stück kosten und rund drei Meter Funkreichweite haben.

PAKET WILL NACH MÜNCHEN

Der Datenaustausch zwischen Tag und RFID-Scanner ist nur der erste Schritt zum intelligenten Paket. Nötig ist vor allem Spezial-Software, für die Wissenschaftler aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz den Begriff der „autonomen Agenten“ geprägt haben. Diese Agenten kommunizieren sowohl untereinander als auch mit ihrer Umgebung – also Sortierstellen, Weichen, Puffern – und handeln so für ihre Behälter Transportwege und Übergabepunkte aus. Um sich selbst lokalisieren zu können, sind die Behälter mit Sensorknoten ausgestattet, die beim Durchfahren von Lichtschranken den eigenen Standort an die Agenten-Software melden.

„Die Behälter bewegen sich praktisch wie Ameisen in ihrer Kolonie“, sagt ten Hompel. Denn wie im Ameisenbau spielt sich die Kommunikation direkt zwischen benachbarten Agenten ab, ohne dass sie von einer zentralen Instanz Befehle erhalten. Während sich die Fraunhofer-Forscher um ten Hompel auf interne Abläufe in der Produktionslogistik konzentrieren, haben sich andere Wissenschaftler die gesamte Versorgungskette vorgenommen: Am Institut für Betriebstechnik und angewandte Arbeitswissenschaft (BIBA) der Universität Bremen arbeiten Experten an der selbst steuernden Lagerung und Lieferung von Waren per Lkw, Schiff oder Bahn.

In einer Werkshalle des Instituts haben die Forscher um Institutsleiter Bernd Scholz-Reiter einen Testparcours aufgebaut, auf dem kleine Lkws ihre Runden drehen. Die Laster haben Spielzeugautos geladen und simulieren so Abläufe aus der Praxis eines Automobillogistikers, der Fahrzeuge in alle Teile Europas ausliefert. Hierfür steht ein dichtes Netzwerk von Autoterminals und -transportern bereit, auch Schiene und Wasserweg werden genutzt. Bei dem Versuch senden Software-Agenten auf den auszuliefernden Autos Anfragen an die Transporter. Die Software überprüft freie Ladekapazitäten und die Entfernung infrage kommender Lkws zum Übergabeort der Autos. Sowohl die Transporter als auch die Autos sind mit RFID-Tags ausgestattet, die beim Durchfahren von Kontrollscannern den aktuellen Stand des Auftrags an den Agenten melden. Noch schlüpfen die Wissenschaftler in die Rolle der Agenten, die Laster sind ferngesteuert. Doch schon bald sollen die Autos ihren Transporter völlig selbstständig wählen können.

In Zukunft könnten sich Pakete schon im Warenlager oder Frachtzentrum selbstständig auf die Reise begeben. Der RFID-Tag sendet dann bereits seine Wünsche für die Auslieferung, zum Beispiel: Ich will ab 17 Uhr nach München. Lkw erkennen die Anfrage und nehmen die Fracht zumindest für einen Teil der Strecke mit. Danach wird umgestiegen. Anfragen werden so schneller als bisher bearbeitet, das Paket nimmt die optimale Reiseroute, und nicht zuletzt werden teure Leerfahrten vermieden. In zwei Jahren wollen die Forscher die ersten Agenten in RFID-Tags implementieren. (wst)