Forschung
vom 22. März 2022

Hypernetworks – 6 wissenschaftliche Ansichten  

Am Dienstag, den 22.03.2022 wurde im Rahmen der Kick-Off Veranstaltung HEGEL von internationalen Wissenschaftlern Impulsvorträge gehalten. Diese Zusammenfassung enthält die wichtigsten Punkte und Erkenntnisse aus den sechs verschiedenen Impulsvorträgen.

Prof. Dr. Lóri Tavasszy: “Super- und Hypernetzwerke: Eine Perspektive für das physische Internet”

In der Logistik bedeutet das Wort „Netzwerk“ mehr als nur Transport und sogar mehr als intermodaler Transport. Neben Transport und Umschlag müssen auch Überlegungen und Entscheidungen zu Lagerung, Bestellung, Sendungsgröße usw. berücksichtigt werden. Das physische Internet hat diese Architektur explizit gemacht. Es gibt verschiedene Ebenen und verschiedene Entscheidungen, die getroffen werden können, und diese sind im physischen Internet miteinander verbunden.

Ein Supernetz ist ein offenes Netz, in dem alles bis zu einem gewissen Grad miteinander verbunden ist und von allen anderen Knoten des gleichen offenen Dienstes erreicht werden kann. Während Supernetze im Transportwesen typischerweise für das Routing in einem intermodalen Verkehrsnetz verwendet werden, stellen Hypernetze im PI-Kontext ein optimales System für viele weitere, wenn nicht alle logistischen Entscheidungen dar. Man kann es mit „Everything as a Service“ vergleichen, bei dem alle verschiedenen Dienste miteinander verbunden sind.

Der Begriff „Hypernetze“ wurde 1978 eingeführt, ist aber seit 2002 fast verschwunden. Heutzutage werden Hypernetze im Verkehrsbereich kaum noch verwendet, aber in anderen Bereichen wie der IKT und dem physischen Internet werden sie aufgrund der Hyperkonnektivität wieder eingeführt. Der Begriff Hyperkonnektivität stammt hauptsächlich aus der Forschungsrichtung Physical Internet, wo die Perspektive über den Transport hinausgeht und auch andere Logistikfunktionen wie Lagerhaltung, Umschlag und sogar die Fertigung einschließt.  

Wie sich Netzwerke koordinieren und zu optimieren versuchen, lässt sich heute in menschliche Entscheidungen und automatisierte Optimierung und Berechnung unterteilen. Sobald die Automatisierung fortschreitet und mehr Entscheidungen mit Hilfe von KI getroffen werden können, wird der Unterschied zwischen menschlicher und nicht-menschlicher Entscheidungsfindung kleiner werden. Dadurch wird es einfacher, komplexe Netzwerke zu beschreiben und zu optimieren.“

Dr. François Combes: “Die Bewertung von Logistiktechnologien und -systemen” 

Wie kann die Leistung von Güterverkehrssystemen bewertet werden? Wie kann diese Bewertung als Grundlage für die Umsetzung der öffentlichen Politik dienen? Das Bewertungsparadigma ist für die Beantwortung dieser beiden Fragen sehr wichtig. Das Paradigma gibt an, wie das System nach Meinung der Menschen sein sollte, wie das System nach Meinung der Menschen ist, ob es einen Unterschied zwischen diesen beiden Darstellungen gibt und ob die Menschen handeln sollten, um das derzeitige System näher an das zu bringen, was sie für das System halten. Wenn das Paradigma falsch ist, kann sich das System in die falsche Richtung bewegen oder nicht in die richtige Richtung gehen.

Das klassische Bewertungsparadigma basiert auf einer statischen Darstellung der Verkehrsversorgungsketten, aber die Versorgungsketten sind in dieser Darstellung oft fast nicht vorhanden. Bei dieser Darstellung werden die folgenden Annahmen getroffen: Knappe Datensätze, starke Aggregation, begrenzte Kostenperimeter, vollkommener Wettbewerb und vollständige Informationen, die jedem zur Verfügung stehen. Dieses Paradigma ist für einige Fragen hilfreich, aber andere wurden in diesem Rahmen überhaupt nicht richtig verstanden. Einige dieser Fragen betreffen die langfristigen Trends der Lieferketten, die Robustheit oder Widerstandsfähigkeit der Lieferketten, den tatsächlichen Mehrwert von IKT-Systemen, Transport und Lagerhaltung, die Energiewende und schließlich die Strategien der Beteiligten in Bezug auf die gemeinsame Nutzung von Daten. Um diese Fragen zu klären, bedarf es einer Darstellung, in der mehr Dinge explizit gemacht werden. Einige der methodischen Richtungen, die in Richtung einer solchen Darstellung gehen könnten, wären die Nutzung von Lieferkettendatensätzen und großen Datensätzen (diese beiden sind nicht dasselbe).

Prof. Dr. Gerard de Jong: “Behandlung von Netzwerken in aktuellen Güterverkehrsmodellen” 

In den in der Praxis verwendeten Netzwerkmodellen, sowohl im Güter- als auch im Personenverkehr, sind die Zuweisungen häufig unimodal. Es gibt zwei Möglichkeiten, von diesem Standardansatz abzuweichen. Die erste ist die multimodale Netzzuweisung, bei der die Zuweisung nicht nur die Routenwahl, sondern auch die Wahl des Verkehrsträgers vornimmt. Die andere Möglichkeit besteht darin, die Multimodalität im Nachfragemodell zu berücksichtigen. Das bedeutet, dass nicht versucht wird, alle Dinge innerhalb der Zuweisung zu erledigen, sondern so viele Dinge wie möglich aus der Zuweisung herauszunehmen. Der Weg, dies zu implementieren, besteht darin, nur unimodale Zuweisungen zu machen.

Aus dem Schema dieser unimodalen Netze werden Transportzeit und Transportentfernung – auch zu und von Umschlagspunkten – berechnet. Der nächste Schritt wird Kettenbildung genannt. Kettenbildung bedeutet, dass aus Zeiten und Entfernungen aus unimodalen Netzen Transportketten gebildet werden, die unimodal oder multimodal sein können. Außerdem wird bei der Kettenbildung eine Auswahlmenge definiert. Aus dieser Auswahlmenge wird die zu verwendende Alternative entweder durch Minimierung der gesamten Logistikkosten oder anhand eines Logit-Modells ausgewählt. Dieser Schritt wird als Kettenwahl bezeichnet. Sobald die Transportketten – unimodal oder multimodal – vorliegen, werden die daraus resultierenden OD-Fahrten für jeden Verkehrsträger gesammelt und unimodal ihrem eigenen Netz zugeordnet.

Prof. Dr. José Holguín-Veras: “Komplexe Herausforderungen und die Gefahr, das Effizienzparadoxon zu ignorieren” 

Der Verkehr ist ein großer Energieverbraucher. Zwischen 1970 und 2014 gab es eine enorme Steigerung der Energieeffizienz. Im gleichen Zeitraum nahm jedoch der Energieverbrauch im Güterverkehr zu. Diese Entwicklung lässt sich mit einem Blick auf William S. Jevons „The Coal Question“ (1865) erklären. Jevons kam zu dem Schluss, dass die Entwicklung einer neuen Technologie, die im Laufe der Zeit zu Effizienzsteigerungen führt, die Nachfrage anregen wird. Eine weitere grundlegende Erkenntnis ist, dass neue Technologien und effizientere Systeme zwar notwendig sind, aber nur einen Teil der Lösung darstellen. Abschließend lässt sich sagen, dass sich Nachfrage und Angebot gemeinsam entwickeln. Der Nachfrageanstieg durch die neue Technologie wird früher oder später die wirtschaftlichen Vorteile der Substitution der alten Technologie überwiegen. Daher ist das Nachfragemanagement von entscheidender Bedeutung. 

Die einzige Möglichkeit, dem „Effizienzparadoxon“ zu entkommen, besteht darin, ergänzende Initiativen zu ergreifen, um die übermäßige Nutzung einer neuen Technologie zu begrenzen, z. B. Nachfragesteuerung. Diese Initiativen sollten sich auf die Akteure konzentrieren, die die Nachfrage nach Gütertransporten erzeugen, da sie es sind, die den Güterverkehr verursachen, nicht die Frachtunternehmen. Die durchgeführten Untersuchungen zeigen eindeutig, dass diese Initiativen – unter Einsatz von Anreizen, Aufklärungskampagnen und anderen Instrumenten – wirksam sind, um positive Veränderungen herbeizuführen. Schätzungen zufolge hat die Zustellung außerhalb der Öffnungszeiten in New York City 1.500 Unternehmen dazu veranlasst, freiwillig nachts lärmarme Lieferungen vorzunehmen.

Dr. Pietro Evangelista: “Technologien in der Logistikbranche, die eine netzübergreifende Optimierung der Dienstleistungen ermöglichen” 

Der Transport- und Logistiksektor ist eine sehr dynamische Branche. Digitalisierung und Automatisierung sind Schlüsselaspekte, die es Logistikdienstleistern ermöglichen, die Vernetzung und Integration von Logistikprozessen zu entwickeln. In Anbetracht der großen Zahl verfügbarer digitaler Technologien könnte Cloud Computing eine der vielversprechendsten Anwendungen sein, die in großem Maßstab in der Logistik eingesetzt werden können.

Eine cloudbasierte digitale Frachtplattform könnte die Effizienz der Branche steigern, die Einführung neuer Dienste ermöglichen und ein neues Geschäftsmodell in diesem Sektor entwickeln. Der Hauptvorteil einer solchen Plattform besteht darin, dass sie Logistikdienstleistern die Möglichkeit bietet, von ihrem manuellen, teuren und starren Ansatz zu einem automatisierten, effizienten und agilen Ansatz überzugehen. Darüber hinaus bietet die Frachtplattform die Möglichkeit, den Prozess hin zu einem „digitalen Logistikdienstleister“ (DLSP) zu beschleunigen. Es besteht jedoch immer noch eine IT-Lücke zwischen den Erwartungen der Verlader und den technologischen Möglichkeiten der Logistikdienstleister. Die bestehende IT-Lücke bezieht sich auf große Logistikdienstleister. Sie ist wahrscheinlich größer, da es sich bei den meisten Unternehmen der Branche um kleine und sehr kleine Unternehmen handelt.

Mehrere bestehende Elemente können die Einführung der Technologie verlangsamen, insbesondere wenn es um Anwendungen wie Supernetze oder Hypernetze geht. Herausforderungen für die Erlangung des Status eines DLSP sind das niedrige Innovationsniveau in der Branche, unzureichende Investitionen für die Digitalisierung,ein niedriges Niveau der digitalen Ausgaben in kleinen und mittleren LSPs und ein Mangel an Personal mit digitalen Fähigkeiten.

Die Logistikbranche ist heute aus technologischer und innovativer Sicht im Vergleich zu früher sehr kompliziert geworden. The key question is how this complication will be translated into a business opportunity for the company in the future. Plattformen und Cloud Computing sind zwei potenzielle Werkzeuge in dieser Hinsicht. Für kleine und mittlere Unternehmen ist die Idee, eine Plattform zu entwickeln, eine Möglichkeit, die IT-Kompetenz im Unternehmen zu erhöhen und das Geschäft digital zu verwalten. In Gesprächen mit vielen Managern stellte sich heraus, dass das Hauptproblem darin besteht, dass es auf dem Markt eine sehr große Anzahl von Anwendungen gibt und dass sie überhaupt nicht wissen, welches Produkt für ihr Unternehmen am besten geeignet ist.

Prof. Dr. J. Rod Franklin: „Die Herausforderung der logistischen Interoperabilität” 

Vor fünfunddreißig Jahren kämpften die Menschen mit dem gleichen Problem wie heute – der Integration verschiedener logistischer Nachrichten. Es gibt unterschiedliche Normen, und was die Sache noch komplizierter macht, es gibt unterschiedliche Maße. Für die Kommunikation sind Übersetzungen erforderlich, und es gibt heute keine wirklich einfache Möglichkeit, dies zu tun. Es gibt viele drahtlose Kommunikationskanäle, die für die Kommunikation über IoT-Geräte zur Verfügung stehen, und sie werden alle genutzt.

Abgesehen von der Frage der Standards gibt es bei der gemeinsamen Nutzung von Verkehrsdaten wie Wettbewerb, Preisgestaltung, Volumen, Produkte, Werbeaktionen usw. auch handfeste geschäftliche Probleme, obwohl die EU derzeit Anstrengungen unternimmt, um Daten des öffentlichen Verkehrs zu öffnen. Es entstehen Verkehrsdatenplattformen wie der Industrial Data Space, Gaia-X usw., doch handelt es sich dabei um Marktplätze für den Austausch von Mobilitätsdaten, die die Daten nicht integrieren, was ein Problem darstellt. Daher entstehen neue Normungsgremien wie das DTLF der EU, die sich um die Entwicklung von mehr Integrationsstandards bemühen.

Das bedauerliche Problem bei Konzepten wie dem physischen Internet ist, dass es bereits eine Reihe von Betriebsverfahren gibt. Daher wird der konsistente, kontinuierliche und Echtzeit-Güterverkehrsdatenaustausch noch viel Arbeit erfordern. Der Datenaustausch ist etwas, das Standards erfordert. Die Frage, wer die Standards festlegt, könnte von einem Riesen wie Amazon beantwortet werden, aber das wird wahrscheinlich nicht geschehen. Die Herausforderung besteht darin, von den Akteuren der Branche zu verlangen, dass sie alle Investitionen, die sie bereits in die interne Kommunikation und die Kommunikation mit ihren derzeitigen Partnern getätigt haben, rückgängig machen, was eine ziemlich große Herausforderung ist. Es gibt einen anderen Ansatz, der derzeit am Beispiel von Sprachübersetzungsmaschinen zu sehen ist, denn Maschinen werden intelligent genug. Wenn man sie mit genügend Beispielen füttert, können sie ein neutrales Backend schaffen, das es ihnen ermöglicht, etwas von einer Seite hereinzuschieben, es dann zu übersetzen und auf der anderen Seite wieder herauszugeben.

Ihr persönlicher B2B Kontakt

Nils Olaf Klabunde

Geschäftsführung

Nils-Olaf Klabunde ist seit über 20 Jahren im intermodalen containerisierten Güterverkehr in unterschiedlichen Positionen aktiv.

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