Automatisierter Flugtransport : Einsatzfelder für Drohnen in der Logistik

Vor einigen Jahren waren Lieferdrohnen vor allem für die Logistik der letzten Meile groß im Gespräch. Trotzdem haben sie sich in diesem Bereich (noch) nicht großflächig durchgesetzt. Denn um den staufreien Flugraum zu nutzen - vor allem in der Stadt - müssen Drohnen autonom und sicher unterwegs sein, das heißt die Umgebung muss fehlerfrei erfasst werden können.

Kameras können hier zwar Abhilfe schaffen, verfügen aber nicht über die Möglichkeit, wirklich alles rund um sie herum zu erfassen. Auch Radar hat trotz langer Erkennungsreichweiten Einschränkungen wie etwa eine geringe Erkennungspräzision, das heißt auch wenn eine Drohne mit Radarfunktion ein Hindernis erkennt, kann es aber nicht exakt identifizieren. Das optische LiDAR-Verfahren kann hier Abhilfe schaffen. Es ist schnell, wenig rechenintensiv, verfügt über eine hohe Orts- und Tiefenauflösung und wird etwa auch in autonomen Fahrzeugen eingesetzt.

In einer wissenschaftlichen Delphi-Studie haben kürzlich Experten aus verschiedenen Branchen ihre Einschätzungen dazu abgegeben, welche Entwicklungen für die letzte Meile in Zukunft wahrscheinlich eintreten werden. Demnach könnten Drohnen etwa beispielsweise in ländlichen Regionen eingesetzt werden als in Innenstädten.

In Deutschland testen derzeit die Frankfurt University of Applied Sciences und Wingcopter in einem gemeinsamen Projekt, inwiefern der On-Demand-Transport von Gebrauchsgütern die Nahversorgung in Gemeinden des ländlichen Raums verbessern kann.

Im Rahmen des Pilotprojekts sollen Güter des täglichen Bedarfs von einem Mittelzentrum in umliegende kleinere Orte per Wingcopter geflogen und dort per Lastenrad an die Endkunden zugestellt werden. Ziel ist es, die schnelle und zuverlässige Auslieferung von Lebensmitteln und anderen Gebrauchsgütern in ländliche Gebiete zu realisieren und so die Nahversorgung zu verbessern.

In Afrika ist Wingcopter über Pilotprojekte bereits hinaus: So hat Continental Drones mit Wingcopter eine Partnerschaft abgeschlossen, um drohnengestützte Liefernetze auf dem gesamten afrikanischen Kontinent aufzubauen - mit Tausenden Wingcopter-Drohnen. Auf dispo-Anfrage zum konkreten Einsatz heißt es von Wingcopter: "Konkrete Projekte können wir Ihnen leider noch nicht nennen, dafür ist es noch etwas zu früh. Die ersten Drohnen sollen in ersten Quartal 2023 ausgeliefert werden. Die Liefernetzwerke, die Continental Drones plant, werden zu einem großen Teil für die Lieferung von medizinischen Gütern eingesetzt werden, aber nicht zwangsläufig darauf beschränkt sein."

Wingcopter hatte außerdem auch einen Großauftrag in den USA für medizinische Drohnenlieferungen zu verzeichnen. Damit will das Unternehmen Spright ein drohnengestütztes, gesundheitsspezifisches Liefernetzwerk aufbauen.

Medizinische Güter - ganz konkret mRNA-COVID-19-Impfstoffe, die eine Ultrakältekette benötigen -, hat auch der Anbieter Zipline mit der ersten Langstrecken-Drohnenlieferung nach Ghana gebracht.

Neben Wingcopter ist auch Volocopter kein unbekanntes Unternehmen mehr in der Logistik. Es entwickelt sowohl Flugtaxis für kommerzielle Passagiere als auch Lastendrohnen. So kann etwa die VoloDrone ISO-Paletten aller Größen mit einem Gewicht von bis zu 200 Kilogramm über eine Reichweite von 40 Kilometern transportieren. Dafür hat der heimische Fahrzeugbauer Schwarzmüller sogar einen eigenen Transporttrailer geschaffen, der als mobile Start- und Landeplattform für die VoloDrone fungiert. Volocopter will solche Drohnen gemeinsam mit dem Logistikriesen DB Schenker als Teil der Logistikkette etablieren.

Saudi Arabien wiederum hat ebenfalls Fluggeräte von Volocopter bestellt - und zwar für die neue Stadt Neom. Neben zehn Flugtaxis wurden auch fünf Schwerlastdrohnen geliefert, die in den nächsten zwei bis drei Jahren Menschen und Güter befördern sollen. Das Land will damit ein "Reallabor für Mobilität der Zukunft" schaffen.

Auch Riesendrohnen, die viel Gewicht über eine weite Strecke transportieren können, sind in Entwicklung. So soll das US-Unternehmen Natilus mit seiner breiten Flügelgeometrie, ähnlich der X-48B von NASA und Boeing, 3.855 Kilogramm über eine Entfernung von 1.667 Kilometer transportieren können. Das so genannte Pizza-Slice-Profil der 3.8T erhöht gegenüber einem konventionell röhrenförmigen Flugzeug mit den gleichen Proportionen laut Natilus das interne Frachtvolumen um 60 Prozent – und reduziert den CO2-Ausstoß pro Kilogramm um 50 Prozent.

Kleine, unbemannte Flugobjekte eignen sich auch gut, um Inspektionen durchzuführen. So bietet etwa Dematic Drohnen zur Inspektion intralogistischer Anlagen an - vorerst in Zentraleuropa, zukünftig ist es geplant, den Service global anzubieten. Eine Inspektion via Drohne bringe dabei einige Vorteile, wie Dematic beschreibt.

Das Unternehmen Smart Digital wiederum hat den möglichen Einsatz eines Unmanned Aircraft Systems (UAS) für die Kontrolle von Bahn-Strecken getestet, die bisher nur zu Fuß inspiziert werden konnten. Hier schränkt Smart Digital allerdings ein, dass sich die Inspektionen auch künftig nicht ohne den Einsatz von SpezialistInnen erledigen ließen, sie aber erheblich entlastet würden.

An der FH Wiener Neustadt wurde seit 2017 an der High-Tech-Transportdrohne Trogon gearbeitet, die nun ihren Jungfernflug absolvierte. Es handelt sich dabei um eine Starrflügeldrohne, die sich laut Entwicklerteam des Studiengangs Aerospace Engineering entscheidend von gängigen Drohnen, die eine Helikopter-ähnliche Technik nutzen, unterscheidet. Dabei erzeuge der Flügel selbst Auftrieb - damit könne man höher, schneller und weiter fliegen und auch größere Lasten transportieren, heißt es.

Dank des intelligenten Designs sei es möglich, schwere Lasten über sehr lange Distanzen zu transportieren. Man habe den Rumpf so konstruiert, dass Trogon problemlos Euro-Paletten mit 500 Kilogramm über bis zu 1.500 Kilometer transportieren könne.

Die Zeitfracht-Gruppe wiederum setzt - ebenfalls vom Anbieter Wingcopter - Drohnen für die Auslieferung von Ersatzteilen in Offshore-Windparks ein. Dabei sei der Einsatz der Lieferdrohnen technisch aber sehr anspruchsvoll, denn sie müssen auch auf einem fahrenden Schiff punktgenau landen.

Nächstes Jahr will Deutschland bereits erste reguläre Drohnen-Lufträume einführen, nachdem Pilotprojekte zahlreiche Empfehlungen geliefert haben. In Österreich brauche es dafür eine Neu-Definition des Luftraums und ein eigenes Verkehrsmanagementsystem (UTM - unmanned traffic management), so die österreichische Flugsicherungsbehörde Austro Control.

Drohnen - oder generell automatisierte Lieferserviceangebote - haben also nach wie vor einen riesigen Markt. So hat es etwa auch der chinesische Supply-Chain- und Logistik-Anbieter JD Logistics geschafft, als Neueinsteiger im Brand Finance Logistics 25-Ranking einzusteigen, das die wertvollsten Logistikmarken gereiht hat. JD Logistics führt Lieferungen in ländlichen Gebieten mit Hilfe neuer Technologien wie selbstfahrenden Lastwagen und Drohnen aus der Luft durch.