Drohnen : Liefern, überprüfen, optimieren: Das Potenzial von Drohnen in der Logistik

Nach Angaben von Fortune Business Insights wird etwa der Markt für Drohnenlieferungen von 998 Mio. US-Dollar im Jahr 2020 auf 31 Mrd. US-Dollar im Jahr 2028 anwachsen, bei einer jährlichen Wachstumsrate von 24,4 Prozent. Täglich werden weltweit mehr als 2.000 Drohnenlieferungen durchgeführt, die von der Notfallversorgung in abgelegenen Gebieten bis hin zur Lieferung von Lebensmitteln in Städten reichen.

Doch auch im Lagerbereich finden Drohnen ihre Einsatzfelder - hier vor allem für die Inventur, die hohe Aufwände verursacht.

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Bei Ikea sind derzeit rund 100 autonome Drohnen unterwegs, um den Warenbestand in den Filialen zu kontrollieren. Die Ingka-Gruppe, der größte Betreiber von Ikea-Einrichtungshäusern in Europa, ist dabei nach eigenen Angaben das erste Einzelhandelsunternehmen, das eine solche Drohnenlösung erfolgreich in großem Maßstab für die Inventur einsetzt.

Die Drohnen schwärmen aus, wenn die Mitarbeitenden Feierabend machen. Sie zählen und scannen die Paletten im Hochregallager, messen exakt die tägliche Verfügbarkeit und senden die Daten an das System. Gleichzeitig suchen sie nach beschädigten Paletten und anderen Gefahren. Alle Drohnen sind mit 360-Grad-Sicherheitssensoren ausgestattet. So können sie unerwarteten Hindernissen ausweichen.

Die erste Drohne wurde 2021 bei Ikea Schweiz eingesetzt. Inzwischen sind rund 100 Drohnen in 16 verschiedenen Einrichtungshäusern der Ingka Gruppe in Belgien, Kroatien, Slowenien, Deutschland, Italien, den Niederlanden und der Schweiz im Einsatz.

Bei Mondi wiederum kann nun ein einzelner Mitarbeiter mit einer Drohne den gesamten Bestand im Lager regelmäßig, Gang für Gang und auch während der Betriebszeiten scannen. Nach dem Testen mehrerer Technologien für die Bestandsaufnahme im Lager beauftragte das Unternehmen Anyline, einem Anbieter KI-gestützter mobiler Datenerfassung und Data Insights, seine mobile Datenerfassungstechnologie in Drohnen einzusetzen - und war mit dem Output sehr zufrieden. (Lesen Sie hier dazu mehr).

Nun gibt es mit dem Drohnen-Hauslieferdienst des norwegischen Drohnenlogistikunternehmens Aviant einen neuen Player am Markt. Das vom MIT gegründete Unternehmen setzt Drohnen ein, um Menschen in abgelegenen Gegenden bequeme und innovative Hauslieferdienste anzubieten. Das Unternehmen, das von Bring Ventures, dem Venture-Arm der norwegischen Post, unterstützt wird, kann Kunden in einem Umkreis von über 30 Kilometern beliefern.

„Kyte“ kann Lebensmittel, Speisen zum Mitnehmen und nicht verschreibungspflichtige Medikamente in dünn besiedelte Gebiete und Ferienhäuser in Norwegen liefern. Darüber hinaus hat das Unternehmen zusätzliche öffentliche Mittel in Höhe von einer Million Euro von Innovation Norway erhalten, um lebenswichtige verschreibungspflichtige Medikamente direkt von der Apotheke aus an Menschen in abgelegenen und vorstädtischen Gebieten zu liefern, wo die Mobilität aufgrund großer Entfernungen und Faktoren wie schlechten Straßen oder schlechtem Wetter schwierig sein kann.

Aviant hat bereits zwölf kommerzielle Aufträge in Norwegen und Schweden ausgeführt, insbesondere den Transport von Covid-19-Tests und Blutproben zwischen Bezirkskrankenhäusern und zentralen Krankenhäusern während der Pandemie. Seitdem hat das Unternehmen über 2 500 autonome Flüge durchgeführt und dabei mehr als 35 000 km zurückgelegt.

vDie Drohnen von Aviant seien dabei in der Lage, bis zu 120 km weit in gerader Linie zu fliegen, ähnlich wie ein Flugzeug. Die höhere Effizienz und Geschwindigkeit bedeute, dass die Reichweite von Kyte deutlich höher sei als bei anderen Türlieferdiensten aus der Luft. Bei Hin- und Rückflügen könne Kyte in einem Radius von 30 km ausliefern, während andere Anbieter nur zwei bis drei Kilometer anbieten würden, so Aviant.

Das Unternehmen plant für 2023 die Eröffnung eines zweiten Standorts in Norwegen, von dem aus 20.000 bis 30.000 abgelegene Ferienhäuser mit Haus-zu-Haus-Lieferungen versorgt werden können. Längerfristig plant Aviant, den Großteil der norwegischen Bevölkerung sowie die EU-Märkte mit Drohnenzustellungen zu versorgen.

Die Flugdrohnen von Wingcopter können Reichweiten von bis zu 100 Kilometer erreichen und können bis zu fünf Kilogramm Ladung transportieren. Sie wurden in den letzten Jahren bereits in einigen Projekten eingesetzt - sowohl kommerziell als auch humanitär. Im Rahmen eines gemeinsamen Projekts mit UNICEF und der Gesellschaft für Internationale Zusammenarbeit (GIZ) liefern die Drohnen von Wingcopter beispielsweise in Malawi Medikamente und medizinische Güter an Dorfgemeinschaften in schwer zugänglichen Gebieten.

Nun hat die Europäische Investitionsbank (EIB) im Förderbereich „Nachhaltige Infrastruktur“ 40 Millionen Euro in Wingcopter investiert. Das Argument: elektrisch angetriebene Frachtdrohnen können bei der Lieferung dringend benötigter Güter CO2-intensive Verkehrsmittel wie Motorräder, Transporter und Hubschrauber ersetzen und so zum Übergang zu einer grünen, nachhaltigen Wirtschaft beitragen.

Diesen Sommer soll der Wingcopter 198 erstmals in Deutschland bei einem Pilotprojekt in Südhessen eingesetzt werden. Wingcopter will testen, ob sich die Drohne für den On-Demand-Transport von Lebensmitteln und anderen Konsumgütern eignet. Das Projekt wird zusammen mit der Frankfurt University of Applied Sciences durchgeführt und soll helfen, die Nahversorgung im ländlichen Raum durch einen nachhaltigen Lieferservice zu verbessern. Es wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr gefördert.

Die Kerninnovationen in Hard- und Software von Wingcopter sind weltweit patentiert. Gemeinsam mit dem Hamburger Zentrum für Angewandte Luftfahrtforschung (ZAL) entwickelt Wingcopter aktuell ein Antriebssystem auf Basis von grünem Wasserstoff für seine batteriebetriebenen Drohnen, damit sie künftig noch größere Distanzen zurücklegen können.

Mit den Mittelzusagen will Wingcopter sein Vorzeigemodell weiterentwickeln, die behördliche Zulassung für Schlüsselmärkte vorantreiben und seine Drohnen im großen Maßstab in nachhaltigen Liefernetzen einsetzen. Wingcopters Ziel ist es, sich als branchenübergreifender globaler Logistikdienstleister zu etablieren.

Sobald mehrere der Flugroboter gleichzeitig unterwegs sind, entsteht ein potenzielles Problem: Ohne die Möglichkeit, miteinander zu kommunizieren, besteht die Gefahr, dass die Drohnen kollidieren. Nun will das Projekt Drone4Parcel5G mit akademischer und wirtschaftlicher Unterstützung Möglichkeiten untersuchen, Flugrouten genauer und schneller zu planen. Dazu nutzt das Projekt ein leistungsstarkes 5G-Funknetz der Telekom und Schnittstellen auf Basis der Tourenplanungssoftware TransIT von GTS, um die Kommunikation zwischen den einzelnen Drohnen in Echtzeit zu ermöglichen.

5G bietet gegenüber LTE dabei entscheidende Vorteile: Dazu gehört eine höhere Übertragungsqualität von Bildern oder Videos in Echtzeit sowie von Sensordaten nach einem erfolgreichen Flug. Zudem lässt sich das 5G-Signal in einem definierten Bereich, in unterschiedlich großen „Airboxen“ verteilen. So bleibt die Flugstrecke auf ein vorausbestimmtes Gebiet begrenzt und könnte in Zukunft gegebenenfalls auch KI-gestützte Algorithmen zur Flugwegplanung nutzen. Die Sicherheitsmaßnahmen für die Testflüge umfassen außerdem definierte Begrenzungen der Flugbahnen (Fences), Sicherheitslandepunkte entlang der Teststrecke (SLPs) und eine Fernsteuerungsmöglichkeit für Drohnenpiloten, falls diese eingreifen müssen. Damit untersucht das Projekt einen weiteren Forschungsgegenstand: das Verhalten der Drohnen bei einem plötzlichen Signalabbruch oder einem Wechsel auf ein leistungsschwächeres Funknetz. Ist das der Fall, muss das jeweilige Gerät gegebenenfalls an einer nahen Basisstation zwischenlanden.

Für das Projekt wird der Drohnentyp Auriol von Third Element Aviation (3EA) eingesetzt, der mit einem Paketgreifer und einem selbstauslösenden Fallschirm ausgestattet ist. Er zeichnet sich durch eine besondere Stabilität bei geringem Gewicht aus, die er durch ein Chassis aus Karbonrahmen und Polyamidgehäuse erreicht. Damit die Drohnen ihre Aufträge erhalten, kommt ein System von GTS systems and consulting auf Basis der Tourenplanungssoftware TransIT zum Einsatz: Per Schnittstelle überträgt es die auftragsrelevanten Informationen wie Frachtdaten, Standorte und Zeitpläne an das System von 3EA, das daraufhin die Route und eine geeignete Drohne für den Transport ermittelt. Hat das Gerät den Auftrag erledigt, werden die Daten an das System von GTS zurückgespielt und ausgewertet.