Mit dem digitalen Zwilling in die Logistik von morgen

Mit dieser Innovation wird die notwendige technische Basis für den Aufbau agiler, transparenter, kosteneffizienter und ganzheitlich optimierter Wertschöpfungs- und Lieferketten geschaffen. Die umfassende Digitalisierung der Logistik von morgen ist kein Selbstzweck, sondern wird für die Unternehmen angesichts steigender Herausforderungen im Hinblick auf Nachhaltigkeit, steigende Transportkosten und handelspolitische Unwägbarkeiten unabdingbar, um in der Welt von morgen wettbewerbs- und lieferfähig zu bleiben. Transparenz auf der Basis einer Vielzahl von Daten wird ein entscheidender Faktor, um ganzheitliche Optimierungen entlang der Lieferketten zu ermöglichen und zusätzliche Effizienzpotenziale zu heben.

Obwohl die Verwendung digitaler Zwillinge im Bereich der Logistik noch am Anfang steht, gibt es bereits wegweisende Projekte, die das Potenzial dieser Technologie aufzeigen. So setzt beispielsweise die Betreibergesellschaft des Rotterdamer Hafens das Konzept des digitalen Zwillings bereits erfolgreich um: Vor einigen Jahren begann die Betreiberorganisation, mit dem „Container 42“ einen Testcontainer auf die Reise zu schicken, der mit zahlreichen Sensoren versehen war. Dieser sammelte auf seinen weltweiten Reisen zu Partnerstandorten Daten, die als Grundlage für den Aufbau des hafeneigenen digitalen Zwillings genutzt wurden. In den Folgejahren begann der Aufbau eines dichten Netzes von Sensoren im gesamten Hafengebiet, die relevante Daten wie zum Beispiel Wassertiefe, Wetterdaten und Auslastung von Anlegestellen messen. Die großen Datenmengen werden durch eine künstliche Intelligenz ausgewertet und anhand eines digitalen Zwillings des Hafengeländes sinnvoll visuell strukturiert. Somit lassen sich beispielsweise im Hinblick auf den gezeitenabhängigen Wasserstand optimale An- und Ablegezeiten für die Schiffe ableiten. Durch eine effizientere Gestaltung der landseitigen Entladungs- und Beladungsprozesse werden Liegezeiten verkürzt, Staus vermieden und die begrenzten Kapazitäten bestmöglich genutzt. In der von starker Wettbewerbsintensität und hohem Kostendruck geprägten maritimen Logistikbranche bringt diese Form der fortschrittlichen Planung und Steuerung einen bedeutenden Vorteil gegenüber Wettbewerbern.

Auch eine weitere Eigenschaft des digitalen Zwillings machte sich der bedeutendste Seehafen Europas zunutze: Durch die Möglichkeit der realitätsnahen Simulation künftiger Prozesse ließen sich die entsprechenden Umbauten und Erweiterungen des Hafens planen und alternative Betriebskonzepte simulieren, ohne laufende Prozesse unterbrechen zu müssen. Langfristig sieht die Hafengesellschaft den digitalen Zwilling im Zusammenspiel mit weiteren Anwendungen der Digitalisierung wie künstlicher Intelligenz und der Fähigkeit zur Verarbeitung und Auswertung sehr großer Datenmengen (Big Data) als entscheidenden Baustein für eine vollständig automatisierte Abfertigung autonom gesteuerter Schiffe.

Der digitale Zwilling: mehr als Control Tower und ERP-System

Die Entwicklung in Richtung sich selbst steuernder und optimierender Logistiksysteme ist das Resultat einer konsequenten Digitalisierung der Logistik, und der digitale Zwilling ist ein entscheidender Bestandteil vieler möglicher Teilanwendungen in diesem Kontext. Digitale Zwillinge ermöglichen erstmals eine kontinuierliche datengetriebene Optimierung sowohl einzelner Bestandteile von Lieferketten – zum Beispiel einzelner Lagerhäuser – als auch komplexer globaler Logistiknetzwerke und sind die Grundlage für voll digitalisierte Lieferketten. Bei zahlreichen Herausforderungen, die Logistikunternehmen meistern müssen, kann ein digitaler Zwilling wertvolle Unterstützung bieten. Diese reicht neben der Simulation und Evaluierung alternativer Betriebskonzepte und Prozesse über die komplexe Routenoptimierung in Echtzeit und die lückenlose Nachverfolgung von Transporten bis hin zu erweiterten Kennzahlensystemen mit Verknüpfungen in visuellen dynamischen Modellen der Lieferkette. Damit geht der Anwendungsnutzen eines digitalen Zwillings über klassische ERP-System-basierte Control-Tower-Lösungen hinaus. Während Letztere primär kennzahlenbasierte Informationen bereitstellen, kann ein mit entsprechenden Sensordaten gespeister digitaler Zwilling zusätzlich auch bei der Analyse tiefer gehender Ursachen und Wirkzusammenhänge von Problemen helfen: Durch die Nutzung weitaus größerer Datenmengen und die Verknüpfung mit visuellen Modellen werden Problembereiche nicht nur identifiziert, sondern auch die Problemlösung effektiv unterstützt.

Digitale Technologien als Antwort auf ökologische Herausforderungen der Logistik

Mittelfristig kommt noch eine weitere Herausforderung für Transporte aller Art hinzu: Energie wird auf dem Weg zur angestrebten Klimaneutralität teurer. Davon sind vor allem fossile Treibstoffe betroffen, die in der benötigten Menge vorerst nur bedingt substituierbar sind. Doch auch strombasierte Transporte aus erneuerbaren Energiequellen werden begehrt und teuer sein, da die Nachfrage das Angebot um ein Vielfaches übersteigen wird. Nachhaltigkeit wird nicht nur zum ökologischen, sondern auch zu einem ökonomischen Imperativ: Effizient ist künftig, was Emissionen vermeidet und einem gestiegenen Kostenniveau im Transportbereich durch effektivere Planung und Steuerung begegnet. Die verbleibenden notwendigen Transportleistungen müssen mittelfristig zu höheren Kosten erbracht werden, was wiederum deren effizienteren Einsatz bedingt. Bezogen auf die Logistik bedeutet dies, dass der ökologisch wie auch ökonomisch nachhaltigste Transport jener ist, der gar nicht erst stattfinden muss. Isolierte Optimierungsansätze in Teilen von Lieferketten auf der Basis einer lückenhaften Datengrundlage reichen künftig nicht mehr aus, um benötigte Effizienzen zu heben. Notwendig wird eine ganzheitliche, datengetriebene Optimierung komplexer Systeme, die nur durch innovative digitale Technologien zur Erhebung, Auswertung und Darstellung großer Datenmengen möglich ist. Sowohl die dargelegte Notwendigkeit höherer Effizienz als auch die Wichtigkeit gesteigerter Agilität verlangen nach einer digitalen, transparenten und voll integrierten Optimierung und Steuerung entlang der gesamten Lieferkette. Der Einsatz neuer digitaler Technologien, u. a. digitaler Zwillinge, kann einen entscheidenden Beitrag zur Lösung dieser vielschichtigen Herausforderungen leisten und zusätzliche Effizienzpotenziale freilegen.