Nachhaltigkeit in der Logistik

Effizienter, intelligenter, nutzerfreundlicher: Praxistaugliche Lösungen steigern die Nachhaltigkeit in der Logistik. Digitale Technologien sind dabei inzwischen unverzichtbar.

Weltweit werden jährlich mehr als 100 Milliarden Pakete verschickt – Tendenz steigend. Logistik und Transport sind – je nachdem, welche Studie herangezogen wird – für mehr als 5,5, für acht oder inklusive Logistikstandorten sogar für elf Prozent der globalen CO2-Emissionen verantwortlich. In Europa soll jede fünfte bis zweite Transportfahrt auf der Straße eine Leerfahrt sein. Dabei erfassen immerhin 45 Prozent der Logistikunternehmen ihre CO2-Emissionen gar nicht oder nur unvollständig. Zahlen wie diese machen deutlich, wie groß das Potenzial der Logistik für Nachhaltigkeit ist. Die Forschenden am Fraunhofer IML unterstützen die Logistikbranche und ihre Unternehmen, aber auch Kommunen und Organisationen, mit praxistauglichen Lösungen und Innovationen dabei, Umwelt und Ressourcen zu schonen. Durch den Einsatz innovativer digitaler Technologien wird die Nachhaltigkeit nun auf ein neues Level gehoben.

Effiziente Produkte, ressourcenschonende Prozesse

»Digitale Technologien bieten die Chance, Produkte und Prozesse effizienter, ressourcenschonender und sozialer zu gestalten», so Benedikt Mättig, Innovation Manager am Fraunhofer IML. Dabei können digitale Plattformen genutzt werden, um Sektoren zu koppeln und branchen- und sektorübergreifend Synergieeffekte zu heben. Digitale Lösungen hingegen ermöglichen es, bestehende Liefer- und Recyclingketten zu zirkulären Wertschöpfungsketten zu vernetzen. Konkrete Projekte werden am Institut entwickelt: von smarten Mobilitätskonzepten, die Schadstoffemissionen reduzieren und natürliche Ressourcen schonen, bis hin zu neuen Ansätzen für die Verwertung und Nutzbarmachung vorhandener Ressourcen und Produkte im Sinne einer Kreislaufwirtschaft.

Digitale Technologien verbrauchen allerdings während ihrer Produktion und ihres Betriebs Ressourcen wie seltene Erden oder Energie und verursachen selbst (Treibhausgas-)Emissionen. Gegenstand der Forschung sind daher auch die nachhaltige Entwicklung, das nachhaltige Design und die nachhaltige Nutzung von digitalen Technologien. Ziel ist es, den Energiebedarf durch ein optimiertes Ressourcenmanagement von Hardware und Software – z. B. Kommunikationsnetzwerke, IoT-Devices und mobile Roboter – zu reduzieren. Speichersysteme sollen auf Prinzipien der Datensparsamkeit basieren, Konzepte für das Trainieren von KI-Modellen werden auf Effizienz geprüft.

Darüber hinaus benötigen Unternehmen für eine nachhaltige Logistik Informationen über die Nachhaltigkeitskriterien ihrer Produkte bzw. Dienstleistungen. Digitale Technologien helfen ihnen dabei, diese Nachhaltigkeit zu messen – ob Emissionen, Ineffizienzen oder Belastungen am Arbeitsplatz, die durch digitalisierte Umgebungen induziert werden. Damit wird Nachhaltigkeit objektivierbar und vergleichbar.

Nachhaltigkeit: Good practices

Emissionen

Immer mehr Unternehmen streben nach Transparenz über die Emissionen logistischer Prozesse, um aus den Daten Nachhaltigkeitsmaßnahmen und -strategien abzuleiten. Das Fraunhofer IML unterstützt sie dabei mit Modellen zur Emissionsberechnung – ob Emissionen bei der Beschaffung, aus Standortprozessen oder aus der globalen Distribution. Außerdem leiten und begleiten die Expertinnen und Experten übergeordnete Nachhaltigkeitsmaßnahmen und -strategien.

Verpackungen

Verpackungen sind in vielen Unternehmen wichtige Stellschrauben für mehr Nachhaltigkeit. Das Fraunhofer IML vergleicht in Verpackungsprojekten die ökologische Bilanz unterschiedlicher Lösungen. Basis dafür sind Marktübersichten zu nachhaltigen Verpackungsmaterialien und Wettbewerber-Screenings. Auch Konzeptalternativen für nachhaltigere Transportverpackungen sind Bestandteil.

Sustainable Sourcing

Nachhaltigkeitsziele können oft nur innerhalb der eigenen Unternehmensgrenzen beeinflusst werden. Das Fraunhofer IML entwickelt Konzepte für Sustainable Sourcing KPI Modelle, mit denen sich auch Lieferanten auf Nachhaltigkeitsaspekte bewerten und in die Nachhaltigkeitsbetrachtung einbeziehen lassen. Unternehmen können ihre selbstgesteckten Nachhaltigkeitsziele so besser erfüllen.

Strategien und Leitbilder

Nachhaltigkeit ist ein Managementthema: Im Rahmen von Workshops entwickelt das Fraunhofer IML gemeinsam mit Unternehmen strategische Leitbilder für Nachhaltigkeit. Auf der Basis von Analysen des unternehmerischen Umfelds erfolgt die Entwicklung eines unternehmensspezifischen »Big Pictures« zur Visualisierung der strategischen Leitplanken.

Mobilitätswende

Vom Linienbus zur öffentlichen Mobilität der Zukunft: Das Fraunhofer IML entwickelt Konzepte zur nachhaltigen Mobilitätsentwicklung. Eckpfeiler können menschzentrierte, autoarme Innenstädte, Mobilitätshubs mit (Bike-)Sharing-Angeboten sowie mehr Quantität und Qualität für den ÖPNV sein, um den motorisierten Individualverkehr zu reduzieren.

Resiliente Netzwerke

Produktionen in Süd-Osteuropa produzieren täglich mehrere hundert LKW-Ladungen, die auf der Straße durch Europa transportiert werden. Das Fraunhofer IML erarbeitet optimierte Setups, die den ökologischen Fußabdruck der Transportlogistik aus In- und Outbound minimieren und gleichzeitig eine maximale Lieferfähigkeit gewährleisten.

Die drei Dimensionen der Nachhaltigkeit

Zahlreiche Großforschungsprojekte und Initiativen des Fraunhofer IML adressieren alle Dimensionen der Nachhaltigkeit: ökonomisch, ökologisch und sozial.

Das Innovationslabor für Batterie-Logistik in der E-Mobilität, kurz InnoLogBat, betrachtet die Beziehungen zwischen Produzenten und Zulieferern der Automobilindustrie mit Blick auf den gesamten Kreislauf und steht damit beispielhaft für die Circular Economy. »Ausgediente und defekte Materialien müssen nach deren Nutzung auf der höchstmöglichen Wertschöpfungsstufe gehalten werden«, so Dr.-Ing. Arkadius Schier, stellvertretender Abteilungsleiter Software & Information Engineering am Fraunhofer-IML und Leiter des InnoLogBat. »Zur Koordinierung der Stoff- und Informationsflüsse entwickeln wir daher angepasste Logistikkonzepte der Kreislaufwirtschaft.« Wie die nachhaltige Transformation einer gesamten Wertschöpfungskette unter Prinzipien der Circular Economy erfolgen kann, erforscht das Institut als einer von sechs Partnern auch im Fraunhofer Cluster of Excellence Circular Plastics Economy CCPE.

Zur Webseite Fraunhofer CCPE

Zur InnoLogBat Webseite

Mit den Projekten der Silicon Economy – einem der größten Forschungsprojekte am Institut – wird die Forderung nach mehr Nachhaltigkeit durch einen ausgesprochen technologiezentrierten und technikoptimistischen Ansatz unterstrichen. KI-basierte Plattformökosysteme dienen hier als Werkzeuge beziehungsweise Instrumente insbesondere für die nachhaltige Logistik. »Die konsequente Umsetzung der Silicon Economy führt zu mehr Nachhaltigkeit in Logistik und Supply Chain Management«, so Christian Prasse, Leiter der strategischen Institutsentwicklung. Im Fokus stehen dabei Softwareanwendungen zur Datenerfassung und Prozessoptimierung mittels KI. Beispielhafte Projekte sind etwa eine neuartige Volumenvermessung von Ladungsträgern im Transport oder das Tracking logistischer Objekte. Simulation, KI und innovative Sourcing-Strategien werden zu Ausgangspunkten für resiliente Lieferketten und Versorgungssicherheit.

Zur Silicon Economy Webseite

Auch die Projekte zur menschengerechten Gestaltung der Wirtschaft von morgen im Rahmen einer »Social Networked Industry« tragen dem Nachhaltigkeitsgedanken Rechnung. »Moderne Technik wie Assistenzsysteme, Roboter und Exoskelette, die den Menschen bei körperlich belastenden oder stressigen Arbeiten unterstützen, sowie digitale Technologien wie Virtual oder Augmented Reality, die für das Training von Mitarbeitenden eingesetzt werden, sorgen dafür, dass sich die Arbeit dem Menschen anpasst«, erläutert Dr. Veronika Kretschmer, Diplom-Psychologin und Spezialistin für Kognitive Ergonomie, ihr Verständnis von sozialer Nachhaltigkeit. Am Institut haben Unternehmen heute die Möglichkeit, im Rahmen sogenannter »Quick-Checks« zahlreiche Unterstützungsangebote für ihre Mitarbeitenden insbesondere im Bereich der Intralogistik kennenzulernen und zu testen.

Zur »Social Networked Industry«

Stichwort SDG

Sämtliche Projekte des Fraunhofer IML orientieren sich an den Sustainable Development Goals (SDG) der Vereinten Nationen. Die Arbeit zahlt insbesondere auf fünf der 17 globalen Nachhaltigkeitsziele ein:

• »Menschenwürdige Arbeit und Wirtschaftswachstum«,

• »Industrie, Innovation und Infrastruktur«,

• »Nachhaltige Städte und Gemeinden«,

• »Nachhaltiger Konsum und Produktion« sowie

• »Maßnahmen zum Klimaschutz«.