Silicon Economy – Die digitale Infrastruktur von morgen

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Silicon Economy – Die digitale Infrastruktur von morgen

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Mit der Silicon Economy will das Fraunhofer IML mit Unterstützung der deutschen Logistikwirtschaft eine Open-Source-Infrastruktur für europäische Supply-Chain-Ecosysteme aufbauen. Dr. Ing. Michael Schmidt, Chief Scientist Materialflusssysteme des Fraunhofer IML erklärt im Gespräch mit Christiane Manow-Le Ruyet, Chefredakteurin des e-commerce magazins, was dahintersteckt.
Silicon Economy

Quelle: Connect world/shutterstock

Christiane Manow-Le Ruyet: Bitte erläutern Sie, was unter Silicon Economy Logistics Ecosystem zu verstehen ist?

Dr. Michael Schmidt: Die Zielsetzung ist, die Software- und Hardwareumgebung für eine autonome durch Künstliche Intelligenz gesteuerte Logistik zu schaffen, die es Unternehmen ermöglicht, Dienste und Daten unternehmensübergreifend über verschiedene Plattformen hinweg sicher anzubieten und zu nutzen. Die B2B-Plattformen der Silicon Economy sind offen und föderalistisch organisiert. Das heißt, sie basieren auf den Prinzipien der digitalen Souveränität und tragen dazu bei, die Wettbewerbsfähigkeit der europäischen Logistikwirtschaft zu stärken, Nachhaltigkeitsziele zu erreichen und darüber hinaus datengetriebene Geschäftsmodelle für Unternehmen jeder Größe in der Logistik zu entwickeln. Die Silicon Economy wird vom BMVI (Anmerk. d. Red. Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur) gefördert. Sie integriert angrenzende Forschungen wie Gaia-X (Anmerk. d. Red. Europäische Cloud), die International Data Spaces (IDS, Anmerk. d. Red. Initiative mit dem Ziel, einen sicheren, domänenübergreifenden Datenraum zu schaffen) oder die Blockchain-Technologie.

Silicon Economy – Das Prinzip der Plattformökonomie

Silicon Economy soll ein Gegenentwurf zu monopolistischen Platt­formen wie etwa von Alibaba oder Amazon werden. Wie soll das ­gelingen?

Silicon Economy ist ein föderales und dezentrales Plattform-Ökosystem mittels dessen logistische Dienste angeboten, verhandelt, gebucht, organisiert, gesteuert, gemanagt und schließlich abgerechnet werden können. Föderal und dezentral heißt, dass Dienste und Services von verschiedenen Unternehmen über verschiedene Plattformen hinweg angeboten und genutzt werden können. Mit Plattformökonomie werden internetbasierte Geschäftsmodelle beschrieben, die Anbieter mit Interessenten auf einem digitalen Marktplatz zusammenbringen. Digitale Ökosysteme sind sozio-technische Systeme. Der Begriff umfasst nicht nur digitale, technische Systeme, sondern schließt auch Organisationen und Menschen sowie deren Beziehungen untereinander ein.

Für das einzelne Unternehmen geht der Aufbau einer Plattform heute zum Einen noch mit enormen Kosten einher, ist immens aufwendig und zudem mit rechtlichen Unsicherheiten behaftet. Aus diesem Grund schaffen wir die IT-Umgebung für die autonome, durch Künstliche Intelligenz gesteuerte Logistik von morgen gemeinsam: Software- beziehungsweise Infrastrukturkomponenten werden als Open Source zur Verfügung gestellt und über eine Entwicklungs- und Betriebsplattform verbreitet. Das Silicon-Economy-Ökosystem wird somit zu einem Enabler von Supply Chain Ecosystems, in denen Güter, autonom durch KI gesteuert, situativ orchestrierte Prozesse durchlaufen.

Unterscheidung in verschiedene Plattformen

Bitte erklären Sie, wie sich das Prinzip der Plattformökonomie in der Logistik widerspiegeln kann.

Plattformen haben eine gemeinsame grundlegende Dynamik, die sich bei der Organisation und Anwendung der Plattformen auf dem Markt unterschiedlich äußert. Es ist daher sinnvoll, Plattformen beziehungsweise Plattformfirmen in verschiedene Typen zu unterteilen. Für die Silicon Economy und ihre Supply Chain Ecosystems sind insbesondere die folgenden Plattformarten von Bedeutung:

Transaktions- beziehungsweise Marktplatz- oder Handelsplattform: Eine Transaktionsplattform erleichtert den Austausch oder Transaktionen zwischen verschiedenen Benutzern, Käufern oder Lieferanten. In der Silicon Economy wird an Plattformen zur Vermittlung von Transporten beziehungsweise Ladungen oder Lagerdienstleistungen gedacht.

Innovationsplattform: Eine Innovationsplattform dient ­Unternehmen als Grundlage, komplementäre Technologien, Produkte oder Dienstleistungen zu entwickeln. In der Silicon Economy können dies beispielsweise Plattformen zur Vermittlung KI-basierter Dienste sein – von der Palettenerkennung bis zur Dynamischen Pause.

KI gilt als Treiber der Plattform-Ökonomie. Wie soll sie im Silicon Economy Logistics Ecosystem zum Einsatz kommen?

KI spielt in vielerlei Hinsicht eine große Rolle in der Silicon Economy, zum Beispiel eingebettet in smarte Devices und (mobile) Roboter, die lernen werden, autonom zu agieren und Entscheidungen zu treffen und logistische Aufgaben auszuführen. Des Weiteren auch in smarten Services, die Planungs- und Steuerungsaufgaben in der Logistik übernehmen und helfen manuelle Prozesse, wie etwa das Erkennen und Zählen von Ladungsträgern, zu automatisieren.

Silicon Economy: Aktive Rolle am Wirtschaftsstandort Deutschland

Was wird sich Ihrer Meinung nach in der Logistik in den kommenden Jahren grundlegend ändern, um weltweiten Akteuren Paroli bieten zu können?

Die Potenziale bei der Optimierung von Prozessen im Hinblick auf Effizienzsteigerung oder für digitale Dienste und neue Geschäftsfelder sind nahezu unerschöpflich. Doch nur, wenn die sich bietenden Potenziale erschlossen werden, wird die Logistik in Deutschland ihre Weltmarktfüh­rerschaft verteidigen beziehungsweise ausbauen können. Digitale Platt­formen und ihre KI sind hierfür entscheidend. Im Consumerbereich (B2C) ist die Chance vertan – die logistische Marktführerschaft der B2B-Plattformen wird heute entschieden.

Im B2C-Geschäft ist es Plattform-Unternehmen wie Amazon, Uber oder Alibaba bereits gelungen, als Quasi-Monopolisten gesamtwirtschaftliche Geschäfts- und Logistikprozesse zu übernehmen. Unter anderen hat Amazon bewiesen, wie ein neues Geschäftsmodell durch die intelligente Kombination von Logistik und IT innerhalb weniger Jahre einen Markt vollständig verändern und sogar dominieren kann. Die Konsequenzen sind bereits heute spürbar: Durch den Aufbau eigener Zustelldienste wird beispielsweise der verlorene Ertrag (EBIT) von Deutsche Post DHL von 20 Millionen Euro in 2018 auf voraussichtlich 115 Millionen Euro in 2022 ansteigen.

“Kein deutsches Unternehmen verfügt allein über genügend Marktmacht, um sich in der Logistik einer Silicon Economy alleine durchzusetzen”

Die Marktanteile im B2B-Sektor sind noch nicht verteilt, das Rennen ist jedoch in vollem Gange. Gewinnen werden digitale Plattformen mit ihren KI-Algorithmen, die die gesamte Logistik und damit die Wirtschaft durchdringen. Kein deutsches Unternehmen verfügt allein über genügend Motivation, Marktmacht oder Ressourcen, um sich in der Logistik einer Silicon Economy alleine durchzusetzen. Offene, föderale und umsetzungsstarke Konsortien aus Wirtschaft und Wissenschaft, in denen Technologien, De-facto-Standards und neue Geschäftsmodelle schnell zusammengeführt und entwickelt werden, wären in der Lage, die Grundlage für eine wirtschaftliche Nutzung von KI-Lösungen mit neuen Services, Technologien und Anwendungen in Logistik und Supply Chain Management zu schaffen und die entscheidende Teilhabe für den deutschen Mittelstand zu ermöglichen.

Es gilt, offene und föderale Plattformen zu schaffen, die allen nutzen. Nur wenn es am Wirtschaftsstandort Deutschland gelingt, eine wesentliche und aktive Rolle in einer logistischen Daten- und Plattformökonomie zu spielen, wird diese alles entscheidende Entwicklung unseren gesellschaftlichen Normen und Zielen folgen.

Häufig wechselnde Lieferantenbeziehungen stellen Herausforderung dar

Mit welcher Problematik sehen sich Logistik beziehungsweise ihre Player konfrontiert? Welche Auswirkungen hat das für den E-Commerce?

Bild: ten Hompel, M., Henke, M., Otto, B. et al.

E-Commerce mit seinen häufig weltweiten Lieferketten und kürzesten Lieferzeiten wird ganz maß­geblich betroffen sein von Automatisierungs- und Autonomi­sierungsbemühungen. Die Herausfor­derungen sind: Häufig sich ändernde Lieferantenbeziehungen, als Folge davon eine aufwendige Integration in verschiedene Systeme, etwa von Lieferanten, Kunden und anderen. Proprietäre Plattformen besetzen die Schnittstelle zwischen Anbieter und Kunden, sodass die klassischen Anbieter ihre Kunden verlieren und nur noch als Lieferant fungieren. Zukünf­tige, im Rahmen der Silicon Economy intendierte Lösungen in den Bereichen „Intelligenter Materialfluss“, „Integrierte Planung und Ausführung“, „Transparenz und Nachhaltigkeit“ und „Dynamische Segmentierung & Konfiguration der Supply Chain“ sollen hierbei unterstützen.

Wann rechnen Sie mit ersten Ergebnissen, die auch sofort umgesetzt werden können?

Mit dem LoadRunner wurde im Rahmen eines Vorprojekts bereits sehr erfolgreich das Zusammenspiel von innovativer Technologie und Plattformen demonstriert. Aufgrund unseres agilen Ansatzes erwarten wir aus unseren Entwicklungsprojekten (siehe silicon-economy.com und Infokasten unten) noch in diesem Jahr konkrete neue Ergebnisse. Darüber hinaus haben wir im Rahmen unserer Enterprise Labs mit unseren Partnern Lösungen wie etwa die Smarte Datentonne entwickelt, die bereits heute Silicon-Economy-ready sind.

“Es geht um die Verbindung und Vernetzung der Plattformen, sodass eine bessere Zusammenarbeit stattfinden kann”

Wie werden Logistik-Unternehmen von Ihrer Forschungsarbeit konkret profitieren können?

Durch den freien Zugriff auf entwickelte Komponenten und die gemeinsame Nutzung der Entwicklungen. Eine mögliche Zusammenarbeit könnte aus der Identifikation und der gemeinsamen Definition von Logistik-Prozessen bestehen, bei der folgende Fragen beantwortet werden: Welche Prozesse eignen sich für eine Harmonisierung? Wer bietet heute diese Prozesse an? Welche Akteure sind daran beteiligt? Welche Schnittstellen gibt es? Zudem könnten sich Unternehmen aber auch an der Open-Source-Entwicklung sowie der Veröffentlichung der definierten Prozesse beteiligen. Oder aber bei der Entwicklung eines Prototyps sowie bei dem Proof-of-Concept unter Einsatz der definierten und entwickelten Silicon Economy-Komponenten mitwirken.

Wie wollen Sie die Akteure einer Logistikkette unter einen Hut bringen, damit diese transparent wird?

Es geht in der Silicon Economy nicht um den Aufbau komplett neuer Strukturen. Die aktuell bestehenden und genutzten Plattformen sollen auch weiterhin genutzt werden. Es geht um die Verbindung und Vernetzung der Plattformen, sodass eine bessere Zusammenarbeit stattfinden kann.

Durch eine Zusammenarbeit und bessere Vernetzung kann auch die Transparenz in Lieferketten erhöht werden, da beispielsweise Informationen von einer Plattform in die nächste weitergegeben werden kann.

Offenes und digitales Ökosystem »Silicon Economy Logistics Ecosystem«
Offenes und digitales Ökosystem »Silicon Economy Logistics Ecosystem« als digitale Infrastruktur für autonom agierende und hochdynamische Wertschöpfungsnetzwerke. Grafik: Fraunhofer IML

Technische Komponenten des Silicon Economy Ecosystems:

  • Das Silicon-Economy-Ökosystem besteht aus einem Repository, den Brokern mit einzelnen Komponenten, logistischen Anwendungen und Plattformen.
  • Die Komponenten der Silicon Economy sind in der Regel noch keine fertigen Programme oder Plattformen. Sie stellen vielmehr eine wiederverwendbare, gemeinsame Struktur und (KI-) Algorithmen für Applikationen und Devices dar.
  • Unternehmen steht damit ein definierter Rahmen für Anwendungen (etwa Webservices oder Dienstplattformen wie Frachtenbörsen), Dienstleistungen oder Devices (beispielsweise IoT- und Blockchain-Devices) zur Verfügung.
  • Sie können ihre eigenen Applikationen darauf aufbauen und so erweitern, dass sie ihren spezifischen Anforderungen entsprechen.

Das Prinzip der Entwicklungsprojekte:

In Entwicklungsprojekten entstehen Lösungen und Bausteine für die Silicon-Economy-Infrastruktur. Entwicklungsprojekte bearbeiten konkrete logistische Anwendungsfälle:

  • Die Software-Entwicklung erfolgt nach SCRUM entlang einer Problembeschreibung aus logistischer Sicht
  • Es entstehen individuelle, auf das Entwicklungsprojekt bezogene, Ergebnisse: Konkrete Demonstratoren und Prototypenfür das spezifische Problem
  • Allgemeingültige Ergebnisse werden auf der Open-Source-Plattform veröffentlicht
  • Referenzimplementierungen für typische logistische Anwendungen
  • Allgemeingültige Software-Komponenten, wie Schnittstellen in externe Plattformen oder Konnektoren auf IoT-Hardware
  • Beschreibung von standardisierten Logistik-Prozessen und zugehörigen Ereignissen
  • KI-Algorithmen für wiederkehrende Problemstellungen

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Silicon Economy, Dr. Michael Schmidt
Bild: Fraunhofer IML

Dr. Michael Schmidt ist als Chief Scientist Materialflusssysteme beim Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik (IML) tätig. Im Silicon Economy Projekt bekleidet er die Rolle des Projektmanagers Strategie.

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