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Symbolfoto: Das AIT ist Österreichs größte außeruniversitäre Forschungseinrichtung

MUPOL

MUlti-Party-Optimierung für die Logistik

Im Jahr 2018 war der gesamte Verkehrssektor für 21 % der weltweiten CO2-Emissionen verantwortlich, der straßengebundene Güterverkehr für fast 30 %. Darüber hinaus wird erwartet, dass sich die globale Güterverkehrsnachfrage zwischen 2015 und 2050 verdreifachen wird. Wenn die derzeitigen und angekündigten Maßnahmen zur Emissionsminderung umgesetzt werden, dürfte der CO2-Fußabdruck des weltweiten Verkehrs bis 2050 um 60 % zunehmen, was hauptsächlich auf den Nicht-Personen- und Güterverkehr zurückzuführen ist. In einem optimistischen und sehr ehrgeizigen Szenario wird der CO2-Fußabdruck voraussichtlich nur bis 2050 relativ stabil bleiben, was immer noch nicht ausreichen würde, um das Pariser Abkommen zu erreichen, das einen Temperaturanstieg von weniger als 2 Grad Celsius gegenüber dem vorindustriellen Zeitalter vorsieht.

Erforderlich sind daher neue und innovative Lösungen in allen Bereichen des Güterverkehrs, darunter auch so prominente Themen wie die Entwicklung effizienterer und kohlenstoffsparender Antriebssysteme oder die Erhöhung des Anteils der Schiene am gesamten Verkehrssystem. Allerdings sollten auch die potenziellen Auswirkungen weniger auffälliger Themen nicht unterschätzt werden. So ist beispielsweise der Anteil der Lkw-Leerfahrten in Österreich zwischen 2010 und 2019 von 31 % auf 45 % gestiegen, was auf ein erhebliches Optimierungs- und Kohlenstoffeinsparungspotenzial schließen lässt.

Ein zentraler Ansatz zur Verbesserung der Situation ist die Etablierung einer Sharing Economy in der Logistikbranche: Während Logistikunternehmen heute nur interne Optimierungen im Hinblick auf die Ressourcennutzung vornehmen, bietet die zunehmende Digitalisierung auch die Möglichkeit, unternehmensübergreifende Optimierungen und Ressourcenzuweisungen vorzunehmen. Solche Optimierungen würden es ermöglichen, den durchschnittlichen Auslastungsgrad der Transportanbieter zu erhöhen und damit Leerfahrten, Verkehrsaufkommen und Kosten zu senken und letztlich den gesamten CO2-Fußabdruck des gesamten Transportsektors zu verringern.

Wenn Konkurrenten jedoch Ressourcen über Unternehmensgrenzen hinweg gemeinsam nutzen könnten, haben sie oft Bedenken hinsichtlich der Vertraulichkeit, da beispielsweise die individuelle Kostenstruktur sensibel ist und Geschäftsgeheimnisse enthält. Dies veranlasst Logistikunternehmen, sich nicht zu beteiligen, da die durchgesickerten Informationen von Wettbewerbern gegen sie verwendet werden könnten.

Die Vision von MUPOL besteht also darin, die Machbarkeit zu analysieren und die Grundlagen für einen Rahmen zu schaffen, der eine sichere Mehrparteien-Optimierung im Logistiksektor ermöglicht. In diesem Rahmen können Transportdienstleister ihre Transportaufgaben (einschließlich detaillierter Beschreibungen zu Quelle und Ziel, Volumen, Zeitbeschränkungen usw.) sowie ihre verfügbaren Ressourcen (zusammen mit allen relevanten Beschränkungen) einbringen. Der Rahmen würde dann eine (nahezu) optimale Zuweisung von Aufträgen an Logistikanbieter berechnen, wobei vordefinierte Parameter (wie Leerfahrten, erwarteter Kraftstoffverbrauch usw.) innerhalb einvernehmlich festgelegter Grenzen minimiert werden (z. B. um sicherzustellen, dass alle Teilnehmer einen fairen Anteil an Aufträgen erhalten).

Durch den Einsatz fortschrittlicher kryptografischer Mechanismen wie Multi-Party-Computation oder vollständig homomorphe Verschlüsselung, möglicherweise in Kombination mit verteilten Optimierungsalgorithmen, wird dieser Rahmen sicherstellen, dass kein Teilnehmer sensible Geschäftsinformationen an andere Teilnehmer des Systems, einschließlich Dritter oder Makler, weitergeben muss, wodurch die Zurückhaltung der Unternehmen bei der Teilnahme sofort überwunden wird. Der MUPOL-Rahmen soll unabhängig vom Transportmedium sein, d. h. er steht sowohl regionalen Logistikanbietern, die die erste/letzte Meile abdecken, als auch überregionalen Anbietern, wie z. B. Schwerlasttransportern oder Bahnfracht, offen.

  • Partner: Fraunhofer Austria Research Gesellschaft mit beschränkter Haftung (Koordinator), Lakeside Labs GmbH, AIT Austrian Institute of Technology GmbH
  • Förderprogramm: Digitale Technologien 2022, Sondierung
  • Projektlaufzeit: 11/2023-10/2024