Physical Internet Manifest - Physical Internet Initiative

Transcrição

Manifest für ein Physikalisches Internet
Globale Veränderung der Art und Weise,
wie physikalische Objekte
behandelt, befördert, gelagert, produziert,
identifiziert, geliefert und verwendet werden
Benoit Montreuil
Canada Research Chair in Enterprise Engineering
CIRRELT, Interuniversity Research Center
on Enterprise Networks, Logistics & Transportation
Université Laval, Québec, Canada
π
Version 1.7.1: 2011-03-01
www.PhysicalInternertInitiative.org
Danksagungen
Diese erste Version des Physikalischen Internet-Manifests
erfuhr bedeutende Beiträge von geschätzten Kollegen
America
CIRRELT Research Center:
• Teodor Crainic - UQAM
• Michel Gendreau - Université de Montréal
• Olivier Labarthe, Mustapha Lounès & Jacques Renaud - Université Laval
CICMHE, College-Industry Council for Material Handling Education:
• Russ Meller – University of Arkansas
• Kevin Gue & Jeff Smith – Auburn University
• Kimberley Ellis – Virginia Tech
• Mike Ogle – MHIA
Europe
•
•
•
•
Rémy Glardon – EPFL
Éric Ballot – Mines ParisTech
Rene De Koster – Erasmus University
Detlef Spee – Fraunhofer Institute for Material Flow and Logistic
Physical Internet Manifest
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Eine Synopse der

Positionierung
BEHAUPTUNG
Die Art und Weise des Umgangs mit physikalischen Objekte,
ihren Transport, ihre Behandlung, Lagerung, Realisierung,
Identifizierung, Auslieferung und ihre Nutzung, als
physikalische Objekte sind weltweit nicht nachhaltig
ökonomisch, ökologisch und sozial
ZIEL
Die globale Nachhaltigkeit
der Beförderung, der Behandlung, der Lagerung,
der Realisierung, der Versorgung und der Nutzung
physikalischer Objekte weltweit ermöglichen
VISION
Entwicklung in Richtung eines weltweiten Physikalischen Internet
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Bekräftigung der Behauptung
BEHAUPTUNG
Die Art und Weise des Umgangs mit Gütern, ihrem
Transport, ihrer Manipulation, Lagerung,
Realisierung, Identifizierung, Auslieferung und ihre
Nutzung als physikalische Objekte sind weltweit nicht
nachhaltig ökonomisch, ökologisch und sozial
Benoit Montreuil
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Dreizehn Nicht-Nachhaltigkeits-Symptome
mit denen wir konfrontiert sind
1.
Luft und Verpackung wird transportiert
2.
Leerfahrten sind eher die Regel als die Ausnahme
3.
Fernlastfahrer: moderne Cowboys
4.
Produkte lagern meist nutzlos dort, wo nicht benötigt und sind nicht
verfügbar dort, wo sie gebraucht werden
5.
Viele Produkte werden nie verkauft, nie verwendet
6.
Produkte erreichen nicht diejenigen, die sie am meisten brauchen
7.
Produkte wandern unnötigerweise kreuz und quer auf dem Globus
8.
Ein Alptraum: Produkttransport in und aus den Städten heraus
9.
Schneller, zuverlässiger, multimodaler Transport: Traum oder Witz?
10. Produktion und Lagerraum bleiben unausgelastet
11. Netzwerke sind weder sicher noch robust
12. Intelligente Automation und Technologie sind schwer zu
rechtfertigen
13. Innovation wird stranguliert
Benoit Montreuil
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Nicht-Nachhaltigkeits-Symptom Nr.1
Lastkraftwagen und Container
sind häufig halb leer bei der Abfahrt,
wobei der nicht-leere
zu einem wesentlichen Anteil
aus Verpackung besteht
Referenzen:
[1]: “Transport in Logistics”, Chap. 12 in An Introduction to Supply Chain Management, Ed. By Donald Waters [Palgrave Macmillan] (2003)
[2]: Wilson R. A., “Economic Impact of Logistics”, Chap. 2 in Logistics Engineering Handbook , 2008
Benoit Montreuil
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Fahrzeuge und Container kehren oft leer zurück,
oder nehmen Sonderwege,
um Ladung für die Rückfahrt zu finden
Die bei der Abfahrt voll geladenen Fahrzeuge
werden leerer und leerer,
während sich ihre Route
von Anlieferungsort zu Anlieferungsort ausweitet
Reference: [1]: McKinnon A., “Road transport optimization” Chap. 17 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management (2007), Ed. by Donald Water
Benoit Montreuil
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Immer sind zu viele Fahrer auf der Straße,
zu oft weit
und für lange Zeit weg von zu Hause
Ihr Familien- und soziales Leben,
wie auch ihre persönliche Gesundheit
sind prekär
Referenzen:
[1]: “Consequences of Insomnia, Sleepiness, and Fatigue: Health and Social Consequences of Shift Work “, http://cme.medscape.com/viewarticle/513572_2
[2] : Wilson R.A. “Economic Impact of Logistics”, in Chap. 2 in Logistics Engineering Handbook, 2008
Benoit Montreuil
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Produkte lagern meist nutzlos dort, wo nicht benötigt und
sind nicht verfügbar dort, wo sie gebraucht werden
Fabrikanten, Verteiler, Einzelhändler und Nutzer,
sie alle lagern Produkte ein,
oft in riesengroßen Mengen
über ihre Netzwerke aus Lagerhäusern und Verteilzentren;
dennoch sind das Serviceniveau und die Reaktionszeiten
gegenüber den lokalen Nutzern
eingeschränkt und unzuverlässig
Reference: Wilson R.A. “Economic Impact of Logistics”, in Chap. 2 in Logistics Engineering Handbook, 2008
Benoit Montreuil
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Ein signifikanter Teil der Verbrauchsgüter
erreicht niemals rechtzeitig den Zielmarkt.
Diese Güter bleiben oft unverkauft und/oder ungenutzt,
während sie woanders notwendig gewesen wären
Verrostende Neuwagen in stillgelegten Flugplätzen
Benoit Montreuil
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Produkte erreichen nicht diejenigen,
die sie am meisten brauchen
Das trifft besonders zu
in weniger entwickelten Ländern
und in den von Katastrophen und Krisen
betroffenen Zonen
Referenzen:
“World Food Programme (WFP)”, http://www.wfp.org/node/7904
“Problems in developing logistics centres for ports in the Escap region”; Chap5, http://www.unescap.org/ttdw/Publications/TFS_pubs/pub_2194/pub_2194_ch5.pdf
Benoit Montreuil
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Produkte wandern unnötigerweise
kreuz und quer auf dem Globus
Produkte werden gewöhnlich
Tausende von
Kilometern transportiert,
die man hätte vermeiden können,
wenn sie viel näher am Nutzungsort
gefertigt oder zusammengesetzt
würden.
Reference: “Virtual Warehousing”, Jeroen van den Berg Consulting, 2001
Benoit Montreuil
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Ein Alptraum: Produkttransport
in und aus den Städten heraus
Die meisten Städte sind nicht konzipiert und ausgestattet, um
Gütertransport, Behandlung und Lagerung zu erleichtern.
Gerade das macht die Versorgung der Unternehmen und der
Verbraucher in Städten zum Alptraum
Referenzen:
« Transport des marchandises en ville », www.transports-marchandises-en-ville.org
“Problems in developing logistics centres for ports in the Escap region”, Chap5, http://www.unescap.org/ttdw/Publications/TFS_pubs/pub_2194/pub_2194_ch5.pdf
Benoit Montreuil
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Schneller, zuverlässiger, multimodaler Transport:
Traum oder Witz?
Die Synchronisation ist so schwach,
die Schnittstellen so schlecht konzipiert,
dass multimodale Reiserouten
meist kostenineffizient und riskant sind
Reference: Crainic, T.G. and Kim, K.H., “Intermodal Transportation, Chap8 in Handbooks in Operations Research and Management Science”, C. Barnhart and G. Laporte (Eds.), 2007
Benoit Montreuil
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Produktion und Lagerraum bleiben unausgelastet
Die meisten Unternehmen investieren
in Produktions-, und Lagereinrichtungen,
welche meistens unausgelastet, oder schlecht genutzt sind.
Sie befassen sich mit Produkten,
die besser woanders behandelt würden,
und folglich viel unnötigen Transport erzwingen.
[1]: McIntyre K., “Delivering sustainability through supply chain management”, Chap.15 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, (2007)
[2]: Cooper J., Browne M. and Peters M., “European Logistics: Markets, management and strategy”, Blackwell, London (1991)
Chopra & Meindl, “Facility Decisions and Distribution Network “, 2009_E4.5
Benoit Montreuil
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Netzwerke sind weder sicher noch robust
Es gibt eine extreme Konzentration von Operationen
in einer beschränkten Anzahl zentralisierter
Produktions- und Verteilungseinrichtungen.
Das erzeugt Verkehr auf einem reduzierten System
intensiv genutzter Routen
Das macht die logistischen
Netzwerke und Supply Chains
vieler Unternehmen unsicher
angesichts räuberischer
und terroristischer Angriffe,
und nicht robust
gegenüber Naturkatastrophen
und Nachfrage-Krisen.
Referenzen: Chopra & Meindl, “Facility Decisions and Distribution Network” - 2009_E4.5
“Terrorism - Supply Chain Effects”, http://www.weforum.org/pdf/CSI/Terrorism.pdf
“The New Supply Chain Challenge - Risk Management in a Global Economy”, FM Global, 2006 , http://www.fmglobal.com/assets/pdf/P0667.pdf
Peck H., “Supply chain vulnerability, risk and resilience”, Chap.15 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, (2007)
“Managing Supply Chain Risk”, Video produced by CFO Research Services, http://www.fmglobal.com/VideoPlayer.aspx?url=/assets/videos/CFO_SupplyChain.wm
“Security, Risk Perception and Cost-Benefit Analysis”, Joint Transport Research Centre OCDE Summary & Conclusions – Discussion Paper #2009-6, March 2008
Benoit Montreuil
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Intelligente Automation und Technologie
sind schwer zu rechtfertigen
Fahrzeuge, Bearbeitungssysteme
und Arbeitseinrichtungen
müssen sich mit einer großen Anzahl
von Baustofftypen, Formen und
Einheitsladungen befassen
und dabei mit jedem Akteur unabhängig
und lokal dessen Belange verhandeln.
Das rechtfertigt kaum den Einsatz
von „smart connective Technologies“ (z.B. RFID),
die systemische Behandlung
und Transportautomatisierung, sowie
intelligente Steuerungs- und Kooperations-Software
Referenzen:
Montreuil B., Facilities Location and Layout Design Chapter 9. in Logistics Engineering Handbook (2008)
Hakimi D., Leclerc P-A., Montreuil B., Ruiz A., « Integrating RFID and Connective Technologies in Retail Stores », RFID in Operations and Supply Chain Management Research and Applications, Erich Schmidt Verlag, 148-171, 2007.Spada Sal,“Material Handling Control System Software Extends Supply Chain Visibility “nov.15, 2001
http://www.arcweb.com/ARCReports2001/Material%20Handling%20Control%20System%20Software%20Extends%20Supply%20Chain%20Visibility.pdf
Sunderesh S. H., Material Handling System – Chapter-11 in Logistics Engineering Handbook (2008)
McKinnon A., Road transport optimization – Chap. 17 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management - eBook (2007) Fifth Edition, Edited by Donald Waters
Decker C. et al.“Cost-Benefit Model for Smart Items in the Supply Chain” (2008)
Myerson J.M. “RFID in the Supply Chain - A Guide to Selection and Implementation” - IT Consultant Philadelphia, Pennsylvania USA - Auerbach Publications 2007
Benoit Montreuil
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Innovation wird stranguliert
Innovation wird erstickt, namentlich durch Mangel an
generischen Standards und Protokollen, Transparenz, Modularität
und einer systemischen, offenen Infrastruktur
Das verhindert Schlüsselinnovationen, so dass
der Blick auf marginale und Mini-Innovationen
gerechtfertigt scheint
Referenzen: “RFID Tags: Advantages and Limitations”, http://www.tutorial-reports.com/wireless/rfid/walmart/tag-advantages.php
“RFID hype is blurring limitations, study claims “, http://www.usingrfid.com/news/read.asp?lc=d59745mx97zf
“RFID_Internet of Things in 2020 - Roadmap for the future”, Infso D.4Networked Enterprise & RFID Infso G.2Micro & Nanosystems, 2008
Benoit Montreuil
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Dreizehn Nicht-Nachhaltigkeits-Symptome
mit denen wir konfrontiert sind
1.
2.
3.
4.
Produkte lagern meist nutzlos dort, wo nicht benötigt und sind nicht
verfügbar dort, wo sie gebraucht werden
5.
6.
Produkte erreichen nicht diejenigen, die sie am meisten brauchen
7.
Produkte wandern unnötigerweise kreuz und quer auf dem Globus
8.
Ein Alptraum: Produkttransport in und aus den Städten heraus
9.
Schneller, zuverlässiger, multimodaler Transport: Traum oder Witz?
10. Produktion und Lagerraum bleiben unausgelastet
11. Netzwerke sind weder sicher noch robust
12. Intelligente Automation und Technologie sind schwer zu
rechtfertigen
13. Innovation wird stranguliert
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Das Ziel anders ansteuern
ZIEL
Die globale Nachhaltigkeit
der Beförderung, der Behandlung, der Lagerung,
der Realisierung, der Versorgung und der Nutzung
physikalischer Objekte weltweit ermöglichen
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Das Gesamtziel herausstellen
Ökonomisches Ziel
Bedeutsame Fortschritte in globaler Logistik,
Produktion, Transport und
Geschäftsproduktivität eröffnen
Ökologisches Ziel
Den gesamten Energieverbrauch und die
Treibhausgas Emissionen, die eng mit der Logistik,
Produktion und Transport verbunden sind um
Größenordnungen reduzieren
Soziales Ziel
Die Lebensqualität der Beschäftigten in der Logistik,
der Produktion und dem Transport verbessern
und zugleich der gesamten Bevölkerung,
indem man wertvolle Objekte weltweit zugänglicherer macht
Referenzen:
Dablanc L., “Urban Goods Movement and Air Quality Policy and Regulation Issues in European Cities”, Journal of Environmental Law Advance Access, 2008
McIntyre K., “Delivering sustainability through supply chain management”, Chap.15 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007
Esty D. C. and Winston A.S. “Green to Gold “; 2006
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Neuformulierung des Gesamtziels
Umfassende Nachhaltigkeit anstreben,
um den Verbrauchern der ganzen Welt
die physikalischen Objekte zu bringen,
die sie brauchen und schätzen,
durch dreifachen synergetischen Gewinn für
Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft
“In a prosperous society,
you really have tow assets:
people – their capacity and skills –
and the ecosystem around them.
Both need to be carefully tended.”
Mats Lederhausen,
executive’s veteran at McDonald’s.
“We are not environmentalist.
We are not Scientists
But if we don’t do anything,
we will be out of business.”
Unilever supply chain manager
the world’s largest purchasers of fish.
Reference:
Sustainable Supply Chain Logistics Guide (SCL)- Business Tool (2009) http://www.metrovancouver.org/about/publications/Publications/sustainablesclguidefinal-june23.pdf
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Die Inspiration für die Vision
Juni 2006 : Der Funke
 Eine fabelhafte Schlagzeile
• Interessant, aber nur Mainstream Supply ChainArtikel
• Nichts, was ich unter einem Physikalischen
Internet verstehen würde
 Ich begeisterte mich sofort für die Frage,
wie oder was ein voll entwickeltes
Physikalisches Internet sein könnte?
• Was wären seine Schlüsseleigenschaften?
• Welche zusätzlichen Fähigkeiten würden
es haben?
 Eine andere Frage tauchte schnell auf:
Warum würden wir ein Physikalisches
Internet brauchen
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Digitales Internet
Ausbau und Erweiterung des digitalen Internet
jenseits der Information-Highway Metapher
Als die digitale Welt nach einem Konzept für ihre eigene
Transformation suchte, bezog sie sich
auf eine physikalisch inspirierte Metapher:
Ausbau des Information-Highway
Referenzen “BCNET's Optical Regional Advanced Network Upgrade Completed”, http://www.bc.net/news_events_publications/newsletters/Dec_2007/ROADM_Completion.htm
“What the Telecom Industry May Look Like in 10 Years”, http://kennethmarzin.wordpress.com/2008/01/24/what-the-telecom-industry-may-look-like-in-10-years/
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Digitales Internet
Ausbau und Erweiterung des digitalen Internet
jenseits der Information-Highway Metapher
Gut, sie haben das getan und gingen weiter,
indem sie die Art und Weise digitaler Datenverarbeitung
und Kommunikation vollkommen umgestalteten
Sie erfanden das Internet,
das den Weg in das World Wide Web eröffnete
Sie ermöglichten den Aufbau
einer offenen, verteilten und vernetzten Infrastruktur,
die momentan so viele Facetten
unserer gesellschaftlichen und ökonomischen Realität revolutioniert
Referenzen: « Internet 2, le Web de demain », /http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/telecoms/d/internet-2-le-web-de-demain_582/c3/221/p1
http://www.20minutes.fr/article/353755/Economie-Surendettement-Christine-Lagarde-ne-veut-pas-interdire-le-credit-revolving.php
« rE-veille: réflexions sur l’aventure Internet », http://reveille.wordpress.com/
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Der Kerngehalt des digitalen Internet
Für Anwender ist das Digitale
Internet bezüglich der Verbindung
zwischen Netzwerken in gewisser
Weise transparent.
Es erlaubt die standardisierte
Transmission formatierter
Datenpakete,
so dass sie heterogene Systeme
durchlaufen können,
indem sie das TCP/IP Protokoll
einhalten
Referenzen: Kurose J., Ross K. and Wesley A. “Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet”, 3rd edition., July 2004.
Parziale L., Britt D.T., Davis C., Forrester J., Liu W., Matthews C. and Rosselot N. “TCP-IP Tutorial and Technical Overview”, 2006. http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/gg243376.pdf
“Interconnection of access networks, MANs and WANs “, http://images.google.ca/imgres?imgurl=http://www.exfo.com/
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Für ein Physikalisches Internet
Das digitale Internet als Metapher für die physikalische Welt
Obwohl es grundlegende Unterschiede zwischen der
Physikalischen- und der Informations-Welt gibt,
So hat die Physikalische Internetinitiative zum Ziel die
Metapher des Internets auszuwerten,
um eine Vision für
eine nachhaltige und fortschrittliche Schlüssellösung
zu globalen Problemen vorzuschlagen,
die eng verknüpft sind mit der Art
wie wir weltweit physikalische Objekte
transportieren, bearbeiten, lagern, realisieren,
versorgen und konsumieren
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
13 Kerneigenschaften der Vision
vom Physikalischen Internet
VISION
Evolution in Richtung eines weltweiten Physikalischen Internet
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Dreizehn Kerneigenschaften der Vision
1.
Güter in Containermodule nach globalem Standard einpassen
2.
Universelle Interkonnektivität anstreben
3.
Übergang von Lagerungs- und Behandlungssystemen von Material zu Lagerungsund Behandlungssystemen von -Containern
4.
Intelligente vernetzte Container mit eingebetteten intelligenten Objekten nutzen
5.
Vom Punkt-zu-Punkt „Hub-and-Spoke“ Transport zu verteiltem, mehrstufigen
transmodalen Transport übergehen
6.
Ein mehrstufiges vereinheitlichtes Rahmenkonzept anwenden
7.
Ein offenes und globales Supply Web aktivieren und nutzen
8.
Design von Produkten die optimal in den Container passen
9.
Physikalische Bewegungen und Lagerungen minimieren durch digitale
Übertragung der Konstruktionsinformation und die Materialisierung der
Produkte so lokal wie möglich
10. Vernetzte Zuverlässigkeit und Netzstabilität priorisieren
11. Leistungszertifizierung und offene Leistungskontrolle einsetzen
12. Geschäftsmodellinnovation stimulieren
13. Eine offene Infrastruktur-Innovation ermöglichen
Benoit Montreuil
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Digitales Internet:
Von Informationen zu Paketen
 Das Digitale Internet überträgt nicht Information, es überträgt Pakete,
die Information einbetten
 Die Informationspakete sind für eine angepasste Verwendung im
Internet konzipiert
 Die Information ist im Paket gekapselt
und wird nicht explizit durch
das Internet bearbeitet
 Der Paket-Header enthält die ganze
erforderliche Information, um das Paket zu
zu identifizieren und es korrekt zum
gewünschtem Ziel zu führen
 Ein Paket ist für eine spezifische
Übertragung gebaut, und es wird
entpackt, sobald es sein Reiseziel
erreicht hat
Image: http://www.softlist.net/program/sniff_-_o_-_matic-image.html
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Version 1.7.1, 2011-03-01
Digitales Internet:
Von Informationen zu Paketen
 Das Digitale Internet beruht auf einem Protokoll, das
Datenpakete System-unabhängig strukturiert
 Auf diese Weise können Datenpakete durch verschiedene
Systeme und durch verschiedenartige Netzwerke
bearbeitet werden
• Modems, Kupferleitungen,
faseroptische Leiter, Router, usw.
• Lokale Netze,
Wide Area Networks, usw.
• Intranet, Extranet, Internet,
Virtual Private Networks, usw.
Referenzen:
Kurose J., Ross K. and Wesley A. “Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet”, 3rd edition., July 2004.
Parziale L., Britt D.T., Davis C., Forrester J., Liu W., Matthews C. and Rosselot N. “TCP-IP Tutorial and Technical Overview”, 2006. http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/gg243376.pdf
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Physikalisches Internet:
1. Güter in Weltstandardmodularen Container einkapseln
-Container sind Schlüsselelementen, um die notwendige
Interoperabilität für ein angemessenes funktionierendes
Physikalisches Internet zu ermöglichen
 Die Ware innerhalb eines -Containers ist als Inhalt des -Containers
modularisiert, und wird nicht explizit vom Physikalischen Internet
bearbeitet
 Abgestuft vom Cargo Container bis hin zu winzigen Größen
 Konzipiert, um auf einfache Weise durch verschiedenartige Transport-,
Behandlungs-, und Lagerungsmittel durchgeschleust zu werden
 Umweltfreundliche Materialien mit minimalem sekundären ökologischen
Fußabdruck
 Intelligente Tags, möglicherweise mit Sensoren, um ihre korrekte
Identifizierung, Routenführung und Instandhaltung zu ermöglichen
 verschiedene nutzungsangepasste strukturelle Größen
 Falls notwendig, Konditionierungsfähigkeiten (z.B. Temperatur-Kontrolle)
 Versiegelbar aus Sicherheitsgründen
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-Container:
Weltweit dimensional und funktionell
modularisiert und standardisiert
-container
Y
X
Z
Illustrative
modular
dimensions
0,12 m
0,24 m
0,36 m
0,48 m
0,6 m
1,2 m
2,4 m
3,6 m
4,8 m
6m
12 m
Referenz: B. Montreuil, B. Gilbert
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-Container:
Einfach zu manipulieren, lagern, transportieren, verketten, laden, entladen,
zu konstruieren und abzubauen, zusammenzusetzen und zu zerlegen
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Version 1.7.1, 2011-03-01
Physikalisches Internet
2. Die universelle Interkonnektivität anstreben
Hochleistungs-Logistikzentren und -Systeme,
ermöglichen eine schnelle, billige, leichte und zuverlässige
Containerverbindung
unabhängig von Modalität und Route,
mit dem übergreifenden Ziel
einer universellen Interkonnektivität
Referenzen:
Crainic, T.G. and Kim, K.H., Intermodal Transportation, Chapt. 8, Transportation, Handbooks in Operations Research and Management Science, C. Barnhart and G. Laporte (Eds.), North-Holland,, 467–537, 2007
Goetschalckx M. “Distribution System Design”. Chap. 13 in Logistics Engineering Handbook, 2008
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Digitales Internet:
Netzwerke und Router
 Routing ermöglicht die Herstellung der Internet
Performance durch eine sehr effiziente Orientierung
der Pakete in Bezug auf die Netzwerkknoten
 Routing nutzt die Leichtigkeit, Information zu
speichern und zu senden
 Die Routerfunktion ist äußerst einfach:
• Sie bewegt so schnell wie möglich Pakete zur nächsten
Maschine in der richtigen Richtung
 Weil alle Router Pakete bewegen, können sie
Millionen Pakete pro Minute bearbeiten
• Jeder Router enthält eine routing table (ein Regelwerk),
die ihm auf Basis des Endziels ermittelt, zu welcher
nächsten Maschine Pakete zu übertragen sind
References: Zuckerman E. & McLaughlin A., “Introduction to Internet Architecture and Institutions” : August, 2003
Perlman R, “Interconnections - Bridges, Routers, Switches, and Internetworking Protocols”; (2nd Edition) 1999
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
2. Die universelle Interkonnektivität anstreben
 Physikalische Internet-Knoten werden gleichzeitig Routing- und
Akkumulationsstellen innerhalb der Netzwerke sein, sowie
Schnittstellen zur Umgebung wie Eingangs- und Ausgangsports
 So wie sie gegenwärtig konzipiert sind, bremsen das Sortieren, die
Lagerung und die Behandlung der physikalischen Objekte die
Interkonnektivität
•
unabhängig davon, ob dies in einer Eisenbahnsortierstelle oder in CrossDocking Plattformen stattfindet
 Es gibt aber Ausnahmen:
•
Wie die vor kurzem eingeführten Containerhafen-Terminals
 Es gibt eine Notwendigkeit, die Entleerung, Ausrichtung, Lagerungund Ladeoperationen zu verallgemeinern, um sie insgesamt in den
modularen Containern des physikalischen Internets mit intelligenten
automatisierten Systemen anzuwenden
 Das Ziel besteht darin, die Ladeunterbrechung zeitlich und
wirtschaftlich praktisch unerheblich zu machen
Referenzen: Crainic, T.G. and Kim, K.H., Intermodal Transportation, Chap. 8, Transportation, Handbooks in Operations Research and Management Science, C. Barnhart and G. Laporte (Eds.), North-Holland, 467–537, 2007
Chopra & Meindl, Facility Decisions and Distribution Network - 2009_E4.5
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
3. Übergang von Lagerungs- und Behandlungssystemen von Material
zu Lagerungs- und Behandlungssystemen von
-Containern
Referenzen: Jacorsson, F. “A container for storage, transport, display and dispensing of products a blank for forming said container, a support system for said container
and a system comprising said container and support system.”, Patent WO2009093940; 2009-07-30
“Material Handling equipments” http://material-handling.com/
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Referenz: B. Montreuil, B. Gilbert R.D. Meller, E. Ballot
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Version 1.7.1, 2011-03-01
-Containern
-Containern
 Von Lagerungs- und Verarbeitungssystemen von -Containern wird
erwartet, dass sie:
• Schnelle und zuverlässige Eingang- und Ausgangs- Performance ermöglichen
• dass sie nahtlose Schnittstellen mit Fahrzeugen und Systemen haben, die die
Produkte hinein und hinaus transportieren, sowie Client-Softwaresysteme für
Container-Kommunikation und Verfolgung
• die Integrität der -Container kontrollieren und sichern
• Container im gewünschten Ausmaß absichern
• dass sie eine real-time Dokumentation vorsehen, für spezifische Performance
und Funktionen und für gezeigte Performance und Funktionen, aktualisiert
durch laufende Operationen
 Das betrifft gegenwärtig bekannte Verteilzentren, Cross-Docking
Zentren, Zug-Stationen, multimodale Zentren, Seehäfen, Flughäfen
usw.
Referenzen:
“Cross-Docking Distribution Center (DC)”, http://w3.uniroma1.it/francesco.filippi/Mastermar/download/04%20CrossDocking%20Distribution%20Center%20%28DC%29.pdf
Adewunmi A. and Aickelin U., “Optimisation of a crossdocking distribution centre simulation model”, 2006, http://ima.ac.uk/papers/adewunmi2008.pdf
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
4. Intelligente vernetzte Container
mit eingebetteten intelligenten Objekten nutzen
Die Fähigkeiten der intelligenten Container
des Digitalen Internet und dem World Wide Web
und ihrer gekapselten intelligenten Objekte
so gut wie möglich auswerten,
um die Performance wie sie die Kunden wahrnehmen,
sowie die Gesamtleistung des Physikalischen Internet
zu verbessern
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Das Physikalische Internet und
das "Internet der Dinge"
 Das Internet der materiellen Dinge erlaubt die
allgegenwärtige Verbindung physikalischer
Objekte, die mit einer intelligenten
Verbindungs-Technologie ausgerüstet sind, die
die Objekte kontinuierlich verbessert und die
Selbstkontrolle der Objekte durch Netzwerke
ermöglicht
Image: http://www.globetracker.biz/GlobeTracker/News.asp
• Es nutzt Technologien wie Internet, Web, RFID
und GPS aus
 Das Physikalische Internet soll so gut wie
möglich die Fähigkeiten der in intelligenten
Containern gekapselten Intelligenten Objekte
nutzen, um die vom Kunden und Nutzer
wahrgenommene Performance sowie die
Gesamtleistung des Physikalischen Internet
verbessern
References: Johnson M. E., “Ubiquitous Communication: Tracking Technologies within the Supply Chain”, Chap.20 in Logistics Engineering Handbook, 2008
Scott D. M., “Electronic Connectivity and Soft ware” Chap.20 in Logistics Engineering Handbook, 2008
“Building a Smarter Container”, RFID Journal, http://www.rfidjournal.com/article/articleview/655/1/1/
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
5. Umstellung vom Punkt-zu-Punkt „Hub-&-Spoke“ Transport zu
verteiltem mehrstufige transmodalem Transport
Verteilte mehrstufige Reise von -Containern
durch das Physikalische Internet,
mit bestimmten Mitteln bzw., Modalitäten
wobei inter-Knoten Segmente in Anspruch genommen werden
mit Transitknoten die synchronisierten Transfer auf Containern und/oder Trägern zwischen Segmenten erlauben,
und mit einer Websoftwareplattform
die einen offenen Markt
von Transportnachfrage und Transportangebot
(Transportlieferanten) vorsieht.
Benoit Montreuil
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Digitales Internet:
Verteilte mehrstufige Übertragung
 Im Digitalen Internet, laufen die Pakete die eine
gesamte Übertragung bilden, wie etwa eine E-Mail,
nicht direkt von einem Quellknoten A zum ReisezielKnoten B
 Die Pakete durchlaufen eine Reihe von Routern und
Kabeln (Kupfer oder Glasfasern), dynamisch und
werden vom Ursprung bis zum Bestimmungsort auf die
beste mögliche Weise durch die Routing-Algorithmen an
Staus vorbei durch das Netzwerk geleitet
• Ein Email von Quebec nach Lausanne kann zig Router auf
der Welt, von New York bis Beijing durchlaufen
 Außerdem müssen die Pakete nicht unbedingt
zusammen reisen
• Jedes kann am Ende eine verschiedene Reiseroute
genommen haben
• Die gesamte Nachricht wird nach Paket-Ankunft am
Endreiseziel rekonstruiert
References: Zuckerman E. & McLaughlin A., “Introduction to Internet Architecture and Institutions” : August, 2003
Kurose J., Ross K. and Wesley A. “Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet”, 3rd edition., July 2004.
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
verteiltem mehrstufig transmodalem Transport
 Wenn ein voller LKW-Anhänger von Quebec
nach Los Angeles transportiert werden soll,
ist es momentan höchst wahrscheinlich, daß:
• ein Fahrer und ein Lastwagen für die
mehrtägige Fahrt zuständig sind,
• der Fahrer in seinem LKW schläft und zu
seinem Reiseziel fährt,
• er, um eine leere Ruckreise zu vermeiden, den
näherst-möglichen Ort aufsucht, um einen
LKW-Anhänger zu finden, mit dem er
möglichst nahe an Quebec zurück kommen
kann
References: Powell W. B. “Real-Time Dispatching for Truckload Motor Carriers“, Chapter 15 in Logistics Engineering Handbook, 2008
McKinnon A., “Road transport optimization “,Chap. 17 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management - eBook (2007) Fifth Ed. Edited by Donald Waters
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Ein typischer Cowboy Transportweg
von Quebec nach Los Angeles
A typical cowboy haul from Québec to Los Angeles
Zurückzulegende Distanz: 5030 km
Fahrer: 1, Lastkraftwagen: 1, Anhänger: 1
Fahrzeit Hinweg: 48 Std
Fahrzeit Rückweg: 48 Std
Reisedauer auf der Hinfahrt: 120 Std
Reisedauer auf dem Rückfahrt: 120 + Std
Fahrzeit des Fahrers: 96 Std
Reisedauer des Fahrer: 240 + Std
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
verteiltem mehrstufige transmodalem Transport
 Im Physikalischen Internet wäre eine derartiger Ablauf
außergewöhnlich. Höchstwahrscheinlich wäre folgender:
• Ein erster Fahrer und LKW würden die Ladung zu einem 3 bis 6 Stunden
entfernten Transitpunkt transportieren
• Der Anhänger würde in einem Fach im Transitpunkt abgestellt werden
• Der erste Fahrer würde dann einen anderen Anhänger in Richtung n
Quebec aufnehmen
• Kurz danach, würde ein anderer Fahrer mit einem anderen LKW den
Anhänger aufnehmen und ihn zu einem nächsten Segment fahren
(Zweckmäßiger Weise, könnte er Ladungen aus LKW, Bahn, Schiff oder
einem Flugzeug aufnehmen)
• Im Verlauf der gesamten Strecke nach Los Angeles, würde sich dieser
Prozess wiederholen
• Der Spediteur oder sein Vertreter hätte a priori die Beförderung auf jedem
Segment und den Aufenthalt an jedem Transitpunkt so geplant, dass seine
Interessen in bezüglich Preis, Synchronisation Timing und Risiken am
besten gewahrt bleiben
Reference: “Warehousing And Cross-Docking”, http://www.3pd.com/Services/JobSiteWarehousing.aspx
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Mehrstufige Reise von Quebec nach Los Angeles
Québec
20
Montréal
81Alexandria Bay, US border
Syracuse
90
Buffalo
90
71 Cleveland
Columbus
70
Indianapolis
70
44 St-Louis
Springfield
20-401
44
44
Tulsa
Oklahoma City
Amarillo
40
Zurückzulegende Distanz (Km):
Albuquerque
40
40
40
15-10
40 Needles
Barstow
Los Angeles
Flagstaff
Ende zu Ende
Reise
Verteilte
Reise
Fahrer:
Lastkraftwagen:
Anhänger:
5030
1
1
1
5030
17
17
1
Einwegfahrzeit (Std):
Rückkehr Fahrzeit (Std):
Totalzeit an Transitpunkten(Std):
48
48
0
51
51
9
Einwegzeit des Anhängers (Std)
Rückkehrzeit des Anhängers (Std)
Totalreisezeit (Std):
Durchschnitt Fahrzeit pro Fahrer (Std):
120
120
240
96+
60
60
120
6+
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Version 1.7.1, 2011-03-01
-Transit Zentren
die den mehrstufigen Transport
durch das Physikalisches
Internet ermöglichen
Referenz: B. Montreuil, R.D. Meller et E. Ballot
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Straßen-Wasser -Hub:
Konzipiert
um verteilten mehrstufigen
transmodalen Transport
von -Containern durch das
Physikalische Internet zu
ermöglichen
Referenz: B. Montreuil, R.D. Meller et E. Ballot
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Straßen-Schienen -Hub: Konzipiert um verteilten
mehrstufigen transmodalen Transport von -Containern
durch das Physikalische Internet zu ermöglichen
Reference: B. Montreuil, E. Ballot, C. Montreuil et D. Hakimi
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Version 1.7.1, 2011-03-01
6. Ein mehrstufiges vereinheitlichtes Rahmenkonzept anwenden
Intra-Zentrum inter-Prozessoren Netzwerk
Anlage 1
Anlage 3
Anlage 5
Anlage 2
Anlage 4
Anlage 6
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AbgangsStation
AnkunftsStation
Zentrum 1
Intra-Einrichtung Inter-Zentren Netzwerk
Anlage 1
Équipement 6
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 1
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 1
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
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Station
de sortie
Équipement 3
Station
d’arrivée
Zentrum 6
Équipement 1
Station
de sortie
Zentrum 3
Station
de sortie
Équipement 5
Station
d’arrivée
Équipement 3
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Zentrum 5
Équipement 1
Außenlieferant
Équipement 4
Équipement 1
Station
de sortie
Équipement 2
Station
d’arrivée
Équipement 5
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Zentrum 4
Équipement 3
Zentrum 2
Station
d’arrivée
Innenlieferant
Zentrum 1
Équipement 1
Innenlieferant
Équipement 6
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 4
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Équipement 5
Équipement 3
Centre 3
Équipement 5
Équipement 3
Centre 2
Équipement 6
Équipement 4
Équipement 1
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 2
Équipement 4
Centre 3
Équipement 1
Centre 2
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 1
Équipement 1
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Centre 4
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 1
Centre 5
Équipement 3
Équipement 5
Équipement 4
Centre 6
Équipement 6
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Benoit Montreuil
Équipement 4
Équipement 2
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 3
Centre 3
Équipement 3
Centre 2
Équipement 1
Équipement 1
Ausrüstung 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 4
Équipement 4
Équipement 2
Équipement 2
Équipement 4
Équipement 3
Centre 6
Équipement 3
Équipement 1
Centre 5
Équipement 3
Équipement 2
Équipement 1
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Außenlieferant
Centre 4
Station
de sortie
Équipement 1
Ausrüstung 4
Équipement 5
Équipement 2
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Équipement 6
Équipement 3
Équipement 3
Centre 6
Centre 1
Équipement 1
Équipement 5
Équipement 4
Équipement 1
Équipement 2
Außenlieferant
Équipement 6
Station
de sortie
Équipement 4
Station
de sortie
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Équipement 6
Station
d’arrivée
Équipement 2
Station
d’arrivée
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Innenlieferant
Équipement 4
Équipement 3
Centre 6
Équipement 4
Équipement 3
Centre 5
Équipement 4
Équipement 3
Centre 4
Équipement 5
Station
d’arrivée
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 3
Station
de sortie
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Innenlieferant
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 5
Ausrüstung 3
Équipement 3
Équipement 1
Station
d’arrivée
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Station
d’arrivée
Station
d’arrivée
Station
d’arrivée
Station
de sortie
Station
de sortie
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Station
d’arrivée
Centre 1
Équipement 4
Innenlieferant
Équipement 2
Équipement 6
Équipement 3
Station
d’arrivée
Centre 5
Équipement 1
Station
d’arrivée
Équipement 5
Station
d’arrivée
Équipement 3
Équipement 4
Station
de sortie
Station
d’arrivée
Station
de sortie
Station
de sortie
Station
de sortie
Centre 2
Équipement 5
Équipement 2
Station
de sortie
Centre 3
Équipement 1
Équipement 3
Équipement 6
Station
de sortie
Équipement 4
Station
de sortie
Équipement 2
Équipement 1
Station
d’arrivée
Équipement 5
Station
de sortie
Centre 1
Ausrüstung 1
Station
d’arrivée
Équipement 3
Station
de sortie
Außenlieferant
Centre 1
Station
d’arrivée
Équipement 1
Außenlieferant
Équipement 1
Standort 1
Centre 4
Intra-Standort Inter-Einrichtungen Netzwerk
Intra-Stadt
InterStandorten
Netzwerk
-transits et -hubs
In Richtung
dauerhafte
Stadtlogistik
durch
-ermöglicht
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Version 1.7.1, 2011-03-01
Intra-Staat
Inter-Städten
Netzwerk
-transits et -hubs
Québec, Canada
North eastern states,
U.S.A.
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Version 1.7.1, 2011-03-01
Weltweit Interkontinentale Netzwerke
Intra-Kontinental Inter-Land Netzwerk
Intra-Land Inter-Staat Netzwerk
Intra-Staat Inter-Städten Netzwerk
Intra-Stadt Inter-Einrichtung Netzwerk
Intra-Einrichtung Inter-Zentren Netzwerk
Intra-Zentrum inter-Prozessoren Netzwerk
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Version 1.7.1, 2011-03-01
7. Ein offenes und globales Supply Web aktivieren und nutzen
Ein offenes Netz (Web) aus Produktions- und Verteilzentren,
Lagerhäusern, Hubs und Transitzentren,
die es den Produzenten, Groß- und Einzelhändlern ermöglicht,
ihre
-Produktcontainer in zahlreichen, geographisch verteilten
Zentren dynamisch abzusetzen,
sie zu produzieren, bewegen und zu lagern,
als schnelle, effiziente, und zuverlässige Bearbeitung
spontaner Anfragen
Physikalische Äquivalente zum Intranet,
zu Virtuellen Privaten Netzwerken,
Cloud Computing und Cloud Storage entwickeln
Referenzen: “Virtual warehousing”, Jeroen van den Berg Consulting , 2001
Chopra & Meindl, “Facility Decisions and Distribution Network “, 2009_E4.5
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
7. Ein offenes und globales Supply Web aktivieren und nutzen
 Da Produkte und Materialien in den modularen
gesicherten Containern transportiert und gelagert sind,
ermöglicht dies:
• Lagerhäusern und Distributionszentren Container einer
großen Kundenvielfalt zu akzeptieren und damit eine
unbestimmte Anzahl verschiedener Produkte, solange sie
Spezifizierungen von Durchsatz, Sicherheit, Behandlung und
Größenordnungen einhalten
• Bedeutende Verbesserung der Nutzungskapazität und Anlagerentabilität
• signifikante Reduktion des Kapitaleinsatzes und erhebliche
Verbesserung der logistischen Kosten und der Zustellung
Referenz:
Montreuil, B., Labarthe, O., Hakimi, D., Larcher, A., & Audet, M. Supply Web Mapper. Proceedings of IESM Industrial Engineering and Systems Management,Conference, Montréal, Canada, May 13-15, 2009
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Gegenüberstellung unabhängiger
Versorgungsnetze und eines Open Supply Web
Unternehmen 1
3 2 1 2 3 2 1 2
1
1 2 1
2 1
2 1 1 2 3 2 1 2
1
1 2 3 3 2 3
1
2 2 3 3 2 1 2
3 2 1 2 2 1 1
1 2 2 1 2
2 1
3 2 1 2 3 3 2 3
Anlagen: 4
DZ: 16
max. Durchlaufzeit : 3
Mittlere Durchlaufzeit : 1,75
Anlage: 1
DZ: 4
Mittlere Durchlaufzeit: 1,73
Open Supply Web
mit Aktuelle DZ
Anlagen: 4
DZ: 16
3
2
1
1
2
2
1
2
2 1 1
1 1
1 2
1 2
1
1
1 1 2
1
1 1 2
Unternehmen 2
3 2 3 3 2 1 2 3
12
2 1 2 2 1
3
2
2
1
1 2
1
2 1 2 3 3 2 32
3 2 2 3 2 1 2 1
1
32 1 2 1
1 2 1 2 1
2 1
3 2 1 2 3 2 3 2
Unternehmen 3
1 2 3
3 2 2 1
2 1 2 2 1 1 2 3
1 2
1 1 2 1
2 1 2 3 2 1 2 3
3 2 2 3 3 2 1 2
1
3 2 1 2 2 1
2 1 1 2 2 1 2
3 2 1 2 3 3 2 3
Anlage 1
DZ: 4
max. Durchlaufzeit: 3
1 1 2
1
1
1 1 2
1 1 1
1
1
2
2
1
1
2 1
1
2
3
2
3
2
2
1
2
2
1
2
Anlage: 1
DZ: 4
2 1 2 1
1 1 2
1 1 2 1
1 2 2
1 2 3 2
1 2 2 1
1 22
1 2 3 2
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1
1
1
1
1
1
2
1
2
2
1
1
2
3
2
3
3
2
2
1
Unternehmen 4
3 2 1 2 3 3 2 3
1 2 2 1 2
2 1
3 2 1 2 2 1
1
3 2 1 2 3 2 1 2
1 2 3 3 3
2 1
2 1 1 2 3 2 1 2
1 1 2 2 1
1
2 1 2 3 3 2 1 2
Anlage 1
DZ: 4
Open Supply Web
mit optimierte DZ
Anlagen: 4
DZ: 3
Mittlere Durchlaufzeit : 1,48
Von privaten Versorgungsnetzwerken
zu Open Supply Web
Private Netzwerke von fünf Unternehmen
bedienen Kunden in Kanada und den USA:
Lieferung innerhalb eines Tages mit 42 DZ und 5 Fabriken
47 Anlagen
Absichern
eintägiger Lieferung
durch jede Firma
auf ihren
Absatzmärkten
30 Anlagen
Supply Web mit 25 DZ and 5 Fabriken
Referenz: Montreuil and Sohrabi, From Private Supply Networks to Open Supply Webs, IERC 2010
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
8. Produktdesign unter Berücksichtigung
optimaler Container-Raumnutzung
Produkte sind so konzipiert,
um die Last die sie auf dem Physikalischen Internet erzeugen
zu minimieren, mittels Anpassung der Dimensionen
an Standardcontainer Dimensionen,
und mit maximaler volumetrischer und funktionaler Dichte
für ihre Verpackung in Containern
Reference: Seliger G., “Sustainability in Manufacturing - Recovery of Resources in Product and Material Cycles” (Ed. by Günther Seliger, Sringer Verlag, 2007
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
8. Produktdesign unter Berücksichtigung
optimaler Container-Raumnutzung
 Produktdimensionen sind in die Standardcontainer Dimensionen
angepasst
• Damit das gepackte Produkt in einen Container mit kleinem Ökologischen
Fußabdruck passt
 Um Transport und Lagerung von Luft zu vermeiden, sollten Produkte
entworfen und konstruiert werden, so dass sie eine maximale
volumetrische Dichte haben solange sie sich in Physikalischen Internet
Containern befinden, bei Gebrauch extrahierbar entsprechend ihren
Anwendungsdimensionen
 Produkte sollten entworfen werden, so dass nur Key-Komponenten und
Module intensiv durch das Physikalisches Internet geschickt werden
müssen:
• in der Gebrauchsnähe zusammen mit am Ort verfügbaren Objekten einfach zu
komplettieren sind
 Produkte in den Containern des Physikalischen Internet sollten so
funktionell dicht wie möglich sein
• Die Funktionsdichte kann als das Verhältnis der genutzten Funktionalität zum
Produkt aus Gewichts und Volumens ausgedrückt werden
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
9. Physikalische Bewegungen und Lagerung minimieren durch digitale
Übertragung des Know-Hows und möglichst lokale Materialisierung der Produkte
Im Allgemeinen
ist es viel einfacher und billiger,
digitale Informationsobjekte zu transportieren und zu lagern,
als Physikalische Objekte
Referenzen: Waters D., “Trends in the supply chain”, Chap. 1 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management , 2007) Fifth Ed., Ed. by Donald Waters
Duncan R., “Internet traders can increase profitability by reshaping their supply chains” Chap. 19 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management , 2007 5th Ed. by D. Waters
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Das Physikalisches Internet soll die wissensbasierte
Dematerialisierung physikalischer Produkte und ihre
Rematerialisierung als physikalische Objekte am Gebrauchsort
umfassend ausnützen
Mit zunehmender Reife
des Physikalisches Internet soll es immer
mehr offene, verteilte und flexible Produktionszentren umfassen
die für die Kunden eine Vielzahl von Produkten
realisieren (erstellen, assemblieren, endfertigen) können
aus digital übertragenen Spezifikationen,
aus lokalen physikalischen Objekte und ggf.
aus kritischen physikalischen Objekten von entfernten Quellen
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Die Third Party Produktion nimmt einen ständig wachsenden
Anteil des Gesamtproduktionsmarktes ein,
und die interne Produktion ist fest
auf empfindliche Kernobjekte beschränkt
wissensbasierte Produktrealisierung sollten geschützt
werden, und die Authentizität der materialisierten Produkte
sollte gesetzlich anerkannt werden
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
10. Vernetzte Zuverlässigkeit
und Netzstabilität priorisieren
Das Gesamtnetz der Netze des globalen Physikalischen
Internets sollte seine eigene Reliabilität und diejenige seiner
Container und seinen Speditionen rechtfertigen.
Die Verflechtung der Netzwerke und die Multiplikation der
Knoten sollten die Robustheit und Stabilität (Resilienz) des
Physikalischen Internet gegenüber unvorhersehbaren
Ereignissen sicherstellen
Wenn Z.B., ein Knoten oder ein Netzwerksegment ausfällt,
sollte der Containerverkehr so leicht und automatisch wie
möglich umgeleitet (reroutable) werden können
Reference: Peck H., “Supply chain vulnerability, risk and resilience”, Chap. 14 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
10. Vernetzte Zuverlässigkeit
und Netzstabilität priorisieren
 Das Digitale Internet soll Informationsflüsse zuverlässig auf
Grund seiner intrinsischen Natur und Struktur transportieren
 Es besteht nicht nur darin, Information von einem Punkt des
Netzwerks zu einem anderen zu transportieren, sondern darin,
ihren Zusammenhang zu gewährleisten und ihre Verfälschung
durch äußere Einflüsse zu verhindern
 Dies wird erreicht durch Paketkapselung
 Auf die gleiche Weise, besteht im Physikalischen Internet, eine
wesentliche Eigenschaft der Container darin:
•
Ihre eigene physikalische Integrität zu garantieren
•
die Integrität des physikalisches Inhalts und
•
die Integrität ihrer zugehörigen Information
Ref.: Shi X. and Chan S., “Information systems and information technologies for supply chain management”, Chap. 11 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
11. Kompetenzzertifizierung und
offenes Performance Monitoring einführen
Mehrstufige Zertifizierungen im Physikalischen Internet
für Container, Bearbeitungssysteme, Fahrzeuge,
Informationssysteme
Häfen, Verteilzentren,
Straßen, Städte und Gebiete,
Protokolle und Prozesse, usw.
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
11. Kompetenzzertifizierung und
offenes Performance Monitoring einführen
aktuelles, offenes Monitoring der tatsächlich erreichten
Leistungsfähigkeit aller zertifizierten -Akteure und Entitäten
bezüglich der wichtigsten Erfolgskennziffern, der kritischen
Parametern wie Geschwindigkeit, Dienstlevel, Zuverlässigkeit,
Schutz und Sicherheit
Ein derartiges Monitoring der Leistungsfähigkeit ist weltweit
öffentlich verfügbar, um tatsachenbezogene Entscheidungen treffen
zu können und um kontinuierliche Verbesserung zu stimulieren
Offene Information soll gewährleistet werden unter Beachtung von
Vertraulichkeit der spezifischen Transaktionen
Ref.: Shi X. and Chan S., “Information systems and information technologies for supply chain management”, Chap. 11 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
12. Geschäftsmodellinnovation anregen
Innovative Geschäftsmodelle
für die Kommerzialisierung des Physikalischen Internet
ermöglichen Angebote
unterschiedlichster Art mit innovativen Gewinnmodellen
für Investoren
Wie werden die potenten Äquivalente von
Amazon, eBay und Google heißen?
Wie werden sich Hersteller, Großhändler, Einzelhändler,
Transporteure, Logistik-Versorger (Logistik-Lieferanten) und Lösungslieferanten
entwickeln,
um das Physikalische Internet optimal einzusetzen?
Reference:
Crainic, T.G. and Kim, K.H., “Intermodal Transportation”, Chap. 8 in Transportation, Handbooks in Operations Research and Management Science, Barnhart C. and Laporte G.
(Eds.), North-Holland, Amsterdam, 467–537, 2007
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Vergütung der Spieler
 Im Digitalen Internet wird die Informationsübertragung
meistens refinanziert durch Pauschalgebühren für
Paketangebote basierend auf den Grenzkosten
 Im Physikalischen Internet erzeugt die Containertransmission
nicht unbedeutende Kosten für jeden Operateur, der die
Betreuung eines Teilstück der Transmission übernommen hat
 Es ist infolgedessen notwendig, Geschäftsmodelle für
Kommerzialisierungsangebote, sowie für Gewinnmodelle zu
definieren
• zur Zeit existieren Beispiele, um die Realisierung in die Wege zu
leiten, namentlich in der Luftverkehrsbranche
Reference:
Crainic, T.G. and Kim, K.H., “Intermodal Transportation”, Chap. 8 in Transportation, Handbooks in Operations Research and Management Science, Barnhart C. and Laporte G.
(Eds.), North-Holland, Amsterdam, 467–537, 2007
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
 Das Digitale Internet hat eine Vielfalt neuer Geschäfte
und Geschäftsmodelle zwischen Dienstanbietern und EEinzelhändlern geschaffen
 Die Einführung des Physikalischen Internets wird sicher
dieselbe Wirkung haben und die Innovation von
Geschäftsmodellen anregen:
• In den unterschiedlichen Logistik- und Transportindustrien für die
Technologie und die Diensterbringer, die Third-party Akteure,
Physikalische Web-Software-Dienstleistungen, usw.
• In der Produktion-, den Groß- und Einzelhandels-Industrien, mit
Geschäftsmodellen die die Kapazitäten des open Web nutzen, die
das Physikalische Internet ermöglicht
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Systemische Kohärenz und Interoperabilität der Werkzeuge
müssen die transparente Inanspruchnahme
des belastbaren Umgangs, der Lagerungs- und Transportmittel,
die momentan oder zukünftig existieren, ermöglichen.
Diese sind zur Zeit nur schwer anwendbar und verringern folglich
ihre mögliche positive Umweltentlastung
Die Homogenität des Physikalischen Internet bezüglich der
Containermodule mit ihren gekapselten Objekten
sollte eine bessere Nutzung der Mittel ermöglichen und
infolgedessen die Kapazitäten der Infrastrukturen
durch zur Zeit unerreichbare Innovationen vergrößern
indem Standardisierungen, Rationalisierungen und
Automatisierungen intensiv genutzt werden
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Dreizehn Kerneigenschaften der Vision
1.
Güter in Containermodule nach globalem Standard einpassen
2.
Universelle Interkonnektivität anstreben
3.
Übergang von Lagerungs- und Behandlungssystemen von Material zu Lagerungsund Behandlungssystemen von -Containern
4.
Intelligente vernetzte Container mit eingebetteten intelligenten Objekten nutzen
5.
Vom Punkt-zu-Punkt „Hub-and-Spoke“ Transport zu verteiltem mehrstufigen
transmodalem Transport übergehen
6.
Ein mehrstufiges vereinheitlichtes Rahmenkonzept anwenden
7.
Ein offenes und globales Supply Web aktivieren und nutzen
8.
Design von Produkten die optimal in den Container passen
9.
Physikalische Bewegungen und Lagerungen minimieren durch digitale
Übertragung des Konstruktionsinformation und die Materialisierung der
Produkte so lokal wie möglich
10. Vernetzte Zuverlässigkeit und Netzstabilität priorisieren
11. Leistungszertifizierung und offene Leistungskontrolle einsetzen
12. Geschäftsmodellinnovation stimulieren
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Positionierung des Physikalischen Internet
World Wide Web (WWW)
Digital Internet
Digital information Packets
Smart Grid
Connecting Physical objects through WWW
Internet of Things
Smart Networked Objects
Energy
Internet
Energy
Packets
Open Supply Web
Physical Internet
Smart Physical Packets
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Realisierung der Vision
VISION
Übergang zu einem weltweiten Physikalischen Internet
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Physikalisches Internet:
Globale, systemische und nachhaltige Vision
einer stimulierenden und prägenden Aktion weltweit
Individuelle Initiativen durch Unternehmen,
Industrien und Regierungen
sind notwendig aber nicht ausreichend
Es besteht die Notwendigkeit
einer makroskopischen, holistischen, systemischen Vision,
die einen einheitlichen, inspirierenden und stimulierenden
Rahmen anbietet
Es gibt einen Bedarf für eine kombinierte Menge
globaler und lokaler Initiativen
auf diese Vision hin.
Diese kann aufbauen
auf derzeitigen Aktivposten und Projekten,
um vom aktuell global nicht nachhaltigen
zum gewünschten global nachhaltigen Zustand zu kommen.
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Physikalisches Internet Implementierung
Progressive Installation, Zusammenarbeit und Zertifizierung
Die weitreichende Entwicklung und der Einsatz
des Physikalischen Internet
werden nicht über Nacht in einer Bick-Bang-Logik
sondern eher in einer kontinuierlichen Logik
der Kohabitation und der progressiven Entwicklung erreicht,
angetrieben von Akteuren,
die stufenweise die Physikalischen Internetnormen integrieren
und immer wertvolleren Gebrauch und Nutzung davon machen
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Physikalisches Internet Implementierung
Progressive Installation, Zusammenarbeit und Zertifizierung
 eine sanfte Übergangsphase wird mit Umdenken und
Anpassungen beginnen und dann eher transformative
Phasen realisieren
 Das Physikalische Internet könnte sich deshalb allmählich
konstituieren durch mehrstufige Zertifizierung der:
•
Protokolle
•
•
Container
der Bearbeitungs- und Lagerungs-Technologien,
Verteilungszentren, Produktionszentren, Bahnstationen, der
Häfen, und multimodalen Hubs
der Informationssysteme (z.B. für Reservierung, intelligente
Etiketten, Portale)
der städtischen Zonen und Regionen, der Ländergrenzen
•
•
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Zusammenfassung (1/2)
Dieses Manifest umreißt eine Vision,
ein neues Paradigma
für die Zukunft des Umgangs mit Gütern,
ihren Transport, ihre Nutzung, Lagerung, Identifizierung und
Auslieferung als physikalische Objekte weltweit.
Es beinhaltet den Vorschlag, das Internet,
das die digitale Welt revolutioniert hat,
als Basis-Metapher und Leitmotiv
von Innovationen in der physikalischen Sphäre zu nutzen.
Das dargestellte physikalische Internet
soll nicht das digitale Internet kopieren.
Es soll vielmehr eine umfassende, handfeste,
systemische Vision inspirieren und kreieren,
um wirklich nachhaltige Lösungen
für die Probleme der Vergangenheit und Gegenwart zu finden
und unserer Vision ein Ziel zu bieten.
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Zusammenfassung (2/2)
Mit diesem Manifest und dem Forschungsvorhaben, das seine
schriftliche Fassung ermöglichte, wurde einen ersten Schritt
verwirklicht.
Weit mehr sind erforderlich, um diese Vision auszugestalten
- und noch wichtiger um ihr mit realen Initiativen und Projekten Substanz zu verleihen.
Damit entwickeln wir in positiver Art und Weise
unsere gemeinsame Zukunft.
Das erfordert einen hohen Grad der Zusammenarbeit
zwischen Hochschulen, Industrie und Regierungen
über Kontinente, Länder und lokale Institutionen hinweg.
Ihre Hilfe ist gefragt
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Danksagung
Wir danken Herrn Eckhard Dietz
für die Überarbeitung der deutschen Texte
dieser Präsentation.
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01
Questions and comments are welcome
Questions et commentaires sont les bienvenues
Fragen und Kommentare sind willkommen
Las preguntas y los comentarios son bienvenidos
[email protected]
Benoit Montreuil
Version 1.7.1, 2011-03-01

Physical Internet Manifest - Physical Internet Initiative

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