Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten

Transcrição

Arbeitspapiere der FOM
Klumpp, Matthias / Marner, Torsten / Sandhaus, Gregor (Hrsg.)
ild Schriftenreihe Logistikforschung
Band 43
Real-time Tracking and Tracing
bei Überseetransporten –
technische Realisierung und
wirtschaftliche Auswirkungen
der Implementierung
Steltemeier, Bastian / Bioly, Sascha
© 2014 by
MA Akademie Verlagsund Druck-Gesellschaft mbH
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Steltemeier, Bastian / Bioly, Sascha
Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten – technische Realisierung
und wirtschaftliche Auswirkungen der Implementierung
FOM Hochschule für Oekonomie & Management
ild Institut für Logistik- & Dienstleistungsmanagement
Schriftenreihe Logistikforschung
Band 43, August 2014
ISSN 1866-0304
Essen
Die Autoren danken Kai Lorberg für Korrekturhinweise zu dieser Publikation
Schriftenreihe Logistikforschung Band 43: Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten
II
Inhaltsverzeichnis
Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................ III
Abbildungsverzeichnis ................................................................................................. IV
Tabellenverzeichnis ...................................................................................................... V
Abstract ....................................................................................................................... VI
1
2
Einleitung ............................................................................................................... 1
1.1
Problemstellung ............................................................................................ 1
1.2
Zielsetzung ................................................................................................... 2
Technische Möglichkeiten für Telematikanwendungen .......................................... 4
2.1
Wireless Personal Area Network................................................................... 4
2.1.1 Grundlagen des IEEE 802.15..................................................................... 4
2.1.2 ZigBee ........................................................................................................ 8
2.1.3 RFID als alternative technische Möglichkeit ............................................ 14
2.2
Globale Informationssysteme...................................................................... 15
2.2.1 Satellitensysteme zur Positionsbestimmung ............................................ 15
2.2.2 Systeme zur mobilen Datenübertragung.................................................. 17
3
Tracking und Tracing ........................................................................................... 20
3.1
Praxis der Warenverfolgung........................................................................ 20
3.1.1 Grundlagen der Verfolgung ...................................................................... 20
3.1.2 Methoden und Einheiten der Verfolgung.................................................. 21
3.2
4
Mögliche Methode der Verfolgung .............................................................. 25
Betriebswirtschaftliche Auswertung ...................................................................... 34
4.1
Analysemittel .............................................................................................. 34
4.1.1 Eingrenzung der zu betrachtenden Analysemittel ................................... 34
4.1.2 Analysemethoden quantitativer Daten ..................................................... 34
4.1.3 Analysemethoden qualitativer Daten ....................................................... 39
4.2
Auswahl und Anwendung der Mittel ............................................................ 43
4.2.1 Auswahl der Analysemittel ....................................................................... 43
4.2.2 Quantitative Auswertung .......................................................................... 45
4.2.3 Qualitative Auswertung............................................................................. 51
5
Fazit ..................................................................................................................... 55
5.1
Zusammenfassung ..................................................................................... 55
5.2
Zielerreichung und Perspektiven ................................................................. 56
Literaturverzeichnis ..................................................................................................... 59
III
Abkürzungsverzeichnis
3PL .......Third-Party-Logistics-Provider
KEP ..... Kurier, Express und Pa-
4PL .......Fourth-Party-Logistics-Provider
ketdienst
AEI .......Automated Equipment Identifi-
LCC ..... Lifecycle Costing
cation
LEO ..... Low Earth Orbit
AES ......Advanced Encryption Standard
LLC ...... Link Layer Control
ASCII ....American Standard Code for
MAC..... Media Access Control
Information Interchange
AVI .......Automated Vehicle Identification
MANet.. Mobile Ad-Hoc Network
Mb/s ..... Megabit pro Sekunde
MEO .... Medium Earth Orbit
AVL.......Automated Vehicle Location
ms ........ Millisekunden
BAN ......Body Area Network
PHY ..... Physical Layer
BGAN ...Broadband Global Area Net-
RFD ..... Reduced Function Device
work
DFÜ ......Datenfernübertragung
FEU ......Forty-foot Equivalent Unit
FFD ......Full Function Device
GEO .....Geostationary Orbit
GPRS ...General Packet Radio Service
GSM .....Global System for Mobile
Communication
RFID .... Radio-Frequency Identification
SSCC... Serial Shipping Container
Code
STEP ... Social, Technological, Economical und Political
SWOT .. Strenght, Weaknesses, Opportunities und Threats
T&T ...... Tracking und Tracing
HF ........Hochfrequenz
TBO ..... Total Benefit of Ownership
HSCSD .High Speed Circuit Switched
TCO ..... Total Cost of Ownership
Data
IEEE .....Institute of Electrical and Electronics Engineers
ISM .......Industrial, Sciene, MedicalBand
ISO .......International Organization for
Standardization
kb/s .......Kilobit pro Sekunde
kB/s ......Kilobyte pro Sekunde
TEU ..... Twenty-foot Equivalent Unit
UMTS .. Univeral Mobile Telephone
System
WLAN .. Wireless Local Area Network
WMAN . Wireless Metropolitan Area
Network
WPAN .. Wireless Personal Area Network
IV
Abbildungsverzeichnis
Abbildung 1: IEEE 802.15 Arbeitsgruppenorganisation ................................................. 6
Abbildung 2: ZigBee-Netzwerktopologien ................................................................... 12
Abbildung 3: GPS-Satellitennetz ................................................................................. 16
Abbildung 4: ISO-Ebenenmodell logistischer Einheiten .............................................. 22
Abbildung 5: Dimensionen von Containerschiffen ....................................................... 27
Abbildung 6: Möglicher Aufbau eines ZigBee-Netzwerkes auf einem Schiff ................ 31
Abbildung 7: Diagramm des Break-even Punkts ......................................................... 47
V
Tabellenverzeichnis
Tabelle 1: Zusammenfassung der Analysemittel ......................................................... 45
Tabelle 2: Kostenvergleich der Satellitenbetreiber ...................................................... 48
Tabelle 3: Kostenentwicklung basierend auf den Zyklusintervallen ............................. 49
Tabelle 4: Zusammenfassung der Einzelkosten .......................................................... 49
Tabelle 5: Prognose des Lifecycle Costing ................................................................. 50
Tabelle 6: Gesamtkosten pro Zeitzyklus ..................................................................... 50
Tabelle 7: Bewertung der Tracking- und Tracingalternativen ...................................... 52
Tabelle 8: Ergebnisse der Nutzwertanalyse ................................................................ 52
Tabelle 9: Interne Analyse der Stärken und Schwächen ............................................. 53
Tabelle 10: Externe Analyse der Chancen und Bedrohungen ..................................... 53
Tabelle 11: SWOT-Analyse ........................................................................................ 54
VI
Abstract
The surveillance of supply chains will become more and more important by the rising
complexity of the commodity flow. By the integration of telematics systems in the container traffic a tracking and tracing function can be realized. Safety stock and therefore
the capital connection of an enterprise can be reduced by the improved prediction of the
exact dates of delivery. The consistent surveillance of the transports can reduce the loss
of goods and opens a more adaptable interception management.
Based on these possibilities this research paper treats the technical realization of a tracking and tracing of containers on oversea transports, as well as the economic aspects of
such a system. Therefor the technical bases of the used ZigBee technology are examined. In addition the existing tracking and tracing systems are analyzed on its qualities
and compared with the ZigBee-Solution. After the choice and use of suitable economic
analysis methods the possibilities as well as chances and risks of the system are specified finally.
1
Einleitung
1.1
Problemstellung
1
Seit Anfang des Jahrtausends bekam das Internet mit dem Schlagwort Internet der
Dinge eine neue Dimension. Das Internet der Dinge ermöglicht es, Gegenstände mit
einer eigenen Identität zu versehen und virtuell darstellbar zu machen. Durch diese Entwicklung können Gegenstände im Internet agieren und bilden darauf basierend eine
neue Art der Informationstechnik. Bekannt wurde das Internet der Dinge durch Versuche
mit der Autoidentifikation von Gegenständen auf Basis der Radio-Frequency-Identification (RFID). Diese Technik wurde zunächst erfolgreich in der Intralogistik eingesetzt und
soll nun zunehmend auch in die Supply Chains eingeführt werden.1
Die Transparenz von Supply Chains und insbesondere der Transportwege zwischen
Knotenpunkten wird zukünftig immer gefragter werden. Durch die Einbindung von Telematiksystemen in die Frachtträger sowie in die Ladungsträger kann eine Tracking und
Tracing Funktion (T&T) realisiert werden. Dies ermöglicht eine Optimierung der Supply
Chains und Transportwege. Durch die verbesserte Vorhersagbarkeit der Liefertermine
können Sicherheitsbestände und somit die Kapitalbindung einer Unternehmung reduziert werden. Die stetige Überwachung der Transporte kann den Verlust von Waren reduzieren und eröffnet ein flexibleres Interception Management.2
Der Realisierung ganzheitlicher T&T Systeme stehen derzeit noch technische Probleme
im Wege, die es zu lösen gilt. Das wesentliche Problem liegt bei der Echtzeiterfassung
von Ladungsträgern per Funk. Die intensive Nutzung von vorhandenen Funkfrequenzen
erzeugt Überlagerungen sowie Kollisionen auf den Funkkanälen und stört so die fehlerfreie Datenübertragung. Auch die Ladungsträger selber wie die Frachtcontainer behindern aufgrund ihrer metallischen Substanz einen reibungslosen Funkverkehr. Insbesondere bei Containerschiffen ist die Funkerfassung erschwert, da die Container eng gestaffelt werden und durch die Metallmassen wenig freier Raum für Funkübertragungen
verbleibt. Somit stellt sich die Frage, wie eine Echtzeitcontainerverfolgung auf See technisch realisiert werden kann und welche wirtschaftlichen Aspekte die Implementierung
beeinflusst.3
1
2
3
Vgl. Günter, W., ten Hompel, M. (2010), S.9f.
Vgl. Nicolai, S., Wannenwetch, H. (2004), S.207f.; Münchow-Küster, A., Zelewski, S. (2012), S.21.
Vgl. Schmidt, D. (2006), S.91-93.
1.2
2
Zielsetzung
Das Ziel ist es, die gegenwärtig praktizierte Art der Containerverfolgung zu betrachten
und eine alternative, optimierte Methode des T&T von Containern aufzuzeigen. Dabei
liegt der Schwerpunkt der Arbeit auf der Verfolgung von Containern bei Überseetransporten, bei denen das Problem der automatisierten Echtzeitverfolgung derzeit technisch
noch nicht gelöst ist. Das hier theoretisch entwickelte T&T Modell wird mit betriebswirtschaftlichen Methoden analysiert und auf dessen Realisierbarkeit hin geprüft.
Die Entwicklung eines T&T Modells für Container erfordert das Wissen um die technischen Grundlagen und Eigenschaften der verwendeten Bauteile sowie einen Überblick
über die existierenden Verfolgungsmethoden. Es werden grundsätzlich drei Komponenten für das T&T von Containern benötigt. Eine Komponente stellt die automatische Identifikation dar, die nach Bedarf Zusatzinformationen wie Sensordaten verarbeiten kann.
Eine weitere ist zur Positionsbestimmung und eine dritte Komponente dient als Datenübertragungseinheit.4
In Kapitel 2 werden die Funktionsweisen und speziellen Eigenschaften von ZigBee-Netzwerken betrachtet, auf deren Technik die Entwicklung der T&T Methode basiert. Sie sind
dafür ausgelegt, Daten zu sammeln und über kurze Entfernungen zu übertragen. Dies
beinhaltet die Betrachtung des Wireless Personal Area Networks (WPAN) sowie der Einordnung der Funktionsprotokolle des Institute of Electrical and Electronics Engineers
(IEEE), auf denen die ZigBee-Technik basiert. Es werden die Eigenschaften der ZigBeeTechnik betrachtet und auf Eignung für Einsatz in einer telematischen Anwendung geprüft. Ebenfalls betrachtet werden die Eigenschaften der RFID als Alternative zur ZigBee-Technik. Die zweite Komponente der Telematik ist die Positionsbestimmung, die in
dieser Arbeit mithilfe von Satellitensystemen durchgeführt und ebenfalls in Kapitel 2 näher betrachtet wird. Abschließend werden Systeme zur Datenfernübertragung (DFÜ)
analysiert, die als dritte Komponente der Telematik dienen sollen.
Die betrachteten technischen Komponenten und ihre Eigenschaften bilden die Grundlage für die Containerverfolgung auf Hochseeschiffen und dienen als Basis für den Aufbau dieser Forschungsarbeit.
Kapitel 3 beleuchtet das Thema des T&T. Dies beinhaltet eine generelle Betrachtung der
Grundlagen sowie des Zwecks der Sendungsverfolgung. Ebenfalls werden die existierenden und praktizierten Verfolgungsmethoden wie die Automated Vehicle Identification
(AVI) und die Automated Equipment Identification (AEI) sowie die Automated Vehicle
4
Vgl. Acquisti, A. (2006), S.115.
3
Location (AVL) auf ihre Eigenschaften und Funktionsweisen hin untersucht, um Vergleichsmöglichkeiten zu der theoretisch entwickelten T&T Methode zu erlangen. Anschließend wird die Realisierung der alternativen T&T Methode auf Basis der ZigBeeTechnik erläutert. Dies beinhaltet den Aufbau des Systems, die Funktionsweise und Kostenaufstellungen der Implementierung sowie der Betriebskosten für die einzelnen Systemkomponenten.
Das Kapitel 4 stellt den betriebswirtschaftlichen Teil dieser Arbeit dar. Im ersten Schritt
werden die Begriffe der quantitativen sowie qualitativen Analysemittel erläutert, in welche die zu betrachtenden Analysen unterteilt sind. Anschließend folgt die Festlegung der
zu ermittelnden wirtschaftlichen Größen, welche die wirtschaftlichen Aspekte dieser
Arbeit darstellen. Aufgrund der großen Vielfalt an Analysemethoden mithilfe derer die
wirtschaftlichen Aspekte eruiert werden können, muss eine Vorauswahl der Analysemittel getroffen werden. Die ausgewählten quantitativen sowie qualitativen Analysemethoden werden auf ihre Eigenschaften sowie auf ihre Eignung zur Analyse der theoretisch
ermittelten Verfolgungsmethode geprüft. Anschließend wird, basierend auf den Ergebnissen, eine Auswahl der Mittel in Bezug auf die Zielsetzung der Arbeit getroffen. Im
letzten Schritt werden die ausgewählten Analysemethoden auf das theoretische T&T
Modell angewandt, um die betriebswirtschaftlichen Einflüsse der Methode zu ermitteln.
In dem Kapitel 5 werden die gewonnenen Erkenntnisse zusammengefasst. Dies beinhaltet ein Resümee der technischen Aspekte sowie der theoretisch entwickelten Methode
und den ermittelten wirtschaftlichen Ergebnissen. Abschließend erfolgt eine kritische
Überprüfung, ob das gesetzte Ziel der Arbeit erreicht wurde sowie ein Ausblick auf die
Perspektiven und Chancen für das entwickelte T&T Modell.
2
Technische Möglichkeiten für Telematikanwendungen
2.1
Wireless Personal Area Network
2.1.1
Grundlagen des IEEE 802.15
4
Das WPAN bezeichnet ein Computer Netzwerk, das auf Funkübertragung basiert.
Neben dem WPAN sind noch das Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) und das
Wireless Local Area Network (WLAN) zu erwähnen. Das WMAN ist für Übertragungen
innerhalb eines Stadtgebietes ausgelegt. Es ist ein Funkverfahren für großflächige Gebiete, wogegen das WLAN für den Funkbetrieb innerhalb von Gebäuden konzipiert ist.
Das WPAN ist auf Funkübertragungen über Strecken von bis zu 50 m ausgelegt. Es
umfasst nur den unmittelbaren Bereich um den Anwender.5
Ein grundlegendes Merkmal des WPAN ist das sich ad-hoc aufbauende Netzwerk, also
der selbstständige Aufbau einer Verbindung je nach der technischen Auslegung. Der
Energiebedarf der Netzwerkkomponenten ist gering und ermöglicht den Betrieb des
Netzwerks mit Batterien oder Akkus, sofern die Sendeleistung nicht zu hoch ist. Die Störanfälligkeit des Netzwerks durch Dritte ist aufgrund der Nahbereichsübertragung gering.
Die niedrige Sendeleistung des Netzwerks bedeutet für andere Netze ein zu vernachlässigendes Störpotenzial.6
Typischerweise ist ein WPAN zum Ersatz von Verkabelungen wie Netzwerkkabeln und
das Herstellen von Verbindungen zwischen Peripheriegeräten und dem Rechensystem
vorgesehen. Allerdings wurde der Grundnutzen erweitert. Es lassen sich über ein WPAN
auch größere Datenmengen übertragen, wie beispielsweise digitalisierte Musik oder Bilder. Die größte Popularität besitzt das WLAN, welches durch den Einzug in den Bereich
der Consumer Electronics die Basis für die kabellose Datenübertragung in Gebäuden
wurde. Die Grundlage für diesen Erfolg bildete die Standardisierung des Netzwerk-Protokolls durch den Berufsverbands IEEE, welcher bereits in den frühen 1980er Jahren die
Protokoll-Standards für Funkübertragungen in Innenräumen, unter der Bezeichnung
IEEE 802.11, festlegte.7
Das IEEE wurde 1963 aus dem American Institute of Electrical Engineers und dem Institute of Radio Engineers gegründet. Heutzutage ist das IEEE eines der führenden Institute zur Standardisierung und Forschung in Bereichen wie der Biometrik, Computertechnik, Raumfahrt und Telekommunikation. Seit dem Jahr 2006 gehören dem IEEE
mehr als 365.000 Mitglieder in über 150 Ländern an. Das Institut nimmt aufgrund der
5
6
7
Vgl. Gessler, R., Krause, T. (2009), S.50f.
Vgl. Apelt, D. et al. (2006), S.1f.
Vgl. Agrawal, D., Zeng, Q. (2011), S.432-434.
5
breiten Basis und Anerkennung eine wichtige Rolle in der Industrie und der akademischen Welt ein. Das Standardisierungsprojekt IEEE 802 gehört zu den bekanntesten
Projekten des Institutes, zumal es als Funknetzwerk für den kabellosen Internetzugang
weltweit verbreitet ist und dadurch im Alltag millionenfach erfahren wird. Die Projektgruppe IEEE 802 wurde im Dezember 1979 gegründet und entwickelt seitdem die beiden
Standards für das Local Area Network und das Metropolitan Area Network. Bis 2006 ist
die Anzahl der Projektgruppen in dem Bereich des IEEE 802 auf 22 angewachsen und
erstreckt sich von IEEE 802.1 bis zu dem 802.22. Jede dieser Arbeitsgruppen kann
Untergruppen haben die sich mit speziellen Problemen befasst.8
Es werden acht Untergruppen des IEEE 802 zur Standardisierung genutzt. Das IEEE
802.1 stellt die Basis der Authentifizierung in allen Rechnernetzen dar und steuert die
Definition der Zugriffspunkte sowie die Autorisierung des Zugriffs. Aufgabe des Standards 802.2 ist die Schaffung der Transparenz von verschiedenen Verfahren zur Verteilung von Mediendaten innerhalb eines Netzwerks und die Weiterleitung der Daten an die
korrekten Protokolle. Das IEEE 802.3 bezieht sich auf das Ethernet, also ein lokales
Netzwerk. Es regelt den Zugriff, die Verteilung, die Kollisionserkennung und die Kommunikation der Endgeräte in einem Netzwerk bei Übertragungen von Daten. Der Standard IEEE 802.5 oder auch Token Ring genannt steuert ebenfalls den Zugriff auf Daten
innerhalb eines Netzwerks. Das wesentliche Merkmal ist die Zugriffsmöglichkeit auf das
Netzwerk, Token genannt, welches ringförmig das Netzwerk durchläuft. Das bereits erwähnte IEEE 802.11 regelt den kabellosen Funkverkehr in Innenräumen. Die Standardisierung IEEE 802.15 definiert die Funktionsweise des WPAN, die hier verwendet wird.
Das IEEE 802.16 ist der Standard für das ebenfalls bereits erwähnte WMAN, das sich
auf stadtweite Netzwerke bezieht. Das IEEE 802.17 ist ein neuer Standard, der auf den
Datenverkehr in Glasfaser-Ringnetzwerken angewandt wird. Die verbleibenden Standards sind entweder noch in der Entwicklung oder werden nicht mehr genutzt.9
In der Arbeitsgruppe des Standards IEEE 802.15 haben sich über die Entwicklungszeit
sechs Studiengruppen gebildet. Die Arbeitsgruppen selber bieten dem Markt verschiedene Lösungswege von technischen Realisierungen an. Die Übersicht in Abbildung 1
verdeutlicht beispielhaft den Aufbau der ersten vier Studiengruppen innerhalb des Standards IEEE 802.15.10
8
9
10
Vgl. Berlemann, L. et al. (2006), S.4f.
Vgl. Kammermann, M. (2012), S.93-106.
Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.25.
6
Abbildung 1: IEEE 802.15 Arbeitsgruppenorganisation
Quelle: In Anlehnung an Ghavami, M. et al. (2007), S.252.
Das Protokoll IEEE 802.15.1 - basierend auf Bluetooth - ist eine Spezifikation für Nahbereichsfunkübertragungen von Daten und Sprache. Hierbei werden die physische Bitübertragungsschicht, Physical Layer (PHY), und die untere Sicherungsschicht, Media
Access Control (MAC), definiert. Die Definitionen umfassen die Interaktionen im Funknetzwerk mit fixen, beweglichen und sich bewegenden Netzwerkteilnehmern sowie die
Abgrenzungen der Netzwerkreichweiten. Fixe Netzwerkteilnehmer sind dabei örtlich fest
installierte Einrichtungen wie etwa Computer. Bewegliche Teilnehmer werden bei Bedarf
an unterschiedlichen Orten eingesetzt, wie beispielsweise Laptops. Sich bewegende
Teilnehmer können an Ladungseinheiten wie Behälter oder Container befestigte Sendeund Empfangsgeräte sein. Aufgabe der Studiengruppe 802.14.2 war es, die Koexistenz
von WPAN und WLAN zu ermöglichen. Dabei lag der Fokus auf der Koordination von
verschiedenen Funkschnittstellen, um Interferenzen zu umgehen. Das IEEE 802.15.3 ist
für hohe Datenübertragungen über kurze Strecken definiert und findet primär Anwendung in der Consumer Electronics. Etabliert hat sich das IEEE 802.15.3c, das auf
60 Hertz überträgt. Es ist als Wi-media bekannt und dient zur kabellosen Videoübertragung bei Heimkinoanlagen.11
11
Vgl. Krishnamurthy, P., Pahlavan, K. (2009), S.444f.
7
Die Studiengruppe 802.15.4 wurde gegründet, um Nahbereichsfunksysteme mit geringen Datenraten bei geringem Energiebedarf über Monate und Jahre zu erforschen. Die
vorgesehenen Anwendungen für dieses Übertragungsverfahren waren Sensoren, Fernbedienungen und Heimautomatisierung. Ein weiteres Anwendungsgebiet war das T&T
der intelligenten Taschen sowie von Etiketten. Die Studiengruppen teilten sich dabei
ebenfalls in die Forschungsbereiche 4a bis 4d, mit dem Ziel, die Übertragungseigenschaften in verschiedenen Frequenzbändern zu erforschen. Der Standard IEEE
802.15.4 dient als Grundlage für das ZigBee-Protokoll und wird von der ZigBee-Alliance
weitergeführt. Die Entwicklung verläuft dabei in Richtung von Sensoranwendungen, die
auf Netzwerke basieren. In dem Projekt der Studiengruppe 802.15.5 war die Zielsetzung,
die Möglichkeiten von Vermaschungen und Routing in den Funksystemen zu verbessern. In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe IEEE 802.11 wurde eine bessere Flächenabdeckung für WLAN und WPAN Technologien erforscht, die auf der sogenannten
multi-hop Netzwerktechnik basiert, das bedeutet auf dem autonomen Sprung zu der jeweils stärksten verfügbaren Sendequelle. Die Studiengruppe sechs arbeitet seit 2007 an
den Body Area Networks (BAN). Bei dieser Technik werden nur wenige Daten auf kurzer
Distanz wie etwa die direkte Körperumgebung übertragen. Anwendung finden soll es
beispielsweise in der Vernetzung von körpernahen oder internen Sensoren und Geräten
wie einem Herzschrittmacher und einer Armbanduhr, um Herzfrequenzen ablesen zu
können.12
Der Aufbau des IEEE 802.15 Protokolls besteht aus zwei wesentlichen Schichten, die
PHY Schicht und die MAC Schicht. Diese Schichten definieren die Eigenschaften des
IEEE 802.15 und somit die Differenzierung von andern Protokollen der IEEE 802 Familie. Die Aufgabe der PHY Schicht ist die Übertragung von Datenbits auf der physischen
Ebene. Das beinhaltet alle elektrischen und mechanischen Schnittstellen sowie physische Übertragungsmedien. In dem IEEE 802.15.4 werden dabei die Sendefrequenzen
festgelegt und die Sendeleistung optimiert. Die MAC Schicht dient zur Zugriffsregelung
mehrerer Teilnehmer auf das Übertragungsmedium. Dabei stellt sie mit dem Link Layer
Control (LLC) die Sicherungsschicht dar. Sie dient der Steuerung der Datenübertragung
mit der Verteilung von Zugriffen, Synchronisation und Sendebereitschaftsverwaltung. In
der Realisierung des IEEE 802.15.4 hat sich das LLC nicht durchgesetzt, es wird eine
direkte Ansteuerung der MAC praktiziert.13
12
13
Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.26-27; Krishnamurthy, P., Pahlavan, K. (2009), S.445.
Vgl. Bhunia, C. (2005), S.48; Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.49.
2.1.2
8
ZigBee
Die ZigBee-Technologie ist ein Kommunikationsprotokoll, das auf geringe Datenraten
und Funkreichweiten ausgelegt ist. Die maximale Übertragungsrate beträgt 250 Kilobit
pro Sekunde (kb/s), was einer DSL-Light Geschwindigkeit entspricht. Die Frequenzbänder, die zur Übertragung genutzt werden, liegen bei 868 MHz, 915 MHz und 2,4 GHz.
Eines der Hauptziele bei der Entwicklung von ZigBee war ein geringer Energiebedarf der
Anwendungen. Realisiert wurde das Ziel durch den geringen Energiebedarf der Module
und ein effizientes Energiemanagement des ZigBee-Protokolls im Vergleich zu anderen
Wirelessnetzwerk-Protokollen. Dies ermöglicht das Betreiben eines ZigBee-Netzwerkes
mit weitgehend autarker Energieversorgung wie beispielsweise Batterien oder Akkus.
Das ZigBee-Netzwerk wurde auf Basis des Standardprotokolls IEEE 802.15.4 entwickelt
und nutzt die Grundlagen sowohl der PHY als auch der MAC Schicht des Protokolls. Es
ist damit kompatibel zu anderen Anwendungen, die auf Basis der IEEE 802 Familie entwickelt wurden. Die Entwicklung der ZigBee-Protokolle wurde von der ZigBee-Alliance
durchgeführt und gefördert. Sie wurde 2002 gegründet und besitzt über 200 Mitglieder
aus unterschiedlichen Bereichen der Wirtschaft und Ebenen der Wertschöpfungsketten.
Die Nutzung der ZigBee-Protokolle in eigenen Produkten erfordert die Mitgliedschaft in
der ZigBee-Alliance.14
Die sechs Kerneigenschaften der ZigBee-Technologie sind hohe Zuverlässigkeit, Kosteneffektivität, geringer Energiebedarf, niedrige Datenraten, hohe Sicherheit und die offene globale Standardisierung. Diese machen die Technologie interessant für die Verfolgung von Containern. Funkanwendungen sind grundsätzlich anfällig für Störungen,
bedingt durch den wellenförmigen Aufbau der Trägerwellen. Typische Störquellen im
Alltag sind dabei Interferenzen mit anderen Funkquellen sowie die Brechung beziehungsweise Dämpfung der Trägerwelle durch Materialien wie Metall, Beton oder Wasser. Weitere Einflussfaktoren für die Übertragung sind die Beschaffenheit und Größe der
Funkantennen, die Sendestärke und auch Wetterbedingungen. Die Funktionsweise von
ZigBee sieht mehrere Sicherungen vor, die eine vollständige Übertragung der Daten gewährleisten. Das IEEE 802.15.4 Protokoll nutzt für die Signalübertragung die Modulationstechnik der Quadraturphasenumtastung und die Methode der Frequenzspreizung,
mit denen das Trägersignal mehrfach und auf einer größeren Frequenzbreite gesendet
wird.15
14
15
Vgl. Farahani, S. (2008), S.1f.
Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.54-58; Gislason, D. (2008), S.4f.
9
Zusätzlich wird das Verfahren des Mehrfachzugriffs mit Trägerprüfung verwendet, bei
dem vor jedem Sendevorgang geprüft wird, ob der Kanal belegt ist. Auf Datenebene
erfolgt eine Prüfung des übertragenen Datenmaterials auf Fehler mithilfe des 16 bit Prüfsummenverfahrens. Jede Übertragung wird durch den Empfänger bestätigt. Im Falle des
Ausbleibens der Übertragung kommt die netzförmige Struktur des Netzwerks zum Tragen, bei der alle Knotenpunkte untereinander verbunden sind. Die zu sendenden Daten
werden an den nächstliegenden Knoten übertragen. Sie werden damit bis zu dem Empfängerknoten durchgereicht. Durch dieses automatische Routingverfahren werden undurchdringliche Störquellen umgangen und es werden größere Übertragungswege erreicht.16
Die autonome Verwaltung der Netzwerke ist eine Eigenschaft des Mobile Ad-Hoc Networks (MANet), das auch multi-hop Verbindung genannt wird. In einem mit mindestens
zwei Endgeräten vermaschten Netz baut sich autonom ein Funknetzwerk auf, welches
sich eigenständig konfiguriert. Das dabei aufgebaute Netzwerk hat keine feste Struktur
wie einen festen Wireless Access Point. Es ist somit besonders für mobile Geräte geeignet. Durch die Netzstruktur und der Datenübertragung über alle Knotenpunkte des Netzes werden Ressourcen verbrauchende Aktionen auf das gesamte Netz verteilt und Rechenkapazitäten sowie Energie eingespart. Die Eigenschaft der Weitergabe von Daten
über mehrere Zwischenstation stellt dabei das Multi-Hop dar. Eine single-hop Verbindung reicht seine Daten dagegen nur direkt an den Empfänger weiter.17
Die ZigBee-Module bestehen grundsätzlich aus zwei Komponenten, dem Hochfrequenztransceiver (HF-Transceiver) und dem Host-Mikrocontroller. Der HF-Transceiver erzeugt
das auf dem IEEE 802.15.4 Protokoll basierende Signal und kann zusätzliche Funktionskomponenten wie Sequenzer, Timer und Energiemanagementsysteme beinhalten. Der
Host-Mikrocontroller beinhaltet die Kommunikationsroutinen und steuert den HF-Transceiver an. Zu Beginn der Entwicklungszeit waren HF-Transceiver und Host-Mikrocontroller zwei separate Bausteine, die durch eine serielle Schnittstelle miteinander verbunden waren. In der neueren Generation werden die Komponenten zu einem Baustein zusammengefasst. Erhältlich sind die Host-Mikrocontroller als 8 bit Controller mit 60 KB bis
128 KB Speicher. Sie bilden die Mindestanforderung für ZigBee-Anwendungen. Lösungen mit Kapazitäten von 16 bit und 32 bit Controllern sind ebenfalls erhältlich.18
16
17
18
Vgl. Gislason, D. (2008), S.5.
Vgl. Basagni, S. et al. (2013), S.3-5.
10
Die Gründe für den geringen Kaufpreis der ZigBee-Module sind die patentfreie Kerntechnologie, die Modulbauweise, hohe Konkurrenz und im speziellen das weltweit lizenzfreie 2,4 GHz Frequenzband, das eine weltweite Vermarktung ermöglicht. Der Kaufpreis
für ein ZigBee-Modul, bestehend aus dem HF-Transceiver und dem Host-Controller, beträgt im Einzelverkauf 25,90 Euro.19
Das ZigBee-Modul zeichnet sich durch den geringen Energiebedarf aus und kann mit
einem Satz handelsüblicher Batterien über Jahre betrieben werden. Realisiert wird dieser geringe Stromverbrauch jedoch nur bei Endgeräten, die lange Ruhephasen durchlaufen. In dem Ausmaß, in dem Endgeräte aktiv werden und Funktionen wie das Senden
von Daten ausführen, sinkt die Lebensdauer der Batterien. In der Regel befindet sich ein
Modul nur wenige Millisekunden (ms) im aktiven Zustand, womit das Intervall zwischen
den Sendevorgängen relevant ist. Der Betrieb eines Netzwerks mit zwei Mignon Batterien und einem Intervall vom 18 ms ergaben in Versuchen eine Haltbarkeit von 7 Jahren.
Daueraktive Knotenpunkte, wie ein Router in einem ZigBee-Netzwerk, müssen mit einer
festen Energiequelle verbunden sein, da diese auf jedes Anmelden eines Gerätes reagieren müssen.20
Das ZigBee-Protokoll ist für niedrige Datenraten ausgelegt. Die maximale Übertragungsrate liegt bei 250 kb/s. Ein Faktor für den niedrigen Bandbreitenbedarf ist die halb-duplex
Funktionsweise, mit der im Gegensatz zur voll-duplex Funktionsweise zur gleichen Zeit
entweder Daten gesendet oder empfangen werden können und somit die volle Bandbreite für die jeweils aktive Tätigkeit zur Verfügung steht. Die halb-duplex Funktionsweise kann verglichen werden mit einem Sprechfunkgerät, bei dem jeweils nur ein Teilnehmer sprechen kann, während der andere zuhört. Die voll-duplex-Funktionsweise entspräche etwa einem Telefon, bei dem beide Teilnehmer gleichzeitig sprechen und hören
können. Die Übertragung der Daten erfolgt auf einer Frequenz von 2,4 GHz, die International durch Industrie, Wissenschaft und Medizin genutzt wird und als Industrial, Science
and Medical-Band (ISM) bekannt ist. Ausgelegt ist die Frequenz für 16 Übertragungskanäle, die von einander im 5 MHz Abstand getrennt sind. Die Frequenz wird von weiteren
Funkanwendungen wie beispielsweise Bluetooth und Funktelefonen genutzt. ZigBee ist
dazu konzipiert, in dicht besiedelten Umgebungen zu arbeiten, die durch Funkanwendungen gesättigt sind, wie beispielsweise Bürogebäude. Anwendungen auf Basis von
868 MHz und 915 MHz werden noch nicht genutzt.21
19
20
21
Vgl. Gislason, D. (2008), S.7f; reichelt.de (2014), 06. Feb. 2014.
Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.114-118.
Vgl. Gislason, D. (2008), S.13f; Frank, R. (2013), S.152f.
11
Die Sicherung der übertragenen Daten in einem ZigBee-Netzwerk wird durch vier Möglichkeiten realisiert. Eine Authentifizierung erfolgt durch einen Netzwerkschlüssel, der
zwischen den übertragenden Netzwerkknoten ausgetauscht und archiviert wird. Dies
beugt Zugriffen von innen und außen vor, jedoch wird bei dieser Methode der Speicher
belastet. Die zweite Schutzinstanz ist eine Verschlüsselung durch den in Funknetzwerken üblichen Advanced Encryption Standard (AES), der auf einer 128 bit Verschlüsselung basiert. Diese Sicherung ist optional, da manche Anwendungen keine Verschlüsselung benötigen. Sie kann daher deaktiviert werden, ohne die anderen Sicherungsmaßnahmen zu beeinflussen. Eine weitere Sicherung ist das Setzen und die Prüfung der
Aktualität eines Aktualitätszählers, mit dem die empfangenen und gesendeten Daten
versehen werden. Der Zähler wird bei jeder Erstellung einer neuen Verschlüsselung zurückgesetzt. ZigBee bietet als vierte Instanz die Prüfung der Nachrichtenintegrität auf
Basis von 32 bit, 64 bit und 128 bit, wobei die 64 bit Integrität als Standardverfahren zur
Prüfung auf Korruption der Daten voreingestellt ist.22
Die letzte zu nennende Eigenschaft der ZigBee-Netzwerke ist der offene globale Standard. Das Ziel der ZigBee-Alliance ist es, eine Interoperabilität zwischen möglichst vielen
Geräten zu erreichen, etwa für den Heimbereich, um Geräte wie den Fernseher, das
Licht und die Heizung mit einer Fernbedienungen anzusteuern. Um dieses Ziel zu erreichen, sind alle Spezifikationen und Grundlagen der ZigBee-Protokolle frei verfügbar.
Dies bietet Produzenten die Chance, eigene Geräte kostengünstig mit einer interoperablen Funktechnik auszustatten.23
Ein ZigBee-Netzwerk kann theoretisch aus bis zu 65.000 Modulen, auch Knotenpunkte
genannt, bestehen. Doch benötigt ein Netzwerk mindestens einen ZigBee-Koordinator
und einen ZigBee-Endknoten. Die Rollenkonzepte im Netzwerk sehen dabei den ZigBee-Koordinator und den ZigBee-Router als Full Function Device (FFD) und den ZigBeeEndknoten als Reduced Function Device (RFD) vor. Der ZigBee-Koordinator stellt die
Basis des ZigBee-Netzwerks dar. In jedem Netzwerk gibt es genau einen Koordinator,
der das Netzwerk organisiert. Seine Aufgaben umfassen die Eröffnung und Benennung
des Netzwerks auf einem störungsfreien Kanal, die Verwaltung und Freigabe von Zugriffen auf das Netzwerk durch andere Knoten, die Verwaltung der Sicherheitsschlüssel,
das Routing von Daten an andere Knoten, sowie Datenübertragungen zwischen verschiedenen ZigBee-Netzwerken.24
22
23
24
Vgl. Lopez, J., Zhou, J. (2008), S.152f.
Vgl. Olenewa, J. (2013), S.174f.
Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.84f; Farahani, S. (2008), S.9f.
12
Der ZigBee-Router ist wie der Koordinator ein FFD, doch ist es ihm unmöglich, selbstständig ein Netzwerk aufzubauen. Seine Hauptaufgabe besteht in der Weiterleitung von
Daten im Netzwerk und somit dem Vergrößern der Reichweite. Weiterhin kann der Router als Knotenpunkt dienen, an dem sich weitere Knoten anmelden können. Seine Funktion ist hierbei die Verwaltung und Freigabe von Zugriffen auf das Netzwerk. Der ZigBeeEndknoten ist ein RFD, der in der Regel auf Anwendungsebene eingesetzt wird. Er meldet sich bei einem ZigBee-Router oder Koordinator an und sendet seine gewonnenen
Daten zu der nächsten datenverarbeitenden Instanz. Der ZigBee-Endknoten wird meist
als Sensordatenüberträger verwendet, doch besteht auch die Möglichkeit, Schaltbefehle
durch das Endgerät übertragen und ausführen zu lassen. Aufgrund seiner Anwendungsstruktur benötigt der ZigBee-Endknoten wenig Speicher sowie Rechenleistung und kann
batteriebetrieben agieren.25
Die Netzwerktopologie umfasst, wie aus Abbildung 2 ersichtlich wird, drei verschiedene
Arten des Aufbaus, den sternförmigen (A), den netzförmigen (B) und den baumförmigen
(C) Aufbau.
Abbildung 2: ZigBee-Netzwerktopologien
Quelle: In Anlehnung an Güngör, V., Hancke, G. (2013), S.144.
Im Fall der Sterntopologie melden sich alle Endgeräte sowie der Router direkt bei dem
Koordinator an, wobei dieser Aufbau die geringsten Übertragungswege erreicht. In der
Netztopologie vermaschen sich die Knotenpunkte zu einem Netz, bei dem jeder Knotenpunkt mit dem nächstliegenden verbunden wird und seine Daten nicht nur an die nächsthöhere Instanz weitergibt. Der Aufbau in der Baumtopologie ist streng hierarchisch. Die
Router melden sich nur bei dem Koordinator und die Endgeräte nur bei einem Router
an. Der Datenfluss ist ebenfalls streng hierarchisch und wird nur über Router an den
Koordinator weitergeleitet.26
25
26
Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.86f.
Vgl. Gratton, D. (2007), S.169-171.
13
Die Entwicklung im Bereich des IEEE 802.15.2 Protokolls wird durch Vereine, Wissenschaft und Wirtschaft stetig fortgeführt und erweitert. Die Nutzbarkeit des ZigBee-Netzwerks in möglichst vielen Bereichen der Wirtschaft und Industrie ist dabei eines der Ziele,
welches die Forschungsgruppen zu erreichen versuchen. Diese Zielsetzung macht es
unerlässlich, die ZigBee-Anwendungen flexibler und autark zu gestalten. Auf Grundlage
dieser Idee wurden Projekte gestartet, die sich mit der Energieversorgung und Energieeinsparung in den Netzwerken beschäftigen.27
Das größte Sparpotential bei dem Energiebedarf bietet die Synchronisation der Aktivierungsintervalle von Endknoten und Routern. Die Entwicklung von ZigBee-PRO eröffnet
verschiedene Möglichkeiten, um Router und nach Bedarf die Koordinatoren ausschließlich mit Batterieversorgung zu betreiben. Die Synchronisation der aktiven Phasen kann
durch verschiedene Wege erreicht werden. ZigBee beinhaltet einen Beacon-Enabled
Modus, bei dessen Aktivierung periodisch Funksignale von dem ZigBee-Koordinator
ausgesendet werden und allen Knotenpunkten im Netzwerk den Aktivierungsintervall
vorgibt. Die Intervallbreite kann dabei bis zu 251,66 s betragen. Eine weitere Möglichkeit
ist das periodische Einschalten aller Knotenpunkte in dem Netzwerk. Diese Methode
lässt alle Empfänger zu definierten Zeitpunkten nach Übertragungen im Netzwerk suchen. Beide Methoden können kombiniert genutzt werden.28
Durch die Kombination aus flexibler und einfacher Netzwerkstruktur sowie dem geringen
Energiebedarf der Netzwerkknoten ist die ZigBee-Technologie besonders für mobile Anwendungen über längere Zeiträume geeignet. Dabei kann ZigBee in Umgebungen operieren, die für Funkanwendungen schwierig sind, und Übertragungsstörungen, durch beispielsweise Wetterlagen oder Funkbarrieren wie Metallwände, kompensieren.29
Zusammengefasst bietet die ZigBee-Technologie Eigenschaften wie hohe Zuverlässigkeit, Kosteneffektivität, geringer Energiebedarf, niedrige Datenraten, hohe Sicherheit sowie eine frei zugängliche Technik. Basierend auf diesen Aspekten ist die ZigBee-Technik
theoretisch geeignet die Grundlage einer T&T Funktion zu bilden und in bestehende
Transportsysteme eingebunden zu werden.30
27
28
29
30
Vgl. zigbee.org (2014), 12. Feb. 2014.
Vgl. Hu, F. (2014), S.20f.
Vgl. Bragdon, C. (2008), S.217.
2.1.3
14
RFID als alternative technische Möglichkeit
Im Bereich der Telematikanwendungen, die mit den Funktionszielen des WPAN verglichen werden können, gibt es eine weitere zu nennende Technik, die RFID die auf Punktzu-Punkt Funkverbindungen basiert. Die Technik der RFID ist den Informations- und
Kommunikationstechnologien zuzuordnen und findet speziell Einzug in dem Bereich der
Logistik. Dabei besteht ihre wesentliche Aufgabe in der Identifikation von Waren. Die
RFID-Technologie erscheint geeignet, den heute noch weit verbreiteten Barcode zu ersetzen. Zudem kann sie die Transparenz in Supply Chains erhöhen. Die Verfolgung von
Waren kann dabei durch die Erfassung an Knotenpunkten der Supply Chain erfolgen
oder in Kombination mit einem GPS durchgängig aufgezeichnet werden. Ein RFID-System besteht aus einem Schreib-/Lesegerät und einem Datenträger, der an der zu verfolgenden Sendung befestigt wird. Zum Auslesen des Datenträgers wird bei dem RFIDSystem kein Sichtkontakt benötigt. Es wird zwischen zwei Systemen im Bereich der
RFID-Technik unterschieden, dem aktiven und dem passiven System. Der passive
Datenträger besitzt keine eigenständige Stromversorgung, sondern bezieht seine Energie beim Auslesen über die Antenne, wobei sich die Übertragungsreichweiten im Zentimeterbereich bewegen. Der aktive Datenträger besitzt dagegen eine eigene Energiequelle, wie eine Batterie, und erreicht auf der international lizenzfrei nutzbaren Frequenz
von 2,45 GHz eine Empfangsreichweite von etwa 100 m.31
Die Vorteile dieser Technik liegen in der geringen Größe, der unauffälligen Auslesemöglichkeit und dem geringen Preis der Transponder. Im direkten Vergleich zu der ZigBeeTechnik ergeben sich bei der RFID jedoch Nachteile bei bestimmten logistischen Anwendungen. Insbesondere die Reichweiten für passive Systeme und die fehlenden Standards stellen ein grundlegendes Problem dar. Auftretende Übertragungsstörungen durch
Flüssigkeiten, Metalle und Funkinterferenzen erschweren ebenfalls die Nutzung bei mobilen Anwendungen sowie in von Wetter beeinflussten Umgebungen. Im Bereich der
Datensicherheit bestehen Probleme durch fehlende Schutzbestimmungen sowie durch
die Möglichkeit zum unbefugten Auslesen und gegebenenfalls des Manipulierens der
RFID-Chips.32
31
32
Vgl. Finkenzeller, K. (2006), S.6-13; Klug, F. (2010), S.245.
Vgl. Dangelmeier, W. et al. (2006), S.72f; Klug, F. (2010), S.245.
2.2
Globale Informationssysteme
2.2.1
Satellitensysteme zur Positionsbestimmung
15
Satelliten sind grundsätzlich Kommunikationsschnittstellen, die es ermöglichen, Daten
zwischen zwei oder mehr Stationen zu versenden oder auszutauschen. Die vorgesehenen Aufgaben der Satellitentechnik umfassen vier Gebiete. Die erste Funktion beinhaltet
die ortsfeste und bewegliche Satellitenkommunikation sowie den Rundfunk von Audio
und Videodaten. Die zweite Funktion ist die Erkundung, wie die Erderkundung, die Meteorologie und die Ortung via Satellit inklusive satellitengestützter Funkortungen und Radarortungen. Die dritte Kategorie ist der Raumfahrtbetrieb wie das Senden von Telemetriedaten an die Bodenstation und das Empfangen von Kommandos. Abschließend zu
nennen ist die raumfahrtgestützte Forschung. Diese Aufgaben werden von Satelliten auf
verschiedenen Satellitenbahnen ausgeführt 33
Die Satellitenbahnen verlaufen in einem elliptischen Orbit um die Erde, die klassisch in
drei Kategorien eingeteilt werden. Als Abgrenzung der Kategorien dient die Höhe der
Umlaufbahn, ausgehend von der Erdoberfläche. Bezeichnet werden die Kategorien als
Low Earth Orbit (LEO), Medium Earth Orbit (MEO) und Geostationary Orbit (GEO). Der
LEO verläuft auf einer Höhe zwischen 500 km und 1.000 km und besitzt eine Umlaufzeit
von 1,6 bis 1,8 Stunden. Dieser Orbit wird hauptsächlich für Kommunikationssysteme
wie Iridium und Beobachtungssatelliten wie das Hubble-Teleskop genutzt. Die Höhe des
MEO beträgt zwischen 2.000 km und unter 36.000 km. Ein Satellit benötigt hier 4 bis
24 Stunden für einen Umlauf. Genutzt wird dieser Orbit für Kommunikationssysteme wie
Globalstar und Navigationssatelliten wie das Global Positioning System, Galileo und
GLONASS. Der GEO liegt in einer Höhe von etwa 36.000 km und besitzt eine Umlaufzeit
von 24 Stunden. Das bedeutet, die Umlaufzeit eines Satelliten auf diesem Orbit und die
Rotationsgeschwindigkeit der Erde sind synchron. Somit verbleibt der Satellit stationär
auf einem Punkt über dem Erdäquator. Resultierend aus dieser fixen Position bietet das
System eine ständige Betriebsbereitschaft. Typischerweise wird dieser Orbit für Satelliten zur TV-Übertragung wie Astra und Eutelsat, sowie für meteorologische Satelliten und
Kommunikationssatelliten genutzt.34
Das amerikanische NAVSTAR GPS, welches in der Funktionsweise dem europäischem
Galileo und russischem GLONASS System ähnelt und hier stellvertretend als Beispiel
dienen soll, ist das wichtigste Werkzeug in der Positionsfindung und Navigation in den
Bereichen der Wirtschaft, der Forschung und des Privatsektors. Es umfasst ein System
33
34
Vgl. Dodel, H., Wörfel, R. (2012), S.19f.
Vgl. Bansal, R. (2006), S.111-114; Elbert, B. (2008), S.20-22.
16
von 24 Satelliten, die sich auf sechs Umlaufbahnen mit jeweils drei Satelliten im Abstand
von 120 Grad und einer Neigung von 55 Grad zur Äquatorebene in einer Höhe von
20.196 km bewegen. Somit bilden die Satelliten ein erdumspannendes Netz, das eine
vollständige Abdeckung gewährleistet, wie in Abbildung 3 zu erkennen ist.35
Abbildung 3: GPS-Satellitennetz
Quelle: Entnommen aus duden.de (2014), 21. Aug. 2014.
Die Umlaufzeit eines Satelliten beträgt 12 Stunden. Damit ist jeder Satellit etwa 5 Stunden sichtbar und nutzbar zur Positionsbestimmung. Jeder Satellit besitzt eine hochpräzise Atomuhr sowie eine Sendeanlage und überträgt neben dem Zeitsignal die genauen
geozentrischen Positionsdaten. Der Empfänger, der ebenfalls die Zeitdaten besitzt,
empfängt das Signal zeitverzögert. Er errechnet aus den Signallaufzeiten die jeweilige
Entfernung zu einem Satelliten und somit seine eigene Position. Ungenauigkeiten in der
Positionsbestimmung treten durch Signalmanipulation bei dem Übergang von dem luftleeren Raum in die Atmosphäre auf und durch Asynchronizität der Uhren des Satelliten
und dem Empfänger. Eine vollständige Synchronisation der Uhren würde auf Empfängerseite ebenfalls eine hochpräzise Atomuhr erfordern, was aus Kosten- und Raumgründen meist nicht möglich ist. Um die Abweichungen zu kompensieren und eine eindeutige
Position zu ermitteln, werden die Signale von vier anstatt von drei Satelliten zu einer
theoretischen Triangulation benötigt.36
35
36
Vgl. Xu, G. (2007), S.1-3.
Vgl. Mensen, H. (2006), S.297f; Jetzke, S. (2007), S.223-225.
2.2.2
17
Systeme zur mobilen Datenübertragung
Im Wesentlichen lassen sich die Systeme zur DFÜ in drei Teilbereiche klassifizieren. Die
mobilen Telefonsysteme, Funknetze sowie Übertragung über Satellitensysteme.37
Als Basis für mobile Telefonsysteme dienen das Global System for Mobile Communication (GSM) und auf dem System aufbauende Datenübertragungssysteme wie High
Speed Circuit Switched Data (HSCSD), General Packet Radio Service (GPRS) und Univeral Mobile Telephone System Data (UMTS-DATA). Das ebenfalls zu erwähnende System EDGE besitzt keine Relevanz, da es nicht auf dem Markt angeboten wird. GSM
dient hauptsächlich der Telefonie sowie der Datenübertragung und ist ein weltweiter
Standard für Mobilfunk. Seine Vorteile liegen in der hohen Flächendeckung, internationalem Roaming und seiner relativ hohen Sicherheit. Die GSM eigene paketvermittelnde
Datenübertragungsrate beträgt 14,4 kb/s. Es ist damit bestenfalls zur Übertragung von
einfachen Telemetriedaten geeignet. Bei dem Verfahren mit HSCSD werden mehrere
GSM-Kanäle gebündelt, um höhere Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Es
können durch die Nutzung mehrere Übertragungskanäle bis zu 57,6 kb/s erreicht werden, was der maximalen Geschwindigkeit eines analogen Modems entspricht. GPRS ist
eine Erweiterung des GSM-Standards. Es ist dafür ausgelegt, Datenübertragungsraten
von bis zu 170 kb/s zu erreichen, in dem es alle acht Übertragungskanäle nutzt. Die
Besonderheit bei dieser Methode liegt in der kontinuierlichen Übertragungsmöglichkeit,
ohne dabei einen Kanal dauerhaft zu blockieren. Damit wird ein Netz sehr effizient ausgenutzt. Typischerweise wird bei GPRS das übertragene Datenvolumen abgerechnet
und nicht die Übertragungsdauer, wodurch das System für betriebliche Nutzungen interessant ist. UMTS-DATA wurde für Datenübertragungen konzipiert und ermöglicht Breitbanddatenübertragungen. Abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Nutzers
sowie der Anzahl an Teilnehmern in einem Netzknoten, sind theoretisch Übertragungsraten von bis zu 2 Megabit pro Sekunde (Mb/s) möglich. Bei allen auf GSM basierenden
Übertragungsarten beträgt die maximale Entfernung zu einer Sendeantenne bei optimalen Bedingungen etwa 35 km.38
Die Funknetze unterteilen sich in zwei Kategorien, den unidirektionalen Funkdienstnetzen und dem bidirektionalen Bündelungsfunk. Die wesentlichen Unterscheidungsmerkmale der Kategorien sind die Kommunikationsrichtungen und das Übertragungsmedium.
Unidirektionale Funkdienstnetze ermöglichen einen Funkruf zu senden, auf den nicht
direkt reagiert werden kann. Dabei wird eine Übertragungskombination aus Funk und
37
38
Vgl. Gabriel, R. et al. (2002), S.79.
Vgl. Köhler, T. (2004), S.88-90; Garg, V. (2007), S.8-13.
18
Telefonnetz benötigt. Der Bündelungsfunk dagegen ist eine bidirektionale Kommunikationsmöglichkeit, bei der Informationen gesendet und empfangen werden können. Die
Übertragung findet dabei ausschließlich per Funk statt.39
Unidirektionale Funkdienstnetze, auch Pagingsysteme genannt, ermöglichen das Versenden von Nachrichten an einen Empfänger, dessen Aufenthaltsort unbekannt ist. Das
Versenden von Nachrichten von dem mobilen Paginggerät aus ist nicht möglich. Die
Nachrichten können dabei Töne, Zahlen oder Text umfassen, wobei die Übertragungsraten 6,25 kb/s betragen und eine Sendeweite von 15 km erreicht wird. Der Netzausbau
des Pagingsystems umfasst den europäischen Raum und ist unter der Bezeichnung
ERMES bekannt. Bezeichnend für das System ist die ständige Empfangsbereitschaft
und Übertragungssicherheit sowie seine geringen anfallenden Kosten. Die Übertragung
von telemetrischen Daten, insbesondere im Hinblick auf weltweite Anwendung, ist durch
die Beschaffenheit, Kapazität und Reichweite des Systems nicht möglich.40
Bidirektionale Funknetze, im speziellen der Bündelungsfunk, dienen primär der mobilen
Sprachkommunikation. Der Bündelungsfunk ermöglicht jedoch auch das Übertragen von
Daten. In dem Bündelungsfunkverfahren werden mehrere Übertragungskanäle genutzt.
Gegenüber dem herkömmlichen Betriebsfunk wird eine Reichweite von 100 km erreicht.
Der Bündelfunk zeichnet sich im Vergleich zu der Übertragung von Daten mit GSM oder
UMTS durch schnellen Verbindungsaufbau, spezielle Verschlüsselungsverfahren und
direkte Übertragungen zwischen zwei Stationen aus, ohne eine Basisstelle nutzen zu
müssen. Aufgrund der Exklusivität der Funkkanäle sowie der Möglichkeit zur Nutzung
digitaler Funkbündelungen eignet sich das System gut zu einer sicheren Datenübertragung. Allerdings ist es aufgrund der Reichweite für internationale Anwendungen wie
Datenübertragungen zwischen Überseeschiffen und Basisstationen auf dem Land ungeeignet.41
Die satellitengestützte Mobilkommunikation ermöglicht die DFÜ von Sprache und Daten.
Satelliten, die auf einem GEO operieren, versorgen durch ihre Umlaufhöhe größere Gebiete und ermöglichen eine durchgängige Kommunikation aufgrund der stationären Positionierung im Orbit. Ein einzelner GEO Satellit deckt durch diese Eigenschaften etwa
34 Prozent der Erdoberfläche ab. Das Unternehmen Inmarsat hat sich auf den Betrieb
von GEO Kommunikationssatelliten spezialisiert und besitzt neun Satelliten in der Erdumlaufbahn. Vier der aktiven Satelliten decken, abgesehen von den Polarregionen, die
39
40
41
Vgl. Gabriel, R. et al. (2002), S.89f.
Vgl. Lehner, F. (2003), S.97-100.
Vgl. Fleischer, T. et al. (2008), S.134f.
19
gesamte Erdoberfläche ständig ab, während die restlichen fünf Satelliten als Notfallreserve dienen. Dieses System bietet für die DFÜ, mit Satelliten der vierten Generation,
Übertragungsgeschwindigkeiten von 4,5 bis 512 kb/s. Es wird von Inmarsat, unter der
Bezeichnung Broadband Global Area Network (BGAN), als mobiler Internet und Telefoniedienst angeboten.42
Kommunikationssatelliten, die auf einem LEO oder MEO operieren, decken nur geringe
geografische Flächen ab. Daher werden mehr Satelliten benötigt, um großflächige Gebiete mit Empfang zu versorgen. Das Satellitensystem Iridium, das auf einem LEO von
780 km operiert, ist ein weltumspannendes Netzwerk, bestehend aus 66 Satelliten. Im
Gegensatz zu dem Inmarsat Satellitensystem deckt Iridium die gesamte Erdoberfläche
ab. Aufgrund der Umlaufhöhe muss das Signal weniger Strecke zu dem LEO Satelliten
bewältigen als es bei einem GEO Satelliten der Fall ist. Es benötigt weniger empfindliche
Empfangsgeräte. Um die Integration in auf Festland gestützte Systeme zu erleichtern,
wurde das System nach dem gut ausgebauten GSM Standard aufgebaut. Es ist
Roaming fähig.43
Die lückenlose Versorgung der Erdoberfläche sowie die Übertragungssicherheit des Iridium-Systems eignet sich besonders für maritime Anwendungen. Es wurde daher das
sogenannte Iridium OpenPort entwickelt. Iridium OpenPort ermöglicht Netzwerkanbindungen und kann Daten weltweit mit einer Rate von 2,4 bis zu 134 kb/s übertragen. Die
Antenne des Systems wird an Deck eines Schiffs positioniert. Durch das integrierte Gyrometer, welches Lageveränderungen misst, hält das System in jeder Position Funkkontakt zu einem Satelliten. Ein installiertes System kann bis zu drei separate Übertragungskanäle öffnen, wodurch eine simultane Datenübertragung und Sprachkommunikation
möglich ist. Die Kostenabrechnung basiert dabei auf der Menge der übertragenen Daten
und nicht auf Basis der Übertragungsdauer.44
42
43
44
Vgl. Giambene, G. (2007), S.7f; Goel, A. (2008), S.10f.
Vgl. Agrawal, V., Maini, A. (2007), S.332f; Bagad, V., Chitode, J. (2007), S.355-358.
Vgl. Lees, G., Williamson, W. (2013), S.122; groundcontrol.com (2014), 29. Mär. 2014.
3
Tracking and Tracing
3.1
Praxis der Warenverfolgung
3.1.1
Grundlagen der Verfolgung
20
Als T&T wird die Erzeugung einer digitalen Spur bezeichnet, anhand derer beispielsweise der Weg einer Ware sowie der Ursprungsort aufgezeigt werden. Das Tracking,
das heißt das aktive Auffinden einer Spur, umfasst dabei alle Arbeitsschritte, die ein Gut
während eines Transportes in der Supply Chain durchläuft, während das Tracing die
Nachverfolgung des Ablaufes umschreibt. Diese Methode eröffnet die Bildung einer Historie, die dem Kunden Aufschluss über den jeweiligen Standort und den Zustand eines
Produkts geben. Dies beinhaltet, die Detektion des Standorts, die Stationen, die durchlaufen wurden, und in welchem Zustand die Ware ist. Zwingende Voraussetzungen für
ein T&T ist die jederzeit eindeutige Identifikation einer Sendung, das Wissen um jeden
Ort, den eine Sendung durchlaufen kann und die Erfassung des Zustands der Sendung.
Diese Informationen müssen übertragen und zentralisiert gespeichert werden, um bei
Bedarf an benötigter Stelle abrufbar und auswertbar zu sein.45
Die manuelle Dokumentation eines T&T wird zusätzlich praktiziert, um rechtliche Regelungen einzuhalten, doch ist dieser Prozess aufwendig und somit nicht wettbewerbsfähig
Die automatische Identifikation und Erfassung der Daten dagegen ermöglicht neben der
Erfüllung der rechtlichen Pflichten das Schaffen eines Zusatznutzens. Die Beachtung
nationaler und internationaler Vorschriften ist Voraussetzung bei einem Global Sourcing
sowie dem Vertrieb von Waren. Die Schaffung einer Transparenz bei der Produktion
sowie dem Transport von Waren ermöglicht, die Qualität der Produkte zu sichern, Fälschungen vorzubeugen, Warenrückrufaktionen zu ermöglichen und den Sicherheitsstandards produzierender und transportierender Industrien zu genügen.46
In der Logistik wird T&T benötigt, um komplexe Prozesse wie Just-in-time Lieferungen
zu unterstützen. Neben der Standardisierung von Ladehilfsmitteln oder dem Pooling von
Transportmitteln, die eine effizientere Gestaltung bei Transport, Umschlag und Lagerung
ermöglichen, findet das T&T Anwendung in der Optimierung logistischer Prozesse.47
Insbesondere im Logistikbereich der internationalen Wertschöpfungsnetzwerke nimmt
das T&T eine zunehmend wichtige Rolle ein. Der Markt bietet stetig steigende Möglichkeiten, Rohstoffe und Halbfertigfabrikate global zu beziehen sowie Produkte weltweit zu
45
46
47
Vgl. Klug, F. (2010), S.254.
Vgl. Femerling, C., Gleissner, H. (2008), S.224; Lange, H. (2008), S.164.
Vgl. Hubner, A., Laverentz, K. (2011), S.156.
21
vertreiben. Diese Entwicklung verstärkt die Wettbewerbsintensität innerhalb der Marktsegmente sowie den Wettbewerbsdruck. Das wirtschaftliche Agieren am Markt erfordert
somit entweder die Differenzierung von Konkurrenzprodukten oder das Unterbieten der
Preise und der Bereitstellungszeiten. Diese Realisierung erfordert ein reibungsloses Zusammenspiel der einzelnen Partner in einem Supply Network, um die steigende Komplexität innerhalb der Wertschöpfungsketten zu bewältigen. Somit ist die Planung,
Steuerung und damit einhergehend die Transparenz der Warenströme unabdinglich geworden, um kurzfristigen Nachfrageschwankungen, Verzögerungen, Transportproblemen sowie den Verlust von Waren zu bewältigen und Out-of-Stock Situationen sowie
dem Bullwhip-Effekt entgegen zu wirken.48
Diese Entwicklung veranlasst immer mehr Unternehmen, sich auf ihr Kerngeschäft zu
konzentrieren und Aufgabengebiete wie den Warentransport an externe Anbieter outzusourcen. Die auszulagernden Geschäftsbereiche werden oftmals durch Third-Party-Logistics-Provider (3PL) und Fourth-Party-Logistics-Provider (4PL) übernommen. Systemdienstleister wie die 3PL übernehmen, neben dem Lagern und Transport von Waren,
Aufgaben wie die Kundenbetreuung und die Planung sowie Implementierung von neuen
IT-Systemen. 4PL fungieren als Netzwerkintegratoren und bieten Gesamtlösungen zur
Planung, Steuerung und Kontrolle der Warenströme in der gesamten Supply Chain. Dabei besitzen diese Netzwerkintegratoren selber nur wenige logistische Anlagewerte wie
Lastkraftwagen oder Lager, sondern bieten vielmehr die technische und organisatorische Vermittlung zwischen den einzelnen Anbietern. Diese Struktur macht es erforderlich, jegliche Einheiten der Supply Chain zu vernetzen. Neben den involvierten Unternehmen und logistischen Knotenpunkten erstreckt sich diese Vernetzung auf die Transportmittel wie Lastkraftwagen und die Ladungsträger wie Container und Paletten bis hin
zu Einzelteilen, um eine durchgängige T&T Anwendung zu ermöglichen.49
3.1.2
Methoden und Einheiten der Verfolgung
Das T&T von Sendungen erfolgt, je nach Anwendungszweck, auf Basis verschiedener
Ebenen logistischer Einheiten und verschiedenen Erfassungsmethoden sowie der genutzten Technik. Die logistischen Einheiten werden anhand einer Norm der International
Organization for Standardization (ISO) über sechs Ebenen definiert, wie in Abbildung 4
ersichtlich wird.50
48
49
50
Vgl. Klaas, V. (2008), S.175f.
Vgl. Werner, H. (2010), S.178f.
Vgl. Strassner, M. (2005), S.81.
22
Abbildung 4: ISO-Ebenenmodell logistischer Einheiten
Quelle: In Anlehnung an Klug, F. (2010), S.355.
Die Anwendung von T&T Technik erfolgt im Regelfall auf Basis der Verpackung und
somit ist Ebene 0 nicht relevant. Die Verfolgung der Sendungen wird je nach Ebene mit
unterschiedlichen technischen Mitteln und Genauigkeiten bewerkstelligt. Während auf
Ebene der Verpackungen und Packstücke passive Transponder auf Basis der RFIDTechnik sowie die Barcode-Technik genutzt werden, werden auf Ebene der Versandeinheiten wie Paletten oder Containern aktive RFID-Transponder und Barcodes genutzt.
Auf Ebene der Frachtträger, wie beispielsweise Lastkraftwagen oder dem Seeschiff,
kommen Technologien wie das GPS und das GSM zum Tragen. In der Regel werden
die untergeordneten Versandeinheiten der nächsthöheren Ebene zugeordnet. Damit findet eine Zuordnung zwischen der verpackten Ware und den Ladungsträgern auf allen
Ebenen statt. Das Erfassen einer Versandeinheit gibt somit Aufschluss über die beinhalteten Teile. Das Datenaufkommen wird verringert und die Informationsaufbereitung vereinfacht.51
Die für diese Arbeit relevanten logistischen Einheiten liegen auf der vierten und fünften
Ebene des ISO-Ebenenmodells. Im Speziellen liegt der Fokus im Bereich der Ladungsträger auf den Twenty-foot Equivalent Unit (TEU) und Fourty-foot Equivalent Unit (FEU)
Containern. Im Bereich der Frachtträger liegt die Gewichtung primär auf den Seeschiffen, doch umfasst ein ganzheitliches T&T die Verfolgung der Versandeinheiten über jegliche genutzte Frachtträger.52
51
52
Vgl. Klug, F. (2010), S.354f.
Vgl. Golinska, P., Hajdul, M. (2012), S.216.
23
In den 1960er Jahren wurde der ISO-Container als weltweit erster genormter Großraumfrachtbehälter eingeführt. Durch die Einführung der Container wurden logistische Prozesse wie das Verladen, Befördern, Lagern und Entladen von Gütern vereinfacht. Die
anfallenden Transportkosten, wie beispielsweise bei dem Überseetransport, wurden signifikant reduziert, der ISO-Container wurde ein relevanter Faktor für das Global Sourcing. Er wird bis heute als Hauptladungsträger für internationale Warentransporte genutzt. Die gängigen ISO-Container sind der TEU Container und der FEU Container, dessen Bezeichnungen auf die Maße der Container zurückzuführen sind. Der TEU Container hat eine Breite von 8 Fuß und eine Länge von 20 Fuß, welche im metrischen System
den Maßen 2,44 m und 6,10 m entsprechen. Die Maße des FEU Containers sind 8 Fuß
in der Breite und 40 Fuß in der Länge, welche den Maßen 2,44 m und 12,19 m entsprechen. Die Ausführungen umfassen Lademöglichkeiten für Stückgut, Schüttgut, Flüssigkeiten und Gase.53
Der Hauptfrachtträger im globalem Güterverkehr ist das Containerschiff. Containerschiffe werden in zwei für die Routenplanung wichtige Klassen unterteilt, die PanamaxKlasse und die Post-Panamax-Klasse. Das wesentliche Klassifizierungsmerkmal ist die
größenbedingte Möglichkeit, den Panamakanal zu befahren. Schiffe der Panama-Klasse
können etwa 3.000 TEU transportieren, während Schiffe der Post-Panama-Klasse bis
zu 18.000 TEU transportieren können. In bestimmten Fällen kann es durchaus sinnvoll
sein, längere Wege im Kauf zu nehmen, etwa dann, wenn die vereinbarten Liefertermine
es zulassen und größere Schiffe einen deutlichen Kostenvorteil bieten. Neben dem
Hauptlauf, der per Containerschiff durchgeführt wird, sind ebenfalls der Vor- und Nachlauf für ein T&T relevant. Der Vor- und Nachlauf im Transportsegment der ISO-Container
erfolgt durch Bahn, Binnenschiff, Flugzeug oder Lastkraftwagen. Verbleibt die Ware dabei immer in demselben Ladungsträger wie dem ISO-Container, der dabei lediglich die
Frachtträger wechselt, nennt man das kombinierter oder intermodaler Verkehr.54
Der intermodale Verkehr ist die Voraussetzung für den sinnvollen Einsatz von T&T Anwendungen auf Basis des Containers, da die Telemetriesysteme an dem Container angebracht sind. Somit muss der Container von seinem Ursprung bis zu dem Empfänger
transportiert werden, um eine vollständige Route verfolgen zu können. Praktiziert werden Methoden der Verfolgung auf Basis von GPS und GSM Modulen sowie mit aktiven
RFID-Chips.55
53
54
55
Vgl. Martin, H. (2009), S.69; Koch, S. (2012), S.85.
Vgl. Barkawi, K., Bretzke, W. (2012), S.68; Schulte, C. (2013), S.183f.
Vgl. Lowe, D. (2005), S.177; Worrall, H. (2005), S.137.
24
Da die Reichweiten der an den Ladungsträgern angebrachten Übertragungssysteme insbesondere bei Überseefahrten - nicht ausreichend hoch sind, um eine direkte Übertragung der Telemetriedaten durchzuführen, wird das T&T mithilfe indirekter Methoden
praktiziert. Es existiert derzeit dabei noch keine standardisierte Methode oder Technik
zur Containerverfolgung, die allgemeine Anerkennung genießt. Gegenwärtig werden die
Methoden der AVI und AEI sowie der AVL nur vereinzelt durch Logistikdienstleister genutzt. Die AVI ist eine einfache und kostengünstige Methode der Verfolgung, die jedoch
kein realtime T&T bietet. Bei dieser Methode werden die Frachtträger mit RFID-Transceivern ausgestattet und entlang der Transportroute Sensoren installiert. Die Wahl der
Standorte der Sensoren können dabei kritische Knotenpunkte wie ein Güterbahnhof, ein
Güterverkehrszentrum, ein Hafen, ein Lager oder ein Terminal sein. Somit erfolgt die
Verfolgung eines Containers indirekt durch den Frachtträger. Diese Knotenpunkterfassung bietet dabei ausschließlich retrospektive Daten, die nur eine Rückverfolgbarkeit der
Transportroute sowie einen punktuellen Transportstatus ermöglichen. Damit ist jeweils
nur der Ort bekannt, an dem die Datenträger zuletzt ausgelesen wurden. In der Fahrtzeit
zum nächsten Auslesepunkt - etwa im nächsten Hafen - bleibt die Position des Containers unbekannt. Eine jederzeitige punktgenaue Positionsbestimmung, wie sie etwa von
Kurier, Express und Paket-Dienstleistern (KEP) transportierten Paketen bekannt ist, ist
mit diesem System nicht möglich. Das Prinzip der AEI basiert - wie die AVI - auf einem
Sensornetz, mithilfe dessen eine Sendung an Knotenpunkten erfasst wird. Der Unterschied zum AVI besteht darin, dass die Ladungsträger, beispielsweise ein Container
oder eine Palette, mit einem RFID-Chip und eine Versandeinheit, wie etwa ein Paket,
mit einem Barcode ausgestattet werden. Die angebrachten RFID-Chips werden dabei,
wie bei der Methode der AVI, an den Knotenpunkten durch Sensoren erfasst.56
Die Erfassung der Barcodes erfolgt in Paketsortieranlagen, in denen die mit einem Barcode ausgestatteten Pakete automatisch erkannt und für den Weitertransport sortiert
werden. Bevorzugt genutzt wird die Technik durch Unternehmen im Bereich des KEP.
Diese Methode bietet ebenfalls ausschließlich Vergangenheitswerte zur Rückverfolgung
der Route und ermöglicht kein aktives Auffinden einer Sendung.57
Die AVL ist eine Methode, bei der ein Fahrzeug jederzeit gefunden und dessen Route
jederzeit verfolgt werden kann. Hauptsächlich wird dieses Verfahren durch Logistikdienstleister genutzt, um das Management der Unternehmensflotte und die Routenpla-
56
57
Vgl. Barnes, R. et al. (2013), S.560f.
Vgl. Kotzab, H., Vahrenkamp, R. (2012), S.149.
25
nung mit Hilfe telemetrischer Systeme zu unterstützen. Die praktizierte Methode der Verfolgung basiert gewöhnlich auf einem GPS-Empfänger und einer Sendeeinheit wie
einem Funkgerät, einem GSM basierenden Sender oder einem Satellitenkommunikationsnetzwerk. Der Standort des Fahrzeugs wird mithilfe des GPS kontinuierlich bestimmt und periodisch über die Sendeeinheit an den Empfänger übertragen. Die übertragenen Daten beinhalten Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs und lassen damit auch Rückschlüsse auf die geschätzte Restdauer der Tour zu. Ebenfalls lassen sich
die Container selber mit einem AVL System versehen, wobei die Energieversorgung
durch Batterien gewährleistet wird. Die Ladung der Batterie ist dabei für einen Betrieb
von etwa drei Monaten konzipiert, bevor eine Wiederaufladung erforderlich wird. Die in
der Praxis gängigste Methode ist die sogenannte Kopplung. Hier wird die informationstechnische Kopplung von Container mit dem Frachtträger durchgeführt, wobei der
Frachtträger unter Verwendung der AVL Methode verfolgt wird. Gleichzeitig werden Informationen über den Container übermittelt. Der Vorteil des AVL Systems liegt in der
Unabhängigkeit von festen Infrastrukturen wie die bei der AVI und AEI benötigten, fest
installierten Sensoren. Somit ist diese Methode besonders geeignet für Gebiete, die nicht
durch Sensornetzwerke erschlossen sind oder erschlossen werden können sowie die
hier betrachteten Seewege. Zusätzlich kann bei der Routenführung direkt eingegriffen
werden, um Hindernisse wie etwas ein erhöhtes Verkehrsaufkommen zu vermeiden und
somit Routen zu optimieren. Der Nachteil des Systems liegt in den Kosten. Jede zu verfolgende Einheit benötigt ein GPS-Empfänger sowie eine Sendeeinheit. Diese Systeme
besitzen nur eine begrenzte Sendereichweite und benötigen mit steigender Distanz
mehr Energie. Dadurch ist eine durchgängige T&T Funktion eines Containers auf dem
Überseeweg nicht möglich, sondern wäre nur durch Kopplung des Containers mit dem
jeweiligen Frachtträger zu realisieren.58
3.2
Mögliche Methode der Verfolgung
Der weltweite Transport von Waren wird, abgesehen von Schüttgütern oder Flüssigkeiten, seit dessen Einführung in den 1960er Jahren vorwiegend mit dem ISO-Container
durchgeführt. Der Container prägt das Erscheinungsbild der Seetransporte und Seehäfen. Aktuell werden mehr als 90 Prozent der global bewegten Güter in ISO-Containern
transportiert. Jeder dieser Container wird mithilfe von Transportmitteln wie beispielsweise Lastkraftwagen, Schiffen oder Zügen bewegt. Insbesondere in der maritimen Containerlogistik ist, neben dem per Schiff durchgeführten Hauptlauf, das Transportmittel
58
Vgl. Fontaine, M. (2009), S.22f; Ogaja, C. (2011), S.125f.
26
des Vor- und Nachlaufs relevant. In der Regel erfolgt der Transport in das Hinterland von
und zu den Umschlaghäfen mit Frachtträgern, die Container transportieren können. Die
Ladung verbleibt stets in dem Container und dieser wird über verschiedene Frachtträger
zu dem Zielort transportiert. Damit sind die Voraussetzungen einer intermodalen Transportkette erfüllt. Diese Intermodalität macht es sinnvoll, einen Container mit einer T&T
Anwendung zu versehen und über den gesamten Transportweg zu verfolgen. Die Möglichkeit der detaillierten Überwachung auf dem Transportweg, und somit das Schaffen
einer Transparenz der Warenströme, wird mit steigender Kapazität der Containerschiffe
immer notwendiger. Die Infrastruktur des Hinterlandverkehres ist gewissen Restriktionen
unterworfen wie etwa der Kapazität der Autobahnen, der maximalen Größe eines Binnenschiffs in Bezug auf die Fähigkeit Kanäle zu durchfahren oder der maximalen Menge
und Länge von Güterzügen. Gerade aber die Containerschifffahrt bietet noch Möglichkeiten zur Steigerung der Effizienz, das heißt der Kosten-Nutzen-Relation. Es werden
stets größere Containerschiffe entwickelt, die mehr TEU transportieren können. Die derzeit größten Containerschiffe transportieren mit 18.000 TEU immerhin so viele Container
wie 9.000 LKW. Ohne Zwischenabstand hintereinander gereiht ergäbe dies eine LKWSchlange von 150 km bis 170 km. Jedoch können die größten Schiffe immer weniger
Seehäfen ansteuern, da nur wenige Häfen die benötigte Tiefe der Hafenbecken bieten
und gleichzeitig die Möglichkeit besitzen, die stoßweise anlandenden Containermassen
zu bewältigen und durch den Hinterlandverkehr abtransportieren zu lassen. Dieser
Trend der Containerisierung erfordert eine exakte Planung und Transparenz durch die
Einbindung von IT-Hilfsmitteln, welche durch technische Probleme bei der Implementierung erschwert wird. Es werden für die Schaffung einer Transparenz in der Containerlogistik neue und standardisierte Methoden des T&T benötigt.59
Eine mögliche Methode, mit dessen Hilfe das ganzheitliche T&T realisiert werden kann,
basiert auf der Implementierung von Schwarmtechnologie wie der ZigBee-Technik. Hiermit kann die Verfolgung einer Sendung von dem Versender bis zu dem Empfänger in
Echtzeit erfolgen. Die Herausforderung bei der Schaffung einer Transparenz, speziell im
Containertransport per Seeschiff, ist die IT-Erfassung der einzelnen Container, die eng
gestaffelt auf dem Schiff verladen werden. Wie aus Abbildung 5 ersichtlich wird, verbleibt
zwischen den Containern wenig Raum für die Funkübertragungen, die wie beschrieben
metall- und wetterempfindlich reagieren. Die aus Metall bestehenden Container dämpfen
die Übertragung von Funksignalen über längere Strecken.60
59
60
Vgl. Bogatu, C. (2008), S.88f; McNicholas, M. (2008), S.34f; Schönknecht, A. (2009), S.1-3.
Vgl. Schreiner, R. (2012), S.149.
27
Abbildung 5: Dimensionen von Containerschiffen
Quelle: in Anlehnung an Schönknecht, A. (2009), S.5.
Die Übertragung der gesammelten Telemetriedaten zu einer Station auf dem Festland
stellt ebenfalls ein zu überwindendes Problem dar. Direkte Funkverbindungen sind auf
See nur mit Kurzwellenfunk zu erreichen. Diese Übertragungsart ist zu störungsanfällig,
um verlässliche Übertragungen zu gewährleisten, und die Übertragungsrate zu gering,
um Telemetriedaten zu übertragen.61
Es existieren etwa 30 Varianten des ISO-Containers, die unterschiedliche Ladungen fassen können und verschiedene Abmessungen besitzen. Die für die Containerschifffahrt
relevanten Container sind der TEU Container und der FEU Container, der die Abmessung von zwei TEU Containern einnimmt. Diese Container werden in den Rumpf eines
Containerschiffs in Schächte eingelassen und ebenfalls auf dem Deck gestapelt, um eine
61
Vgl. Dembowski, K. (2007), S.379.
28
maximale Auslastung der Schiffskapazität zu erreichen. Übertragungstechnik und Sicherheitseinrichtungen wie Funkmodule sind an der Tür des Containers installiert. Es
bleibt somit jeweils nur ein geringer Abstand zu dem nächsten Container, der für eine
Funkübertragung ausreichen muss.62
Die Implementierung einer T&T Anwendung auf Basis der einzelnen Container erfordert
eine eindeutige Kennzeichnung der Container. Im simpelsten Fall wird dieser beim Verladen mit den Kenndaten des Verkehrsträgers wie etwa dem Schiff gekoppelt. Ist die
Position des Schiffes bekannt, kann auch der Container geortet werden. Dies bedingt
eine Erfassung jedes Containers bei der Verladung auf einen Transportträger. Im kombinierten Verkehr wäre dies mit einem sehr hohen bürokratischen Aufwand verbunden.
Praktikabler ist ein T&T mithilfe eines telemetrischen Systems. Dies wird durch T&T Module ermöglicht, die an den Containern angebrachten werden und für eine Verfolgung
stets erreichbar sein müssen. Um diese Erreichbarkeit zu realisieren, bietet ZigBee eine
Möglichkeit, das Problem der Funkstörungen durch die eng gestapelten Container auf
Schiffen zu lösen. Aufgrund der Robustheit der ZigBee-Module sind diese fähig, den
oftmals rauen und wechselhaften Umgebungen standzuhalten, denen die Container
während des Transports ausgesetzt sind. Grundlegend für die Nutzung eines Systems
zur Verfolgung von Sendungen wie auf Basis von ZigBee ist die Möglichkeit der internationalen Verwendbarkeit. Neuere ZigBee-Protokolle besitzen die Möglichkeit, die Frequenz je nach Position zu wechseln, doch ist die Nutzung des international lizenzfreien
Frequenzbandes von 2,4 GHz aufgrund der technischen Realisierbarkeit zu empfehlen.
Dieses Frequenzband besitzt wegen der weltweiten Anwendung eine hohen Verbreitungs- sowie Nutzungsgrad und unterliegt trotz der 16 Übertragungskanäle, vielen Störquellen die ebenfalls auf einer Frequenz von 2,4 GHz arbeiten. In dem Bereich des T&T
sind diese Störquellen jedoch zu vernachlässigen aufgrund der Tatsache, dass Transportwege - insbesondere in der Schifffahrt - durch gering besiedelte Gebiete führen, in
denen nur wenige Funkquellen existieren.63
Die Reichweite der ZigBee-Module erstreckt sich von etwa 10 m in schwierigen Umgebungen bis zu 100 m bei barrierefreien Übertragungsstrecken mit einer für ZigBee-Module typische Standardantenne. Durch die Nutzung einer externen Antenne oder einer
in den Container integrierten Antenne kann die Signalausbreitung sowie die Empfangsstärke der Module bei Bedarf verbessert werden. Dabei müssen keine grundsätzlichen
Änderungen an den Betriebseigenschaften des ZigBee-Moduls vorgenommen werden,
62
63
Vgl. Hildebrand, W. (2009), S.20-22.
Vgl. Werner, M. (2006), S.6; Barnes, R. et al. (2013), S.560f; docs.zigbee.org (2012), 24. Mär. 2014.
29
wie beispielsweise an der Sendestärke und dem daraus resultierenden Energieverbrauch. Das Konzept der geringen Datenraten sowie dem geringen Energieverbrauch
ist die Basis für die mobile Anwendung über lange Zeiträume wie das T&T eines Containers bei einem Überseetransport und dessen Vor- und Nachlauf. Ermöglicht wird das
Konzept durch das Energiemanagement des ZigBee-Protokolls. Im Speziellen zu nennen ist der Sendemodus, die Übertragungsdauer und das Übertragungsintervall. Das
ZigBee-Protokoll bietet grundsätzlich zwei nicht synchronisierte Datenübertragungen
und zwei synchronisierte. Nicht synchronisierte Übertragungen sind das periodische
Senden von Daten, das sogenannte Heartbeat, sowie eine zeitunabhängige Datenübertragung. Die synchronisierten Datenübertragungen bestehen aus der Übertragung, basierend auf dem Beacon-Enabled Modus, und der Datenübertragung in garantierten
Zeitschlitzen. Die Funktionsweise der periodischen Datenübertragung stützt sich auf
einen voreingestellten Takt in dem mobilen ZigBee-Modul. Jedes Modul überträgt seine
Daten in einem festen, von anderen Modulen unabhängigen Intervall. Aufgrund dieser
Unabhängigkeit müssen die ZigBee-Router stets aktiv und somit mit einer festen Energiequelle verbunden sein. Die zeitunabhängige Datenübertragung erfolgt ohne festen
zeitlichen Rahmen, genau dann, wenn das Modul etwas zu übertragen hat. In diesem
Modus ist ebenfalls, aufgrund der ständigen Empfangsbereitschaft, kein Batteriebetrieb
der Router möglich. In dem Beacon-Enabled Modus wird das gesamte Netzwerk synchronisiert, indem der ZigBee-Koordinator ein Synchronisationssignal sendet und damit
den nächsten Aktivierungszeitpunkt für die Netzwerkknoten vorgibt. Alle Knotenpunkte
aktivieren sich gleichzeitig, übertragen die gesammelten Daten und gehen wieder in den
Stromsparmodus. Dies ermöglicht einen Batteriebetrieb der Router. Bei der Datenübertragung mit garantierten Zeitschlitzen setzt der Koordinator für jeden Teilnehmer in dem
Netzwerk einen festen Übertragungszeitraum, in dem die Daten übertragen werden.
Diese Synchronisation ermöglicht ebenfalls einen Batteriebetrieb der Router, da die Sendezeiten koordiniert werden und somit Energie gespart wird.64
In Hinsicht auf eine mobile T&T Funktion der ZigBee-Module sind die nicht synchronisierten Datenübertragungen aufgrund des hohen Energiebedarfs ungeeignet. Ebenfalls
ungeeignet ist die Übertragung in garantierten Zeitschlitzen, da die Implementierung
einen hohen Aufwand birgt und eine garantierte Übertragung aufgrund von Störquellen
sowie technischen Barrieren nicht gewährleistet werden kann. Einzig der Beacon-Enabled Modus bietet die Voraussetzung, ein mobiles T&T Netzwerk im Batteriebetrieb zu
realisieren. Die Lebensdauer der Batterien des ZigBee-Moduls ist abhängig von dem
64
Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.77-79; docs.zigbee.org (2012), 24. Mär. 2014.
30
Sendeintervall des Moduls. Die in dem Beacon-Enabled Modus vorgesehene Sendezeit
beträgt zwischen 15,36 ms und 251,66 s, wobei für die Übertragung durchschnittlich
etwa 30 ms benötigt werden. Als Energiequelle dienen zwei Mignon Batterien mit einer
elektrischen Ladung von 1.625 Milliamperestunden. Diese wurden bei einem Sendeintervall von 18 ms auf eine Energieversorgungsdauer von sieben Jahren erfolgreich
getestet, welches gleichzeitig die durchschnittliche Lebensdauer dieser Batterien ist. Bezüglich der Verfolgung einer Sendung und einer gleichzeitigen Aufzeichnung der zurückgelegten Strecke wäre eine grobmaschige Abfrage ausreichend. Damit kann das Abfrageintervall vergrößert werden, um die Datenraten gering zu halten.65
Ein einzelnes ZigBee-Netzwerk kann technisch bis zu 65.000 Netzwerkknoten umfassen, bestehend aus Endknoten und Routern sowie einem Koordinator. Die Kapazität
eines Netzwerks ist daher absolut ausreichend, um eine einfache Erfassung jedes Containers auf einem Containerschiff der neusten Bauart durchzuführen. Der Betrieb eines
ZigBee-Netzwerks auf einem Containerschiff benötigt als Basis einen fest in dem Schiff
installierten Koordinator, der als FFD über eine stetige Energieversorgung verfügt, um
dauerhaft Signale empfangen und das Beaconsignal senden zu können. Sinnvoll für eine
optimale Empfangs- und Sendeabdeckung über das gesamte Schiff ist es, weitere Router an strategisch günstigen Positionen zu installieren und somit auch bei erschwerten
Bedingungen, wie den Funk beeinträchtigende Wetterlagen, den Signalempfang zu ermöglichen. Die Realisierung eines T&T benötigt die Implementierung eines FFD ZigBeeModuls an dem zu verfolgenden Container, der durch den Beacon-Enabled Modus mit
Batterieversorgung betrieben werden kann und somit autark von externen Quellen ist.
Der Nachteil dieses Systems liegt in der benötigten Menge an FFD, um eine Weiterleitung der Daten zu gewährleisten. Daher müsste mindestens jeder zweite Container auf
einem Schiff mit einem ZigBee-Modul ausgestattet sein.66
Neben der reinen T&T Funktion bietet die Implementierung von weiteren ZigBee-RFDModulen innerhalb eines Containers einen erweiterten Nutzen: Diese können ebenfalls
mit Batterieversorgung betrieben werden und die Daten an den FFD des Containers
senden. Jedes zusätzliche RFD-Modul kann mit einem beliebigen Sensor ausgestattet
werden. Es können stetig Daten etwa über Ausgasungen, Temperaturänderungen,
Stöße oder das Öffnen der Containertür übertragen werden. Somit kann eine beliebige
Überwachung des Containerinhalts als Zusatznutzen realisiert werden. Gleichwohl muss
65
66
Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.78f; ebenda, S.117.
Vgl. Gratton, D. (2007), S.169f; Huang, J. et al. (2012), 99f.
31
dabei berücksichtigt werden, dass je nach Ausrichtung und Anforderungen die Datenmenge steigt. Der Aufbau eines ZigBee-Netzwerks auf einem Schiff wird in Abbildung 6
beispielhaft skizziert.67
Abbildung 6: Möglicher Aufbau eines ZigBee-Netzwerkes auf einem Schiff
Quelle: In Anlehnung an upload.wikimedia.org (2011), 28. Mär. 2014.
Der Aufbau des Netzwerks weist eine Netztopologie auf und ist nicht streng hierarchisch.
Jeder Netzwerkknoten überträgt seine Daten an den nächsten erreichbaren Knoten, der
die Daten bündelt und weiterleitet. Somit erreichen die Daten aller Netzwerkteilnehmer
den Netzwerk-Koordinator, der die gesamten Daten speichert und für ein weiteres Vorgehen verwaltet. Besonders vorteilhaft ist die Vermeidung einer doppelten Erfassung,
da die ZigBee-Technologie diese ausschließt.68
Die Daten, die innerhalb des ZigBee-Netzwerks verschickt werden, bestehen nur aus
wenigen Zeichen, um das Datenaufkommen gering zu halten. Grundsätzlich wird nur der
eindeutige Identifikationscode des Containers übertragen, der aus dem 18-stelligen Serial Shipping Container Code (SSCC) besteht und eine Versandeinheit eindeutig identifiziert. Zusätzlich kann der Status von Sensoren übertragen werden. Diese Daten geben
67
68
Vgl. Barnes, R. et al. (2013), S.558-560.
Vgl. Gratton, D. (2007), S.169f.
32
an, ob der aktuelle Sensorwert von der vorgegebenen Wertespanne abweicht. Es wird
zur Minimierung der Datenlast nur der Status übertragen und keine Werte selber. Der
Status umfasst nur ein Zeichen, eine Eins oder eine Null. Zusammen mit der Identifikationsnummer des Sensors werden weniger als zehn Zeichen übertragen. Bei einer Anzahl von drei Sensoren pro Container beträgt die Menge der zu übertragenden Information etwa 50 Zeichen. Ein Zeichen im American Standard Code for Information Interchange (ASCII) besteht aus 8 bit und somit beträgt die zu sendende Datenmenge pro
Container etwa 400 bit pro Sendezyklus. Der Zyklus ist dabei frei wählbar und wird nur
durch die minimale Übertragungsdauer beschränkt. Resultierend aus diesen Werten
würde bei einem Containerschiff mit 18.000 TEU Ladung eine maximale Informationsdatenmenge von 7.200 kb pro gewähltem Zyklusdurchlauf anfallen was etwa 0,859 MB
entspricht.69
Innerhalb des Netzwerks werden die Daten mit einer Geschwindigkeit von etwa 250 kb/s
übertragen. Die Datenübertragung wird durch Koordination zwischen den Knotenpunkten vor der Übertragung sichergestellt und nach der Übertragung bestätigt. Das System
verfügt über die Möglichkeit des Reroutings, wenn eine direkte Übertragungsstrecke zu
dem Koordinator nicht möglich ist. Die Übertragungen selber werden verschlüsselt und
mit Sicherheitsschlüsselabfragen auf Manipulationen überprüft. Im Falle eines unbefugten Zugriffs meldet sich der betroffene Knoten aus dem Netzwerk ab und baut erneut
eine autorisierte Verbindung auf. Somit wird eine fehlerfreie Übertragung gewährleistet
und Eingriffe durch Dritte verhindert.70
Die Kosten einer Implementierung von ZigBee werden auf etwa 30 Euro pro ZigBeeModul inklusiv Energiequelle beziffert. 800 Euro fallen für ein auf dem Schiff installiertes
Gateway zur DFÜ an. 600 Euro kostet die generelle Installation inklusive Software nach
dem Stand von 2011. Weitere Kosten von 200 Euro jährlich werden für die Wartung der
ZigBee-Module pro Container veranschlagt sowie 0,02 Euro für die Entsorgung der Batterien pro ZigBee-Modul.71
Das an dem ZigBee-Koordinator angeschlossene Gateway dient als Datenverarbeitungs- und Übertragungsschnittstelle. Diese Schnittstelle kann wahlweise mit einem
GPS-Empfänger verbunden werden oder die GPS-Daten von der schiffseigenen GPSAnlage empfangen oder mithilfe der Satelliten bei der DFÜ bestimmt werden. Ein separater GPS-Empfänger für das Gateway, der zur Anwendung in einem maritimen Bereich
69
70
71
Vgl. Gumm, H., Sommer, M. (2013), S.13; Zsifkovits, H. (2013), S.293.
Vgl. Gislason, D. (2008), S.11; Stapko, T. (2008), S.124f.
Vgl. Jabbari, A. et al. (2011), S.690; reichelt.de (2014), 06. Feb. 2014; grs-batterien.de (2014), 14. Apr.
2014.
33
geeignet ist, würde bei einer nachträglichen Implementierung Anschaffungskosten von
169 Euro pro Schiff generieren.72
Die letztendliche Übertragung der gesammelten Daten zu einer Daten verwertenden
Empfangsstelle an Land erfolgt per Satellitenfunk, da aufgrund der fehlenden Infrastruktur auf See Datenübertragungen wie beispielsweise mit GSM gestützten Systemen nicht
möglich sind. In dem Bereich der maritimen Satellitenkommunikation sind zwei Unternehmen mit unterschiedlichen Systemen die Hauptanbieter, die Inmarsat Global Limited
und die Iridium Communications Incorporated. Das Inmarsat System basiert, wie im Kapitel 2 dargelegt, auf Satelliten, die in einem GEO operieren und mit vier stets aktiven
Satelliten eine weltweite Netzabdeckung bieten, ausgenommen der Pole. Ein Transceiver, der die DFÜ, von einem Schiff ausgehend, realisieren kann, ist der BGAN fähige
Sailor 500 FleetBroadband, der eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 432 kb/s
bietet und umgerechnet, bei einem aktuellen Dollar zu Eurokurs von 0,7255 Euro,
10.806,32 Euro kostet. Der BGAN Super-Level Allowance Plan, der die benötigten
Datenmengen umfasst, kostet monatlich 4.243,45 Euro fix zuzüglich einer einmaligen
Anmeldegebühr von 29,02 Euro. Die variablen Kosten betragen 2,89 Euro pro übertragenen MB.73
Alternativ zu nennen ist - wie im Kapitel 2 beschrieben - das Iridium System, welches mit
66 aktiven Satelliten eine weltweite Netzabdeckung inklusiv der Pole, bietet. Ein Iridium
Transceiver, der sich für maritime Anwendungen eignet, ist der Iridium Pilot mit einem
Anschaffungspreis von 3.333,67 Euro und einer Übertragungsgeschwindigkeit von
134 kb/s. Das Iridium Pilot Paket ist ein Komplettpaket, bei dem eine einmalige Anmeldegebühr von 21,73 Euro anfällt. Weiterhin belaufen sich die fixen Servicekosten auf
1.341,45 Euro monatlich und beinhalten für jeden Monat 250 MB freie Übertragungskapazität. Übertragungen außerhalb des Plans, die 250 MB übersteigen, kosten 5,38 Euro
je übertragenen MB.74
72
73
74
Vgl. gps24.de (2014), 28. Mär. 2014.
Vgl. finanzen.net (2014), 31. Mär. 2014; globalcomsatphone.com (2014a), 31. Mär. 2014; globalcomsatphone.com (2014b), 31. Mär. 2014.
Vgl. groundcontrol.com (2014), 29. März. 2014.
4
Betriebswirtschaftliche Auswertung
4.1
Analysemittel
4.1.1
Eingrenzung der zu betrachtenden Analysemittel
34
Betriebswirtschaftliche Analysemittel werden in zwei Kategorien unterteilt. Die erste Kategorie basiert auf Daten, die quantitativ messbar sind. Sie ist ein Bestandteil des operativen Controllings mit spezifischen Kennzahlen wie Kosten, Entfernungen und Zeiten.
Die zweite Kategorie ist die Analyse von qualitativen Merkmalen. Behandelt werden dabei Merkmale, die nicht oder nur schwer in Zahlen zu fassen sind, wie beispielsweise die
Kundenzufriedenheit oder qualitative Produkteigenschaften. Diese Kategorie fällt in den
strategischen Planungsbereich des Controllings.75
Aufgrund der großen Anzahl an nutzungszweckbasierten Analysemethoden wird eine
Vorauswahl der zu betrachtenden Methoden getroffen. Relevant für die Analyse sind
Mittel, die in den operativen und strategischen Planungsbereich einer Unternehmung
fallen und sich mit qualitativen und quantitativen Aspekten beschäftigen. Zusätzlich basiert die getroffene Auswahl auf den häufig in der Literatur behandelten und eingesetzten
Mitteln sowie auf den im betriebswirtschaftlichen Hochschulstudium behandelten Analysemethoden. Die folgende Auswahl wird detailliert betrachtet und auf die Anwendbarkeit
im Hinblick auf die im Praxisteil erarbeiteten Daten geprüft. 76
Die gewählten quantitativen Methoden, die genauer auf ihre Eigenschaften untersucht
werden, sind die ABC-Analyse, die Break-Even Analyse, die Deckungsbeitragsrechnung, das Lifecycle Costing (LCC) sowie das Total Cost of Ownership (TCO) einschließlich des Total Benefit of Ownership (TBO). Die zur Untersuchung gewählten qualitativen
Methoden sind die Five Forces Branchenstrukturanalyse, die Nutzwertanalyse, die Social, Technological, Economical und Political Analyse (STEP) und die Strenght, Weaknesses, Opportunities und Threats Analyse (SWOT).77
4.1.2
Analysemethoden quantitativer Daten
Die ABC-Analyse ist ein betriebswirtschaftliches Verfahren. Sie fällt in den Bereich der
operativen Planung. Das Verfahren dient der Analyse von Objektmengen im Bezug zu
75
76
77
Vgl. Buchholz, L. (2009), S.37f.
Vgl. Ortelbach, B. (2007), S.134-136.
Vgl. Barklage, D. et al. (2010), S.85; Daum, A. et al. (2010), S.64; Disselkamp, M., Schüller, R. (2004),
S.44; Graumann, M. (2005), S.9; Hirsch, B. et al. (2008), S.248; Hoch, G. (2003), S.56; Renninger, W.
(2010), S.211; Zydorek, C. (2006), S.69.
35
der Wertstellung. Es wird angewendet, um komplexe Prozesse zu vereinfachen und basiert auf der Sortierung sowie Einteilung von Wertepaaren. Anzuwenden ist es auf Wertpaare wie beispielsweise Kunden und ihr anteiliger Umsatzwert, Lagerbestandsarten
und deren jeweiliger Anschaffungswert oder Herstellungsprozesse und die jeweilige Prozessdauer. Das Prinzip der Analyse ist die Einteilung von Objekten in die Kategorien A,
B und C. Objekte der Kategorie A sind dabei in der Regel Objekte mit dem größten
Wertanteil von etwa 80 % des Gesamtwerts. Die Kategorie B beinhaltet etwa 15 % des
Gesamtwerts und die Kategorie C den verbleibenden Rest von etwa 5 %. Das Ziel der
Analyse ist es, die höchsten Umsatzbringer, Kostenanteile oder Zeitnutzer in einem Prozess zu Identifizieren. Nach Möglichkeit wird darauf basierend dieser Prozess optimiert,
indem Bestandteile der C-Kategorie reduziert oder vollständig neutralisiert werden und
nach Möglichkeit Bestandteile der A-Kategorie ausgebaut und gepflegt werden.78
Die Vorteile dieses Systems liegen in der einfachen Handhabung sowie der Anwendbarkeit auf verschiedene Untersuchungsgegenstände, die dabei auch einen nicht-betriebswirtschaftlichen Hintergrund haben können. Durch die Methode der Reduktion auf die
wesentlichen zu betrachtenden Faktoren lassen sich auch komplexe Probleme analysieren. Das Ergebnis ist eine übersichtliche Strukturierung, die sich auch grafisch darstellen
lässt.79
Der Nachteil dieser Analysemethode liegt in der groben Klassifizierung in drei Kategorien. Eine Erweiterung der Methode um weitere Kategorien ist dabei auf Kosten der einfachen Anwendbarkeit möglich. Die Analyse ermöglicht die Untersuchung jeweils nur
eines Kriteriums und umfasst dabei ausschließlich quantitative Faktoren. Qualitative
Merkmale sind mit dieser Methode nicht zu analysieren, da der Analyse nur numerische
Daten zugrunde liegen. Die ABC-Analyse ist eine statische IST-Analyse, dessen Ergebnis dazu dient, weitergehende Strategien für die untersuchten Faktoren zu entwickeln.80
Die Break-even Analyse, auch als Gewinnschwelle oder Nutzenschwelle bekannt, ist ein
betriebswirtschaftliches Mittel, welches in den Bereich der operativen Planung fällt.
Durch die Analysemethode wird der Break-even Punkt bestimmt, in dem die Kosten und
Gewinne einer Unternehmung gleich sind. Unterhalb des Break-even Punkts generiert
eine Unternehmung Verluste, wogegen oberhalb des Punkts Gewinne erwirtschaftet
werden. Die Break-even Methode kann auf eine Unternehmung sowie auf mehrere
78
79
80
Vgl. Voigt, K. (2008), S.204-208; Bremer, P., Brüggemann, H. (2012), S.21.
Vgl. Daum, A. et al. (2010), S.248.
Vgl. Bleiber, R. (2007), S.109f.
36
Unternehmungen gleichzeitig angewandt werden. Die Anwendung der Break-even Analyse erfordert das Vorliegen einer Gliederung der Kosten in variable und fixe Kostenanteile. Im Fall der Ermittlung der Gewinnschwelle wird ebenfalls der Deckungsbeitrag benötigt, um den Break-even Punkt zu bestimmen. Die Berechnung erfolgt, indem die Kosten, Gewinne oder Alternativen direkt gegenübergestellt werden. Sie kann mathematisch
sowie grafisch durchgeführt werden. Das Ziel der Break-even Methode ist die Analyse
von Kostenstrukturen, um Absatzmengen bestimmen zu können. Darauf basierend lassen sich Preise sowie Spielräume ermitteln, um wettbewerbsfähig zu bleiben und Gewinne zu erwirtschaften. Eine weitere Funktion der Break-even Methode ist die Analyse
von Alternativen in der Unternehmensplanungsphase zur Eruierung des optimalen Angebots.81
Die Vorteile der Break-even Analyse liegen in der relativ einfachen Durchführbarkeit der
Methode sowie der Möglichkeit, Alternativen mit wenigen Ressourcen zu analysieren.
Die Methode ist in der Praxis beliebt, da durch die Anwendung eine Transparenz der
Kostenstruktur und Gewinnschwelle bei Unternehmungen geschaffen wird. Die kritischen Mindestwerte werden somit ersichtlich. Weiterhin kann die Analyse sowohl
grafisch als auch mathematisch durchgeführt werden.82
Nachteilig ist der geschaffene lineare Funktionsverlauf, der oftmals nicht die Praxis widerspiegelt. Es werden statische Daten für die Break-even Methode verwendet die den
aktuellen Stand des Markts aufzeigen und keine Entwicklung berücksichtigen können.
Die Ausgangsdaten müssen für die Analyse aufbereitet werden, da die exakte Trennung
von fixen und variablen Werten oftmals nicht direkt ersichtlich ist. Das führt insbesondere
bei Mehrproduktanalysen zu verlängerten Vorbereitungszeiten.83
Die Deckungsbeitragsrechnung ist eine Methode zur Ermittlung der Deckungsbeiträge
von Unternehmungen. Sie fällt in den Bereich der operativen Planung. Der Deckungsbeitrag ist der Betrag, der zur Deckung der Fixkosten einer Unternehmung zu Verfügung
steht. Er ergibt sich aus der Differenz zwischen den erwirtschafteten Umsätzen und den
variablen Kosten. Übersteigt der Deckungsbetrag die Fixkosten, so erzielt eine Unternehmung Gewinn. Übersteigen die Fixkosten den Deckungsbeitrag, werden Verluste erzielt. Unterteilt wird das Verfahren zur Ermittlung des Deckungsbeitrags in die einstufige
und die mehrstufige Deckungsbeitragsrechnung. In dem einstufigen Verfahren werden
im ersten Schritt die gesamten Deckungsbeträge ermittelt und anschließend von den
81
82
83
Vgl. Domschke, W., Scholl, A. (2006), S.196f; Bruhn, M. (2010), S177f; Pufahl, M. (2010), S.182-186.
Vgl. Vollmuth, H. (2006), S.29f.
Vgl. Schön, D. (2012), S.71f.
37
gesamten Fixkosten abgezogen. In dem mehrstufigen Verfahren wird versucht, mehr
Transparenz in dem Bereich der Kostenrechnung zu schaffen, indem die Fixkosten nach
Möglichkeit dem Verursacher zugeordnet werden. Das Ziel der Deckungsbeitragsrechnung ist es, die Kostenstruktur einer Unternehmung zu analysieren und Gewinnspannen
aufzuzeigen.84
Die Vorteile der Deckungsbeitragsrechnung liegen in der einfachen und schnellen Möglichkeit, das Betriebsergebnis zu kalkulieren. Gegenüber der Vollkostenrechnung, die
eine Unterteilung in Einzel- und Gemeinkosten vorsieht, ermöglicht der Deckungsbeitrag
auf kurze Sicht hin eine exaktere Analyse der Kostenstruktur. Die gesamte Analyse
orientiert sich an dem Umsatz und dem Erhalt der Rentabilität. Aufgrund dieser Eigenschaften ist die Rechnung besonders geeignet, Verkaufsaktivitäten in Bezug auf Mengen
sowie Preise zu planen und zu überwachen.85
Die Nachteile der Deckungsbeitragsrechnung liegen in der Ungenauigkeit des Deckungsbeitrags. Dieser entsteht durch die Verwendung von Normalkosten oder Verrechnungssätzen, da durch schwankende Realkosten keine langfristig korrekten Werte verwendet werden können. Die Analyse der Fixkosten ist zudem oftmals durch fehlende
Differenzierungsmöglichkeiten nicht möglich und es ist keine mehrstufige Deckungsbeitragsanalyse möglich. Die eindeutige Trennung von variablen und fixen Kosten ist wie
im Fall der Break-even Analyse nicht immer möglich. Variable Kosten sind nur in einem
proportionalen Verlauf darstellbar, da beispielsweise Skaleneffekte oder Kapazitätsgrenzen nicht berücksichtigt werden. Die einzige auf die Kosten anzuwendende Einflussgröße ist die Menge. Somit sind die Möglichkeiten der Deckungsbeitragsrechnung eingeschränkt.86
Die TCO-Analyse ist eine Methode zur Ermittlung von anfallenden Kosten in einer Unternehmung. Sie ist Bestandteil der strategischen Planung und wurde ursprünglich für den
IT-Bereich entwickelt. Die Kostenrechnung umfasst neben den Anschaffungskosten die
Analyse aller Kostenaspekte wie Betriebskosten, Wartungskosten oder Reparaturkosten, die im späteren Nutzungsverlauf auftreten können. Unterschieden werden die Kosten für die Analyse in direkte und indirekte Kosten. Direkte Kosten sind Kosten, die vor
und nach der Anschaffung messbar sind. Typische direkte Kosten sind Anschaffungskosten oder Schulungskosten für Anwender. Indirekte Kosten entstehen durch unpro-
84
85
86
Vgl. Kaesler, C. (2007), S.120-124; Alt, N., Fronek, A. (2010), S.66-69.
Vgl. Pepels, W. (2007), S.68; Wöltje, J. (2012), S.264.
Vgl. Pepels, W. (2007), S.69.
38
duktive Nutzung und sind nicht planbar. Beispiele für indirekte Kosten sind Systemausfälle bei technischen Objekten sowie Arbeitsausfälle durch Schulungsmaßnahmen oder
Hilfsmaßnahmen für Kollegen. Ziel der Analyse ist es, versteckte Kostentreiber vor einer
Investition zu identifizieren.87
Die Vorteile dieser Methode liegen in der klaren Strukturierung der unterschiedlichen
Kosten sowie der vollständigen Berücksichtigung von Produkteigenschaften, die über
die Kosten hinausreichen. Die TCO-Analyse dient aufgrund der Kostenaufschlüsselung
als Basis für weitergehende Berechnungen wie beispielsweise dem Return of Investment. Sie bietet durch die hohe Kostentransparenz die Möglichkeit der Kostenreduktion.88
Nachteilig an der TCO-Analyse ist die reine Kostenorientierung sowie die nicht betrachteten Nutzenaspekte. Dies macht ein umfassendes Wirtschaftskonzept auf Basis der
Methode unmöglich. Des Weiteren ist die TCO-Analyse eine statische Rechnung, die
keine Zahlungszeitpunkte der Kosten berücksichtigt.89
Eine Weiterentwicklung des TCO ist die TBO-Analyse. Durch deren Anwendung wird der
Gesamtnutzen einer Investition über die komplette Lebensdauer des Produkts ermittelt.
Neben den Kosten werden der Nutzen sowie die erbrachten Leistungen wie Erlöse und
Kosteneinsparungen berücksichtigt. Dies ermöglicht eine realitätsnahe Analyse der
wahrscheinlichen Gesamtkosten. Die Ermittlung des TBO erfordert die Quantifizierung
des Nutzens, der oftmals schwer oder nicht messbar ist. Somit ist die TBO-Analyse vage
und kann keine exakten Daten über eine zukünftige Unternehmung liefern sondern nur
eine Unterstützung zur Entscheidungsfindung bieten.90
Das LCC ist eine Analyse der anfallenden Kosten einer Unternehmung über die gesamte
Lebenszeit. Sie fällt damit in den Bereich der strategischen Planung. Der Analyse liegen
ausschließlich quantitativ messbare Kosten zugrunde. Ein Nutzen oder Erlöse werden
nicht berücksichtigt. Die Betrachtung des Lebenszyklus kann aus zwei Perspektiven
durchgeführt werden, aus Sicht des Produzenten und aus Sicht des Kunden. Unterschieden werden die Sichtweisen durch unterschiedliche zu analysierende Kriterien wie beispielsweise Entwicklungskosten und Design im Fall des Produzenten und Instandhaltungskosten sowie Schulungskosten im Fall des Kunden. In jedem Fall wird der Lebenszyklus eines Produkts in die Abschnitte der Produktentstehung, des Produktlebens und
87
88
89
90
Vgl. Büsch, M. (2011), S.32f.
Vgl. Heuer, K. (2011), S.144.
Vgl. Gadatsch, A., Mayer, E. (2010), S.114f.
Vgl. Draheim, D. (2010), S.39f; Werner, H. (2010), S31f.
39
der Produktentsorgung unterteilt. Es existiert keine einheitliche Methode zur Bestimmung des LCC. Die Analyse wird an jeden Bereich der Wirtschaft angepasst und mit den
spezifischen Anforderungen angewandt. Insbesondere im Bereich der Ökologie findet
das LCC Anwendung, da durch den Einbezug der Nachsorge und Entsorgung der Aspekt der Nachhaltigkeit berücksichtigt wird. Das Ziel des LCC ist die ganzheitliche Betrachtung der Kosten unter Einbezug der Zahlungszeiträume. Durch die Anwendung
können alternative Unternehmungen auf die Gesamtkosten verglichen und versteckte
Kosten sichtbar gemacht werden.91
Die Vorteile des Systems liegen in der ganzheitlichen und dynamischen Sichtweise auf
die behandelten Aspekte, indem sowohl Ist-Daten als auch Plan-Daten für die Erstellung
der Analyse verwendet werden. Die Objekte, die im Zeitverlauf betrachtet werden, weisen abfallende Kosten auf, die bei dem LCC berücksichtigt werden. Somit entspricht das
Modell eher der Realität als vergleichbare Kostenrechnungsmethoden. Die prozessorientierte Problemsicht der verschiedenen Organisationseinheiten bietet ebenfalls mehr
Informationen als vergleichbare Kostenrechnungen und eröffnet die Möglichkeit für umfassendere Entscheidungen. Diese Risikominimierung erhöht die Flexibilität in der Planung.92
Nachteilig an der LCC ist das Defizit an spezifischem Wissen zukünftiger Entwicklungen
und die daraus resultierenden Entscheidungen. Der Informationsgrad über eine Unternehmung ist bei Beginn der Investition am geringsten. Je größer der Lebenszyklus definiert wird, umso stärker ist die Unsicherheit der Prognose mit wachsender Tendenz zum
Ende des Zyklus.93
4.1.3
Analysemethoden qualitativer Daten
Die auf den Five Forces von Michael E: Porter basierende Branchenstrukturanalyse ist
ein Mittel zur unternehmerischen Umweltanalyse. Sie fällt in den Bereich der strategischen Planung. Die Methode dient zur Analyse von Märkten und soll die Erfolgschancen
einer Unternehmung in seiner ökonomischen Umwelt darstellen. Die Analyse fußt auf
der Annahme, dass die Chancen in einer Branche von fünf Wettbewerbskräften beeinflusst werden. Die erste und zentrale Einflusskraft stellt die Rivalität unter den bestehenden Unternehmen der Branche dar und bildet den direkten Wettbewerb ab. Die zweite
91
92
93
Vgl. Syska, A. (2006), S.89-91; Horváth, P. (2012), S.467-469.
Vgl. Erichsen. J.(2011), S.280f.
Vgl. Pepels, W. (2011), S.685.
40
Kraft ist die Bedrohung durch neue Anbieter und zeigt zugleich die Zugangsbeschränkungen in dem Gebiet. Die dritte und vierte Kraft sind die Verhandlungsstärken der Lieferanten und der Kunden in dem Marktsegment. Die fünfte und letzte Wettbewerbskraft
ist die Bedrohung durch Ersatzprodukte, die den Wert der Produkte der Branche senken.
Je größer die Bedrohung einer oder mehrerer dieser Kräfte ist, umso unattraktiver ist
eine Branche. Das Ziel der Analyse ist die Schaffung einer Informationsgrundlage, zur
Planung der Markteintrittsstrategie sowie zur strategischen Ausrichtung der Unternehmung.94
Der Vorteil der Branchenstrukturanalyse liegt in der Eröffnung einer hohen Transparenz
der Abläufe und Eigenschaften einer Branche. Die Analyse ist somit grundlegend für
eine Unternehmung, die einen Markteinstieg anstrebt. Die Methode bietet eine Konkurrenzanalyse gleicher Konkurrenten, ohne eine zu starke Fokussierung auf die Wettbewerber allein durchzuführen. Sie stellt somit ein Kompromiss dar zwischen Branchenund Teilnehmeranalyse. Das Resultat der Analyse zeigt die externen Einflüsse auf eine
Unternehmung auf. Diese können als Daten für eine SWOT-Analyse dienen.95
Die Nachteile der Branchenstrukturanalyse liegen in der statischen Betrachtung eines
Markts. Stark dynamische Märkte sind durch diese Analyse nicht erfassbar. Dadurch ist
eine langfristige Strategieplanung in diesem Bereich nicht möglich. Insbesondere künftige technologische Entwicklungen sind nicht einzuplanen und auch der Markteinstieg
des Unternehmens selbst beeinflusst die Branchenstruktur. Ebenfalls nicht berücksichtigt werden die Handlungen der Akteure in der Branche. Es werden beispielsweise keine
kooperativen Maßnahmen von Teilnehmern analysiert.96
Die Nutzwertanalyse ist eine quantitative Analyseform von Investitionsalternativen, die
auf dem Vergleich von qualitativen Ausgangsdaten aufgebaut ist. Die Methode fällt in
den Bereich der strategischen Planung und dient der Entscheidungsfindung bei unterschiedlichen Projektmöglichkeiten. Anwendung findet die Nutzwertanalyse insbesondere bei schwer vergleichbaren Projekten. Investitionsalternativen, die neben monetären
Aspekten auch entscheidungsrelevante, nicht-monetäre Aspekte beinhalten, können mit
dieser Analysemethode verglichen werden. Im ersten Schritt der Analyse werden die
maßgeblichen zu vergleichenden Kriterien ermittelt. Diese setzen sich zusammen aus
quantitativen Merkmalen wie Projektdauer oder Projektkosten sowie qualitativen Merk-
Vgl. Daum, A. et al. (2010), S. 22-24; Billing, F. et al. (2011), S.31-34.
Vgl. Fuchs, E. (2013), S.48.
96 Vgl. Stemmann, B. (2007), S.72; Bensel, P. (2010), S.15.
94
95
41
malen wie Erfolgswahrscheinlichkeit oder Prozessorientierung. Im zweiten Schritt werden die gewählten Kriterien nach deren Relevanz gewichtet. Die Gewichtung erfolgt
durch die Verteilung prozentualer Anteile, die eine Summe von 100 % ergeben. Die Beurteilung der Alternativen erfolgt in dem dritten Schritt. Jedes Projekt wird auf die gewählten Kriterien untersucht und mit einem Punktewert zwischen 1 und 10 bewertet,
wobei die höchste Punktzahl für eine perfekte Eignung vergeben wird. Der letzte Schritt
dient zur Ergebnisermittlung. Indem die gewählte Kriteriengewichtung mit den jeweiligen
Punktewerten multipliziert wird, ergibt sich für jedes Kriterium ein Eignungswert. Die
Summe aller Eignungswerte jedes Projektes ergibt den Nutzwert, der mit anderen Projekten verglichen wird. Das Projekt mit der höchsten Gesamtpunktzahl ist somit für die
gewählte Gewichtung am geeignetsten.97
Die Vorteile der Nutzwertanalyse liegen in der Möglichkeit, quantitative und qualitative
Beurteilungskriterien einzubeziehen und zu vergleichen. Die Methode ist durch die Berücksichtigung von vielen Kriterien sowie der direkten Vergleichsmöglichkeit von Alternativen sehr flexibel und universell einsetzbar. Das streng systematische Vorgehen in
der Analyse eröffnet eine Transparenz in der Planung von Projekten.98
Der größte zu nennende Nachteil der Nutzwertanalyse ist die Subjektivität des Verfahrens. Die Gewichtungen und Erfüllungsgrade der Anforderungen jeder Alternative sind
frei wählbar. Die Quantifizierung der Merkmale suggeriert eine Objektivität des Verfahrens. Daraus resultierend kann das tatsächliche Ziel verfehlt werden. Weiterhin kann die
Vorbereitung der Analyse zeitaufwendig sein. Ein plausibles Ergebnis ist nicht gewährleistet. Die Gefahr des Vergleichs von faktisch nicht vergleichbaren Projekten ist jederzeit gegeben.99
Die STEP-Analyse ist Bestandteil der externen Umweltanalyse und wird in der strategischen Planung angewendet. Die Methode dient der Analyse von Märkten auf aktuelle
und mögliche zukünftige Entwicklungen. Die zu betrachtenden Aspekte werden in vier
Kategorien eingeteilt und analysiert. Die erste Kategorie behandelt soziale und kulturelle
Aspekte wie beispielsweise Altersverteilung, Bildungsniveau und Geburtenrate. Die
zweite Kategorie befasst sich mit der technologischen Situation auf dem zu betrachtenden Markt. Sie behandelt Aspekte wie vorhandene Basistechnologien, branchenübergreifende Technologietransfers sowie Substitutionstechnologien. Die dritte Kategorie beinhaltet die ökonomischen Gesichtspunkte eines Markts und untersucht Faktoren wie
97
98
99
Vgl. Voigt, K. (2008), S.240f; Poggensee, K. (2009), S.218-222.
Vgl. Hartel, D. (2009), S.117.
Vgl. Mehlan, A. (2007), S.60f; Hartel, D. (2009), S.117.
42
Arbeitslosenzahlen, Einkommen, die Inflation und das Wachstum des Bruttosozialprodukts sowie bestimmter Industriezweige. Die vierte und letzte Kategorie untersucht die
politische Situation und deren Einfluss auf den zu untersuchenden Markt. Behandelt werden beispielsweise Aspekte wie Embargos, Gesetze, Korruption, Kriege, Marktregulierung, Regierungsform sowie Subventionen in dem zu betrachtenden Land und Markt.
Ziel ist es, den Markt auf Chancen und Perspektiven einer Unternehmung zu untersuchen sowie Risiken für eine Unternehmung frühzeitig zu erkennen und abzuwenden.100
Die Vorteile der STEP-Analyse liegen in der Möglichkeit, relevante Entwicklungen für
einen spezifischen Markt oder dessen Land frühzeitig zu erkennen und darauf basierend
eine Handlungsmöglichkeit zu eröffnen. Die vielen verwendeten Perspektiven machen
die STEP-Analyse flexibel und somit nutzbar für alle angestrebten Wirtschaftsbereiche.
Die Analyse ist in Kombination mit der SWOT-Analyse eine grundlegende Methode zur
Umweltanalyse und dient somit dem Erhalt und Ausbau des Erfolgs einer Unternehmung.101
Der Nachteil der Analyse liegt in der Gefahr, lediglich oberflächliche Ergebnisse zu erhalten, die keinen relevanten Beitrag zur Planung liefern. Der Grund dieser Gefahr ist
die breit angelegte Technik der STEP-Methode, bei der zu viele Aspekte in die Analyse
mit einbezogen werden können. Somit muss für jeden Markt und jede Sparte eine eigene
Analyse angefertigt werden, um präzise Ergebnisse zu liefern. Die Auswahl der relevanten Faktoren ist ebenfalls problematisch und erfordert fundiertes Expertenwissen, um
Aspekte zu wählen, die eintreten können und Konsequenzen für die Unternehmung haben. Auch die eindeutige Zuordnung von Entwicklungen ist schwierig, da oftmals mehrere Kategorien berührt werden.102
Die SWOT-Analyse ist ein Mittel der strategischen Planung mit qualitativen Ausgangsdaten. Es wird zur Analyse der internen Eigenschaften sowie der externen Umwelt einer
Unternehmung verwendet. Die gewonnenen Daten zeigen den Stand sowie die Einflüsse auf eine Unternehmung und dienen der Findung einer weiterführenden Strategie.
Die SWOT-Analyse unterteilt sich in zwei Perspektiven. Der erste Teil beinhaltet die
Unternehmensanalyse. Sie besitzt somit eine interne Ausrichtung. Es werden die Stärken und Schwächen der Unternehmung analysiert, die sich aus den Eigenschaften und
der Organisation des Unternehmens ergeben. Die zweite Perspektive ist die Umweltanalyse, bei der externe Einflüsse auf eine Unternehmung betrachtet werden. Dieser
100
101
102
Vgl. Posch, W. (2011), S.313f.
Vgl. Junge, P. (2012), S.52.
Vgl. Paul, H., Wollny, V. (2011), S.106f.
43
Teil der Analyse zeigt die Chancen und Bedrohungen künftiger Marktentwicklungen, die
durch Änderungen in der technologischen, sozialen und ökologischen Umwelt hervorgerufen werden. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird eine SWOT-Matrix
erstellt, mithilfe derer versucht wird, den Nutzen aus den Stärken zu ziehen, Chancen
zu maximieren und Schwächen sowie Bedrohungen zu minimieren. Realisiert wird diese
Perspektive durch die Kombination der internen Eigenschaften einer Unternehmung
unter Einbeziehung der externen Einflüsse. Das Ziel ist es, für jede mögliche Kombination, die eine Chance oder Bedrohung für die Unternehmung darstellen kann, eine Handlungsempfehlung zu erarbeiten und eine Strategiefindung zu unterstützen. 103
Die Vorteile der SWOT-Analyse liegen in der strukturierten Erfassung und Evaluierung
von Unternehmenseigenschaften. Die einfache und übersichtliche Darstellung sowie
eine leichte und flexible Handhabung der Methode erleichtern das Verständnis von relevanten Wettbewerbsfaktoren. Die SWOT-Analyse bietet mit geringem Arbeitsaufwand
eine Konzentration auf das Wesentliche und zeigt positive sowie negative Effekte einer
Unternehmung.104
Der Nachteil der Analyse liegt in der Gefahr, dass wesentliche Faktoren nicht berücksichtigt werden und das Ergebnis durch fehlende Hintergrundanalysen oberflächlich ausfällt. Kritiker bemängeln zudem eine fehlende Gewichtungsmöglichkeit der Einflussfaktoren. Es besteht die Gefahr, erarbeitete Optionen in Handlungsstrategien umzuwandeln, ohne weitere Quellen der Strategiefindung zu berücksichtigen und dass die Bewertung nur aus Sicht des Bewertenden ausfällt und nicht regelmäßig aktualisiert wird.105
4.2
Auswahl und Anwendung der Mittel
4.2.1
Auswahl der Analysemittel
Die Untersuchung der Ausgangsfrage, welche wirtschaftlichen Auswirkungen die Implementierung einer T&T Anwendung auf Basis der ZigBee-Technik hat, benötigt eine Festlegung der wirtschaftlich relevanten Eckdaten. Ausgehend von dem Fokus auf die Einführung der neuen Technik ergeben sich aus einem betriebswirtschaftlichen Unternehmensplan drei zentrale Aspekte. Die Gesamtkosten, der Nutzen und die Chancen sowie
Risiken einer Realisierung. Die folgende Prüfung der zuvor betrachteten Analysemittel
soll die Eignung zur Lösung dieser Fragen aufzeigen.106
103
104
105
106
Vgl. Bruhn, M. (2008), S.41-45; Billing, F. et al. (2011), S.34-36; Huber, E. et al. (2011), S.399f; Hungenberg, H., Wulf, T. (2011), S.175.
Vgl. Hartel, D. (2009), S.66; Billing, F. et al. (2011), S.36.
Vgl. Huber, A. (2008), S.222; Hartel, D. (2009), S.66.
Vgl. Klandt, H. (2006), S.157.
44
Die ABC-Analyse ist eine Methode zur Einordnung von Mengenanteilen in Klassen, wobei die Klassifizierung meist nach Wertanteilen erfolgt. Ein typischer Anwendungsbereich der Methode ist die Materialwirtschaft. Die ABC-Analyse ist gänzlich ungeeignet
zur Ermittlung der wirtschaftlichen T&T Eigenschaften.107
Die Break-even Analyse dient der Ermittlung der Nutzenschwelle, ab der die Erlöse einer
Unternehmung die Kosten decken. Aufgrund der Analysemöglichkeit der fixen und variablen Kosten ist die Methode geeignet, die Kostenmodelle der Satellitenanbieter zu
vergleichen. Es können eine Auswahl des größten Nutzbringers auf Basis der Datenmengen getroffen und die Kostenverläufe grafisch dargestellt werden.108
Die Deckungsbeitragsrechnung ist eine Methode zur Verrechnung der variablen Kostenanteile auf die jeweiligen Verursacher. Der Deckungsbeitrag ist dabei der Betrag, um
den die Erlöse die variablen Kosten übersteigen und zur Tilgung der fixen Kosten verbleibt. Aufgrund der fehlenden messbaren Erlöse in der T&T Anwendung kann die Deckungsbeitragsrechnung nicht angewandt werden.109
Die TCO-Analyse ist ein Mittel zur Bestimmung der Gesamtkosten der Realisierung
eines Produkts. Der Fokus dieser Methode liegt in der Analyse anfallender messbarer
Transaktionskosten sowie nicht vorhersehbarer Folgekosten. Erweitert wird die Methode
durch das TBO, bei dem die Betrachtung über die gesamte Produktlebenszeit durchgeführt wird. Die nicht vorhandenen Vergleichswerte im T&T Bereich machen die Ermittlung der indirekten Kosten und eines Geldnutzens unmöglich.110
Die LCC-Analyse beinhaltet die Ermittlung aller anfallenden Kosten einer Unternehmung. Dies umfasst die Realisierung, den Betrieb und die Nachsorge in einem Produktleben. Die rein quantitative Kostenanalyse ist geeignet, die Gesamtkosten der T&T Anwendung zu bestimmen.111
Die Branchenstrukturanalyse ist ein Mittel zur Analyse von Märkten nach fünf beeinflussenden Marktmachtaspekten. Die Analyse der Marktstruktur soll Aufschluss über das
Gewinnpotenzial der Branche geben. Die Anwendung der Methode auf den Markt des
T&T ist aufgrund der nicht vorhandenen Branche unnötig.112
Die Nutzwertanalyse dient dem Vergleich von Projekten zur Herauskristallisierung der
geeignetsten Alternative. Die Nutzung von qualitativen und quantitativen Rahmendaten
107
108
109
110
111
112
Vgl. Gleißner, H., Möller, K. (2009), S.85.
Vgl. Baumann, R., Reber, M. (2011), S.142f.
Vgl. Janz, S., Reinecke, S. (2007), S.81f.
Vgl. Werner, H. (2010), S.29-31.
Vgl. Syska, A. (2006), S.89.
Vgl. Daum, A. et al. (2010), S.22-24.
45
ermöglicht eine ganzheitliche Analyse und Auswahl nach gewählten Präferenzen. Die
Nutzendefinition im Bereich des T&T ist somit möglich.113
Die STEP-Analyse ermöglicht es, die Entwicklung von Märkten zu analysieren. Der Fokus liegt dabei auf geografisch platzierten Märkten. Das T&T findet weltweit Anwendung
und hat nur wenige Schnittmengen mit den untersuchten Aspekten.114
Die SWOT-Analyse ist eine Methode zur Untersuchung unternehmensinterner Eigenschaften sowie den externen Umwelteinflüssen auf die Unternehmung. Die Methode
dient der Analyse von Chancen und Bedrohungen, basierend auf den Eigenschaften
eines Projekts, und ist somit sinnvoll zur Analyse des T&T Bereichs.115 Die Eigenschaften und Eignung der Analysen werden in Tabelle 1 resümiert.
Tabelle 1: Zusammenfassung der Analysemittel
Methode
Basisdaten
Resultat in Bezug auf T&T
Eignung für ZigBee
ABC
Quantitativ
Keins
Nein
Break-even
Quantitativ
Auswahl der Satellitenbetreiber
Ja
Deckungsbeitrag
Quantitativ
Kostenanalyse
Nein
TCO/TBO
Quantitativ
Realisierungskosten
Nein
LCC
Quantitativ
Gesamtkosten
Ja
Branchenstruktur
Qualitativ
Marktanalyse
Nein
Nutzwert
Qualitativ
Projektnutzen und Auswahl
Ja
STEP
Qualitativ
Umweltanalyse
Nein
SWOT
Qualitativ
Chance und Risiken ermitteln
Ja
Quelle: Eigene Darstellung auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse.
4.2.2
Quantitative Auswertung
Die quantitative Auswertung der Implementierungskosten eines T&T Systems basiert auf
den ermittelten Kosten für die ZigBee-Anwendungen, die GPS-Anlage und den Angeboten der Satellitenbetreiber zur Datenübertragung. Das Ziel der Berechnungen ist die Ermittlung der maximalen möglichen Kosten einer Realisierung für ein 18.000 TEU Containerschiff sowie die darauf basierenden Kosten für einen einzelnen TEU Container.
113
114
115
Vgl. Wünsche, M. (2009), S.52.
Vgl. Posch, W. (2011), S.313f.
Vgl. Geyer, O. et al. (2007), S.59f.
46
Die Berechnung der Gesamtkosten erfordert die Auswahl eines Satellitenbetreibers zur
DFÜ der ermittelten Telemetriedaten. Relevant für die Auswahl sind dabei die monatlichen Grundkosten sowie die Kosten pro übertragenem MB, um für jedes mögliche
Datenvolumen den preisgünstigsten Anbieter auswählen zu können. Anhand einer
Break-even Analyse wird der Punkt ermittelt, ab dem je nach der Datenübertragungsmenge das Angebot eines Satellitenbetreibers kostengünstiger ist als das seines Konkurrenten.
Das Angebot des Satellitenbetreibers Inmarsat Global Limited beinhaltet grundsätzlich
einen monatlichen Fixkostenbetrag von 4.243,45 Euro sowie variable Kosten von
2,89 Euro pro übertragenem MB. Aus diesen Daten ergibt sich die lineare Funktion 1.116
𝑓(𝑥)1
= 2,89€ ∗ 𝑥 + 4.243,45€
(1)
Der Satellitenbetreiber Iridium Communications Incorporated veranschlagt mit seinem
Tarif monatliche Fixkosten von 1.341,45 Euro und variable Kosten von 5,38 Euro pro
übertragenem MB. Der gewählte Tarif beinhaltet einen Zusatz, dass die ersten 250 übertragenen MB kostenfrei sind. Die entsprechende lineare Funktion lautet 2.117
𝑓(𝑥)2
= 5,38€ ∗ (𝑥 − 250) + 1.341,45€
(2)
Aufgrund der beinhalteten freien Datenmenge von 250 MB in dem Angebot des Iridium
Satellitennetzwerkbetreibers wird in einem direkten Vergleich eine schrittweise Erhöhung der Datenmengen um 250 MB gewählt. Aufgrund des fehlenden Gewinns oder
Nutzens werden hier nur die Kosten gegenübergestellt.
Der Break-even Punkt, ab dem ein Tarif für die benötigten Datenmengen günstiger ist,
ergibt sich durch den Schnittpunkt beider Funktionen. Dieser Schnittpunkt wird durch
das Gleichsetzungsverfahren ermittelt, welches in Berechnung 3 auf die Funktion 1 und
die Funktion 2 angewandt wird.
116
117
Vgl. globalcomsatphone.com (2014b), Stand: 31.Mär.2014.
Vgl. groundcontrol.com (2014), 29. Mär. 2014.
𝑓(𝑥)1
2,89€ ∗ 𝑥 + 4.243,45€
2,89€ ∗ 𝑥 + 4.243,45€
5,38€ ∗ 𝑥 − 2,89€ ∗ 𝑥
𝑥 ∗ (5,38€ − 2,89€)
𝑥 ∗ 2,49€
𝑥
=
𝑓(𝑥)2
= 5,38€ ∗ (𝑥 − 250) + 1.341,45€
= 5,38€ ∗ 𝑥 − 1.345€ + 1.341,45€
=
4.243,45€ − 3,55€
=
4.239,90€
=
4.239,90€
=
1.702,77
47
(3)
Somit ist festzuhalten, dass der Anbieter Inmarsat Global Limited ab einem Datenvolumen von 1.702,77 MB einen kostengünstigeren Tarif bietet, als das Unternehmen Iridium
Communications Incorporated.
Die Anwendung der jeweiligen Funktionen auf das Datenaufkommen mit dem zuvor gewählten Abstand von 250 MB ergeben einen Kostenvergleich der beiden Tarife, der
grafisch als Break-even Punkt in Abbildung 7 aufgezeigt wird.
Abbildung 7: Diagramm des Break-even Punkts
Quelle: Eigene Darstellung.
Der Verlauf der Funktionen zeigt auf, dass die Kosten mit steigendem Datenaufkommen
auseinander scheren. Die Wahl eines Tarifs in dem angestrebten Datentransferbereich
ist somit ein wesentlicher Faktor zur Kostenreduktion.
Diese Erkenntnis wird durch den direkten Kostenvergleich der angebotenen Tarife je
Datenmenge in folgender Tabelle unterstrichen.
48
Tabelle 2: Kostenvergleich der Satellitenbetreiber
250 MB
500 MB
750 MB
1.000 MB
1.250 MB
1.500 MB
Inmarsat
4.965,95 €
5.688,45 €
6.410,95 €
7.133,45 €
7.855,95 €
8.578,45 €
Iridium
1.341,45 €
2.686,45 €
4.031,45 €
5.376,45€
6.721,45 €
8.066,45 €
1.750 MB
2.000 MB
2.250 MB
2.500 MB
2.750 MB
3.000 MB
Inmarsat
9.300,95 €
10.023,45 € 10.745,95 €
11.468,45€
12.190,95 € 12.913,45 €
Iridium
9.411,45 €
10.756,45 € 12.101,45 €
13.446,45€
14.791,45 € 16.136,45 €
Resultierend aus den ermittelten Daten und dem erwarteten Datenvolumen eines realtime T&T, welches 1.702,77 MB, wie später dargelegt, übersteigen wird, fällt die vorläufige Wahl des Anbieters auf Inmarsat Global Limited.
Die Bestimmung eines möglichst engmaschigen Datenübertragungszyklus erfordert die
Ermittlung der technisch zugrunde gelegten Sammeldauer der Telemetriedaten sowie
die Übertragungsdauer via Satellit. Das zuvor bestimmte Datenvolumen aller ZigBeeModule auf einem 18.000 TEU Schiff beläuft sich auf maximal 7.200 kb pro Abfragezyklus. Es ergibt sich mit der Übertragungsgeschwindigkeit von 250 kb/s der ZigBee-Module die Berechnung 4.
Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑢𝑒𝑟𝑣𝑖𝑎𝑍𝑖𝑔𝐵𝑒𝑒
𝐷𝑎𝑡𝑒𝑛𝑚𝑒𝑛𝑔𝑒
Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑔𝑒𝑠𝑐ℎ𝑤𝑖𝑛𝑑𝑖𝑔𝑘𝑒𝑖𝑡
7.200𝑘𝑏
=
250 𝑘𝑏⁄𝑠
=
28,8𝑠
=
(4)
Die DFÜ durch das Inmarsat System kann mit bis zu 432 kb/s durchgeführt werden und
daraus resultierend ergibt sich die die Übertragungsdauer der Telemetriedaten pro Zyklus aus Berechnung 5.
Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑢𝑒𝑟𝑣𝑖𝑎𝐼𝑛𝑚𝑎𝑟𝑠𝑎𝑡
𝐷𝑎𝑡𝑒𝑛𝑚𝑒𝑛𝑔𝑒
Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑔𝑒𝑠𝑐ℎ𝑤𝑖𝑛𝑑𝑖𝑔𝑘𝑒𝑖𝑡
7.200𝑘𝑏
=
432 𝑘𝑏⁄𝑠
=
16,67𝑠
=
(5)
Zusammengefasst benötigt die Sammlung der Daten auf dem Schiff mindestens 28,8 s
und die Übertragung der Daten via Satellit weitere 16,67 s.
49
Die technisch bedingte minimale Zyklusdauer beträgt unter optimalen Bedingungen
45,46 s. Unter Berücksichtigung von wetterbedingten Einflüssen, dem jeweiligen Verbindungsaufbau der ZigBee-Module sowie dem Satellitensystem und möglichen technischen Störungen kann eine Zyklusdauer unter einer Minute nicht realisiert werden. Basierend auf der Annahme, dass ein Zyklus eine Minute beträgt, ergibt sich ein maximales
Datenvolumen von 37.603,584 MB pro Monat. wie aus Tabelle 3 ersichtlich wird. Diese
Zahlen basieren auf der theoretischen Annahme, dass dieses System ununterbrochen
arbeitet, bei durchschnittlich 30,4 Tagen pro Monat.
Tabelle 3: Kostenentwicklung basierend auf den Zyklusintervallen
Zyklusintervall
Daten pro Monat
Kosten pro Monat
Kosten pro TEU
10 Minuten
3.760,358 MB
15.110,88 €
0,84 €
5 Minuten
7.520,717 MB
25.978,32 €
1,44 €
1 Minute
37.603,584 MB
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300.828,66 MB
873.638,28 €
48,54 €
Somit sind alle für eine Kostenrechnung benötigten Faktoren gegeben. Eine Aufstellung
aller zuvor in Kapitel 3 bestimmten Einzelkosten sowie der gewonnenen Erkenntnisse
sind zur Übersicht nochmals in Tabelle 4 aufgeführt.
Tabelle 4: Zusammenfassung der Einzelkosten
Gegenstand
Entsorgungskosten pro ZigBee-Modul
GPS Antenne pro Schiff
Inmarsat DFÜ pro MB
Inmarsat Fixkosten pro Monat
Inmarsat Satellitenantenne pro Schiff
Einzelkosten
0,02 €
169,00 €
2,89 €
4.243,45 €
10.806,32 €
Inmarsat Vertragsanmeldung pro Schiff
29,02 €
ZigBee 3 Module pro Schiff
90,00 €
ZigBee Gateway pro Schiff
800,00 €
Zigbee Installation pro Schiff
600,00 €
ZigBee Wartung pro Jahr
200,00 €
50
Diese Daten bilden die Grundlage für eine LCC Berechnung, um die ganzheitlichen Kosten einer Implementierung zu bestimmen.
Als Lebensdauer des T&T Systems wird die Lebensdauer der ZigBee-Module von 7 Jahren zugrunde gelegt, basierend auf der Haltbarkeit der genutzten Batterien. Daraus ergeben sich die in Tabelle 5 aufgezeigten Kosten.
Tabelle 5: Prognose des Lifecycle Costing
Kostenarten
LCC von 7 Jahren pro
18.000 TEU Schiff
∑ Anschaffungskosten
LCC von 7 Jahren pro TEUEinheit im Durchschnitt
1.632.431,34 €
90,69 €
196,00 €
0,01 €
Inmarsat Satellitenaufnahme
10.806,32 €
0,60 €
Inmarsat Vertragsanmeldung
29,02 €
-€
1.620.000,00 €
90,00 €
Zigbee Gateway
800,00 €
0,04 €
ZigBee Installation
600,00 €
0,03 €
∑ Betriebskosten
34.685.095,85 €
1.926,95 €
9.128.646,05 €
507,15 €
356.449,80 €
19,80 €
25.200.000,00 €
1.400,00 €
∑ Verwertungskosten
360,00 €
0,02 €
Entsorgung
360,00 €
0,02 €
36.317.887,19 €
2.017,66 €
GPS Antenne
ZigBee Module
Inmarsat DFÜ
Inmarsat Fixkosten
ZigBee Wartung
Gesamtkosten
Ein Container wird im Schnitt für acht Überfahrten pro Jahr genutzt. Basierend auf einer
ständigen Nutzung, ergeben sich die, in Tabelle 6 abgebildeten Kosten.118
Tabelle 6: Gesamtkosten pro Zeitzyklus
Gesamtkosten pro
18.000 TEU Schiff
Gesamtkosten pro
TEU-Einheit im Durchschnitt
Pro 7 Jahre
36.317.887,19 €
2.017,66 €
Pro 1 Jahr
5.188.269,60 €
288,24 €
Pro 1 Monat
432.355,80 €
24,02 €
Pro Überfahrt
648.533,70 €
36,03 €
Zeitzyklus
118
Vgl. Jabbari, A. et al. (2011), S.690.
51
Abschließend kann festgehalten werden, dass sich die Gesamtkosten einer Implementierung sowie Nutzung unter den aufgeführten Annahmen auf 36,03 Euro pro Containertransport belaufen.
4.2.3 Qualitative Auswertung
Die qualitative Auswertung zielt auf die Entscheidung zur Auswahl eines T&T Systems.
Ebenfalls analysiert werden die Vor- und Nachteile des ZigBee-Systems sowie mögliche
Bedrohungen und Chancen im Fall einer Implementierung. Basierend auf den bisherigen
Erkenntnissen wird der mögliche Nutzen des Besitzes und Betriebs des ZigBee-Systems
ermittelt.
Der Entscheidungsfindung wird die Nutzwertanalyse zugrunde gelegt, mit deren Hilfe
bestimmt wird, welches der T&T Systeme unter dem Aspekt der Eigenschaften und Kosten geeigneter ist.
Der Analyse liegen die Bereiche Kosten, Technik und Sicherheit der jeweiligen T&T Systeme zugrunde. Im Speziellen werden in dem Bereich der Kosten die Implementierungskosten sowie die Betriebskosten verglichen. Der Bereich der Technik umfasst die Batterielaufzeit der jeweiligen Einheiten, die Möglichkeit der Echtzeitübertragung auf der
Grundlage des minimalen Übertragungszyklus und die weltweite Flächenabdeckung des
Systems. In dem Bereich der Sicherheit werden die Punkte der Prävention einer Mehrfacherfassung einer Einheit, der Datenschutz und die Systemverfügbarkeit unter dem
Aspekt externer Störquellen verglichen.
Die Gewichtung der Bereiche erfolgt unter der Prämisse, dass eine Implementierung
eines T&T möglichst geringe Kosten erzeugen und dabei möglichst großen Nutzen über
lange Zeit bieten soll. Sicherheitsaspekte sind dabei nachrangig. Darauf basierend wird
eine Kriteriengewichtung von 50 % in dem Bereich der Kosten gewählt. Der Bereich
Technik wird mit 30 % gewichtet und die Sicherheitsaspekte stellen 20 % der Gesamtmenge dar. Im Detail liegt die Gewichtung der Kosten bei 35 % für den Betrieb des gesamten Systems und bei 15 % für die Implementierung. Die Verteilung in der technischen
Anforderung liegt bei 10 % für die Batterielaufzeit, 5 % für die Möglichkeit der Echtzeitübertragung und 15 % für die räumliche Abdeckung des Systems. Die Gewichtung der
Sicherheit wird mit 10 % für den Datenschutz, 5 % für Maßnahmen gegen Mehrfacherfassung und mit 5 % für die Verfügbarkeit des Systems bewertet.
Die Systeme des T&T werden auf die zuvor genannten Aspekten untersucht und mit
einer Punktzahl zwischen eins und zehn bewertet. Dabei stellen zehn Punkte die beste
Bewertung dar und ein Punkt die Schlechteste. Verglichen werden die Methoden des
52
AVI, des AVL und des T&T mithilfe der ZigBee-Anwendung. Das Ergebnis der Bewertung wird aus Tabelle 7 ersichtlich.
Tabelle 7: Bewertung der Tracking- und Tracingalternativen
Kriterien
AVI
AVL
ZigBee
Kosten
Betriebskosten
10,00
8,00
6,00
Implementierung
4,00
4,00
6,00
Technik
Batterielaufzeit
9,00
4,00
8,00
Echtzeitübertragung
1,00
9,00
9,00
Räumliche Abdeckung
1,00
5,00
9,00
Sicherheit
Datenschutz
5,00
9,00
9,00
Mehrfacherfassung
2,00
10,00
10,00
Systemverfügbarkeit
2,00
8,00
9,00
Die Gewichtung der bewerteten Alternativen ergibt die Nutzwerte in Tabelle 8.
Tabelle 8: Ergebnisse der Nutzwertanalyse
Kriterien
AVI
AVL
ZigBee
Ungew.
Gewichtet
Ungew.
Gewichtet
Ungew.
Gewichtet
Kosten (50%)
Betriebskosten
35%
10,00
3,50
8,00
2,80
6,00
2,10
Implementierung
15%
4,00
0,60
4,00
0,60
6,00
0,90
Batterielaufzeit
10%
9,00
0,90
4,00
0,40
8,00
0,80
Echtzeitübertragung
5%
1,00
0,05
9,00
0,45
9,00
0,45
Räumliche Abdeckung
15%
1,00
0,15
5,00
0,75
9,00
1,35
Datenschutz
10%
5,00
0,50
9,00
0,90
9,00
0,90
Mehrfacherfassung
5%
2,00
0,10
10,00
0,50
10,00
0,50
Systemverfügbarkeit
5%
2,00
0,10
8,00
0,40
9,00
0,45
Technik (30%)
Sicherheit (20%)
Gesamt (100%)
5,90
6,80
7,45
53
Somit ist ZigBee mit 7,45 Punkten für die gewählte Gewichtung am geeignetsten, gefolgt
von der AVL mit 6,80 Punkten und der AVI mit 5,90 Punkten.
Die Entscheidung zur Einführung eines ZigBee T&T Systems erfordert eine Analyse des
Potenzials der neuen Technik. Zunächst erfolgt die Untersuchung der Eigenschaften des
Systems mit einem internen Fokus, der Technik und Kosten umfasst, sowie der Untersuchung mit einem externen Fokus, der den Markt und die Umwelteinflüsse behandelt.
Die Analyse mit einem internen Fokus zeigt die Stärken und Schwächen des Systems
auf. Die Einteilung in die Kategorien erfolgt in Tabelle 9 und basiert auf den bereits ermittelten Eigenschaften des ZigBee-Systems.
Tabelle 9: Interne Analyse der Stärken und Schwächen
Intern
Stärken (Strenghts)
Schwächen (Weaknesses)
 Datenschutz
 Betriebskosten
 Implementierungskosten
 Ganzheitliche Implementierung
 Lebensdauer
 Räumliche Abdeckung
 Sicherheit der Waren
 Verlässlichkeit
Die Analyse der externen Einflüsse auf das T&T System sind in die Kategorien der Chancen und der Bedrohungen eingeteilt. Die Sortierung basiert auf den zuvor analysierten
Angeboten an T&T System sowie einer Einschätzung des Markts und wird in Tabelle 10
dargestellt.
Tabelle 10: Externe Analyse der Chancen und Bedrohungen
Extern
Chancen (Opportunities)
Bedrohungen (Threats)
 Automatisierung der Supply Chain
 Frei zugängliche Technik
 Event Management
 Kein quantitativer Mehrwert
 Keine Konkurrenz
 Lizenzfreie 2,4 GHz Frequenz
 Keine Standards
 Neuer Markt
 Transparenz der Warenströme
54
Durch die Kombination der ermittelten externen und internen Eigenschaften lässt sich
das Potenzial der neuen T&T Technik erfassen. Die Sortierung der in Tabelle 11 abgebildeten SWOT-Matrix ergibt sich aus der Kombination aller Eigenschaften der analysierten Technik.
Tabelle 11: SWOT-Analyse
Intern
Chancen (Opportunities)
Schwächen (Weaknesses)
 Automatisierung der Supply Chain
 Ganzheitliche Implementierung
 Event Management
 Keine Standards
 keine konkurrenz
 Neuer Markt
 Lebensdauer
 Räumliche Abdeckung
 Sicherheit der Waren
 Transparenz der Warenströme
 Verlässlichkeit
Bedrohungen (Threats)
Extern
Stärken (Strenghts)
 Datenschutz
 Betriebskosten
 Frei zugängliche Technik
 Kein quantitativer Mehrwert
 Implementierungskosten
 Lizenzfreie 2,4 GHz Frequenz
Aus der Analyse ergibt sich ein deutlicher Schwerpunkt in dem Bereich der Stärken und
Chancen durch die positiven technischen Eigenschaften des ZigBee T&T Systems sowie
durch die gebotenen Möglichkeiten eines T&T.
Die fehlende standardisierte Technik und der nicht erschlossene Markt bieten Chancen
für das ZigBee-System, doch muss die Implementierung über viele Container verbreitet
sein, um sein volles Potenzial entfalten zu können.
Probleme können in dem Bereiche der zukünftigen Konkurrenz auftreten. Durch die frei
zugängliche Technik und nutzbaren Medien ist ein Markteinstieg vereinfacht. Ebenfalls
nachteilig auswirken können sich die Implementierungskosten und die Eröffnung einer
neuen Möglichkeit des externen Zugriffs, etwa zur Industriespionage.
Der Nachteil des Systems und somit ein mögliches Hemmnis zur Etablierung sind die
Betriebskosten denen kein direkter monetärer Erlös entgegensteht.
5
Fazit
5.1
Zusammenfassung
55
Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine T&T Methode zu entwickeln, mithilfe derer Container in Echtzeit auf Überseetransporten verfolgt werden können sowie die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen und Auswirkungen einer Realisierung des Modells zu bestimmen.
Zu diesem Zweck wurde die im Jahr 2006 vorgestellte ZigBee-Technik näher betrachtet,
die als grundlegende Technik des T&T dienen sollte. Ebenfalls untersucht wurden Systeme zur DFÜ wie die Satellitenkommunikation und die Technik des GPS, welche die
benötigten Komponenten einer Verfolgung darstellen. Auch die T&T Systeme AVI, AEI
und AVL wurden betrachtet, um deren Möglichkeiten auf dem Gebiet der Sendungsverfolgung zu erfassen. Abschließend wurde das entwickelte T&T Modell vorgestellt und
mit ausgesuchten betriebswirtschaftlichen Analysemitteln bewertet.
Es wurde aufgezeigt, dass die ZigBee-Technik theoretisch als Grundlage des T&T geeignet ist. Aufgaben wie das Erfassen von Sensordaten sowie die Übertragung des
SSCC sind selbst in funktechnisch anspruchsvollen Umgebungen wie bei der Hochseeschifffahrt auf Containerschiffen möglich. Durch den netzförmigen Aufbau der Funkmodule wird eine Möglichkeit zur Datenübertragung geboten, die mit steigender Anzahl der
Funkknoten an Zuverlässigkeit zunimmt und zu übertragende Daten bis zum Empfänger
durchreicht. Somit stellen die eng gestaffelten Container auf Schiffen, die durch ihre metallische Substanz eine Funkbarriere darstellen, nicht länger ein Hindernis dar. Die Fähigkeit der Module, im Batteriebetrieb über Jahre hinweg zu operieren, eröffnet den mobilen Aspekt auch auf See, der für ein globales T&T benötigt wird.
Die Verwendung eines GPS-Geräts zu Positionsfindung sowie eines Satellitennetzwerks
wie dem Inmarsat Satellitensystem, welches auf einem GEO arbeitet, bilden die letzten
benötigten Komponenten einer T&T Anwendung. Durch die Ausstattung der ISO-Container mit Sensoren lassen sich relevante Informationen sammeln, wie beispielsweise
Temperaturen und Erschütterungen. Diese werden durch ZigBee-Module übertragen
und an einem zentralen Knoten auf dem Containerschiff gesammelt. Die Daten werden
zusammen mit den per GPS ermittelten Positionsdaten via Satellitensystem an den
Empfänger auf dem Festland übertragen.
Die betriebswirtschaftliche Auswertung basierte auf der Implementierung des T&T auf
einem 18.000 TEU Containerschiff. Unter Zuhilfenahme der quantitativen Methode zur
Ermittlung der Break-even Punkte konnte festgestellt werden, dass der Tarif des Satellitenbetreibers Inmarsat Global Limited ab einer Datenübertragungsmenge von etwa
56
1,7 GB preislich niedriger liegt als der Tarif der Iridium Communications Incorporated.
Aufgrund der minimalen Übertragungsdauer von 45,46 s der Daten unter optimalen Bedingungen sowie der Lebensdauer der Module wurde eine regelmäßige Übertragung in
einem ein Minuten Abstand gewählt. Alle Daten unterlagen der Maxime der maximal
möglichen Kosten. Basierend darauf beträgt die Datenlast 37.603,584 MB pro Monat.
Somit wurde der Tarif der Inmarsat Global Limited gewählt. Die genannte Datenlast resultiert aus einer DFÜ, die ohne Pause jede Minute stattfindet.
Die quantitative Analyse des LCC über eine Zykluszeit von 7 Jahren ergab, dass die
Gesamtkosten der Realisierung für ein 18.000 TEU Containerschiff rund 36,3 Millionen
Euro betragen. Damit belaufen sich die durchschnittlichen Kosten pro Container auf annähernd 2.000 Euro. Bei einem jährlichen Durchschnitt von acht Fahrten pro Container
ergeben sich Kosten von rund 36,- Euro pro Transport eines Containers.
Die T&T Methoden des AVI, AVL und ZigBee wurden durch die Nutzwertanalyse auf
ihren größtmöglichen Nutzen untersucht. Die Gewichtung lag dabei zu 50 % auf den
Kosten, gefolgt von den technischen Möglichkeiten mit 30 % Anteil sowie der Sicherheit
des Systems mit 20 % der Gewichtung. Die Analyse ergab, dass ein T&T mithilfe der
ZigBee-Technik 7,45 Nutzenpunkte generierte, gefolgt von der AVL mit 6,80 Nutzenpunkten und dem AVI mit 5,90 Nutzenpunkten. Somit ist die T&T Methode auf Basis von
ZigBee unter den gewählten Aspekten der größte Nutzbringer.
Die Anwendung der SWOT-Analyse auf das Modell ergab, dass ein T&T auf Basis von
ZigBee aufgrund der fehlenden Konkurrenz und der technischen Eigenschaften gute
Chancen auf eine Marktetablierung hat. Allerdings ist die benötigte Verbreitung der
Technik zur Optimierung der Funktion ein Risiko. Der Trend zur Virtualisierung kann
ebenfalls ein Risiko für die Datensicherheit bieten. Im schlimmsten Fall können Warenströme für kriminelle Elemente transparent werden. Ein Nachteil des Systems ist der
vorerst nicht messbare monetäre Nutzen eines T&T Systems. Die Implementierung generiert Kosten und liefert nur qualitative Aspekte, was ein Hindernis zur Implementierung
darstellen kann.
5.2
Zielerreichung und Perspektiven
Insgesamt kann festgestellt werden, dass die Fragen, ob ein Real-time Tracking and
Tracing auf Containerschiffen möglich ist, und welche wirtschaftlichen Aspekte eine Implementierung beeinflussen, differenziert beantwortet werden müssen.
57
Die Untersuchung hat gezeigt, dass die Realisierung einer T&T Funktion mithilfe der
ZigBee-Technik theoretisch möglich ist und nachträglich in bestehende Transportsysteme integriert werden kann. Das Problem der Verfolgung von Containern, in Gebieten
die wie die Hochsee keine Infrastruktur für T&T Anwendungen bieten können, wurde
durch das erstellte Modell bewältigt. Allerdings ist die technisch bedingte minimale Übertragungszeit der Daten bei 45,46 s genau genommen keine Echtzeitübertragung. Eine
konstante Übertragung der Daten wird nicht durchgeführt. Stattdessen werden in definierten Abständen Datenpakete übertragen. Somit werden Vergangenheitswerte versendet, die sich einer Echtzeitübertragung annähern.
Aus wirtschaftlicher Sicht würde die Implementierung des T&T Systems, auf eine Lebenszeit von 7 Jahren gerechnet, pro Containertransport Kosten von 36,03 Euro generieren. Der entscheidende Faktor liegt in den Betriebskosten. Insbesondere bilden die
Wartungskosten, die sich jährlich auf 200 Euro pro Container belaufen, den Hauptkostenfaktor. Auch die Kosten der DFÜ via Satellit haben einen wesentlichen Anteil an den
Gesamtkosten. Den Kosten steht vorerst kein monetärer Nutzen entgegen. Der wirtschaftliche Nutzen basiert auf qualitativen Eigenschaften, die indirekt Kosten einsparen
können. Beispielhaft zu nennen sind Versicherungskosten durch bessere Überwachung,
Energiekosten durch Routenoptimierung oder Kapitalbindung in Sicherheitsbeständen
durch Planungssicherheit. Die Chancen und Risiken einer Marktetablierung des T&T
Systems sind aufgrund fehlender Systemtests sowie vergleichbarer Konkurrenzsysteme
nicht zuverlässig zu bestimmen.
Die vorliegende Arbeit zeigt auf, dass die ZigBee-Technik eine vielversprechende Möglichkeit zur T&T Anwendung auch bei Seetransporten bietet. Jedoch wird für die Wartung
der ZigBee-Module an den Containern eine preisgünstigere Alternative benötigt, um die
Betriebskosten zu senken. Auch die Kosten für die DFÜ der Telemetriedaten, die von
Schiffen ausgehend gesendet werden, sind ein zu senkender Kostenfaktor. Dies gilt insbesondere, da den gesamten Kosten wie erwähnt im vorneherein kein monetärer Ertrag
entgegen steht.
Die genauere Untersuchung des qualitativen Nutzens und der weiteren Möglichkeiten
der ZigBee T&T Anwendung erscheint lohnenswert, da die ZigBee-Technik eine Plattform für Anwendungserweiterungen bietet.
Neben der reinen T&T Funktion kann eine Überwachung des Containers selber realisiert
werden. Die ZigBee-Endknoten können jeweils mit beliebigen Sensoren ausgestattet
werden und bei einer Abweichung von den vorgegebenen Werten einen beliebigen Empfänger benachrichtigen. Somit lassen sich Verluste bei dem Transport von wertvollen
58
Warengruppen reduzieren. Temperaturempfindliche Waren wie beispielsweise Bananen, die ihren Reifungsprozess während des Transports durchlaufen, können präzise
überwacht werden. Dies ermöglicht eine punktgenaue Planung. Waren erreichen den
Point of Sale in einem optimalen Verkaufszustand. Der Nutzen einer Implementierung
von Sensoren durch ein T&T steigt bei bestimmten Gütergruppen mit dem zu transportierendem Warenwert. Beispielhaft zu nennen ist der Transport von Pharmazeutika, deren Warenwert sich auf mehrere Millionen Euro beläuft. Der Verlust der Ware durch unzureichende Überwachung steht in keinem Verhältnis zu den Kosten der Implementierung eines ganzheitlichen T&T Systems. Jeder Warentransport kann mit einem eigenen,
lückenlosen Ereignisprotokoll versehen werden und bietet somit neben rechtlichen Anforderungen einen qualitativen Mehrwert für Kunden.
Die Technik der ZigBee-Module bietet die Möglichkeit der Zwei-Wege-Kommunikation.
Somit liefert ein T&T nicht nur Daten, sondern ist fähig Daten zu empfangen. Diese können beispielsweise Schaltbefehle sein, die ein ZigBee-Modul veranlassen eine Heizung
anzuschalten oder Löschsysteme im Container zu aktivieren. Ein Disponent kann dadurch während des Transports in ein Geschehen eingreifen und eine Ware vor Schaden
bewahren. Diese Entwicklung eröffnet eine neue Möglichkeit des Interception Managements, bei der vielfältigere und direkte Werkzeuge als bisher zur Sicherung des reibungslosen Transports zu Verfügung stehen.
Abschließend ist der Aspekt des immer stärker geforderten CO2-Nachweises für Transporte zu erwähnen, welcher durch ein T&T einfacher ermöglicht werden kann. Ferner
kann die Überwachung und Optimierung der Transportwege generell zur Reduktion von
Schadstoffen wie CO2-Emissionen, Schwefeloxide, Stickstoffe, Rußpartikel und Feinstaub dienen. Das System trägt damit dazu bei, den zunehmend strenger werdenden
Umweltauflagen gerecht werden zu können. Eine vertiefende Forschung der Möglichkeiten der ZigBee-Technologie erscheint aufgrund der Vielfalt der Systemanwendungen
lohnenswert.
59
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Die Publikationsreihe
Schriftenreihe Logistikforschung / Research Paper Logistics
In der Schriftenreihe Logistikforschung des Institutes für Logistik- & Dienstleistungs-management (ild) der FOM werden fortlaufend aktuelle Fragestellungen rund um die Entwicklung der Logistikbranche aufgegriffen. Sowohl aus der Perspektive der Logistikdienstleister als auch der verladenden Wirtschaft aus Industrie und Handel werden innovative Konzepte und praxisbezogene Instrumente des Logistikmanagement vorgestellt.
Damit kann ein öffentlicher Austausch von Erfahrungswerten und Benchmarks in der
Logistik erfolgen, was insbesondere den KMU der Branche zu Gute kommt.
The series research paper logistics within Institute for Logistics and Service Management
of FOM University of Applied Sciences addresses management topics within the
logistics industry. The research perspectives include logistics service providers as well
as industry and commerce concerned with logistics research questions. The research
documents support an open discussion about logistics concepts and benchmarks.
Band 1
Klumpp, M., Bovie, F.: Personalmanagement in der Logistikwirtschaft
Band 2
Jasper, A., Klumpp, M.: Handelslogistik und E-Commerce [vergriffen]
Band 3
Klumpp, M.: Logistikanforderungen globaler Wertschöpfungsketten [vergriffen]
Band 4
Matheus, D., Klumpp, M.: Radio Frequency Identification (RFID)
in der Logistik
Band 5
Bioly, S., Klumpp, M.: RFID und Dokumentenlogistik
Band 6
Klumpp, M.: Logistiktrends und Logistikausbildung 2020
Band 7
Klumpp, M., Koppers, C.: Integrated Business Development
Band 8
Gusik, V., Westphal, C.: GPS in Beschaffungs- und Handelslogistik
Band 9
Koppers, L., Klumpp, M.: Kooperationskonzepte in der Logistik
Band 10
Koppers, L.: Preisdifferenzierung im Supply Chain Management
Band 11
Klumpp, M.: Logistiktrends 2010
Band 12
Keuschen, T., Klumpp, M.: Logistikstudienangebote und Logistiktrends
Band 13
Bioly, S., Klumpp, M.: Modulare Qualifizierungskonzeption RFID
in der Logistik
Band 14
Klumpp, M.: Qualitätsmanagement der Hochschullehre Logistik
Band 15
67
Klumpp, M., Krol, B.: Das Untersuchungskonzept Berufswertigkeit
in der Logistikbranche
Band 16
Keuschen, T., Klumpp, M.: Green Logistics Qualifikation in der
Logistikpraxis
Band 17
Kandel, C., Klumpp, M.: E-Learning in der Logistik
Band 18
Abidi, H., Zinnert, S., Klumpp, M.: Humanitäre Logistik – Status
quo und wissenschaftliche Systematisierung
Band 19
Backhaus, O., Döther, H., Heupel, T.: Elektroauto – Milliardengrab oder Erfolgsstory?
Band 20
Hesen, M.-A., Klumpp, M.: Zukunftstrends in der Chemielogistik
Band 21
Große-Brockhoff, M., Klumpp, M., Krome, D.: Logistics capacity
management – A theoretical review and applications to outbound logistics
Band 22
Helmold, M., Klumpp, M.: Schlanke Prinzipien im Lieferantenmanagement
Band 23
Gusik, V., Klumpp, M., Westphal, C.: International Comparison of Dangerous Goods Transport and Training Schemes
Band 24
Bioly, S., Kuchshaus, V., Klumpp, M.: Elektromobilität und Ladesäulenstandortbestimmung – Eine exemplarische Analyse mit dem Beispiel der
Stadt Duisburg
Band 25
Sain, S., Keuschen, T., Klumpp, M.: Demographic Change and ist Effect on
Urban Transportation Systems: A View from India
Band 26
Abidi, H., Klumpp, M.: Konzepte der Beschaffungslogistik in Katastrophenhilfe und humanitärer Logistik
Band 27
Froelian, E., Sandhaus, G.: Conception of Implementing a Service Oriented
Architecture (SOA) in a Legacy Environment
Band 28
Albrecht, L., Klumpp, M., Keuschen, T.: DEA-Effizienzvergleich Deutscher
Verkehrsflughäfen in den Bereichen Passage/Fracht
Band 29
Meyer, A., Witte, C., Klumpp, M.: Arbeitgeberwahl und Mitarbeitermotivation in der Logistikbranche
Band 30
Keuschen, T., Klumpp, M.: Einsatz von Wikis in der Logistikpraxis
Band 31
Abidi, H., Klumpp, M.: Industrie-Qualifikationsrahmen in der Logistik
Band 32
Kaiser, S., Abidi, H., Klumpp, M.: Gemeinnützige Kontraktlogistik in der humanitären Hilfe
Band 33
Abidi, H., Klumpp, M., Bölsche, D.: Kompetenzen in der humanitären Logistik
Band 34
Just, J., Klumpp, M., Bioly, S.: Mitarbeitermotivation bei Berufskraftfahrern
– Eine empirische Erhebung auf der Basis der AHP-Methode
Band 35
Bioly, S., Klumpp, M.: Demografischer Wandel in der Logistik
Band 36
Kutlu, C., Bioly, S., Klumpp, M.: Demografic change in the CEP sector
Band 37
Witte, C., Klumpp, M.: Betriebliche Änderungsanforderungen für den Ein-
68
satz von Elektronutzfahrzeugen – eine AHP-Expertenbefragung
Band 38
Keuschen, T., Klumpp, M.: Lebenslanges Lernen in der Logistikbranche –
Einsatz von ergänzenden Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen
Band 39
Keinhörster, M., Sandhaus, G.: Maschinelles Lernen zur Erkennung von
SMS-Spam
Band 40
Abidi, H., Klumpp, M.: Demografischer Wandel und Industrie-Qualifikationsrahmen Logistik
Band 41
Bayer, F., Bioly, S.: Der Supply Chain Risk Management Prozess und Supply Chain Risiken in der industriellen Praxis
Band 42
Bioly, S., Sandhaus, G., Klumpp, M.: Wertorientierte Maßnahmen für eine
Gestaltung des demografischen Wandels in Logistik und Verkehr
Band 43
Steltemeier, B., Bioly, S.: Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten – technische Realisierung und wirtschaftliche Auswirkungen
der Implementierung
Die 1993 von Verbänden der Wirtschaft gegründete staatlich anerkannte gemeinnützige
FOM Hochschule verfügt über 31 Studienorte in Deutschland.
Als praxisorientierte Hochschule fördert die FOM den Wissenstransfer zwischen Hochschule
und Unternehmen. Dabei sind alle wirtschaftswissenschaftlichen Studiengänge der FOM
auf die Bedürfnisse von Berufstätigen zugeschnitten. Die hohe Akzeptanz der FOM zeigt sich
nicht nur in der engen Zusammenarbeit mit staatlichen Hochschulen, sondern auch in zahlreichen Kooperationen mit regionalen mittelständischen Betrieben sowie mit internationalen
Großkonzernen. FOM-Absolventen verfügen über solide Fachkompetenzen wie auch über
herausragende soziale Kompetenzen und sind deshalb von der Wirtschaft sehr begehrt.
Weitere Informationen finden Sie unter fom.de
Das Ziel des ild Institut für Logistik- & Dienstleistungsmanagement ist der konstruktive Austausch zwischen anwendungsorientierter Forschung und Betriebspraxis. Die Wissenschaftler
des Instituts untersuchen nachhaltige und innovative Logistik- und Dienstleistungskonzepte
unterschiedlicher Bereiche, initiieren fachbezogene Managementdiskurse und sorgen zudem
für einen anwendungs- und wirtschaftsorientierten Transfer ihrer Forschungsergebnisse
in die Unternehmen. So werden die wesentlichen Erkenntnisse der verschiedenen Projekte
und Forschungen unter anderem in dieser Schriftenreihe Logistikforschung herausgegeben.
Darüber hinaus erfolgen weitergehende Veröffentlichungen bei nationalen und internationalen
Fachkonferenzen sowie in Fachpublikationen.
Weitere Informationen finden Sie unter fom-ild.de
ISSN 1866-0304

Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten

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