Physical internet manifest v 1.8.2 2011-03-28 ml-ed (ger)

Manifest für ein Physikalisches Internet
Globale Veränderung der Art und Weise,
wie physikalische Objekte
behandelt, befördert, gelagert, produziert,
identifiziert, geliefert und verwendet werden

π
Benoit Montreuil
Titulaire de la Chaire de Recherche du Canada en Ingénierie
d'Entreprise
Une traduction de Mustapha Lounès
CIRRELT, Centre interuniversitaire de recherche sur les réseaux
d'entreprise, la logistique et le transport

Université Laval, Québec, Canada
Version 1.8 : 2011-03-28

www.PhysicalInternertInitiative.org

Danksagungen
Diese erste Version des Physikalischen Internet-Manifests
erfuhr bedeutende Beiträge von geschätzten Kollegen

America
CIRRELT Research Center:
• Teodor Crainic - UQAM
• Michel Gendreau - Université de Montréal
• Olivier Labarthe, Mustapha Lounès & Jacques Renaud - Université Laval
CICMHE, College-Industry Council for Material Handling Education:
• Russ Meller – University of Arkansas
• Kevin Gue & Jeff Smith – Auburn University
• Kimberley Ellis – Virginia Tech
• Mike Ogle – MHIA
Europe
• Rémy Glardon – EPFL
• Éric Ballot – Mines ParisTech
• Rene De Koster – Erasmus University
• Detlef Spee – Fraunhofer Institute for Material Flow and Logistic

Physical Internet Manifest
Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 2/88
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Eine Synopse der  Positionierung

BEHAUPTUNG
Die Art und Weise des Umgangs mit physikalischen Objekte,
ihren Transport, ihre Behandlung, Lagerung, Realisierung,
Identifizierung, Auslieferung und ihre Nutzung, als
physikalische Objekte sind weltweit nicht nachhaltig
ökonomisch, ökologisch und sozial
ZIEL
Die globale Nachhaltigkeit
der Beförderung, der Behandlung, der Lagerung,
der Realisierung, der Versorgung und der Nutzung
physikalischer Objekte weltweit ermöglichen
VISION
Entwicklung in Richtung eines weltweiten Physikalischen Internet
Benoit Montreuil
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Bekräftigung der Behauptung

BEHAUPTUNG
Die Art und Weise des Umgangs mit Gütern, ihrem
Transport, ihrer Manipulation, Lagerung,
Realisierung, Identifizierung, Auslieferung und ihre
Nutzung als physikalische Objekte sind weltweit nicht
nachhaltig ökonomisch, ökologisch und sozial

Benoit Montreuil
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Dreizehn Nicht-Nachhaltigkeit Symptome
die uns führen heftig und kraftvoll eine Mauer zu schlagen

1. Luft und Verpackung wird transportiert
2. Leerfahrten sind eher die Regel als die Ausnahme
3. Fernlastfahrer: moderne Cowboys
4. Produkte lagern meist nutzlos dort, wo nicht benötigt und sind nicht
verfügbar dort, wo sie gebraucht werden
5. Produktion und Lagerraum bleiben unausgelastet
6. Viele Produkte werden nie verkauft, nie verwendet
7. Produkte erreichen nicht diejenigen, die sie am meisten brauchen
8. Produkte wandern unnötigerweise kreuz und quer auf dem Globus
9. Schneller, zuverlässiger, multimodaler Transport: Traum oder Witz?
10. Ein Alptraum: Produkttransport in und aus den Städten heraus
11. Netzwerke sind weder sicher noch robust
12. Intelligente Automation und Technologie sind schwer zu
rechtfertigen
13. Innovation wird stranguliert

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Luft und Verpackung wird transportiert
Nicht-Nachhaltigkeits-Symptom Nr.1

Lastkraftwagen und Container sind häufig halb leer bei der
Abfahrt, wobei der nicht-leere zu einem wesentlichen Anteil
aus Verpackung besteht

Overall, most goods travel by road. In the UK, 65% of all freight is moved by road, or about 160 billion tonne
kilometres out of 240 billion tonne kilometres.
In the USA, for example, there are 40,000 public carriers and 600,000 private fleets. With so many operators
competition is likely to be more intense and pricing more flexible. [1]

Transportation costs are the single largest contributor to total logistics costs, with trucking being the most
significant subcomponent.
Trucking costs account for roughly 50% of total logistics expenditures and 80% of the transportation
component.
Trucking revenues in 2005 increased by $74 billion over 2004,
but carrier expenses rose faster than rates, eroding some of the gain.
Fuel ranks as a top priority at trucking firms as substantially higher fuel prices have cut margins. The
U.S. trucking industry consumes more than 650 million gallons of diesel per week, making it the second largest
expense after labor.
The trucking industry spent $87.7 billion for diesel in 2005,
a big jump over the $65.9 billion spent in 2004. [2]

Referenzen: [1]: “Transport in Logistics”, Chap. 12 in An Introduction to Supply Chain Management, Ed. By Donald Waters [Palgrave Macmillan] (2003)
[2]: Wilson R. A., “Economic Impact of Logistics”, Chap. 2 in Logistics Engineering Handbook , 2008

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Leerfahrten sind eher die Regel als die Ausnahme

Fahrzeuge und Container kehren oft leer zurück, oder nehmen
Sonderwege, um Ladung für die Rückfahrt zu finden
Die bei der Abfahrt voll geladenen Fahrzeuge werden leerer und
leerer, während sich ihre Route von Anlieferungsort zu
Anlieferungsort ausweitet

Statistical evidence that around 30 per cent of truck-kilometres are run empty,
illustrating huge inefficiency in road haulage and enormous potential for increasing back loading.
In Britain, the proportion of truck-kilometres travelled empty felt from 33 per cent in 1980 to 27 per cent in 2004, yielding significant
economic and environmental benefits. [1]
Other things being equal, if the empty running percentage had remained at its 1980 level, road haulage costs in 2004 would have been
£1.2 billion higher and an extra 1 million tonnes of carbon dioxide would have been emitted by trucks (McKinnon, 2005).
Reference: [1]: McKinnon A., “Road transport optimization” Chap. 17 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management (2007), Ed. by Donald Water

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Fernlastfahrer: moderne Cowboys

Immer sind zu viele Fahrer auf der Straße, zu
oft weit und für lange Zeit weg von zu Hause
Ihr Familien- und soziales Leben, wie auch
ihre persönliche Gesundheit sind prekär

The shift workers with the lowest mean hours of daily sleep are truck drivers, at 3.5 hours/24 hours
Fatigue and sleep deprivation are important safety issues for long-haul truck drivers
A National Transportation Safety Board study examined
the effects of duty shifts and sleep patterns on drivers of heavy trucks involved in single-vehicle accidents
and found that 62 of 107 accidents (58%) reported by drivers were deemed to be "fatigue-related“ [1]

The American Trucking Association (ATA) has estimated that
the driver shortage will grow to 111,000 by 2014 [2]

Referenzen: [1]: “Consequences of Insomnia, Sleepiness, and Fatigue: Health and Social Consequences of Shift Work “, http://cme.medscape.com/viewarticle/513572_2
[2] : Wilson R.A. “Economic Impact of Logistics”, in Chap. 2 in Logistics Engineering Handbook, 2008
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Produkte lagern meist nutzlos dort, wo nicht benötigt und
sind nicht verfügbar dort, wo sie gebraucht werden
Fabrikanten, Verteiler, Einzelhändler und Nutzer, sie alle lagern
Produkte ein, oft in riesengroßen Mengen über ihre Netzwerke aus
Lagerhäusern und Verteilzentren;
dennoch sind das Serviceniveau und die Reaktionszeiten gegenüber
den lokalen Nutzern eingeschränkt und unzuverlässig

Stocks are increasingly maintained at a higher level
in response to longer and sometimes unpredictable delivery times, as well as changes in distribution patterns.

In 2005, the average investment in all business inventories was $1.74 trillion,
which surpassed 2004’s record high by $101 billion.

Reference: Wilson R.A. “Economic Impact of Logistics”, in Chap. 2 in Logistics Engineering Handbook, 2008

Benoit Montreuil
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Produktion und Lagerraum bleiben unausgelastet

Die meisten Unternehmen investieren in Produktions-, und
Lagereinrichtungen, welche meistens unausgelastet, oder schlecht
genutzt sind. Sie befassen sich mit Produkten, die besser woanders
behandelt würden, und folglich viel unnötigen Transport erzwingen.

When the production function is considered to be a part of the supply chain, there is obviously much that can be done
to improve environmental and social performance at this stage [1]

The transport and storage of goods are at the centre of any logistics activity, and these are areas where a company
should concentrate its efforts to reduce its environmental impacts [2]

[1]: McIntyre K., “Delivering sustainability through supply chain management”, Chap.15 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, (2007)
[2]: Cooper J., Browne M. and Peters M., “European Logistics: Markets, management and strategy”, Blackwell, London (1991)
Chopra & Meindl, “Facility Decisions and Distribution Network “, 2009_E4.5
Benoit Montreuil
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Viele Produkte werden nie verkauft, nie verwendet

Ein signifikanter Teil der Verbrauchsgüter
erreicht niemals rechtzeitig den Zielmarkt.
Diese Güter bleiben oft unverkauft und/oder ungenutzt,
während sie woanders notwendig gewesen wären

Verrostende Neuwagen in stillgelegten Flugplätzen

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Produkte erreichen nicht diejenigen,
die sie am meisten brauchen
Das trifft besonders zu in weniger
entwickelten Ländern und in den von
Katastrophen und Krisen betroffenen Zonen

Countries most affected by high prices are those: which import large quantities of food,
whose populations spend a large part of their income on food, where inflation is already
high, where there is already food insecurity and which have large urban populations.

Referenzen: “World Food Programme (WFP)”, http://www.wfp.org/node/7904
“Problems in developing logistics centres for ports in the Escap region”; Chap5, http://www.unescap.org/ttdw/Publications/TFS_pubs/pub_2194/pub_2194_ch5.pdf

Benoit Montreuil
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Produkte wandern unnötigerweise
kreuz und quer auf dem Globus

Produkte werden gewöhnlich
Tausende von
Kilometern transportiert,
die man hätte vermeiden können,
wenn sie viel näher am Nutzungsort
gefertigt oder zusammengesetzt
würden.

Reference: “Virtual Warehousing”, Jeroen van den Berg Consulting, 2001

Benoit Montreuil
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Schneller, zuverlässiger, multimodaler Transport:
Traum oder Witz?
Obwohl es großartige Intermodalen Beispiele gibt, im
allgemeinen die Synchronisation ist so schwach, die
Schnittstellen so schlecht konzipiert, dass multimodale
Reiserouten meist kostenineffizient und riskant sind.

Reference: Crainic, T.G. and Kim, K.H., “Intermodal Transportation, Chap8 in Handbooks in Operations Research and Management Science”, C. Barnhart and G. Laporte (Eds.), 2007

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Ein Alptraum: Produkttransport
in und aus den Städten heraus
Die meisten Städte sind nicht konzipiert und ausgestattet, um
Gütertransport, Behandlung und Lagerung zu erleichtern.
Gerade das macht die Versorgung der Unternehmen und der
Verbraucher in Städten zum Alptraum

Referenzen: « Transport des marchandises en ville », www.transports-marchandises-en-ville.org
“Problems in developing logistics centres for ports in the Escap region”, Chap5, http://www.unescap.org/ttdw/Publications/TFS_pubs/pub_2194/pub_2194_ch5.pdf

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Netzwerke sind weder sicher noch robust

Es gibt eine extreme Konzentration von Operationen
in einer beschränkten Anzahl zentralisierter
Produktions- und Verteilungseinrichtungen.
Das erzeugt Verkehr auf einem reduzierten System
intensiv genutzter Routen
Das macht
die logistischen Netzwerke
und Supply Chains
vieler Unternehmen unsicher
angesichts räuberischer
und terroristischer Angriffe,
und nicht robust gegenüber
Naturkatastrophen
und Nachfrage-Krisen.
Referenzen: Chopra & Meindl, “Facility Decisions and Distribution Network” - 2009_E4.5
“Terrorism - Supply Chain Effects”, http://www.weforum.org/pdf/CSI/Terrorism.pdf
“The New Supply Chain Challenge - Risk Management in a Global Economy”, FM Global, 2006 , http://www.fmglobal.com/assets/pdf/P0667.pdf
Peck H., “Supply chain vulnerability, risk and resilience”, Chap.15 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, (2007)
“Managing Supply Chain Risk”, Video produced by CFO Research Services, http://www.fmglobal.com/VideoPlayer.aspx?url=/assets/videos/CFO_SupplyChain.wm
“Security, Risk Perception and Cost-Benefit Analysis”, Joint Transport Research Centre OCDE Summary & Conclusions – Discussion Paper #2009-6, March 2008

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Intelligente Automation und Technologie
sind schwer zu rechtfertigen
Fahrzeuge, Bearbeitungssysteme
und Arbeitseinrichtungen
müssen sich mit einer großen Anzahl
von Baustofftypen, Formen
und Einheitsladungen befassen
und dabei mit jedem Akteur unabhängig
und lokal dessen Belange verhandeln.

Das rechtfertigt kaum den Einsatz
von „smart connective Technologies“ (z.B. RFID),
die systemische Behandlung
und Transportautomatisierung, sowie
intelligente Steuerungs- und Kooperations-Software
Referenzen: Montreuil B., Facilities Location and Layout Design Chapter 9. in Logistics Engineering Handbook (2008)
Hakimi D., Leclerc P-A., Montreuil B., Ruiz A., « Integrating RFID and Connective Technologies in Retail Stores », RFID in Operations and Supply Chain Management -
Research and Applications, Erich Schmidt Verlag, 148-171, 2007.Spada Sal,“Material Handling Control System Software Extends Supply Chain Visibility “nov.15, 2001
http://www.arcweb.com/ARCReports2001/Material%20Handling%20Control%20System%20Software%20Extends%20Supply%20Chain%20Visibility.pdf
Sunderesh S. H., Material Handling System – Chapter-11 in Logistics Engineering Handbook (2008)
McKinnon A., Road transport optimization – Chap. 17 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management - eBook (2007) Fifth Edition, Edited by Donald Waters
Decker C. et al.“Cost-Benefit Model for Smart Items in the Supply Chain” (2008)
Myerson J.M. “RFID in the Supply Chain - A Guide to Selection and Implementation” - IT Consultant Philadelphia, Pennsylvania USA - Auerbach Publications 2007
Benoit Montreuil
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Innovation wird stranguliert

Innovation wird erstickt, namentlich durch Mangel an
generischen Standards und Protokollen, Transparenz, Modularität
und einer systemischen, offenen Infrastruktur
Das verhindert Schlüsselinnovationen,
so dass der Blick auf marginale und Mini-Innovationen
gerechtfertigt scheint

Referenzen: “RFID Tags: Advantages and Limitations”, http://www.tutorial-reports.com/wireless/rfid/walmart/tag-advantages.php
“RFID hype is blurring limitations, study claims “, http://www.usingrfid.com/news/read.asp?lc=d59745mx97zf
“RFID_Internet of Things in 2020 - Roadmap for the future”, Infso D.4Networked Enterprise & RFID Infso G.2Micro & Nanosystems, 2008

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Dreizehn Nicht-Nachhaltigkeit Symptome
die uns führen heftig und kraftvoll eine Mauer zu schlagen

1. Luft und Verpackung wird transportiert
2. Leerfahrten sind eher die Regel als die Ausnahme
3. Fernlastfahrer: moderne Cowboys
4. Produkte lagern meist nutzlos dort, wo nicht benötigt und sind nicht
verfügbar dort, wo sie gebraucht werden
5. Produktion und Lagerraum bleiben unausgelastet
6. Viele Produkte werden nie verkauft, nie verwendet
7. Produkte erreichen nicht diejenigen, die sie am meisten brauchen
8. Produkte wandern unnötigerweise kreuz und quer auf dem Globus
9. Schneller, zuverlässiger, multimodaler Transport: Traum oder Witz?
10. Ein Alptraum: Produkttransport in und aus den Städten heraus
11. Netzwerke sind weder sicher noch robust
12. Intelligente Automation und Technologie sind schwer zu
rechtfertigen
13. Innovation wird stranguliert

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Version 1.8, 2011-03-28, p. 19/88

Kartographierung von Nicht-Nachhaltigkeits-Symptome
versus ökonomischen, ökologischen
und gesellschaftlichen Aspekten

Benoit Montreuil
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Das Ziel anders ansteuern

ZIEL
Die globale Nachhaltigkeit
der Beförderung, der Behandlung, der Lagerung,
der Realisierung, der Versorgung und der Nutzung
physikalischer Objekte weltweit ermöglichen

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 21/88

Das Gesamtziel herausstellen

Ökonomisches Ziel
Bedeutsame Fortschritte in globaler Logistik,
Produktion, Transport und
Geschäftsproduktivität eröffnen

Ökologisches Ziel
Den gesamten Energieverbrauch und die
Treibhausgas Emissionen, die eng mit der Logistik,
Produktion und Transport verbunden sind um
Größenordnungen reduzieren
Gesellschaftliches Ziel
Die Lebensqualität der Beschäftigten in der Logistik,
der Produktion und dem Transport verbessern
und zugleich der gesamten Bevölkerung,
indem man wertvolle Objekte weltweit zugänglicherer macht
Referenzen: Dablanc L., “Urban Goods Movement and Air Quality Policy and Regulation Issues in European Cities”, Journal of Environmental Law Advance Access, 2008
McIntyre K., “Delivering sustainability through supply chain management”, Chap.15 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007
Esty D. C. and Winston A.S. “Green to Gold “; 2006

Benoit Montreuil
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Neuformulierung des Gesamtziels

Umfassende Nachhaltigkeit anstreben,
um den Verbrauchern der ganzen Welt
die physikalischen Objekte zu bringen,
die sie brauchen und schätzen,
durch dreifachen synergetischen Gewinn für
Ökonomie, Ökologie und Gesellschaft

“We are not environmentalist. “In a prosperous society,
We are not Scientists you really have tow assets:
But if we don’t do anything, people – their capacity and skills –
we will be out of business.” and the ecosystem around them.
Unilever supply chain manager Both need to be carefully tended.”
the world’s largest purchasers of fish. Mats Lederhausen,
executive’s veteran at McDonald’s.

Reference: Sustainable Supply Chain Logistics Guide (SCL)- Business Tool (2009) http://www.metrovancouver.org/about/publications/Publications/sustainablesclguidefinal-june23.pdf

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 23/88

Die Inspiration für die Vision
Juni 2006 : Der Funke

 Eine fabelhafte Schlagzeile
• Interessant, aber nur Mainstream Supply Chain-
Artikel
• Nichts, was ich unter einem Physikalischen
Internet verstehen würde

 Ich begeisterte mich sofort für die Frage,
wie oder was ein voll entwickeltes
Physikalisches Internet sein könnte?
• Was wären seine Schlüsseleigenschaften?
• Welche zusätzlichen Fähigkeiten würden
es haben?

 Eine andere Frage tauchte schnell auf:
Warum würden wir ein Physikalisches
Internet brauchen

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 24/88

Digitales Internet
Ausbau und Erweiterung des digitalen Internet
jenseits der Information-Highway Metapher
Als die digitale Welt nach einem Konzept für ihre eigene
Transformation suchte, bezog sie sich
auf eine physikalisch inspirierte Metapher:
Ausbau des Information-Highway

Referenzen “BCNET's Optical Regional Advanced Network Upgrade Completed”, http://www.bc.net/news_events_publications/newsletters/Dec_2007/ROADM_Completion.htm
“What the Telecom Industry May Look Like in 10 Years”, http://kennethmarzin.wordpress.com/2008/01/24/what-the-telecom-industry-may-look-like-in-10-years/

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 25/88

Digitales Internet
Ausbau und Erweiterung des digitalen Internet
jenseits der Information-Highway Metapher
Gut, sie haben das getan und gingen weiter,
indem sie die Art und Weise digitaler Datenverarbeitung
und Kommunikation vollkommen umgestalteten
Sie erfanden das Internet,
das den Weg in das World Wide Web eröffnete
Sie ermöglichten den Aufbau
einer offenen, verteilten und vernetzten Infrastruktur,
die momentan so viele Facetten
unserer gesellschaftlichen und ökonomischen Realität revolutioniert

Referenzen: « Internet 2, le Web de demain », /http://www.futura-sciences.com/fr/doc/t/telecoms/d/internet-2-le-web-de-demain_582/c3/221/p1
http://www.20minutes.fr/article/353755/Economie-Surendettement-Christine-Lagarde-ne-veut-pas-interdire-le-credit-revolving.php
« rE-veille: réflexions sur l’aventure Internet », http://reveille.wordpress.com/

Benoit Montreuil
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Der Kerngehalt des digitalen Internet

Für Anwender ist das Digitale
Internet bezüglich der Verbindung
zwischen Netzwerken in gewisser
Weise transparent.
Es erlaubt die standardisierte
Transmission formatierter
Datenpakete,
so dass sie heterogene Systeme
durchlaufen können,
indem sie das TCP/IP Protokoll
einhalten
Referenzen: Kurose J., Ross K. and Wesley A. “Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet”, 3rd edition., July 2004.
Parziale L., Britt D.T., Davis C., Forrester J., Liu W., Matthews C. and Rosselot N. “TCP-IP Tutorial and Technical Overview”, 2006. http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/gg243376.pdf
“Interconnection of access networks, MANs and WANs “, http://images.google.ca/imgres?imgurl=http://www.exfo.com/
Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 27/88

Für ein Physikalisches Internet
Das digitale Internet als Metapher für die physikalische Welt

Obwohl es grundlegende Unterschiede zwischen der
Physikalischen- und der Informations-Welt gibt,
So hat die Physikalische Internetinitiative zum Ziel die
Metapher des Internets auszuwerten,
um eine Vision für
eine nachhaltige und fortschrittliche Schlüssellösung
zu globalen Problemen vorzuschlagen,
die eng verknüpft sind mit der Art
wie wir weltweit physikalische Objekte
transportieren, bearbeiten, lagern, realisieren,
versorgen und konsumieren

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 28/88

Das Physikalische Internet

Ein offenes und globales Logistik System,
dass die miteinander verbundenen Supply Netzwerke benutzen,
dank eine Reihe von
Kollaborativen Protokollen, modularen Containern
und Intelligente Schnittstellen Standards
zur Verbesserung von Effizienz und Nachhaltigkeit

Arbeitsdefinition für das Physikalisches Internet,
gemeinsam ausarbeitet von Benoit Montreuil, Eric Ballot und Russ Meller
Version 2011-03-23

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 29/88

13 Kerneigenschaften der Vision
vom Physikalischen Internet

VISION
Evolution in Richtung eines weltweiten Physikalischen Internet

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 30/88

Dreizehn Kerneigenschaften der Vision
vom Physikalischen Internet
1. Güter in Containermodule nach globalem Standard einpassen
2. Universelle Interkonnektivität anstreben
3. Übergang von Lagerungs- und Behandlungssystemen von Material zu Lagerungs-
und Behandlungssystemen von -Containern
4. Intelligente vernetzte Container mit eingebetteten intelligenten Objekten nutzen
5. Vom Punkt-zu-Punkt „Hub-and-Spoke“ Transport zu verteiltem, mehrstufigen
transmodalen Transport übergehen
6. Ein mehrstufiges vereinheitlichtes Rahmenkonzept anwenden
7. Ein offenes und globales Supply Web aktivieren und nutzen
8. Design von Produkten die optimal in den Container passen
9. Physikalische Bewegungen und Lagerungen minimieren durch digitale
Übertragung der Konstruktionsinformation und die Materialisierung der
Produkte so lokal wie möglich
10. Leistungszertifizierung und offene Leistungskontrolle einsetzen
11. Vernetzte Zuverlässigkeit und Netzstabilität priorisieren
12. Geschäftsmodellinnovation stimulieren
13. Eine offene Infrastruktur-Innovation ermöglichen

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Digitales Internet:
Von Informationen zu Paketen

 Das Digitale Internet überträgt nicht Information, es überträgt Pakete,
die Information einbetten
 Die Informationspakete sind für eine angepasste Verwendung im
Internet konzipiert
 Die Information ist im Paket gekapselt
und wird nicht explizit durch
das Internet bearbeitet
 Der Paket-Header enthält die ganze
erforderliche Information, um das Paket zu
zu identifizieren und es korrekt zum
gewünschtem Ziel zu führen
 Ein Paket ist für eine spezifische
Übertragung gebaut, und es wird
entpackt, sobald es sein Reiseziel
erreicht hat
Image: http://www.softlist.net/program/sniff_-_o_-_matic-image.html

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Digitales Internet:
Von Informationen zu Paketen
 Das Digitale Internet beruht auf einem Protokoll, das
Datenpakete System-unabhängig strukturiert

 Auf diese Weise können Datenpakete durch verschiedene
Systeme und durch verschiedenartige Netzwerke
bearbeitet werden
• Modems, Kupferleitungen,
faseroptische Leiter, Router, usw.
• Lokale Netze,
Wide Area Networks, usw.
• Intranet, Extranet, Internet,
Virtual Private Networks, usw.

Referenzen: Kurose J., Ross K. and Wesley A. “Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet”, 3rd edition., July 2004.
Parziale L., Britt D.T., Davis C., Forrester J., Liu W., Matthews C. and Rosselot N. “TCP-IP Tutorial and Technical Overview”, 2006. http://www.redbooks.ibm.com/redbooks/pdfs/gg243376.pdf

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Physikalisches Internet:
1. Güter in Weltstandardmodularen Container einkapseln
-Container sind Schlüsselelementen, um die notwendige
Interoperabilität für ein angemessenes funktionierendes
Physikalisches Internet zu ermöglichen
 Die Ware innerhalb eines -Containers ist als Inhalt des -Containers
modularisiert, und wird nicht explizit vom Physikalischen Internet
bearbeitet
 Abgestuft vom Cargo Container bis hin zu winzigen Größen
 Konzipiert, um auf einfache Weise durch verschiedenartige Transport-,
Behandlungs-, und Lagerungsmittel durchgeschleust zu werden
 Umweltfreundliche Materialien mit minimalem sekundären ökologischen
Fußabdruck
 Intelligente Tags, möglicherweise mit Sensoren, um ihre korrekte
Identifizierung, Routenführung und Instandhaltung zu ermöglichen
 verschiedene nutzungsangepasste strukturelle Größen
 Falls notwendig, Konditionierungsfähigkeiten (z.B. Temperatur-Kontrolle)
 Versiegelbar aus Sicherheitsgründen

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-Container:
Weltweit dimensional und funktionell
modularisiert und standardisiert

-container
Y

X

Z Illustrative
modular
dimensions
0,12 m
0,24 m
0,36 m
0,48 m
0,6 m
1,2 m
2,4 m
3,6 m
4,8 m
6m
12 m

Referenz: B. Montreuil, B. Gilbert
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-Container:
Einfach zu manipulieren, lagern, transportieren, verketten, laden, entladen,
zu konstruieren und abzubauen, zusammenzusetzen und zu zerlegen

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Physikalisches Internet
2. Die universelle Interkonnektivität anstreben

Hochleistungs-Logistikzentren und -Systeme,
ermöglichen eine schnelle, billige, leichte und zuverlässige
Containerverbindung unabhängig von Modalität und Route,
mit dem übergreifenden Ziel
einer universellen Interkonnektivität

Referenzen: Crainic, T.G. and Kim, K.H., Intermodal Transportation, Chapt. 8, Transportation, Handbooks in Operations Research and Management Science, C. Barnhart and G. Laporte (Eds.), North-Holland,, 467–537, 2007
Goetschalckx M. “Distribution System Design”. Chap. 13 in Logistics Engineering Handbook, 2008

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Digitales Internet:
Netzwerke und Router
 Routing ermöglicht die Herstellung der Internet
Performance durch eine sehr effiziente Orientierung
der Pakete in Bezug auf die Netzwerkknoten
 Routing nutzt die Leichtigkeit, Information zu
speichern und zu senden
 Die Routerfunktion ist äußerst einfach:
• Sie bewegt so schnell wie möglich Pakete zur nächsten
Maschine in der richtigen Richtung
 Weil alle Router Pakete bewegen, können sie
Millionen Pakete pro Minute bearbeiten
• Jeder Router enthält eine routing table (ein Regelwerk),
die ihm auf Basis des Endziels ermittelt, zu welcher
nächsten Maschine Pakete zu übertragen sind
References: Zuckerman E. & McLaughlin A., “Introduction to Internet Architecture and Institutions” : August, 2003
Perlman R, “Interconnections - Bridges, Routers, Switches, and Internetworking Protocols”; (2nd Edition) 1999

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Version 1.8, 2011-03-28, p. 38/88

2. Die universelle Interkonnektivität anstreben
 Physikalische Internet-Knoten werden gleichzeitig Routing- und
Akkumulationsstellen innerhalb der Netzwerke sein, sowie Schnittstellen
zur Umgebung wie Eingangs- und Ausgangsports
 So wie sie gegenwärtig konzipiert sind, bremsen das Sortieren, die
Lagerung und die Behandlung der physikalischen Objekte die
Interkonnektivität
• unabhängig davon, ob dies in einer Eisenbahnsortierstelle oder in Cross-Docking
Plattformen stattfindet
 Es gibt aber Ausnahmen:
• Wie die vor kurzem eingeführten Containerhafen-Terminals
 Es gibt eine Notwendigkeit, die Entleerung, Ausrichtung, Lagerung- und
Ladeoperationen zu verallgemeinern, um sie insgesamt in den modularen
Containern des physikalischen Internets mit intelligenten
automatisierten Systemen anzuwenden
 Das Ziel besteht darin, die Ladeunterbrechung zeitlich und wirtschaftlich
praktisch unerheblich zu machen
• Das multimodales Stückgut fast zum gleichen Preis, Geschwindigkeit und
Zuverlässigkeit als der Sammeltransport
Referenzen: Crainic, T.G. and Kim, K.H., Intermodal Transportation, Chap. 8, Transportation, Handbooks in Operations Research and Management Science, C. Barnhart and G. Laporte (Eds.), North-Holland, 467–537, 2007
Chopra & Meindl, Facility Decisions and Distribution Network - 2009_E4.5

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3. Übergang von Lagerungs- und Behandlungssystemen von Material
zu Lagerungs- und Behandlungssystemen von -Containern

mit innovativen Technologien und Prozessen,
die die Eigenschaften der -Container nutzen,
um auf schnelle, preiswerte, leichte und zuverlässige Weise
ihre Beladung, Lagerung, Komposition, Dekomposition,
Monitoring, Schutz und Entladung
durch intelligente, nachhaltige und nahtlose
Automation und humanes Handling zu ermöglichen

Referenzen: Jacorsson, F. “A container for storage, transport, display and dispensing of products a blank for forming said container, a support system for said container
and a system comprising said container and support system.”, Patent WO2009093940; 2009-07-30
“Material Handling equipments” http://material-handling.com/
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Referenz: B. Montreuil, B. Gilbert R.D. Meller, E. Ballot
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 Von Lagerungs- und Verarbeitungssystemen von -Containern wird
erwartet, dass sie:
• Schnelle und zuverlässige Eingang- und Ausgangs- Performance ermöglichen
• dass sie nahtlose Schnittstellen mit Fahrzeugen und Systemen haben, die die
Produkte hinein und hinaus transportieren, sowie Client-Softwaresysteme für
Container-Kommunikation und Verfolgung
• die Integrität der -Container kontrollieren und sichern
• Container im gewünschten Ausmaß absichern
• dass sie eine real-time Dokumentation vorsehen, für spezifische Performance
und Funktionen und für gezeigte Performance und Funktionen, aktualisiert
durch laufende Operationen

 Das betrifft gegenwärtig bekannte Verteilzentren, Cross-Docking
Zentren, Zug-Stationen, multimodale Zentren, Seehäfen, Flughäfen
usw.
Referenzen: “Cross-Docking Distribution Center (DC)”, http://w3.uniroma1.it/francesco.filippi/Mastermar/download/04%20Cross-
Docking%20Distribution%20Center%20%28DC%29.pdf
Adewunmi A. and Aickelin U., “Optimisation of a crossdocking distribution centre simulation model”, 2006, http://ima.ac.uk/papers/adewunmi2008.pdf

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4. Intelligente vernetzte Container
mit eingebetteten intelligenten Objekten nutzen

Die Fähigkeiten der intelligenten Container
des Digitalen Internet und dem World Wide Web
und ihrer gekapselten intelligenten Objekte
so gut wie möglich auswerten,
um die Performance wie sie die Kunden wahrnehmen,
sowie die Gesamtleistung des Physikalischen Internet
zu verbessern

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Das Physikalische Internet und
das "Internet der Dinge"
 Das Internet der materiellen Dinge erlaubt die
allgegenwärtige Verbindung physikalischer
Objekte, die mit einer intelligenten
Verbindungs-Technologie ausgerüstet sind, die
die Objekte kontinuierlich verbessert und die
Selbstkontrolle der Objekte durch Netzwerke
ermöglicht
• Es nutzt Technologien wie Internet, Web, RFID
Image: http://www.globetracker.biz/GlobeTracker/News.asp und GPS aus

 Das Physikalische Internet soll so gut wie
möglich die Fähigkeiten der in intelligenten
Containern gekapselten Intelligenten Objekte
nutzen, um die vom Kunden und Nutzer
wahrgenommene Performance sowie die
Gesamtleistung des Physikalischen Internet
verbessern
References: Johnson M. E., “Ubiquitous Communication: Tracking Technologies within the Supply Chain”, Chap.20 in Logistics Engineering Handbook, 2008
Scott D. M., “Electronic Connectivity and Soft ware” Chap.20 in Logistics Engineering Handbook, 2008
“Building a Smarter Container”, RFID Journal, http://www.rfidjournal.com/article/articleview/655/1/1/

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5. Umstellung vom Punkt-zu-Punkt „Hub-&-Spoke“ Transport zu
verteiltem mehrstufige transmodalem Transport

Verteilte mehrstufige Reise von -Containern
durch das Physikalische Internet,
mit bestimmten Mitteln bzw., Modalitäten
wobei inter-Knoten Segmente in Anspruch genommen werden
mit Transitknoten die synchronisierten Transfer auf -
Containern und/oder Trägern zwischen Segmenten erlauben,
und mit einer Websoftwareplattform
die einen offenen Markt
von Transportnachfrage und Transportangebot
(Transportlieferanten) vorsieht.

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Digitales Internet:
Verteilte mehrstufige Übertragung

 Im Digitalen Internet, laufen die Pakete die eine
gesamte Übertragung bilden, wie etwa eine E-Mail,
nicht direkt von einem Quellknoten A zum Reiseziel-
Knoten B
 Die Pakete durchlaufen eine Reihe von Routern und
Kabeln (Kupfer oder Glasfasern), dynamisch und
werden vom Ursprung bis zum Bestimmungsort auf die
beste mögliche Weise durch die Routing-Algorithmen an
Staus vorbei durch das Netzwerk geleitet
• Ein Email von Quebec nach Lausanne kann zig Router auf
der Welt, von New York bis Beijing durchlaufen
 Außerdem müssen die Pakete nicht unbedingt
zusammen reisen
• Jedes kann am Ende eine verschiedene Reiseroute
genommen haben
• Die gesamte Nachricht wird nach Paket-Ankunft am
Endreiseziel rekonstruiert
References: Zuckerman E. & McLaughlin A., “Introduction to Internet Architecture and Institutions” : August, 2003
Kurose J., Ross K. and Wesley A. “Computer Networking: A Top Down Approach Featuring the Internet”, 3rd edition., July 2004.

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verteiltem mehrstufig transmodalem Transport

 Wenn ein voller LKW-Anhänger von Quebec
nach Los Angeles transportiert werden soll,
ist es momentan höchst wahrscheinlich, daß:
• ein Fahrer und ein Lastwagen für die
mehrtägige Fahrt zuständig sind,
• der Fahrer in seinem LKW schläft und zu
seinem Reiseziel fährt,
• er, um eine leere Ruckreise zu vermeiden, den
näherst-möglichen Ort aufsucht, um einen
LKW-Anhänger zu finden, mit dem er
möglichst nahe an Quebec zurück kommen
kann

References: Powell W. B. “Real-Time Dispatching for Truckload Motor Carriers“, Chapter 15 in Logistics Engineering Handbook, 2008
McKinnon A., “Road transport optimization “,Chap. 17 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management - eBook (2007) Fifth Ed. Edited by Donald Waters

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Ein typischer Cowboy Transportweg
von Quebec nach Los Angeles
A typical cowboy haul from Québec to Los Angeles

Zurückzulegende Distanz: 5030 km
Fahrer: 1, Lastkraftwagen: 1, Anhänger: 1

Fahrzeit Hinweg: 48 Std
Fahrzeit Rückweg: 48 Std

Reisedauer auf der Hinfahrt: 120 Std
Reisedauer auf dem Rückfahrt: 120 + Std
Fahrzeit des Fahrers: 96 Std
Reisedauer des Fahrer: 240 + Std

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verteiltem mehrstufige transmodalem Transport

 Im Physikalischen Internet wäre eine derartiger Ablauf
außergewöhnlich. Höchstwahrscheinlich wäre folgender:
• Ein erster Fahrer und LKW würden die Ladung zu einem 3 bis 6 Stunden
entfernten Transitpunkt transportieren
• Der Anhänger würde in einem Fach im Transitpunkt abgestellt werden
• Der erste Fahrer würde dann einen anderen Anhänger in Richtung n
Quebec aufnehmen
• Kurz danach, würde ein anderer Fahrer mit einem anderen LKW den
Anhänger aufnehmen und ihn zu einem nächsten Segment fahren
(Zweckmäßiger Weise, könnte er Ladungen aus LKW, Bahn, Schiff oder
einem Flugzeug aufnehmen)
• Im Verlauf der gesamten Strecke nach Los Angeles, würde sich dieser
Prozess wiederholen
• Der Spediteur oder sein Vertreter hätte a priori die Beförderung auf jedem
Segment und den Aufenthalt an jedem Transitpunkt so geplant, dass seine
Interessen in bezüglich Preis, Synchronisation Timing und Risiken am
besten gewahrt bleiben
Reference: “Warehousing And Cross-Docking”, http://www.3pd.com/Services/JobSiteWarehousing.aspx

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Mehrstufige Reise von Quebec nach Los Angeles

Québec
20
Montréal
20-401
81Alexandria Bay, US border
90
Syracuse
90 Buffalo
71 Cleveland
70
Columbus
70
Indianapolis
44 St-Louis
44 Springfield
44 Tulsa
Aktuell Vorgeschlagen
40 Oklahoma City
40 Amarillo Zurückzulegende Distanz (Km): 5030 5030
40 Albuquerque Fahrer: 1 17
Lastkraftwagen: 1 17
40 Flagstaff
Anhänger: 1 1
40 Needles
Barstow Einwegfahrzeit (Std): 48 51+
15-10 Rückkehr Fahrzeit (Std): 48+ 51+
Los Angeles Totalzeit an Transitpunkten(Std): 0 9
Einwegzeit des Anhängers von Quebec nach LA (Std) 120 60+
Rückkehrzeit des Anhängers von Quebec nach LA (Std) 120+ 60+
Totalreisezeit des Anhängers (Std): 240+ 120+
Durchschnitt Fahrzeit pro Fahrer (Std): 96+ 6
Durchschnitt Zeitreise pro Fahrer (Std): 240+ 6,5

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-Transit Zentren
die den mehrstufigen Transport
durch das Physikalisches
Internet ermöglichen

Referenz: B. Montreuil, R.D. Meller et E. Ballot

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Straßen-Wasser -Hub:
Konzipiert
um verteilten mehrstufigen
transmodalen Transport
von -Containern durch das
Physikalische Internet zu
ermöglichen

Referenz: B. Montreuil, R.D. Meller et E. Ballot

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Straßen-Schienen -Hub: Konzipiert um verteilten
mehrstufigen transmodalen Transport von -Containern
durch das Physikalische Internet zu ermöglichen

Reference: B. Montreuil, E. Ballot, C. Montreuil et D. Hakimi

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Intra-Zentrum inter-Prozessoren Netzwerk

Zentrum 1
Anlage 1 Anlage 3 Anlage 5
Ankunfts-

Abgangs-
Station
Station

Anlage 2 Anlage 4 Anlage 6

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Intra-Einrichtung Inter-Zentren Netzwerk
Anlage 1
Zentrum 1 Zentrum 4
Équipement 1 Équipement 3 Équipement 5 Équipement 1 Équipement 3 Équipement 5
d’arrivée

d’arrivée
de sortie

de sortie
Station

Station
Station

Station

Außenlieferant
Innenlieferant


Zentrum 2 Zentrum 5
d’arrivée

d’arrivée
de sortie

de sortie
Station

Station
Station

Station

Zentrum 3 Zentrum 6
d’arrivée

d’arrivée

de sortie
de sortie

Station
Station
Station

Station

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Physical internet manifest v 1.8.2 2011-03-28 ml-ed (ger)

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