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
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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
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Dreizehn Kerneigenschaften der Vision
1. Güter in Containermodule nach globalem Standard einpassen
2. Universelle Interkonnektivität anstreben
3. Übergang von Lagerungs- und Behandlungssystemen von Material zu 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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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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Version 1.8, 2011-03-28, p. 51/88

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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Version 1.8, 2011-03-28, p. 52/88

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

Benoit Montreuil
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Centre 1
Ausrüstung 3 Centre 4

Station
Station

de sortie

Station
de sortie

Station

d’arrivée
d’arrivée

Centre 2 Centre 5

Station
Station

de sortie

Station
de sortie

Station

d’arrivée
d’arrivée

Centre 3 Centre 6
Außenlieferant

Innenlieferant

Station
Station

de sortie

Station
de sortie

Station

d’arrivée
d’arrivée

Innenlieferant Innenlieferant

Station Station Station Station Station Station
d’arrivée d’arrivée d’arrivée d’arrivée d’arrivée d’arrivée

Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1

Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3

Centre 1
Centre 1

Centre 3
Centre 2
Centre 3
Centre 2

Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5

de sortie de sortie de sortie de sortie de sortie de sortie

d’arrivée d’arrivée d’arrivée d’arrivée d’arrivée d’arrivée

Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1
Équipement 2
Équipement 1

Ausrüstung 2
Ausrüstung 1
Standort 1

Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3
Équipement 4
Équipement 3

Centre 5
Centre 5

Centre 6
Centre 4
Centre 6
Centre 4

Benoit Montreuil
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5
Équipement 6
Équipement 5

de sortie de sortie de sortie de sortie de sortie de sortie

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Außenlieferant Außenlieferant

Centre 1
Ausrüstung 4 Centre 4
Station
Station

de sortie

Station
de sortie

Station

d’arrivée
d’arrivée


Centre 2 Centre 5
Station

Station

de sortie

Station
de sortie

Station

d’arrivée
d’arrivée


Centre 3 Centre 6
Außenlieferant

Innenlieferant

Station
Station

de sortie

Station
de sortie

Station

d’arrivée
d’arrivée

Intra-Standort Inter-Einrichtungen Netzwerk


Intra-Stadt
Inter-
Standorten
Netzwerk
-transits et -hubs

In Richtung
dauerhafte
Stadtlogistik
durch
-ermöglicht

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Intra-Staat
Inter-Städten
Netzwerk

Québec, Canada -transits et -hubs

North eastern states,
U.S.A.

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Weltweit Interkontinentale Netzwerke

Intra-Kontinental Inter-Land Netzwerk

Intra-Land Inter-Staat Netzwerk

Intra-Staat Inter-Städten Netzwerk

Intra-Stadt Inter-Einrichtung Netzwerk

Intra-Einrichtung Inter-Zentren Netzwerk

Intra-Zentrum inter-Prozessoren Netzwerk

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Ein offenes Netz (Web) aus Produktions- und Verteilzentren,
Lagerhäusern, Hubs und Transitzentren,
die es den Produzenten, Groß- und Einzelhändlern ermöglicht,
ihre -Produktcontainer in zahlreichen, geographisch verteilten
Zentren dynamisch abzusetzen,
sie zu produzieren, bewegen und zu lagern,
als schnelle, effiziente, und zuverlässige Bearbeitung
spontaner Anfragen

Physikalische Äquivalente zum Intranet,
zu Virtuellen Privaten Netzwerken,
Cloud Computing und Cloud Storage entwickeln
Referenzen: “Virtual warehousing”, Jeroen van den Berg Consulting , 2001
Chopra & Meindl, “Facility Decisions and Distribution Network “, 2009_E4.5

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Version 1.8, 2011-03-28, p. 60/88


 Da Produkte und Materialien in den modularen
gesicherten Containern transportiert und gelagert sind,
ermöglicht dies:
• Lagerhäusern und Distributionszentren Container einer
großen Kundenvielfalt zu akzeptieren und damit eine
unbestimmte Anzahl verschiedener Produkte, solange sie
Spezifizierungen von Durchsatz, Sicherheit, Behandlung und
Größenordnungen einhalten
• Bedeutende Verbesserung der Nutzungskapazität und -
Anlagerentabilität
• signifikante Reduktion des Kapitaleinsatzes und erhebliche
Verbesserung der logistischen Kosten und der Zustellung

Referenz: Montreuil, B., Labarthe, O., Hakimi, D., Larcher, A., & Audet, M. Supply Web Mapper. Proceedings of IESM Industrial Engineering and Systems Management,Conference, Montréal, Canada, May 13-15, 2009

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Version 1.8, 2011-03-28, p. 61/88

1
Factories: 4 3
Firm dedicated DCs: 16
Mean lead time: 1,75
Max lead time: 3
2
4

Independent Factory: 1 Factory: 1 Factory: 1 Factory: 1
private Firm dedicated DCs: 4 Firm dedicated DCs: 4 Firm dedicated DCs: 4 Firm dedicated DCs: 4
Mean lead time: 1,73 Mean lead time: 1,78 Mean lead time: 1,75 Mean lead time: 1,73
supply networks Max lead time: 3 Max lead time: 3 Max lead time: 3 Max lead time: 3

Shared supply web Shared supply web
with independently with jointly
1 1
implemented DCs 3 3 implemented DCs
Factories: 4 Factories: 4
Firm dedicated DCs: 0 Firm dedicated DCs: 0
2 2
Group dedicated DCs: 16 Group dedicated DCs: 3
4 4
Mean lead time: 1,08 Mean lead time: 1,48
Max lead time: 3 Max lead time: 3

1 Factories: 4
3 Firm dedicated DCs: 0
Open supply web Group dedicated DCs: 0
with a high density of open DCs Open DCs used: 60+
available to many other clients 2 Mean lead time: 0
4 Max lead time: 0

* Lead times induced by transport from DC to client region
Contrasting Independent Supply Networks, an Open Supply Web and a Global Open Supply Web
in terms of number of distribution centers and of DC-to-client lead time
Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 62/88

Von privaten Versorgungsnetzwerken
zu Open Supply Web
Absichern eintägiger Lieferung durch jede Firma auf ihren Absatzmärkten

47 Anlagen 30 Anlagen

Private Netzwerke von fünf Unternehmen Private Netzwerke von fünf Unternehmen
bedienen Kunden in Kanada und den USA: bedienen Kunden in Kanada und den USA:
Lieferung innerhalb eines Tages Lieferung innerhalb eines Tages
mit 42 DZ und 5 Fabriken mit 25 DZ und 5 Fabriken

Referenz: Montreuil and Sohrabi, From Private Supply Networks to Open Supply Webs, IERC 2010

Benoit Montreuil Supply Web mit 25 DZ and 5 Fabriken
Version 1.8, 2011-03-28, p. 63/88

8. Produktdesign unter Berücksichtigung
optimaler Container-Raumnutzung

Produkte sind so konzipiert,
um die Last die sie auf dem Physikalischen Internet erzeugen
zu minimieren, mittels Anpassung der Dimensionen
an Standardcontainer Dimensionen,
und mit maximaler volumetrischer und funktionaler Dichte
für ihre Verpackung in Containern

Reference: Seliger G., “Sustainability in Manufacturing - Recovery of Resources in Product and Material Cycles” (Ed. by Günther Seliger, Sringer Verlag, 2007

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 64/88

8. Produktdesign unter Berücksichtigung
optimaler Container-Raumnutzung
 Produktdimensionen sind in die Standardcontainer Dimensionen
angepasst
• Damit das gepackte Produkt in einen Container mit kleinem Ökologischen
Fußabdruck passt
 Um Transport und Lagerung von Luft zu vermeiden, sollten Produkte
entworfen und konstruiert werden, so dass sie eine maximale
volumetrische Dichte haben solange sie sich in Physikalischen Internet
Containern befinden, bei Gebrauch extrahierbar entsprechend ihren
Anwendungsdimensionen
 Produkte sollten entworfen werden, so dass nur Key-Komponenten und
Module intensiv durch das Physikalisches Internet geschickt werden
müssen:
• in der Gebrauchsnähe zusammen mit am Ort verfügbaren Objekten einfach zu
komplettieren sind
 Produkte in den Containern des Physikalischen Internet sollten so
funktionell dicht wie möglich sein
• Die Funktionsdichte kann als das Verhältnis der genutzten Funktionalität zum
Produkt aus Gewichts und Volumens ausgedrückt werden

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 65/88

9. Physikalische Bewegungen und Lagerung minimieren
durch digitale Übertragung des Know-Hows
und möglichst lokale Materialisierung der Produkte

Im Allgemeinen
ist es viel einfacher und billiger,
digitale Informationsobjekte
zu transportieren und zu lagern,
als Physikalische Objekte

Referenzen: Waters D., “Trends in the supply chain”, Chap. 1 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management , 2007) Fifth Ed., Ed. by Donald Waters
Duncan R., “Internet traders can increase profitability by reshaping their supply chains” Chap. 19 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management , 2007 5th Ed. by D. Waters
Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 66/88


Das Physikalisches Internet soll die wissensbasierte
Dematerialisierung physikalischer Produkte und ihre
Rematerialisierung als physikalische Objekte am Gebrauchsort
umfassend ausnützen

Mit zunehmender Reife
des Physikalisches Internet soll es immer
mehr offene, verteilte und flexible Produktionszentren umfassen
die für die Kunden eine Vielzahl von Produkten
realisieren (erstellen, assemblieren, endfertigen) können
aus digital übertragenen Spezifikationen,
aus lokalen physikalischen Objekte und ggf.
aus kritischen physikalischen Objekten von entfernten Quellen

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 67/88


Die Third Party Produktion nimmt einen ständig wachsenden
Anteil des Gesamtproduktionsmarktes ein,
und die interne Produktion ist fest
auf empfindliche Kernobjekte beschränkt

wissensbasierte Produktrealisierung sollten geschützt
werden, und die Authentizität der materialisierten Produkte
sollte gesetzlich anerkannt werden

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 68/88

1
3
Factories: 4
D2C max: 3 mean: 1,75
F2D max: 9 mean: 3,92 2
4

Independent Factory: 1 Factory: 1 Factory: 1 Factory: 1
private Firm dedicated DCs: 4 Firm dedicated DCs: 4 Firm dedicated DCs: 4 Firm dedicated DCs: 4
D2C max: 3 mean: 1,73 D2C max: 3 mean: 1,78 D2C max: 3 mean: 1,75 D2C max: 3 mean: 1,73
supply networks F2D max: 8 mean: 4,11 F2D max: 7 mean: 3,00 F2D max: 7 mean: 3,69 F2D max: 9 mean: 4,88

with independently with jointly
1 1
implemented DCs 3 3 implemented DCs
Firm dedicated factories: 4 Firm dedicated factories: 4
2 2
Group shared DCs: 16 Group shared DCs: 3
D2C max: 3 mean: 1,08 4 4 D2C max: 3 mean: 1,48
F2D max: 9 mean: 4,36 F2D max: 10 mean: 4,39

Open supply web 1
Firm dedicated factories: 4
with a high density of open DCs Firm dedicated DCs: 0
3
Group shared DCs: 0
available to many other clients Open DCs used: 60+
2
Inter-region transport induced lead times 4
D2C max: 0 mean: 0,00
F2D: Factory to DC lead time F2D max: 12 mean: 4,75
D2C: DC to client region lead time
Contrasting Supply Networks, an Open Supply Web and a Global Open Supply Web
in terms of factory-to-DC lead times with no shared or open production centers
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with shared factories with shared factories
and independently implemented shared DCs and jointly implemented shared DCs
Firm dedicated factories: 0 Firm dedicated factories: 0
Group shared factories: 4 Group shared factories: 4
Group shared DCs: 16 Group shared DCs: 3
Mean DC-to-region lead time: 1,08 Mean DC-to-region lead time: 1,48
Max DC-to-region lead time: 3 Max DC-to-region lead time: 3
Mean factory-to-DC lead time: 1,11 Mean factory-to-DC lead time: 0,83
Max factory-to-DC lead time: 3 Max factory-to-DC lead time: 3

Group shared factories: 4
Open supply web Group shared DCs: 0
with a high density of open DCs Open DCs used: 60+
available to many other clients Mean DC-to-region lead time: 0
Max DC-to-region lead time: 0
and shared factories among the four firms Mean factory-to-DC lead time: 2
Max factory-to-DC lead time: 4

Group shared factories: 0
Open supply web Open factories used: 64+
with a high density of Firm dedicated DCs: 0
Group dedicated DCs: 0
open distribution and production centers Open DCs used: 64+
available to many other clients Mean DC-to-region lead time: 0
Max DC-to-region lead time: 0
Mean factory-to-DC lead time: 0
* Inter-region transport induced lead times Max factory-to-DC lead time: 0
Contrasting Supply Networks, an Open Supply Web and a Global Open Supply Web
in terms of factory-to-DC lead times with shared or open production centers
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10. Kompetenzzertifizierung und
offenes Performance Monitoring einführen

Mehrstufige Zertifizierungen im Physikalischen Internet
für Container, Bearbeitungssysteme, Fahrzeuge,
Informationssysteme
Häfen, Verteilzentren,
Straßen, Städte und Gebiete,
Protokolle und Prozesse, usw.

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10. Kompetenzzertifizierung und
offenes Performance Monitoring einführen

aktuelles, offenes Monitoring der tatsächlich erreichten
Leistungsfähigkeit aller zertifizierten -Akteure und Entitäten
bezüglich der wichtigsten Erfolgskennziffern, der kritischen
Parametern wie Geschwindigkeit, Dienstlevel, Zuverlässigkeit,
Schutz und Sicherheit

Ein derartiges Monitoring der Leistungsfähigkeit ist weltweit
öffentlich verfügbar, um tatsachenbezogene Entscheidungen treffen
zu können und um kontinuierliche Verbesserung zu stimulieren

Offene Information soll gewährleistet werden unter Beachtung von
Vertraulichkeit der spezifischen Transaktionen

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11. Vernetzte Zuverlässigkeit
und Netzstabilität priorisieren

Das Gesamtnetz der Netze des globalen Physikalischen
Internets sollte seine eigene Reliabilität und diejenige seiner
Container und seinen Speditionen rechtfertigen.
Die Verflechtung der Netzwerke und die Multiplikation der
Knoten sollten die Robustheit und Stabilität (Resilienz) des
Physikalischen Internet gegenüber unvorhersehbaren
Ereignissen sicherstellen
Wenn Z.B., ein Knoten oder ein Netzwerksegment ausfällt,
sollte der Containerverkehr so leicht und automatisch wie
möglich umgeleitet (reroutable) werden können

Reference: Peck H., “Supply chain vulnerability, risk and resilience”, Chap. 14 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007

Benoit Montreuil
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11. Vernetzte Zuverlässigkeit
und Netzstabilität priorisieren
 Das Digitale Internet soll Informationsflüsse zuverlässig auf Grund
seiner intrinsischen Natur und Struktur transportieren
 Es besteht nicht nur darin, Information von einem Punkt des
Netzwerks zu einem anderen zu transportieren, sondern darin, ihren
Zusammenhang zu gewährleisten und ihre Verfälschung durch äußere
Einflüsse zu verhindern, insbesondere durch seine
Datenpaketkapselung
 Akteure, Beförderern, Routen, Knoten und fließende Containern des
Physikalischen Internet sollen aufeinander in Synergie wirken, um zu
garantieren:
• die Integrität der in -Containern Physikalischen eingekapselte Objekte
• die physikalische und informationelle Integrität von -Container, -
Beförderern, -Wege und -Nodes
• die informationelle Integrität der -Akteure (Menschen, Software
Agenten)
• die Robustheit der Klient-fokussiert Performance für das Liefern und
Speichern von -Containern.
Ref.: Shi X. and Chan S., “Information systems and information technologies for supply chain management”, Chap. 11 in Global Logistics New Directions in Supply Chain Management, 2007

Benoit Montreuil
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12. Geschäftsmodellinnovation anregen

Innovative Geschäftsmodelle
für die Kommerzialisierung des Physikalischen Internet
ermöglichen Angebote
unterschiedlichster Art mit innovativen Gewinnmodellen
für Investoren
Wie werden die potenten Äquivalente von
Amazon, eBay und Google heißen?
Wie werden sich Hersteller, Großhändler, Einzelhändler,
Transporteure und Logistik-Versorger (Logistik-Lieferanten),
um das Physikalische Internet optimal einzusetzen?
Wie werden sich die material Handlung und Transport Lösungen und die
Technologie-Lieferanten entwickeln
um das Physikalische Internet optimal einzusetzen?
Reference: Crainic, T.G. and Kim, K.H., “Intermodal Transportation”, Chap. 8 in Transportation, Handbooks in Operations Research and Management Science, Barnhart C. and Laporte G.
(Eds.), North-Holland, Amsterdam, 467–537, 2007
Benoit Montreuil
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Vergütung der Spieler
 Im Digitalen Internet wird die Informationsübertragung
meistens refinanziert durch Pauschalgebühren für
Paketangebote basierend auf den Grenzkosten
 Im Physikalischen Internet erzeugt die Containertransmission
nicht unbedeutende Kosten für jeden Operateur, der die
Betreuung eines Teilstück der Transmission übernommen hat
 Es ist infolgedessen notwendig, Geschäftsmodelle für
Kommerzialisierungsangebote, sowie für Gewinnmodelle zu
definieren
• zur Zeit existieren Beispiele, um die Realisierung in die Wege zu
leiten, namentlich in der Luftverkehrsbranche

Reference: Crainic, T.G. and Kim, K.H., “Intermodal Transportation”, Chap. 8 in Transportation, Handbooks in Operations Research and Management Science, Barnhart C. and Laporte G.
(Eds.), North-Holland, Amsterdam, 467–537, 2007
Benoit Montreuil
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 Das Digitale Internet hat eine Vielfalt neuer Geschäfte
und Geschäftsmodelle zwischen Dienstanbietern und E-
Einzelhändlern geschaffen

 Die Einführung des Physikalischen Internets wird sicher
dieselbe Wirkung haben und die Innovation von
Geschäftsmodellen anregen:
• In den unterschiedlichen Logistik- und Transportindustrien
für die Technologie und die Diensterbringer, die Third-party
Akteure, Physikalische Web-Software-Dienstleistungen, usw.
• In der Produktion-, den Groß- und Einzelhandels-Industrien,
mit Geschäftsmodellen die die Kapazitäten des open Web
nutzen, die das Physikalische Internet ermöglicht

Benoit Montreuil
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Systemische Kohärenz und Interoperabilität der Werkzeuge
müssen die transparente Inanspruchnahme
des belastbaren Umgangs, der Lagerungs- und Transportmittel,
die momentan oder zukünftig existieren, ermöglichen.
Diese sind zur Zeit nur schwer anwendbar und verringern folglich
ihre mögliche positive Umweltentlastung

Die Homogenität des Physikalischen Internet bezüglich der
Containermodule mit ihren gekapselten Objekten
sollte eine bessere Nutzung der Mittel ermöglichen und
infolgedessen die Kapazitäten der Infrastrukturen
durch zur Zeit unerreichbare Innovationen vergrößern
indem Standardisierungen, Rationalisierungen und
Automatisierungen intensiv genutzt werden

Benoit Montreuil
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Dreizehn Kerneigenschaften der Vision
1. Güter in Containermodule nach globalem Standard einpassen
2. Universelle Interkonnektivität anstreben
3. Übergang von Lagerungs- und Behandlungssystemen von Material zu 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
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

Benoit Montreuil
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Das Physikalischen Internet Besichtigt die Nicht-Nachhaltigkeits-Symptome
Benoit Montreuil
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Positionierung des Physikalischen Internet

World Wide Web (WWW)
Digital Internet
Digital information Packets

Smart Grid
Connecting Physical objects through WWW Energy
Internet of Things Internet
Smart Networked Objects
Energy
Packets

Open Supply Web
Physical Internet
Smart Physical Packets

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Realisierung der Vision

VISION
Übergang zu einem weltweiten Physikalischen Internet

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 82/88

Physikalisches Internet:
Globale, systemische und nachhaltige Vision
einer stimulierenden und prägenden Aktion weltweit
Individuelle Initiativen durch Unternehmen,
Industrien und Regierungen
sind notwendig aber nicht ausreichend

Es besteht die Notwendigkeit
einer makroskopischen, holistischen, systemischen Vision,
die einen einheitlichen, inspirierenden und stimulierenden
Rahmen anbietet

Es gibt einen Bedarf für eine kombinierte Menge
globaler und lokaler Initiativen
auf diese Vision hin.
Diese kann aufbauen
auf derzeitigen Aktivposten und Projekten,
um vom aktuell global nicht nachhaltigen
zum gewünschten global nachhaltigen Zustand zu kommen.

Benoit Montreuil
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Physikalisches Internet Implementierung
Progressive Installation, Zusammenarbeit und Zertifizierung

Die weitreichende Entwicklung und der Einsatz
des Physikalischen Internet
werden nicht über Nacht in einer Bick-Bang-Logik
sondern eher in einer kontinuierlichen Logik
der Kohabitation und der progressiven Entwicklung erreicht,
angetrieben von Akteuren,
die stufenweise die Physikalischen Internetnormen integrieren
und immer wertvolleren Gebrauch und Nutzung davon machen

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 84/88

Physikalisches Internet Implementierung
Progressive Installation, Zusammenarbeit und Zertifizierung

 eine sanfte Übergangsphase wird mit Umdenken und
Anpassungen beginnen und dann eher transformative
Phasen realisieren

 Das Physikalische Internet könnte sich deshalb allmählich
konstituieren durch mehrstufige Zertifizierung der:
• Protokolle
• Container
• der Bearbeitungs- und Lagerungs-Technologien,
Verteilungszentren, Produktionszentren, Bahnstationen, der
Häfen, und multimodalen Hubs
• der Informationssysteme (z.B. für Reservierung, intelligente
Etiketten, Portale)
• der städtischen Zonen und Regionen, der Ländergrenzen

Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 85/88

Zusammenfassung (1/2)
Dieses Manifest umreißt eine Vision,
ein neues Paradigma
für die Zukunft des Umgangs mit Gütern,
ihren Transport, ihre Nutzung, Lagerung, Identifizierung und
Auslieferung als physikalische Objekte weltweit.

Es beinhaltet den Vorschlag, das Internet,
das die digitale Welt revolutioniert hat,
als Basis-Metapher und Leitmotiv
von Innovationen in der physikalischen Sphäre zu nutzen.

Das dargestellte physikalische Internet
soll nicht das digitale Internet kopieren.
Es soll vielmehr eine umfassende, handfeste,
systemische Vision inspirieren und kreieren,
um wirklich nachhaltige Lösungen
für die Probleme der Vergangenheit und Gegenwart zu finden
und unserer Vision ein Ziel zu bieten.
Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 86/88

Zusammenfassung (2/2)

Mit diesem Manifest und dem Forschungsvorhaben, das seine
schriftliche Fassung ermöglichte, wurde einen ersten Schritt
verwirklicht.

Weit mehr sind erforderlich, um diese Vision auszugestalten
- und noch wichtiger -
um ihr mit realen Initiativen und Projekten Substanz zu verleihen.
Damit entwickeln wir in positiver Art und Weise
unsere gemeinsame Zukunft.

Das erfordert einen hohen Grad der Zusammenarbeit
zwischen Hochschulen, Industrie und Regierungen
über Kontinente, Länder und lokale Institutionen hinweg.

Ihre Hilfe ist gefragt
Benoit Montreuil
Version 1.8, 2011-03-28, p. 87/88

Danksagung

Wir danken Herrn Eckhard Dietz
für die Überarbeitung der deutschen Texte
dieser Präsentation.

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

Questions and comments are welcome

Questions et commentaires sont les bienvenues

Fragen und Kommentare sind willkommen

Las preguntas y los comentarios son bienvenidos

Benoit.Montreuil@cirrelt.ulaval.ca

Benoit Montreuil
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