vollständigen das Projektteam, namentlich CHI, DB Schenker, Lufthansa Cargo, LUG, Sovereign Speed, die Flughäfen Düsseldorf, Frankfurt, Köln-Bonn, Leipzig, München und Stuttgart sowie R+V als Versicherungspartner. In der Ausgabe Internationales Verkehrswesen (75) 2 aus dem Jahr 2023 werden die drei zentralen Themenfelder von DTAC bereits ganzheitlich erläutert: Erstens der standardisierte Datenaustausch zwischen allen Akteuren der Luftfrachttransportkette mittels ONE Record 1 . Zweitens - in dieser Projektbeschreibung fokussiert - Automa- D as Digitale Testfeld Air Cargo (DTAC) ist ein 2021 gestartetes und kürzlich um zwei Jahre verlängertes Forschungsprojekt zur Digitalisierung und Automatisierung der Luftfracht, gefördert vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) mit 13,7 Millionen Euro. Die DTAC-Konsortialführung obliegt dem Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik (IML); wissenschaftlicher Partner ist die Frankfurt University of Applied Sciences (UAS). Einflussreiche Akteure der deutschen Luftverkehrsindustrie vertisierung und Autonomisierung in dispositiven Handling- und Transportprozessen der Luftfracht. Drittens neue Konzepte und Methoden zur Optimierung der Auslastung und Kapazitäten. Im zweiten Themenfeld (Automatisierung) finden zu Redaktionsschluss dieser Ausgabe robotische Tests am DTAC-Partnerflughafen Stuttgart unter der Leitung der Frankfurt UAS statt. Zuvor, in Q2 2024, fanden zudem Tests am DTAC-Partnerflughafen München unter der Leitung des Fraunhofer IML statt, siehe Artikelstartbild. Die Tests umfassen insgesamt fünf roboti- DTAC erprobt Roboter-Flotte an Flughäfen Deutsche Luftfracht-Abfertigung auf dem technologischen Sprung ins 21. Jahrhundert Logistik, Luftfracht, Flughafen, Automatisierung, Robotik, Autonomes Fahren Im Bundes-Forschungsprojekt Digitales Testfeld Air Cargo (DTAC) finden derzeit robotische Tests an den Partnerflughäfen München und Stuttgart statt. Dabei werden fünf robotische Lösungen standortübergreifend entlang der realen Prozesskette analysiert. Die Luftfracht-Bodenabfertigung weist im Vergleich zu anderen Branchen einen geringen Automatisierungsgrad auf. Durch Technologietransfer sollen effizientere Prozesse erreicht werden. Der Forschungsansatz untersucht die Auswirkungen und Potenziale aktueller robotischer Technik in der Luftfracht. Die fünf Testlösungen werden vorgestellt, Ergebniserwartungen formuliert und ein Ausblick auf den weiteren Projektverlauf gegeben. Manuel Wehner, Simon Lacoste LOGISTIK  Luftfracht Internationales Verkehrswesen (76) 3 ǀ 2024 24 DOI: 10.24053/ IV-2024-0040 sche Lösungen, die standortübergreifend entlang der realen Prozesskette intensiv untersucht werden. Die Luftfracht-Bodenabfertigung weist im Vergleich zu anderen Branchen, wie bspw. der Seehafenlogistik, einen geringen Automatisierungs- und Digitalisierungsgrad auf. Die Gründe hierfür sind vielfältig. Sie stehen u. a. in Zusammenhang mit der notwendigen Flexibilität in Bezug auf zu konsolidierende Waren sowie mit vielschichtigen Anforderungen der unterschiedlichen Flugzeugmodelle und Fluggesellschaften in Bezug auf die Beladung. Grundsätzlich besteht Potenzial, durch Technologietransfer aus anderen Industriebereichen und spezifische Weiterentwicklungen effizientere Prozesse in der Luftfrachtabfertigung zu etablieren. Der zentrale Forschungsansatz umschließt die Frage, welche Luftfracht-bezogenen Auswirkungen bzw. Potenziale der aktuelle robotische Stand der Technik aufweist. Daraus werden verschiedene Fokusthemen abgeleitet wie beispielsweise die Frage nach geeigneten Anwendungsfällen, Limitationen und Flexibilität automatisierter Systeme, Integration in Flughafen- und Leitstand-spezifische Software-Umgebungen uvm. Die folgende Projektbeschreibung erläutert die Testlösungen sowie den Zusammenhang zwischen den beiden Testfeldern an den Flughäfen Stuttgart und München. Im Anschluss werden die erwarteten Ergebnisse umrissen und ein Ausblick auf den weiteren DTAC-Projektverlauf geworfen. Was wird am Flughafen Stuttgart getestet? Lösung 1: Auto-DollyTug (Frachtschlepper, siehe Bild 1) - übernimmt ULDs direkt vom High Loader an den Flugzeugpositionen und transportiert sie zu den Frachthallen. Der Auto-DollyTug der britischen Firma Aurrigo ist ein elektrisches Fahrzeugmodell mit einer integrierten Ladefläche für einen standardisierten „Unit Load Device (ULD)“- Container. Die Funktion eines klassischen Schleppfahrzeugs wird mit der eines Containertransporters verbunden. Das bedeutet, dass ein Fahrzeug einen Container ohne weiteren Übergabeschritt vollautomatisiert zum High Loader 2 transportieren kann. Hiermit kann selbst bei Personalengpässen ein funktionierender Abfertigungsprozess rund um die Uhr gewährleistet werden. Die Kombination der beiden Funktionen führt insbesondere bei KEP-Airlines (KEP steht für Kurier-, Express- und Paketdienste) zu einem Mehrwert, weil aufgrund des Geschäftsmodells die Ladereihenfolge nicht im Vorhinein klar ist. Der Auto-DollyTug wird seit mehreren Jahren in England und Singapur fortlaufend weiterentwickelt. Im Rahmen von DTAC wird das Fahrzeug erstmalig in Deutschland in einem sechswöchigen Testzeitraum eingesetzt und intensiv in Bezug auf Vorfeld- und Luftfracht-spezifische Fahrsituationen untersucht. Dies beinhaltet insbesondere die folgenden Aspekte: Fahren auf der Flugzeugposition, Andocken an High Loadern sowie an Casterdecks mitsamt Warenübergabe und -übernahme, hybrides Nutzungsmodell mit geschleppten Anhängern (sog. Dollys) sowie die automatisierte Lastübergabe. Was wurde kürzlich am Flughafen München getestet? Lösung 2: Spot (Roboterhund, siehe Bild 2) - patrouilliert zur Identifikation und Standortweitergabe lagerfähiger Paletten. Der Roboterhund Spot des US-amerikanischen Herstellers Boston Dynamics wurde vom Fraunhofer CML (Center für Maritime Logistik und Dienstleistungen) als innovative Lösung im Bereich der mobilen Robotik erworben und im Hamburger Hafentechniklabor weiterentwickelt. Im DTAC patrouilliert Spot autonom durch Hallenbereiche, identifiziert spezielle, lagerfähige Hochregal-Paletten (GLP genannt), liest deren Palettencodes aus und übermittelt diese zusammen mit der jeweiligen Position an einen Leitstand. Dadurch können andere fahrerlose Transportfahrzeuge (FTF) den Transportauftrag übernehmen. Lösung 3: Emma (Gabelstapler, siehe Bild 3) transportiert spezielle Paletten zum automatisierten Hochregallager und später von dort weiter zur Aufnahmeposition für den Abholer. Emma ist ein durch die Götting KG nachträglich automatisierter Gabelstapler der E20-Serie von Linde. Mit Emma wird der gesamte Standard-Warenfluss um das automatisierte Hochregallager abgebildet. Lagerfähige Paletten werden nach Identifikation durch Spot aufgenommen, zu standardisierten Einlagerungsstellen transportiert und dort abgeladen. Meldet sich ein Abholer an, so fährt Emma vollautomatisiert zu den Auslagerungsstellen, nimmt die Paletten dort auf und stellt diese nach entsprechendem Transportweg im Bereich der LKW-Rampen (RFS Truck Docks, wobei RFS für Road Feeder Service, zu Deutsch: Luftfrachtersatzverkehr, steht) bereit. Lösung 4: O³dyn (Paletten-Transportroboter, siehe Bild 4) transportiert Europaletten zwischen den Lagerhallen der DTAC- Partner. O³dyn ist ein hochdynamischer, omnidirektionaler Palettentransportroboter, der sowohl indoor als auch outdoor fahren kann. Entwickelt durch das Fraunhofer IML im Rahmen des BMDV-geförderten Projekts Bild 1: Auto-DollyTug im Testeinsatz am Flughafen Stuttgart. © DTAC-Projekt, Simon Lacoste Bild 2: Spot auf Sucheinsatz beim DTAC- Partner Cargogate Munich Airport. © Fraunhofer IML, Vinzenz Neugebauer Bild 3: Emma transportiert eine Lagerpalette zum automatisierten Hochregallager. © Fraunhofer IML, Vinzenz Neugebauer Bild 4: O³dyn auf Verbindungsfahrt zum DTAC-Partner CHI. © Fraunhofer IML, Vinzenz Neugebauer Luftfracht  LOGISTIK Internationales Verkehrswesen (76) 3 ǀ 2024 25 DOI: 10.24053/ IV-2024-0040 darauf ab, das Potenzial zur Reduzierung wiederholender Tätigkeiten und zur Unterstützung der Beschäftigten zu ermitteln. Darüber hinaus werden die Flexibilität des Roboters außerhalb der Testhallen erprobt und Erkenntnisse für die weitere Entwicklung gewonnen werden. Wie stehen die fünf Lösungen an zwei Standorten im Zusammenhang? Der Einsatz der fünf Lösungen erfolgt überwiegend entlang der realen Import-Prozesskette (siehe Bild 6). Nach Landung und Parkierung des zu entladenden Flugzeugs werden ULDs über einen (aktuell noch herkömmlichen) High Loader ausgeladen. Der Auto-DollyTug übernimmt die ULDs vom High Loader und transportiert sie zur zugewiesenen Lagerhalle (#1-A bis #1-C in Bild 6). Dort werden die ULDs (aktuell noch von Menschenhand) entladen; die Ware wird auf Lagerpaletten gepackt. Spot identifiziert diese auf der Patrouille (#2) und baut somit eine Auftrags-Warteschlange für Emma auf. Emma arbeitet diese Warteschlange ab, lagert die Paletten in ein automatisiertes für Leitstandsanwendungen nach neuesten Schnittstellenspezifikationen wie VDA5050 und für den automatisierten Einsatz im Mischverkehr ist geplant. Lösung 5: evoBOT (mobiles Robotersystem, siehe Bild 5) - balanciert selbständig auf einer Achse und kann somit auch in engen Hallenbereichen einzelne Waren bzw. Paketstücke abfertigen. Der erste evoBOT-Prototyp wurde ebenfalls durch das Fraunhofer IML im Rahmen des BMDV-geförderten Projekts „Silicon Economy“ entwickelt, mit dem Ziel, ein innovatives Konzept für einen autonomen Transportroboter zu schaffen. Der evoBOT, basierend auf dem Prinzip eines inversen Pendels, zeichnet sich durch Kompaktheit, Schnelligkeit und Wendigkeit aus und kann in der Intralogistik vielfältige Aufgaben übernehmen. Die maximale Aufnahmelast vom Boden beträgt aktuell ca. 35 Kilogramm; balanciert werden können jedoch deutlich größere Lasten. Für DTAC steht in München eine Versuchsfläche mit drei Röntgenscannern zur Verfügung, um umfassende Tests des evo- BOT durchzuführen. Diese Tests zielen „Silicon Economy“, kann O³dyn Europaletten mit bis zu 350 Kilogramm Gewicht automatisiert aufnehmen, transportieren und bereitstellen. Die Hardware- und Softwarekomponenten sind als Open-Source- Lösung verfügbar. In DTAC werden Transporte zwischen drei Partner-Lagerhallen über eine gemeinsame Betriebsstraße durchgeführt. Eine kontinuierliche Weiterentwicklung Bild 6: Gesamtablauf und Zusammenhang der Roboter-Lösungen in beiden Testfeldern. © Fraunhofer IML, Manuel Wehner u. Tran Nguyen Bild 5: evoBOT stellt ein Paket beim DTAC- Partner DB Schenker ab. © Fraunhofer IML, Vinzenz Neugebauer LOGISTIK  Luftfracht Internationales Verkehrswesen (76) 3 ǀ 2024 26 DOI: 10.24053/ IV-2024-0040 Eingangsabbildung: © DTAC-Roboterflotte und Projektteam am Flughafen München (Bildquelle: Fraunhofer IML, Vinzenz Neugebauer) ENDNOTEN 1 ONE Record beschreibt ein standardisiertes Datenmodell entlang der gesamten Wertschöpfungskette der Luftfrachtindustrie, von Sender zu Empfänger, mittels einer sicheren Web-API. Mehr Informationen unter https: / / www.iata.org/ en/ programs/ cargo/ e/ one-record/ 2 High Loader sind Hubfahrzeuge, welche direkt am geparkten Luftfahrzeug andocken und somit den Be- und Entladevorgang für Luftfracht ermöglichen. lichkeiten und Grenzen der aktuellen Technik in der Luftfrachtabfertigung auf. Die Erkenntnisse werden aktuell ausgewertet und fortan schrittweise im nationalen und internationalen Kontext veröffentlicht. Wie soll es nach Abschluss der Tests weitergehen? DTAC wurde im Mai 2024 um zunächst zwei Jahre bis ins Jahr 2026 verlängert. Im zweiten Themenfeld zur Automatisierung und Autonomisierung in dispositiven Handling- und Transportprozessen der Luftfracht (siehe oben) soll die verbleibende Projektlaufzeit dafür genutzt werden, die luftfahrtspezifischen Lösungen weiterzuentwickeln. Ziel ist die Erkenntnisse der beiden bisherigen Testfelder in Stuttgart und München zu kombinieren und identifizierte Fokusthemen detaillierter zu erforschen. Insbesondere soll ein neuer autonomer Luftfracht- Roboter - auf Basis von O³dyn, aber größer, leistungsstärker sowie vernetzter - entwickelt und entlang der End-zu-End-Prozesskette getestet werden. Dies umschließt u.a. die Frachtübergaben zwischen Partnern vor Ort, die Schnittstellen zwischen Luft- und Landseite, die Übergänge zwischen Hallen- und Außenbetrieb sowie die neuralgischen, Flughafen-spezifischen Fahrsituationen auf dem Vorfeld ein. Hierfür wird zunächst Sensorik gezielt ausgewählt und getestet, um passende Komponenten für den Fahrzeugbau zu integrieren. Eine Simulation soll helfen, den Einsatz des autonomen Fahrzeugs zu planen und den Einsatz autonomer Fahrzeugflotten im Mischverkehr an Flughäfen vorzubereiten. Das autonome Fahrzeug soll mit einer Leitstands-Software nach neuesten Datenstandards überwacht und gesteuert werden. Nach ausgiebigen Labortests sollen erneut umfassende robotische Praxistests an den DTAC-Partnerflughäfen stattfinden. ■ Weitere Details zum Digitalen Testfeld Air Cargo (DTAC): www.digitales-testfeld-air-cargo.de Hochregallager ein (#3-A) und steht ebenfalls für Auslagerungen bzw. Bereitstellungen für Abholer zur Verfügung (#3-B). An der Bereitstellfläche übernimmt O³dyn Europaletten direkt von den Lagerpaletten und transportiert diese zu anderen Partner-Lagerhallen (#4), wie in Bild 7 erkennbar ist. Dort fertigt evoBOT die einzelnen Waren bzw. Pakete von der Europalette ab (#5). Vergleichbar mit einem Tower für Flugzeuge übernimmt zunehmend eine agnostische Leitsystemsoftware die Überwachung und Steuerung der Roboter-Flotte. In DTAC kommt aktuell die Open-Source- Leitsystemsoftware openTCS, entwickelt vom Fraunhofer IML, zum Einsatz. Fahrerlose Transportfahrzeuge lassen sich relativ leicht integrieren, besonders bei Kommunikation gemäß Schnittstellenspezifikation VDA5050. Diese kann unidirektional (Statusmeldungen) oder bidirektional (Transportaufträge, Flottenkoordination) erfolgen. Im bisherigen DTAC-Verlauf liegt der Fokus auf dem Monitoring der Testfahrzeuge und der Einbindung der Infrastruktur, insbesondere des automatisierten Hochregallagers. Der Einsatz von Leitsystemsoftware soll im weiteren Projektverlauf (siehe unten) auf kommerzielle Softwarelösungen ausgeweitet werden. Welche Ergebnisse sind zu erwarten? Das Projekt zeichnet sich durch eine wissenschaftlich fundierte und strukturierte Herangehensweise in einem realen Versuchsumfeld aus. Mit insgesamt über 1.500 Tests an den Flughäfen Stuttgart und München bildet DTAC eines der weltweit ersten umfassend wissenschaftlich begleiteten Testfelder für autonomes Luftfrachthandling ab. Die Tests sind in verschiedene Kategorien unterteilt und zielen darauf ab, die technischen Möglichkeiten und Potenziale autonomer Frachtabfertigung zu analysieren und zu demonstrieren. Durch Störungstests werden gezielt Vorbehalte gegenüber der Technologie adressiert sowie Resilienz und Flexibilität geprüft. Das Projekt soll realistische Anwendungsfelder schaffen und die Integration neuer Lösungen in bestehende Flotten fördern. Mit der Automatisierung von Transporten soll die Effizienz gesteigert und dem Fachkräftemangel entgegengewirkt werden. Beschäftigte sollen sich stärker auf Tätigkeiten mit Ermessensspielraum fokussieren können, wie bspw. die sichere Verbauung von Fracht, Beschädigungen sowie Sonderfälle aller Art. DTAC unterstützt somit datenbasiert die Investitionsentscheidungen von Industrieunternehmen und zeigt objektiv die Mög- Manuel Wehner, M.Sc., Wissenschaftlicher Mitarbeiter Luftverkehrslogistik, Fraunhofer IML, Frankfurt am Main manuel.wehner@iml.fraunhofer.de Simon Lacoste, M.Eng., Wissenschaftlicher Mitarbeiter Verkehrsingenieurwesen, Frankfurt UAS, Frankfurt am Main simon.lacoste@fb1.fra-uas.de Bild 7: Nach Bereitstellung der Lagerpalette durch Emma übernimmt O³dyn die darauf befindliche Europalette. © Fraunhofer IML, Ursula Ostermann Luftfracht  LOGISTIK Internationales Verkehrswesen (76) 3 ǀ 2024 27 DOI: 10.24053/ IV-2024-0040