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Beschreibung

Lieferwagen für Pakete sind ein wesentlicher Bestandteil des Stadtverkehrs, der durch die Implementierung eines Drohnenlieferungssystems reduziert werden kann. Da der Markt für Lieferungen, insbesondere durch die zunehmenden Möglichkeiten des Online-Shopping, deutlich und stetig wächst, wird dies noch relevanter. Ebenso wandelt sich der Liefermarkt langsam von einem hauptsächlich B2B-Markt zu einem B2C-Markt. Diese Entwicklungen führen zu einer zunehmenden Bedeutung der so genannten "letzten Meile" - der Lieferung vom nächstgelegenen Verkehrsknotenpunkt zum Endziel. Eine Möglichkeit, die letzte Meile zu verbessern, sind Drohnen. Autonome Drohnen können die Lieferzeiten erheblich verkürzen und die mit der Lieferung verbundenen Personalkosten senken.

Nutzen

Das Hauptziel des Drohnenlieferungssystems ist es, den Stadtverkehr zu entlasten und gleichzeitig den Service der Lieferdienste zu erhöhen. Darüber hinaus erreicht die Lösung die nachfolgend aufgeführten Vorteile. Während einige Vorteile wahrscheinlich mit einer grundlegenden Implementierung der Lösung erfüllt werden, hängt die Erfüllung der potenziellen Vorteile von den in einem bestimmten Projekt implementierten Funktionen ab.

Hauptvorteile
  • Reduzierung des Reisebedarfs

  • Verbesserung der Personaleffizienz

Mögliche Vorteile
  • Verbesserung des Verkehrsmanagements

  • Reduzierung der Betriebskosten

  • Reduzierung der lokalen Luftverschmutzung

  • Verbesserung der Gesundheitsversorgung

  • Verbesserung der Lebensqualität

Funktionen

Funktionen helfen Ihnen zu verstehen, was die Produkte für Sie tun können und welche Ihnen dabei helfen, Ihre Ziele zu erreichen.
Jede Lösung hat mindestens eine obligatorische Funktion, die erforderlich ist, um den grundlegenden Zweck der Lösung zu erreichen, und mehrere zusätzliche Funktionen. Diese Funktionen können hinzugefügt werden, um zusätzliche Vorteile zu bieten.

Obligatorische Funktionen
    Pakete per Drohne bewegen

    Produkte, die es ermöglichen, Pakete per Drohne zu transportieren.

    die Lieferwege planen

    Produkte, die es ermöglichen, die Routen der Drohnen zur Paketzustellung zu planen und zu optimieren.

    Drohnen beladen

    Produkte, die sich leicht an den Drohnen befestigen lassen, wie z.B. geeignete Pakete oder Verpackungen.

    Drohnen laden

    Produkte oder Verfahren, die es dem Betreiber ermöglichen, die Drohnen aufzuladen oder zu betanken.

    Kunde über Ankunftszeit und Entladung informieren

    Produkte, die helfen, den Kunden über den Service und andere Informationen wie Ankunftszeit und Entladung zu informieren.

Mögliche Funktionen
    die Drohnen per LKW bewegen

    Produkte, die es dem Bediener ermöglichen, die Drohnen zu ihrem optimalen Startpunkt zu bewegen.

    Pakete per LKW bewegen

    Produkte, die die Pakete nahe an die Drohnen und ihren optimalen Ausgangspunkt bringen.

    den Betrieb der Lieferflotte optimieren

    Produkte, die es dem Betreiber ermöglichen, den Betrieb der Fuhrparkflotte ständig zu optimieren, z.B. Lkw und Drohnen.

    Kunde über Ankunftszeit und Entladung informieren

    Produkte, die helfen, den Kunden über den Service und andere Informationen wie Ankunftszeit und Entladung zu informieren.

Geschäftsmodell

Marktübersicht:

Das Drohnenzustellsystem kann Teil des Paketzustellmarktes sein. Die Gesamtkosten der Paketzustellung, ohne Abholung, Linienverkehr und Sortierung, belaufen sich auf rund 70 Milliarden Euro. China, Deutschland und die Vereinigten Staaten hingegen machen mehr als 40 Prozent des Marktes aus. Der Markt ist aber nicht nur groß, er ist auch sehr dynamisch. Die Wachstumsraten sind in den einzelnen Ländern unterschiedlich. Die derzeitigen Hauptmärkte, die hauptsächlich entwickelte Länder wie Deutschland oder die USA sind, weisen Wachstumsraten zwischen 7 und 10 Prozent auf. Entwicklungsmärkte wie Indien erreichen ansonsten Wachstumsraten von fast 300 Prozent. (McKinsey, 2016)

Auch wenn Drohnen nur Teile oder Nischen des Paketzustellmarktes bedienen können, wie im Folgenden erläutert, ist das globale Marktpotenzial nach wie vor beträchtlich. Der Markt fand in der Start-up-Szene große Beachtung. Die folgende Grafik zeigt 308 dieser Start-ups, die die Art der Lieferung, auf die sie sich konzentrieren, zusammengefasst haben.

Die Grafik zeigt, dass die meisten Start-ups an Lösungen für die Lebensmittellieferung arbeiten. Auch viele Investoren sind an Drohnenverabreichungssystemen interessiert - von 2011 bis 2016 beispielsweise haben junge Unternehmen in diesem Markt knapp 10 Milliarden US-Dollar an Finanzmitteln erhalten. (McKinsey, 2016)

Mögliche Zielgruppen:

  • Erstklassige schnelle Lieferung: Laut einer groß angelegten Umfrage, die McKinsey in China, Deutschland und den USA mit insgesamt 4.700 Befragten (mehr als 1.500 in jedem der drei Länder) durchgeführt hat, würden 25 Prozent der Kunden eine zusätzliche Gebühr von bis zu 3 € zahlen, wenn ihr Paket noch am selben Tag zugestellt würde. Wie auch immer, 70 Prozent der Menschen, die zur Studie beigetragen haben, würden sich für die günstigste Option entscheiden. (McKinsey, 2016)
  • Lieferung von Lebensmitteln: Der Lebensmittelsektor ist der einzige Sektor innerhalb der oben genannten Umfrage, in dem mehr als 25 Prozent der Kunden bereit sind, zusätzliche Gebühren für eine schnellere Lieferung zu zahlen. Auf der anderen Seite haben einige Leute auch gesagt, dass sie gerade in E-Geschäften immer noch wollen, dass Kisten in ihre Wohnungen gebracht werden und dass die Retouren direkt abgewickelt werden. (McKinsey, 2016)
  • Medizinische Produkte: Wie Lebensmittel ist auch die Medizin ein Produkt, bei dem die Lieferzeit von großer Bedeutung sein kann. Ein Beispiel für ein bereits implementiertes medizinisches Liefersystem über Drohnen ist Zipline in Rawanda, wo Blut an ländliche Krankenhäuser geliefert wird.
  • Kleine und private Gebäude: Da im Hochhaus oder Geschäftshaus mehrere Pakete gleichzeitig zugestellt werden können, sinkt der Kostenvorteil des Paketzustellsystems. Aufgrund von Berechnungen auf der Grundlage von Research von McKinsey wird der Break-Even-Punkt zwischen traditionellen und Drohnenlieferungen bei einem durchschnittlichen Tropfenfaktor von 10 bis 15 Paketen pro Standort erreicht. Für diese Berechnung wurden die Personalkosten auf 20 Euro pro Stunde geschätzt. (McKinsey, 2016)
  • Bereiche mit hohen Arbeitskosten: Aufgrund der Berechnungen von McKinsey bieten Drohnen einen Kostenvorteil, vor allem bei der Vermeidung von Personalkosten. Dadurch können sie einen Kostenvorteil gegenüber dem traditionellen Liefersystem in Ländern mit Arbeitskosten über 10 bis 12 Euro pro Stunde schaffen. Das ist in mehr oder weniger der gesamten entwickelten Welt der Fall. (McKinsey, 2016)

Anforderungen:

  • Gewicht des Pakets: Derzeit können Drohnen nur Pakete bis zu einem Gewicht von 5 kg zustellen. (McKinsey, 2016) Amazon gibt an, dass 86% seiner Lieferungen weniger wiegen als diese Einschränkung.
  • Länge der Lieferroute: Ein Sofort-Service kann nur dann wirtschaftlich sein, wenn das richtige Produkt in der Nähe des Empfängers verfügbar ist, was viele ländliche Gebiete von diesem Service ausschließt. Bei gewerblichen Produkten werden nur für Entfernungen unter 5 bis 10 km die Mehrkosten akzeptiert. (McKinsey, 2016) Die Prime Air Drohne zum Beispiel hat eine Reichweite von 10 Meilen (Gross, 2013). Daher muss das Distributionszentrum in der Nähe der Empfänger sein.

Technische Probleme:

Derzeit setzen die meisten Drohnen auf GPS, das ohne Korrekturtechnologien eine begrenzte Genauigkeit von etwa 10 m hat (Arnold und Zandbergen, 2011).
Aufgrund der begrenzten Länge der Lieferwege ist der Betrieb in städtischen Gebieten ein effizientes Gebiet für das Drohnenabgabesystem. Ein Hauptproblem, das bei GPS-Signalen in städtischen Gebieten auftritt, ist das Risiko, das Signal in sogenannten urbanen Canyons zu verlieren. Daher steigt das Interesse an Lokalisierungs- und Navigationsansätzen, die es Drohnen ermöglichen, in GPS-verweigerten Umgebungen zu funktionieren (Clark und Bevly, 2008; Marais et al., 2014).
Ein weiteres Risiko der Navigation von Drohnen ist das Risiko von Entführungen (Humphreys, 2012; Faughnan et al., 2013).
Die Batterien der Drohnen begrenzen derzeit die Länge der Lieferwege massiv (Brutto, 2013).

Umwelt- und Sozialfragen:

  • Starker Regen widerstandsfähig und widerstandsfähig gegen Schäden durch schlechtes Wetter und Tiere (Murray, Chase C.; Chu, Amanda G., 2015)
  • Lärmbelastung (Murray, Chase C.; Chu, Amanda G., 2015)
  • Abschuss von Drohnen (Gross, 2013)

Betriebsarten:

  • Zentrale Distributionszentren: Alle Drohnen starten von einem zentralen Distributionszentrum, das die Pakete zu diesem Zeitpunkt ausliefert. Bei Empfängern außerhalb des Bereichs oder zu schwer für die Drohnen werden traditionelle Lieferformen verwendet (b). Die teilweise Nutzung der traditionellen Zustellung kann optimiert werden, da die Empfänger auf dem Weg zum traditionellen Lieferwagen vom LKW effizienter bedient werden können als von den Drohnen (c). Um die verschiedenen Lieferarten zu vergleichen, zeigt (a) ein traditionelles Liefersystem per LKW. (Murray, Chase C.; Chu, Amanda G., 2015)

                        

  • Lieferwagen als Drohnenbasis: Insbesondere in Fällen, in denen sich das Distributionszentrum weit weg von den Kunden befindet, besteht eine Alternative darin, das Drohnenabgabesystem mit einem herkömmlichen Lieferwagen zu koppeln (b). Der Lieferwagen transportiert alle Pakete und Drohnen aus dem Verteilzentrum näher an die Empfänger. Je nach optimaler Route des LKWs wird ein Teil der Pakete über Drohnen zugestellt. Die Drohnen starten und landen auf dem LKW. Der LKW kann seine Position ändern, während die Drohne das Paket zustellt. Der Fahrer muss Pakete laden, Batterien austauschen und die Drohnen zurückholen, die während des Transports an Bord des Fahrzeugs gesichert werden sollen. (Murray, Chase C.; Chu, Amanda G., 2015)

                           

 

Kostenvorteil:

Aufgrund der Business Insider-Drohne führen Lieferungen zu sofortigen Kosteneinsparungen, die teilweise an die Verbraucher weitergegeben werden. Vor allem in den Industrieländern kostet der Betrieb einer Flotte unbemannter Luftfahrzeuge viel weniger als eine Flotte von Bodenfahrzeugen. Nach einer Kalkulation von Raffaello D'Andrea, der Mitbegründer von Kiva Systems (den bei Amazon eingesetzten Lagerrobotern), kostet es 10 Cent, ein 2 g-Paket mit einer Drohne über fast 10 km zu liefern. Das ist weitaus billiger als die $2 bis $8 pro Paket, die Amazon heute kostet, indem es für Lieferungen über diese "letzte Meile" Landtransporte nutzt.

Die Weitergabe der erzielten Kosteneinsparungen bei der Belieferung der Kunden kann den Marktanteil eines E-Commerce-Unternehmens deutlich erhöhen, da "höhere als erwartete Versandkosten" der Hauptgrund dafür sind, dass Verbraucher einen Warenkorb online aufgeben. (Smith, 2015)

Die folgende Grafik zeigt die Versandkosten pro Sendung per Drohne. Die Berechnung basiert auf der Recherche des ivey Business Review über das Liefersystem von Amazon. Die berechneten Kosten variieren je nach Marktanteil der Drohnenlieferung / Jahr und den Investitionskosten pro Drohne. (Menon, Prashon, 2013 - wie viele Drohnen braucht der Amazonas?)

Für ein so großes E-Commerce-Unternehmen wie Amazon und weniger als 500 $ Investitionskosten pro Drohne liegen alle berechneten Kosten weit unter den traditionellen Versandkosten, die durchschnittlich 2,1 $ betragen.

Pilotprojekte: Derzeit führt Amazon einen lokalen Test Amazon Prime Air in Cambridge, England, und DHL-Experimente mit Drohnenlieferungssystemen in Deutschland durch. DHL verwendet je nach lokaler Umgebung unterschiedliche Drohnen. Das folgende Bild zeigt die technischen Details der drei derzeit eingesetzten Drohnen.

VIDEO: www.edge-cdn.net/video_1046346

Treibende Faktoren

Unterstützende Infrastruktur:

  • IT-Infrastruktur: um die Drohnen durch den täglichen Verkehr zu führen.
  • GPS-Genauigkeit

Rechtliche Anforderungen

EU: noch keine rechtsverbindliche Verordnung, wird seit dem 29.11.17 von der Europäischen Agentur für Flugsicherheit (EASA) entwickelt.

  •     Bisher: Drohnenbetreiber müssen registriert werden, wenn sie Drohnen betreiben, die beim Aufprall auf eine Person mehr als 80 Joule kinetische Energie übertragen können. T
  •     Erster Entwurf hier: data.consilium.europa.eu/doc/document/ST-5218-2018-INIT/en/pdf
  •     Absicht: Gewährleistung von Sicherheit, Schutz, Privatsphäre und Schutz personenbezogener Daten

USA:

  •     Staaten, Länder und Städte haben meist zusätzliche eigene Regelungen.
  •     FAAs Teil 333 Freistellung für den kommerziellen Drohnenbetrieb:
    •         Betrieb außerhalb der Sichtlinie möglich, aber nicht mit dem Eigentum anderer Personen.
    •         Dies ist nur für zertifizierte Piloten möglich oder wenn Sie sich 500 Fuß von nicht teilnehmenden Personen entfernt halten.
  •     FAAs Part 107 Drohnenregelung:
    •         Drohnen, die Mails tragen, dürfen keine staatlichen oder nationalen Grenzen überschreiten.
    •         Drohnen müssen sich in Sichtweite des Piloten befinden.
    •         Ein Remote-Pilot ist erforderlich.
    •         Ein Fernpilot kann immer nur eine Drohne bedienen.
    •         Die Drohnen können nicht von einem fahrenden Fahrzeug aus bedient werden.
    •         Kein Betrieb in der Nähe von Flughäfen (die meisten Teile einer Stadt ausgenommen!)

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