Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten ... · über die existierenden Verfolgungsmethoden. Es werden grundsätzlich drei Komponen-ten für das T&T von Containern benötigt

Arbeitspapiere der FOM

Klumpp, Matthias / Marner, Torsten / Sandhaus, Gregor (Hrsg.)

ild Schriftenreihe Logistikforschung Band 43 Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten – technische Realisierung und wirtschaftliche Auswirkungen der Implementierung Steltemeier, Bastian / Bioly, Sascha

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Steltemeier, Bastian / Bioly, Sascha

Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten – technische Realisierung

und wirtschaftliche Auswirkungen der Implementierung

FOM Hochschule für Oekonomie & Management

ild Institut für Logistik- & Dienstleistungsmanagement

Schriftenreihe Logistikforschung

Band 43, August 2014

ISSN 1866-0304

Essen

Die Autoren danken Kai Lorberg für Korrekturhinweise zu dieser Publikation

Schriftenreihe Logistikforschung Band 43: Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten II

Inhaltsverzeichnis

Abkürzungsverzeichnis ................................................................................................ III

Abbildungsverzeichnis ................................................................................................. IV

Tabellenverzeichnis ...................................................................................................... V

Abstract ....................................................................................................................... VI

1 Einleitung ............................................................................................................... 1

1.1 Problemstellung ............................................................................................ 1

1.2 Zielsetzung ................................................................................................... 2

2 Technische Möglichkeiten für Telematikanwendungen .......................................... 4

2.1 Wireless Personal Area Network................................................................... 4

2.1.1 Grundlagen des IEEE 802.15 ..................................................................... 4

2.1.2 ZigBee ........................................................................................................ 8

2.1.3 RFID als alternative technische Möglichkeit ............................................ 14

2.2 Globale Informationssysteme ...................................................................... 15

2.2.1 Satellitensysteme zur Positionsbestimmung ............................................ 15

2.2.2 Systeme zur mobilen Datenübertragung .................................................. 17

3 Tracking und Tracing ........................................................................................... 20

3.1 Praxis der Warenverfolgung ........................................................................ 20

3.1.1 Grundlagen der Verfolgung ...................................................................... 20

3.1.2 Methoden und Einheiten der Verfolgung .................................................. 21

3.2 Mögliche Methode der Verfolgung .............................................................. 25

4 Betriebswirtschaftliche Auswertung ...................................................................... 34

4.1 Analysemittel .............................................................................................. 34

4.1.1 Eingrenzung der zu betrachtenden Analysemittel ................................... 34

4.1.2 Analysemethoden quantitativer Daten ..................................................... 34

4.1.3 Analysemethoden qualitativer Daten ....................................................... 39

4.2 Auswahl und Anwendung der Mittel ............................................................ 43

4.2.1 Auswahl der Analysemittel ....................................................................... 43

4.2.2 Quantitative Auswertung .......................................................................... 45

4.2.3 Qualitative Auswertung............................................................................. 51

5 Fazit ..................................................................................................................... 55

5.1 Zusammenfassung ..................................................................................... 55

5.2 Zielerreichung und Perspektiven ................................................................. 56

Literaturverzeichnis ..................................................................................................... 59

Schriftenreihe Logistikforschung Band 43: Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten III

Abkürzungsverzeichnis

3PL .......Third-Party-Logistics-Provider

4PL .......Fourth-Party-Logistics-Provider

AEI .......Automated Equipment Identifi-

cation

AES ......Advanced Encryption Standard

ASCII ....American Standard Code for

Information Interchange

AVI .......Automated Vehicle Identifica-

tion

AVL.......Automated Vehicle Location

BAN ......Body Area Network

BGAN ...Broadband Global Area Net-

work

DFÜ ......Datenfernübertragung

FEU ......Forty-foot Equivalent Unit

FFD ......Full Function Device

GEO .....Geostationary Orbit

GPRS ...General Packet Radio Service

GSM .....Global System for Mobile

Communication

HF ........Hochfrequenz

HSCSD .High Speed Circuit Switched

Data

IEEE .....Institute of Electrical and Elec-

tronics Engineers

ISM .......Industrial, Sciene, Medical-

Band

ISO .......International Organization for

Standardization

kb/s .......Kilobit pro Sekunde

kB/s ......Kilobyte pro Sekunde

KEP ..... Kurier, Express und Pa-

ketdienst

LCC ..... Lifecycle Costing

LEO ..... Low Earth Orbit

LLC ...... Link Layer Control

MAC..... Media Access Control

MANet .. Mobile Ad-Hoc Network

Mb/s ..... Megabit pro Sekunde

MEO .... Medium Earth Orbit

ms ........ Millisekunden

PHY ..... Physical Layer

RFD ..... Reduced Function Device

RFID .... Radio-Frequency Identification

SSCC ... Serial Shipping Container

Code

STEP ... Social, Technological, Eco-

nomical und Political

SWOT .. Strenght, Weaknesses, Oppor-

tunities und Threats

T&T ...... Tracking und Tracing

TBO ..... Total Benefit of Ownership

TCO ..... Total Cost of Ownership

TEU ..... Twenty-foot Equivalent Unit

UMTS .. Univeral Mobile Telephone

System

WLAN .. Wireless Local Area Network

WMAN . Wireless Metropolitan Area

Network

WPAN .. Wireless Personal Area Net-

work

Schriftenreihe Logistikforschung Band 43: Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten IV

Abbildungsverzeichnis

Abbildung 1: IEEE 802.15 Arbeitsgruppenorganisation ................................................. 6

Abbildung 2: ZigBee-Netzwerktopologien ................................................................... 12

Abbildung 3: GPS-Satellitennetz ................................................................................. 16

Abbildung 4: ISO-Ebenenmodell logistischer Einheiten .............................................. 22

Abbildung 5: Dimensionen von Containerschiffen ....................................................... 27

Abbildung 6: Möglicher Aufbau eines ZigBee-Netzwerkes auf einem Schiff ................ 31

Abbildung 7: Diagramm des Break-even Punkts ......................................................... 47

Schriftenreihe Logistikforschung Band 43: Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten V

Tabellenverzeichnis

Tabelle 1: Zusammenfassung der Analysemittel ......................................................... 45

Tabelle 2: Kostenvergleich der Satellitenbetreiber ...................................................... 48

Tabelle 3: Kostenentwicklung basierend auf den Zyklusintervallen ............................. 49

Tabelle 4: Zusammenfassung der Einzelkosten .......................................................... 49

Tabelle 5: Prognose des Lifecycle Costing ................................................................. 50

Tabelle 6: Gesamtkosten pro Zeitzyklus ..................................................................... 50

Tabelle 7: Bewertung der Tracking- und Tracingalternativen ...................................... 52

Tabelle 8: Ergebnisse der Nutzwertanalyse ................................................................ 52

Tabelle 9: Interne Analyse der Stärken und Schwächen ............................................. 53

Tabelle 10: Externe Analyse der Chancen und Bedrohungen ..................................... 53

Tabelle 11: SWOT-Analyse ........................................................................................ 54

Schriftenreihe Logistikforschung Band 43: Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten VI

Abstract

The surveillance of supply chains will become more and more important by the rising

complexity of the commodity flow. By the integration of telematics systems in the con-

tainer traffic a tracking and tracing function can be realized. Safety stock and therefore

the capital connection of an enterprise can be reduced by the improved prediction of the

exact dates of delivery. The consistent surveillance of the transports can reduce the loss

of goods and opens a more adaptable interception management.

Based on these possibilities this research paper treats the technical realization of a track-

ing and tracing of containers on oversea transports, as well as the economic aspects of

such a system. Therefor the technical bases of the used ZigBee technology are exam-

ined. In addition the existing tracking and tracing systems are analyzed on its qualities

and compared with the ZigBee-Solution. After the choice and use of suitable economic

analysis methods the possibilities as well as chances and risks of the system are speci-

fied finally.

Schriftenreihe Logistikforschung Band 43: Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten 1

1 Einleitung

1.1 Problemstellung

Seit Anfang des Jahrtausends bekam das Internet mit dem Schlagwort Internet der

Dinge eine neue Dimension. Das Internet der Dinge ermöglicht es, Gegenstände mit

einer eigenen Identität zu versehen und virtuell darstellbar zu machen. Durch diese Ent-

wicklung können Gegenstände im Internet agieren und bilden darauf basierend eine

neue Art der Informationstechnik. Bekannt wurde das Internet der Dinge durch Versuche

mit der Autoidentifikation von Gegenständen auf Basis der Radio-Frequency-Identifica-

tion (RFID). Diese Technik wurde zunächst erfolgreich in der Intralogistik eingesetzt und

soll nun zunehmend auch in die Supply Chains eingeführt werden.1

Die Transparenz von Supply Chains und insbesondere der Transportwege zwischen

Knotenpunkten wird zukünftig immer gefragter werden. Durch die Einbindung von Tele-

matiksystemen in die Frachtträger sowie in die Ladungsträger kann eine Tracking und

Tracing Funktion (T&T) realisiert werden. Dies ermöglicht eine Optimierung der Supply

Chains und Transportwege. Durch die verbesserte Vorhersagbarkeit der Liefertermine

können Sicherheitsbestände und somit die Kapitalbindung einer Unternehmung redu-

ziert werden. Die stetige Überwachung der Transporte kann den Verlust von Waren re-

duzieren und eröffnet ein flexibleres Interception Management.2

Der Realisierung ganzheitlicher T&T Systeme stehen derzeit noch technische Probleme

im Wege, die es zu lösen gilt. Das wesentliche Problem liegt bei der Echtzeiterfassung

von Ladungsträgern per Funk. Die intensive Nutzung von vorhandenen Funkfrequenzen

erzeugt Überlagerungen sowie Kollisionen auf den Funkkanälen und stört so die fehler-

freie Datenübertragung. Auch die Ladungsträger selber wie die Frachtcontainer behin-

dern aufgrund ihrer metallischen Substanz einen reibungslosen Funkverkehr. Insbeson-

dere bei Containerschiffen ist die Funkerfassung erschwert, da die Container eng ge-

staffelt werden und durch die Metallmassen wenig freier Raum für Funkübertragungen

verbleibt. Somit stellt sich die Frage, wie eine Echtzeitcontainerverfolgung auf See tech-

nisch realisiert werden kann und welche wirtschaftlichen Aspekte die Implementierung

beeinflusst.3

1 Vgl. Günter, W., ten Hompel, M. (2010), S.9f. 2 Vgl. Nicolai, S., Wannenwetch, H. (2004), S.207f.; Münchow-Küster, A., Zelewski, S. (2012), S.21. 3 Vgl. Schmidt, D. (2006), S.91-93.


1.2 Zielsetzung

Das Ziel ist es, die gegenwärtig praktizierte Art der Containerverfolgung zu betrachten

und eine alternative, optimierte Methode des T&T von Containern aufzuzeigen. Dabei

liegt der Schwerpunkt der Arbeit auf der Verfolgung von Containern bei Überseetrans-

porten, bei denen das Problem der automatisierten Echtzeitverfolgung derzeit technisch

noch nicht gelöst ist. Das hier theoretisch entwickelte T&T Modell wird mit betriebswirt-

schaftlichen Methoden analysiert und auf dessen Realisierbarkeit hin geprüft.

Die Entwicklung eines T&T Modells für Container erfordert das Wissen um die techni-

schen Grundlagen und Eigenschaften der verwendeten Bauteile sowie einen Überblick

über die existierenden Verfolgungsmethoden. Es werden grundsätzlich drei Komponen-

ten für das T&T von Containern benötigt. Eine Komponente stellt die automatische Iden-

tifikation dar, die nach Bedarf Zusatzinformationen wie Sensordaten verarbeiten kann.

Eine weitere ist zur Positionsbestimmung und eine dritte Komponente dient als Daten-

übertragungseinheit.4

In Kapitel 2 werden die Funktionsweisen und speziellen Eigenschaften von ZigBee-Netz-

werken betrachtet, auf deren Technik die Entwicklung der T&T Methode basiert. Sie sind

dafür ausgelegt, Daten zu sammeln und über kurze Entfernungen zu übertragen. Dies

beinhaltet die Betrachtung des Wireless Personal Area Networks (WPAN) sowie der Ein-

ordnung der Funktionsprotokolle des Institute of Electrical and Electronics Engineers

(IEEE), auf denen die ZigBee-Technik basiert. Es werden die Eigenschaften der ZigBee-

Technik betrachtet und auf Eignung für Einsatz in einer telematischen Anwendung ge-

prüft. Ebenfalls betrachtet werden die Eigenschaften der RFID als Alternative zur Zig-

Bee-Technik. Die zweite Komponente der Telematik ist die Positionsbestimmung, die in

dieser Arbeit mithilfe von Satellitensystemen durchgeführt und ebenfalls in Kapitel 2 nä-

her betrachtet wird. Abschließend werden Systeme zur Datenfernübertragung (DFÜ)

analysiert, die als dritte Komponente der Telematik dienen sollen.

Die betrachteten technischen Komponenten und ihre Eigenschaften bilden die Grund-

lage für die Containerverfolgung auf Hochseeschiffen und dienen als Basis für den Auf-

bau dieser Forschungsarbeit.

Kapitel 3 beleuchtet das Thema des T&T. Dies beinhaltet eine generelle Betrachtung der

Grundlagen sowie des Zwecks der Sendungsverfolgung. Ebenfalls werden die existie-

renden und praktizierten Verfolgungsmethoden wie die Automated Vehicle Identification

(AVI) und die Automated Equipment Identification (AEI) sowie die Automated Vehicle

4 Vgl. Acquisti, A. (2006), S.115.


Location (AVL) auf ihre Eigenschaften und Funktionsweisen hin untersucht, um Ver-

gleichsmöglichkeiten zu der theoretisch entwickelten T&T Methode zu erlangen. An-

schließend wird die Realisierung der alternativen T&T Methode auf Basis der ZigBee-

Technik erläutert. Dies beinhaltet den Aufbau des Systems, die Funktionsweise und Kos-

tenaufstellungen der Implementierung sowie der Betriebskosten für die einzelnen Sys-

temkomponenten.

Das Kapitel 4 stellt den betriebswirtschaftlichen Teil dieser Arbeit dar. Im ersten Schritt

werden die Begriffe der quantitativen sowie qualitativen Analysemittel erläutert, in wel-

che die zu betrachtenden Analysen unterteilt sind. Anschließend folgt die Festlegung der

zu ermittelnden wirtschaftlichen Größen, welche die wirtschaftlichen Aspekte dieser

Arbeit darstellen. Aufgrund der großen Vielfalt an Analysemethoden mithilfe derer die

wirtschaftlichen Aspekte eruiert werden können, muss eine Vorauswahl der Analysemit-

tel getroffen werden. Die ausgewählten quantitativen sowie qualitativen Analysemetho-

den werden auf ihre Eigenschaften sowie auf ihre Eignung zur Analyse der theoretisch

ermittelten Verfolgungsmethode geprüft. Anschließend wird, basierend auf den Ergeb-

nissen, eine Auswahl der Mittel in Bezug auf die Zielsetzung der Arbeit getroffen. Im

letzten Schritt werden die ausgewählten Analysemethoden auf das theoretische T&T

Modell angewandt, um die betriebswirtschaftlichen Einflüsse der Methode zu ermitteln.

In dem Kapitel 5 werden die gewonnenen Erkenntnisse zusammengefasst. Dies beinhal-

tet ein Resümee der technischen Aspekte sowie der theoretisch entwickelten Methode

und den ermittelten wirtschaftlichen Ergebnissen. Abschließend erfolgt eine kritische

Überprüfung, ob das gesetzte Ziel der Arbeit erreicht wurde sowie ein Ausblick auf die

Perspektiven und Chancen für das entwickelte T&T Modell.


2 Technische Möglichkeiten für Telematikanwendungen

2.1 Wireless Personal Area Network

2.1.1 Grundlagen des IEEE 802.15

Das WPAN bezeichnet ein Computer Netzwerk, das auf Funkübertragung basiert.

Neben dem WPAN sind noch das Wireless Metropolitan Area Network (WMAN) und das

Wireless Local Area Network (WLAN) zu erwähnen. Das WMAN ist für Übertragungen

innerhalb eines Stadtgebietes ausgelegt. Es ist ein Funkverfahren für großflächige Ge-

biete, wogegen das WLAN für den Funkbetrieb innerhalb von Gebäuden konzipiert ist.

Das WPAN ist auf Funkübertragungen über Strecken von bis zu 50 m ausgelegt. Es

umfasst nur den unmittelbaren Bereich um den Anwender.5

Ein grundlegendes Merkmal des WPAN ist das sich ad-hoc aufbauende Netzwerk, also

der selbstständige Aufbau einer Verbindung je nach der technischen Auslegung. Der

Energiebedarf der Netzwerkkomponenten ist gering und ermöglicht den Betrieb des

Netzwerks mit Batterien oder Akkus, sofern die Sendeleistung nicht zu hoch ist. Die Stör-

anfälligkeit des Netzwerks durch Dritte ist aufgrund der Nahbereichsübertragung gering.

Die niedrige Sendeleistung des Netzwerks bedeutet für andere Netze ein zu vernachläs-

sigendes Störpotenzial.6

Typischerweise ist ein WPAN zum Ersatz von Verkabelungen wie Netzwerkkabeln und

das Herstellen von Verbindungen zwischen Peripheriegeräten und dem Rechensystem

vorgesehen. Allerdings wurde der Grundnutzen erweitert. Es lassen sich über ein WPAN

auch größere Datenmengen übertragen, wie beispielsweise digitalisierte Musik oder Bil-

der. Die größte Popularität besitzt das WLAN, welches durch den Einzug in den Bereich

der Consumer Electronics die Basis für die kabellose Datenübertragung in Gebäuden

wurde. Die Grundlage für diesen Erfolg bildete die Standardisierung des Netzwerk-Pro-

tokolls durch den Berufsverbands IEEE, welcher bereits in den frühen 1980er Jahren die

Protokoll-Standards für Funkübertragungen in Innenräumen, unter der Bezeichnung

IEEE 802.11, festlegte.7

Das IEEE wurde 1963 aus dem American Institute of Electrical Engineers und dem In-

stitute of Radio Engineers gegründet. Heutzutage ist das IEEE eines der führenden In-

stitute zur Standardisierung und Forschung in Bereichen wie der Biometrik, Computer-

technik, Raumfahrt und Telekommunikation. Seit dem Jahr 2006 gehören dem IEEE

mehr als 365.000 Mitglieder in über 150 Ländern an. Das Institut nimmt aufgrund der

5 Vgl. Gessler, R., Krause, T. (2009), S.50f. 6 Vgl. Apelt, D. et al. (2006), S.1f. 7 Vgl. Agrawal, D., Zeng, Q. (2011), S.432-434.


breiten Basis und Anerkennung eine wichtige Rolle in der Industrie und der akademi-

schen Welt ein. Das Standardisierungsprojekt IEEE 802 gehört zu den bekanntesten

Projekten des Institutes, zumal es als Funknetzwerk für den kabellosen Internetzugang

weltweit verbreitet ist und dadurch im Alltag millionenfach erfahren wird. Die Projekt-

gruppe IEEE 802 wurde im Dezember 1979 gegründet und entwickelt seitdem die beiden

Standards für das Local Area Network und das Metropolitan Area Network. Bis 2006 ist

die Anzahl der Projektgruppen in dem Bereich des IEEE 802 auf 22 angewachsen und

erstreckt sich von IEEE 802.1 bis zu dem 802.22. Jede dieser Arbeitsgruppen kann

Untergruppen haben die sich mit speziellen Problemen befasst.8

Es werden acht Untergruppen des IEEE 802 zur Standardisierung genutzt. Das IEEE

802.1 stellt die Basis der Authentifizierung in allen Rechnernetzen dar und steuert die

Definition der Zugriffspunkte sowie die Autorisierung des Zugriffs. Aufgabe des Stan-

dards 802.2 ist die Schaffung der Transparenz von verschiedenen Verfahren zur Vertei-

lung von Mediendaten innerhalb eines Netzwerks und die Weiterleitung der Daten an die

korrekten Protokolle. Das IEEE 802.3 bezieht sich auf das Ethernet, also ein lokales

Netzwerk. Es regelt den Zugriff, die Verteilung, die Kollisionserkennung und die Kom-

munikation der Endgeräte in einem Netzwerk bei Übertragungen von Daten. Der Stan-

dard IEEE 802.5 oder auch Token Ring genannt steuert ebenfalls den Zugriff auf Daten

innerhalb eines Netzwerks. Das wesentliche Merkmal ist die Zugriffsmöglichkeit auf das

Netzwerk, Token genannt, welches ringförmig das Netzwerk durchläuft. Das bereits er-

wähnte IEEE 802.11 regelt den kabellosen Funkverkehr in Innenräumen. Die Standardi-

sierung IEEE 802.15 definiert die Funktionsweise des WPAN, die hier verwendet wird.

Das IEEE 802.16 ist der Standard für das ebenfalls bereits erwähnte WMAN, das sich

auf stadtweite Netzwerke bezieht. Das IEEE 802.17 ist ein neuer Standard, der auf den

Datenverkehr in Glasfaser-Ringnetzwerken angewandt wird. Die verbleibenden Stan-

dards sind entweder noch in der Entwicklung oder werden nicht mehr genutzt.9

In der Arbeitsgruppe des Standards IEEE 802.15 haben sich über die Entwicklungszeit

sechs Studiengruppen gebildet. Die Arbeitsgruppen selber bieten dem Markt verschie-

dene Lösungswege von technischen Realisierungen an. Die Übersicht in Abbildung 1

verdeutlicht beispielhaft den Aufbau der ersten vier Studiengruppen innerhalb des Stan-

dards IEEE 802.15.10

8 Vgl. Berlemann, L. et al. (2006), S.4f. 9 Vgl. Kammermann, M. (2012), S.93-106. 10 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.25.


Abbildung 1: IEEE 802.15 Arbeitsgruppenorganisation

Quelle: In Anlehnung an Ghavami, M. et al. (2007), S.252.

Das Protokoll IEEE 802.15.1 - basierend auf Bluetooth - ist eine Spezifikation für Nah-

bereichsfunkübertragungen von Daten und Sprache. Hierbei werden die physische Bit-

übertragungsschicht, Physical Layer (PHY), und die untere Sicherungsschicht, Media

Access Control (MAC), definiert. Die Definitionen umfassen die Interaktionen im Funk-

netzwerk mit fixen, beweglichen und sich bewegenden Netzwerkteilnehmern sowie die

Abgrenzungen der Netzwerkreichweiten. Fixe Netzwerkteilnehmer sind dabei örtlich fest

installierte Einrichtungen wie etwa Computer. Bewegliche Teilnehmer werden bei Bedarf

an unterschiedlichen Orten eingesetzt, wie beispielsweise Laptops. Sich bewegende

Teilnehmer können an Ladungseinheiten wie Behälter oder Container befestigte Sende-

und Empfangsgeräte sein. Aufgabe der Studiengruppe 802.14.2 war es, die Koexistenz

von WPAN und WLAN zu ermöglichen. Dabei lag der Fokus auf der Koordination von

verschiedenen Funkschnittstellen, um Interferenzen zu umgehen. Das IEEE 802.15.3 ist

für hohe Datenübertragungen über kurze Strecken definiert und findet primär Anwen-

dung in der Consumer Electronics. Etabliert hat sich das IEEE 802.15.3c, das auf

60 Hertz überträgt. Es ist als Wi-media bekannt und dient zur kabellosen Videoübertra-

gung bei Heimkinoanlagen.11

11 Vgl. Krishnamurthy, P., Pahlavan, K. (2009), S.444f.


Die Studiengruppe 802.15.4 wurde gegründet, um Nahbereichsfunksysteme mit gerin-

gen Datenraten bei geringem Energiebedarf über Monate und Jahre zu erforschen. Die

vorgesehenen Anwendungen für dieses Übertragungsverfahren waren Sensoren, Fern-

bedienungen und Heimautomatisierung. Ein weiteres Anwendungsgebiet war das T&T

der intelligenten Taschen sowie von Etiketten. Die Studiengruppen teilten sich dabei

ebenfalls in die Forschungsbereiche 4a bis 4d, mit dem Ziel, die Übertragungseigen-

schaften in verschiedenen Frequenzbändern zu erforschen. Der Standard IEEE

802.15.4 dient als Grundlage für das ZigBee-Protokoll und wird von der ZigBee-Alliance

weitergeführt. Die Entwicklung verläuft dabei in Richtung von Sensoranwendungen, die

auf Netzwerke basieren. In dem Projekt der Studiengruppe 802.15.5 war die Zielsetzung,

die Möglichkeiten von Vermaschungen und Routing in den Funksystemen zu verbes-

sern. In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe IEEE 802.11 wurde eine bessere Flä-

chenabdeckung für WLAN und WPAN Technologien erforscht, die auf der sogenannten

multi-hop Netzwerktechnik basiert, das bedeutet auf dem autonomen Sprung zu der je-

weils stärksten verfügbaren Sendequelle. Die Studiengruppe sechs arbeitet seit 2007 an

den Body Area Networks (BAN). Bei dieser Technik werden nur wenige Daten auf kurzer

Distanz wie etwa die direkte Körperumgebung übertragen. Anwendung finden soll es

beispielsweise in der Vernetzung von körpernahen oder internen Sensoren und Geräten

wie einem Herzschrittmacher und einer Armbanduhr, um Herzfrequenzen ablesen zu

können.12

Der Aufbau des IEEE 802.15 Protokolls besteht aus zwei wesentlichen Schichten, die

PHY Schicht und die MAC Schicht. Diese Schichten definieren die Eigenschaften des

IEEE 802.15 und somit die Differenzierung von andern Protokollen der IEEE 802 Fami-

lie. Die Aufgabe der PHY Schicht ist die Übertragung von Datenbits auf der physischen

Ebene. Das beinhaltet alle elektrischen und mechanischen Schnittstellen sowie physi-

sche Übertragungsmedien. In dem IEEE 802.15.4 werden dabei die Sendefrequenzen

festgelegt und die Sendeleistung optimiert. Die MAC Schicht dient zur Zugriffsregelung

mehrerer Teilnehmer auf das Übertragungsmedium. Dabei stellt sie mit dem Link Layer

Control (LLC) die Sicherungsschicht dar. Sie dient der Steuerung der Datenübertragung

mit der Verteilung von Zugriffen, Synchronisation und Sendebereitschaftsverwaltung. In

der Realisierung des IEEE 802.15.4 hat sich das LLC nicht durchgesetzt, es wird eine

direkte Ansteuerung der MAC praktiziert.13

12 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.26-27; Krishnamurthy, P., Pahlavan, K. (2009), S.445. 13 Vgl. Bhunia, C. (2005), S.48; Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.49.


2.1.2 ZigBee

Die ZigBee-Technologie ist ein Kommunikationsprotokoll, das auf geringe Datenraten

und Funkreichweiten ausgelegt ist. Die maximale Übertragungsrate beträgt 250 Kilobit

pro Sekunde (kb/s), was einer DSL-Light Geschwindigkeit entspricht. Die Frequenzbän-

der, die zur Übertragung genutzt werden, liegen bei 868 MHz, 915 MHz und 2,4 GHz.

Eines der Hauptziele bei der Entwicklung von ZigBee war ein geringer Energiebedarf der

Anwendungen. Realisiert wurde das Ziel durch den geringen Energiebedarf der Module

und ein effizientes Energiemanagement des ZigBee-Protokolls im Vergleich zu anderen

Wirelessnetzwerk-Protokollen. Dies ermöglicht das Betreiben eines ZigBee-Netzwerkes

mit weitgehend autarker Energieversorgung wie beispielsweise Batterien oder Akkus.

Das ZigBee-Netzwerk wurde auf Basis des Standardprotokolls IEEE 802.15.4 entwickelt

und nutzt die Grundlagen sowohl der PHY als auch der MAC Schicht des Protokolls. Es

ist damit kompatibel zu anderen Anwendungen, die auf Basis der IEEE 802 Familie ent-

wickelt wurden. Die Entwicklung der ZigBee-Protokolle wurde von der ZigBee-Alliance

durchgeführt und gefördert. Sie wurde 2002 gegründet und besitzt über 200 Mitglieder

aus unterschiedlichen Bereichen der Wirtschaft und Ebenen der Wertschöpfungsketten.

Die Nutzung der ZigBee-Protokolle in eigenen Produkten erfordert die Mitgliedschaft in

der ZigBee-Alliance.14

Die sechs Kerneigenschaften der ZigBee-Technologie sind hohe Zuverlässigkeit, Kos-

teneffektivität, geringer Energiebedarf, niedrige Datenraten, hohe Sicherheit und die of-

fene globale Standardisierung. Diese machen die Technologie interessant für die Ver-

folgung von Containern. Funkanwendungen sind grundsätzlich anfällig für Störungen,

bedingt durch den wellenförmigen Aufbau der Trägerwellen. Typische Störquellen im

Alltag sind dabei Interferenzen mit anderen Funkquellen sowie die Brechung bezie-

hungsweise Dämpfung der Trägerwelle durch Materialien wie Metall, Beton oder Was-

ser. Weitere Einflussfaktoren für die Übertragung sind die Beschaffenheit und Größe der

Funkantennen, die Sendestärke und auch Wetterbedingungen. Die Funktionsweise von

ZigBee sieht mehrere Sicherungen vor, die eine vollständige Übertragung der Daten ge-

währleisten. Das IEEE 802.15.4 Protokoll nutzt für die Signalübertragung die Modula-

tionstechnik der Quadraturphasenumtastung und die Methode der Frequenzspreizung,

mit denen das Trägersignal mehrfach und auf einer größeren Frequenzbreite gesendet

wird.15

14 Vgl. Farahani, S. (2008), S.1f. 15 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.54-58; Gislason, D. (2008), S.4f.


Zusätzlich wird das Verfahren des Mehrfachzugriffs mit Trägerprüfung verwendet, bei

dem vor jedem Sendevorgang geprüft wird, ob der Kanal belegt ist. Auf Datenebene

erfolgt eine Prüfung des übertragenen Datenmaterials auf Fehler mithilfe des 16 bit Prüf-

summenverfahrens. Jede Übertragung wird durch den Empfänger bestätigt. Im Falle des

Ausbleibens der Übertragung kommt die netzförmige Struktur des Netzwerks zum Tra-

gen, bei der alle Knotenpunkte untereinander verbunden sind. Die zu sendenden Daten

werden an den nächstliegenden Knoten übertragen. Sie werden damit bis zu dem Emp-

fängerknoten durchgereicht. Durch dieses automatische Routingverfahren werden un-

durchdringliche Störquellen umgangen und es werden größere Übertragungswege er-

reicht.16

Die autonome Verwaltung der Netzwerke ist eine Eigenschaft des Mobile Ad-Hoc Net-

works (MANet), das auch multi-hop Verbindung genannt wird. In einem mit mindestens

zwei Endgeräten vermaschten Netz baut sich autonom ein Funknetzwerk auf, welches

sich eigenständig konfiguriert. Das dabei aufgebaute Netzwerk hat keine feste Struktur

wie einen festen Wireless Access Point. Es ist somit besonders für mobile Geräte geeig-

net. Durch die Netzstruktur und der Datenübertragung über alle Knotenpunkte des Net-

zes werden Ressourcen verbrauchende Aktionen auf das gesamte Netz verteilt und Re-

chenkapazitäten sowie Energie eingespart. Die Eigenschaft der Weitergabe von Daten

über mehrere Zwischenstation stellt dabei das Multi-Hop dar. Eine single-hop Verbin-

dung reicht seine Daten dagegen nur direkt an den Empfänger weiter.17

Die ZigBee-Module bestehen grundsätzlich aus zwei Komponenten, dem Hochfrequenz-

transceiver (HF-Transceiver) und dem Host-Mikrocontroller. Der HF-Transceiver erzeugt

das auf dem IEEE 802.15.4 Protokoll basierende Signal und kann zusätzliche Funktions-

komponenten wie Sequenzer, Timer und Energiemanagementsysteme beinhalten. Der

Host-Mikrocontroller beinhaltet die Kommunikationsroutinen und steuert den HF-Trans-

ceiver an. Zu Beginn der Entwicklungszeit waren HF-Transceiver und Host-Mikrocon-

troller zwei separate Bausteine, die durch eine serielle Schnittstelle miteinander verbun-

den waren. In der neueren Generation werden die Komponenten zu einem Baustein zu-

sammengefasst. Erhältlich sind die Host-Mikrocontroller als 8 bit Controller mit 60 KB bis

128 KB Speicher. Sie bilden die Mindestanforderung für ZigBee-Anwendungen. Lösun-

gen mit Kapazitäten von 16 bit und 32 bit Controllern sind ebenfalls erhältlich.18

16 Vgl. Gislason, D. (2008), S.5. 17 Vgl. Basagni, S. et al. (2013), S.3-5. 18 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.105.


Die Gründe für den geringen Kaufpreis der ZigBee-Module sind die patentfreie Kern-

technologie, die Modulbauweise, hohe Konkurrenz und im speziellen das weltweit lizenz-

freie 2,4 GHz Frequenzband, das eine weltweite Vermarktung ermöglicht. Der Kaufpreis

für ein ZigBee-Modul, bestehend aus dem HF-Transceiver und dem Host-Controller, be-

trägt im Einzelverkauf 25,90 Euro.19

Das ZigBee-Modul zeichnet sich durch den geringen Energiebedarf aus und kann mit

einem Satz handelsüblicher Batterien über Jahre betrieben werden. Realisiert wird die-

ser geringe Stromverbrauch jedoch nur bei Endgeräten, die lange Ruhephasen durch-

laufen. In dem Ausmaß, in dem Endgeräte aktiv werden und Funktionen wie das Senden

von Daten ausführen, sinkt die Lebensdauer der Batterien. In der Regel befindet sich ein

Modul nur wenige Millisekunden (ms) im aktiven Zustand, womit das Intervall zwischen

den Sendevorgängen relevant ist. Der Betrieb eines Netzwerks mit zwei Mignon Batte-

rien und einem Intervall vom 18 ms ergaben in Versuchen eine Haltbarkeit von 7 Jahren.

Daueraktive Knotenpunkte, wie ein Router in einem ZigBee-Netzwerk, müssen mit einer

festen Energiequelle verbunden sein, da diese auf jedes Anmelden eines Gerätes re-

agieren müssen.20

Das ZigBee-Protokoll ist für niedrige Datenraten ausgelegt. Die maximale Übertragungs-

rate liegt bei 250 kb/s. Ein Faktor für den niedrigen Bandbreitenbedarf ist die halb-duplex

Funktionsweise, mit der im Gegensatz zur voll-duplex Funktionsweise zur gleichen Zeit

entweder Daten gesendet oder empfangen werden können und somit die volle Band-

breite für die jeweils aktive Tätigkeit zur Verfügung steht. Die halb-duplex Funktions-

weise kann verglichen werden mit einem Sprechfunkgerät, bei dem jeweils nur ein Teil-

nehmer sprechen kann, während der andere zuhört. Die voll-duplex-Funktionsweise ent-

spräche etwa einem Telefon, bei dem beide Teilnehmer gleichzeitig sprechen und hören

können. Die Übertragung der Daten erfolgt auf einer Frequenz von 2,4 GHz, die Interna-

tional durch Industrie, Wissenschaft und Medizin genutzt wird und als Industrial, Science

and Medical-Band (ISM) bekannt ist. Ausgelegt ist die Frequenz für 16 Übertragungska-

näle, die von einander im 5 MHz Abstand getrennt sind. Die Frequenz wird von weiteren

Funkanwendungen wie beispielsweise Bluetooth und Funktelefonen genutzt. ZigBee ist

dazu konzipiert, in dicht besiedelten Umgebungen zu arbeiten, die durch Funkanwen-

dungen gesättigt sind, wie beispielsweise Bürogebäude. Anwendungen auf Basis von

868 MHz und 915 MHz werden noch nicht genutzt.21

19 Vgl. Gislason, D. (2008), S.7f; reichelt.de (2014), 06. Feb. 2014. 20 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.114-118. 21 Vgl. Gislason, D. (2008), S.13f; Frank, R. (2013), S.152f.


Die Sicherung der übertragenen Daten in einem ZigBee-Netzwerk wird durch vier Mög-

lichkeiten realisiert. Eine Authentifizierung erfolgt durch einen Netzwerkschlüssel, der

zwischen den übertragenden Netzwerkknoten ausgetauscht und archiviert wird. Dies

beugt Zugriffen von innen und außen vor, jedoch wird bei dieser Methode der Speicher

belastet. Die zweite Schutzinstanz ist eine Verschlüsselung durch den in Funknetzwer-

ken üblichen Advanced Encryption Standard (AES), der auf einer 128 bit Verschlüsse-

lung basiert. Diese Sicherung ist optional, da manche Anwendungen keine Verschlüs-

selung benötigen. Sie kann daher deaktiviert werden, ohne die anderen Sicherungsmaß-

nahmen zu beeinflussen. Eine weitere Sicherung ist das Setzen und die Prüfung der

Aktualität eines Aktualitätszählers, mit dem die empfangenen und gesendeten Daten

versehen werden. Der Zähler wird bei jeder Erstellung einer neuen Verschlüsselung zu-

rückgesetzt. ZigBee bietet als vierte Instanz die Prüfung der Nachrichtenintegrität auf

Basis von 32 bit, 64 bit und 128 bit, wobei die 64 bit Integrität als Standardverfahren zur

Prüfung auf Korruption der Daten voreingestellt ist.22

Die letzte zu nennende Eigenschaft der ZigBee-Netzwerke ist der offene globale Stan-

dard. Das Ziel der ZigBee-Alliance ist es, eine Interoperabilität zwischen möglichst vielen

Geräten zu erreichen, etwa für den Heimbereich, um Geräte wie den Fernseher, das

Licht und die Heizung mit einer Fernbedienungen anzusteuern. Um dieses Ziel zu errei-

chen, sind alle Spezifikationen und Grundlagen der ZigBee-Protokolle frei verfügbar.

Dies bietet Produzenten die Chance, eigene Geräte kostengünstig mit einer interopera-

blen Funktechnik auszustatten.23

Ein ZigBee-Netzwerk kann theoretisch aus bis zu 65.000 Modulen, auch Knotenpunkte

genannt, bestehen. Doch benötigt ein Netzwerk mindestens einen ZigBee-Koordinator

und einen ZigBee-Endknoten. Die Rollenkonzepte im Netzwerk sehen dabei den Zig-

Bee-Koordinator und den ZigBee-Router als Full Function Device (FFD) und den ZigBee-

Endknoten als Reduced Function Device (RFD) vor. Der ZigBee-Koordinator stellt die

Basis des ZigBee-Netzwerks dar. In jedem Netzwerk gibt es genau einen Koordinator,

der das Netzwerk organisiert. Seine Aufgaben umfassen die Eröffnung und Benennung

des Netzwerks auf einem störungsfreien Kanal, die Verwaltung und Freigabe von Zugrif-

fen auf das Netzwerk durch andere Knoten, die Verwaltung der Sicherheitsschlüssel,

das Routing von Daten an andere Knoten, sowie Datenübertragungen zwischen ver-

schiedenen ZigBee-Netzwerken.24

22 Vgl. Lopez, J., Zhou, J. (2008), S.152f. 23 Vgl. Olenewa, J. (2013), S.174f. 24 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.84f; Farahani, S. (2008), S.9f.


Der ZigBee-Router ist wie der Koordinator ein FFD, doch ist es ihm unmöglich, selbst-

ständig ein Netzwerk aufzubauen. Seine Hauptaufgabe besteht in der Weiterleitung von

Daten im Netzwerk und somit dem Vergrößern der Reichweite. Weiterhin kann der Rou-

ter als Knotenpunkt dienen, an dem sich weitere Knoten anmelden können. Seine Funk-

tion ist hierbei die Verwaltung und Freigabe von Zugriffen auf das Netzwerk. Der ZigBee-

Endknoten ist ein RFD, der in der Regel auf Anwendungsebene eingesetzt wird. Er mel-

det sich bei einem ZigBee-Router oder Koordinator an und sendet seine gewonnenen

Daten zu der nächsten datenverarbeitenden Instanz. Der ZigBee-Endknoten wird meist

als Sensordatenüberträger verwendet, doch besteht auch die Möglichkeit, Schaltbefehle

durch das Endgerät übertragen und ausführen zu lassen. Aufgrund seiner Anwendungs-

struktur benötigt der ZigBee-Endknoten wenig Speicher sowie Rechenleistung und kann

batteriebetrieben agieren.25

Die Netzwerktopologie umfasst, wie aus Abbildung 2 ersichtlich wird, drei verschiedene

Arten des Aufbaus, den sternförmigen (A), den netzförmigen (B) und den baumförmigen

(C) Aufbau.

Abbildung 2: ZigBee-Netzwerktopologien

Quelle: In Anlehnung an Güngör, V., Hancke, G. (2013), S.144.

Im Fall der Sterntopologie melden sich alle Endgeräte sowie der Router direkt bei dem

Koordinator an, wobei dieser Aufbau die geringsten Übertragungswege erreicht. In der

Netztopologie vermaschen sich die Knotenpunkte zu einem Netz, bei dem jeder Knoten-

punkt mit dem nächstliegenden verbunden wird und seine Daten nicht nur an die nächst-

höhere Instanz weitergibt. Der Aufbau in der Baumtopologie ist streng hierarchisch. Die

Router melden sich nur bei dem Koordinator und die Endgeräte nur bei einem Router

an. Der Datenfluss ist ebenfalls streng hierarchisch und wird nur über Router an den

Koordinator weitergeleitet.26

25 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.86f. 26 Vgl. Gratton, D. (2007), S.169-171.


Die Entwicklung im Bereich des IEEE 802.15.2 Protokolls wird durch Vereine, Wissen-

schaft und Wirtschaft stetig fortgeführt und erweitert. Die Nutzbarkeit des ZigBee-Netz-

werks in möglichst vielen Bereichen der Wirtschaft und Industrie ist dabei eines der Ziele,

welches die Forschungsgruppen zu erreichen versuchen. Diese Zielsetzung macht es

unerlässlich, die ZigBee-Anwendungen flexibler und autark zu gestalten. Auf Grundlage

dieser Idee wurden Projekte gestartet, die sich mit der Energieversorgung und Energie-

einsparung in den Netzwerken beschäftigen.27

Das größte Sparpotential bei dem Energiebedarf bietet die Synchronisation der Aktivie-

rungsintervalle von Endknoten und Routern. Die Entwicklung von ZigBee-PRO eröffnet

verschiedene Möglichkeiten, um Router und nach Bedarf die Koordinatoren ausschließ-

lich mit Batterieversorgung zu betreiben. Die Synchronisation der aktiven Phasen kann

durch verschiedene Wege erreicht werden. ZigBee beinhaltet einen Beacon-Enabled

Modus, bei dessen Aktivierung periodisch Funksignale von dem ZigBee-Koordinator

ausgesendet werden und allen Knotenpunkten im Netzwerk den Aktivierungsintervall

vorgibt. Die Intervallbreite kann dabei bis zu 251,66 s betragen. Eine weitere Möglichkeit

ist das periodische Einschalten aller Knotenpunkte in dem Netzwerk. Diese Methode

lässt alle Empfänger zu definierten Zeitpunkten nach Übertragungen im Netzwerk su-

chen. Beide Methoden können kombiniert genutzt werden.28

Durch die Kombination aus flexibler und einfacher Netzwerkstruktur sowie dem geringen

Energiebedarf der Netzwerkknoten ist die ZigBee-Technologie besonders für mobile An-

wendungen über längere Zeiträume geeignet. Dabei kann ZigBee in Umgebungen ope-

rieren, die für Funkanwendungen schwierig sind, und Übertragungsstörungen, durch bei-

spielsweise Wetterlagen oder Funkbarrieren wie Metallwände, kompensieren.29

Zusammengefasst bietet die ZigBee-Technologie Eigenschaften wie hohe Zuverlässig-

keit, Kosteneffektivität, geringer Energiebedarf, niedrige Datenraten, hohe Sicherheit so-

wie eine frei zugängliche Technik. Basierend auf diesen Aspekten ist die ZigBee-Technik

theoretisch geeignet die Grundlage einer T&T Funktion zu bilden und in bestehende

Transportsysteme eingebunden zu werden.30

27 Vgl. zigbee.org (2014), 12. Feb. 2014. 28 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.211. 29 Vgl. Hu, F. (2014), S.20f. 30 Vgl. Bragdon, C. (2008), S.217.


2.1.3 RFID als alternative technische Möglichkeit

Im Bereich der Telematikanwendungen, die mit den Funktionszielen des WPAN vergli-

chen werden können, gibt es eine weitere zu nennende Technik, die RFID die auf Punkt-

zu-Punkt Funkverbindungen basiert. Die Technik der RFID ist den Informations- und

Kommunikationstechnologien zuzuordnen und findet speziell Einzug in dem Bereich der

Logistik. Dabei besteht ihre wesentliche Aufgabe in der Identifikation von Waren. Die

RFID-Technologie erscheint geeignet, den heute noch weit verbreiteten Barcode zu er-

setzen. Zudem kann sie die Transparenz in Supply Chains erhöhen. Die Verfolgung von

Waren kann dabei durch die Erfassung an Knotenpunkten der Supply Chain erfolgen

oder in Kombination mit einem GPS durchgängig aufgezeichnet werden. Ein RFID-Sys-

tem besteht aus einem Schreib-/Lesegerät und einem Datenträger, der an der zu verfol-

genden Sendung befestigt wird. Zum Auslesen des Datenträgers wird bei dem RFID-

System kein Sichtkontakt benötigt. Es wird zwischen zwei Systemen im Bereich der

RFID-Technik unterschieden, dem aktiven und dem passiven System. Der passive

Datenträger besitzt keine eigenständige Stromversorgung, sondern bezieht seine Ener-

gie beim Auslesen über die Antenne, wobei sich die Übertragungsreichweiten im Zenti-

meterbereich bewegen. Der aktive Datenträger besitzt dagegen eine eigene Energie-

quelle, wie eine Batterie, und erreicht auf der international lizenzfrei nutzbaren Frequenz

von 2,45 GHz eine Empfangsreichweite von etwa 100 m.31

Die Vorteile dieser Technik liegen in der geringen Größe, der unauffälligen Auslesemög-

lichkeit und dem geringen Preis der Transponder. Im direkten Vergleich zu der ZigBee-

Technik ergeben sich bei der RFID jedoch Nachteile bei bestimmten logistischen An-

wendungen. Insbesondere die Reichweiten für passive Systeme und die fehlenden Stan-

dards stellen ein grundlegendes Problem dar. Auftretende Übertragungsstörungen durch

Flüssigkeiten, Metalle und Funkinterferenzen erschweren ebenfalls die Nutzung bei mo-

bilen Anwendungen sowie in von Wetter beeinflussten Umgebungen. Im Bereich der

Datensicherheit bestehen Probleme durch fehlende Schutzbestimmungen sowie durch

die Möglichkeit zum unbefugten Auslesen und gegebenenfalls des Manipulierens der

RFID-Chips.32

31 Vgl. Finkenzeller, K. (2006), S.6-13; Klug, F. (2010), S.245. 32 Vgl. Dangelmeier, W. et al. (2006), S.72f; Klug, F. (2010), S.245.


2.2 Globale Informationssysteme

2.2.1 Satellitensysteme zur Positionsbestimmung

Satelliten sind grundsätzlich Kommunikationsschnittstellen, die es ermöglichen, Daten

zwischen zwei oder mehr Stationen zu versenden oder auszutauschen. Die vorgesehe-

nen Aufgaben der Satellitentechnik umfassen vier Gebiete. Die erste Funktion beinhaltet

die ortsfeste und bewegliche Satellitenkommunikation sowie den Rundfunk von Audio

und Videodaten. Die zweite Funktion ist die Erkundung, wie die Erderkundung, die Me-

teorologie und die Ortung via Satellit inklusive satellitengestützter Funkortungen und Ra-

darortungen. Die dritte Kategorie ist der Raumfahrtbetrieb wie das Senden von Teleme-

triedaten an die Bodenstation und das Empfangen von Kommandos. Abschließend zu

nennen ist die raumfahrtgestützte Forschung. Diese Aufgaben werden von Satelliten auf

verschiedenen Satellitenbahnen ausgeführt 33

Die Satellitenbahnen verlaufen in einem elliptischen Orbit um die Erde, die klassisch in

drei Kategorien eingeteilt werden. Als Abgrenzung der Kategorien dient die Höhe der

Umlaufbahn, ausgehend von der Erdoberfläche. Bezeichnet werden die Kategorien als

Low Earth Orbit (LEO), Medium Earth Orbit (MEO) und Geostationary Orbit (GEO). Der

LEO verläuft auf einer Höhe zwischen 500 km und 1.000 km und besitzt eine Umlaufzeit

von 1,6 bis 1,8 Stunden. Dieser Orbit wird hauptsächlich für Kommunikationssysteme

wie Iridium und Beobachtungssatelliten wie das Hubble-Teleskop genutzt. Die Höhe des

MEO beträgt zwischen 2.000 km und unter 36.000 km. Ein Satellit benötigt hier 4 bis

24 Stunden für einen Umlauf. Genutzt wird dieser Orbit für Kommunikationssysteme wie

Globalstar und Navigationssatelliten wie das Global Positioning System, Galileo und

GLONASS. Der GEO liegt in einer Höhe von etwa 36.000 km und besitzt eine Umlaufzeit

von 24 Stunden. Das bedeutet, die Umlaufzeit eines Satelliten auf diesem Orbit und die

Rotationsgeschwindigkeit der Erde sind synchron. Somit verbleibt der Satellit stationär

auf einem Punkt über dem Erdäquator. Resultierend aus dieser fixen Position bietet das

System eine ständige Betriebsbereitschaft. Typischerweise wird dieser Orbit für Satelli-

ten zur TV-Übertragung wie Astra und Eutelsat, sowie für meteorologische Satelliten und

Kommunikationssatelliten genutzt.34

Das amerikanische NAVSTAR GPS, welches in der Funktionsweise dem europäischem

Galileo und russischem GLONASS System ähnelt und hier stellvertretend als Beispiel

dienen soll, ist das wichtigste Werkzeug in der Positionsfindung und Navigation in den

Bereichen der Wirtschaft, der Forschung und des Privatsektors. Es umfasst ein System

33 Vgl. Dodel, H., Wörfel, R. (2012), S.19f. 34 Vgl. Bansal, R. (2006), S.111-114; Elbert, B. (2008), S.20-22.


von 24 Satelliten, die sich auf sechs Umlaufbahnen mit jeweils drei Satelliten im Abstand

von 120 Grad und einer Neigung von 55 Grad zur Äquatorebene in einer Höhe von

20.196 km bewegen. Somit bilden die Satelliten ein erdumspannendes Netz, das eine

vollständige Abdeckung gewährleistet, wie in Abbildung 3 zu erkennen ist.35

Abbildung 3: GPS-Satellitennetz

Quelle: Entnommen aus duden.de (2014), 21. Aug. 2014.

Die Umlaufzeit eines Satelliten beträgt 12 Stunden. Damit ist jeder Satellit etwa 5 Stun-

den sichtbar und nutzbar zur Positionsbestimmung. Jeder Satellit besitzt eine hochprä-

zise Atomuhr sowie eine Sendeanlage und überträgt neben dem Zeitsignal die genauen

geozentrischen Positionsdaten. Der Empfänger, der ebenfalls die Zeitdaten besitzt,

empfängt das Signal zeitverzögert. Er errechnet aus den Signallaufzeiten die jeweilige

Entfernung zu einem Satelliten und somit seine eigene Position. Ungenauigkeiten in der

Positionsbestimmung treten durch Signalmanipulation bei dem Übergang von dem luft-

leeren Raum in die Atmosphäre auf und durch Asynchronizität der Uhren des Satelliten

und dem Empfänger. Eine vollständige Synchronisation der Uhren würde auf Empfän-

gerseite ebenfalls eine hochpräzise Atomuhr erfordern, was aus Kosten- und Raumgrün-

den meist nicht möglich ist. Um die Abweichungen zu kompensieren und eine eindeutige

Position zu ermitteln, werden die Signale von vier anstatt von drei Satelliten zu einer

theoretischen Triangulation benötigt.36

35 Vgl. Xu, G. (2007), S.1-3. 36 Vgl. Mensen, H. (2006), S.297f; Jetzke, S. (2007), S.223-225.


2.2.2 Systeme zur mobilen Datenübertragung

Im Wesentlichen lassen sich die Systeme zur DFÜ in drei Teilbereiche klassifizieren. Die

mobilen Telefonsysteme, Funknetze sowie Übertragung über Satellitensysteme.37

Als Basis für mobile Telefonsysteme dienen das Global System for Mobile Communica-

tion (GSM) und auf dem System aufbauende Datenübertragungssysteme wie High

Speed Circuit Switched Data (HSCSD), General Packet Radio Service (GPRS) und Uni-

veral Mobile Telephone System Data (UMTS-DATA). Das ebenfalls zu erwähnende Sys-

tem EDGE besitzt keine Relevanz, da es nicht auf dem Markt angeboten wird. GSM

dient hauptsächlich der Telefonie sowie der Datenübertragung und ist ein weltweiter

Standard für Mobilfunk. Seine Vorteile liegen in der hohen Flächendeckung, internatio-

nalem Roaming und seiner relativ hohen Sicherheit. Die GSM eigene paketvermittelnde

Datenübertragungsrate beträgt 14,4 kb/s. Es ist damit bestenfalls zur Übertragung von

einfachen Telemetriedaten geeignet. Bei dem Verfahren mit HSCSD werden mehrere

GSM-Kanäle gebündelt, um höhere Übertragungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Es

können durch die Nutzung mehrere Übertragungskanäle bis zu 57,6 kb/s erreicht wer-

den, was der maximalen Geschwindigkeit eines analogen Modems entspricht. GPRS ist

eine Erweiterung des GSM-Standards. Es ist dafür ausgelegt, Datenübertragungsraten

von bis zu 170 kb/s zu erreichen, in dem es alle acht Übertragungskanäle nutzt. Die

Besonderheit bei dieser Methode liegt in der kontinuierlichen Übertragungsmöglichkeit,

ohne dabei einen Kanal dauerhaft zu blockieren. Damit wird ein Netz sehr effizient aus-

genutzt. Typischerweise wird bei GPRS das übertragene Datenvolumen abgerechnet

und nicht die Übertragungsdauer, wodurch das System für betriebliche Nutzungen inte-

ressant ist. UMTS-DATA wurde für Datenübertragungen konzipiert und ermöglicht Breit-

banddatenübertragungen. Abhängig von der Bewegungsgeschwindigkeit des Nutzers

sowie der Anzahl an Teilnehmern in einem Netzknoten, sind theoretisch Übertragungs-

raten von bis zu 2 Megabit pro Sekunde (Mb/s) möglich. Bei allen auf GSM basierenden

Übertragungsarten beträgt die maximale Entfernung zu einer Sendeantenne bei optima-

len Bedingungen etwa 35 km.38

Die Funknetze unterteilen sich in zwei Kategorien, den unidirektionalen Funkdienstnet-

zen und dem bidirektionalen Bündelungsfunk. Die wesentlichen Unterscheidungsmerk-

male der Kategorien sind die Kommunikationsrichtungen und das Übertragungsmedium.

Unidirektionale Funkdienstnetze ermöglichen einen Funkruf zu senden, auf den nicht

direkt reagiert werden kann. Dabei wird eine Übertragungskombination aus Funk und

37 Vgl. Gabriel, R. et al. (2002), S.79. 38 Vgl. Köhler, T. (2004), S.88-90; Garg, V. (2007), S.8-13.


Telefonnetz benötigt. Der Bündelungsfunk dagegen ist eine bidirektionale Kommunika-

tionsmöglichkeit, bei der Informationen gesendet und empfangen werden können. Die

Übertragung findet dabei ausschließlich per Funk statt.39

Unidirektionale Funkdienstnetze, auch Pagingsysteme genannt, ermöglichen das Ver-

senden von Nachrichten an einen Empfänger, dessen Aufenthaltsort unbekannt ist. Das

Versenden von Nachrichten von dem mobilen Paginggerät aus ist nicht möglich. Die

Nachrichten können dabei Töne, Zahlen oder Text umfassen, wobei die Übertragungs-

raten 6,25 kb/s betragen und eine Sendeweite von 15 km erreicht wird. Der Netzausbau

des Pagingsystems umfasst den europäischen Raum und ist unter der Bezeichnung

ERMES bekannt. Bezeichnend für das System ist die ständige Empfangsbereitschaft

und Übertragungssicherheit sowie seine geringen anfallenden Kosten. Die Übertragung

von telemetrischen Daten, insbesondere im Hinblick auf weltweite Anwendung, ist durch

die Beschaffenheit, Kapazität und Reichweite des Systems nicht möglich.40

Bidirektionale Funknetze, im speziellen der Bündelungsfunk, dienen primär der mobilen

Sprachkommunikation. Der Bündelungsfunk ermöglicht jedoch auch das Übertragen von

Daten. In dem Bündelungsfunkverfahren werden mehrere Übertragungskanäle genutzt.

Gegenüber dem herkömmlichen Betriebsfunk wird eine Reichweite von 100 km erreicht.

Der Bündelfunk zeichnet sich im Vergleich zu der Übertragung von Daten mit GSM oder

UMTS durch schnellen Verbindungsaufbau, spezielle Verschlüsselungsverfahren und

direkte Übertragungen zwischen zwei Stationen aus, ohne eine Basisstelle nutzen zu

müssen. Aufgrund der Exklusivität der Funkkanäle sowie der Möglichkeit zur Nutzung

digitaler Funkbündelungen eignet sich das System gut zu einer sicheren Datenübertra-

gung. Allerdings ist es aufgrund der Reichweite für internationale Anwendungen wie

Datenübertragungen zwischen Überseeschiffen und Basisstationen auf dem Land unge-

eignet.41

Die satellitengestützte Mobilkommunikation ermöglicht die DFÜ von Sprache und Daten.

Satelliten, die auf einem GEO operieren, versorgen durch ihre Umlaufhöhe größere Ge-

biete und ermöglichen eine durchgängige Kommunikation aufgrund der stationären Posi-

tionierung im Orbit. Ein einzelner GEO Satellit deckt durch diese Eigenschaften etwa

34 Prozent der Erdoberfläche ab. Das Unternehmen Inmarsat hat sich auf den Betrieb

von GEO Kommunikationssatelliten spezialisiert und besitzt neun Satelliten in der Erd-

umlaufbahn. Vier der aktiven Satelliten decken, abgesehen von den Polarregionen, die

39 Vgl. Gabriel, R. et al. (2002), S.89f. 40 Vgl. Lehner, F. (2003), S.97-100. 41 Vgl. Fleischer, T. et al. (2008), S.134f.


gesamte Erdoberfläche ständig ab, während die restlichen fünf Satelliten als Notfallre-

serve dienen. Dieses System bietet für die DFÜ, mit Satelliten der vierten Generation,

Übertragungsgeschwindigkeiten von 4,5 bis 512 kb/s. Es wird von Inmarsat, unter der

Bezeichnung Broadband Global Area Network (BGAN), als mobiler Internet und Telefo-

niedienst angeboten.42

Kommunikationssatelliten, die auf einem LEO oder MEO operieren, decken nur geringe

geografische Flächen ab. Daher werden mehr Satelliten benötigt, um großflächige Ge-

biete mit Empfang zu versorgen. Das Satellitensystem Iridium, das auf einem LEO von

780 km operiert, ist ein weltumspannendes Netzwerk, bestehend aus 66 Satelliten. Im

Gegensatz zu dem Inmarsat Satellitensystem deckt Iridium die gesamte Erdoberfläche

ab. Aufgrund der Umlaufhöhe muss das Signal weniger Strecke zu dem LEO Satelliten

bewältigen als es bei einem GEO Satelliten der Fall ist. Es benötigt weniger empfindliche

Empfangsgeräte. Um die Integration in auf Festland gestützte Systeme zu erleichtern,

wurde das System nach dem gut ausgebauten GSM Standard aufgebaut. Es ist

Roaming fähig.43

Die lückenlose Versorgung der Erdoberfläche sowie die Übertragungssicherheit des Iri-

dium-Systems eignet sich besonders für maritime Anwendungen. Es wurde daher das

sogenannte Iridium OpenPort entwickelt. Iridium OpenPort ermöglicht Netzwerkanbin-

dungen und kann Daten weltweit mit einer Rate von 2,4 bis zu 134 kb/s übertragen. Die

Antenne des Systems wird an Deck eines Schiffs positioniert. Durch das integrierte Gy-

rometer, welches Lageveränderungen misst, hält das System in jeder Position Funkkon-

takt zu einem Satelliten. Ein installiertes System kann bis zu drei separate Übertragungs-

kanäle öffnen, wodurch eine simultane Datenübertragung und Sprachkommunikation

möglich ist. Die Kostenabrechnung basiert dabei auf der Menge der übertragenen Daten

und nicht auf Basis der Übertragungsdauer.44

42 Vgl. Giambene, G. (2007), S.7f; Goel, A. (2008), S.10f. 43 Vgl. Agrawal, V., Maini, A. (2007), S.332f; Bagad, V., Chitode, J. (2007), S.355-358. 44 Vgl. Lees, G., Williamson, W. (2013), S.122; groundcontrol.com (2014), 29. Mär. 2014.


3 Tracking and Tracing

3.1 Praxis der Warenverfolgung

3.1.1 Grundlagen der Verfolgung

Als T&T wird die Erzeugung einer digitalen Spur bezeichnet, anhand derer beispiels-

weise der Weg einer Ware sowie der Ursprungsort aufgezeigt werden. Das Tracking,

das heißt das aktive Auffinden einer Spur, umfasst dabei alle Arbeitsschritte, die ein Gut

während eines Transportes in der Supply Chain durchläuft, während das Tracing die

Nachverfolgung des Ablaufes umschreibt. Diese Methode eröffnet die Bildung einer His-

torie, die dem Kunden Aufschluss über den jeweiligen Standort und den Zustand eines

Produkts geben. Dies beinhaltet, die Detektion des Standorts, die Stationen, die durch-

laufen wurden, und in welchem Zustand die Ware ist. Zwingende Voraussetzungen für

ein T&T ist die jederzeit eindeutige Identifikation einer Sendung, das Wissen um jeden

Ort, den eine Sendung durchlaufen kann und die Erfassung des Zustands der Sendung.

Diese Informationen müssen übertragen und zentralisiert gespeichert werden, um bei

Bedarf an benötigter Stelle abrufbar und auswertbar zu sein.45

Die manuelle Dokumentation eines T&T wird zusätzlich praktiziert, um rechtliche Rege-

lungen einzuhalten, doch ist dieser Prozess aufwendig und somit nicht wettbewerbsfähig

Die automatische Identifikation und Erfassung der Daten dagegen ermöglicht neben der

Erfüllung der rechtlichen Pflichten das Schaffen eines Zusatznutzens. Die Beachtung

nationaler und internationaler Vorschriften ist Voraussetzung bei einem Global Sourcing

sowie dem Vertrieb von Waren. Die Schaffung einer Transparenz bei der Produktion

sowie dem Transport von Waren ermöglicht, die Qualität der Produkte zu sichern, Fäl-

schungen vorzubeugen, Warenrückrufaktionen zu ermöglichen und den Sicherheitsstan-

dards produzierender und transportierender Industrien zu genügen.46

In der Logistik wird T&T benötigt, um komplexe Prozesse wie Just-in-time Lieferungen

zu unterstützen. Neben der Standardisierung von Ladehilfsmitteln oder dem Pooling von

Transportmitteln, die eine effizientere Gestaltung bei Transport, Umschlag und Lagerung

ermöglichen, findet das T&T Anwendung in der Optimierung logistischer Prozesse.47

Insbesondere im Logistikbereich der internationalen Wertschöpfungsnetzwerke nimmt

das T&T eine zunehmend wichtige Rolle ein. Der Markt bietet stetig steigende Möglich-

keiten, Rohstoffe und Halbfertigfabrikate global zu beziehen sowie Produkte weltweit zu

45 Vgl. Klug, F. (2010), S.254. 46 Vgl. Femerling, C., Gleissner, H. (2008), S.224; Lange, H. (2008), S.164. 47 Vgl. Hubner, A., Laverentz, K. (2011), S.156.


vertreiben. Diese Entwicklung verstärkt die Wettbewerbsintensität innerhalb der Markt-

segmente sowie den Wettbewerbsdruck. Das wirtschaftliche Agieren am Markt erfordert

somit entweder die Differenzierung von Konkurrenzprodukten oder das Unterbieten der

Preise und der Bereitstellungszeiten. Diese Realisierung erfordert ein reibungsloses Zu-

sammenspiel der einzelnen Partner in einem Supply Network, um die steigende Kom-

plexität innerhalb der Wertschöpfungsketten zu bewältigen. Somit ist die Planung,

Steuerung und damit einhergehend die Transparenz der Warenströme unabdinglich ge-

worden, um kurzfristigen Nachfrageschwankungen, Verzögerungen, Transportproble-

men sowie den Verlust von Waren zu bewältigen und Out-of-Stock Situationen sowie

dem Bullwhip-Effekt entgegen zu wirken.48

Diese Entwicklung veranlasst immer mehr Unternehmen, sich auf ihr Kerngeschäft zu

konzentrieren und Aufgabengebiete wie den Warentransport an externe Anbieter outzu-

sourcen. Die auszulagernden Geschäftsbereiche werden oftmals durch Third-Party-Lo-

gistics-Provider (3PL) und Fourth-Party-Logistics-Provider (4PL) übernommen. System-

dienstleister wie die 3PL übernehmen, neben dem Lagern und Transport von Waren,

Aufgaben wie die Kundenbetreuung und die Planung sowie Implementierung von neuen

IT-Systemen. 4PL fungieren als Netzwerkintegratoren und bieten Gesamtlösungen zur

Planung, Steuerung und Kontrolle der Warenströme in der gesamten Supply Chain. Da-

bei besitzen diese Netzwerkintegratoren selber nur wenige logistische Anlagewerte wie

Lastkraftwagen oder Lager, sondern bieten vielmehr die technische und organisatori-

sche Vermittlung zwischen den einzelnen Anbietern. Diese Struktur macht es erforder-

lich, jegliche Einheiten der Supply Chain zu vernetzen. Neben den involvierten Unter-

nehmen und logistischen Knotenpunkten erstreckt sich diese Vernetzung auf die Trans-

portmittel wie Lastkraftwagen und die Ladungsträger wie Container und Paletten bis hin

zu Einzelteilen, um eine durchgängige T&T Anwendung zu ermöglichen.49

3.1.2 Methoden und Einheiten der Verfolgung

Das T&T von Sendungen erfolgt, je nach Anwendungszweck, auf Basis verschiedener

Ebenen logistischer Einheiten und verschiedenen Erfassungsmethoden sowie der ge-

nutzten Technik. Die logistischen Einheiten werden anhand einer Norm der International

Organization for Standardization (ISO) über sechs Ebenen definiert, wie in Abbildung 4

ersichtlich wird.50

48 Vgl. Klaas, V. (2008), S.175f. 49 Vgl. Werner, H. (2010), S.178f. 50 Vgl. Strassner, M. (2005), S.81.


Abbildung 4: ISO-Ebenenmodell logistischer Einheiten

Quelle: In Anlehnung an Klug, F. (2010), S.355.

Die Anwendung von T&T Technik erfolgt im Regelfall auf Basis der Verpackung und

somit ist Ebene 0 nicht relevant. Die Verfolgung der Sendungen wird je nach Ebene mit

unterschiedlichen technischen Mitteln und Genauigkeiten bewerkstelligt. Während auf

Ebene der Verpackungen und Packstücke passive Transponder auf Basis der RFID-

Technik sowie die Barcode-Technik genutzt werden, werden auf Ebene der Versandein-

heiten wie Paletten oder Containern aktive RFID-Transponder und Barcodes genutzt.

Auf Ebene der Frachtträger, wie beispielsweise Lastkraftwagen oder dem Seeschiff,

kommen Technologien wie das GPS und das GSM zum Tragen. In der Regel werden

die untergeordneten Versandeinheiten der nächsthöheren Ebene zugeordnet. Damit fin-

det eine Zuordnung zwischen der verpackten Ware und den Ladungsträgern auf allen

Ebenen statt. Das Erfassen einer Versandeinheit gibt somit Aufschluss über die beinhal-

teten Teile. Das Datenaufkommen wird verringert und die Informationsaufbereitung ver-

einfacht.51

Die für diese Arbeit relevanten logistischen Einheiten liegen auf der vierten und fünften

Ebene des ISO-Ebenenmodells. Im Speziellen liegt der Fokus im Bereich der Ladungs-

träger auf den Twenty-foot Equivalent Unit (TEU) und Fourty-foot Equivalent Unit (FEU)

Containern. Im Bereich der Frachtträger liegt die Gewichtung primär auf den Seeschif-

fen, doch umfasst ein ganzheitliches T&T die Verfolgung der Versandeinheiten über jeg-

liche genutzte Frachtträger.52

51 Vgl. Klug, F. (2010), S.354f. 52 Vgl. Golinska, P., Hajdul, M. (2012), S.216.


In den 1960er Jahren wurde der ISO-Container als weltweit erster genormter Großraum-

frachtbehälter eingeführt. Durch die Einführung der Container wurden logistische Pro-

zesse wie das Verladen, Befördern, Lagern und Entladen von Gütern vereinfacht. Die

anfallenden Transportkosten, wie beispielsweise bei dem Überseetransport, wurden si-

gnifikant reduziert, der ISO-Container wurde ein relevanter Faktor für das Global Sour-

cing. Er wird bis heute als Hauptladungsträger für internationale Warentransporte ge-

nutzt. Die gängigen ISO-Container sind der TEU Container und der FEU Container, des-

sen Bezeichnungen auf die Maße der Container zurückzuführen sind. Der TEU Contai-

ner hat eine Breite von 8 Fuß und eine Länge von 20 Fuß, welche im metrischen System

den Maßen 2,44 m und 6,10 m entsprechen. Die Maße des FEU Containers sind 8 Fuß

in der Breite und 40 Fuß in der Länge, welche den Maßen 2,44 m und 12,19 m entspre-

chen. Die Ausführungen umfassen Lademöglichkeiten für Stückgut, Schüttgut, Flüssig-

keiten und Gase.53

Der Hauptfrachtträger im globalem Güterverkehr ist das Containerschiff. Container-

schiffe werden in zwei für die Routenplanung wichtige Klassen unterteilt, die Panamax-

Klasse und die Post-Panamax-Klasse. Das wesentliche Klassifizierungsmerkmal ist die

größenbedingte Möglichkeit, den Panamakanal zu befahren. Schiffe der Panama-Klasse

können etwa 3.000 TEU transportieren, während Schiffe der Post-Panama-Klasse bis

zu 18.000 TEU transportieren können. In bestimmten Fällen kann es durchaus sinnvoll

sein, längere Wege im Kauf zu nehmen, etwa dann, wenn die vereinbarten Liefertermine

es zulassen und größere Schiffe einen deutlichen Kostenvorteil bieten. Neben dem

Hauptlauf, der per Containerschiff durchgeführt wird, sind ebenfalls der Vor- und Nach-

lauf für ein T&T relevant. Der Vor- und Nachlauf im Transportsegment der ISO-Container

erfolgt durch Bahn, Binnenschiff, Flugzeug oder Lastkraftwagen. Verbleibt die Ware da-

bei immer in demselben Ladungsträger wie dem ISO-Container, der dabei lediglich die

Frachtträger wechselt, nennt man das kombinierter oder intermodaler Verkehr.54

Der intermodale Verkehr ist die Voraussetzung für den sinnvollen Einsatz von T&T An-

wendungen auf Basis des Containers, da die Telemetriesysteme an dem Container an-

gebracht sind. Somit muss der Container von seinem Ursprung bis zu dem Empfänger

transportiert werden, um eine vollständige Route verfolgen zu können. Praktiziert wer-

den Methoden der Verfolgung auf Basis von GPS und GSM Modulen sowie mit aktiven

RFID-Chips.55

53 Vgl. Martin, H. (2009), S.69; Koch, S. (2012), S.85. 54 Vgl. Barkawi, K., Bretzke, W. (2012), S.68; Schulte, C. (2013), S.183f. 55 Vgl. Lowe, D. (2005), S.177; Worrall, H. (2005), S.137.


Da die Reichweiten der an den Ladungsträgern angebrachten Übertragungssysteme -

insbesondere bei Überseefahrten - nicht ausreichend hoch sind, um eine direkte Über-

tragung der Telemetriedaten durchzuführen, wird das T&T mithilfe indirekter Methoden

praktiziert. Es existiert derzeit dabei noch keine standardisierte Methode oder Technik

zur Containerverfolgung, die allgemeine Anerkennung genießt. Gegenwärtig werden die

Methoden der AVI und AEI sowie der AVL nur vereinzelt durch Logistikdienstleister ge-

nutzt. Die AVI ist eine einfache und kostengünstige Methode der Verfolgung, die jedoch

kein realtime T&T bietet. Bei dieser Methode werden die Frachtträger mit RFID-Trans-

ceivern ausgestattet und entlang der Transportroute Sensoren installiert. Die Wahl der

Standorte der Sensoren können dabei kritische Knotenpunkte wie ein Güterbahnhof, ein

Güterverkehrszentrum, ein Hafen, ein Lager oder ein Terminal sein. Somit erfolgt die

Verfolgung eines Containers indirekt durch den Frachtträger. Diese Knotenpunkterfas-

sung bietet dabei ausschließlich retrospektive Daten, die nur eine Rückverfolgbarkeit der

Transportroute sowie einen punktuellen Transportstatus ermöglichen. Damit ist jeweils

nur der Ort bekannt, an dem die Datenträger zuletzt ausgelesen wurden. In der Fahrtzeit

zum nächsten Auslesepunkt - etwa im nächsten Hafen - bleibt die Position des Contai-

ners unbekannt. Eine jederzeitige punktgenaue Positionsbestimmung, wie sie etwa von

Kurier, Express und Paket-Dienstleistern (KEP) transportierten Paketen bekannt ist, ist

mit diesem System nicht möglich. Das Prinzip der AEI basiert - wie die AVI - auf einem

Sensornetz, mithilfe dessen eine Sendung an Knotenpunkten erfasst wird. Der Unter-

schied zum AVI besteht darin, dass die Ladungsträger, beispielsweise ein Container

oder eine Palette, mit einem RFID-Chip und eine Versandeinheit, wie etwa ein Paket,

mit einem Barcode ausgestattet werden. Die angebrachten RFID-Chips werden dabei,

wie bei der Methode der AVI, an den Knotenpunkten durch Sensoren erfasst.56

Die Erfassung der Barcodes erfolgt in Paketsortieranlagen, in denen die mit einem Bar-

code ausgestatteten Pakete automatisch erkannt und für den Weitertransport sortiert

werden. Bevorzugt genutzt wird die Technik durch Unternehmen im Bereich des KEP.

Diese Methode bietet ebenfalls ausschließlich Vergangenheitswerte zur Rückverfolgung

der Route und ermöglicht kein aktives Auffinden einer Sendung.57

Die AVL ist eine Methode, bei der ein Fahrzeug jederzeit gefunden und dessen Route

jederzeit verfolgt werden kann. Hauptsächlich wird dieses Verfahren durch Logistik-

dienstleister genutzt, um das Management der Unternehmensflotte und die Routenpla-

56 Vgl. Barnes, R. et al. (2013), S.560f. 57 Vgl. Kotzab, H., Vahrenkamp, R. (2012), S.149.


nung mit Hilfe telemetrischer Systeme zu unterstützen. Die praktizierte Methode der Ver-

folgung basiert gewöhnlich auf einem GPS-Empfänger und einer Sendeeinheit wie

einem Funkgerät, einem GSM basierenden Sender oder einem Satellitenkommunika-

tionsnetzwerk. Der Standort des Fahrzeugs wird mithilfe des GPS kontinuierlich be-

stimmt und periodisch über die Sendeeinheit an den Empfänger übertragen. Die über-

tragenen Daten beinhalten Position und Geschwindigkeit des Fahrzeugs und lassen da-

mit auch Rückschlüsse auf die geschätzte Restdauer der Tour zu. Ebenfalls lassen sich

die Container selber mit einem AVL System versehen, wobei die Energieversorgung

durch Batterien gewährleistet wird. Die Ladung der Batterie ist dabei für einen Betrieb

von etwa drei Monaten konzipiert, bevor eine Wiederaufladung erforderlich wird. Die in

der Praxis gängigste Methode ist die sogenannte Kopplung. Hier wird die informations-

technische Kopplung von Container mit dem Frachtträger durchgeführt, wobei der

Frachtträger unter Verwendung der AVL Methode verfolgt wird. Gleichzeitig werden In-

formationen über den Container übermittelt. Der Vorteil des AVL Systems liegt in der

Unabhängigkeit von festen Infrastrukturen wie die bei der AVI und AEI benötigten, fest

installierten Sensoren. Somit ist diese Methode besonders geeignet für Gebiete, die nicht

durch Sensornetzwerke erschlossen sind oder erschlossen werden können sowie die

hier betrachteten Seewege. Zusätzlich kann bei der Routenführung direkt eingegriffen

werden, um Hindernisse wie etwas ein erhöhtes Verkehrsaufkommen zu vermeiden und

somit Routen zu optimieren. Der Nachteil des Systems liegt in den Kosten. Jede zu ver-

folgende Einheit benötigt ein GPS-Empfänger sowie eine Sendeeinheit. Diese Systeme

besitzen nur eine begrenzte Sendereichweite und benötigen mit steigender Distanz

mehr Energie. Dadurch ist eine durchgängige T&T Funktion eines Containers auf dem

Überseeweg nicht möglich, sondern wäre nur durch Kopplung des Containers mit dem

jeweiligen Frachtträger zu realisieren.58

3.2 Mögliche Methode der Verfolgung

Der weltweite Transport von Waren wird, abgesehen von Schüttgütern oder Flüssigkei-

ten, seit dessen Einführung in den 1960er Jahren vorwiegend mit dem ISO-Container

durchgeführt. Der Container prägt das Erscheinungsbild der Seetransporte und See-

häfen. Aktuell werden mehr als 90 Prozent der global bewegten Güter in ISO-Containern

transportiert. Jeder dieser Container wird mithilfe von Transportmitteln wie beispiels-

weise Lastkraftwagen, Schiffen oder Zügen bewegt. Insbesondere in der maritimen Con-

tainerlogistik ist, neben dem per Schiff durchgeführten Hauptlauf, das Transportmittel

58 Vgl. Fontaine, M. (2009), S.22f; Ogaja, C. (2011), S.125f.


des Vor- und Nachlaufs relevant. In der Regel erfolgt der Transport in das Hinterland von

und zu den Umschlaghäfen mit Frachtträgern, die Container transportieren können. Die

Ladung verbleibt stets in dem Container und dieser wird über verschiedene Frachtträger

zu dem Zielort transportiert. Damit sind die Voraussetzungen einer intermodalen Trans-

portkette erfüllt. Diese Intermodalität macht es sinnvoll, einen Container mit einer T&T

Anwendung zu versehen und über den gesamten Transportweg zu verfolgen. Die Mög-

lichkeit der detaillierten Überwachung auf dem Transportweg, und somit das Schaffen

einer Transparenz der Warenströme, wird mit steigender Kapazität der Containerschiffe

immer notwendiger. Die Infrastruktur des Hinterlandverkehres ist gewissen Restriktionen

unterworfen wie etwa der Kapazität der Autobahnen, der maximalen Größe eines Bin-

nenschiffs in Bezug auf die Fähigkeit Kanäle zu durchfahren oder der maximalen Menge

und Länge von Güterzügen. Gerade aber die Containerschifffahrt bietet noch Möglich-

keiten zur Steigerung der Effizienz, das heißt der Kosten-Nutzen-Relation. Es werden

stets größere Containerschiffe entwickelt, die mehr TEU transportieren können. Die der-

zeit größten Containerschiffe transportieren mit 18.000 TEU immerhin so viele Container

wie 9.000 LKW. Ohne Zwischenabstand hintereinander gereiht ergäbe dies eine LKW-

Schlange von 150 km bis 170 km. Jedoch können die größten Schiffe immer weniger

Seehäfen ansteuern, da nur wenige Häfen die benötigte Tiefe der Hafenbecken bieten

und gleichzeitig die Möglichkeit besitzen, die stoßweise anlandenden Containermassen

zu bewältigen und durch den Hinterlandverkehr abtransportieren zu lassen. Dieser

Trend der Containerisierung erfordert eine exakte Planung und Transparenz durch die

Einbindung von IT-Hilfsmitteln, welche durch technische Probleme bei der Implementie-

rung erschwert wird. Es werden für die Schaffung einer Transparenz in der Containerlo-

gistik neue und standardisierte Methoden des T&T benötigt.59

Eine mögliche Methode, mit dessen Hilfe das ganzheitliche T&T realisiert werden kann,

basiert auf der Implementierung von Schwarmtechnologie wie der ZigBee-Technik. Hier-

mit kann die Verfolgung einer Sendung von dem Versender bis zu dem Empfänger in

Echtzeit erfolgen. Die Herausforderung bei der Schaffung einer Transparenz, speziell im

Containertransport per Seeschiff, ist die IT-Erfassung der einzelnen Container, die eng

gestaffelt auf dem Schiff verladen werden. Wie aus Abbildung 5 ersichtlich wird, verbleibt

zwischen den Containern wenig Raum für die Funkübertragungen, die wie beschrieben

metall- und wetterempfindlich reagieren. Die aus Metall bestehenden Container dämpfen

die Übertragung von Funksignalen über längere Strecken.60

59 Vgl. Bogatu, C. (2008), S.88f; McNicholas, M. (2008), S.34f; Schönknecht, A. (2009), S.1-3. 60 Vgl. Schreiner, R. (2012), S.149.


Abbildung 5: Dimensionen von Containerschiffen

Quelle: in Anlehnung an Schönknecht, A. (2009), S.5.

Die Übertragung der gesammelten Telemetriedaten zu einer Station auf dem Festland

stellt ebenfalls ein zu überwindendes Problem dar. Direkte Funkverbindungen sind auf

See nur mit Kurzwellenfunk zu erreichen. Diese Übertragungsart ist zu störungsanfällig,

um verlässliche Übertragungen zu gewährleisten, und die Übertragungsrate zu gering,

um Telemetriedaten zu übertragen.61

Es existieren etwa 30 Varianten des ISO-Containers, die unterschiedliche Ladungen fas-

sen können und verschiedene Abmessungen besitzen. Die für die Containerschifffahrt

relevanten Container sind der TEU Container und der FEU Container, der die Abmes-

sung von zwei TEU Containern einnimmt. Diese Container werden in den Rumpf eines

Containerschiffs in Schächte eingelassen und ebenfalls auf dem Deck gestapelt, um eine

61 Vgl. Dembowski, K. (2007), S.379.


maximale Auslastung der Schiffskapazität zu erreichen. Übertragungstechnik und Si-

cherheitseinrichtungen wie Funkmodule sind an der Tür des Containers installiert. Es

bleibt somit jeweils nur ein geringer Abstand zu dem nächsten Container, der für eine

Funkübertragung ausreichen muss.62

Die Implementierung einer T&T Anwendung auf Basis der einzelnen Container erfordert

eine eindeutige Kennzeichnung der Container. Im simpelsten Fall wird dieser beim Ver-

laden mit den Kenndaten des Verkehrsträgers wie etwa dem Schiff gekoppelt. Ist die

Position des Schiffes bekannt, kann auch der Container geortet werden. Dies bedingt

eine Erfassung jedes Containers bei der Verladung auf einen Transportträger. Im kom-

binierten Verkehr wäre dies mit einem sehr hohen bürokratischen Aufwand verbunden.

Praktikabler ist ein T&T mithilfe eines telemetrischen Systems. Dies wird durch T&T Mo-

dule ermöglicht, die an den Containern angebrachten werden und für eine Verfolgung

stets erreichbar sein müssen. Um diese Erreichbarkeit zu realisieren, bietet ZigBee eine

Möglichkeit, das Problem der Funkstörungen durch die eng gestapelten Container auf

Schiffen zu lösen. Aufgrund der Robustheit der ZigBee-Module sind diese fähig, den

oftmals rauen und wechselhaften Umgebungen standzuhalten, denen die Container

während des Transports ausgesetzt sind. Grundlegend für die Nutzung eines Systems

zur Verfolgung von Sendungen wie auf Basis von ZigBee ist die Möglichkeit der interna-

tionalen Verwendbarkeit. Neuere ZigBee-Protokolle besitzen die Möglichkeit, die Fre-

quenz je nach Position zu wechseln, doch ist die Nutzung des international lizenzfreien

Frequenzbandes von 2,4 GHz aufgrund der technischen Realisierbarkeit zu empfehlen.

Dieses Frequenzband besitzt wegen der weltweiten Anwendung eine hohen Verbrei-

tungs- sowie Nutzungsgrad und unterliegt trotz der 16 Übertragungskanäle, vielen Stör-

quellen die ebenfalls auf einer Frequenz von 2,4 GHz arbeiten. In dem Bereich des T&T

sind diese Störquellen jedoch zu vernachlässigen aufgrund der Tatsache, dass Trans-

portwege - insbesondere in der Schifffahrt - durch gering besiedelte Gebiete führen, in

denen nur wenige Funkquellen existieren.63

Die Reichweite der ZigBee-Module erstreckt sich von etwa 10 m in schwierigen Umge-

bungen bis zu 100 m bei barrierefreien Übertragungsstrecken mit einer für ZigBee-Mo-

dule typische Standardantenne. Durch die Nutzung einer externen Antenne oder einer

in den Container integrierten Antenne kann die Signalausbreitung sowie die Empfangs-

stärke der Module bei Bedarf verbessert werden. Dabei müssen keine grundsätzlichen

Änderungen an den Betriebseigenschaften des ZigBee-Moduls vorgenommen werden,

62 Vgl. Hildebrand, W. (2009), S.20-22. 63 Vgl. Werner, M. (2006), S.6; Barnes, R. et al. (2013), S.560f; docs.zigbee.org (2012), 24. Mär. 2014.


wie beispielsweise an der Sendestärke und dem daraus resultierenden Energiever-

brauch. Das Konzept der geringen Datenraten sowie dem geringen Energieverbrauch

ist die Basis für die mobile Anwendung über lange Zeiträume wie das T&T eines Contai-

ners bei einem Überseetransport und dessen Vor- und Nachlauf. Ermöglicht wird das

Konzept durch das Energiemanagement des ZigBee-Protokolls. Im Speziellen zu nen-

nen ist der Sendemodus, die Übertragungsdauer und das Übertragungsintervall. Das

ZigBee-Protokoll bietet grundsätzlich zwei nicht synchronisierte Datenübertragungen

und zwei synchronisierte. Nicht synchronisierte Übertragungen sind das periodische

Senden von Daten, das sogenannte Heartbeat, sowie eine zeitunabhängige Datenüber-

tragung. Die synchronisierten Datenübertragungen bestehen aus der Übertragung, ba-

sierend auf dem Beacon-Enabled Modus, und der Datenübertragung in garantierten

Zeitschlitzen. Die Funktionsweise der periodischen Datenübertragung stützt sich auf

einen voreingestellten Takt in dem mobilen ZigBee-Modul. Jedes Modul überträgt seine

Daten in einem festen, von anderen Modulen unabhängigen Intervall. Aufgrund dieser

Unabhängigkeit müssen die ZigBee-Router stets aktiv und somit mit einer festen Ener-

giequelle verbunden sein. Die zeitunabhängige Datenübertragung erfolgt ohne festen

zeitlichen Rahmen, genau dann, wenn das Modul etwas zu übertragen hat. In diesem

Modus ist ebenfalls, aufgrund der ständigen Empfangsbereitschaft, kein Batteriebetrieb

der Router möglich. In dem Beacon-Enabled Modus wird das gesamte Netzwerk syn-

chronisiert, indem der ZigBee-Koordinator ein Synchronisationssignal sendet und damit

den nächsten Aktivierungszeitpunkt für die Netzwerkknoten vorgibt. Alle Knotenpunkte

aktivieren sich gleichzeitig, übertragen die gesammelten Daten und gehen wieder in den

Stromsparmodus. Dies ermöglicht einen Batteriebetrieb der Router. Bei der Datenüber-

tragung mit garantierten Zeitschlitzen setzt der Koordinator für jeden Teilnehmer in dem

Netzwerk einen festen Übertragungszeitraum, in dem die Daten übertragen werden.

Diese Synchronisation ermöglicht ebenfalls einen Batteriebetrieb der Router, da die Sen-

dezeiten koordiniert werden und somit Energie gespart wird.64

In Hinsicht auf eine mobile T&T Funktion der ZigBee-Module sind die nicht synchroni-

sierten Datenübertragungen aufgrund des hohen Energiebedarfs ungeeignet. Ebenfalls

ungeeignet ist die Übertragung in garantierten Zeitschlitzen, da die Implementierung

einen hohen Aufwand birgt und eine garantierte Übertragung aufgrund von Störquellen

sowie technischen Barrieren nicht gewährleistet werden kann. Einzig der Beacon-Ena-

bled Modus bietet die Voraussetzung, ein mobiles T&T Netzwerk im Batteriebetrieb zu

realisieren. Die Lebensdauer der Batterien des ZigBee-Moduls ist abhängig von dem

64 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.77-79; docs.zigbee.org (2012), 24. Mär. 2014.


Sendeintervall des Moduls. Die in dem Beacon-Enabled Modus vorgesehene Sendezeit

beträgt zwischen 15,36 ms und 251,66 s, wobei für die Übertragung durchschnittlich

etwa 30 ms benötigt werden. Als Energiequelle dienen zwei Mignon Batterien mit einer

elektrischen Ladung von 1.625 Milliamperestunden. Diese wurden bei einem Sende-

intervall von 18 ms auf eine Energieversorgungsdauer von sieben Jahren erfolgreich

getestet, welches gleichzeitig die durchschnittliche Lebensdauer dieser Batterien ist. Be-

züglich der Verfolgung einer Sendung und einer gleichzeitigen Aufzeichnung der zurück-

gelegten Strecke wäre eine grobmaschige Abfrage ausreichend. Damit kann das Abfra-

geintervall vergrößert werden, um die Datenraten gering zu halten.65

Ein einzelnes ZigBee-Netzwerk kann technisch bis zu 65.000 Netzwerkknoten umfas-

sen, bestehend aus Endknoten und Routern sowie einem Koordinator. Die Kapazität

eines Netzwerks ist daher absolut ausreichend, um eine einfache Erfassung jedes Con-

tainers auf einem Containerschiff der neusten Bauart durchzuführen. Der Betrieb eines

ZigBee-Netzwerks auf einem Containerschiff benötigt als Basis einen fest in dem Schiff

installierten Koordinator, der als FFD über eine stetige Energieversorgung verfügt, um

dauerhaft Signale empfangen und das Beaconsignal senden zu können. Sinnvoll für eine

optimale Empfangs- und Sendeabdeckung über das gesamte Schiff ist es, weitere Rou-

ter an strategisch günstigen Positionen zu installieren und somit auch bei erschwerten

Bedingungen, wie den Funk beeinträchtigende Wetterlagen, den Signalempfang zu er-

möglichen. Die Realisierung eines T&T benötigt die Implementierung eines FFD ZigBee-

Moduls an dem zu verfolgenden Container, der durch den Beacon-Enabled Modus mit

Batterieversorgung betrieben werden kann und somit autark von externen Quellen ist.

Der Nachteil dieses Systems liegt in der benötigten Menge an FFD, um eine Weiterlei-

tung der Daten zu gewährleisten. Daher müsste mindestens jeder zweite Container auf

einem Schiff mit einem ZigBee-Modul ausgestattet sein.66

Neben der reinen T&T Funktion bietet die Implementierung von weiteren ZigBee-RFD-

Modulen innerhalb eines Containers einen erweiterten Nutzen: Diese können ebenfalls

mit Batterieversorgung betrieben werden und die Daten an den FFD des Containers

senden. Jedes zusätzliche RFD-Modul kann mit einem beliebigen Sensor ausgestattet

werden. Es können stetig Daten etwa über Ausgasungen, Temperaturänderungen,

Stöße oder das Öffnen der Containertür übertragen werden. Somit kann eine beliebige

Überwachung des Containerinhalts als Zusatznutzen realisiert werden. Gleichwohl muss

65 Vgl. Kupris, G., Sikora, A. (2007), S.78f; ebenda, S.117. 66 Vgl. Gratton, D. (2007), S.169f; Huang, J. et al. (2012), 99f.


dabei berücksichtigt werden, dass je nach Ausrichtung und Anforderungen die Daten-

menge steigt. Der Aufbau eines ZigBee-Netzwerks auf einem Schiff wird in Abbildung 6

beispielhaft skizziert.67

Abbildung 6: Möglicher Aufbau eines ZigBee-Netzwerkes auf einem Schiff

Quelle: In Anlehnung an upload.wikimedia.org (2011), 28. Mär. 2014.

Der Aufbau des Netzwerks weist eine Netztopologie auf und ist nicht streng hierarchisch.

Jeder Netzwerkknoten überträgt seine Daten an den nächsten erreichbaren Knoten, der

die Daten bündelt und weiterleitet. Somit erreichen die Daten aller Netzwerkteilnehmer

den Netzwerk-Koordinator, der die gesamten Daten speichert und für ein weiteres Vor-

gehen verwaltet. Besonders vorteilhaft ist die Vermeidung einer doppelten Erfassung,

da die ZigBee-Technologie diese ausschließt.68

Die Daten, die innerhalb des ZigBee-Netzwerks verschickt werden, bestehen nur aus

wenigen Zeichen, um das Datenaufkommen gering zu halten. Grundsätzlich wird nur der

eindeutige Identifikationscode des Containers übertragen, der aus dem 18-stelligen Se-

rial Shipping Container Code (SSCC) besteht und eine Versandeinheit eindeutig identi-

fiziert. Zusätzlich kann der Status von Sensoren übertragen werden. Diese Daten geben

67 Vgl. Barnes, R. et al. (2013), S.558-560. 68 Vgl. Gratton, D. (2007), S.169f.


an, ob der aktuelle Sensorwert von der vorgegebenen Wertespanne abweicht. Es wird

zur Minimierung der Datenlast nur der Status übertragen und keine Werte selber. Der

Status umfasst nur ein Zeichen, eine Eins oder eine Null. Zusammen mit der Identifika-

tionsnummer des Sensors werden weniger als zehn Zeichen übertragen. Bei einer An-

zahl von drei Sensoren pro Container beträgt die Menge der zu übertragenden Informa-

tion etwa 50 Zeichen. Ein Zeichen im American Standard Code for Information Inter-

change (ASCII) besteht aus 8 bit und somit beträgt die zu sendende Datenmenge pro

Container etwa 400 bit pro Sendezyklus. Der Zyklus ist dabei frei wählbar und wird nur

durch die minimale Übertragungsdauer beschränkt. Resultierend aus diesen Werten

würde bei einem Containerschiff mit 18.000 TEU Ladung eine maximale Informations-

datenmenge von 7.200 kb pro gewähltem Zyklusdurchlauf anfallen was etwa 0,859 MB

entspricht.69

Innerhalb des Netzwerks werden die Daten mit einer Geschwindigkeit von etwa 250 kb/s

übertragen. Die Datenübertragung wird durch Koordination zwischen den Knotenpunk-

ten vor der Übertragung sichergestellt und nach der Übertragung bestätigt. Das System

verfügt über die Möglichkeit des Reroutings, wenn eine direkte Übertragungsstrecke zu

dem Koordinator nicht möglich ist. Die Übertragungen selber werden verschlüsselt und

mit Sicherheitsschlüsselabfragen auf Manipulationen überprüft. Im Falle eines unbefug-

ten Zugriffs meldet sich der betroffene Knoten aus dem Netzwerk ab und baut erneut

eine autorisierte Verbindung auf. Somit wird eine fehlerfreie Übertragung gewährleistet

und Eingriffe durch Dritte verhindert.70

Die Kosten einer Implementierung von ZigBee werden auf etwa 30 Euro pro ZigBee-

Modul inklusiv Energiequelle beziffert. 800 Euro fallen für ein auf dem Schiff installiertes

Gateway zur DFÜ an. 600 Euro kostet die generelle Installation inklusive Software nach

dem Stand von 2011. Weitere Kosten von 200 Euro jährlich werden für die Wartung der

ZigBee-Module pro Container veranschlagt sowie 0,02 Euro für die Entsorgung der Bat-

terien pro ZigBee-Modul.71

Das an dem ZigBee-Koordinator angeschlossene Gateway dient als Datenverarbei-

tungs- und Übertragungsschnittstelle. Diese Schnittstelle kann wahlweise mit einem

GPS-Empfänger verbunden werden oder die GPS-Daten von der schiffseigenen GPS-

Anlage empfangen oder mithilfe der Satelliten bei der DFÜ bestimmt werden. Ein sepa-

rater GPS-Empfänger für das Gateway, der zur Anwendung in einem maritimen Bereich

69 Vgl. Gumm, H., Sommer, M. (2013), S.13; Zsifkovits, H. (2013), S.293. 70 Vgl. Gislason, D. (2008), S.11; Stapko, T. (2008), S.124f. 71 Vgl. Jabbari, A. et al. (2011), S.690; reichelt.de (2014), 06. Feb. 2014; grs-batterien.de (2014), 14. Apr.

2014.


geeignet ist, würde bei einer nachträglichen Implementierung Anschaffungskosten von

169 Euro pro Schiff generieren.72

Die letztendliche Übertragung der gesammelten Daten zu einer Daten verwertenden

Empfangsstelle an Land erfolgt per Satellitenfunk, da aufgrund der fehlenden Infrastruk-

tur auf See Datenübertragungen wie beispielsweise mit GSM gestützten Systemen nicht

möglich sind. In dem Bereich der maritimen Satellitenkommunikation sind zwei Unter-

nehmen mit unterschiedlichen Systemen die Hauptanbieter, die Inmarsat Global Limited

und die Iridium Communications Incorporated. Das Inmarsat System basiert, wie im Ka-

pitel 2 dargelegt, auf Satelliten, die in einem GEO operieren und mit vier stets aktiven

Satelliten eine weltweite Netzabdeckung bieten, ausgenommen der Pole. Ein Transcei-

ver, der die DFÜ, von einem Schiff ausgehend, realisieren kann, ist der BGAN fähige

Sailor 500 FleetBroadband, der eine Übertragungsgeschwindigkeit von bis zu 432 kb/s

bietet und umgerechnet, bei einem aktuellen Dollar zu Eurokurs von 0,7255 Euro,

10.806,32 Euro kostet. Der BGAN Super-Level Allowance Plan, der die benötigten

Datenmengen umfasst, kostet monatlich 4.243,45 Euro fix zuzüglich einer einmaligen

Anmeldegebühr von 29,02 Euro. Die variablen Kosten betragen 2,89 Euro pro übertra-

genen MB.73

Alternativ zu nennen ist - wie im Kapitel 2 beschrieben - das Iridium System, welches mit

66 aktiven Satelliten eine weltweite Netzabdeckung inklusiv der Pole, bietet. Ein Iridium

Transceiver, der sich für maritime Anwendungen eignet, ist der Iridium Pilot mit einem

Anschaffungspreis von 3.333,67 Euro und einer Übertragungsgeschwindigkeit von

134 kb/s. Das Iridium Pilot Paket ist ein Komplettpaket, bei dem eine einmalige Anmel-

degebühr von 21,73 Euro anfällt. Weiterhin belaufen sich die fixen Servicekosten auf

1.341,45 Euro monatlich und beinhalten für jeden Monat 250 MB freie Übertragungska-

pazität. Übertragungen außerhalb des Plans, die 250 MB übersteigen, kosten 5,38 Euro

je übertragenen MB.74

72 Vgl. gps24.de (2014), 28. Mär. 2014. 73 Vgl. finanzen.net (2014), 31. Mär. 2014; globalcomsatphone.com (2014a), 31. Mär. 2014; globalcom-

satphone.com (2014b), 31. Mär. 2014. 74 Vgl. groundcontrol.com (2014), 29. März. 2014.


4 Betriebswirtschaftliche Auswertung

4.1 Analysemittel

4.1.1 Eingrenzung der zu betrachtenden Analysemittel

Betriebswirtschaftliche Analysemittel werden in zwei Kategorien unterteilt. Die erste Ka-

tegorie basiert auf Daten, die quantitativ messbar sind. Sie ist ein Bestandteil des ope-

rativen Controllings mit spezifischen Kennzahlen wie Kosten, Entfernungen und Zeiten.

Die zweite Kategorie ist die Analyse von qualitativen Merkmalen. Behandelt werden da-

bei Merkmale, die nicht oder nur schwer in Zahlen zu fassen sind, wie beispielsweise die

Kundenzufriedenheit oder qualitative Produkteigenschaften. Diese Kategorie fällt in den

strategischen Planungsbereich des Controllings.75

Aufgrund der großen Anzahl an nutzungszweckbasierten Analysemethoden wird eine

Vorauswahl der zu betrachtenden Methoden getroffen. Relevant für die Analyse sind

Mittel, die in den operativen und strategischen Planungsbereich einer Unternehmung

fallen und sich mit qualitativen und quantitativen Aspekten beschäftigen. Zusätzlich ba-

siert die getroffene Auswahl auf den häufig in der Literatur behandelten und eingesetzten

Mitteln sowie auf den im betriebswirtschaftlichen Hochschulstudium behandelten Analy-

semethoden. Die folgende Auswahl wird detailliert betrachtet und auf die Anwendbarkeit

im Hinblick auf die im Praxisteil erarbeiteten Daten geprüft. 76

Die gewählten quantitativen Methoden, die genauer auf ihre Eigenschaften untersucht

werden, sind die ABC-Analyse, die Break-Even Analyse, die Deckungsbeitragsrech-

nung, das Lifecycle Costing (LCC) sowie das Total Cost of Ownership (TCO) einschließ-

lich des Total Benefit of Ownership (TBO). Die zur Untersuchung gewählten qualitativen

Methoden sind die Five Forces Branchenstrukturanalyse, die Nutzwertanalyse, die So-

cial, Technological, Economical und Political Analyse (STEP) und die Strenght, Weak-

nesses, Opportunities und Threats Analyse (SWOT).77

4.1.2 Analysemethoden quantitativer Daten

Die ABC-Analyse ist ein betriebswirtschaftliches Verfahren. Sie fällt in den Bereich der

operativen Planung. Das Verfahren dient der Analyse von Objektmengen im Bezug zu

75 Vgl. Buchholz, L. (2009), S.37f. 76 Vgl. Ortelbach, B. (2007), S.134-136. 77 Vgl. Barklage, D. et al. (2010), S.85; Daum, A. et al. (2010), S.64; Disselkamp, M., Schüller, R. (2004),

S.44; Graumann, M. (2005), S.9; Hirsch, B. et al. (2008), S.248; Hoch, G. (2003), S.56; Renninger, W. (2010), S.211; Zydorek, C. (2006), S.69.


der Wertstellung. Es wird angewendet, um komplexe Prozesse zu vereinfachen und ba-

siert auf der Sortierung sowie Einteilung von Wertepaaren. Anzuwenden ist es auf Wert-

paare wie beispielsweise Kunden und ihr anteiliger Umsatzwert, Lagerbestandsarten

und deren jeweiliger Anschaffungswert oder Herstellungsprozesse und die jeweilige Pro-

zessdauer. Das Prinzip der Analyse ist die Einteilung von Objekten in die Kategorien A,

B und C. Objekte der Kategorie A sind dabei in der Regel Objekte mit dem größten

Wertanteil von etwa 80 % des Gesamtwerts. Die Kategorie B beinhaltet etwa 15 % des

Gesamtwerts und die Kategorie C den verbleibenden Rest von etwa 5 %. Das Ziel der

Analyse ist es, die höchsten Umsatzbringer, Kostenanteile oder Zeitnutzer in einem Pro-

zess zu Identifizieren. Nach Möglichkeit wird darauf basierend dieser Prozess optimiert,

indem Bestandteile der C-Kategorie reduziert oder vollständig neutralisiert werden und

nach Möglichkeit Bestandteile der A-Kategorie ausgebaut und gepflegt werden.78

Die Vorteile dieses Systems liegen in der einfachen Handhabung sowie der Anwendbar-

keit auf verschiedene Untersuchungsgegenstände, die dabei auch einen nicht-betriebs-

wirtschaftlichen Hintergrund haben können. Durch die Methode der Reduktion auf die

wesentlichen zu betrachtenden Faktoren lassen sich auch komplexe Probleme analysie-

ren. Das Ergebnis ist eine übersichtliche Strukturierung, die sich auch grafisch darstellen

lässt.79

Der Nachteil dieser Analysemethode liegt in der groben Klassifizierung in drei Katego-

rien. Eine Erweiterung der Methode um weitere Kategorien ist dabei auf Kosten der ein-

fachen Anwendbarkeit möglich. Die Analyse ermöglicht die Untersuchung jeweils nur

eines Kriteriums und umfasst dabei ausschließlich quantitative Faktoren. Qualitative

Merkmale sind mit dieser Methode nicht zu analysieren, da der Analyse nur numerische

Daten zugrunde liegen. Die ABC-Analyse ist eine statische IST-Analyse, dessen Ergeb-

nis dazu dient, weitergehende Strategien für die untersuchten Faktoren zu entwickeln.80

Die Break-even Analyse, auch als Gewinnschwelle oder Nutzenschwelle bekannt, ist ein

betriebswirtschaftliches Mittel, welches in den Bereich der operativen Planung fällt.

Durch die Analysemethode wird der Break-even Punkt bestimmt, in dem die Kosten und

Gewinne einer Unternehmung gleich sind. Unterhalb des Break-even Punkts generiert

eine Unternehmung Verluste, wogegen oberhalb des Punkts Gewinne erwirtschaftet

werden. Die Break-even Methode kann auf eine Unternehmung sowie auf mehrere

78 Vgl. Voigt, K. (2008), S.204-208; Bremer, P., Brüggemann, H. (2012), S.21. 79 Vgl. Daum, A. et al. (2010), S.248. 80 Vgl. Bleiber, R. (2007), S.109f.


Unternehmungen gleichzeitig angewandt werden. Die Anwendung der Break-even Ana-

lyse erfordert das Vorliegen einer Gliederung der Kosten in variable und fixe Kostenan-

teile. Im Fall der Ermittlung der Gewinnschwelle wird ebenfalls der Deckungsbeitrag be-

nötigt, um den Break-even Punkt zu bestimmen. Die Berechnung erfolgt, indem die Kos-

ten, Gewinne oder Alternativen direkt gegenübergestellt werden. Sie kann mathematisch

sowie grafisch durchgeführt werden. Das Ziel der Break-even Methode ist die Analyse

von Kostenstrukturen, um Absatzmengen bestimmen zu können. Darauf basierend las-

sen sich Preise sowie Spielräume ermitteln, um wettbewerbsfähig zu bleiben und Ge-

winne zu erwirtschaften. Eine weitere Funktion der Break-even Methode ist die Analyse

von Alternativen in der Unternehmensplanungsphase zur Eruierung des optimalen An-

gebots.81

Die Vorteile der Break-even Analyse liegen in der relativ einfachen Durchführbarkeit der

Methode sowie der Möglichkeit, Alternativen mit wenigen Ressourcen zu analysieren.

Die Methode ist in der Praxis beliebt, da durch die Anwendung eine Transparenz der

Kostenstruktur und Gewinnschwelle bei Unternehmungen geschaffen wird. Die kriti-

schen Mindestwerte werden somit ersichtlich. Weiterhin kann die Analyse sowohl

grafisch als auch mathematisch durchgeführt werden.82

Nachteilig ist der geschaffene lineare Funktionsverlauf, der oftmals nicht die Praxis wi-

derspiegelt. Es werden statische Daten für die Break-even Methode verwendet die den

aktuellen Stand des Markts aufzeigen und keine Entwicklung berücksichtigen können.

Die Ausgangsdaten müssen für die Analyse aufbereitet werden, da die exakte Trennung

von fixen und variablen Werten oftmals nicht direkt ersichtlich ist. Das führt insbesondere

bei Mehrproduktanalysen zu verlängerten Vorbereitungszeiten.83

Die Deckungsbeitragsrechnung ist eine Methode zur Ermittlung der Deckungsbeiträge

von Unternehmungen. Sie fällt in den Bereich der operativen Planung. Der Deckungs-

beitrag ist der Betrag, der zur Deckung der Fixkosten einer Unternehmung zu Verfügung

steht. Er ergibt sich aus der Differenz zwischen den erwirtschafteten Umsätzen und den

variablen Kosten. Übersteigt der Deckungsbetrag die Fixkosten, so erzielt eine Unter-

nehmung Gewinn. Übersteigen die Fixkosten den Deckungsbeitrag, werden Verluste er-

zielt. Unterteilt wird das Verfahren zur Ermittlung des Deckungsbeitrags in die einstufige

und die mehrstufige Deckungsbeitragsrechnung. In dem einstufigen Verfahren werden

im ersten Schritt die gesamten Deckungsbeträge ermittelt und anschließend von den

81 Vgl. Domschke, W., Scholl, A. (2006), S.196f; Bruhn, M. (2010), S177f; Pufahl, M. (2010), S.182-186. 82 Vgl. Vollmuth, H. (2006), S.29f. 83 Vgl. Schön, D. (2012), S.71f.


gesamten Fixkosten abgezogen. In dem mehrstufigen Verfahren wird versucht, mehr

Transparenz in dem Bereich der Kostenrechnung zu schaffen, indem die Fixkosten nach

Möglichkeit dem Verursacher zugeordnet werden. Das Ziel der Deckungsbeitragsrech-

nung ist es, die Kostenstruktur einer Unternehmung zu analysieren und Gewinnspannen

aufzuzeigen.84

Die Vorteile der Deckungsbeitragsrechnung liegen in der einfachen und schnellen Mög-

lichkeit, das Betriebsergebnis zu kalkulieren. Gegenüber der Vollkostenrechnung, die

eine Unterteilung in Einzel- und Gemeinkosten vorsieht, ermöglicht der Deckungsbeitrag

auf kurze Sicht hin eine exaktere Analyse der Kostenstruktur. Die gesamte Analyse

orientiert sich an dem Umsatz und dem Erhalt der Rentabilität. Aufgrund dieser Eigen-

schaften ist die Rechnung besonders geeignet, Verkaufsaktivitäten in Bezug auf Mengen

sowie Preise zu planen und zu überwachen.85

Die Nachteile der Deckungsbeitragsrechnung liegen in der Ungenauigkeit des De-

ckungsbeitrags. Dieser entsteht durch die Verwendung von Normalkosten oder Verrech-

nungssätzen, da durch schwankende Realkosten keine langfristig korrekten Werte ver-

wendet werden können. Die Analyse der Fixkosten ist zudem oftmals durch fehlende

Differenzierungsmöglichkeiten nicht möglich und es ist keine mehrstufige Deckungsbei-

tragsanalyse möglich. Die eindeutige Trennung von variablen und fixen Kosten ist wie

im Fall der Break-even Analyse nicht immer möglich. Variable Kosten sind nur in einem

proportionalen Verlauf darstellbar, da beispielsweise Skaleneffekte oder Kapazitätsgren-

zen nicht berücksichtigt werden. Die einzige auf die Kosten anzuwendende Einfluss-

größe ist die Menge. Somit sind die Möglichkeiten der Deckungsbeitragsrechnung ein-

geschränkt.86

Die TCO-Analyse ist eine Methode zur Ermittlung von anfallenden Kosten in einer Unter-

nehmung. Sie ist Bestandteil der strategischen Planung und wurde ursprünglich für den

IT-Bereich entwickelt. Die Kostenrechnung umfasst neben den Anschaffungskosten die

Analyse aller Kostenaspekte wie Betriebskosten, Wartungskosten oder Reparaturkos-

ten, die im späteren Nutzungsverlauf auftreten können. Unterschieden werden die Kos-

ten für die Analyse in direkte und indirekte Kosten. Direkte Kosten sind Kosten, die vor

und nach der Anschaffung messbar sind. Typische direkte Kosten sind Anschaffungs-

kosten oder Schulungskosten für Anwender. Indirekte Kosten entstehen durch unpro-

84 Vgl. Kaesler, C. (2007), S.120-124; Alt, N., Fronek, A. (2010), S.66-69. 85 Vgl. Pepels, W. (2007), S.68; Wöltje, J. (2012), S.264. 86 Vgl. Pepels, W. (2007), S.69.


duktive Nutzung und sind nicht planbar. Beispiele für indirekte Kosten sind Systemaus-

fälle bei technischen Objekten sowie Arbeitsausfälle durch Schulungsmaßnahmen oder

Hilfsmaßnahmen für Kollegen. Ziel der Analyse ist es, versteckte Kostentreiber vor einer

Investition zu identifizieren.87

Die Vorteile dieser Methode liegen in der klaren Strukturierung der unterschiedlichen

Kosten sowie der vollständigen Berücksichtigung von Produkteigenschaften, die über

die Kosten hinausreichen. Die TCO-Analyse dient aufgrund der Kostenaufschlüsselung

als Basis für weitergehende Berechnungen wie beispielsweise dem Return of Invest-

ment. Sie bietet durch die hohe Kostentransparenz die Möglichkeit der Kostenreduk-

tion.88

Nachteilig an der TCO-Analyse ist die reine Kostenorientierung sowie die nicht betrach-

teten Nutzenaspekte. Dies macht ein umfassendes Wirtschaftskonzept auf Basis der

Methode unmöglich. Des Weiteren ist die TCO-Analyse eine statische Rechnung, die

keine Zahlungszeitpunkte der Kosten berücksichtigt.89

Eine Weiterentwicklung des TCO ist die TBO-Analyse. Durch deren Anwendung wird der

Gesamtnutzen einer Investition über die komplette Lebensdauer des Produkts ermittelt.

Neben den Kosten werden der Nutzen sowie die erbrachten Leistungen wie Erlöse und

Kosteneinsparungen berücksichtigt. Dies ermöglicht eine realitätsnahe Analyse der

wahrscheinlichen Gesamtkosten. Die Ermittlung des TBO erfordert die Quantifizierung

des Nutzens, der oftmals schwer oder nicht messbar ist. Somit ist die TBO-Analyse vage

und kann keine exakten Daten über eine zukünftige Unternehmung liefern sondern nur

eine Unterstützung zur Entscheidungsfindung bieten.90

Das LCC ist eine Analyse der anfallenden Kosten einer Unternehmung über die gesamte

Lebenszeit. Sie fällt damit in den Bereich der strategischen Planung. Der Analyse liegen

ausschließlich quantitativ messbare Kosten zugrunde. Ein Nutzen oder Erlöse werden

nicht berücksichtigt. Die Betrachtung des Lebenszyklus kann aus zwei Perspektiven

durchgeführt werden, aus Sicht des Produzenten und aus Sicht des Kunden. Unterschie-

den werden die Sichtweisen durch unterschiedliche zu analysierende Kriterien wie bei-

spielsweise Entwicklungskosten und Design im Fall des Produzenten und Instandhal-

tungskosten sowie Schulungskosten im Fall des Kunden. In jedem Fall wird der Lebens-

zyklus eines Produkts in die Abschnitte der Produktentstehung, des Produktlebens und

87 Vgl. Büsch, M. (2011), S.32f. 88 Vgl. Heuer, K. (2011), S.144. 89 Vgl. Gadatsch, A., Mayer, E. (2010), S.114f. 90 Vgl. Draheim, D. (2010), S.39f; Werner, H. (2010), S31f.


der Produktentsorgung unterteilt. Es existiert keine einheitliche Methode zur Bestim-

mung des LCC. Die Analyse wird an jeden Bereich der Wirtschaft angepasst und mit den

spezifischen Anforderungen angewandt. Insbesondere im Bereich der Ökologie findet

das LCC Anwendung, da durch den Einbezug der Nachsorge und Entsorgung der As-

pekt der Nachhaltigkeit berücksichtigt wird. Das Ziel des LCC ist die ganzheitliche Be-

trachtung der Kosten unter Einbezug der Zahlungszeiträume. Durch die Anwendung

können alternative Unternehmungen auf die Gesamtkosten verglichen und versteckte

Kosten sichtbar gemacht werden.91

Die Vorteile des Systems liegen in der ganzheitlichen und dynamischen Sichtweise auf

die behandelten Aspekte, indem sowohl Ist-Daten als auch Plan-Daten für die Erstellung

der Analyse verwendet werden. Die Objekte, die im Zeitverlauf betrachtet werden, wei-

sen abfallende Kosten auf, die bei dem LCC berücksichtigt werden. Somit entspricht das

Modell eher der Realität als vergleichbare Kostenrechnungsmethoden. Die prozess-

orientierte Problemsicht der verschiedenen Organisationseinheiten bietet ebenfalls mehr

Informationen als vergleichbare Kostenrechnungen und eröffnet die Möglichkeit für um-

fassendere Entscheidungen. Diese Risikominimierung erhöht die Flexibilität in der Pla-

nung.92

Nachteilig an der LCC ist das Defizit an spezifischem Wissen zukünftiger Entwicklungen

und die daraus resultierenden Entscheidungen. Der Informationsgrad über eine Unter-

nehmung ist bei Beginn der Investition am geringsten. Je größer der Lebenszyklus defi-

niert wird, umso stärker ist die Unsicherheit der Prognose mit wachsender Tendenz zum

Ende des Zyklus.93

4.1.3 Analysemethoden qualitativer Daten

Die auf den Five Forces von Michael E: Porter basierende Branchenstrukturanalyse ist

ein Mittel zur unternehmerischen Umweltanalyse. Sie fällt in den Bereich der strategi-

schen Planung. Die Methode dient zur Analyse von Märkten und soll die Erfolgschancen

einer Unternehmung in seiner ökonomischen Umwelt darstellen. Die Analyse fußt auf

der Annahme, dass die Chancen in einer Branche von fünf Wettbewerbskräften beein-

flusst werden. Die erste und zentrale Einflusskraft stellt die Rivalität unter den bestehen-

den Unternehmen der Branche dar und bildet den direkten Wettbewerb ab. Die zweite

91 Vgl. Syska, A. (2006), S.89-91; Horváth, P. (2012), S.467-469. 92 Vgl. Erichsen. J.(2011), S.280f. 93 Vgl. Pepels, W. (2011), S.685.


Kraft ist die Bedrohung durch neue Anbieter und zeigt zugleich die Zugangsbeschrän-

kungen in dem Gebiet. Die dritte und vierte Kraft sind die Verhandlungsstärken der Lie-

feranten und der Kunden in dem Marktsegment. Die fünfte und letzte Wettbewerbskraft

ist die Bedrohung durch Ersatzprodukte, die den Wert der Produkte der Branche senken.

Je größer die Bedrohung einer oder mehrerer dieser Kräfte ist, umso unattraktiver ist

eine Branche. Das Ziel der Analyse ist die Schaffung einer Informationsgrundlage, zur

Planung der Markteintrittsstrategie sowie zur strategischen Ausrichtung der Unterneh-

mung.94

Der Vorteil der Branchenstrukturanalyse liegt in der Eröffnung einer hohen Transparenz

der Abläufe und Eigenschaften einer Branche. Die Analyse ist somit grundlegend für

eine Unternehmung, die einen Markteinstieg anstrebt. Die Methode bietet eine Konkur-

renzanalyse gleicher Konkurrenten, ohne eine zu starke Fokussierung auf die Wettbe-

werber allein durchzuführen. Sie stellt somit ein Kompromiss dar zwischen Branchen-

und Teilnehmeranalyse. Das Resultat der Analyse zeigt die externen Einflüsse auf eine

Unternehmung auf. Diese können als Daten für eine SWOT-Analyse dienen.95

Die Nachteile der Branchenstrukturanalyse liegen in der statischen Betrachtung eines

Markts. Stark dynamische Märkte sind durch diese Analyse nicht erfassbar. Dadurch ist

eine langfristige Strategieplanung in diesem Bereich nicht möglich. Insbesondere künf-

tige technologische Entwicklungen sind nicht einzuplanen und auch der Markteinstieg

des Unternehmens selbst beeinflusst die Branchenstruktur. Ebenfalls nicht berücksich-

tigt werden die Handlungen der Akteure in der Branche. Es werden beispielsweise keine

kooperativen Maßnahmen von Teilnehmern analysiert.96

Die Nutzwertanalyse ist eine quantitative Analyseform von Investitionsalternativen, die

auf dem Vergleich von qualitativen Ausgangsdaten aufgebaut ist. Die Methode fällt in

den Bereich der strategischen Planung und dient der Entscheidungsfindung bei unter-

schiedlichen Projektmöglichkeiten. Anwendung findet die Nutzwertanalyse insbeson-

dere bei schwer vergleichbaren Projekten. Investitionsalternativen, die neben monetären

Aspekten auch entscheidungsrelevante, nicht-monetäre Aspekte beinhalten, können mit

dieser Analysemethode verglichen werden. Im ersten Schritt der Analyse werden die

maßgeblichen zu vergleichenden Kriterien ermittelt. Diese setzen sich zusammen aus

quantitativen Merkmalen wie Projektdauer oder Projektkosten sowie qualitativen Merk-

94 Vgl. Daum, A. et al. (2010), S. 22-24; Billing, F. et al. (2011), S.31-34. 95 Vgl. Fuchs, E. (2013), S.48. 96 Vgl. Stemmann, B. (2007), S.72; Bensel, P. (2010), S.15.


malen wie Erfolgswahrscheinlichkeit oder Prozessorientierung. Im zweiten Schritt wer-

den die gewählten Kriterien nach deren Relevanz gewichtet. Die Gewichtung erfolgt

durch die Verteilung prozentualer Anteile, die eine Summe von 100 % ergeben. Die Be-

urteilung der Alternativen erfolgt in dem dritten Schritt. Jedes Projekt wird auf die ge-

wählten Kriterien untersucht und mit einem Punktewert zwischen 1 und 10 bewertet,

wobei die höchste Punktzahl für eine perfekte Eignung vergeben wird. Der letzte Schritt

dient zur Ergebnisermittlung. Indem die gewählte Kriteriengewichtung mit den jeweiligen

Punktewerten multipliziert wird, ergibt sich für jedes Kriterium ein Eignungswert. Die

Summe aller Eignungswerte jedes Projektes ergibt den Nutzwert, der mit anderen Pro-

jekten verglichen wird. Das Projekt mit der höchsten Gesamtpunktzahl ist somit für die

gewählte Gewichtung am geeignetsten.97

Die Vorteile der Nutzwertanalyse liegen in der Möglichkeit, quantitative und qualitative

Beurteilungskriterien einzubeziehen und zu vergleichen. Die Methode ist durch die Be-

rücksichtigung von vielen Kriterien sowie der direkten Vergleichsmöglichkeit von Alter-

nativen sehr flexibel und universell einsetzbar. Das streng systematische Vorgehen in

der Analyse eröffnet eine Transparenz in der Planung von Projekten.98

Der größte zu nennende Nachteil der Nutzwertanalyse ist die Subjektivität des Verfah-

rens. Die Gewichtungen und Erfüllungsgrade der Anforderungen jeder Alternative sind

frei wählbar. Die Quantifizierung der Merkmale suggeriert eine Objektivität des Verfah-

rens. Daraus resultierend kann das tatsächliche Ziel verfehlt werden. Weiterhin kann die

Vorbereitung der Analyse zeitaufwendig sein. Ein plausibles Ergebnis ist nicht gewähr-

leistet. Die Gefahr des Vergleichs von faktisch nicht vergleichbaren Projekten ist jeder-

zeit gegeben.99

Die STEP-Analyse ist Bestandteil der externen Umweltanalyse und wird in der strategi-

schen Planung angewendet. Die Methode dient der Analyse von Märkten auf aktuelle

und mögliche zukünftige Entwicklungen. Die zu betrachtenden Aspekte werden in vier

Kategorien eingeteilt und analysiert. Die erste Kategorie behandelt soziale und kulturelle

Aspekte wie beispielsweise Altersverteilung, Bildungsniveau und Geburtenrate. Die

zweite Kategorie befasst sich mit der technologischen Situation auf dem zu betrachten-

den Markt. Sie behandelt Aspekte wie vorhandene Basistechnologien, branchenüber-

greifende Technologietransfers sowie Substitutionstechnologien. Die dritte Kategorie be-

inhaltet die ökonomischen Gesichtspunkte eines Markts und untersucht Faktoren wie

97 Vgl. Voigt, K. (2008), S.240f; Poggensee, K. (2009), S.218-222. 98 Vgl. Hartel, D. (2009), S.117. 99 Vgl. Mehlan, A. (2007), S.60f; Hartel, D. (2009), S.117.


Arbeitslosenzahlen, Einkommen, die Inflation und das Wachstum des Bruttosozialpro-

dukts sowie bestimmter Industriezweige. Die vierte und letzte Kategorie untersucht die

politische Situation und deren Einfluss auf den zu untersuchenden Markt. Behandelt wer-

den beispielsweise Aspekte wie Embargos, Gesetze, Korruption, Kriege, Marktregulie-

rung, Regierungsform sowie Subventionen in dem zu betrachtenden Land und Markt.

Ziel ist es, den Markt auf Chancen und Perspektiven einer Unternehmung zu untersu-

chen sowie Risiken für eine Unternehmung frühzeitig zu erkennen und abzuwenden.100

Die Vorteile der STEP-Analyse liegen in der Möglichkeit, relevante Entwicklungen für

einen spezifischen Markt oder dessen Land frühzeitig zu erkennen und darauf basierend

eine Handlungsmöglichkeit zu eröffnen. Die vielen verwendeten Perspektiven machen

die STEP-Analyse flexibel und somit nutzbar für alle angestrebten Wirtschaftsbereiche.

Die Analyse ist in Kombination mit der SWOT-Analyse eine grundlegende Methode zur

Umweltanalyse und dient somit dem Erhalt und Ausbau des Erfolgs einer Unterneh-

mung.101

Der Nachteil der Analyse liegt in der Gefahr, lediglich oberflächliche Ergebnisse zu er-

halten, die keinen relevanten Beitrag zur Planung liefern. Der Grund dieser Gefahr ist

die breit angelegte Technik der STEP-Methode, bei der zu viele Aspekte in die Analyse

mit einbezogen werden können. Somit muss für jeden Markt und jede Sparte eine eigene

Analyse angefertigt werden, um präzise Ergebnisse zu liefern. Die Auswahl der relevan-

ten Faktoren ist ebenfalls problematisch und erfordert fundiertes Expertenwissen, um

Aspekte zu wählen, die eintreten können und Konsequenzen für die Unternehmung ha-

ben. Auch die eindeutige Zuordnung von Entwicklungen ist schwierig, da oftmals meh-

rere Kategorien berührt werden.102

Die SWOT-Analyse ist ein Mittel der strategischen Planung mit qualitativen Ausgangs-

daten. Es wird zur Analyse der internen Eigenschaften sowie der externen Umwelt einer

Unternehmung verwendet. Die gewonnenen Daten zeigen den Stand sowie die Ein-

flüsse auf eine Unternehmung und dienen der Findung einer weiterführenden Strategie.

Die SWOT-Analyse unterteilt sich in zwei Perspektiven. Der erste Teil beinhaltet die

Unternehmensanalyse. Sie besitzt somit eine interne Ausrichtung. Es werden die Stär-

ken und Schwächen der Unternehmung analysiert, die sich aus den Eigenschaften und

der Organisation des Unternehmens ergeben. Die zweite Perspektive ist die Umwelt-

analyse, bei der externe Einflüsse auf eine Unternehmung betrachtet werden. Dieser

100 Vgl. Posch, W. (2011), S.313f. 101 Vgl. Junge, P. (2012), S.52. 102 Vgl. Paul, H., Wollny, V. (2011), S.106f.


Teil der Analyse zeigt die Chancen und Bedrohungen künftiger Marktentwicklungen, die

durch Änderungen in der technologischen, sozialen und ökologischen Umwelt hervorge-

rufen werden. Basierend auf den gewonnenen Erkenntnissen wird eine SWOT-Matrix

erstellt, mithilfe derer versucht wird, den Nutzen aus den Stärken zu ziehen, Chancen

zu maximieren und Schwächen sowie Bedrohungen zu minimieren. Realisiert wird diese

Perspektive durch die Kombination der internen Eigenschaften einer Unternehmung

unter Einbeziehung der externen Einflüsse. Das Ziel ist es, für jede mögliche Kombina-

tion, die eine Chance oder Bedrohung für die Unternehmung darstellen kann, eine Hand-

lungsempfehlung zu erarbeiten und eine Strategiefindung zu unterstützen.103

Die Vorteile der SWOT-Analyse liegen in der strukturierten Erfassung und Evaluierung

von Unternehmenseigenschaften. Die einfache und übersichtliche Darstellung sowie

eine leichte und flexible Handhabung der Methode erleichtern das Verständnis von rele-

vanten Wettbewerbsfaktoren. Die SWOT-Analyse bietet mit geringem Arbeitsaufwand

eine Konzentration auf das Wesentliche und zeigt positive sowie negative Effekte einer

Unternehmung.104

Der Nachteil der Analyse liegt in der Gefahr, dass wesentliche Faktoren nicht berück-

sichtigt werden und das Ergebnis durch fehlende Hintergrundanalysen oberflächlich aus-

fällt. Kritiker bemängeln zudem eine fehlende Gewichtungsmöglichkeit der Einflussfak-

toren. Es besteht die Gefahr, erarbeitete Optionen in Handlungsstrategien umzuwan-

deln, ohne weitere Quellen der Strategiefindung zu berücksichtigen und dass die Bewer-

tung nur aus Sicht des Bewertenden ausfällt und nicht regelmäßig aktualisiert wird.105

4.2 Auswahl und Anwendung der Mittel

4.2.1 Auswahl der Analysemittel

Die Untersuchung der Ausgangsfrage, welche wirtschaftlichen Auswirkungen die Imple-

mentierung einer T&T Anwendung auf Basis der ZigBee-Technik hat, benötigt eine Fest-

legung der wirtschaftlich relevanten Eckdaten. Ausgehend von dem Fokus auf die Ein-

führung der neuen Technik ergeben sich aus einem betriebswirtschaftlichen Unterneh-

mensplan drei zentrale Aspekte. Die Gesamtkosten, der Nutzen und die Chancen sowie

Risiken einer Realisierung. Die folgende Prüfung der zuvor betrachteten Analysemittel

soll die Eignung zur Lösung dieser Fragen aufzeigen.106

103 Vgl. Bruhn, M. (2008), S.41-45; Billing, F. et al. (2011), S.34-36; Huber, E. et al. (2011), S.399f; Hun-genberg, H., Wulf, T. (2011), S.175.

104 Vgl. Hartel, D. (2009), S.66; Billing, F. et al. (2011), S.36. 105 Vgl. Huber, A. (2008), S.222; Hartel, D. (2009), S.66. 106 Vgl. Klandt, H. (2006), S.157.


Die ABC-Analyse ist eine Methode zur Einordnung von Mengenanteilen in Klassen, wo-

bei die Klassifizierung meist nach Wertanteilen erfolgt. Ein typischer Anwendungsbe-

reich der Methode ist die Materialwirtschaft. Die ABC-Analyse ist gänzlich ungeeignet

zur Ermittlung der wirtschaftlichen T&T Eigenschaften.107

Die Break-even Analyse dient der Ermittlung der Nutzenschwelle, ab der die Erlöse einer

Unternehmung die Kosten decken. Aufgrund der Analysemöglichkeit der fixen und va-

riablen Kosten ist die Methode geeignet, die Kostenmodelle der Satellitenanbieter zu

vergleichen. Es können eine Auswahl des größten Nutzbringers auf Basis der Daten-

mengen getroffen und die Kostenverläufe grafisch dargestellt werden.108

Die Deckungsbeitragsrechnung ist eine Methode zur Verrechnung der variablen Kosten-

anteile auf die jeweiligen Verursacher. Der Deckungsbeitrag ist dabei der Betrag, um

den die Erlöse die variablen Kosten übersteigen und zur Tilgung der fixen Kosten ver-

bleibt. Aufgrund der fehlenden messbaren Erlöse in der T&T Anwendung kann die De-

ckungsbeitragsrechnung nicht angewandt werden.109

Die TCO-Analyse ist ein Mittel zur Bestimmung der Gesamtkosten der Realisierung

eines Produkts. Der Fokus dieser Methode liegt in der Analyse anfallender messbarer

Transaktionskosten sowie nicht vorhersehbarer Folgekosten. Erweitert wird die Methode

durch das TBO, bei dem die Betrachtung über die gesamte Produktlebenszeit durchge-

führt wird. Die nicht vorhandenen Vergleichswerte im T&T Bereich machen die Ermitt-

lung der indirekten Kosten und eines Geldnutzens unmöglich.110

Die LCC-Analyse beinhaltet die Ermittlung aller anfallenden Kosten einer Unterneh-

mung. Dies umfasst die Realisierung, den Betrieb und die Nachsorge in einem Produkt-

leben. Die rein quantitative Kostenanalyse ist geeignet, die Gesamtkosten der T&T An-

wendung zu bestimmen.111

Die Branchenstrukturanalyse ist ein Mittel zur Analyse von Märkten nach fünf beeinflus-

senden Marktmachtaspekten. Die Analyse der Marktstruktur soll Aufschluss über das

Gewinnpotenzial der Branche geben. Die Anwendung der Methode auf den Markt des

T&T ist aufgrund der nicht vorhandenen Branche unnötig.112

Die Nutzwertanalyse dient dem Vergleich von Projekten zur Herauskristallisierung der

geeignetsten Alternative. Die Nutzung von qualitativen und quantitativen Rahmendaten

107 Vgl. Gleißner, H., Möller, K. (2009), S.85. 108 Vgl. Baumann, R., Reber, M. (2011), S.142f. 109 Vgl. Janz, S., Reinecke, S. (2007), S.81f. 110 Vgl. Werner, H. (2010), S.29-31. 111 Vgl. Syska, A. (2006), S.89. 112 Vgl. Daum, A. et al. (2010), S.22-24.


ermöglicht eine ganzheitliche Analyse und Auswahl nach gewählten Präferenzen. Die

Nutzendefinition im Bereich des T&T ist somit möglich.113

Die STEP-Analyse ermöglicht es, die Entwicklung von Märkten zu analysieren. Der Fo-

kus liegt dabei auf geografisch platzierten Märkten. Das T&T findet weltweit Anwendung

und hat nur wenige Schnittmengen mit den untersuchten Aspekten.114

Die SWOT-Analyse ist eine Methode zur Untersuchung unternehmensinterner Eigen-

schaften sowie den externen Umwelteinflüssen auf die Unternehmung. Die Methode

dient der Analyse von Chancen und Bedrohungen, basierend auf den Eigenschaften

eines Projekts, und ist somit sinnvoll zur Analyse des T&T Bereichs.115 Die Eigenschaf-

ten und Eignung der Analysen werden in Tabelle 1 resümiert.

Tabelle 1: Zusammenfassung der Analysemittel

Methode Basisdaten Resultat in Bezug auf T&T Eignung für ZigBee

ABC Quantitativ Keins Nein

Break-even Quantitativ Auswahl der Satellitenbetreiber Ja

Deckungsbeitrag Quantitativ Kostenanalyse Nein

TCO/TBO Quantitativ Realisierungskosten Nein

LCC Quantitativ Gesamtkosten Ja

Branchenstruktur Qualitativ Marktanalyse Nein

Nutzwert Qualitativ Projektnutzen und Auswahl Ja

STEP Qualitativ Umweltanalyse Nein

SWOT Qualitativ Chance und Risiken ermitteln Ja

Quelle: Eigene Darstellung auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse.

4.2.2 Quantitative Auswertung

Die quantitative Auswertung der Implementierungskosten eines T&T Systems basiert auf

den ermittelten Kosten für die ZigBee-Anwendungen, die GPS-Anlage und den Angebo-

ten der Satellitenbetreiber zur Datenübertragung. Das Ziel der Berechnungen ist die Er-

mittlung der maximalen möglichen Kosten einer Realisierung für ein 18.000 TEU Con-

tainerschiff sowie die darauf basierenden Kosten für einen einzelnen TEU Container.

113 Vgl. Wünsche, M. (2009), S.52. 114 Vgl. Posch, W. (2011), S.313f. 115 Vgl. Geyer, O. et al. (2007), S.59f.


Die Berechnung der Gesamtkosten erfordert die Auswahl eines Satellitenbetreibers zur

DFÜ der ermittelten Telemetriedaten. Relevant für die Auswahl sind dabei die monatli-

chen Grundkosten sowie die Kosten pro übertragenem MB, um für jedes mögliche

Datenvolumen den preisgünstigsten Anbieter auswählen zu können. Anhand einer

Break-even Analyse wird der Punkt ermittelt, ab dem je nach der Datenübertragungs-

menge das Angebot eines Satellitenbetreibers kostengünstiger ist als das seines Kon-

kurrenten.

Das Angebot des Satellitenbetreibers Inmarsat Global Limited beinhaltet grundsätzlich

einen monatlichen Fixkostenbetrag von 4.243,45 Euro sowie variable Kosten von

2,89 Euro pro übertragenem MB. Aus diesen Daten ergibt sich die lineare Funktion 1.116

𝑓(𝑥)1 = 2,89€ ∗ 𝑥 + 4.243,45€ (1)

Der Satellitenbetreiber Iridium Communications Incorporated veranschlagt mit seinem

Tarif monatliche Fixkosten von 1.341,45 Euro und variable Kosten von 5,38 Euro pro

übertragenem MB. Der gewählte Tarif beinhaltet einen Zusatz, dass die ersten 250 über-

tragenen MB kostenfrei sind. Die entsprechende lineare Funktion lautet 2.117

𝑓(𝑥)2 = 5,38€ ∗ (𝑥 − 250) + 1.341,45€ (2)

Aufgrund der beinhalteten freien Datenmenge von 250 MB in dem Angebot des Iridium

Satellitennetzwerkbetreibers wird in einem direkten Vergleich eine schrittweise Erhö-

hung der Datenmengen um 250 MB gewählt. Aufgrund des fehlenden Gewinns oder

Nutzens werden hier nur die Kosten gegenübergestellt.

Der Break-even Punkt, ab dem ein Tarif für die benötigten Datenmengen günstiger ist,

ergibt sich durch den Schnittpunkt beider Funktionen. Dieser Schnittpunkt wird durch

das Gleichsetzungsverfahren ermittelt, welches in Berechnung 3 auf die Funktion 1 und

die Funktion 2 angewandt wird.

116 Vgl. globalcomsatphone.com (2014b), Stand: 31.Mär.2014. 117 Vgl. groundcontrol.com (2014), 29. Mär. 2014.


𝑓(𝑥)1 = 𝑓(𝑥)22,89€ ∗ 𝑥 + 4.243,45€ = 5,38€ ∗ (𝑥 − 250) + 1.341,45€2,89€ ∗ 𝑥 + 4.243,45€ = 5,38€ ∗ 𝑥 − 1.345€ + 1.341,45€5,38€ ∗ 𝑥 − 2,89€ ∗ 𝑥 = 4.243,45€ − 3,55€𝑥 ∗ (5,38€ − 2,89€) = 4.239,90€

𝑥 ∗ 2,49€ = 4.239,90€𝑥 = 1.702,77

(3)

Somit ist festzuhalten, dass der Anbieter Inmarsat Global Limited ab einem Datenvolu-

men von 1.702,77 MB einen kostengünstigeren Tarif bietet, als das Unternehmen Iridium

Communications Incorporated.

Die Anwendung der jeweiligen Funktionen auf das Datenaufkommen mit dem zuvor ge-

wählten Abstand von 250 MB ergeben einen Kostenvergleich der beiden Tarife, der

grafisch als Break-even Punkt in Abbildung 7 aufgezeigt wird.

Abbildung 7: Diagramm des Break-even Punkts

Quelle: Eigene Darstellung.

Der Verlauf der Funktionen zeigt auf, dass die Kosten mit steigendem Datenaufkommen

auseinander scheren. Die Wahl eines Tarifs in dem angestrebten Datentransferbereich

ist somit ein wesentlicher Faktor zur Kostenreduktion.

Diese Erkenntnis wird durch den direkten Kostenvergleich der angebotenen Tarife je

Datenmenge in folgender Tabelle unterstrichen.


Tabelle 2: Kostenvergleich der Satellitenbetreiber

250 MB 500 MB 750 MB 1.000 MB 1.250 MB 1.500 MB

Inmarsat 4.965,95 € 5.688,45 € 6.410,95 € 7.133,45 € 7.855,95 € 8.578,45 €

Iridium 1.341,45 € 2.686,45 € 4.031,45 € 5.376,45€ 6.721,45 € 8.066,45 €

1.750 MB 2.000 MB 2.250 MB 2.500 MB 2.750 MB 3.000 MB

Inmarsat 9.300,95 € 10.023,45 € 10.745,95 € 11.468,45€ 12.190,95 € 12.913,45 €

Iridium 9.411,45 € 10.756,45 € 12.101,45 € 13.446,45€ 14.791,45 € 16.136,45 €


Resultierend aus den ermittelten Daten und dem erwarteten Datenvolumen eines real-

time T&T, welches 1.702,77 MB, wie später dargelegt, übersteigen wird, fällt die vorläu-

fige Wahl des Anbieters auf Inmarsat Global Limited.

Die Bestimmung eines möglichst engmaschigen Datenübertragungszyklus erfordert die

Ermittlung der technisch zugrunde gelegten Sammeldauer der Telemetriedaten sowie

die Übertragungsdauer via Satellit. Das zuvor bestimmte Datenvolumen aller ZigBee-

Module auf einem 18.000 TEU Schiff beläuft sich auf maximal 7.200 kb pro Abfragezy-

klus. Es ergibt sich mit der Übertragungsgeschwindigkeit von 250 kb/s der ZigBee-Mo-

dule die Berechnung 4.

Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑢𝑒𝑟𝑣𝑖𝑎𝑍𝑖𝑔𝐵𝑒𝑒 =𝐷𝑎𝑡𝑒𝑛𝑚𝑒𝑛𝑔𝑒

Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑔𝑒𝑠𝑐ℎ𝑤𝑖𝑛𝑑𝑖𝑔𝑘𝑒𝑖𝑡

Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑢𝑒𝑟𝑣𝑖𝑎𝑍𝑖𝑔𝐵𝑒𝑒 =7.200𝑘𝑏

250𝑘𝑏 𝑠⁄

Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑢𝑒𝑟𝑣𝑖𝑎𝑍𝑖𝑔𝐵𝑒𝑒 = 28,8𝑠

(4)

Die DFÜ durch das Inmarsat System kann mit bis zu 432 kb/s durchgeführt werden und

daraus resultierend ergibt sich die die Übertragungsdauer der Telemetriedaten pro Zy-

klus aus Berechnung 5.

Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑢𝑒𝑟𝑣𝑖𝑎𝐼𝑛𝑚𝑎𝑟𝑠𝑎𝑡 =𝐷𝑎𝑡𝑒𝑛𝑚𝑒𝑛𝑔𝑒

Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑔𝑒𝑠𝑐ℎ𝑤𝑖𝑛𝑑𝑖𝑔𝑘𝑒𝑖𝑡

Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑢𝑒𝑟𝑣𝑖𝑎𝐼𝑛𝑚𝑎𝑟𝑠𝑎𝑡 =7.200𝑘𝑏

432𝑘𝑏 𝑠⁄

Ü𝑏𝑒𝑟𝑡𝑟𝑎𝑔𝑢𝑛𝑔𝑠𝑑𝑎𝑢𝑒𝑟𝑣𝑖𝑎𝐼𝑛𝑚𝑎𝑟𝑠𝑎𝑡 = 16,67𝑠

(5)

Zusammengefasst benötigt die Sammlung der Daten auf dem Schiff mindestens 28,8 s

und die Übertragung der Daten via Satellit weitere 16,67 s.


Die technisch bedingte minimale Zyklusdauer beträgt unter optimalen Bedingungen

45,46 s. Unter Berücksichtigung von wetterbedingten Einflüssen, dem jeweiligen Verbin-

dungsaufbau der ZigBee-Module sowie dem Satellitensystem und möglichen techni-

schen Störungen kann eine Zyklusdauer unter einer Minute nicht realisiert werden. Ba-

sierend auf der Annahme, dass ein Zyklus eine Minute beträgt, ergibt sich ein maximales

Datenvolumen von 37.603,584 MB pro Monat. wie aus Tabelle 3 ersichtlich wird. Diese

Zahlen basieren auf der theoretischen Annahme, dass dieses System ununterbrochen

arbeitet, bei durchschnittlich 30,4 Tagen pro Monat.

Tabelle 3: Kostenentwicklung basierend auf den Zyklusintervallen

Zyklusintervall Daten pro Monat Kosten pro Monat Kosten pro TEU

10 Minuten 3.760,358 MB 15.110,88 € 0,84 €

5 Minuten 7.520,717 MB 25.978,32 € 1,44 €

1 Minute 37.603,584 MB 112.917,81 € 6,27 €

30 Sekunden 75.207,168 MB 221.592,17 € 12,31 €

15 Sekunden 150.414,336 MB 438.940,86 € 24,39 €

7,5 Sekunden 300.828,66 MB 873.638,28 € 48,54 €


Somit sind alle für eine Kostenrechnung benötigten Faktoren gegeben. Eine Aufstellung

aller zuvor in Kapitel 3 bestimmten Einzelkosten sowie der gewonnenen Erkenntnisse

sind zur Übersicht nochmals in Tabelle 4 aufgeführt.

Tabelle 4: Zusammenfassung der Einzelkosten

Gegenstand Einzelkosten

Entsorgungskosten pro ZigBee-Modul 0,02 €

GPS Antenne pro Schiff 169,00 €

Inmarsat DFÜ pro MB 2,89 €

Inmarsat Fixkosten pro Monat 4.243,45 €

Inmarsat Satellitenantenne pro Schiff 10.806,32 €

Inmarsat Vertragsanmeldung pro Schiff 29,02 €

ZigBee 3 Module pro Schiff 90,00 €

ZigBee Gateway pro Schiff 800,00 €

Zigbee Installation pro Schiff 600,00 €

ZigBee Wartung pro Jahr 200,00 €



Diese Daten bilden die Grundlage für eine LCC Berechnung, um die ganzheitlichen Kos-

ten einer Implementierung zu bestimmen.

Als Lebensdauer des T&T Systems wird die Lebensdauer der ZigBee-Module von 7 Jah-

ren zugrunde gelegt, basierend auf der Haltbarkeit der genutzten Batterien. Daraus er-

geben sich die in Tabelle 5 aufgezeigten Kosten.

Tabelle 5: Prognose des Lifecycle Costing

Kostenarten LCC von 7 Jahren pro

18.000 TEU Schiff LCC von 7 Jahren pro TEU-

Einheit im Durchschnitt

∑ Anschaffungskosten 1.632.431,34 € 90,69 €

GPS Antenne 196,00 € 0,01 €

Inmarsat Satellitenaufnahme 10.806,32 € 0,60 €

Inmarsat Vertragsanmeldung 29,02 € - €

ZigBee Module 1.620.000,00 € 90,00 €

Zigbee Gateway 800,00 € 0,04 €

ZigBee Installation 600,00 € 0,03 €

∑ Betriebskosten 34.685.095,85 € 1.926,95 €

Inmarsat DFÜ 9.128.646,05 € 507,15 €

Inmarsat Fixkosten 356.449,80 € 19,80 €

ZigBee Wartung 25.200.000,00 € 1.400,00 €

∑ Verwertungskosten 360,00 € 0,02 €

Entsorgung 360,00 € 0,02 €

Gesamtkosten 36.317.887,19 € 2.017,66 €


Ein Container wird im Schnitt für acht Überfahrten pro Jahr genutzt. Basierend auf einer

ständigen Nutzung, ergeben sich die, in Tabelle 6 abgebildeten Kosten.118

Tabelle 6: Gesamtkosten pro Zeitzyklus

Zeitzyklus Gesamtkosten pro 18.000 TEU Schiff

Gesamtkosten pro TEU-Einheit im Durchschnitt

Pro 7 Jahre 36.317.887,19 € 2.017,66 €

Pro 1 Jahr 5.188.269,60 € 288,24 €

Pro 1 Monat 432.355,80 € 24,02 €

Pro Überfahrt 648.533,70 € 36,03 €


118 Vgl. Jabbari, A. et al. (2011), S.690.


Abschließend kann festgehalten werden, dass sich die Gesamtkosten einer Implemen-

tierung sowie Nutzung unter den aufgeführten Annahmen auf 36,03 Euro pro Container-

transport belaufen.

4.2.3 Qualitative Auswertung

Die qualitative Auswertung zielt auf die Entscheidung zur Auswahl eines T&T Systems.

Ebenfalls analysiert werden die Vor- und Nachteile des ZigBee-Systems sowie mögliche

Bedrohungen und Chancen im Fall einer Implementierung. Basierend auf den bisherigen

Erkenntnissen wird der mögliche Nutzen des Besitzes und Betriebs des ZigBee-Systems

ermittelt.

Der Entscheidungsfindung wird die Nutzwertanalyse zugrunde gelegt, mit deren Hilfe

bestimmt wird, welches der T&T Systeme unter dem Aspekt der Eigenschaften und Kos-

ten geeigneter ist.

Der Analyse liegen die Bereiche Kosten, Technik und Sicherheit der jeweiligen T&T Sys-

teme zugrunde. Im Speziellen werden in dem Bereich der Kosten die Implementierungs-

kosten sowie die Betriebskosten verglichen. Der Bereich der Technik umfasst die Batte-

rielaufzeit der jeweiligen Einheiten, die Möglichkeit der Echtzeitübertragung auf der

Grundlage des minimalen Übertragungszyklus und die weltweite Flächenabdeckung des

Systems. In dem Bereich der Sicherheit werden die Punkte der Prävention einer Mehr-

facherfassung einer Einheit, der Datenschutz und die Systemverfügbarkeit unter dem

Aspekt externer Störquellen verglichen.

Die Gewichtung der Bereiche erfolgt unter der Prämisse, dass eine Implementierung

eines T&T möglichst geringe Kosten erzeugen und dabei möglichst großen Nutzen über

lange Zeit bieten soll. Sicherheitsaspekte sind dabei nachrangig. Darauf basierend wird

eine Kriteriengewichtung von 50 % in dem Bereich der Kosten gewählt. Der Bereich

Technik wird mit 30 % gewichtet und die Sicherheitsaspekte stellen 20 % der Gesamt-

menge dar. Im Detail liegt die Gewichtung der Kosten bei 35 % für den Betrieb des ge-

samten Systems und bei 15 % für die Implementierung. Die Verteilung in der technischen

Anforderung liegt bei 10 % für die Batterielaufzeit, 5 % für die Möglichkeit der Echtzeit-

übertragung und 15 % für die räumliche Abdeckung des Systems. Die Gewichtung der

Sicherheit wird mit 10 % für den Datenschutz, 5 % für Maßnahmen gegen Mehrfacher-

fassung und mit 5 % für die Verfügbarkeit des Systems bewertet.

Die Systeme des T&T werden auf die zuvor genannten Aspekten untersucht und mit

einer Punktzahl zwischen eins und zehn bewertet. Dabei stellen zehn Punkte die beste

Bewertung dar und ein Punkt die Schlechteste. Verglichen werden die Methoden des


AVI, des AVL und des T&T mithilfe der ZigBee-Anwendung. Das Ergebnis der Bewer-

tung wird aus Tabelle 7 ersichtlich.

Tabelle 7: Bewertung der Tracking- und Tracingalternativen

Kriterien AVI AVL ZigBee

Kosten

Betriebskosten 10,00 8,00 6,00

Implementierung 4,00 4,00 6,00

Technik

Batterielaufzeit 9,00 4,00 8,00

Echtzeitübertragung 1,00 9,00 9,00

Räumliche Abdeckung 1,00 5,00 9,00

Sicherheit

Datenschutz 5,00 9,00 9,00

Mehrfacherfassung 2,00 10,00 10,00

Systemverfügbarkeit 2,00 8,00 9,00


Die Gewichtung der bewerteten Alternativen ergibt die Nutzwerte in Tabelle 8.

Tabelle 8: Ergebnisse der Nutzwertanalyse

Kriterien AVI AVL ZigBee

Ungew. Gewichtet Ungew. Gewichtet Ungew. Gewichtet

Kosten (50%)

Betriebskosten 35% 10,00 3,50 8,00 2,80 6,00 2,10

Implementierung 15% 4,00 0,60 4,00 0,60 6,00 0,90

Technik (30%)

Batterielaufzeit 10% 9,00 0,90 4,00 0,40 8,00 0,80

Echtzeitübertragung 5% 1,00 0,05 9,00 0,45 9,00 0,45

Räumliche Abdeckung 15% 1,00 0,15 5,00 0,75 9,00 1,35

Sicherheit (20%)

Datenschutz 10% 5,00 0,50 9,00 0,90 9,00 0,90

Mehrfacherfassung 5% 2,00 0,10 10,00 0,50 10,00 0,50

Systemverfügbarkeit 5% 2,00 0,10 8,00 0,40 9,00 0,45

Gesamt (100%) 5,90 6,80 7,45



Somit ist ZigBee mit 7,45 Punkten für die gewählte Gewichtung am geeignetsten, gefolgt

von der AVL mit 6,80 Punkten und der AVI mit 5,90 Punkten.

Die Entscheidung zur Einführung eines ZigBee T&T Systems erfordert eine Analyse des

Potenzials der neuen Technik. Zunächst erfolgt die Untersuchung der Eigenschaften des

Systems mit einem internen Fokus, der Technik und Kosten umfasst, sowie der Unter-

suchung mit einem externen Fokus, der den Markt und die Umwelteinflüsse behandelt.

Die Analyse mit einem internen Fokus zeigt die Stärken und Schwächen des Systems

auf. Die Einteilung in die Kategorien erfolgt in Tabelle 9 und basiert auf den bereits er-

mittelten Eigenschaften des ZigBee-Systems.

Tabelle 9: Interne Analyse der Stärken und Schwächen

Intern

Stärken (Strenghts) Schwächen (Weaknesses)

Datenschutz Betriebskosten

Implementierungskosten Ganzheitliche Implementierung

Lebensdauer

Räumliche Abdeckung

Sicherheit der Waren

Verlässlichkeit


Die Analyse der externen Einflüsse auf das T&T System sind in die Kategorien der Chan-

cen und der Bedrohungen eingeteilt. Die Sortierung basiert auf den zuvor analysierten

Angeboten an T&T System sowie einer Einschätzung des Markts und wird in Tabelle 10

dargestellt.

Tabelle 10: Externe Analyse der Chancen und Bedrohungen

Extern

Chancen (Opportunities) Bedrohungen (Threats)

Automatisierung der Supply Chain Frei zugängliche Technik

Event Management Kein quantitativer Mehrwert

Keine Konkurrenz Lizenzfreie 2,4 GHz Frequenz

Keine Standards

Neuer Markt

Transparenz der Warenströme



Durch die Kombination der ermittelten externen und internen Eigenschaften lässt sich

das Potenzial der neuen T&T Technik erfassen. Die Sortierung der in Tabelle 11 abge-

bildeten SWOT-Matrix ergibt sich aus der Kombination aller Eigenschaften der analy-

sierten Technik.

Tabelle 11: SWOT-Analyse

Intern

Stärken (Strenghts) Schwächen (Weaknesses)

Exte

rn

Ch

an

cen

(O

pp

ort

un

itie

s)

Automatisierung der Supply Chain Ganzheitliche Implementierung

Event Management Keine Standards

keine konkurrenz Neuer Markt

Lebensdauer

Räumliche Abdeckung

Sicherheit der Waren

Transparenz der Warenströme

Verlässlichkeit

Bed

roh

un

gen

(T

hre

ats

)

Datenschutz Betriebskosten

Frei zugängliche Technik Kein quantitativer Mehrwert

Implementierungskosten

Lizenzfreie 2,4 GHz Frequenz


Aus der Analyse ergibt sich ein deutlicher Schwerpunkt in dem Bereich der Stärken und

Chancen durch die positiven technischen Eigenschaften des ZigBee T&T Systems sowie

durch die gebotenen Möglichkeiten eines T&T.

Die fehlende standardisierte Technik und der nicht erschlossene Markt bieten Chancen

für das ZigBee-System, doch muss die Implementierung über viele Container verbreitet

sein, um sein volles Potenzial entfalten zu können.

Probleme können in dem Bereiche der zukünftigen Konkurrenz auftreten. Durch die frei

zugängliche Technik und nutzbaren Medien ist ein Markteinstieg vereinfacht. Ebenfalls

nachteilig auswirken können sich die Implementierungskosten und die Eröffnung einer

neuen Möglichkeit des externen Zugriffs, etwa zur Industriespionage.

Der Nachteil des Systems und somit ein mögliches Hemmnis zur Etablierung sind die

Betriebskosten denen kein direkter monetärer Erlös entgegensteht.


5 Fazit

5.1 Zusammenfassung

Ziel der vorliegenden Arbeit war es, eine T&T Methode zu entwickeln, mithilfe derer Con-

tainer in Echtzeit auf Überseetransporten verfolgt werden können sowie die wirtschaftli-

chen Rahmenbedingungen und Auswirkungen einer Realisierung des Modells zu be-

stimmen.

Zu diesem Zweck wurde die im Jahr 2006 vorgestellte ZigBee-Technik näher betrachtet,

die als grundlegende Technik des T&T dienen sollte. Ebenfalls untersucht wurden Sys-

teme zur DFÜ wie die Satellitenkommunikation und die Technik des GPS, welche die

benötigten Komponenten einer Verfolgung darstellen. Auch die T&T Systeme AVI, AEI

und AVL wurden betrachtet, um deren Möglichkeiten auf dem Gebiet der Sendungsver-

folgung zu erfassen. Abschließend wurde das entwickelte T&T Modell vorgestellt und

mit ausgesuchten betriebswirtschaftlichen Analysemitteln bewertet.

Es wurde aufgezeigt, dass die ZigBee-Technik theoretisch als Grundlage des T&T ge-

eignet ist. Aufgaben wie das Erfassen von Sensordaten sowie die Übertragung des

SSCC sind selbst in funktechnisch anspruchsvollen Umgebungen wie bei der Hochsee-

schifffahrt auf Containerschiffen möglich. Durch den netzförmigen Aufbau der Funkmo-

dule wird eine Möglichkeit zur Datenübertragung geboten, die mit steigender Anzahl der

Funkknoten an Zuverlässigkeit zunimmt und zu übertragende Daten bis zum Empfänger

durchreicht. Somit stellen die eng gestaffelten Container auf Schiffen, die durch ihre me-

tallische Substanz eine Funkbarriere darstellen, nicht länger ein Hindernis dar. Die Fä-

higkeit der Module, im Batteriebetrieb über Jahre hinweg zu operieren, eröffnet den mo-

bilen Aspekt auch auf See, der für ein globales T&T benötigt wird.

Die Verwendung eines GPS-Geräts zu Positionsfindung sowie eines Satellitennetzwerks

wie dem Inmarsat Satellitensystem, welches auf einem GEO arbeitet, bilden die letzten

benötigten Komponenten einer T&T Anwendung. Durch die Ausstattung der ISO-Con-

tainer mit Sensoren lassen sich relevante Informationen sammeln, wie beispielsweise

Temperaturen und Erschütterungen. Diese werden durch ZigBee-Module übertragen

und an einem zentralen Knoten auf dem Containerschiff gesammelt. Die Daten werden

zusammen mit den per GPS ermittelten Positionsdaten via Satellitensystem an den

Empfänger auf dem Festland übertragen.

Die betriebswirtschaftliche Auswertung basierte auf der Implementierung des T&T auf

einem 18.000 TEU Containerschiff. Unter Zuhilfenahme der quantitativen Methode zur

Ermittlung der Break-even Punkte konnte festgestellt werden, dass der Tarif des Satelli-

tenbetreibers Inmarsat Global Limited ab einer Datenübertragungsmenge von etwa


1,7 GB preislich niedriger liegt als der Tarif der Iridium Communications Incorporated.

Aufgrund der minimalen Übertragungsdauer von 45,46 s der Daten unter optimalen Be-

dingungen sowie der Lebensdauer der Module wurde eine regelmäßige Übertragung in

einem ein Minuten Abstand gewählt. Alle Daten unterlagen der Maxime der maximal

möglichen Kosten. Basierend darauf beträgt die Datenlast 37.603,584 MB pro Monat.

Somit wurde der Tarif der Inmarsat Global Limited gewählt. Die genannte Datenlast re-

sultiert aus einer DFÜ, die ohne Pause jede Minute stattfindet.

Die quantitative Analyse des LCC über eine Zykluszeit von 7 Jahren ergab, dass die

Gesamtkosten der Realisierung für ein 18.000 TEU Containerschiff rund 36,3 Millionen

Euro betragen. Damit belaufen sich die durchschnittlichen Kosten pro Container auf an-

nähernd 2.000 Euro. Bei einem jährlichen Durchschnitt von acht Fahrten pro Container

ergeben sich Kosten von rund 36,- Euro pro Transport eines Containers.

Die T&T Methoden des AVI, AVL und ZigBee wurden durch die Nutzwertanalyse auf

ihren größtmöglichen Nutzen untersucht. Die Gewichtung lag dabei zu 50 % auf den

Kosten, gefolgt von den technischen Möglichkeiten mit 30 % Anteil sowie der Sicherheit

des Systems mit 20 % der Gewichtung. Die Analyse ergab, dass ein T&T mithilfe der

ZigBee-Technik 7,45 Nutzenpunkte generierte, gefolgt von der AVL mit 6,80 Nutzen-

punkten und dem AVI mit 5,90 Nutzenpunkten. Somit ist die T&T Methode auf Basis von

ZigBee unter den gewählten Aspekten der größte Nutzbringer.

Die Anwendung der SWOT-Analyse auf das Modell ergab, dass ein T&T auf Basis von

ZigBee aufgrund der fehlenden Konkurrenz und der technischen Eigenschaften gute

Chancen auf eine Marktetablierung hat. Allerdings ist die benötigte Verbreitung der

Technik zur Optimierung der Funktion ein Risiko. Der Trend zur Virtualisierung kann

ebenfalls ein Risiko für die Datensicherheit bieten. Im schlimmsten Fall können Waren-

ströme für kriminelle Elemente transparent werden. Ein Nachteil des Systems ist der

vorerst nicht messbare monetäre Nutzen eines T&T Systems. Die Implementierung ge-

neriert Kosten und liefert nur qualitative Aspekte, was ein Hindernis zur Implementierung

darstellen kann.

5.2 Zielerreichung und Perspektiven

Insgesamt kann festgestellt werden, dass die Fragen, ob ein Real-time Tracking and

Tracing auf Containerschiffen möglich ist, und welche wirtschaftlichen Aspekte eine Im-

plementierung beeinflussen, differenziert beantwortet werden müssen.


Die Untersuchung hat gezeigt, dass die Realisierung einer T&T Funktion mithilfe der

ZigBee-Technik theoretisch möglich ist und nachträglich in bestehende Transportsys-

teme integriert werden kann. Das Problem der Verfolgung von Containern, in Gebieten

die wie die Hochsee keine Infrastruktur für T&T Anwendungen bieten können, wurde

durch das erstellte Modell bewältigt. Allerdings ist die technisch bedingte minimale Über-

tragungszeit der Daten bei 45,46 s genau genommen keine Echtzeitübertragung. Eine

konstante Übertragung der Daten wird nicht durchgeführt. Stattdessen werden in defi-

nierten Abständen Datenpakete übertragen. Somit werden Vergangenheitswerte ver-

sendet, die sich einer Echtzeitübertragung annähern.

Aus wirtschaftlicher Sicht würde die Implementierung des T&T Systems, auf eine Le-

benszeit von 7 Jahren gerechnet, pro Containertransport Kosten von 36,03 Euro gene-

rieren. Der entscheidende Faktor liegt in den Betriebskosten. Insbesondere bilden die

Wartungskosten, die sich jährlich auf 200 Euro pro Container belaufen, den Hauptkos-

tenfaktor. Auch die Kosten der DFÜ via Satellit haben einen wesentlichen Anteil an den

Gesamtkosten. Den Kosten steht vorerst kein monetärer Nutzen entgegen. Der wirt-

schaftliche Nutzen basiert auf qualitativen Eigenschaften, die indirekt Kosten einsparen

können. Beispielhaft zu nennen sind Versicherungskosten durch bessere Überwachung,

Energiekosten durch Routenoptimierung oder Kapitalbindung in Sicherheitsbeständen

durch Planungssicherheit. Die Chancen und Risiken einer Marktetablierung des T&T

Systems sind aufgrund fehlender Systemtests sowie vergleichbarer Konkurrenzsysteme

nicht zuverlässig zu bestimmen.

Die vorliegende Arbeit zeigt auf, dass die ZigBee-Technik eine vielversprechende Mög-

lichkeit zur T&T Anwendung auch bei Seetransporten bietet. Jedoch wird für die Wartung

der ZigBee-Module an den Containern eine preisgünstigere Alternative benötigt, um die

Betriebskosten zu senken. Auch die Kosten für die DFÜ der Telemetriedaten, die von

Schiffen ausgehend gesendet werden, sind ein zu senkender Kostenfaktor. Dies gilt ins-

besondere, da den gesamten Kosten wie erwähnt im vorneherein kein monetärer Ertrag

entgegen steht.

Die genauere Untersuchung des qualitativen Nutzens und der weiteren Möglichkeiten

der ZigBee T&T Anwendung erscheint lohnenswert, da die ZigBee-Technik eine Platt-

form für Anwendungserweiterungen bietet.

Neben der reinen T&T Funktion kann eine Überwachung des Containers selber realisiert

werden. Die ZigBee-Endknoten können jeweils mit beliebigen Sensoren ausgestattet

werden und bei einer Abweichung von den vorgegebenen Werten einen beliebigen Emp-

fänger benachrichtigen. Somit lassen sich Verluste bei dem Transport von wertvollen


Warengruppen reduzieren. Temperaturempfindliche Waren wie beispielsweise Bana-

nen, die ihren Reifungsprozess während des Transports durchlaufen, können präzise

überwacht werden. Dies ermöglicht eine punktgenaue Planung. Waren erreichen den

Point of Sale in einem optimalen Verkaufszustand. Der Nutzen einer Implementierung

von Sensoren durch ein T&T steigt bei bestimmten Gütergruppen mit dem zu transpor-

tierendem Warenwert. Beispielhaft zu nennen ist der Transport von Pharmazeutika, de-

ren Warenwert sich auf mehrere Millionen Euro beläuft. Der Verlust der Ware durch un-

zureichende Überwachung steht in keinem Verhältnis zu den Kosten der Implementie-

rung eines ganzheitlichen T&T Systems. Jeder Warentransport kann mit einem eigenen,

lückenlosen Ereignisprotokoll versehen werden und bietet somit neben rechtlichen An-

forderungen einen qualitativen Mehrwert für Kunden.

Die Technik der ZigBee-Module bietet die Möglichkeit der Zwei-Wege-Kommunikation.

Somit liefert ein T&T nicht nur Daten, sondern ist fähig Daten zu empfangen. Diese kön-

nen beispielsweise Schaltbefehle sein, die ein ZigBee-Modul veranlassen eine Heizung

anzuschalten oder Löschsysteme im Container zu aktivieren. Ein Disponent kann da-

durch während des Transports in ein Geschehen eingreifen und eine Ware vor Schaden

bewahren. Diese Entwicklung eröffnet eine neue Möglichkeit des Interception Manage-

ments, bei der vielfältigere und direkte Werkzeuge als bisher zur Sicherung des rei-

bungslosen Transports zu Verfügung stehen.

Abschließend ist der Aspekt des immer stärker geforderten CO2-Nachweises für Trans-

porte zu erwähnen, welcher durch ein T&T einfacher ermöglicht werden kann. Ferner

kann die Überwachung und Optimierung der Transportwege generell zur Reduktion von

Schadstoffen wie CO2-Emissionen, Schwefeloxide, Stickstoffe, Rußpartikel und Fein-

staub dienen. Das System trägt damit dazu bei, den zunehmend strenger werdenden

Umweltauflagen gerecht werden zu können. Eine vertiefende Forschung der Möglichkei-

ten der ZigBee-Technologie erscheint aufgrund der Vielfalt der Systemanwendungen

lohnenswert.


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dorf 2006.


Die Publikationsreihe

Schriftenreihe Logistikforschung / Research Paper Logistics

In der Schriftenreihe Logistikforschung des Institutes für Logistik- & Dienstleistungs-ma-

nagement (ild) der FOM werden fortlaufend aktuelle Fragestellungen rund um die Ent-

wicklung der Logistikbranche aufgegriffen. Sowohl aus der Perspektive der Logistik-

dienstleister als auch der verladenden Wirtschaft aus Industrie und Handel werden inno-

vative Konzepte und praxisbezogene Instrumente des Logistikmanagement vorgestellt.

Damit kann ein öffentlicher Austausch von Erfahrungswerten und Benchmarks in der

Logistik erfolgen, was insbesondere den KMU der Branche zu Gute kommt.

The series research paper logistics within Institute for Logistics and Service Management

of FOM University of Applied Sciences addresses management topics within the

logistics industry. The research perspectives include logistics service providers as well

as industry and commerce concerned with logistics research questions. The research

documents support an open discussion about logistics concepts and benchmarks.

Band 1 Klumpp, M., Bovie, F.: Personalmanagement in der Logistikwirtschaft

Band 2 Jasper, A., Klumpp, M.: Handelslogistik und E-Commerce [vergriffen]

Band 3 Klumpp, M.: Logistikanforderungen globaler Wertschöpfungsketten [vergrif-

fen]

Band 4 Matheus, D., Klumpp, M.: Radio Frequency Identification (RFID)

in der Logistik

Band 5 Bioly, S., Klumpp, M.: RFID und Dokumentenlogistik

Band 6 Klumpp, M.: Logistiktrends und Logistikausbildung 2020

Band 7 Klumpp, M., Koppers, C.: Integrated Business Development

Band 8 Gusik, V., Westphal, C.: GPS in Beschaffungs- und Handelslogistik

Band 9 Koppers, L., Klumpp, M.: Kooperationskonzepte in der Logistik

Band 10 Koppers, L.: Preisdifferenzierung im Supply Chain Management

Band 11 Klumpp, M.: Logistiktrends 2010

Band 12 Keuschen, T., Klumpp, M.: Logistikstudienangebote und Logistiktrends

Band 13 Bioly, S., Klumpp, M.: Modulare Qualifizierungskonzeption RFID

in der Logistik

Band 14 Klumpp, M.: Qualitätsmanagement der Hochschullehre Logistik


Band 15 Klumpp, M., Krol, B.: Das Untersuchungskonzept Berufswertigkeit

in der Logistikbranche

Band 16 Keuschen, T., Klumpp, M.: Green Logistics Qualifikation in der

Logistikpraxis

Band 17 Kandel, C., Klumpp, M.: E-Learning in der Logistik

Band 18 Abidi, H., Zinnert, S., Klumpp, M.: Humanitäre Logistik – Status

quo und wissenschaftliche Systematisierung

Band 19 Backhaus, O., Döther, H., Heupel, T.: Elektroauto – Milliardengrab oder Er-

folgsstory?

Band 20 Hesen, M.-A., Klumpp, M.: Zukunftstrends in der Chemielogistik

Band 21 Große-Brockhoff, M., Klumpp, M., Krome, D.: Logistics capacity

management – A theoretical review and applications to outbound logistics

Band 22 Helmold, M., Klumpp, M.: Schlanke Prinzipien im Lieferantenmanagement

Band 23 Gusik, V., Klumpp, M., Westphal, C.: International Comparison of Danger-

ous Goods Transport and Training Schemes

Band 24 Bioly, S., Kuchshaus, V., Klumpp, M.: Elektromobilität und Ladesäulen-

standortbestimmung – Eine exemplarische Analyse mit dem Beispiel der

Stadt Duisburg

Band 25 Sain, S., Keuschen, T., Klumpp, M.: Demographic Change and ist Effect on

Urban Transportation Systems: A View from India

Band 26 Abidi, H., Klumpp, M.: Konzepte der Beschaffungslogistik in Katastrophen-

hilfe und humanitärer Logistik

Band 27 Froelian, E., Sandhaus, G.: Conception of Implementing a Service Oriented

Architecture (SOA) in a Legacy Environment

Band 28 Albrecht, L., Klumpp, M., Keuschen, T.: DEA-Effizienzvergleich Deutscher

Verkehrsflughäfen in den Bereichen Passage/Fracht

Band 29 Meyer, A., Witte, C., Klumpp, M.: Arbeitgeberwahl und Mitarbeitermotiva-

tion in der Logistikbranche

Band 30 Keuschen, T., Klumpp, M.: Einsatz von Wikis in der Logistikpraxis

Band 31 Abidi, H., Klumpp, M.: Industrie-Qualifikationsrahmen in der Logistik

Band 32 Kaiser, S., Abidi, H., Klumpp, M.: Gemeinnützige Kontraktlogistik in der hu-

manitären Hilfe

Band 33 Abidi, H., Klumpp, M., Bölsche, D.: Kompetenzen in der humanitären Logis-

tik

Band 34 Just, J., Klumpp, M., Bioly, S.: Mitarbeitermotivation bei Berufskraftfahrern

– Eine empirische Erhebung auf der Basis der AHP-Methode

Band 35 Bioly, S., Klumpp, M.: Demografischer Wandel in der Logistik


Band 36 Kutlu, C., Bioly, S., Klumpp, M.: Demografic change in the CEP sector

Band 37 Witte, C., Klumpp, M.: Betriebliche Änderungsanforderungen für den Ein-

satz von Elektronutzfahrzeugen – eine AHP-Expertenbefragung

Band 38 Keuschen, T., Klumpp, M.: Lebenslanges Lernen in der Logistikbranche –

Einsatz von ergänzenden Aus- und Weiterbildungsmaßnahmen

Band 39 Keinhörster, M., Sandhaus, G.: Maschinelles Lernen zur Erkennung von

SMS-Spam

Band 40 Abidi, H., Klumpp, M.: Demografischer Wandel und Industrie-Qualifikations-

rahmen Logistik

Band 41 Bayer, F., Bioly, S.: Der Supply Chain Risk Management Prozess und Sup-

ply Chain Risiken in der industriellen Praxis

Band 42 Bioly, S., Sandhaus, G., Klumpp, M.: Wertorientierte Maßnahmen für eine

Gestaltung des demografischen Wandels in Logistik und Verkehr

Band 43 Steltemeier, B., Bioly, S.: Real-time Tracking and Tracing bei Übersee-

transporten – technische Realisierung und wirtschaftliche Auswirkungen

der Implementierung

Die 1993 von Verbänden der Wirtschaft gegründete staatlich anerkannte gemeinnützige

FOM Hochschule verfügt über 31 Studienorte in Deutschland.

Als praxisorientierte Hochschule fördert die FOM den Wissenstransfer zwischen Hochschule

und Unternehmen. Dabei sind alle wirtschaftswissenschaftlichen Studiengänge der FOM

auf die Bedürfnisse von Berufstätigen zugeschnitten. Die hohe Akzeptanz der FOM zeigt sich

nicht nur in der engen Zusammenarbeit mit staatlichen Hochschulen, sondern auch in zahl-

reichen Kooperationen mit regionalen mittelständischen Betrieben sowie mit internationalen

Großkonzernen. FOM-Absolventen verfügen über solide Fachkompetenzen wie auch über

herausragende soziale Kompetenzen und sind deshalb von der Wirtschaft sehr begehrt.

Weitere Informationen finden Sie unter fom.de

Das Ziel des ild Institut für Logistik- & Dienstleistungsmanagement ist der konstruktive Aus-

tausch zwischen anwendungsorientierter Forschung und Betriebspraxis. Die Wissenschaftler

des Instituts untersuchen nachhaltige und innovative Logistik- und Dienstleistungskonzepte

unterschiedlicher Bereiche, initiieren fachbezogene Managementdiskurse und sorgen zudem

für einen anwendungs- und wirtschaftsorientierten Transfer ihrer Forschungsergebnisse

in die Unternehmen. So werden die wesentlichen Erkenntnisse der verschiedenen Projekte

und Forschungen unter anderem in dieser Schriftenreihe Logistikforschung herausgegeben.

Darüber hinaus erfolgen weitergehende Veröffentlichungen bei nationalen und internationalen

Fachkonferenzen sowie in Fachpublikationen.

Weitere Informationen finden Sie unter fom-ild.de

ISSN 1866-0304

Documents

Real-time Tracking and Tracing bei Überseetransporten ... · über die existierenden Verfolgungsmethoden. Es werden grundsätzlich drei Komponen-ten für das T&T von Containern benötigt