Flughafen München: Innovation und Nachhaltigkeit durch Digitalisierung

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Der Flughafen München, einer der größten Airports Europas, arbeitet an seiner Zukunft und setzt dabei auf Nachhaltigkeit und Innovation durch Digitalisierung: Bis zum Jahr 2030 will der Flughafen mit Hilfe smarter Ideen klimaneutral sein und sich immer stärker als Innovationsstandort etablieren.

Dafür nutzt er das Potenzial, das sich ihm als Verkehrsknoten, der weltweit über 260 Ziele verbindet, mitsamt seiner Infrastruktur und seinem Platz für gezielte Immobilienentwicklung bietet und hat auf dieser Basis die LabCampus GmbH gegründet: Das Projekt bringt Firmen und Wissensträger, Scale-ups, Mittelstand und Global Player, Kreative und Investoren an einem Ort zusammen, der für internationale, branchen- und unternehmensübergreifende Vernetzung prädestiniert ist. Auf einer Fläche von etwa 500.000 Quadratmetern entsteht so ein Innovationsstandort, an dem die unterschiedlichen Stakeholder interdisziplinär zusammenarbeiten, gemeinsam neue, smarte Produkt- und Service-Ideen entwickeln und direkt vor Ort testen können.

Kollaboration durch Digitalisierung#

LabCampus am Flughafen München setzt dabei auf Kollaboration durch Digitalisierung. Mit dem Ziel eine branchen- und themenübergreifende Zusammenarbeit unterschiedlichster Protagonisten voranzutreiben, um so gemeinsam an Zukunftsfragen zu arbeiten und zu innovieren nutzt LabCampus deshalb insbesondere die Möglichkeiten der Digitalisierung: So werden beispielsweise IoT-Technologien aber auch smarte Services und Produkte die Grundlage für Projekte sein, die Nutzer, Mitentwickler und Partner über den LabCampus als verbindende Plattform ausrollen, damit der Flughafen nachhaltiger und effizienter werden kann. Nach dem Rollout und Praxistest vor Ort, können die entwickelten Ideen zukünftig auch auf andere Unternehmen und Branchen übertragen werden.

 

Idee: Entwicklung ganzheitlicher IoT-Lösungen am LabCampus

Für den Start hat der Flughafen München unterschiedlichste Institutionen und Forschungseinrichtungen zusammengebracht, um erste Innovationen auf dem LabCampus zu entwickeln. Das Fraunhofer-Institut für Integrierte Schaltungen IIS ist ebenfalls beteiligt. Unter der Projektleitung seiner Arbeitsgruppe für Supply Chain Services arbeitet das Institut an der intelligenten Kombination von Sensorik und Kommunikation, um das Asset-Tracking von Cargo-Dollies für den kommerziellen Frachttansport zu ermöglichen, an der Optimierung des Flotten- und Gebäudemanagements und an der Entwicklung neuer Geschäftsmodelle und smarter Services im Flughafenkontext. Gemeinsam mit dem Flughafen München werden die datengetriebenen Services wie das Dolly-Tracking unter Realbedingungen entwickelt und ein komplexes IoT-Ökosystem aufgebaut und unterstützt. Um die Lösungen exakt an den tatsächlichen Bedarf anzupassen und anwenderfreundlich zu gestalten, kommt Co-Creation zum Einsatz und auch die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter des Flughafens werden fortlaufend in die Entwicklung miteinbezogen.

 

Knowhow in IoT, kognitiver Sensorik, Data Analytics und Innovationsentwicklung benötigt

Für diesen umfassenden Ansatz wird das am IIS vorhandene Knowhow entlang der gesamten IoT-Wertschöpfungskette benötigt: Von der Entwicklungskompetenz in Sachen IoT-Technologien und kognitiver Sensorik über passende Data Analytics Verfahren bis hin zu betriebswirtschaftlichen und managementgetriebenen Methoden zur Geschäftsmodellentwicklung oder auch zur Nutzereinbindung.

Die Lösungen für den Flughafen München im Detail#

Um den Flughafen München und dessen Zuwachs durch den LabCampus auf seinem Weg zu einem digitalen Innovationsstandort mit effizienten und nachhaltigen Prozessen zu unterstützen, entwickelten wir mit ihm gemeinsam Lösungen für folgende Teilbereiche:

Mobility-as-a-Service-Konzepte für den Flughafen#

Mit neuer Campusmobilität bequem und nachhaltig zum nächsten Termin

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An einem Flughafen kommt es nicht nur zu zahlreichen Passagierbewegungen, auch tausende Mitarbeiter des Flughafen Münchens sind auf dem Gelände des Flughafens unterwegs. Wir entwickelten ganzheitliche Mobilitätskonzepte, die Verfügbarkeit gewährleisten, Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern Komfort bieten und gleichzeitig das Ziel der Nachhaltigkeit verfolgen.

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Predictive-Maintenance durch datenbasiertes Monitoring#

Mit einem datengetriebenen Monitoring-System Auffälligkeiten von Raumlüftungsanlagen frühzeitig erkennen

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Der Ausfall einzelner Komponenten, unnötige turnusmäßige Wartungen sowie eine ineffiziente Bedienung von Raumlüftungsanlagen gehören am Flughafen München weitgehend der Vergangenheit an. Denn die Techniker vor Ort setzen nun ein von uns entwickeltes Monitoring-System ein, das Auffälligkeiten von Anlagen frühzeitig erkennt und bei Bedarf Alarm schlägt.

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IoT-basiertes Asset-Tracking#

Mit einem IoT-basierten Asset-Tracking von Ground Support Equipment zu optimalen Prozessen

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Die Kenntnis über die genaue Position von Ground Support Equipment wie Dollies ist maßgeblich für effiziente Prozesse. Dementsprechend entwickelten wir ganzheitliche Feinkonzepte mit Lokalisierungs- und Übertragungstechnologien, die exakt auf die Bedingungen des Flughafen Münchens zugeschnitten sind.

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Neue IoT-Infrastrukur für smarte Anwendungen#

Mit mioty® eine IoT-Infrastruktur über den gesamten Campus aufbauen

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Am Flughafen München wurde eine IoT-Infrastruktur auf Basis der standardisierten mioty®-Technologie aufgebaut. Die robuste Datenübertragung über große Entfernungen ermöglicht neue Anwendungen und die Erprobung neuer Use Cases für den Flughafen. Ihre Reichweite ist nicht nur besonders groß, die Technologie ist auch besonders stabil, sicher, schnell und vor allem energieeffizient. Damit ermöglicht die mioty®-Technologie neben den bereits umgesetzten Projekten, noch viele weitere Anwendungen im Flughafenumfeld wie zum Beispiel Smart Metering oder die Überwachung der kritischen Infrastruktur.

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Mit den richtigen Methoden zu mehr Nachhaltigkeit und Effizienz#

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Während der umgangssprachliche Gebrauch des Wortes »Optimierung« oft benutzt wird für »etwas besser machen« oder, in frühen Phasen des Problemverständnisses, schlicht für »etwas anders machen«, meint die mathematische Optimierung das gezielte Suchen einer optimalen Lösung für eine wohldefinierte Fragestellung. Dazu werden die im Unternehmen gültigen Planungsregeln und Zielvorgaben in ein mathematisches Modell übersetzt, das alle denkbaren Lösungen für die gestellte Aufgabe berücksichtigt. Zur Lösung dieses Modells ist dann einerseits die Verfügbarkeit von Daten notwendig, die als Entscheidungsgrundlage betrachtet werden (z. B. Daten über die Fahrzeugverfügbarkeit oder die erwartete Mobilitätsanfrage. Andererseits werden leistungsfähige Algorithmen benötigt, welche das Optimierungsproblem innerhalb der geforderten Antwortzeit lösen können.

Sind Daten in ausreichender Menge und Qualität für das Optimierungsproblem vorhanden, wird ein Optimierungsalgorithmus benötigt, um das Modell zu lösen. Nicht alle Optimierungsmodelle sind auf Anhieb in der Praxis lösbar. Daher ist es oftmals sinnvoll, Experten für mathematische Optimierung hinzuzuziehen, die bei der Modellierung, der Auswahl oder bei Bedarf auch dem maßgeschneiderten Entwurf von Lösungsverfahren beraten können.

Proaktiv statt reaktiv: Mit einem datengetriebenen Monitoring-System Auffälligkeiten von Raumlüftungsanlagen frühzeitig erkennen

Lokalisierung und Vernetzung: IoT-basiertes Asset-Tracking von Ground Support Equipment sorgt für optimale Prozesse

 

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Unternehmerischer Wandel geht oft mit komplexen Planungsentscheidungen einher, die in verschiedene Szenarien abgewogen werden müssen. Am besten wäre es, jedes Szenario einfach auszuprobieren. Für die Umsetzung fällt in der Praxis aber ein sehr hoher Aufwand an (z. B. bei der Einführung eines Mobilitätskonzepts. In einer geeigneten Simulation wird das reale unternehmerische Setting in die digitale Modellwelt, einem sogenannten digitalen Zwilling, überführt, um dort Zukunftsszenarien berechnen und bewerten zu können. Wie fein die Realität abgebildet werden kann, wird maßgeblich von der Datengrundlage beeinflusst. Je feiner diese vorliegt, desto aussagekräftiger sind die Ergebnisse. Ein digitaler Zwilling erlaubt es, fundierte datengetriebene Entscheidungen zu treffen und ein tiefes Systemverständnis aufzubauen.

Mobility-as-a-Service: Mit neuer Campusmobilität bequem und nachhaltig zum nächsten Termin

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Die Veränderung hin zu einer datenzentrierten Sichtweise stellt einen Paradigmenwechsel und einen wesentlichen Treiber der digitalen Transformation dar. Auf Basis von Daten werden das Leistungsangebot, das Erlösmodell, die Schlüsselressourcen, die Prozesse, die Kostenstrukturen, die Unternehmenskultur, die Kunden- und Netzwerkorientierung sowie die Unternehmensstrategie angepasst und für das Unternehmen neu konzipiert. Nur wenn die Datenorientierung umfassend geschieht und die Auswirkungen auf den gesamten Geschäftsprozess berücksichtigt sind, kann ein Unternehmen auch in Zukunft nachhaltig erfolgreich sein.

Proaktiv statt reaktiv: Mit einem datengetriebenen Monitoring-System Auffälligkeiten von Raumlüftungsanlagen frühzeitig erkennen

IoT-basiertes Asset-Tracking von Ground Support Equipment sorgt für optimale Prozesse

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Eine kombinative Prozessanalyse betrachtet zunächst alle bestehenden IT-Systeme und Informationsebenen des täglichen Geschäftsprozesses. Auf diese Weise werden beispielsweise IT-Tickets ausgewertet und weitere relevante Dokumente des operativen Tagesgeschäftes analysiert. Zusätzlich erfolgt die Aufnahme der tatsächlichen Geschäftsprozesse vor Ort, welche mittels Critical Inquiery Interviews und Workshops mit allen beteiligten Stakeholdern, vom Mitarbeiter bis hin zum Entscheidungsträger, erfasst werden. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen, erfolgt die Entwicklung der Soll-Prozesse für die Bereitstellung neuer Services und Servicesystemen. Zur Veranschaulichung der neuen Prozesse werden User Stories eingesetzt, um Soll-Prozesse illustrativ und detailliert erläutern zu können.

Mobility-as-a-Service: Mit neuer Campusmobilität bequem und nachhaltig zum nächsten Termin

Lokalisierung und Vernetzung: IoT-basiertes Asset-Tracking von Ground Support Equipment sorgt für optimale Prozesse

 

 

 

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Auf Basis der datengetriebenen Prozessaufnahme erfolgt die Ökosystemmodellierung. In einer Ökosystemmodellierung, werden alle beteiligten Akteure des Ökosystems zur Bereitstellung von Servicesystemen und deren Aktivitäten abgebildet. Eine Ökosystemmodellierung hebt dabei relevante Interaktionen und Abhängigkeiten einzelner Akteure zur Bereitstellung eines Servicesystems hervor. Detaillierte Informationen zu dem jeweiligen Wertschöpfungsprozess werden in einem Value Network betrachtet. Im Fokus stehen dabei neue Value Streams, welche die Einnahme- und Ausgabeströme sowie den Austausch von tangiblen und intangiblen Werten im Wertschöpfungsprozess darstellen.

Lokalisierung und Vernetzung: IoT-basiertes Asset-Tracking von Ground Support Equipment sorgt für optimale Prozesse

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Unter einer Servicesystemkonfiguration werden all jene Aktivitäten zusammengefasst, welche sich auf den gewonnenen Mehrwert der vorhandenen Daten im Unternehmen fokussieren. In gemeinsamen Workshops mit Stakeholdern und Akteuren aus dem Ökosystem des Unternehmens werden neue potentielle Services auf Basis der gewonnenen Daten entwickelt und zu Servicesystemen konfiguriert. In einem Servicesystem werden dabei Services, welche voneinander profitieren und sich gegenseitig bedingen in Systeme gebündelt, um Synergieeffekte zu heben. Im Fokus stehen dabei das Wertversprechen und die jeweiligen Mehrwerte für den Kunden.

Lokalisierung und Vernetzung: IoT-basiertes Asset-Tracking von Ground Support Equipment sorgt für optimale Prozesse

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Die Kosten-Nutzenanalyse der digitalen Transformation betrachtet die Wirtschaftlichkeit der eingeführten Technologien und Servicesysteme. Ziel ist es hierbei, alle Kosten- und Nutzenvariablen zu identifizieren und anhand bestehender Daten, Dokumente und Gesprächen mit Stakeholdern abzuleiten. Die Kosten und Nutzen der digitalen Transformation umfassen beispielsweise Kosten der Implementierung einer Technologie, Service und Support einer neuen Plattform sowie Nutzen der neuen Servicesysteme inklusiver wirtschaftlicher Mehrwerte.

Lokalisierung und Vernetzung: IoT-basiertes Asset-Tracking von Ground Support Equipment sorgt für optimale Prozesse

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Technologiekonzepte beschreiben die funktionsorientierte Kombination unterschiedlicher Technologien, deren Interaktionen sowie die Passigkeit für das jeweilige Unternehmen. Hierfür werden am Markt verfügbaren Lösungen zur Lokalisierung, Datenübertragung und Sensorik verglichen und auf die Anforderungen der Stakeholder und der Organisation gematched, bewertet und priorisiert. Dabei werden sowohl bereits am Markt etablierte Technologien wie Bluetooth oder WIFI betrachtet, als auch die aufsteigenden LPWAN-Technologien wie Mioty und den 5G Ableger NB-IoT. Die unterschiedlichen Technologiekonzepte werden evaluiert, detailliert und als Handlungsempfehlung aufbereitet.

Lokalisierung und Vernetzung: IoT-basiertes Asset-Tracking von Ground Support Equipment sorgt für optimale Prozesse

Future IoT: Mit mioty® eine IoT Infrastruktur über den gesamten Campus aufbauen

 

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