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Herzlich Willkommen

…auf der Projektseite von YardManagementHDH! Wir werden Sie an dieser Stelle regelmäßig über Fortschritte im Projekt informieren. Unsere Vision, die Hintergründe, den Projektplan und Informationen zur verwendeten Technik finden Sie auf diesen Seiten. 

Funkmessungen auf dem BSH-Yard mit dem Test- und Integrationsmodul TIM (Foto: BSH Hausgeräte GmbH)

Was bisher geschah:

Schon seit Januar 2022 läuft die Umsetzung des innovativen Projekts auf Hochtouren. Seit damals ist einiges passiert: Wir konnten zwei Projekttreffen in Präsenz und eine Vielzahl an digitalen Meetings abhalten. Das Ergebnis: Die Architektur unseres digitalen Systems steht, die Planung für das lokale Mobilfunknetz wird bis September fertiggestellt und wir starten dann in die Ausschreibungsphase.

Außerdem fanden Anfang August auf dem BSH-Yard in Giengen die ersten Funkmessungen statt. Mit Hilfe des mobilen Test- und Integrationsmoduls (TIM) des ZDE wurde ein temporäres 5G-Campusnetz aufgebaut. Ziel der Aktion: Die Validierung der mittels Simulationen ermittelten Antennenstandorte und die Schaffung einer Datenbasis zu den Gegebenheiten auf dem Gelände. Die Ergebnisse sind zufriedenstellend und entsprechen weitestgehend den Annahmen aus der Simulation.

Wir werden in den kommenden Wochen an dieser Stelle weitere Informationen zum Projekt YardManagementHDH bereitstellen. Bleiben Sie dran!

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In die Zukunft, aber sicher!

Im Rahmen von YardManagementHDH erproben wir nicht nur das teleoperierte und automatisierte Fahren unter 5G, wir erweitern den Fokus hin zu Assistenzsystemen. Der Bereich zwischen Tor und Lkw ist für die Betreiber von Logistikzentren seit langem eine Zone mit besonders hohem Gefahrenpotenzial, was die Fahrer vor große Herausforderungen stellt. Fährt ein Lkw rückwärts ans Tor, steigt wegen eingeschränkter Sicht des Fahrers das Risiko von Unfällen.

Durch die Kombination von ortsfester Sensorik an Ladetoren und 5G-Campusnetz können Lkw-Fahrern nun Umgebungsinformationen in Echtzeit bereitgestellt werden, über die sie bislang nicht verfügten. Dadurch wird die Sicherheit beim rückwärts ans Tor fahren signifikant erhöht.

Der Projektpartner ITK Engineering hat dafür ein Assistenzsystem entwickelt. Es basiert auf einer App-Lösung, die Informationen der fest am Tor installierten Sensorik nutzt. Im Gefahrenfall wird dem betroffenen Lkw-Fahrer in Echtzeit über das 5G-Campusnetz eine Warnmeldung zugespielt. Reizvoll dabei ist, dass durch die App-Lösung fahrzeugseitig keine Anpassungen notwendig sind. Zwar kann das System – wie im Projekt prototypisch geschehen – auch in das Interface einer Teleoperations-Station eingebunden werden, für herkömmliche Lkw kann die App jedoch auch auf einem mobilen Endgerät installiert werden und sendet auf diesem Weg ebenso zuverlässig Warnungen in die Fahrerkabine.

Begleitet wird dieser Prozess auf wissenschaftlicher Seite von der Dualen Hochschule Baden-Württemberg, Standort Heidenheim. Eine Gruppe von neun Studierenden des Wirtschaftsingenieurwesens entwickelt ein marktorientiertes Produkt für die Absicherung von Logistik-Toren. Dabei werden technische ebenso wie wirtschaftliche Aspekte berücksichtigt, um am Ende eine für potenzielle Kunden funktionierende Lösung empfehlen zu können.

Weitere Studienarbeiten befassen sich mit offenem Technologie-Scouting für den Anwendungsfall der Torabsicherung, Herausforderungen im Bereich autonomer Fuhrparke für die Yard-Logistik und einer allgemeinen Wirtschaftlichkeitsbetrachtung 5G-basierter Logistiklösungen, resultierend in einer Managementempfehlung.

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Die Zukunft der Yard-Logistik: Pilotprojekt stellt digitale Lösungen für automatisiertes Fahren vor 

Auf dem Logistik-Yard der BSH Hausgeräte GmbH in Giengen an der Brenz wird mit Hochdruck an Zukunftsthemen des Frachtverkehrs geforscht. Davon machten sich Vertreterinnen und Vertreter von Politik und Wirtschaft nun bei einer Live-Demonstration ein Bild. 

Fachkräftemangel, Dekarbonisierung, Sicherheit: Es sind vielfältige Themen, die derzeit die Logistikbranche umtreiben. Der Stellvertretende Ministerpräsident und Digitalisierungsminister Thomas Strobl verschaffte sich am 18. Januar in Giengen an der Brenz als Teil einer Delegation aus Politik und Wirtschaft einen Überblick über mögliche Lösungsansätze. Zum Vor-Ort-Termin hatte das Projektkonsortium von YardManagementHDH geladen.

In diesem vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr geförderten Forschungsprojekt dreht sich seit Anfang 2022 alles um die genannten Herausforderungen. Ein interdisziplinäres Team erforscht vor Ort, wie digitale Lösungen auf Basis der 5G-Mobilfunktechnologie die Yard-Logistik fit für Morgen machen können: Um sicherzustellen, dass Logistikprozesse und Lieferketten trotz drastischem Personalmangel effizient funktionieren und mit den Ansprüchen an Umweltverträglichkeit sowie heutigen Sicherheitsstandards vereinbar sind.  

„Hier wird echte Pionierarbeit geleistet. Das Projekt YardManagementHDH ist ein gutes Beispiel für die Anwendung von modernster 5G-Mobilfunktechnik im Bereich der Logistik und zeigt einmal mehr: In Baden-Württemberg schlägt das Innovationsherz Europas. Als Digitalisierungsminister freue ich mich besonders, dass mit Hilfe innovativer Technologien ein echter Mehrwert geschaffen wird, der künftig auch anderswo im Land genutzt werden kann.“, sagte Minister Thomas Strobl. 

Die BSH führt das Projektkonsortium an und stellt den unternehmenseigenen Logistik-Yard am Standort Giengen als Testfeld zur Verfügung. Hier müssen jeden Tag bis zu 200.000 Hausgeräte transportiert werden, schließlich ist BSH ein führendes Unternehmen der Branche und Giengen für die Bosch-Tochter eines der zentralen Logistik-Drehkreuze. Das führt zu Personalaufwand, anspruchsvollen, zeitkritischen Prozessen und komplexen Mischverkehren auf dem Gelände. Die Ausschreibung der 5G-Projektförderung des Bundes sah Landrat Peter Polta als Chance für Akteure im Landkreis Heidenheim. Über die bestehenden Netzwerke ist das Förderprojekt entwickelt worden sowie das Konsortium entstanden. „Digitalisierung richtig genutzt und eingesetzt, bringt Wirtschaftsstandorte voran. Ich freue mich, dass im Rahmen des Projekts YardManagementHDH Innovation im Landkreis Heidenheim entwickelt und erprobt wird“, so Landrat Peter Polta. 

Teleoperation: Der Fahrer sitzt jetzt im Büro 

Die geladenen Gäste konnten nun das digitale Gesamtsystem live in Aktion erleben. Dabei wurde unter anderem ein automatisiert fahrender Lkw demonstriert. Der Konsortialpartner Fernride hat ein marktübliches, vollelektrisches Fahrzeug entsprechend umgebaut. Gesteuert wird der Lkw derzeit noch von der zugehörigen „Teleoperation-Station“ aus. Das ist ein stationäres, im Bürotrakt des BSH-Standorts aufgebautes Lkw-Cockpit. Kameras und Sensoren am Fahrzeug übertragen ihre Daten in Echtzeit an dieses Cockpit. Der dort sitzende „Fahrer“ gibt bei Bedarf über die Bedienelemente des Cockpits Steuerimpulse, die auf demselben Weg zurück an das Fahrzeug gesendet werden. Auf diese Art kann perspektivisch, mit zunehmendem Grad der Automatisierung, eine Person mehrere Fahrzeuge betreuen. Rund 80.000 Fahrerinnen und Fahrer fehlen derzeit in Deutschland, Tendenz rasant steigend.  

5G? Mehr als Telefonie 

Im ersten Schritt rollt ein Lkw teleoperiert über den Giengener Yard und übernimmt reguläre Transportaufgaben – mitten im Mischverkehr mit herkömmlichen Fahrzeugen aller Art. Dabei findet die Datenübertragung über ein unternehmenseigenes 5G-Campusnetz statt, das vom Projektkoordinator Zentrum für Digitale Entwicklung (ZDE) konzipiert wurde. Dieses Netz ist gänzlich unabhängig vom öffentlichen Mobilfunknetz, was dem Betreiber BSH volle Datenhoheit und Sicherheit bei voller 100 MHz-Bandbreite und Datenübertragung in Echtzeit garantiert. Essenzielle Faktoren, wenn es um die Steuerung schwerer Fahrzeuge geht. Die optimale 5G-Ausleuchtung des verwinkelten Areals erwies sich als knifflig. Container und die Fassaden der Logistikhallen sind aus Stahl und haben somit die Eigenschaft, Funkwellen zu reflektieren. Dies musste ebenso berücksichtigt werden wie eine Redundanz bei den Abdeckungsbereichen der Funkzellen. Sollte eine der fünf an Laternenmasten montierten und über Glasfaser mit dem Server verbundenen 5G-Antennen ausfallen, reichen die umliegenden Antennen für einen sicheren Weiterbetrieb des Netzes provisorisch aus. 

Sicherheit an erster Stelle 

Der Truck ist technisch in der Lage, autonom zu fahren. Zur Absicherung der Praxistests befindet sich jedoch noch ein Sicherheitsfahrer im Lkw und könnte bei Bedarf jederzeit eingreifen. Als Innovationspartner trägt mit ITK Engineering ein weiteres Bosch-Tochterunternehmen die Verantwortung für das digitale Ökosystem und somit auch für das umfangreiche Anforderungs- und Sicherheitsmanagement. Darüber hinaus entwickelt ITK ein Assistenzsystem, das die Sicherheit bei der Rückwärtsfahrt eines Lkw an ein Ladetor deutlich verbessert und so hilft, den Stand der Technik weiterzuentwickeln. Dazu wurden in Giengen Sensorik-Systeme an zwei Ladetoren installiert, die ebenfalls über das 5G-Campusnetz Daten übertragen. Wenn z. B. ein Fußgänger hinter dem Lkw den Fahrweg kreuzt, wird in Echtzeit eine Warnmeldung an ein Smartphone des Fahrers ins Fahrzeug gesendet.

Chancen und Herausforderungen 

Der Standort Heidenheim der Dualen Hochschule Baden-Württemberg stellt die wissenschaftliche Begleitung des Projekts sicher. Studierende aus dem Bereich Wirtschaftsingenieurwesen erforschen derzeit, wie tragfähige Geschäftsmodelle für die Anwendung der Projektergebnisse in der Wirtschaft aussehen könnten. Eines steht dabei schon jetzt fest: Eigene Hochleistungsnetze und sichere, digitalisierte Logistikprozesse gibt es nicht zum Nulltarif, und 5G allein löst noch keine Probleme. Nicht zuletzt trägt die Vielzahl an technischen und regulativen Vorgaben in Deutschland dazu bei, dass manch einem theoretisch möglichen Lösungsansatz der Sprung in die Praxis derzeit noch verwehrt bleibt. 

Für Konsortialführer BSH stellen sich ebenfalls wirtschaftliche sowie administrative Fragen nach dem Roll-out der 5G-Technologie und weiteren möglichen Anwendungen, die über die Projektergebnisse hinausgehen. Einigkeit herrscht dahingehend, dass die Investition in digitale Zukunftsprojekte unumgänglich für die Standortsicherung ist. Deshalb finden in Giengen seit Dezember 2023 auch erste Testfahrten von Fernride in einem autonomen Fahrzeugmodus statt. Bis diese über die Teleoperation hinausgehende Technik jedoch in die Praxis Einzug halten kann, wird noch Zeit vergehen. Einen weiteren Erfolg können sich das BSH-Logistikteam und das Projektkonsortium hinter YardManagementHDH jedoch zweifelsohne anheften: Sie haben Pionierarbeit betrieben und wissen nun um die realen Chancen und Herausforderungen von 5G und Automatisierung im Logistikbereich. Der Wert dieses Wissensschatzes ist in heutiger Zeit nicht zu unterschätzen. 

V.l.n.r.: Dr. Sebastian Buck, Entwicklungsleiter, ITK Engineering; Caroline Wiedemann, Senior Project Manager, Fernride; Prof. Dr. Rainer Kiesel, Professor in den Studiengängen Maschinenbau und Mechatronik, DHBW Heidenheim; Dieter Henle, Oberbürgermeister der Stadt Giengen; Wolfgang Weiss, Geschäftsführer, Zentrum für Digitale Entwicklung; Lars Schubert, COO, BSH Hausgeräte; Manuel Utz, Standortleiter Logistik, BSH Hausgeräte; Thomas Strobl, Stellvertretender Ministerpräsident und Minister des Inneren, für Digitalisierung und Kommunen; Carina Nitschke, Projektleiterin, Zentrum für Digitale Entwicklung; Thomas Bock, COO, Fernride; Peter Polta, Landrat des Landkreises Heidenheim; Henrik Ebner, Projektleiter, BSH Hausgeräte; Andreas Stoch MdL, Landes- und Fraktionsvorsitzender der SPD Baden-Württemberg; Nico Graf, Projektleiter, ITK Engineering; Martin Grath MdL. Copyright Ignacio Iturrioz.

Der vollelektrische Test-Lkw des Projekts YardManagementHDH fährt teleoperiert an ein Ladetor der BSH in Giengen. Copyright Quirin Leppert.

Der vollelektrische Test-Lkw des Projekts YardManagementHDH übernimmt im Terminal der BSH in Giengen einen Container. Copyright Quirin Leppert.

Der Teleoperator steuert den Lkw aus dem Büro. Die Datenübertragung findet über ein unternehmenseigenes 5G-Campusnetz statt. Copyright Quirin Leppert.

Auch ortsfeste Sensorik wird zur Erhöhung der Sicherheit, beispielsweise zur Kollisionsvermeidung an Ladetoren, in das 5G-Campusnetz eingebunden. Copyright Quirin Leppert.

Herr Thomas Strobl, Stellvertretender Ministerpräsident und Minister des Inneren, für Digitalisierung und Kommunen spricht anlässlich der Demonstration der Projektergebnisse am 18. Januar 2024 in Giengen. Copyright Ignacio Iturrioz.

Herr Thomas Strobl, Stellvertretender Ministerpräsident und Minister des Inneren, für Digitalisierung und Kommunen, im Gespräch mit Dieter Henle, Oberbürgermeister der Stadt Giengen. Copyright Ignacio Iturrioz.

Vertreter*innen von Politik und Medien verfolgen die Live-Demonstration des teleoperierten Lkw bei der BSH in Giengen. Copyright Ignacio Iturrioz.

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Wir fahren!

Ein weiterer Meilenstein im Projekt YardManagementHDH ist genommen: Das Testfahrzeug wurde erfolgreich in das 5G-Campusnetz der BSH integriert und fährt nun teleoperiert über den Yard in Giengen an der Brenz. Die Strecken zwischen dem Leercontainerdepot, den Ladetoren und dem Containerterminal wurden in den vergangenen Wochen bereits unzählige Male abgefahren und dabei viele Funktionalitäten und Betriebssituationen von den Teleoperatoren trainiert und getestet.

Damit ist die praktische Realisierbarkeit unseres Anwendungsfalls bestätigt und wir können nun den Feinschliff in Angriff nehmen. Denn wie bei jeder Neuinbetriebnahme eines komplexen Systems gibt es auch bei uns hin und wieder unerwartete technische Herausforderungen und nicht immer klappt alles auf Anhieb so reibungslos wie gewünscht. Unsere Expertinnen und Experten arbeiten jeden Tag daran, die verbliebenen Reibungen zu beseitigen und das System zuverlässig betriebstauglich zu machen. Denn eines ist klar: Sicherheit steht an erster Stelle. Aus diesem Grund befindet sich auch nach wie vor ein Sicherheitsfahrer an Bord des Fahrzeugs, selbst wenn dieses im Betrieb zuverlässig teleoperiert wird.

Apropos Sicherheit: Schon bald werden wir an dieser Stelle über einen zusätzlichen 5G-Anwendungsfall in unserem Projekt berichten, der sich derzeit in Giengen im Aufbau befindet und für jegliche Logistikzentren und Gebäude mit Torverladung einen deutlichen Zugewinn an Sicherheit darstellen wird. Es bleibt spannend!

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Testphase gestartet

In Giengen ist die Testphase für das Projekt YardManagementHDH angelaufen. Das Fahrzeug ist vor Ort, und auch das 5G-Campusnetz ist jetzt in Betrieb und wird erprobt. Dafür wird das Mobilfunk-Team des ZDE in einigen Tagen auf dem Yard unterwegs sein und Funkmessungen durchführen.

Die ersten Tests sind erfolgreich verlaufen, das Netz bietet im gesamten Anwendungsbereich die notwendige Abdeckungsqualität mit den entsprechenden technischen Parametern.

Schritt für Schritt werden dann auch weitere Anwendungen getestet und die Fahrstrecken des teleoperierten Lkws erweitert. In einigen Wochen wird es so weit sein, dass unser Fahrzeug unter 5G in die regulären Logistikprozesse der BSH eingebunden wird.

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Fortschritt, Fortschritt überall!

YardManagementHDH kommt ins Rollen! Nach einer intensiven Phase mit Konzeptarbeit und Planungen werden nun konkrete Projektergebnisse sichtbar.

Im April traf sich das Konsortium beim Projektpartner Fernride in München und besichtigte unter anderem einen Yard-Lkw, wie er auch in Giengen zum Einsatz kommen wird. In der Zwischenzeit wurde auch der erste Lkw für unser Projekt vom französischen Hersteller Gaussin geliefert und wird bei Fernride mit dem Teleoperationskit und der nötigen Sensorik ausgestattet. Im nächsten Schritt kommt dieses Fahrzeug zur Erprobung nach Giengen.

Auch dort, in Giengen, wird YardManagementHDH jetzt greifbar: Auf dem BSH-Yard wurden die Glasfaserleitungen vom Serverraum zu den Antennenstandorten verlegt. Dafür konnten teilweise vorhandene Leerrohre genutzt werden. Diese Arbeiten sind mittlerweile abgeschlossen, ebenso die Montage der Antennen.

Der Leitstand für die Teleoperation wird in einem dedizierten Raum von den Fernride-Expert*innen aufgebaut und vernetzt. Hier wird später eine Teleoperatorin oder ein Teleoperator sitzen und per 5G die Kontrolle über die Yard-Fahrzeuge übernehmen können – das wird zum Beispiel immer dann der Fall sein, wenn über längere Zeit Hindernisse im Fahrweg eines automatisierten Fahrzeugs stehen, die letzteres nicht im Alleingang umfahren darf.

Über den Sommer werden die verschiedenen technischen Komponenten nun auf Herz und Nieren getestet, bevor später im Jahr der eigentliche Testbetrieb unter 5G beginnt. Wir werden auch darüber berichten.

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Video: Was ist YardManagementHDH?

In diesem Video zeigen wir anhand einer Simulation, was genau auf dem BSH-Yard in Giengen schon sehr bald möglich sein wird. Viel Spaß beim Ansehen!

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Ein digitales Logistiksystem nimmt Gestalt an

Das Jahr 2023 beginnt für YardManagementHDH mit mehreren Meilensteinen

Die Leistungen in den Bereichen Glasfasernetz und Lieferung der 5G-Komponenten wurden mittlerweile vergeben. Damit können die Experten des Zentrums für Digitale Entwicklung mit der Feinplanung des 5G-Campusnetzes beginnen. Das Netz wird bis zum Sommer auf dem Yard der BSH Hausgeräte GmbH ausgerollt und in den Testbetrieb übergehen.

Parallel dazu befindet sich das erste automatisierte Basisfahrzeug derzeit beim Zulieferer in der Endmontage. Da wir als Forschungsprojekt besondere Anforderungen an die Technik haben, wird das Basisfahrzeug nach den Spezifikationen unseres Konsortialpartners Fernride mit Drive by wire und Montagepunkten für die Sensorik vorgerüstet. Die Integration der Sensorik und Automatisierung erfolgt durch Fernride. Auch hier sind Lieferung und erste Tests für den Sommer geplant.

Sicherheit ist Teamarbeit

Hierfür wurde von ITK Engineering neben einem ausführlichen Konzept auch eine virtuelle Umgebung erstellt. Mit Hilfe eines software-basierten Tools kann so das digitale Abbild sowohl des Yards als auch der Komponenten Fahrzeug, Leitstand und 5G-Campusnetz für die Visualisierung von Szenarien oder Abläufen hinzugezogen werden. Im ersten Schritt wurde die Simulationsumgebung beispielsweise genutzt, um für alle Partner die Abläufe, aber auch das Zusammenspiel der Komponenten visuell darzustellen. Daneben haben die Experten mit dem Tool auch komplexere Simulationen durchgeführt, insbesondere um das Sicherheitskonzept zu überprüfen.

Am 17. Januar fand ein Workshop in Giengen statt, bei dem Fragen der Systemsicherheit detailliert mit allen Projektbeteiligten besprochen, visualisiert und diskutiert wurden. Im Ergebnis konnten alle zuvor erarbeiteten Punkte aus dem funktionalen Sicherheitskonzept im Team validiert werden. Dieser Abstimmungsprozess und die Konzeptarbeit nehmen Zeit und Mühe in Anspruch, sind jedoch für ein sicheres und zuverlässiges Logistiksystem dieser Größenordnung eine unerlässliche Voraussetzung.

Das Team hinter YardManagementHDH hat nun ein Fundament geschaffen, auf dem in den nächsten Monaten erste sicht- und greifbare Projektergebnisse auf dem Yard der BSH umgesetzt werden.

Workshop in den Räumlichkeiten der BSH in Giengen am 17. Januar 2023 (Foto: ZDE GmbH)

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Von der Vision in die Realität

Wie wir uns den Herausforderungen des Realbetriebs stellen

Safety und Security spielen überall dort eine besondere wichtige Rolle, wo Prozesse automatisiert werden und Maschinen mit Menschen interagieren. So auch im Projekt YardManagementHDH. Die Bosch-Tochter ITK Engineering trägt seit Projektbeginn für beide Themen die Gesamtverantwortung und hat bereits erste wichtige Schritte getan. Zu Beginn galt es, die relevanten Sicherheitsnormen beispielsweise für Maschinen zu sichten und zu bewerten, ehe die Experten in einem nächsten Schritt eine Gefahren- und Risikenanalyse nach ISO 12100 durchführen konnten. Darauf aufbauend begannen sie im Sommer 2022, erste Sicherheitsfunktionen wie Not-Halt oder eine zuverlässige teleoperierte Steuerung zu entwickeln. Solche Funktionen sind Basis des Gesamtsicherheitskonzepts, an dem das gesamte Projektkonsortium mittlerweile feilt. Gefragt sind dabei Kompetenzen in den Bereichen Funktionale Sicherheit, Cybersecurity sowie Systemarchitektur. Technologiekenntnisse im 5G-Umfeld und Erfahrung mit Simulationstools zur Visualisierung des Yards runden diese ab.

Sicherheitsexperten am Werk

„Wir freuen uns, nach der intensiven Phase der Projektplanung und des Systemdesigns auf einer konzeptionellen Ebene mit unseren Konsortialpartnern mittlerweile voll im Arbeitsmodus zu sein und bald erste Ergebnisse auf dem Yard präsentieren zu können“, sagt Paul Raimo von der Ahe, Ingenieur für Funktionale Sicherheit bei ITK. „Jetzt gilt es, alle sicherheitskritischen Aspekte des Projekts zu berücksichtigen. Ein durchdachtes Sicherheitskonzept ist die Basis des Projekts YardManagement; das Konzept allein wird aber nicht ausreichen. Unser Ziel ist es, das Bewusstsein für die Bedeutung von Safety und Security auch in den Köpfen aller auf dem Yard zu stärken. Nur so kann der automatisierte Containertransport und insbesondere das Zusammenspiel mit Menschen auf dem Gelände sicher und zuverlässig funktionieren.“