Het Fysieke Internet: van concept naar realiteit

Het concept ‘Physical Internet’ (PI) of het Fysieke Internet (FI) bestaat al zo’n vijftien jaar en biedt een innovatieve kijk op hoe we logistiek en transport kunnen organiseren. FI beschouwt een logistiek netwerk als een internet, waarbij goederen zich door een gedeeld netwerk verplaatsen zoals datapakketten op het internet. FI wil logistieke diensten universeel met elkaar verbinden via containers en protocollen. Die protocollen moeten alle bedrijven in staat stellen op een naadloze en gestandaardiseerde manier met elkaar te werken. Hoewel partnerships tussen bedrijven al bestaan, zijn zij gebonden aan de specifieke context van de betrokken partijen en kunnen ze niet zomaar naar andere bedrijven worden overgedragen of uitgebreid. FI streeft ernaar die aanpak te overstijgen.

“Heel wat logistieke middelen blijven onderbenut. Denk aan vrachtwagens met halve lading of magazijnen met lege zones. Of dichter bij huis, het aantal personenwagens met slechts één passagier terwijl er plaats is voor vijf personen”, legt professor Eric Ballot uit. Hij is verbonden aan MINES Paris – PSL en is voorzitter van de leerstoel Fysiek Internet. “We werken al meer dan tien jaar aan het concept FI en toch is die periode vrij kort. Wil je verandering en innovatie effectief doorvoeren, dan is er een fysieke verandering nodig en dat neemt tijd in beslag. Het potentieel van deze nieuwe logistieke aanpak komt duidelijk uit het onderzoek naar voren. Vandaag ontbreekt het ons aan die algemene protocollen. We moeten de visie pragmatisch omzetten naar de praktijk.” Het Fysieke Internet evolueerde sinds zijn introductie naar regionale proefprojecten en gestandaardiseerde Living Labs. “Het doel is duidelijk: betere, duurzamere ‘end-to-end’ dienstverlening met minder verspilling en een betere benutting van de beschikbare capaciteit. Hoe schalen we FI op naar een wereldwijde realiteit?”

Middelen delen

Het Fysieke Internet is opgebouwd uit verschillende lagen, naar analogie van de gelaagde protocollen (protocolstack) voor datanetwerken (zie figuur 1). Onderaan bevindt zich de fysieke laag die verwijst naar het transport van goederen. De lagen erboven voegen bijkomende informatie toe, zoals de bestemming van de vracht (routing). Hoe hoger in de ‘stack’, hoe gedetailleerder de karakteristieken worden.

Prof. E. Ballot: “Het is belangrijk te nuanceren dat het Fysieke Internet geen monopolie, technologie of gecentraliseerde controle is en dat het de marktregels niet verandert. Het streeft ook niet naar het delen van data tussen bedrijven. Dat is vaak een misvatting. Het gaat erom een uniforme, gestroomlijnde samenwerking uit te bouwen met gedeelde middelen.”

Vandaag zijn er voldoende voorbeelden zonder de nood om data uit te wisselen tussen bedrijven, zoals zee- en luchtvracht. “Op het water en in de lucht delen we hetzelfde transportmiddel”, licht de professor toe. “Zodra het transport aan land komt, splitst alles op. Dat is niet logisch of efficiënt. Waarom zou je een vrachtwagen niet optimaliseren met een zending van een ander bedrijf zodat je een full truckload (FTL) krijgt?” Ondernemingen kunnen zich geen eigen (lucht)haven veroorloven, dus zijn ze wel genoodzaakt om dat transportmedium te delen.

Professor Ballot en zijn team trokken die filosofie door in een testcase met enkele Franse retailers en hun leveranciers. “We namen alle gefragmenteerde flows en consolideerden ze in hubs, zoals we met vluchtvervoer en zeevracht doen. Het resultaat? Zo’n vijftien procent minder tonkilometers, twintig procent hogere beladingsgraad en zestig procent minder CO2. Dat laatste was mede het gevolg van het overschakelen van vrachtwagens naar treinvervoer. We slaagden erin sneller en met minder middelen tot bij de klant te komen.”

Handling en transportcontainer

Zowel in Europa als Azië werken landen of organisaties aan meerjarenplannen om FI te implementeren. Zo ontwikkelde het Europese technologieplatform ALICE (Alliance for Logistics Innovation through Collaboration in Europe) een strategische roadmap voor 2030-2040. In ALICE zijn zo’n tweehonderd ondernemingen en universiteiten betrokken, samen goed voor meer dan honderd projecten. “Tot nu toe voerden we vooral kleinere pilootprojecten uit. Daaruit willen we de relevante principes halen om het systeem structureel te veranderen”, vertelt professor Ballot. Om die vertaalslag concreet te maken, haalt hij een aantal componenten aan die onderdeel zijn van het Fysieke Internet.

Op het onderste niveau, de fysieke laag, analyseerde hij de huidige methoden om producten te verpakken en verzenden. “We zien vandaag veel maatwerk en verschillende handling units, van kisten, bakken en plastic containers tot enkelvoudige en gestapelde pallets. We probeerden die oplossingen systematisch te modelleren van het product tot het magazijn of het transportmiddel. Ook al was die oefening complex, we geloven dat we de huidige aanpak kunnen vereenvoudigen. Functioneel gezien zijn twee lagen vereist: enerzijds een soort ‘handling box’ waarin het gros van de verscheepte producten passen en anderzijds een interface met het transportmiddel. We noemen dat de ‘handling container’ en ‘transportcontainer’. De eerste moet in de tweede passen, vergelijkbaar met dataframes en internetpakketten. Om een gestandaardiseerde handling container voor te stellen aan FMCG-bedrijven zijn we al tien jaar bezig.” Het eerste proof of concept is een verpakkingsunit van zestig op veertig centimeter en wordt getest in het Duitse IKIGAI-project.

Professor Ballot verwacht dat daaruit verbeteringen zullen voortvloeien. De bedoeling is om het concept vervolgens op Europees niveau door te trekken naar andere projecten en sectoren, want multinationals zoeken een Europese oplossing. “We willen geen patentmanagement of intellectueel eigendom op deze unit, daarvoor hebben we GS1 (nvdr: GS1 – Global Standards One – is een wereldwijde organisatie die standaarden ontwikkelt op het vlak van elektronische communicatie tussen bedrijven, bv. de EAN-code). We streven ernaar een gemeenschappelijke tool te creëren die voor iedereen openstaat.”

Het tweede onderdeel, de transportcontainer, is een ander verhaal. “Momenteel hebben we hiervoor geen passend concept. Nochtans is dat een noodzaak, zeker als we kijken naar onze steden, waar ruimte en tijd de kosten opdrijven en we dus efficiënter moeten zijn”, meent de professor. “Idealiter organiseren we alles buiten de stad en gebruiken we in de stad een ‘plug-and-play’ transportcontainer, compatibel met fietsen, ondergronds vervoer en vrachtwagens. Het Zwitserse project Cargo Sous Terrain onderzoekt dergelijke alternatieve transportmiddelen, specifiek afgestemd op stedelijke logistiek, om kosten te verminderen en het gebruik van beschikbare middelen te maximaliseren. Op Europees niveau hebben we vandaag helaas nog geen duidelijk voorstel voor een standaard transportcontainer.”

Digitale architectuur

Naast het fysieke aspect van hoe je goederen verpakt en verzendt, speelt het digitale luik een belangrijke rol in het Fysieke Internet. Hierbij maakt professor Ballot een onderscheid tussen vier lagen: van de fysieke laag waar meer en meer objecten met elkaar verbonden zijn tot de applicatielaag. “Traditioneel gebruiken we EDI en API om te communiceren tussen bedrijven, maar wat als we door het gebruik van ‘digital twin’-technologie diensten en middelen van andere bedrijven kunnen ontdekken?” gaat de professor verder. “Cruciaal hierbij is hoe je als bedrijf kunt monitoren wat er door het netwerk gebeurt en wie aansprakelijk is. Je hebt volledige visibiliteit, traceerbaarheid en beveiliging nodig. Op een betaalbare manier te allen tijde weten waar alle goederen zich in de supply chain bevinden blijft een grote uitdaging. Er is nood aan betrouwbare, geogepositioneerde, autonome, communicerende en goedkope sensoren.”

Een mogelijke oplossing is volgens professor Ballot de ontwikkeling van nieuwe sensoren in 5G, onder meer via Orange en Huawei labs. De introductie van 5G-tags biedt een bruikbaar alternatief voor klassieke RFID-tags. Ze werken overal waar er bereik is, zowel binnen als buiten. “5G-tags werken zonder batterij en zijn leesbaar door elk 5G-toestel. Je hebt er geen aparte RFID-scanner voor nodig. De technologie is vandaag helaas nog duur, denk bijvoorbeeld aan de Apple-tags, maar als dat eenmaal deel wordt van de volgende generatie van 5G-standaarden is het een stap voorwaarts.”

Daarnaast is er volgens de professor een duidelijke nood aan een robuuste set communicatieprotocollen en een gedeelde taal om data naadloos en veilig uit te wisselen tussen logistieke partners. “Het idee is dat bedrijven samen processen creëren en uitvoeren en daar ook kleine en middelgrote ondernemingen bij betrekken”, licht hij toe. “Binnen ALICE lanceerden we daarover een discussiedocument omdat we ervan overtuigd zijn dat die gedeelde taal er moet komen, niet ter vervanging van huidige standaarden maar als laag erbovenop. Neem slimme steden met slimme logistiek als voorbeeld. Die omgeving is uitdagend door het grote aantal oplossingen. Als we daar een communicatielaag boven plaatsen, kan iemand die iets in real time in een stadscentrum wil leveren, zien welk transportmiddel beschikbaar is om zijn of haar rit te optimaliseren. Zo’n systeem is erg dynamisch, dus informatie moet actueel zijn. Het duurt evenwel lang om die architectuur uit te werken.”

Efficiëntere routing

Binnen het digitale luik vormt transportrouting een essentiële schakel. Door ladingen van vrachtwagens anders te organiseren, verhogen we de beladingsgraad, wat leidt tot lagere kosten en minder uitstoot. Tijdens zijn presentatie haalde professor Ballot het voorbeeld aan van twee vrachtwagens die dezelfde route volgen en gemeenschappelijke stops hebben (zie figuur 2). De routing tussen beide transportvragen optimaliseren leidt tot minder afgelegde kilometers en zorgt ervoor dat de vrachtwagens efficiënter kunnen worden geladen. “Je moet gewoon in het netwerk de vraag lanceren of er iemand geïnteresseerd is om een bepaalde stop te maken”, zegt de professor. “In ons voorbeeld is dat: ‘Wie wil naar de rechterbovenhoek?’ Met een platform kun je bepaalde handling tussen de transporteurs uitvoeren en een betere oplossing vinden waarbij beide partijen besparen. Er is een enorm potentieel en het kan de kijk op transport grondig veranderen, net zoals de introductie van maritieme containers dat deed in havens. De kernvraag is hoe we transport kunnen consolideren en optimaliseren zonder centrale entiteit.”

Het team van professor Ballot stelt een veilingmechanisme voor om transporteurs te selecteren en containers samen te voegen in hubs. Dat moet leiden tot een efficiëntere allocatie van ladingen zonder de klantrelaties te beïnvloeden. Om zelf te ervaren hoe dat in zijn werk gaat en wat de complexiteit en het potentieel van die aanpak zijn, ontwikkelde hij een spel, The Freight Transportation Game, dat nieuwe algoritmes aanreikt om vraag en aanbod te matchen met behulp van overslag. Dat spel is voor iedereen toegankelijk. Met de resultaten wil professor Ballot begrijpen welke bijkomende gegevens en ondersteuning nodig zijn om tot betere oplossingen te komen.

Hoe krijgt een bredere uitrol vandaag vorm? “In Europa loopt sinds midden 2025 het IKIGAI-project, waar 33 partners aan deelnemen voor een periode van drie jaar”, legt professor Ballot uit. “In dit kader implementeren we vijf logistieke innovaties in verschillende proefprojecten. We willen inzicht krijgen in de vereisten om het concept op te schalen. Neem bijvoorbeeld de handling box: we onderzoeken welke aanpassingen nodig zijn om die in heel Europa te standaardiseren. Het IKIGAI-project draait niet om de pilots, maar om een voorstel van normen en standaarden. Om een robuuste en veerkrachtige supply chain te realiseren, moet de oplossing eenvoudig en breed toepasbaar zijn.”

LV