Nachverfolgung von Kühlcontainern

MOB: Herr Ros, inwieweit lässt sich der logistische Aufwand für die Corona-Impfstoffverteilung (personell, finanziell, zeitlicher Vorlauf) in Worten und Zahlen festhalten?
Nico Ros: Wie viel Impfstoffdosen mittels eines Fluges transportiert werden können, hängt von der jeweiligen Container-Lösung ab und um welchen Impfstoff es sich handelt. Unsere Container, die z.B. für den Astrazeneca-Impfstoff geeignet sind, halten die Temperatur für durchschnittlich 202 Stunden (8,4 Tage) konstant zwischen 2 Grad Celsius und 8 Grad Celsius, ohne elektrische Kühlung zu benötigen. In unseren Deep-Freeze-Containern, die bis -80 Grad Celsius arbeiten, sind es mehr als 120 Stunden. Dort können ca. 30.000 Impfampullen (eine Ampulle reicht für fünf Impflinge) lagern, die mit nur 100 Kilogramm Trockeneis gekühlt werden. Herkömmliche Lösungen brauchen mehr als das Doppelte an Trockeneis, das schränkt das Fassungsvermögen der Container deutlich ein. Das Problem bei Trockeneis besteht außerdem darin, dass es in Flugzeugen aufgrund seiner Toxizität Mengenbeschränkungen unterliegt. Das bedeutet, dass die Anzahl der Impfstoffe, die mit dieser Methode transportiert werden können, begrenzt ist. Mit unseren Containern können im Durchschnitt 1,75 Millionen Dosen in einem einzigen Cargo-Flugzeug transportiert werden, das bis zu Zehnfache herkömmlicher Lösungen. Die 1,75 Millionen Dosen reichen, um je nach Impfstoff und Konzentration zwischen 875.000 und 8,75 Millionen Menschen zu impfen.

In der Regel dauert der Transport von Impfstoffen um die Welt mehrere Tage, dazu sind die Container teilweise extremsten Bedingungen ausgesetzt: von -40 Grad in Sibirien bis +60 Grad Celcius auf dem Rollfeld in Saudi-Arabien. Zu beachten ist, dass immer unvorhergesehene Ereignisse wie Flugausfälle oder Zollschwierigkeiten eintreten können. Die Ausfallsicherheit der Kühlung der Impfstoffe muss daher über mehrere Tage garantiert sein. Ein weiteres Problem betrifft die Infrastruktur auf der Empfängerseite, da nur eine begrenzte Infrastruktur zur Lagerung von -70-Grad-Behältern vorhanden ist. Unsere Container sind nicht nur für die Luftfracht geeignet, sondern können per Lastwagen direkt zu den Impfzentren oder in die Krankenhäuser gebracht werden. Er lässt sich sogar als eine Art Kühlschrank ohne Netzanschluss nutzen. Das hat den Vorteil, dass die Impfdosen nur nach Bedarf entnommen werden müssen, und minimiert das Risiko für Ausfälle, die – wie in der Vergangenheit geschehen – auf dem Weg vom Verteil- zum Impfzentrum passieren. Sofern ein Kühllager vor Ort zur Verfügung steht, kann sich unser Hybridcontainer auch automatisch aufladen.

MOB: Mit welchen generellen Herausforderungen sind der Impfstofftransport und die -lagerung verbunden?
Ros: Die Impfstoffe sind eine ungemein wertvolle Fracht und müssen daher stets rundum geschützt sein. Gerade in der jetzigen Situation, in der es keinen Vorrat an diesen Impfstoffen gibt, bedeutet eine verdorbene Lieferung von einer Million Dosen, dass bis zu einer Million Menschen keinen Impfstoff erhalten. Regierungen müssen dann diese Lieferungen neu ordern, was sie an das Ende der Bestellschlange stellt und zu einer langen Verzögerung führen kann. Ausfallsicherheit in der Pharmalogistik wird daher ein immer wichtigerer Punkt. In einer aktuellen Studie des Instituts für Supply Chain Management der Universität St. Gallen wurden neun in Europa derzeit führenden Pharmaluftfrachtbehälter in Hinblick auf ihre Performance miteinander verglichen. Als führend erwies sich hierbei unser Kühlcontainer Skycell 1500. In der Studie haben sich unerwartete Qualitätsprobleme als die maßgeblichen Kostentreiber erwiesen, z.B. wenn nach einer Temperaturabweichung die Wirksamkeit der Ware im Labor getestet werden muss oder der Inhalt nicht mehr verwendet werden kann.

Menschliches Versagen stellt oft das größte Risiko dar, daher reduzieren effiziente Lösungen die Notwendigkeit menschlicher Interaktion so weit wie möglich. Mit dieser Herausforderung im Hinterkopf haben wir mit unseren Containern eine einfach zu handhabende Lösung entwickelt, die ausfallsicher ist und keine manuellen Eingriffe, wie etwa den Austausch von Kühlakkus, erfordert.

Die Logistik von solch empfindlichen Pharmazeutika steht aber noch weiteren Herausforderungen gegenüber: ob das ein unvorhergesehen längerer Transport ist, weil z.B. eine Prüfung durch den Zoll ansteht und nicht genug Trockeneis für eine konstante Kühlung vorhanden ist, oder es die generellen Transportbedingungen auf dem Luftweg sind. Laut einer Studie der International Air Transport Association (IATA) von 2019 erreichen knapp 25 Prozent der Impfstoffe dadurch nämlich ihren Bestimmungsort beschädigt – das ist ärgerlich für die wohlhabende Nationen, aber ein echtes Desaster in allen anderen.

Derzeit müssen alle zugelassenen Impfstoffe bei unterschiedlichen Temperaturen gehalten werden. Der Impfstoff von Pfizer muss bei -70 Grad Celcius transportiert werden. In vielen Ländern mangelt es an der Kühlinfrastruktur, um Impfstoffe bei dieser Temperatur zu lagern. Der Deep-Frozen-Container löst diesen Engpass, da er sich auch zur Lagerung der Impfstoffe in mobilen Krankenhäusern oder Impfcamps einsetzen lässt. Impfstoffe, die bei -20 Grad Celcius aufbewahrt werden müssen, können einfacher gelagert werden, da es eine Reihe von Kühllagern gibt, die diese Impfstoffe aufnehmen können. Noch einfacher ist die Handhabung des Impfstoffs von Astrazeneca, der bei 2 bis 8 Grad Celcius gelagert werden kann. Gerade für Länder und Regionen mit schwach entwickelter Kühlinfrastruktur und einer generell ausbaufähigen Infrastruktur ist dies wichtig.

MOB: Mit welchen innovativen, mobilen Technologien können ein Tracking bzw. die Überwachung der Impfstoffe unterwegs und im Lager erfolgen, um jederzeit zu wissen, an welcher Stelle in der Supply Chain und in welchem Zustand sich die Impfstoffe befinden?
Ros: Wir waren die ersten, die Container für den Pharmatransport mit Sensoren überwachen wollten. Als wir 2012 in der Schweiz mit dieser Idee unsere Firma gegründet haben, wurde uns am Anfang oft gesagt, dass sie nicht umsetzbar sei. Man glaubte schlicht nicht, dass die dafür nötige Funktechnologie beim Lufttransport zu verwirklichen sei. Dabei ist die Fähigkeit, die wichtigen Datensätze im Inneren des Containers effektiv zu verfolgen, entscheidend für die Qualitätssicherung. Wir haben uns durchgesetzt. Unsere Container sind seit der ersten Generation mit IoT-Sensoren ausgestattet, die uns alles im Blick behalten lassen, ob das jetzt die Funktionsweise der Kühlung in unseren Hybridcontainern ist oder deren Aufenthaltsort. Wir haben an mittlerweile über 100 Flughäfen ein eigenes Funknetz aufgebaut, um die Daten abzurufen. Sie liegen damit nahezu in Echtzeit vor, im Notfall können wir auf Probleme während des Transports reagieren. Aufgrund dieser datengestützten Bewertung des Transportweges können wir eine geprüfte Ausfallrate von weniger als 0,1 Prozent für die Lieferungen gewährleisten. Damit verzeichnen wir zehnmal weniger Temperaturabweichungen als der Marktdurchschnitt.

Anfang 2020 etwa warteten 4.000 Patienten in Indien auf einen Impfstoff aus Europa. Die Pandemie hatte die Lieferkette unterbrochen, sodass die Container fünf Tage aufgrund eines Flugausfalls am Umladeflughafen in Katar feststeckten. Es stellte sich die Frage, ob wir die empfindlichen Impfstoffe 72 Stunden lang unter den dortigen extremen Temperaturbedingungen lagern könnten, bis eine neue Route gefunden war. Die Temperatur außerhalb des Containers schwankte zwischen 5 und satten 44 Grad Celcius und alle Kühlräume des Flughafens waren voll. Wenn keine alternative Lösung gefunden worden wäre, wären die Impfstoffe unbrauchbar geworden. Dank unserer Risikoanalyse-Software konnten wir jedoch eine sichere Weiterreise über den Flughafen Doha planen. Dort konnten unsere Hybridcontainer in Kühlhäusern wieder genug Kälte speichern. Schließlich kamen die Impfstoffe in Mumbai in perfektem Zustand an, trotz der schwierigen Bedingungen.

In Zukunft wollen wir die Überwachung lückenlos gestalten, also sogar in Echtzeit während des Transports. Mit der Langwellentechnik LoRa besteht eine Funktechnologie, die es ermöglicht, Daten zur Temperatur oder Luftfeuchtigkeit in den Containern in Echtzeit über größere Entfernungen zu senden. Außerdem sehen wir so zu jederzeit, wo sich die Container gerade befinden. In der Pharmalogistik transportieren unbekannte Personen teilweise Pharmazeutika im Wert von Millionen. Firmen müssen darauf vertrauen, dass ihre Ware auch wirklich am Zielort ankommt. Das hat im Wesentlichen auch geklappt, und das ist natürlich großartig. Aber wir glauben trotzdem: Kontrolle ist besser.

MOB: Inwieweit können etwa auch Künstliche Intelligenz (KI) und Internet-Of-Things-Sensoren (IoT) bei der Impfstofflogistik helfen?
Ros: Wir planen den gesamten Prozess anhand der Lieferketten, indem wir mittels Big-Data-Analysen vor jedem Transport eine Risikovorhersage erstellen. Die eigens entwickelte Risikoanalyse-Software stützt sich dabei auf nahezu eine Milliarde Datenpunkte zu Temperatur, Ort und Zeit. So können wir die sicherste und kostengünstigste Route finden und vorhersagen, auf welche Schwierigkeiten wir uns vorbereiten müssen. Wenn der Container auf der Landstraße in Indien im ungünstigsten Fall zwei Tage unterwegs sein kann, können wir im Vorfeld Zeit sparen, indem wir den Direktflug nach Mumbai empfehlen anstatt des Umladens am Drehkreuz Abu Dhabi.

Diese Transportdaten haben wir über die Jahre selbst gesammelt. Wo noch zu wenig Daten zur Verfügung stehen, simulieren wir den Prozess. Das umfasst auch die Verladeverfahren und die Lagereinrichtungen. Nur so können wir sicherstellen, dass die Ware auch wirklich unbeschädigt ankommt.

KI-Simulationen setzen wir für die Planung neuer Strecken ein. Diese Simulationen sind sehr genau und gehen vom ungünstigsten Fall aus. Die KI berechnet im Vorfeld die optimale Route unter Berücksichtigung von eventuell auftretenden Problemen und Verzögerungen entlang der Strecke. So wird u.a. einkalkuliert, wie lange der Container bei einer Lieferverzögerung, z.B. durch einen Flugausfall, die Temperatur halten kann, ohne dass die Ladung verdirbt. Da die Simulationen fast eine Milliarde historischer Datenpunkte verwenden, können wir sicher sein, dass, wenn es in der simulierten Welt funktioniert, es auch in der realen Welt funktionieren wird.

MOB: Wie wird die Sicherheit der Impfstoffe bei Transport und Lagerung gewährleistet – vor allem auch im Hinblick auf Cyberkriminelle, die die Supply Chain angreifen könnten?
Ros: Unsere Sensordaten sind mittels Encryption-Software verschlüsselt und authentifiziert, daher sind sie von Cyberkriminellen nicht veränderbar. Wir nutzen das gleiche System, das auch Banken zur Absicherung von Geldtransfers verwenden. Cyberkriminalität ist in der Logistik dabei weniger das Problem. Die eigentliche Gefahr in der Medikamentenbranche sind Fälschungen und Diebstahl. Impfstoffe könnten dazu aus Transportcontainer entnommen und durch eine Fälschung ersetzt werden. Der Wert auf dem Schwarzmarkt kann schließlich gewaltig sein. Meist passiert dieser Austausch im Empfängerland, etwa beim Umladen der Ampullen oder auf dem Weg vom Flughafen zum Distributionszentrum. Daher können unsere Container nur durch vorher festgelegte „trusted persons“ geöffnet werden. Sensoren registrieren die Öffnung und wir wissen, ob sie zulässig war. So wird sichergestellt, dass niemand Unbefugtes während des Transports oder der Lagerung Chargen entwenden kann. Will jemand diese Daten fälschen wollen, würden wir das rasch bemerken.

Bildquelle: Skycell