Equipos inteligentes: Datos en tiempo real de palets con Pal2Rec: uso de inteligencia artificial para el análisis de datos de sensores. Imagen original: Fraunhofer IML / Imagen creativa: Xpert.Digital.
Seguimiento en tiempo real: los palets se convierten en fuentes de información digital
Palets inteligentes: la transformación de la intralogística mediante datos en tiempo real y tecnología inteligente
En el complejo mundo de la logística, donde la eficiencia y la transparencia son cruciales para el éxito y la competitividad, los palés desempeñan un papel central, aunque a menudo subestimado. Estos discretos portadores de carga son la columna vertebral de los flujos globales de mercancías, moviendo innumerables artículos a diario a través de almacenes, plantas de producción y centros de distribución. Pero su potencial va mucho más allá del simple transporte. El Instituto Fraunhofer de Flujo de Materiales y Logística (IML) ha explorado estas posibilidades ocultas y, en el marco del proyecto de investigación "Pal2Rec" (abreviatura de "Pallet to Recognition"), ha realizado un estudio de viabilidad que revoluciona la comprensión tradicional de los palés. El objetivo era ambicioso: demostrar que los palés pueden hacer más que simplemente transportar cargas. Deben "pensar" y proporcionar información valiosa sobre su recorrido logístico, los pasos del proceso que siguen y sus movimientos en tiempo real. Los resultados iniciales de esta investigación confirman de forma contundente esta visión y apuntan a una inminente revolución en la intralogística.
Desafíos de la industria logística
Vivimos en una época en la que el sector logístico se encuentra bajo una enorme presión para operar de forma cada vez más eficiente, sostenible y económica. Optimizar procesos, reducir costes y minimizar el impacto ambiental se han convertido en retos clave. Sin embargo, un problema importante para muchas empresas es la falta de transparencia en sus propias operaciones logísticas. A menudo, existe falta de transparencia en cuanto al movimiento real de mercancías, la utilización de recursos y la eficiencia de cada paso del proceso. Esta falta de información conduce inevitablemente a procesos ineficientes, costes innecesarios y oportunidades de optimización desaprovechadas. Aquí es donde Pal2Rec entra en acción para arrojar luz sobre esta opacidad.
Sensores inteligentes para palets
El enfoque innovador del proyecto reside en equipar los palets con sensores inteligentes. Estos sensores, que se integran de forma discreta y robusta en los palets, capturan una multitud de datos cruciales para comprender el proceso logístico. Movimientos en tiempo real, detección precisa de impactos y vibraciones, ángulos de inclinación: toda esta información se registra de forma fluida y se integra en un contexto logístico integral. Imagine que cada palé se convierte en un objeto "parlante", documentando su propio recorrido a través de la cadena logística y proporcionando información valiosa sobre la eficiencia y la calidad de los procesos.
Adecuado para:
Inteligencia artificial para el análisis de datos
El enorme volumen de datos generados por estos palets inteligentes sería inútil sin un análisis inteligente. Aquí es donde entra en juego la inteligencia artificial (IA). Los investigadores de Pal2Rec utilizaron los datos recopilados por los sensores para entrenar una IA capaz de reconocer patrones de movimiento complejos y asignarlos a las actividades correspondientes en la logística diaria. Ya sea cargar un palé con mercancías, almacenarlo en un almacén de gran altura, transportarlo con una carretilla elevadora o preparar artículos, la IA aprende a identificar e interpretar los perfiles de movimiento característicos de cada actividad. El resultado es una especie de "perfil de actividad" para cada palé, que proporciona información detallada sobre sus tareas, los pasos del proceso que ha seguido y sus movimientos.
Ventajas de los datos obtenidos
Julian Brandt, director de proyectos de Pal2Rec e investigador asociado de Fraunhofer IML, destaca el enorme valor añadido de estos datos: «Los datos proporcionan información valiosa que ayuda a las empresas a identificar específicamente las debilidades y a aprovechar al máximo el potencial de optimización». Pero las ventajas van mucho más allá de la mera optimización de procesos. Una aplicación especialmente prometedora es el mantenimiento predictivo. Mediante la monitorización continua de los movimientos de los palets y el análisis de las vibraciones y las cargas, se pueden detectar posibles daños con antelación, incluso antes de que se produzcan. Por ejemplo, si un palé se somete repetidamente a fuertes impactos o muestra signos de fatiga del material, se puede detectar a tiempo para retirarlo de servicio y evitar fallos costosos o incluso accidentes. Este mantenimiento predictivo no solo contribuye a una mayor seguridad, sino que también reduce significativamente los costes de reparación y sustitución.
Selección de la tecnología de sensores adecuada
Otro aspecto importante del proyecto Pal2Rec fue la cuidadosa selección de la tecnología de sensores adecuada. Como parte del estudio de viabilidad, los investigadores investigaron exhaustivamente qué sensores eran los más adecuados para esta exigente aplicación. Un resultado sorprendente y alentador fue que incluso los modelos de sensores más rentables pueden cumplir con los requisitos en muchos casos. Este es un factor crucial para la amplia aceptación e implementación de la tecnología en la industria. De este modo, las empresas no solo pueden beneficiarse de las numerosas ventajas de los palés inteligentes, sino que también lo hacen dentro de un marco económicamente viable. Por lo tanto, invertir en palés inteligentes promete una rápida rentabilidad gracias al aumento de la eficiencia, la reducción de costes y la mejora de la calidad del proceso.
Asociación y apoyo
El proyecto Pal2Rec es un ejemplo impresionante de colaboración exitosa entre la investigación y el mundo académico. Se llevó a cabo en colaboración con la prestigiosa Cátedra de Manipulación y Almacenamiento de Materiales (FLW) de la Universidad Técnica de Dortmund. El proyecto recibió un apoyo financiero de aproximadamente 180.000 € del Ministerio Federal de Asuntos Digitales y Económicos (BMDV) en el marco de la iniciativa de innovación mFUND. Esta financiación subraya la importancia del proyecto para el desarrollo de la industria logística y la promoción de la innovación digital en Alemania. Los resultados del proyecto hasta la fecha no solo se consideran un éxito rotundo, sino que también constituyen un fuerte incentivo para que los socios busquen financiación adicional y sigan desarrollando e implementando esta prometedora tecnología.
Evento de clausura
Para cualquier persona interesada en el futuro de la logística y el potencial de los palés inteligentes, el 25 de febrero de 2025 ofrece una excelente oportunidad. Ese día se celebrará el evento oficial de clausura del proyecto de investigación Pal2Rec. Se invita cordialmente a los interesados del sector industrial, académico y profesional a asistir a la presentación de los resultados del proyecto, tanto presencial como en línea, y a debatirlos directamente con expertos del sector. Este evento ofrece una plataforma única para conocer de primera mano los últimos avances en el campo de los palés inteligentes y establecer contactos valiosos.
Más sobre esto aquí:
Información detallada sobre el proyecto Pal2Rec: objetivos, tecnología y beneficios
El proyecto de investigación Pal2Rec (Pallet to Recognition) es más que un simple estudio de viabilidad: es una iniciativa innovadora con el potencial de transformar radicalmente la logística. La visión central del proyecto es hacer que los palés en la logística sean más inteligentes y transformarlos de portadores de carga pasivos en fuentes activas de información.
Objetivo y concepto: Reconocimiento autónomo de actividad para procesos logísticos inteligentes
El objetivo principal de Pal2Rec es investigar cómo los (euro)palés pueden integrarse de forma autónoma y proactiva en los procesos logísticos mediante la detección de actividad mediante sensores. El proyecto se basa en la captura precisa e interpretación inteligente de los datos de movimiento de los palets mediante sensores, sin depender de información complementaria adicional, costosa y compleja, como las imágenes de cámaras. La idea es que el propio palé se convierta en el "informante", comunicando su estado, posición y los procesos que ha experimentado en tiempo real.
Tecnología e implementación: Equipos de sensores, análisis de datos con soporte de IA y perfiles de actividad
Para lograr este ambicioso objetivo, Pal2Rec se basa en una combinación de sensores de última generación e inteligencia artificial. La implementación tecnológica comprende esencialmente los siguientes pasos:
Equipos sensores en los palets
En primer lugar, los palés convencionales, especialmente los europalets, que representan el estándar de la industria, se equipan con sensores inteligentes. Estos sensores son capaces de medir diversas magnitudes físicas que proporcionan información sobre el movimiento y el estado del palé. Estos suelen incluir acelerómetros, giroscopios, sensores de posición y, si es necesario, sensores para detectar temperatura, humedad o vibraciones. Los sensores se integran en el palé de forma que sean lo suficientemente robustos como para soportar las duras condiciones de la logística diaria sin afectar su funcionalidad. Los sensores pueden alimentarse, por ejemplo, mediante pequeñas baterías o tecnologías de captación de energía que extraen energía del movimiento o la vibración del palé.
Aplicación de IA para la interpretación de datos
Los datos capturados por los sensores se recopilan y transmiten continuamente a una unidad central de evaluación. Aquí es donde entra en juego la inteligencia artificial. Los datos brutos de los sensores son inicialmente poco informativos. Solo mediante el procesamiento y análisis inteligente mediante IA se convierten en información valiosa. La IA está entrenada para reconocer patrones de movimiento complejos y asignarlos a actividades logísticas específicas. Este entrenamiento se lleva a cabo utilizando grandes cantidades de datos de sensores recopilados en entornos logísticos reales. Mediante el aprendizaje automático, la IA aprende a distinguir los perfiles de movimiento característicos de diversas actividades, como carga, descarga, almacenamiento, recuperación, transporte con montacargas, preparación de pedidos, etc.
Creación de perfiles de actividad
El resultado del análisis de datos con IA es la creación de un perfil de actividad detallado para cada palé. Este perfil documenta con precisión los procesos logísticos a los que se ha sometido el palé, cuándo y dónde se llevaron a cabo, y su duración. De este modo, el perfil de actividad contiene información valiosa sobre la historia completa del palé dentro de la cadena logística. Esta información se puede utilizar para una amplia gama de aplicaciones, desde la optimización de procesos y la gestión de inventario hasta el control de calidad.
Ventajas y aplicaciones: Optimización de procesos, mantenimiento predictivo y eficiencia de costes.
La implantación de palets inteligentes basados en la tecnología Pal2Rec ofrece a las empresas multitud de ventajas y abre nuevos campos de aplicación en la logística:
Optimización de procesos y mejora de la eficiencia
El seguimiento y análisis detallados de los movimientos de palés proporcionan a las empresas información transparente sobre sus procesos logísticos. Las debilidades, los cuellos de botella y las ineficiencias se hacen visibles y pueden abordarse de forma proactiva. Por ejemplo, se pueden identificar y optimizar tiempos de espera innecesarios, recorridos en vacío o rutas de transporte engorrosas. Los datos en tiempo real de los palés inteligentes permiten ajustes dinámicos del proceso y una respuesta más flexible ante imprevistos. Esto se traduce en un aumento significativo de la eficiencia, una reducción de los plazos de entrega y una optimización del flujo de materiales.
Mantenimiento predictivo y reducción de tiempos de inactividad
Como se mencionó anteriormente, la monitorización continua de los movimientos de los palets y el análisis de cargas y vibraciones permiten la detección temprana de posibles daños. El mantenimiento predictivo permite a las empresas retirar los palets de circulación a tiempo antes de que se produzcan fallos, daños a la mercancía o incluso accidentes. Esto no solo reduce los costes de reparación y sustitución, sino que también minimiza el tiempo de inactividad y las interrupciones de la producción. Por lo tanto, el mantenimiento predictivo contribuye a una mayor disponibilidad de los palets y a un sistema logístico general más estable y fiable.
Gestión de inventario y almacenamiento mejorados
Los palets inteligentes proporcionan información precisa sobre su ubicación y contenido. Esto permite una mejor gestión del inventario y el almacenamiento. Las empresas tienen una visión clara del paradero de sus mercancías en todo momento y pueden optimizar sus niveles de stock. La búsqueda de palets o artículos específicos en el almacén se simplifica y agiliza considerablemente. El recuento de inventario también se puede optimizar mediante el registro automático de los movimientos y ubicaciones de los palets.
Garantía de calidad y prevención de daños
Al detectar impactos, vibraciones y temperaturas extremas, los palés inteligentes también contribuyen al control de calidad y a la prevención de daños. Al transportar mercancías sensibles, los datos de los sensores pueden revelar si las mercancías se manipularon incorrectamente durante el transporte y si podrían haber sufrido daños. Esto permite la detección temprana de daños y la implementación de las medidas adecuadas para minimizarlos.
Eficiencia de costos y rentabilidad
Si bien la implementación de palés inteligentes requiere inicialmente una inversión en sensores e infraestructura informática, promete una alta rentabilidad a largo plazo. Los ahorros obtenidos mediante la optimización de procesos, el mantenimiento predictivo, la mejora de la gestión del inventario y la prevención de daños suelen superar con creces los costes de inversión inicial. Además, el estudio de viabilidad de Pal2Rec demostró que incluso los modelos de sensores más rentables pueden cumplir los requisitos, lo que hace que la tecnología sea atractiva también para las pequeñas y medianas empresas (pymes).
Detección de actividad basada en sensores en detalle: adquisición de datos, análisis de IA y perfiles de actividad
El sistema de detección de actividad basado en sensores para palés, desarrollado en el marco del proyecto Pal2Rec, se basa en una sofisticada interacción de sensores, transmisión de datos, inteligencia artificial y análisis de datos. Los pasos de este proceso se explican con más detalle a continuación:
Conjunto completo de sensores para datos de movimiento detallados
El primer paso es equipar los palets con diversos sensores capaces de capturar datos detallados del movimiento. Se utilizan diversos tipos de sensores, cada uno de los cuales mide aspectos específicos del movimiento de los palets:
Acelerómetros
Detectan aceleraciones en tres direcciones espaciales y proporcionan información sobre la dinámica del movimiento, como el arranque, el frenado o la aceleración de la plataforma.
Giroscopios
Miden las velocidades de rotación alrededor de tres ejes y registran así los movimientos giratorios y las rotaciones del palé, por ejemplo al tomar una curva o al girar con una carretilla elevadora.
Sensores de posición (sensores de inclinación)
Determinan la orientación del palet en el espacio y detectan ángulos de inclinación y basculación, por ejemplo al levantar o depositar el palet.
Opcional: Sensores ambientales
Dependiendo de la aplicación, se pueden utilizar sensores adicionales para registrar la temperatura, la humedad, las vibraciones o la intensidad de la luz para documentar otras condiciones ambientales relevantes.
Recopilación continua de datos para obtener información completa
Los sensores recopilan continuamente datos sobre las actividades y movimientos del palé. Los datos de medición se capturan y almacenan a intervalos cortos para garantizar una recopilación de información fluida durante todo el proceso logístico. La transmisión de datos desde los sensores a la unidad central de evaluación puede ser inalámbrica mediante tecnologías de radio como Bluetooth, WLAN o IoT de banda estrecha (NB-IoT). NB-IoT es especialmente adecuado para aplicaciones en grandes almacenes o exteriores gracias a su amplio alcance y eficiencia energética.
Análisis con apoyo de IA para el reconocimiento de patrones y la asignación de actividades
Los datos recopilados por los sensores se utilizan para entrenar una inteligencia artificial (IA). Esta IA está diseñada para reconocer patrones de movimiento complejos y asignarlos a actividades logísticas específicas. La IA se entrena mediante aprendizaje automático, en particular métodos de aprendizaje profundo. Se le presentan grandes cantidades de datos de los sensores, anotados con las actividades logísticas correspondientes (p. ej., "carga", "almacenamiento", "operación de montacargas"). La IA aprende a identificar y generalizar los perfiles de movimiento característicos de cada actividad. Tras el entrenamiento, la IA es capaz de analizar incluso patrones de movimiento desconocidos y reconocer la actividad logística subyacente con gran precisión.
Creación de perfiles de actividad para obtener información completa del proceso
Con base en los datos evaluados y las actividades identificadas, se crea un perfil detallado de actividad del pallet. Este perfil contiene información sobre los diversos procesos logísticos por los que ha pasado el pallet, como:
Carga y descarga
Detección de procesos de carga y descarga, incluyendo marca de tiempo y duración.
Almacenamiento y recuperación
Identificación de los procesos de almacenamiento y recuperación en el almacén, incluida la ubicación del almacenamiento (si se complementa con tecnologías de localización adicionales).
Transporte con carretilla elevadora
Detección de recorridos de carretillas elevadoras, incluida la distancia recorrida, la velocidad y el comportamiento de conducción.
preparación de pedidos
Identificación de operaciones de picking, incluidos los artículos seleccionados (si se combina con tecnologías de identificación adicionales).
Espera y estancamiento
Registro de tiempos de espera y tiempos de parada en varios pasos del proceso.
Interpretación y análisis para la optimización de procesos
Los patrones y actividades identificados se utilizan para interpretar y analizar los procesos logísticos. Los perfiles de actividad proporcionan a las empresas información valiosa sobre sus operaciones logísticas, permitiéndoles identificar debilidades y reconocer el potencial de optimización. Por ejemplo, las empresas pueden analizar qué pasos del proceso consumen más tiempo, dónde se producen tiempos de espera innecesarios o dónde los flujos de materiales son ineficientes. Con base en estos hallazgos, se pueden implementar medidas específicas para la optimización de procesos.
Prueba de concepto para una logística autónoma y transparente
El proyecto Pal2Rec busca demostrar que los procesos logísticos pueden interpretarse y reproducirse utilizando datos adicionales de sensores, sin depender de información externa como imágenes de cámaras o la introducción manual de datos. La detección autónoma de actividad de los palés inteligentes aumenta significativamente la transparencia en la cadena logística. Las empresas obtienen información completa y en tiempo real sobre sus movimientos de mercancías y pueden optimizar sus procesos basándose en estos datos.
Los palets inteligentes como clave de la logística del futuro
Esta innovadora tecnología transforma los palés, de simples portadores de carga, en fuentes de información inteligentes dentro de la cadena logística. Los palés inteligentes son más que una simple tendencia: son clave para la logística del futuro. Permiten una mayor transparencia, eficiencia y sostenibilidad en los procesos logísticos y ayudan a afrontar los retos de la logística moderna. El proyecto Pal2Rec de Fraunhofer IML y la Universidad Técnica de Dortmund ha sentado una base importante para la implementación generalizada de esta prometedora tecnología y demuestra de forma impresionante el potencial de los palés inteligentes para revolucionar la intralogística. El futuro de la logística es inteligente, y los palés desempeñan un papel crucial en él.
Adecuado para:
- El desarrollo adicional y la nueva optimización de la logística de almacén: almacén, robótica de automatización y IA para una nueva era de eficiencia
- Almacenamiento intermedio logístico frío y fresco 4.0: fresco, inteligente y automatizado: almacenes de palés controlados por IA y soluciones de gran altura
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Konrad Wolfenstein
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