Equipos inteligentes: Datos en tiempo real de palets con Pal2Rec – Uso de inteligencia artificial para analizar datos de sensores – Imagen original: Fraunhofer IML / Imagen creativa: Xpert.Digital
Seguimiento en tiempo real: las paletas se convierten en fuentes digitales de información
Pallets inteligentes: la transformación de las intralogísticas a través de datos de 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 través de almacenes, plantas de producción y centros de distribución a diario. Pero su potencial va mucho más allá de su mera función de transporte. El Instituto Fraunhofer de Flujo de Materiales y Logística (IML) ha abordado estas posibilidades ocultas y, como parte del proyecto de investigación "Pal2Rec" – abreviatura de "Pallet to Recognition" – , realizó 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 en conjunto" 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 de la logística
Vivimos en un momento en que la industria de la logística está bajo una enorme presión para actuar de manera más eficiente, más sostenible y económica. La optimización de los procesos, la reducción de los costos y la minimización de los impactos ambientales se han convertido en desafíos centrales. Sin embargo, un problema importante de muchas empresas es la falta de transparencia de sus propios procesos logísticos. A menudo hay un "oscuro" en relación con los movimientos reales de los bienes, la utilización de los recursos y la eficiencia de los pasos de proceso individuales. Esta información faltante inevitablemente conduce a procesos ineficientes, costos innecesarios y un potencial de optimización perdido. Aquí es donde entra Pal2REC para iluminar esta oscuridad.
Sensores inteligentes para paletas
El enfoque innovador del proyecto consiste 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 los procesos logísticos. Movimientos en tiempo real, registro preciso de impactos y vibraciones, inclinación y 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
Sin embargo, el gran volumen de datos generados por estos palés 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 los puntos débiles y a aprovechar al máximo el potencial de optimización». Pero las ventajas van mucho más allá de la mera optimización de procesos. Un área de aplicación especialmente prometedora es el mantenimiento forward-looking , también conocido como «mantenimiento predictivo». Mediante la monitorización continua de los movimientos de los palets y el análisis de las vibraciones y las cargas, se pueden identificar posibles daños con antelación, incluso antes de que se produzcan. Si, por ejemplo, un palé se somete repetidamente a fuertes impactos o muestra signos de fatiga del material, esto se puede detectar a tiempo para retirarlo de servicio y evitar costosos tiempos de inactividad o incluso accidentes. Este mantenimiento forward-looking no solo contribuye a una mayor seguridad, sino que también reduce significativamente los costes de reparación y sustitución.
Selección de tecnología de sensores adecuadas
Otro aspecto importante del proyecto PAL2REC fue la cuidadosa selección de tecnología de sensores adecuadas. Como parte del estudio de factibilidad, los investigadores han examinado intensamente qué sensores son los más adecuados para esta aplicación exigente. Un resultado sorprendente y gratificante fue que incluso los modelos de sensores efectivos de costo pueden cumplir con los requisitos en muchos casos. Este es un factor decisivo para una amplia aceptación e implementación de la tecnología en la industria. Por lo tanto, las empresas no solo pueden beneficiarse de las numerosas ventajas de las paletas inteligentes, sino que también pueden hacerlo en un marco económicamente portátil. La inversión en paletas inteligentes promete un retorno rápido de la inversión a través de aumentos de eficiencia, recortes de costos y una mejor calidad del proceso.
Asociación y financiación
El proyecto PAL2REC es un ejemplo impresionante de cooperación exitosa entre la investigación y la ciencia. Se llevó a cabo como un proyecto conjunto con la famosa silla para fondos y equilibrio (FLW) del Tu Dortmund. El proyecto recibió apoyo financiero como parte de la Iniciativa de Innovación MFUND del Ministerio Federal de Digital y Transporte (BMDV) con un monto de financiación de alrededor de 180,000 euros. Esta financiación subraya la importancia del proyecto para el desarrollo adicional de la industria de la logística y la promoción de las innovaciones digitales en Alemania. Los resultados anteriores del proyecto no solo se consideran un éxito completo, sino que también sirven como un fuerte incentivo para que los socios del proyecto se esfuercen por la promoción de seguimiento y desarrolle la tecnología prometedora y la convierta en práctica.
Evento final
El 25 de febrero de 2025, para todos los interesados en el futuro de la logística y el potencial de las paletas inteligentes. El evento final oficial del Proyecto de Investigación Pal2REC tiene lugar en este día. Las partes interesadas de la industria, la ciencia y la práctica pueden participar en la presentación de los resultados del proyecto tanto en el sitio como en línea y discutir directamente con los expertos de la industria. Este evento ofrece una plataforma única para informarse primero sobre los últimos desarrollos en el área de paletas inteligentes y establecer contactos valiosos.
Más sobre esto aquí:
Información detallada sobre el proyecto PAL2REC: Objetivo, tecnología y ventajas
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. El proyecto se centra en la visión de hacer que los palés sean más inteligentes en la logística, transformándolos de portadores pasivos de carga en fuentes activas de información.
Objetivo y concepto: reconocimiento de actividad autónoma para procesos de logística inteligente
El objetivo central de PAL2REC es examinar cómo (euros) paletas pueden integrarse de forma independiente y proactiva en procesos logísticos mediante el reconocimiento de actividad basado en sensores. El proyecto sigue el enfoque de capturar e interpretar con precisión los datos de movimiento de paletas utilizando sensores con la ayuda de sensores, sin depender de información acompañante adicional, costosa y elaborada, como imágenes de la cámara. La idea es que la paleta misma se convierta en un "informante" y comunica su condición, su posición y los procesos aprobados en tiempo real.
Tecnología e implementación: equipos de sensores, análisis de datos basados en IA y perfiles de actividad
Para lograr este ambicioso objetivo, Pal2REC se basa en una combinación de los últimos sensores e inteligencia artificial. La implementación tecnológica esencialmente incluye los siguientes pasos:
Equipo de sensor de las paletas
En primer lugar, los palés convencionales – en particular los europalets, que representan el estándar de la industria – se equipan con sensores inteligentes. Estos sensores son capaces de medir una amplia gama de variables físicas que proporcionan información sobre el movimiento y el estado del palé. Estos suelen incluir sensores de aceleración, giroscopios, sensores de posición y, si es necesario, sensores para detectar la temperatura, la humedad o las vibraciones. Los sensores se integran en el palé de forma que resisten las duras condiciones de la logística diaria y no afectan a su funcionalidad. Los sensores pueden alimentarse, por ejemplo, con pequeñas baterías o con tecnologías de captación de energía que capturan la energía del movimiento o la vibración del palé.
AI Uso para la interpretación de datos
Los datos recopilados por los sensores se recopilan y se transfieren continuamente a una unidad de evaluación central. Aquí es donde entra en juego la inteligencia artificial. Los datos sin procesar recopilados de los sensores inicialmente no son muy significativos. Solo a través del procesamiento y análisis inteligentes con la ayuda de la IA se convierte en información valiosa. La IA está entrenada para identificar patrones de movimiento complejos y asignar estas actividades logísticas específicas. El KI está entrenando con la ayuda de grandes cantidades de datos del sensor que se registran en entornos logísticos reales. A través del aprendizaje automático, la IA aprende a distinguir los perfiles de movimiento característicos de diferentes actividades, como la carga, la descarga, el almacenamiento, la subcontratación, el transporte con carretillas elevadoras, la recolección, etc.
Creación de perfiles de actividad
El resultado del análisis de datos basado en IA es la creación de un "perfil de actividad" detallado para cada paleta individual. Este perfil documenta con precisión, qué procesos logísticos han pasado la paleta, cuándo y dónde han tenido lugar estos procesos y cuánto tiempo tardaron. Por lo tanto, el perfil de actividad contiene información valiosa sobre toda la "historia de vida" de la paleta en la cadena de logística. Esta información se puede utilizar para una variedad de aplicaciones, desde la optimización de procesos hasta la gestión de inventario y la garantía de calidad.
Ventajas y aplicaciones: optimización de procesos, mantenimiento predictivo y eficiencia de costo
La implementación de paletas inteligentes basadas en la tecnología PAL2REC ofrece a las empresas una variedad de ventajas y abre nuevos campos de aplicación en logística:
Optimización de procesos y aumento de la eficiencia
A través de la grabación y análisis detallados de los movimientos de paletas, las empresas reciben una visión transparente de sus procesos logísticos. Las debilidades, los cuellos de botella y las ineficiencias se hacen visibles y pueden remediarse de manera específica. Por ejemplo, se pueden identificar y optimizar los tiempos de espera innecesarios, viajes vacíos o rutas de transporte engorrosas. Los datos de tiempo real de las paletas inteligentes permiten un ajuste dinámico de los procesos y una reacción más flexible a los eventos imprevistos. Esto conduce a un aumento significativo en la eficiencia, reduciendo los tiempos de entrega y optimizando el flujo de material.
Mantenimiento predictivo y reducción de los tiempos de inactividad
Como ya se mencionó, 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 servicio 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. El mantenimiento forward-looking contribuye así a una mayor disponibilidad de los palets y a una logística más estable y fiable.
Gestión de inventario mejorada y almacenamiento
Las paletas inteligentes proporcionan información precisa sobre su ubicación y contenido. Esto permite una gestión y almacenamiento de inventario mejorado. Las empresas tienen una visión general precisa del paradero de sus bienes y pueden optimizar su inventario en cualquier momento. La búsqueda de ciertas paletas o artículos en el almacén se simplifica y acelera significativamente. El inventario también se puede hacer más eficiente registrando automáticamente los movimientos y ubicaciones de las paletas.
Garantía de calidad y prevención de daños
Al registrar baches, vibraciones y temperaturas extremas, las paletas inteligentes también pueden contribuir a la garantía de calidad y la prevención de daños. Si se transportan bienes confidenciales, los datos del sensor pueden proporcionar información sobre si los bienes fueron tratados de manera incorrecta durante el transporte y pueden haber sido dañados. Esto permite la detección de daños tempranos y el inicio de medidas adecuadas para minimizar el daño.
Rentabilidad y economía
Aunque la implementación de paletas inteligentes inicialmente requiere inversiones en sensores e infraestructura de TI, promete una alta eficiencia y economía a largo plazo. Los costos de inversión iniciales generalmente exceden significativamente significativamente los ahorros a través de la optimización del proceso, el mantenimiento predictivo, la gestión de inventario mejorada y la prevención de daños. Además, el estudio de viabilidad PAL2REC ha demostrado que también los modelos de sensores económicos pueden cumplir con los requisitos, lo que hace que la tecnología sea atractiva para las pequeñas y medianas empresas.
Detección de actividad basada en el sensor en detalle: adquisición de datos, evaluación de IA y perfiles de actividad
La detección de actividades basada en el sensor para paletas desarrolladas como parte del proyecto PAL2REC se basa en una interacción sofisticada de sensores, transmisión de datos, inteligencia artificial y análisis de datos. A continuación, los pasos individuales de este proceso se explican con más detalle:
Equipo de sensor integral para datos de movimiento detallados
El primer paso es el equipo de las paletas con una variedad de sensores que pueden registrar datos de movimiento detallados. Se utilizan varios tipos de sensores, cada uno mide aspectos específicos del movimiento de paletas:
Sensores de aceleración
Capture las aceleraciones en tres espacios y proporcione información sobre la dinámica del movimiento, como comenzar, frenar o acelerar la paleta.
Giroscopios
Mida las velocidades rotativas alrededor de tres ejes y, por lo tanto, capture la rotación y las rotaciones de la paleta, por ejemplo, cuando se conduce o giran con una carretilla elevadora.
Sensores de late (sensores de inclinación)
Determine la orientación de la paleta en la habitación y capture la inclinación y el ángulo de inclinación, por ejemplo, al levantar o configurar la paleta.
Opcional: sensores ambientales
Dependiendo de la aplicación, los sensores también se pueden utilizar para registrar la temperatura, la humedad del aire, las vibraciones o la intensidad de la luz para documentar nuevas condiciones ambientales relevantes.
Adquisición de datos continuos para información completa
Los sensores recopilan continuamente datos sobre las actividades y movimientos de la paleta. Los datos de medición se registran y guardan a intervalos de tiempo cortos para garantizar una grabación completa de información sobre todo el proceso de logística. La transmisión de datos de los sensores a la unidad de evaluación central puede ser de forma inalámbrica a través de tecnologías de radio como Bluetooth, WLAN o IoT-ITM (NB-IOT). NB-IoT es particularmente útil para aplicaciones en grandes almacenes o al aire libre, ya que tiene una alta eficiencia de rango y energía.
Evaluación basada en IA para el reconocimiento de patrones y la asignación de actividad
Los datos del sensor recopilado se utilizan para entrenar inteligencia artificial (IA). Esta IA está diseñada para identificar patrones de movimiento complejos y asignarles actividades logísticas específicas. La capacitación de IA se lleva a cabo con la ayuda del aprendizaje automático, especialmente con procesos de aprendizaje profundo. A la IA se presentan grandes cantidades de datos del sensor, que se anotan con las actividades logísticas asociadas (por ejemplo, "carga", "almacenamiento", "viaje de elevación elevadora"). La IA aprende a identificar y generalizar los perfiles de movimiento característicos de cualquier actividad. Después del entrenamiento, la IA puede analizar patrones de movimiento desconocidos y reconocer la actividad logística subyacente con alta precisión.
Creación de perfiles de actividad para información integral del proceso
Según los datos evaluados y las actividades reconocidas, se crea un perfil de actividad detallado de la paleta. Este perfil contiene información sobre varios procesos logísticos por los que la paleta ha pasado, como:
Cargar y descargar
Detección de procesos de carga y descarga, incluidas las marcas de tiempo y la duración.
Almacenamiento y subcontratación
Identificación de los procesos de almacenamiento y subcontratación en el almacén, incluida la ubicación de almacenamiento (si se complementa con tecnologías de localización adicionales).
Transporte con montacargas
Detección de viajes de montacargas, incluida una ruta, velocidad y comportamiento de conducción.
Levantar
Identificación de procesos de selección, incluido el artículo comisionado (si se combina con tecnologías de identificación adicionales).
Espera y detención
Grabando tiempos de espera y estándares en varios pasos de proceso.
Interpretación y análisis para la optimización de procesos
Los patrones y actividades reconocidos se utilizan para interpretar y analizar procesos logísticos. Los perfiles de actividad proporcionan a las empresas información valiosa sobre sus procesos logísticos y permiten que las debilidades identifiquen vulnerabilidades en sus procesos e identifiquen el potencial de optimización. Por ejemplo, las empresas pueden analizar qué pasos de proceso son particularmente que requieren tiempo, donde hay tiempos de espera innecesarios o donde los flujos de material son ineficientes. Según estos hallazgos, se pueden iniciar medidas de optimización de procesos específicos.
Prueba de viabilidad para la logística autónoma y transparente
El proyecto PAL2REC tiene como objetivo proporcionar la prueba de viabilidad de que los procesos logísticos pueden ser interpretados y reproducibles por los datos adicionales del sensor, sin depender de la información que acompaña externa, como imágenes de la cámara o adquisición de datos manuales. La detección de actividad autónoma de las paletas inteligentes aumenta significativamente la transparencia en la cadena logística. Las empresas reciben una visión integral y en tiempo real de sus movimientos de bienes y pueden optimizar sus procesos basados en datos.
Pallets inteligentes como la clave de la logística del futuro
Esta innovadora tecnología transforma los palés, de simples portadores de carga, en fuentes inteligentes de información en 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 unas bases importantes 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.
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Konrad Wolfenstein
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