ציוד Smartes: נתונים בזמן אמת של משטחים עם PAL2REC שימוש במודיעין מלאכותי לניתוח נתונים של תמונה מקורית של הנתונים: Fraunhofer IML / תמונה יצירתית: xpert.digital
מעקב בזמן אמת: משטחים הופכים למקורות מידע דיגיטליים
משטחים חכמים: טרנספורמציה של אינטרלוגיסטיקה באמצעות נתונים אמיתיים בזמן וטכנולוגיה חכמה
בעולם המורכב של הלוגיסטיקה, בו יעילות ושקיפות מחליטים באופן מכריע על הצלחה ותחרותיות, משטחים ממלאים תפקיד מרכזי, אם כי לעתים קרובות לא מוערך. נושאי העומס הבלתי בולטים הללו הם עמוד השדרה של הסחורות העולמיות ומעבירים אינספור סחורות דרך מחסנים, מתקני ייצור ומרכזי הפצה מדי יום. אבל הפוטנציאל שלהם חורג הרבה יותר מפונקציית התחבורה הטהורה. המכון Fraunhofer לזרימת חומרים ולוגיסטיקה IML לקח על עצמו את האפשרויות הנסתרות וביצע מחקר היתכנות כחלק מפרויקט המחקר "Pal2Rec" Pal2Rec "ל"משטח להכרה"-אשר שינה באופן מהותי את ההבנה המסורתית של המשטחים. המטרה הייתה שאפתנית: להוכיח שמשטחים יכולים לעשות יותר מסתם ללבוש המון. עליהם "לחשוב" ולספק מידע חשוב על המסע הלוגיסטי שלהם, על התהליך שלב ותנועותיהם בזמן אמת. התוצאות הראשונות של עבודת מחקר זו מאששות באופן מרשים חזון זה ומצביעות על מהפכה הקרובה באינטרלוגיסטיקה.
אתגרים של ענף הלוגיסטיקה
אנו חיים בתקופה בה ענף הלוגיסטיקה נמצא בלחץ עצום לפעול בצורה יעילה יותר, בר -קיימא וכלכלית יותר. אופטימיזציה של תהליכים, הפחתת העלויות ומזעור ההשפעות הסביבתיות הפכו לאתגרים מרכזיים. עם זאת, בעיה מרכזית של חברות רבות היא חוסר השקיפות של תהליכים לוגיסטיים משלהם. לעתים קרובות יש "אפל" ביחס לתנועות הסחורות בפועל, ניצול המשאבים והיעילות של שלבי תהליכים בודדים. מידע חסר זה מוביל בהכרח לתהליכים לא יעילים, עלויות מיותרות ופוטנציאל אופטימיזציה החמצה. זה המקום בו Pal2Rec נכנס להאיר את החושך הזה.
חיישנים חכמים למשטחים
הגישה החדשנית של הפרויקט היא לצייד משטחים בחיישנים חכמים. חיישנים אלה, שניתן לשלב באופן לא בולט ובאופן חזק במשטחים, רושמים מגוון נקודות נתונים שיש להן חשיבות מכרעת להבנת האירועים הלוגיסטיים. תנועות בזמן אמת, הקלטה מדויקת של בליטות ותנודות, נטייה וזווית הטיה- כל המידע הזה נרשם ללא פערים ומוצב בהקשר לוגיסטי מקיף. תאר לעצמך שכל פלטה הופכת לאובייקט "מדבר" המתעד את דרכו בשרשרת הלוגיסטיקה ומספק תובנות חשובות לגבי היעילות והאיכות של התהליכים.
מתאים לכך:
בינה מלאכותית לניתוח נתונים
עם זאת, כמות הנתונים העצומה שנוצרו על ידי משטחים חכמים אלה תהיה חסרת ערך ללא הערכה נבונה. כאן נכנס לתמונה בינה מלאכותית (AI). החוקרים של PAL2REC השתמשו בנתוני החיישנים שנאספו כדי להכשיר AI המסוגל לזהות דפוסי תנועה מורכבים ולהקצות אותם לפעילויות המתאימות בלוגיסטיקה היומיומית. בין אם זה עניין של העמסת לוח פלטה עם סחורות, אחסון במחסן הגבוה, ההובלה עם מלגזה או קטיף מאמרים - אשר AI לומד לזהות ולפרש את פרופילי התנועה האופייניים לכל פעילות. התוצאה היא סוג של "פרופיל פעילות" עבור כל לוח פרטני המספק מידע מפורט על המשימות שלך, שלבי התהליך ותנועותיך.
יתרונות הנתונים שהושגו
ג'וליאן ברנדט, מנהל הפרויקטים של PAL2REC ועוזר מחקר ב- Fraunhofer IML, מדגיש את הערך המוסף העצום של נתונים אלה: "הנתונים מספקים תובנות חשובות התומכות בחברות בזיהוי ספציפיות של חולשות ובנצל את פוטנציאל האופטימיזציה באופן מלא." אולם היתרונות חורגים הרבה מעבר לאופטימיזציה של תהליכים טהורים. תחום יישום מבטיח במיוחד הוא התחזוקה הצפויה קדימה, המכונה גם "תחזוקה חזויה". ניתן להכיר במעקב הרציף של תנועות המזרן וניתוח התנודות והעומסים בשלב מוקדם לפני שהם אפילו מתעוררים. לדוגמה, אם פלטה נחשפת שוב ושוב לבליטות חזקות או מראה סימנים של עייפות חומרית, ניתן לזהות זאת בזמן טוב על מנת לשלוף את הצבעים מהמחזור ולהימנע מכשלים יקרים או אפילו תאונות. תחזוקה זו צופה קדימה לא רק תורמת להגברת האבטחה, אלא גם מפחיתה משמעותית את עלויות התיקונים והרכש ההחלפה.
בחירת טכנולוגיית חיישנים מתאימה
היבט חשוב נוסף בפרויקט PAL2REC היה הבחירה הקפדנית של טכנולוגיית חיישנים מתאימה. כחלק ממחקרי היתכנות, החוקרים בדקו באינטנסיביות אילו חיישנים מתאימים ביותר ליישום תובעני זה. תוצאה מפתיעה ומשבירה הייתה שאפילו דגמי חיישנים חסכוניים -עלות יכולים לעמוד בדרישות במקרים רבים. זהו גורם מכריע לקבלה רחבה ויישום טכנולוגיה בתעשייה. לפיכך חברות יכולות לא רק ליהנות מהיתרונות הרבים של משטחים חכמים, אלא יכולות גם לעשות זאת במסגרת ניידת כלכלית. ההשקעה במשטחים חכמים מבטיחה אפוא החזר מהיר על ההשקעה באמצעות יעילות עולה, קיצוץ עלויות ואיכות התהליך המשופרת.
שותפות ומימון
פרויקט PAL2REC הוא דוגמה מרשימה לשיתוף פעולה מוצלח בין מחקר למדע. זה בוצע כפרויקט משותף עם הכיסא הנודע למימון ואיזון (FLW) של TU דורטמונד. הפרויקט קיבל תמיכה כספית כחלק מיוזמת ה- MFUND החדשנות של המשרד הפדרלי לדיגיטל ותחבורה (BMDV) עם סכום מימון של כ -180,000 יורו. מימון זה מדגיש את חשיבות הפרויקט להמשך פיתוח ענף הלוגיסטיקה וקידום חידושים דיגיטליים בגרמניה. התוצאות הקודמות של הפרויקט אינן נחשבות רק כהצלחה מוחלטת, אלא גם משמשות תמריץ חזק עבור שותפי הפרויקט לחתור לקידום מעקב ולפתח את הטכנולוגיה המבטיחה ולהמיר אותה לפועל.
אירוע סופי
ב- 25 בפברואר 2025, לכל מי שמתעניין בעתיד הלוגיסטיקה ובפוטנציאל של משטחים חכמים. האירוע הסופי הרשמי של פרויקט המחקר PAL2REC מתקיים ביום זה. מעוניינים מתעשייה מתעשייה, מדע ופרקטיקה מוזמנים לקחת חלק בהצגת תוצאות הפרויקט הן באתר והן באינטרנט ולדון ישירות עם המומחים מהתעשייה. אירוע זה מציע פלטפורמה ייחודית ליידע את עצמך תחילה -על ההתפתחויות האחרונות בתחום המשטחים החכמים ולהקים אנשי קשר יקרי ערך.
עוד על זה כאן:
תובנות מפורטות על פרויקט PAL2REC: מטרה, טכנולוגיה ויתרונות
פרויקט המחקר PAL2REC (מזרן להכרה) הוא יותר מסתם מחקר היתכנות - זוהי יוזמה חדשנית שיש לה פוטנציאל לשנות באופן מהותי לוגיסטיקה. בלב הפרויקט נמצא החזון של הפיכת המשטחים לאינטליגנטים יותר בלוגיסטיקה והפיכתם מנשאים עומסים פסיביים למקורות מידע פעילים.
יעד ומושג: הכרת פעילות אוטונומית בתהליכי לוגיסטיקה חכמים
המטרה המרכזית של PAL2REC היא לבחון כיצד ניתן לשלב משטחי (אירו) באופן עצמאי ויזום בתהליכים לוגיסטיים על ידי זיהוי פעילות מבוסס חיישנים. הפרויקט עוקב אחר הגישה של לכידה ופירוש מדויק של נתוני תנועה של משטחים באמצעות חיישנים בעזרת חיישנים, מבלי להיות תלויים במידע נוסף, יקר ומורכב, כמו תמונות מצלמה. הרעיון הוא שהפלטה עצמה הופכת ל"מלשין "ומעבירה את מצבה, את מעמדה ואת התהליכים שהועברו בזמן אמת.
טכנולוגיה ויישום: ציוד חיישנים, ניתוח נתונים מבוסס AI ופרופילי פעילות
על מנת להשיג מטרה שאפתנית זו, PAL2REC מסתמכת על שילוב של החיישנים האחרונים והבינה המלאכותית. היישום הטכנולוגי כולל למעשה את הצעדים הבאים:
ציוד חיישנים של המשטחים
בשלב הראשון, משטחים קונבנציונליים - במיוחד משטחי אירו המייצגים את התקן התעשייתי - מצוידים בחיישנים חכמים. חיישנים אלה מסוגלים למדוד מגוון כמויות פיזיות המספקות מידע על תנועת הצבעים ומצבו. בדרך כלל זה כולל חיישני תאוצה, גירוסקופים, חיישני מיקום, ובמידת הצורך, חיישנים להקלטת טמפרטורה, לחות או תנודות. החיישנים משולבים בפלטת הצבעים בצורה כזו שהם חזקים בהשוואה לתנאים הגסים בלוגיסטיקה היומיומית ואינם משפיעים על הפונקציונליות של לוח הצבעים. ניתן לבצע את אספקת האנרגיה של החיישנים, למשל, על ידי סוללות קטנות או טכנולוגיות קצירת אנרגיה, אשר משיגות אנרגיה מהתנועה או הרטט של לוח הצבעים.
שימוש ב- AI לפרשנות נתונים
הנתונים שנאספו על ידי החיישנים נאספים ברציפות ומועברים ליחידת הערכה מרכזית. זה המקום בו בינה מלאכותית נכנסת לתמונה. הנתונים הגולמיים שנאספו של החיישנים הם בתחילה אינם משמעותיים במיוחד. רק באמצעות עיבוד וניתוח אינטליגנטי בעזרת AI האם אתה הופך למידע חשוב. ה- AI מאומן לזהות דפוסי תנועה מורכבים ולהקצות פעילויות לוגיסטיות ספציפיות אלה. ה- KI מתאמן בעזרת כמויות גדולות של נתוני חיישנים שנרשמים בסביבות לוגיסטיות אמיתיות. באמצעות למידת מכונות, ה- AI לומד להבדיל בין פרופילי התנועה האופייניים של פעילויות שונות כמו טעינה, פריקה, אחסון, מיקור חוץ, הובלה עם מלגזות, קטיף וכו '.
יצירת פרופילי פעילות
התוצאה של ניתוח הנתונים מבוסס AI היא יצירת "פרופיל פעילות" מפורט עבור כל לוח פרטני. פרופיל זה מתעד במדויק, אילו תהליכים לוגיסטיים עברו את לוח הצבעים, מתי ואיפה התהליכים הללו התרחשו וכמה זמן הם לקחו. פרופיל הפעילות מכיל אפוא מידע חשוב על כל "סיפור החיים" של הצבעים בשרשרת הלוגיסטיקה. ניתן להשתמש במידע זה למגוון יישומים, החל מאופטימיזציה של תהליכים לניהול מלאי ועד אבטחת איכות.
יתרונות ויישומים: אופטימיזציה של תהליכים, תחזוקה חזויה ויעילות עלות
יישום משטחים חכמים המבוססים על טכנולוגיית PAL2REC מציע לחברות מגוון יתרונות ופותח תחומי יישום חדשים בלוגיסטיקה:
אופטימיזציה של תהליכים ועלייה ביעילות
באמצעות הקלטה וניתוח מפורטות של תנועות המזרן, חברות מקבלות תובנה שקופה לגבי התהליכים הלוגיסטיים שלהן. חולשות, צווארי בקבוק וחוסר יעילות הופכים לעין וניתן לתקן אותם באופן ממוקד. לדוגמה, ניתן לזהות ולייעל זמני המתנה מיותרים, טיולים ריקים או מסלולי תובלה מסורבלים. נתוני הזמן האמיתיים של המשטחים החכמים מאפשרים התאמה דינאמית של התהליכים ותגובה גמישה יותר לאירועים בלתי צפויים. זה מוביל לעלייה משמעותית ביעילות, להפחית את זמני ההובלה ומיעל את זרימת החומר.
תחזוקה חזויה והפחתת זמן
כאמור, הניטור הרציף של תנועות המזרן וניתוח הלחץ והרטט מאפשר גילוי מוקדם של נזק פוטנציאלי. באמצעות תחזוקה חזויה, חברות יכולות לשלוף משטחים מהמחזור בזמן טוב לפני שיש כישלונות, נזק לסחורות או אפילו תאונות. זה לא רק מקטין את עלויות התיקונים והרכש ההחלפה, אלא גם ממזער את ההפחתה והפרעות הייצור. התחזוקה החזויה תורמת אפוא לזמינות הגבוהה יותר של המשטחים וללוגיסטיקה יציבה ואמינה יותר.
שיפור ניהול מלאי ואחסון
המשטחים החכמים מספקים מידע מדויק על מיקומכם ותוכןכם. זה מאפשר שיפור ניהול מלאי ואחסנה. לחברות סקירה מדויקת של מקום הימצאו של סחורותיהן ויכולות לייעל את המלאי שלהן בכל עת. החיפוש אחר משטחים או מאמרים מסוימים במחסן הוא מפושט ומואץ משמעותית. המלאי יכול להיות יעיל יותר על ידי הקלטה אוטומטית של תנועות המזרן והמיקומים.
אבטחת איכות ומניעת נזקים
על ידי הקלטת בליטות, רטט וטמפרטורות קיצוניות, המשטחים החכמים יכולים גם לתרום לאבטחת איכות ולמניעת נזקים. אם מועברים סחורות רגישות, נתוני החיישן יכולים לספק מידע אם הסחורה טופלה בצורה לא נכונה במהלך ההובלה וייתכן שנפגעו. זה מאפשר גילוי נזקים מוקדם והתחלת אמצעים מתאימים למזעור הנזק.
יעילות עלות וכלכלה
למרות שהיישום של משטחים חכמים מחייב תחילה השקעות בחיישנים ותשתיות IT, הוא מבטיח יעילות וכלכלה בעלות גבוהה לטווח הארוך. עלויות ההשקעה הראשוניות בדרך כלל עולות באופן משמעותי באופן משמעותי מהחיסכון באמצעות אופטימיזציה של תהליכים, תחזוקה חזויה, שיפור ניהול מלאי ומניעת נזקים. בנוסף, מחקר היתכנות PAL2REC הראה כי גם דגמי חיישנים זולים יכולים לעמוד בדרישות, מה שהופך את הטכנולוגיה לאטרקטיבית עבור חברות קטנות ובינוניות.
איתור פעילות מבוסס חיישנים בפירוט: רכישת נתונים, הערכת AI ופרופילי פעילות
איתור הפעילות מבוסס חיישנים למשטחים שפותחו כחלק מפרויקט PAL2REC מבוסס על אינטראקציה מתוחכמת של חיישנים, העברת נתונים, בינה מלאכותית וניתוח נתונים. להלן, הצעדים האישיים בתהליך זה מוסברים ביתר פירוט:
ציוד חיישנים מקיף לנתוני תנועה מפורטים
השלב הראשון הוא ציוד המשטחים עם מגוון חיישנים שיכולים לרשום נתוני תנועה מפורטים. משתמשים בסוגי חיישנים שונים, כל אחד מהם מודד היבטים ספציפיים של תנועת המזרן:
חיישני תאוצה
לכידת תאוצה בשלושה חללים ומספקים מידע על הדינמיקה של התנועה, כמו התחלה, בלימה או האצת לוח הצבעים.
גירוסקופים
מדוד את שיעורי הסיבוב סביב שלושה צירים ובכך לוכד סיבוב וסיבובים של לוח הצבעים, למשל בעת נהיגה או מסתובבים עם מלגזה.
חיישני שחרור (חיישני נטייה)
קבעו את כיוון הפלטה בחדר ותפסו את הנטייה ואת זווית ההטיה, למשל בעת הרמה או קביעת לוח הצבעים.
אופציונלי: חיישנים סביבתיים
בהתאם ליישום, ניתן להשתמש בחיישנים גם לתיעוד טמפרטורה, לחות אוויר, רטט או עוצמת אור על מנת לתעד תנאים סביבתיים רלוונטיים נוספים.
רכישת נתונים רציפה למידע מלא
החיישנים אוספים ברציפות נתונים על פעילויות ותנועות הפלטה. נתוני המדידה נרשמים ונשמרים בפרקי זמן קצרים כדי להבטיח הקלטה מלאה של מידע על כל תהליך הלוגיסטיקה. העברת הנתונים מהחיישנים ליחידת ההערכה המרכזית יכולה להיות אלחוטית באמצעות טכנולוגיות רדיו כמו Bluetooth, WLAN או ThrredBand-IOT (NB-IOT). NB-IOT שימושי במיוחד ליישומים במחסנים גדולים או בחוץ, מכיוון שיש לו יעילות גבוהה ואנרגיה.
הערכה מבוססת AI לצורך זיהוי דפוסים והקצאת פעילות
נתוני החיישנים שנאספו משמשים לאימון בינה מלאכותית (AI). AI זה נועד לזהות דפוסי תנועה מורכבים ולהקצות להם פעילויות לוגיסטיות ספציפיות. אימוני ה- AI מתבצעים בעזרת למידת מכונות, במיוחד בתהליכי למידה עמוקים. ל- AI מוצגים כמויות גדולות של נתוני חיישנים, אשר מצויינים בפעילויות הלוגיסטיות המשויכות (למשל "טעינה", "אחסון", "טיול מלגזה"). ה- AI לומד לזהות ולהכליל את פרופילי התנועה האופייניים לכל פעילות. לאחר אימונים, ה- AI מסוגל לנתח דפוסי תנועה לא ידועים ולהכיר את הפעילות הלוגיסטית הבסיסית ברמת דיוק גבוהה.
יצירת פרופילי פעילות למידע על תהליכים מקיפים
בהתבסס על הנתונים המוערכים והפעילויות המוכרות, נוצר פרופיל פעילות מפורט של לוח הצבעים. פרופיל זה מכיל מידע על תהליכים לוגיסטיים שונים שעבר הצבעים, כגון:
לטעון ולפרוק
איתור תהליכי טעינה ופריקה, כולל חותמות זמן ומשך זמן.
אחסון ומיקור חוץ
זיהוי תהליכי אחסון ומיקור חוץ במחסן, כולל מיקום האחסון (אם בתוספת טכנולוגיות לוקליזציה נוספות).
הובלה עם מלגזה
איתור טיולי מלגזה, כולל מסלול, מהירות והתנהגות נהיגה.
לֶאֱסוֹף
זיהוי תהליכי בחירה, כולל מאמר שהוזמן (אם בשילוב עם טכנולוגיות זיהוי נוספות).
חכה וקיפאון
הקלטת זמני המתנה וסטנדרטים בשלבי תהליכים שונים.
פרשנות וניתוח לאופטימיזציה של תהליכים
הדפוסים והפעילויות המוכרים משמשים לפרשנות וניתוח תהליכים לוגיסטיים. פרופילי הפעילות מספקים לחברות תובנות חשובות לגבי התהליכים הלוגיסטיים שלהן ומאפשרים לחולשות לזהות פגיעויות בתהליכים שלהן ולזהות פוטנציאל לאופטימיזציה. לדוגמה, חברות יכולות לנתח אילו שלבי תהליכים הם גוזלים זמן במיוחד, כאשר ישנם זמני המתנה מיותרים או היכן זרימות חומר אינן יעילות. בהתבסס על ממצאים אלה, ניתן ליזום מדדי אופטימיזציה של תהליכים ממוקדים.
הוכחת היתכנות ללוגיסטיקה אוטונומית ושקופה
פרויקט PAL2REC נועד לספק את הוכחת היתכנות שניתן לפרש ולשחזור תהליכים לוגיסטיים על ידי נתוני החיישנים הנוספים, מבלי להיות תלויים במידע נלווה חיצוני כמו תמונות מצלמה או רכישת נתונים ידניים. איתור הפעילות האוטונומית של המשטחים החכמים מגביר משמעותית את השקיפות בשרשרת הלוגיסטית. חברות מקבלות תובנה מקיפה ובזמן אמת לגבי תנועות הסחורה שלהן ויכולות לייעל את התהליכים שלהם מבוססי נתונים.
משטחים חכמים כמפתח ללוגיסטיקה של העתיד
טכנולוגיה חדשנית זו הופכת משטחים מנשאי מטען פשוטים למקורות מידע חכמים ברשת הלוגיסטיקה. משטחים חכמים הם יותר מסתם מגמה - הם מפתח ללוגיסטיקה של העתיד. הם מאפשרים שיפור שקיפות, יעילות וקיימות בתהליכים לוגיסטיים ומסייעים בניהול האתגרים של הלוגיסטיקה המודרנית. פרויקט PAL2REC של ה- Fraunhofer IML ו- TU Dortmund הניח בסיס חשוב ליישום רחב של טכנולוגיה מבטיחה זו ומראה באופן מרשים את הפוטנציאל של משטחים חכמים לחולל המהפכה באינטרלוגיסטיקה. העתיד של הלוגיסטיקה הוא חכם - ומשטחים ממלאים תפקיד מכריע.
מתאים לכך:
השותף הגלובלי שלך לשיווק ופיתוח עסקי
☑️ השפה העסקית שלנו היא אנגלית או גרמנית
☑️ חדש: התכתבויות בשפה הלאומית שלך!
קונרד וולפנשטיין
אני שמח להיות זמין לך ולצוות שלי כיועץ אישי.
אתה יכול ליצור איתי קשר על ידי מילוי טופס יצירת הקשר או פשוט להתקשר אליי בטלפון +49 89 674 804 (מינכן) . כתובת הדוא"ל שלי היא: וולפנשטיין ∂ xpert.digital
אני מצפה לפרויקט המשותף שלנו.