Equipaggiamento intelligente: dati in tempo reale di pallet con Pal2rec – Uso dell'intelligenza artificiale per l'analisi dei dati dei dati del sensore

Konrad Wolfenstein

6 mesi fa

Equipaggiamento di Smart: dati in tempo reale di pallet con Pal2rec – Uso dell'intelligenza artificiale per l'analisi dei dati dei dati del sensore

Attrezzature intelligenti: dati in tempo reale dai pallet con Pal2Rec – Utilizzo dell'intelligenza artificiale per analizzare i dati dei sensori – Immagine originale: Fraunhofer IML / Immagine creativa: Xpert.Digital

Tracciamento in tempo reale: i pallet diventano fonti digitali di informazione

Pallet intelligenti: la trasformazione di intralogistica attraverso dati reali e tecnologia intelligente

Nel complesso mondo della logistica, dove efficienza e trasparenza sono cruciali per il successo e la competitività, i pallet svolgono un ruolo centrale, ma spesso sottovalutato. Questi supporti di carico poco appariscenti sono la spina dorsale dei flussi di merci globali, spostando ogni giorno innumerevoli articoli attraverso magazzini, stabilimenti di produzione e centri di distribuzione. Ma il loro potenziale va ben oltre la pura funzione di trasporto. Il Fraunhofer Institute for Material Flow and Logistics (IML) ha affrontato queste possibilità nascoste e, nell'ambito del progetto di ricerca "Pal2Rec" – abbreviazione di "Pallet to Recognition" – ha condotto uno studio di fattibilità che cambia radicalmente la concezione tradizionale dei pallet. L'obiettivo era ambizioso: dimostrare che i pallet possono fare molto di più che trasportare carichi. Dovrebbero "pensare insieme" e fornire informazioni preziose sul loro percorso logistico, sulle fasi di processo che attraversano e sui loro movimenti in tempo reale. I primi risultati di questa ricerca confermano in modo impressionante questa visione e indicano un'imminente rivoluzione nell'intralogistica.

Sfide del settore logistico

Viviamo in un momento in cui l'industria logistica è sotto pressione enorme per agire in modo più efficiente, sostenibile ed economico. L'ottimizzazione dei processi, la riduzione dei costi e la minimizzazione degli impatti ambientali sono diventate sfide centrali. Tuttavia, un grave problema di molte aziende è la mancanza di trasparenza dei propri processi logistici. Esiste spesso un "oscuro" in relazione ai movimenti effettivi delle merci, all'utilizzo delle risorse e all'efficienza delle fasi di processo individuali. Questa informazione mancante porta inevitabilmente a processi inefficienti, costi inutili e potenziale di ottimizzazione mancato. È qui che arriva Pal2rec per illuminare questa oscurità.

Sensori intelligenti per pallet

L'approccio innovativo del progetto prevede l'installazione di sensori intelligenti sui pallet. Questi sensori, che possono essere integrati in modo discreto e affidabile nei pallet, catturano una moltitudine di dati cruciali per la comprensione dei processi logistici. Movimenti in tempo reale, registrazione precisa di urti e vibrazioni, inclinazione e angoli di inclinazione – tutte queste informazioni vengono registrate in modo fluido e inserite in un contesto logistico completo. Immaginate che ogni pallet diventi un oggetto "parlante", che documenta il proprio percorso lungo la catena logistica e fornisce preziose informazioni sull'efficienza e la qualità dei processi.

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Intelligenza artificiale per l'analisi dei dati

Tuttavia, l'enorme volume di dati generati da questi pallet intelligenti sarebbe inutile senza un'analisi intelligente. È qui che entra in gioco l'intelligenza artificiale (IA). I ricercatori di Pal2Rec hanno utilizzato i dati raccolti dai sensori per addestrare un'IA in grado di riconoscere schemi di movimento complessi e di assegnarli alle attività corrispondenti nella logistica quotidiana. Che si tratti di caricare un pallet con merci, stoccarlo in un magazzino verticale, trasportarlo con un carrello elevatore o prelevare articoli – l'IA impara a identificare e interpretare i profili di movimento caratteristici di ogni attività. Il risultato è una sorta di "profilo di attività" per ogni singolo pallet, che fornisce informazioni dettagliate sulle sue attività, sulle fasi di processo che ha attraversato e sui suoi movimenti.

Vantaggi dei dati ottenuti

Julian Brandt, project manager di Pal2Rec e ricercatore associato presso Fraunhofer IML, sottolinea l'enorme valore aggiunto di questi dati: "I dati forniscono preziose informazioni che aiutano le aziende a identificare specificamente i punti deboli e a sfruttare appieno il potenziale di ottimizzazione". Ma i vantaggi vanno ben oltre la pura ottimizzazione dei processi. Un campo di applicazione particolarmente promettente è la manutenzione forward-looking , nota anche come "manutenzione predittiva". Monitorando costantemente i movimenti dei pallet e analizzando vibrazioni e carichi, è possibile individuare tempestivamente potenziali danni, prima ancora che si verifichino. Se, ad esempio, un pallet viene ripetutamente sottoposto a forti urti o mostra segni di affaticamento del materiale, è possibile rilevarli in tempo per rimuoverlo dal servizio ed evitare costosi tempi di fermo o persino incidenti. Questa manutenzione forward-looking non solo contribuisce ad aumentare la sicurezza, ma riduce anche significativamente i costi di riparazione e sostituzione.

Selezione della tecnologia dei sensori adeguata

Un altro aspetto importante del progetto Pal2Rec è stata l'attenta selezione della tecnologia dei sensori adeguata. Come parte dello studio di fattibilità, i ricercatori hanno esaminato intensamente quali sensori sono più adatti a questa applicazione impegnativa. Un risultato sorprendente e gratificante è stato che anche i modelli di sensori economici possono soddisfare i requisiti in molti casi. Questo è un fattore decisivo per un'ampia accettazione e implementazione della tecnologia nell'industria. Le aziende possono quindi non solo beneficiare dei numerosi vantaggi dei pallet intelligenti, ma possono anche farlo in un quadro economicamente portatile. L'investimento in pallet intelligenti promette quindi un rapido ritorno sugli investimenti attraverso aumenti di efficienza, tagli ai costi e migliore qualità del processo.

Partnership e finanziamenti

Il progetto Pal2Rec è un impressionante esempio di cooperazione di successo tra ricerca e scienza. È stato realizzato come progetto congiunto con la rinomata sedia per il finanziamento e l'equilibrio (FLW) del Tu Dortmund. Il progetto ha ricevuto supporto finanziario nell'ambito della MFUND Innovation Initiative dal Ministero federale del digitale e dei trasporti (BMDV) con un importo di finanziamento di circa 180.000 euro. Questo finanziamento sottolinea l'importanza del progetto per l'ulteriore sviluppo dell'industria logistica e la promozione delle innovazioni digitali in Germania. I risultati precedenti del progetto non sono solo considerati un completo successo, ma fungono anche da forte incentivo per i partner del progetto a lottare per la promozione di follow -up e per sviluppare la tecnologia promettente e convertirla in pratica.

Evento finale

Il 25 febbraio 2025, per tutti coloro che sono interessati al futuro della logistica e al potenziale dei pallet intelligenti. L'evento finale ufficiale del progetto di ricerca Pal2Rec si svolge in questo giorno. Le parti interessate del settore, della scienza e della pratica sono invitate a prendere parte alla presentazione dei risultati del progetto sia in loco che online e a discutere direttamente con gli esperti del settore. Questo evento offre una piattaforma unica per informarti prima degli ultimi sviluppi nell'area dei pallet intelligenti e per stabilire contatti preziosi.

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Approfondimenti dettagliati nel progetto PAL2Rec: obiettivo, tecnologia e vantaggi

Il progetto di ricerca Pal2Rec (Pallet to Recognition) è più di un semplice studio di fattibilità – è un'iniziativa innovativa con il potenziale di trasformare radicalmente la logistica. Al centro del progetto c'è la visione di rendere i pallet più intelligenti nella logistica, trasformandoli da supporti di carico passivi a fonti attive di informazioni.

Obiettivo e concetto: riconoscimento dell'attività autonoma per i processi logistici intelligenti

L'obiettivo centrale di Pal2rec è di esaminare come i pallet (Euro) possano essere integrati in modo indipendente e proattivo nei processi logistici dal riconoscimento delle attività basate sui sensori. Il progetto segue l'approccio per l'acquisizione e l'interpretazione dei dati di movimento dei pallet che utilizzano sensori con l'aiuto dei sensori, senza dipendere da informazioni di accompagnamento aggiuntive, costose ed elaborate come le immagini della fotocamera. L'idea è che la tavolozza stessa diventi un "informatore" e comunica la sua condizione, la sua posizione e i processi passati in tempo reale.

Tecnologia e implementazione: apparecchiature per sensori, analisi dei dati basati sull'intelligenza artificiale e profili di attività

Al fine di raggiungere questo obiettivo ambizioso, Pal2rec si basa su una combinazione degli ultimi sensori e intelligenza artificiale. L'implementazione tecnologica include essenzialmente i seguenti passaggi:

Attrezzatura del sensore dei pallet

Nella prima fase, i pallet convenzionali – in particolare gli Europallet, che rappresentano lo standard del settore – vengono dotati di sensori intelligenti. Questi sensori sono in grado di misurare un'ampia gamma di variabili fisiche che forniscono informazioni sul movimento e sulle condizioni del pallet. Tra questi rientrano tipicamente sensori di accelerazione, giroscopi, sensori di posizione e, se necessario, sensori per il rilevamento di temperatura, umidità o vibrazioni. I sensori sono integrati nel pallet in modo tale da resistere alle difficili condizioni della logistica quotidiana e da non comprometterne la funzionalità. I sensori possono essere alimentati, ad esempio, da piccole batterie o da tecnologie di energy harvesting che catturano l'energia dal movimento o dalle vibrazioni del pallet.

AI Utilizzare per l'interpretazione dei dati

I dati raccolti dai sensori vengono continuamente raccolti e trasferiti in un'unità di valutazione centrale. È qui che entra in gioco l'intelligenza artificiale. I dati grezzi raccolti dei sensori inizialmente non sono molto significativi. Solo attraverso l'elaborazione e l'analisi intelligenti con l'aiuto dell'IA diventa informazioni preziose. L'intelligenza artificiale è addestrata per identificare modelli di movimento complessi e assegnare queste attività logistiche specifiche. Il KI si sta allenando con l'aiuto di grandi quantità di dati sui sensori registrati in ambienti logistici reali. Attraverso l'apprendimento automatico, l'IA impara a distinguere i profili di movimento caratteristici di diverse attività come caricamento, scarico, conservazione, outsourcing, trasporto con carrelli elevatori, raccolta, ecc.

Creazione di profili di attività

Il risultato dell'analisi dei dati basati sull'intelligenza artificiale è la creazione di un "profilo di attività" dettagliato per ogni singola tavolozza. Questo profilo documenta con precisione, quali processi logistici hanno superato la tavolozza, quando e dove sono avvenuti questi processi e per quanto tempo hanno impiegato. Il profilo dell'attività contiene quindi preziose informazioni sull'intera "storia della vita" della tavolozza nella catena logistica. Queste informazioni possono essere utilizzate per una varietà di applicazioni, dall'ottimizzazione del processo alla gestione dell'inventario alla garanzia della qualità.

Vantaggi e applicazioni: ottimizzazione del processo, manutenzione predittiva ed efficienza dei costi

L'implementazione di pallet intelligenti basati sulla tecnologia PAL2REC offre alle aziende una varietà di vantaggi e apre nuovi campi di applicazione in logistica:

Ottimizzazione del processo e aumento dell'efficienza

Attraverso la registrazione dettagliata e l'analisi dei movimenti del pallet, le aziende ricevono una visione trasparente dei loro processi logistici. Le debolezze, i colli di bottiglia e le inefficienze diventano visibili e possono essere risolti in modo mirato. Ad esempio, sono stati identificati e ottimizzati tempi di attesa inutili, viaggi vuoti o percorsi di trasporto ingombranti. I dati reali dei pallet intelligenti consentono una regolazione dinamica dei processi e una reazione più flessibile a eventi imprevisti. Ciò porta ad un aumento significativo dell'efficienza, riducendo i tempi di consegna e ottimizzando il flusso del materiale.

Manutenzione predittiva e riduzione dei tempi morti

Come già accennato, il monitoraggio continuo dei movimenti dei pallet e l'analisi dei carichi e delle vibrazioni consentono di individuare tempestivamente potenziali danni. La manutenzione predittiva consente alle aziende di rimuovere tempestivamente i pallet dal servizio prima che si verifichino guasti, danni alle merci o persino incidenti. Ciò non solo riduce i costi di riparazione e sostituzione, ma riduce anche al minimo i tempi di fermo e le interruzioni della produzione. Una manutenzione forward-looking contribuisce quindi a una maggiore disponibilità dei pallet e a una logistica complessivamente più stabile e affidabile.

Miglioramento della gestione dell'inventario e del deposito

I pallet intelligenti forniscono informazioni precise sulla tua posizione e contenuto. Ciò consente una migliore gestione dell'inventario e deposito. Le aziende hanno una panoramica precisa della posizione della loro merce e possono ottimizzare il loro inventario in qualsiasi momento. La ricerca di determinati pallet o articoli nel magazzino è significativamente semplificata e accelerata. L'inventario può anche essere reso più efficiente registrando automatici i movimenti e le posizioni dei pallet.

Assicurazione della qualità e prevenzione dei danni

Registrando dossi, vibrazioni e temperature estreme, i pallet intelligenti possono anche contribuire alla garanzia della qualità e alla prevenzione dei danni. Se vengono trasportate merci sensibili, i dati del sensore possono fornire informazioni sul fatto che le merci siano state trattate in modo improprio durante il trasporto e potrebbero essere state danneggiate. Ciò consente il rilevamento precoce dei danni e l'inizio di misure adeguate per ridurre al minimo i danni.

Efficienza dei costi ed economia

Sebbene l'implementazione di pallet intelligenti inizialmente richieda investimenti in sensori e infrastrutture IT, promette un'elevata efficienza dei costi e l'economia a lungo termine. I costi di investimento iniziali generalmente significativamente significativamente superano significativamente i risparmi attraverso l'ottimizzazione del processo, la manutenzione predittiva, la migliore gestione delle scorte e la prevenzione dei danni. Inoltre, lo studio di fattibilità di Pal2Rec ha dimostrato che anche i modelli di sensori economici possono soddisfare i requisiti, il che rende la tecnologia attraente per le piccole e medie imprese.

Rilevazione delle attività basate sul sensore in dettaglio: acquisizione dei dati, valutazione dell'IA e profili di attività

Il rilevamento delle attività basato su sensori per i pallet sviluppati nell'ambito del progetto PAL2REC si basa su un'interazione sofisticata di sensori, trasmissione di dati, intelligenza artificiale e analisi dei dati. Di seguito, i singoli passaggi di questo processo sono spiegati in modo più dettagliato:

Apparecchiature di sensore complete per dati di movimento dettagliati

Il primo passo è l'apparecchiatura dei pallet con una varietà di sensori che possono registrare dati di movimento dettagliati. Vengono utilizzati vari tipi di sensori, ciascuno misura gli aspetti specifici del movimento del pallet:

Sensori di accelerazione

Acquisisci accelerazioni in tre spazi e fornisci informazioni sulle dinamiche del movimento, come l'avvio, la frenata o l'accelerazione della tavolozza.

Giroscopi

Misurare le velocità rotanti intorno a tre assi e quindi catturare la rotazione e le rotazioni della tavolozza, ad esempio quando si guida o si gira con un carrello elevatore.

Sensori di leting (sensori di inclinazione)

Determina l'orientamento della tavolozza nella stanza e catturare l'inclinazione e l'angolo di inclinazione, ad esempio quando si solleva o si impostano la tavolozza.

Opzionale: sensori ambientali

A seconda dell'applicazione, i sensori possono anche essere utilizzati per registrare la temperatura, l'umidità dell'aria, le vibrazioni o l'intensità della luce al fine di documentare ulteriori condizioni ambientali pertinenti.

Acquisizione continua di dati per informazioni complete

I sensori raccolgono continuamente dati sulle attività e sui movimenti della tavolozza. I dati di misurazione vengono registrati e salvati a breve intervalli di tempo per garantire una registrazione completa di informazioni sull'intero processo logistico. La trasmissione dei dati dai sensori all'unità di valutazione centrale può essere in modalità wireless tramite tecnologie radio come Bluetooth, WLAN o stretta banda (NB-IOT). NB-IOT è particolarmente utile per le applicazioni in grandi magazzini o all'aperto, in quanto ha una gamma elevata ed efficienza energetica.

Valutazione basata sull'intelligenza artificiale per il riconoscimento dei pattern e l'assegnazione delle attività

I dati del sensore raccolti vengono utilizzati per formare l'intelligenza artificiale (AI). Questa intelligenza artificiale è progettata per identificare schemi di movimento complessi e assegnare loro attività logistiche specifiche. La formazione AI viene effettuata con l'aiuto dell'apprendimento automatico, in particolare con i processi di apprendimento profondo. All'intelligenza artificiale sono presentate grandi quantità di dati del sensore, che sono annotati con le attività logistiche associate (ad esempio "caricamento", "archiviazione", "viaggio del carrello elevatore"). L'IA impara a identificare e generalizzare i profili di movimento caratteristici di qualsiasi attività. Dopo l'allenamento, l'IA è in grado di analizzare i modelli di movimento sconosciuti e di riconoscere l'attività logistica sottostante con elevata precisione.

Creazione di profili di attività per informazioni complete sul processo

Sulla base dei dati valutati e delle attività riconosciute, viene creato un profilo di attività dettagliato della tavolozza. Questo profilo contiene informazioni su vari processi logistici che la tavolozza ha attraversato, come ad esempio:

Carica e scarica

Rilevamento dei processi di caricamento e scarico, compresi timestamp e durata.

Archiviazione e outsourcing

Identificazione dei processi di archiviazione e outsourcing nel magazzino, compresa la posizione di archiviazione (se integrata da ulteriori tecnologie di localizzazione).

Trasporto con carrello elevatore

Rilevamento di viaggi per carrelli elevatori, tra cui un percorso, velocità e comportamento di guida.

Raccolta

Identificazione dei processi di raccolta, incluso l'articolo commissionato (se combinato con ulteriori tecnologie di identificazione).

Aspetta e fermo

Registrazione di tempi di attesa e standard in vari passaggi del processo.

Interpretazione e analisi per l'ottimizzazione del processo

I modelli e le attività riconosciuti vengono utilizzati per interpretare e analizzare i processi logistici. I profili di attività forniscono alle aziende preziose approfondimenti sui loro processi logistici e consentono ai punti deboli di identificare le vulnerabilità nei loro processi e di identificare il potenziale di ottimizzazione. Ad esempio, le aziende possono analizzare quali fasi di processo sono in particolare il tempo, dove vi sono tempi di attesa non necessari o in cui i flussi di materiale sono inefficienti. Sulla base di questi risultati, è possibile iniziare misure di ottimizzazione del processo mirato.

Prova della fattibilità per la logistica autonoma e trasparente

Il progetto Pal2Rec mira a fornire la prova della fattibilità che i processi logistici possano essere interpretati e riproducibili dai dati aggiuntivi del sensore, senza dipendere da informazioni di accompagnamento esterne come immagini della fotocamera o acquisizione manuale dei dati. Il rilevamento autonomo dell'attività dei pallet intelligenti aumenta significativamente la trasparenza nella catena logistica. Le aziende ricevono una visione completa e in tempo reale sui loro movimenti delle merci e possono ottimizzare i loro processi basati sui dati.

Pallet intelligenti come chiave per la logistica del futuro

Questa tecnologia innovativa trasforma i pallet da semplici supporti di carico a fonti intelligenti di informazioni nella catena logistica. I pallet intelligenti sono più di una semplice tendenza – sono la chiave per la logistica del futuro. Consentono una maggiore trasparenza, efficienza e sostenibilità nei processi logistici e contribuiscono ad affrontare le sfide della logistica moderna. Il progetto Pal2Rec del Fraunhofer IML e dell'Università Tecnica di Dortmund ha gettato basi importanti per l'implementazione su larga scala di questa promettente tecnologia e dimostra in modo impressionante il potenziale dei pallet intelligenti per rivoluzionare l'intralogistica. Il futuro della logistica è – e i pallet svolgono un ruolo cruciale in questo.