Inteligentne wyposażenie: dane palet w czasie rzeczywistym z użyciem sztucznej inteligencji PAL2REC do analizy danych danych czujnika

Konrada Wolfensteina

15 godzin temu

Sprzęt Smart: Dane dotyczące palet w czasie rzeczywistym z PAL2REC - Wykorzystanie sztucznej inteligencji do analizy danych danych czujnika

Sprzęt Smartes: Dane palet w czasie rzeczywistym z użyciem sztucznej inteligencji PAL2REC do analizy danych obrazu originalnego danych czujnika: Fraunhofer IML / Creative Image: xpert.digital

Śledzenie w czasie rzeczywistym: palety stają się cyfrowymi źródłami informacji

Inteligentne palety: transformacja intalogistyki poprzez dane w czasie rzeczywistym i inteligentną technologię

W złożonym świecie logistyki, w którym wydajność i przejrzystość zdecydowanie decydują się na sukces i konkurencyjność, palety odgrywają centralną rolę. Ci niepozorne przewoźnicy obciążeni są kręgosłupem globalnych towarów i przenoszą niezliczone towary poprzez magazyny, placówki produkcyjne i centra dystrybucji każdego dnia. Ale ich potencjał wykracza daleko poza funkcję czystego transportu. Fraunhofer Institute for Material Flow and Logistics IML przyjął ukryte możliwości i przeprowadził studium wykonalności w ramach projektu badawczego „PAL2REC” „PAL2REC”-PALETA-PALETA-które zasadniczo zmieniło tradycyjne zrozumienie palet. Cel był ambitny: udowodnienie, że palety mogą zrobić coś więcej niż tylko nosić ładunki. Powinni „myśleć” i dostarczyć cennych informacji o swojej podróży logistycznej, krokach procesu i ich ruchach w czasie rzeczywistym. Pierwsze wyniki tej pracy badawczej imponująco potwierdzają tę wizję i wskazują na nadchodzącą rewolucję w intLogistyce.

Wyzwania branży logistycznej

Żyjemy w czasach, gdy przemysł logistyczny jest pod ogromną presją, aby działać bardziej efektywnie, bardziej zrównoważone i ekonomicznie. Optymalizacja procesów, zmniejszenie kosztów i minimalizacja wpływu na środowisko stały się głównymi wyzwaniami. Jednak głównym problemem wielu firm jest brak przejrzystości ich własnych procesów logistycznych. Często istnieje „ciemność” w odniesieniu do faktycznych ruchów towarów, wykorzystaniem zasobów i wydajności poszczególnych etapów procesu. Ta brakująca informacja nieuchronnie prowadzi do nieefektywnych procesów, niepotrzebnych kosztów i braku potencjału optymalizacji. Tutaj przychodzi PAL2REC, aby oświetlić tę ciemność.

Inteligentne czujniki palet

Innowacyjne podejście projektu jest wyposażenie palet w inteligentne czujniki. Czujniki te, które można zintegrować niepozornie i solidnie z paletami, rejestrują różne punkty danych, które mają kluczowe znaczenie dla zrozumienia zdarzeń logistycznych. Ruchy w czasie rzeczywistym, precyzyjne rejestrowanie guzków i wibracji, nachylenie i kąt pochylenia- wszystkie te informacje są rejestrowane bez luk i umieszczane w kompleksowym kontekście logistycznym. Wyobraź sobie, że każda paleta staje się „mówieniem” obiektem, który dokumentuje własną drogę przez łańcuch logistyczny i zapewnia cenny wgląd w wydajność i jakość procesów.

Nadaje się do:

Nowe rozwiązania logistyczne z agentami AI i kodami matrix 2D: Przyszłość branży z logistyką matrix DataMatrix

Sztuczna inteligencja do analizy danych

Jednak sama ilość danych generowanych przez te inteligentne palety byłaby bezwartościowa bez inteligentnej oceny. W tym miejscu w grę wchodzi sztuczna inteligencja (AI). Naukowcy PAL2REC wykorzystali zebrane dane czujnika do wyszkolenia AI, która jest w stanie zidentyfikować złożone wzorce ruchu i przypisać je do odpowiednich czynności w codziennej logistyce. Niezależnie od tego, czy chodzi o załadowanie palety towarami, przechowywanie w magazynie o wysokiej wartości, transport z wózkiem widłowym, czy wybieranie artykułów - które AI uczy się identyfikować i interpretować charakterystyczne profile ruchu dowolnej działalności. Rezultatem jest rodzaj „profilu aktywności” dla każdej palety, która zawiera szczegółowe informacje o twoich zadaniach, krokach procesu i ruchach.

Zalety uzyskanych danych

Julian Brandt, kierownik projektu PAL2REC i asystent badawczy w Fraunhofer IML, podkreśla ogromną wartość dodaną tych danych: „Dane dostarczają cennych informacji, które wspierają firmy w konkretnie identyfikujących słabości i w pełni wykorzystując potencjał optymalizacji”. Ale zalety wykraczają daleko poza optymalizację czystej procesu. Szczególnie obiecującym obszarem zastosowania jest konserwacja wyprzedzająca, znana również jako „konserwacja predykcyjna”. Ciągłe monitorowanie ruchów palet oraz analiza wibracji i obciążeń można rozpoznać na wczesnym etapie, zanim jeszcze się pojawią. Na przykład, jeśli paleta jest wielokrotnie narażona na silne nierówności lub wykazuje oznaki zmęczenia materialnego, można to rozpoznać w dobrym czasie, aby wyciągnąć paletę z krążenia i uniknąć kosztownych awarii, a nawet wypadków. Ta konserwacja naprzód nie tylko przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa, ale także znacząco obniża koszty napraw i zamówień wymiany.

Wybór odpowiedniej technologii czujników

Kolejnym ważnym aspektem projektu PAL2REC było staranne wybór odpowiedniej technologii czujników. W ramach badania wykonalności naukowcy intensywnie zbadali, które czujniki najlepiej nadają się do tego wymagającego zastosowania. Zaskakującym i satysfakcjonującym rezultatem było to, że nawet opłacalne modele czujników mogą spełniać wymagania w wielu przypadkach. Jest to decydujący czynnik szerokiej akceptacji i wdrażania technologii w przemyśle. Firmy mogą zatem nie tylko skorzystać z licznych zalet inteligentnych palet, ale mogą to zrobić również w ekonomicznie przenośnych ramach. Inwestycja w inteligentne palety obiecuje zatem szybki zwrot z inwestycji dzięki wzrostowi wydajności, obniżce kosztów i lepszej jakości procesu.

Partnerstwo i finansowanie

Projekt PAL2REC jest imponującym przykładem udanej współpracy między badaniami a nauką. Został przeprowadzony jako wspólny projekt z znanym przewodniczącym finansowania i równowagi (FLW) Tu Dortmund. Projekt otrzymał wsparcie finansowe w ramach Inicjatywy Innowacji MFUND z Federalnego Ministerstwa Digital and Transport (BMDV) z kwotą finansową około 180 000 euro. Finansowanie to podkreśla znaczenie projektu dla dalszego rozwoju branży logistycznej i promocji innowacji cyfrowych w Niemczech. Poprzednie wyniki projektu są uważane za nie tylko pełny sukces, ale także stanowią silną zachętę dla partnerów projektu do dążenia do kontynuacji promocji i rozwoju obiecującej technologii i przekształcenia jej w praktykę.

Ostateczne wydarzenie

25 lutego 2025 r. Dla wszystkich zainteresowanych przyszłością logistyki i potencjałem inteligentnych palet. Oficjalne ostatnie wydarzenie projektu badawczego PAL2REC odbywa się tego dnia. Zainteresowane strony z branży, nauki i praktyki mogą wziąć udział w prezentacji wyników projektu zarówno na stronie, jak i w Internecie oraz do bezpośredniej dyskusji z ekspertami z branży. To wydarzenie oferuje unikalną platformę do poinformowania się o najnowszych osiągnięciach w dziedzinie inteligentnych palet i nawiązania cennych kontaktów.

Więcej na ten temat tutaj:

PAL2REC wprowadza światło w ciemność intralogistyki

Szczegółowe informacje na temat projektu PAL2REC: cel, technologia i zalety

Projekt badawczy PAL2REC (PALLET do rozpoznawania) jest czymś więcej niż tylko studium wykonalności - jest to innowacyjna inicjatywa, która może zasadniczo zmienić logistykę. Sercem projektu jest wizja uczynienia palet bardziej inteligentnym w logistyce i przekształcania ich z pasywnych nośników obciążenia w aktywne źródła informacji.

Cel i koncepcja: autonomiczne rozpoznawanie aktywności dla inteligentnych procesów logistycznych

Głównym celem PAL2REC jest zbadanie, w jaki sposób palety (euro) można zintegrować niezależnie i proaktywnie z procesami logistycznymi poprzez rozpoznawanie aktywności oparte na czujnikach. Projekt jest zgodny z podejściem do precyzyjnego przechwytywania i interpretacji danych ruchowych palet przy użyciu czujników za pomocą czujników, bez zależności od dodatkowych, kosztownych i skomplikowanych informacji towarzyszących, takich jak obrazy aparatu. Chodzi o to, że sama paleta staje się „informatorem” i komunikuje jej stan, jej pozycję i przekazane procesy w czasie rzeczywistym.

Technologia i implementacja: sprzęt czujników, analiza danych oparta na sztucznej inteligencji i profile aktywności

Aby osiągnąć ten ambitny cel, PAL2REC polega na połączeniu najnowszych czujników i sztucznej inteligencji. Wdrożenie technologiczne zasadniczo obejmuje następujące kroki:

Sprzęt czujników palet

W pierwszym etapie konwencjonalne palety - zwłaszcza palety euro, które reprezentują standard przemysłowy - są wyposażone w inteligentne czujniki. Czujniki te są w stanie zmierzyć różne ilości fizyczne, które dostarczają informacji o ruchu i stanie palety. Zazwyczaj obejmuje to czujniki przyspieszenia, żyroskopy, czujniki położenia i, jeśli to konieczne, czujniki rejestrowania temperatury, wilgotności lub wibracji. Czujniki są zintegrowane z paletą w taki sposób, że są solidne w porównaniu z trudnymi warunkami w codziennej logistyce i nie wpływają na funkcjonalność palety. Zaopatrzenie w energię czujników można przeprowadzić na przykład przez małe akumulatory lub technologie pozyskiwania energii, które zyskują energię z ruchu lub wibracji palety.

Używanie AI do interpretacji danych

Dane zebrane przez czujniki są ciągle gromadzone i przenoszone do centralnej jednostki oceny. W tym miejscu w grę wchodzi sztuczna inteligencja. Zebrane surowe dane czujników początkowo nie są zbyt znaczące. Tylko dzięki inteligentnemu przetwarzaniu i analizie za pomocą sztucznej inteligencji stajesz się cennymi informacjami. AI jest przeszkolona w celu identyfikacji złożonych wzorców ruchu i przypisywania tych konkretnych działań logistycznych. KI trenuje przy pomocy dużych ilości danych czujników, które są rejestrowane w prawdziwych środowiskach logistycznych. Poprzez uczenie maszynowe AI uczy się rozróżniać charakterystyczne profile ruchu różnych czynności, takie jak ładowanie, rozładunek, przechowywanie, outsourcing, transport z wózkami widłowymi, zbieranie itp.

Tworzenie profili aktywności

Wynikiem analizy danych opartej na AI jest tworzenie szczegółowego „profilu aktywności” dla każdej poszczególnych palety. Ten profil dokumentuje dokładnie, które procesy logistyczne przekazały paletę, kiedy i gdzie miały miejsce te procesy i jak długo trwały. Profil aktywności zawiera zatem cenne informacje o całej „historii życia” palety w łańcuchu logistycznym. Informacje te mogą być wykorzystywane do różnych aplikacji, od optymalizacji procesu po zarządzanie zapasami po zapewnienie jakości.

Zalety i zastosowania: Optymalizacja procesu, konserwacja predykcyjna i efektywność kosztów

Wdrożenie inteligentnych palet opartych na technologii PAL2REC oferuje firmom różnorodne zalety i otwiera nowe dziedziny zastosowania w logistyce:

Optymalizacja procesu i wzrost wydajności

Dzięki szczegółowej rejestrowaniu i analizie ruchów palet firmy otrzymują przejrzysty wgląd w swoje procesy logistyczne. Słabości, wąskie gardła i nieefektywność stają się widoczne i można je naprawić w sposób ukierunkowany. Na przykład niepotrzebne czasy oczekiwania, puste wycieczki lub uciążliwe trasy transportowe można zidentyfikować i zoptymalizować. Dane w czasie rzeczywistych inteligentnych palet umożliwiają dynamiczną regulację procesów i bardziej elastyczną reakcję na nieprzewidziane zdarzenia. Prowadzi to do znacznego wzrostu wydajności, skracania czasów realizacji i optymalizowania przepływu materiału.

Utrzymanie predykcyjne i redukcja przestrzegów

Jak już wspomniano, ciągłe monitorowanie ruchów palet oraz analiza naprężeń i wibracji umożliwia wczesne wykrywanie potencjalnych uszkodzeń. Poprzez konserwację predykcyjną firmy mogą wyciągnąć palety z krążenia w dobrym czasie, zanim pojawią się awarie, uszkodzenie towarów, a nawet wypadki. To nie tylko zmniejsza koszty napraw i zamówień wymiany, ale także minimalizuje przestoje i przerwy w produkcji. Utrzymanie predykcyjne przyczynia się zatem do wyższej dostępności palet i ogólnie bardziej stabilnej i bardziej niezawodnej logistyki.

Ulepszone zarządzanie zapasami i magazynowanie

Inteligentne palety dostarczają precyzyjnych informacji o Twojej lokalizacji i treści. Umożliwia to ulepszone zarządzanie zapasami i magazynowanie. Firmy mają dokładny przegląd miejsca pobytu swoich towarów i mogą w dowolnym momencie zoptymalizować swoje zapasy. Poszukiwanie niektórych palet lub artykułów w magazynie jest znacznie uproszczone i przyspieszone. Inwentarz można również bardziej wydajnie uczynić dzięki automatycznemu rejestrowaniu ruchów i lokalizacji palet.

Zapewnienie jakości i zapobieganie szkodom

Zapisując nierówności, wibracje i ekstremalne temperatury, inteligentne palety mogą również przyczyniać się do zapewnienia jakości i zapobiegania uszkodzeniom. Jeśli wrażliwe towary zostaną przetransportowane, dane z czujnika mogą dostarczyć informacji o tym, czy towary zostały potraktowane niewłaściwie podczas transportu i mogły zostać uszkodzone. Umożliwia to wczesne wykrywanie uszkodzeń i rozpoczęcie odpowiednich środków w celu zminimalizowania szkód.

Wydajność kosztów i ekonomia

Chociaż wdrożenie inteligentnych palet początkowo wymaga inwestycji w czujniki i infrastrukturę IT, obiecuje wysoką wydajność kosztową i gospodarkę w perspektywie długoterminowej. Początkowe koszty inwestycji ogólnie znacznie znacznie przekraczają oszczędności poprzez optymalizację procesu, konserwację predykcyjną, ulepszone zarządzanie zapasami i zapobieganie uszkodzeniom. Ponadto badanie wykonalności PAL2REC wykazało, że również niedrogie modele czujników mogą spełniać wymagania, co sprawia, że technologia jest atrakcyjna dla małych i średnich firm.

Szczegółowe wykrywanie aktywności oparte na czujnikach: akwizycja danych, ocena AI i profile aktywności

Wykrywanie aktywności oparte na czujnikach opracowanych w ramach projektu PAL2REC opiera się na wyrafinowanej interakcji czujników, transmisji danych, sztucznej inteligencji i analiz danych. Poniżej poszczególne kroki tego procesu są wyjaśnione bardziej szczegółowo:

Kompleksowy sprzęt czujników do szczegółowych danych ruchowych

Pierwszym krokiem jest wyposażenie palet z różnymi czujnikami, które mogą rejestrować szczegółowe dane dotyczące ruchu. Zastosowane są różne typy czujników, każdy mierzy określone aspekty ruchu palet:

Czujniki przyspieszenia

Uchwyć przyspieszenia w trzech przestrzeniach i podaj informacje o dynamice ruchu, takie jak początek, hamowanie lub przyspieszenie palety.

Gyoskopy

Zmierz prędkości obrotowe wokół trzech osi, a tym samym uchwycić obrót i obroty palety, na przykład podczas jazdy lub obracania z wózkiem widłowym.

Czujniki Lating (czujniki nachylenia)

Określ orientację palety w pokoju i uchwyć kąt nachylenia i pochylenia, na przykład podczas podnoszenia lub ustawiania palety.

Opcjonalnie: czujniki środowiskowe

W zależności od zastosowania czujniki można również wykorzystać do rejestrowania temperatury, wilgotności powietrza, wibracji lub intensywności światła w celu udokumentowania dalszych odpowiednich warunków środowiskowych.

Ciągłe pozyskiwanie danych w celu uzyskania pełnych informacji

Czujniki nieustannie gromadzą dane o działaniach i ruchach palety. Dane pomiarowe są rejestrowane i zapisywane w krótkich odstępach czasu, aby zapewnić pełne rejestrowanie informacji o całym procesie logistycznym. Transmisja danych z czujników do centralnej jednostki oceniającej może być bezprzewodowo za pośrednictwem technologii radiowych, takich jak Bluetooth, WLAN lub wąskaband-IOT (NB-IOT). NB-IOT jest szczególnie przydatny do zastosowań w dużych magazynach lub na zewnątrz, ponieważ ma duży zakres i wydajność energetyczną.

Ocena oparta na sztucznej inteligencji do rozpoznawania wzorców i przypisania aktywności

Zebrane dane czujnika są wykorzystywane do szkolenia sztucznej inteligencji (AI). Ta sztuczna inteligencja została zaprojektowana w celu identyfikacji złożonych wzorców ruchu i przypisywania im określonych czynności logistycznych. Szkolenie AI odbywa się przy pomocy uczenia maszynowego, szczególnie przy procesach głębokiego uczenia się. AI przedstawiono duże ilości danych z czujników, które są adnotowane z powiązanymi czynnościami logistycznymi (np. „Ładowanie”, „przechowywanie”, „Trip wózka widłowego”). AI uczy się identyfikować i uogólniać charakterystyczne profile ruchu każdej działalności. Po szkoleniu AI jest w stanie analizować nieznane wzorce ruchu i rozpoznać podstawową aktywność logistyczną z dużą dokładnością.

Tworzenie profili aktywności dla kompleksowych informacji o procesie

Na podstawie ocenianych danych i uznanych działań tworzono szczegółowy profil aktywności palety. Ten profil zawiera informacje o różnych procesach logistycznych, przez które paleta przeszła, takie jak:

Załaduj i rozładuj

Wykrywanie procesów ładowania i rozładunku, w tym znaczniki czasowe i czas trwania.

Przechowywanie i zlecanie na zewnątrz

Identyfikacja procesów przechowywania i outsourcingu w magazynie, w tym lokalizację przechowywania (jeśli jest uzupełniona dodatkowymi technologiami lokalizacyjnymi).

Transport z wózkiem widłowym

Wykrywanie podróży wózków widłowych, w tym trasy, prędkość i zachowanie jazdy.

Ulec poprawie

Identyfikacja procesów wybierania, w tym artykuł zlecony (jeśli jest w połączeniu z dodatkowymi technologiami identyfikacyjnymi).

Poczekaj i zatrzymaj się

Rejestrowanie czasów oczekiwania i standardów w różnych etapach procesu.

Interpretacja i analiza optymalizacji procesu

Rozpoznane wzorce i działania są wykorzystywane do interpretacji i analizy procesów logistycznych. Profile działań zapewniają firmom cenne wgląd w ich procesy logistyczne i umożliwiają osłabieniu identyfikacji luk w swoich procesach i identyfikacji potencjału optymalizacji. Na przykład firmy mogą przeanalizować, które kroki procesu są szczególnie czasowe, w których są niepotrzebne czasy oczekiwania lub gdy przepływy materiałów są nieefektywne. Na podstawie tych ustaleń można zainicjować ukierunkowane miary optymalizacji procesu.

Dowód wykonalności autonomicznej i przejrzystej logistyki

Projekt PAL2REC ma na celu przedstawienie dowodu wykonalności, że procesy logistyczne mogą być interpretowane i powtarzalne przez dodatkowe dane czujnika, bez zależności od zewnętrznych informacji towarzyszących, takich jak obrazy aparatu lub ręczne pozyskiwanie danych. Autonomiczne wykrywanie aktywności inteligentnych palet znacznie zwiększa przejrzystość w łańcuchu logistycznym. Firmy otrzymują kompleksowy i w czasie rzeczywistym wgląd w ruchy towarowe i mogą zoptymalizować swoje procesy oparte na danych.

Inteligentne palety jako klucz do logistyki przyszłości

Ta innowacyjna technologia przekształca palety z prostych nośników opłat w inteligentne źródła informacji w łańcuchu logistycznym. Inteligentne palety są czymś więcej niż tylko trendem - są kluczem do logistyki przyszłości. Umożliwiają lepszą przejrzystość, wydajność i zrównoważony rozwój w procesach logistycznych i pomagają w zarządzaniu wyzwaniami współczesnej logistyki. Projekt PAL2REC Fraunhofera IML i Tu Dortmund położył ważną podstawę do szerokiego wdrożenia tej obiecującej technologii i imponująco pokazuje potencjał inteligentnych palet do rewolucjonizowania intLogystyki. Przyszłość logistyki jest inteligentna - a palety odgrywają kluczową rolę.