Inteligentny sprzęt: dane w czasie rzeczywistym z palet dzięki Pal2Rec – wykorzystanie sztucznej inteligencji do analizy danych z czujników – Oryginalny obraz: Fraunhofer IML / Obraz kreatywny: Xpert.Digital
Śledzenie w czasie rzeczywistym: Palety stają się cyfrowymi źródłami informacji
Inteligentne palety: transformacja intralogistyki dzięki danym w czasie rzeczywistym i inteligentnej technologii
W złożonym świecie logistyki, gdzie wydajność i przejrzystość są kluczowe dla sukcesu i konkurencyjności, palety odgrywają kluczową, choć często niedocenianą, rolę. Te niepozorne nośniki ładunków stanowią kręgosłup globalnych przepływów towarów, codziennie przemieszczając niezliczone ilości towarów przez magazyny, zakłady produkcyjne i centra dystrybucji. Ich potencjał wykracza jednak daleko poza sam transport. Instytut Fraunhofera ds. Przepływu Materiałów i Logistyki (IML) zbadał te ukryte możliwości i w ramach projektu badawczego „Pal2Rec” – skrót od „Pallet to Recognition” – przeprowadził studium wykonalności, które fundamentalnie zmienia tradycyjne rozumienie palet. Cel był ambitny: udowodnić, że palety mogą służyć do czegoś więcej niż tylko do transportu ładunków. Powinny „myśleć” i dostarczać cennych informacji o swojej logistycznej podróży, etapach procesu i ruchach w czasie rzeczywistym. Wstępne wyniki tych badań w imponujący sposób potwierdzają tę wizję i wskazują na zbliżającą się rewolucję w intralogistyce.
Wyzwania branży logistycznej
Żyjemy w czasach, w których branża logistyczna jest pod ogromną presją, aby działać coraz wydajniej, w sposób zrównoważony i ekonomiczny. Optymalizacja procesów, redukcja kosztów i minimalizacja wpływu na środowisko stały się kluczowymi wyzwaniami. Jednak poważnym problemem dla wielu firm jest brak przejrzystości w ich własnych operacjach logistycznych. Często brakuje przejrzystości w zakresie faktycznego przepływu towarów, wykorzystania zasobów i efektywności poszczególnych etapów procesu. Ten brak informacji nieuchronnie prowadzi do nieefektywnych procesów, niepotrzebnych kosztów i utraconych możliwości optymalizacji. Właśnie tutaj Pal2Rec wkracza do akcji, aby rzucić światło na tę nieprzejrzystość.
Inteligentne czujniki do palet
Innowacyjne podejście projektu polega na wyposażeniu palet w inteligentne czujniki. Czujniki te, które można dyskretnie i solidnie zintegrować z paletami, rejestrują wiele punktów danych kluczowych dla zrozumienia procesu logistycznego. Ruchy w czasie rzeczywistym, precyzyjne wykrywanie wstrząsów i wibracji, kątów nachylenia i pochylenia – wszystkie te informacje są płynnie rejestrowane i umieszczane w kompleksowym kontekście logistycznym. Wyobraź sobie, że każda paleta staje się „mówiącym” obiektem, dokumentującym swoją własną podróż w łańcuchu logistycznym i dostarczającym cennych informacji na temat wydajności i jakości procesów.
Nadaje się do:
Sztuczna inteligencja do analizy danych
Ogromna ilość danych generowanych przez te inteligentne palety byłaby bezwartościowa bez inteligentnej analizy. Właśnie tutaj pojawia się sztuczna inteligencja (AI). Naukowcy z Pal2Rec wykorzystali zebrane dane z czujników do wyszkolenia sztucznej inteligencji (AI) zdolnej do rozpoznawania złożonych wzorców ruchu i przypisywania ich do odpowiednich czynności w codziennej logistyce. Niezależnie od tego, czy chodzi o załadunek palety towarami, składowanie jej w magazynie wysokiego składowania, transport wózkiem widłowym, czy kompletację towarów – AI uczy się identyfikować i interpretować charakterystyczne profile ruchu dla każdej czynności. Rezultatem jest swoisty „profil aktywności” dla każdej palety, dostarczający szczegółowych informacji o jej zadaniach, etapach procesu i ruchach.
Zalety uzyskanych danych
Julian Brandt, kierownik projektu Pal2Rec i współpracownik naukowy w Fraunhofer IML, podkreśla ogromną wartość dodaną tych danych: „Dane dostarczają cennych informacji, które pomagają firmom precyzyjnie identyfikować słabe punkty i w pełni wykorzystywać potencjał optymalizacji”. Korzyści wykraczają jednak daleko poza samą optymalizację procesów. Jednym z szczególnie obiecujących zastosowań jest konserwacja predykcyjna. Dzięki ciągłemu monitorowaniu ruchów palet oraz analizie drgań i obciążeń, potencjalne uszkodzenia można wykryć wcześnie, zanim jeszcze wystąpią. Na przykład, jeśli paleta jest wielokrotnie poddawana silnym uderzeniom lub wykazuje oznaki zmęczenia materiału, można to wykryć na czas, aby wycofać ją z eksploatacji i uniknąć kosztownych awarii, a nawet wypadków. Taka konserwacja predykcyjna nie tylko przyczynia się do zwiększenia bezpieczeństwa, ale także znacznie obniża koszty napraw i wymiany.
Wybór odpowiedniej technologii czujników
Kolejnym ważnym aspektem projektu Pal2Rec był staranny dobór odpowiedniej technologii czujników. W ramach studium wykonalności naukowcy intensywnie badali, które czujniki najlepiej nadają się do tego wymagającego zastosowania. Zaskakującym i zachęcającym rezultatem było to, że nawet ekonomiczne modele czujników w wielu przypadkach spełniają wymagania. Jest to kluczowy czynnik dla powszechnej akceptacji i wdrożenia tej technologii w przemyśle. Firmy mogą zatem nie tylko korzystać z licznych zalet inteligentnych palet, ale także robić to w ekonomicznie opłacalnych ramach. Inwestycja w inteligentne palety obiecuje zatem szybki zwrot z inwestycji poprzez wzrost wydajności, redukcję kosztów i poprawę jakości procesów.
Partnerstwo i wsparcie
Projekt Pal2Rec stanowi imponujący przykład udanej współpracy między środowiskiem naukowym a akademickim. Został on zrealizowany we współpracy z renomowaną Katedrą Transportu Materiałowego i Magazynowania (FLW) Uniwersytetu Technicznego w Dortmundzie. Projekt otrzymał wsparcie finansowe w wysokości około 180 000 euro od Federalnego Ministerstwa Cyfryzacji i Gospodarki (BMDV) w ramach inicjatywy innowacyjnej mFUND. Dofinansowanie to podkreśla znaczenie projektu dla dalszego rozwoju branży logistycznej i promocji innowacji cyfrowych w Niemczech. Dotychczasowe rezultaty projektu są nie tylko uważane za pełny sukces, ale stanowią również silną zachętę dla partnerów projektu do ubiegania się o kolejne finansowanie oraz do dalszego rozwoju i wdrażania tej obiecującej technologii.
Wydarzenie zamykające
Dla wszystkich zainteresowanych przyszłością logistyki i potencjałem inteligentnych palet, 25 lutego 2025 roku to doskonała okazja. Tego dnia odbędzie się oficjalne zakończenie projektu badawczego Pal2Rec. Serdecznie zapraszamy osoby z branży, środowiska akademickiego i praktyki do udziału w prezentacji wyników projektu, zarówno osobiście, jak i online, oraz do bezpośredniej dyskusji z ekspertami z branży. Wydarzenie to stanowi wyjątkową platformę do zapoznania się z najnowszymi osiągnięciami w dziedzinie inteligentnych palet i nawiązania cennych kontaktów.
Więcej na ten temat tutaj:
Szczegółowe informacje na temat projektu Pal2Rec: cele, technologia i korzyści
Projekt badawczy Pal2Rec (Pallet to Recognition) to coś więcej niż tylko studium wykonalności – to innowacyjna inicjatywa, która ma potencjał, by fundamentalnie zmienić logistykę. Sednem projektu jest wizja inteligentniejszego wykorzystania palet w logistyce i przekształcenia ich z pasywnych nośników ładunku w aktywne źródła informacji.
Cel i koncepcja: Autonomiczne rozpoznawanie aktywności dla inteligentnych procesów logistycznych
Głównym celem projektu Pal2Rec jest zbadanie, w jaki sposób palety (euro) mogą być autonomicznie i proaktywnie zintegrowane z procesami logistycznymi poprzez detekcję aktywności opartą na czujnikach. Projekt opiera się na precyzyjnym rejestrowaniu i inteligentnej interpretacji danych o ruchu palet za pomocą czujników, bez polegania na dodatkowych, kosztownych i złożonych informacjach towarzyszących, takich jak obrazy z kamer. Idea polega na tym, że sama paleta staje się „informatorem”, komunikując w czasie rzeczywistym swój status, położenie i procesy, którym podlegała.
Technologia i wdrożenie: Sprzęt czujnikowy, analiza danych wspomagana sztuczną inteligencją i profile aktywności
Aby osiągnąć ten ambitny cel, Pal2Rec opiera się na połączeniu najnowocześniejszych czujników i sztucznej inteligencji. Implementacja technologiczna obejmuje zasadniczo następujące kroki:
Sprzęt czujnikowy na paletach
W pierwszym etapie konwencjonalne palety – zwłaszcza europalety, które stanowią standard branżowy – są wyposażane w inteligentne czujniki. Czujniki te są w stanie mierzyć różnorodne wielkości fizyczne, dostarczając informacji o ruchu i stanie palety. Zazwyczaj obejmują one akcelerometry, żyroskopy, czujniki położenia oraz, w razie potrzeby, czujniki temperatury, wilgotności lub drgań. Czujniki są zintegrowane z paletą w taki sposób, że są wystarczająco wytrzymałe, aby sprostać trudnym warunkom codziennej logistyki i nie zakłócają jej funkcjonalności. Czujniki mogą być zasilane na przykład małymi bateriami lub technologiami pozyskiwania energii, które pobierają energię z ruchu lub drgań palety.
Zastosowanie sztucznej inteligencji do interpretacji danych
Dane rejestrowane przez czujniki są stale gromadzone i przesyłane do centralnej jednostki analizującej. To właśnie tutaj wkracza sztuczna inteligencja. Surowe dane z czujników początkowo nie dostarczają zbyt wielu informacji. Dopiero dzięki inteligentnemu przetwarzaniu i analizie z wykorzystaniem sztucznej inteligencji stają się one wartościowymi informacjami. Sztuczna inteligencja jest trenowana w rozpoznawaniu złożonych wzorców ruchu i przypisywaniu ich do konkretnych działań logistycznych. Szkolenie to odbywa się z wykorzystaniem dużych ilości danych z czujników gromadzonych w rzeczywistych środowiskach logistycznych. Dzięki uczeniu maszynowemu sztuczna inteligencja uczy się rozróżniać charakterystyczne profile ruchu dla różnych czynności, takich jak załadunek, rozładunek, składowanie, pobieranie, transport wózkami widłowymi, kompletacja zamówień itd.
Tworzenie profili aktywności
Rezultatem analizy danych wspomaganej przez sztuczną inteligencję jest stworzenie szczegółowego „profilu aktywności” dla każdej palety. Profil ten precyzyjnie dokumentuje, jakim procesom logistycznym poddana została paleta, kiedy i gdzie miały one miejsce oraz jak długo trwały. Profil aktywności zawiera zatem cenne informacje o całej „historii życia” palety w łańcuchu logistycznym. Informacje te mogą być wykorzystane w szerokim zakresie zastosowań, od optymalizacji procesów i zarządzania zapasami po zapewnienie jakości.
Zalety i zastosowania: Optymalizacja procesów, konserwacja predykcyjna i efektywność kosztowa
Wdrożenie inteligentnych palet opartych na technologii Pal2Rec oferuje przedsiębiorstwom szereg korzyści i otwiera nowe obszary zastosowań w logistyce:
Optymalizacja procesów i poprawa efektywności
Szczegółowe śledzenie i analiza ruchu palet zapewnia firmom przejrzysty wgląd w procesy logistyczne. Słabości, wąskie gardła i nieefektywności stają się widoczne i można im proaktywnie przeciwdziałać. Na przykład, niepotrzebne czasy oczekiwania, puste przebiegi czy uciążliwe trasy transportowe mogą zostać zidentyfikowane i zoptymalizowane. Dane w czasie rzeczywistym z inteligentnych palet umożliwiają dynamiczne dostosowywanie procesów i bardziej elastyczne reagowanie na nieprzewidziane zdarzenia. Prowadzi to do znacznego wzrostu wydajności, skrócenia czasu realizacji zamówień i optymalizacji przepływu materiałów.
Konserwacja predykcyjna i redukcja przestojów
Jak wspomniano wcześniej, ciągły monitoring ruchu palet oraz analiza obciążeń i drgań umożliwiają wczesne wykrywanie potencjalnych uszkodzeń. Konserwacja predykcyjna pozwala firmom na terminowe usuwanie palet z obiegu, zanim dojdzie do awarii, uszkodzenia towarów, a nawet wypadków. To nie tylko obniża koszty napraw i wymian, ale także minimalizuje przestoje i przerwy w produkcji. Konserwacja predykcyjna przyczynia się zatem do większej dostępności palet oraz ogólnej stabilności i niezawodności systemu logistycznego.
Ulepszone zarządzanie zapasami i magazynowanie
Inteligentne palety dostarczają precyzyjnych informacji o swojej lokalizacji i zawartości. Umożliwia to usprawnienie zarządzania zapasami i magazynowaniem. Firmy mają stały podgląd lokalizacji swoich towarów i mogą optymalizować stany magazynowe. Wyszukiwanie konkretnych palet lub towarów w magazynie jest znacznie uproszczone i przyspieszone. Inwentaryzacja może być również usprawniona dzięki automatycznemu rejestrowaniu ruchów i lokalizacji palet.
Zapewnienie jakości i zapobieganie uszkodzeniom
Wykrywając uderzenia, wibracje i ekstremalne temperatury, inteligentne palety mogą również przyczynić się do zapewnienia jakości i zapobiegania uszkodzeniom. Podczas transportu towarów wrażliwych, dane z czujników mogą ujawnić, czy towary były niewłaściwie obsługiwane podczas transportu i mogły ulec uszkodzeniu. Umożliwia to wczesne wykrycie uszkodzeń i podjęcie odpowiednich działań w celu ich zminimalizowania.
Efektywność kosztowa i rentowność
Chociaż wdrożenie inteligentnych palet początkowo wymaga inwestycji w czujniki i infrastrukturę IT, obiecuje wysoką efektywność kosztową i rentowność w dłuższej perspektywie. Oszczędności uzyskane dzięki optymalizacji procesów, konserwacji predykcyjnej, usprawnionemu zarządzaniu zapasami i zapobieganiu uszkodzeniom zazwyczaj znacznie przewyższają początkowe koszty inwestycji. Co więcej, studium wykonalności Pal2Rec wykazało, że nawet ekonomiczne modele czujników mogą spełnić wymagania, co czyni tę technologię atrakcyjną również dla małych i średnich przedsiębiorstw (MŚP).
Szczegółowe informacje na temat wykrywania aktywności na podstawie czujników: pozyskiwanie danych, analiza AI i profile aktywności
Oparty na czujnikach system detekcji aktywności palet, opracowany w ramach projektu Pal2Rec, opiera się na zaawansowanej interakcji czujników, transmisji danych, sztucznej inteligencji i analizy danych. Poszczególne etapy tego procesu zostały szczegółowo opisane poniżej:
Kompleksowy zestaw czujników zapewniający szczegółowe dane dotyczące ruchu
Pierwszym krokiem jest wyposażenie palet w różnorodne czujniki zdolne do rejestrowania szczegółowych danych o ruchu. Stosowane są różne typy czujników, z których każdy mierzy określone aspekty ruchu palet:
Akcelerometry
Wykrywają przyspieszenia w trzech kierunkach przestrzennych i dostarczają informacji o dynamice ruchu, np. ruszaniu, hamowaniu lub przyspieszaniu palety.
Żyroskopy
Mierzą prędkość obrotową wokół trzech osi i w ten sposób rejestrują ruchy obrotowe i obroty palety, na przykład podczas pokonywania zakrętów lub skręcania wózkiem widłowym.
Czujniki położenia (czujniki nachylenia)
Określają orientację palety w przestrzeni i wykrywają kąty nachylenia i pochylenia, na przykład podczas podnoszenia lub odkładania palety.
Opcjonalnie: Czujniki środowiskowe
W zależności od zastosowania możliwe jest zastosowanie dodatkowych czujników rejestrujących temperaturę, wilgotność, drgania lub natężenie światła w celu dokumentowania innych istotnych warunków środowiskowych.
Ciągłe zbieranie danych w celu uzyskania kompletnych informacji
Czujniki stale gromadzą dane dotyczące aktywności i ruchów palet. Dane pomiarowe są rejestrowane i przechowywane w krótkich odstępach czasu, co zapewnia płynne gromadzenie informacji w całym procesie logistycznym. Transmisja danych z czujników do centralnej jednostki przetwarzającej może odbywać się bezprzewodowo za pośrednictwem technologii radiowych, takich jak Bluetooth, WLAN lub wąskopasmowy Internet Rzeczy (NB-IoT). Technologia NB-IoT jest szczególnie przydatna do zastosowań w dużych magazynach lub na zewnątrz ze względu na duży zasięg i energooszczędność.
Analiza wspomagana sztuczną inteligencją do rozpoznawania wzorców i przypisywania aktywności
Zebrane dane z czujników służą do trenowania sztucznej inteligencji (AI). AI ma rozpoznawać złożone wzorce ruchu i przypisywać je do konkretnych czynności logistycznych. AI jest trenowana z wykorzystaniem uczenia maszynowego, w szczególności metod głębokiego uczenia (deep learning). Duże ilości danych z czujników są prezentowane AI, wraz z opisami odpowiednich czynności logistycznych (np. „ładowanie”, „magazynowanie”, „obsługa wózka widłowego”). AI uczy się identyfikować i generalizować charakterystyczne profile ruchu dla każdej czynności. Po treningu AI jest w stanie analizować nawet nieznane wzorce ruchu i rozpoznawać leżące u ich podstaw czynności logistyczne z dużą dokładnością.
Tworzenie profili aktywności w celu uzyskania kompleksowych informacji o procesach
Na podstawie przeanalizowanych danych i zidentyfikowanych działań tworzony jest szczegółowy profil aktywności palety. Profil ten zawiera informacje o różnych procesach logistycznych, którym poddana została paleta, takich jak:
Załadunek i rozładunek
Wykrywanie procesów ładowania i rozładowywania, w tym znaczników czasu i czasu trwania.
Przechowywanie i wyszukiwanie
Identyfikacja procesów składowania i pobierania w magazynie, w tym lokalizacja składowania (jeśli jest uzupełniona o dodatkowe technologie lokalizacji).
Transport wózkiem widłowym
Wykrywanie przejazdów wózków widłowych, w tym przebytej odległości, prędkości i stylu jazdy.
kompletowanie zamówień
Identyfikacja operacji kompletacji, w tym kompletowanych pozycji (w przypadku połączenia z dodatkowymi technologiami identyfikacji).
Czekanie i bezruch
Rejestrowanie czasów oczekiwania i przestojów na różnych etapach procesu.
Interpretacja i analiza w celu optymalizacji procesów
Zidentyfikowane wzorce i działania służą do interpretacji i analizy procesów logistycznych. Profile działań dostarczają firmom cennych informacji na temat ich operacji logistycznych, umożliwiając im identyfikację słabych punktów i rozpoznanie potencjału optymalizacji. Na przykład, firmy mogą analizować, które etapy procesu są szczególnie czasochłonne, gdzie występują zbędne przestoje lub gdzie przepływy materiałów są nieefektywne. Na podstawie tych ustaleń można wdrożyć ukierunkowane działania mające na celu optymalizację procesów.
Dowód koncepcji dla autonomicznej i przejrzystej logistyki
Projekt Pal2Rec ma na celu zademonstrowanie, że procesy logistyczne można interpretować i odtwarzać za pomocą dodatkowych danych z czujników, bez polegania na informacjach zewnętrznych, takich jak obrazy z kamer czy ręczne wprowadzanie danych. Autonomiczne wykrywanie aktywności inteligentnych palet znacząco zwiększa przejrzystość łańcucha logistycznego. Firmy uzyskują kompleksowy wgląd w czasie rzeczywistym w ruch towarów i mogą optymalizować swoje procesy w oparciu o te dane.
Inteligentne palety kluczem do logistyki przyszłości
Ta innowacyjna technologia przekształca palety z prostych nośników ładunku w inteligentne źródła informacji w łańcuchu logistycznym. Inteligentne palety to coś więcej niż tylko trend – to klucz do logistyki przyszłości. Umożliwiają one większą przejrzystość, wydajność i zrównoważony rozwój procesów logistycznych oraz pomagają sprostać wyzwaniom współczesnej logistyki. Projekt Pal2Rec, realizowany przez Fraunhofer IML i TU Dortmund, położył ważny fundament pod powszechne wdrożenie tej obiecującej technologii i w imponujący sposób demonstruje potencjał inteligentnych palet w zakresie rewolucjonizowania intralogistyki. Przyszłość logistyki jest inteligentna – a palety odgrywają w niej kluczową rolę.
Nadaje się do:
- Dalszy rozwój i ponowna optymalizacja logistyki magazynowej: magazyny, automatyzacja, robotyka i sztuczna inteligencja na nową erę efektywności
- Bufor logistyczny zimnej i świeżej żywności 4.0: Fajny, inteligentny, zautomatyzowany – magazyny paletowe kontrolowane przez sztuczną inteligencję i rozwiązania wysokiego składowania
Twój globalny partner w zakresie marketingu i rozwoju biznesu
☑️Naszym językiem biznesowym jest angielski lub niemiecki
☑️ NOWOŚĆ: Korespondencja w Twoim języku narodowym!
Konrad Wolfenstein
Chętnie będę służyć Tobie i mojemu zespołowi jako osobisty doradca.
Możesz się ze mną skontaktować wypełniając formularz kontaktowy lub po prostu dzwoniąc pod numer +49 89 89 674 804 (Monachium) . Mój adres e-mail to: wolfenstein ∂ xpert.digital
Nie mogę się doczekać naszego wspólnego projektu.