DyCoNet- Smarte Container mit IoT-Integration

© Fraunhofer IML

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Die Anforderungen des Marktes an logistische Prozesse werden immer größer: Waren müssen überall auf der Welt zur richtigen Zeit am richtigen Ort sein und gleichzeitig müssen gesetzlichen Vorgaben für Transport und Lagerung der Produkte stets eingehalten werden. Das Anforderungsprofil an Luftfracht-Container ist enorm hoch. Die Lösung: ein intelligenter Luftfracht-Container(SmartULD), der energieautark funktioniert, mit einer Sensorik zur Erkennung von Umweltdaten ausgestattet ist und über ein Telematik-Modul Daten via GSM/UMTS übermittelt.

In dem DyCoNet-Projekt haben die Abteilungen Software & Information Engineering und Verpackungs- und Handelslogistik des Fraunhofer IML zusammen mit fünf Industriepartnern an einem Container gearbeitet, der sowohl seine aktuelle Temperatur, seine GPS-Position und seine Beladung (mittels RFID) kennt, als auch detektiert, wenn er beschädigt, oder die Tür geöffnet wird. Die einzelnen Container bauen dabei ein Ad-hoc Netzwerk untereinander auf und können so, ohne zusätzliche betriebliche Infrastruktur, Daten sammeln und untereinander weitergeben. Mittels einer Internet of Things Architektur können diese Daten in Echtzeit an zentraler Stelle zusammengetragen werden.

Die Aufgabe unseres Teams war es, durch das administrative Projektmanagement die Kompetenzen der Partner, darunter Lufthansa Cargo als Konsortialführer und InnoTec DATA als Hardwareentwickler, zu bündeln und durch geschicktes Technologiemanagement, die notwendigen Hardware- und Softwarekomponenten in Einklang zu bringen.

Da es zu aufwändig und zu teuer wäre, einen solchen Container regelmäßig aus dem Verkehr zu ziehen um den Akku auszutauschen, muss das verbaute System möglichst ressourcenschonend arbeiten und im besten Fall seine Energie vollständig aus seiner Umwelt durch sogenanntes Energy-Harvesting (Solarstrom, Strom aus Erschütterungen/Temperaturunterschieden) beziehen.

Damit das in der Praxis zuverlässig funktioniert, haben wir an einer Simulation gearbeitet, um Antworten auf entscheidende Fragen zu finden. So haben wir zunächst das Energiemanagement des SmartULD simuliert. Hierfür haben wir mit echten Zeit-, Wetter- und Ortsdaten gearbeitet, um so herauszufinden, wie viel Energie der Container auf seiner Reise wirklich generieren kann. In einem weiteren Schritt wurden Luftfracht-Szenarien, ebenfalls auf echten Daten von Flügen und Flugzielen basierend, simuliert. So konnten die einzelnen Schritte am Flughafen, wie etwa die Zeit, die der Container auf dem Flugfeld, im Transport oder im Lager verbracht hat, mit entsprechenden potentiellen Energie-Leveln verknüpft werden. Die Ermittlung dieser Daten ist enorm wichtig, weil nur so die Algorithmen, die das Detektions- und Sendeverhalten der Sensor- und Telematikmodule steuern, auf die potentiell zur Verfügung stehende Energie angepasst werden konnten.

In späteren Schritten wurden mehrere Prototypen entwickelt, die die unterschiedlichen Funktionen des SmartULD präsentieren sollten.

Die DyCoNet Software und Architektur ist generisch und auf andere Plattformen übertragbar. In Zusammenschluss mit verschiedener Hardware entsteht eine Vielzahl von Anwendungsszenarien.  Das Potential für die Logistik ist hierbei enorm groß: Verspätungen können frühzeitig erkannt, negative Umwelteinflüsse auf Container und Ware detektiert und Zusammenlagerungsverbote erkannt werden.

Neben der direkten Anwendung von Erkenntnissen, die wir aus der Arbeit an DyCoNet gezogen haben, helfen uns die Erfahrungen, die wir in der Simulation mit echten Daten, dem Aufbau von Multi-Agenten-Systemen und IoT innerhalb des Projekt gesammelte haben, auch in vielen anderen Bereichen weiter.

Bei Rückfragen wenden Sie sich gerne an unseren Mitarbeiter Arkadius Schier