Mobiles IoT Mobilfunkbasierte IoT-Konnektivität und Smart Warehousing: Fünf intelligente Anwendungen

Ein Gastbeitrag von Martin Giess*

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Es gibt zahlreiche intelligente Möglichkeiten, das mobile Internet of Things in allen Branchen zu nutzen. Doch die Lagerlogistik ist ein besonders gut geeigneter Bereich, wenn es darum geht, das Potenzial der mobilfunkbasierten IoT-Konnektivität zu erschließen.

Mobilfunk basierte IoT-Konnektivität ist für die Intralogistik auf ihrem Weg in die digitale Zukunft unverzichtbar.
Mobilfunk basierte IoT-Konnektivität ist für die Intralogistik auf ihrem Weg in die digitale Zukunft unverzichtbar.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay)

Um das mobile IoT in der Praxis einzusetzen, ist es möglich, Sensoren, Gateways, Router, Anwendungen, Plattformen und Menschen in Echtzeit zu vernetzen und damit Prozesse zu automatisieren und zu optimieren.

1. Fahrerlose Transportsteuerungssysteme

Fahrerlose Transportsysteme werden eingesetzt, um den Gütertransport flexibler zu gestalten und längere Strecken innerhalb des Lagers zu überbrücken. Diese Systeme reduzieren Transportschäden und sparen Personalkosten. Der kontinuierliche Datenaustausch und die wegeoptimierte Steuerung durch Transportleitsysteme verringern Fahr- und Wartezeiten und sorgen so für eine reibungslose Produktion durch einen schnellen und konstanten Warenfluss. Solche Transportroboter gibt es mittlerweile für jede intralogistische Aufgabe, vom Bewegen kleiner Kisten und Behälter bis hin zum Transport von Paletten und tonnenschweren Gütern.

Da die Transportsysteme in der Produktion ihren Weg mit anderen Verkehrsmitteln kreuzen, wird in der Praxis häufig eine Ampelanlage zur Verkehrssteuerung installiert, die mit den fahrerlosen Fahrzeugen über optische Datenübermittler kommuniziert. Außerdem werden die Haltestellen, an denen die Transportfahrzeuge für einige Zeit stillstehen, mit einem automatischen Batterieladesystem ausgestattet. SIM-Karten sorgen für die notwendige unterbrechungsfreie Konnektivität.

2. Autonome Roboter

Fahrzeuge in fahrerlosen Transportsteuerungssystemen bewegen sich entlang einer festgelegten Route und setzen zur Navigation Laser- oder Drahtsteuerung ein. Autonome Roboter hingegen nehmen ständig Umgebungsdaten über Sensoren und Kameras auf und setzen zur Berechnung ihrer Wegstrecke künstliche Intelligenz und maschinelles Lernen ein. Sie verfügen über flexible Lagerfächer und Codeleser, um Pakete zu klassifizieren und sie in die Ausgabezeile zu legen, von wo aus sie in Versandbereich transportiert werden.

IoT-Konnektivität macht die autonomen Roboter kollaborativ, lässt sie andere Roboter wahrnehmen und sie mit ihnen sowie mit Endpunkten kommunizieren. So kann ein autonomer Roboter zwischen einem Regal, das unbeweglich an seinem Ort steht, und einem Transportwagen unterscheiden, der als vorübergehendes Hindernis eine sofortige Neuberechnung der Route verlangt.

Autonome Sortierroboter sorgen im Smart Warehousing für Flexibilität, schnelle Umsetzung und eine hohe Genauigkeit bei der Ausführung ihrer Arbeiten. Durch den zunehmenden Fortschritt in Navigationstechnologie, Sensorik und Bildverarbeitung erledigen sie ihre Aufgaben immer sicherer und präziser. Mithilfe von 5G- oder 5G-IoT-Technologie können sie Latenz- und Stabilitätsprobleme lösen und tragen als zusätzliche Datenquelle dazu bei, die Prozesse in der Intralogistik zu optimieren.

3. Echtzeit-Tracking

Mobilfunkbasierte IoT verbessert die Effizienz von Produktionsprozessen entscheidend, indem sie Monteure von manuellen Eingaben rund um die Kommissionierung der benötigten Komponenten befreit. Dies hat ein Pilotprojekt der RTWH Aachen mit dem Unternehmen Gokart gezeigt. Dabei wurden Real-Time-Locating-Systems-Sensoren unter der Decke eines Lagerhauses angebracht. Der Montagewagen im Versorgungsbereich erhielt einen RTL-Tag, der mit dem Produktionsauftrag verlinkt war. Die Transponder, d. h. die RTL-Tags konnten mithilfe der Sensoren ununterbrochen geortet und ihre Position in Echtzeit berechnet werden – bis auf 30 Zentimeter genau.

Durch die räumliche Bewegung der Montagewagen und die unterbrechungsfreie Positionsberechnung können über das SAP-System positionsabhängige Operationen und Buchungen ausgelöst werden, bei voller Integration in das Enterprise-Resource-Planning (kurz: ERP). Zudem lassen sich automatisch Buchungen wie Rückmeldungen und Warenbewegungen im System erfassen und Aktionen auslösen. Der Mitarbeiter muss keine manuellen Eingaben an einem Terminal vornehmen, sondern kann wie gewohnt weiter montieren.

4. Augmented Reality

Augmented Reality ermöglicht, über Brillen wie Google Glass oder Microsoft Hololens virtuelle Objekte in einem realen Raum darzustellen und mit ihnen zu interagieren. Diese Technologie bietet den Nutzern neue und intuitive Möglichkeiten für ihre tägliche Arbeit.

So lässt sich die Datenbrille nutzen, um virtuell die optimale Wegbeschreibung anzuzeigen. Darüber hinaus wird das Sichtfeld mit Informationen wie Bildern zur Identifikation von Objekten, aber auch allgemeinen Informationen wie Menge, Größe oder Standort der nächsten Ladestelle angereichert. Per Sprach- oder Texteingabe in ein Gerät zur mobilen Datenerfassung wie ein Smartphone wird die Entnahme der Ware dem übergeordneten System – Warehouse Management System oder Enterprise Resource Planning – übermittelt.

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Das Scannen der Ware oder des Fachs erfolgt entweder über den in der Datenbrille eingebetteten Scanner oder über einen externen Scanner. Insgesamt trägt Augmented Reality dazu bei, Routineaufgaben wesentlich einfacher und transparenter zu gestalten. Manueller Aufwand kann durch Sprachbefehle reduziert werden, Fehler und Unklarheiten werden durch die angezeigten Zusatzinformationen verringert.

5. Bilderkennungssysteme

Bilderkennungssysteme erleichtern die Arbeit von Mitarbeitern durch die Erkennung von Komponenten und entsprechende Reaktionen wie die Anleitung zu bestimmten Folgeschritten. Auf einem Bildschirm können die Mitarbeiter sehen, welche Komponente sie aus welchem Fach in welcher Reihenfolge entnehmen müssen. Als Bestandteil einer vernetzten IoT-Implementierung und unter Anwendung von künstlicher Intelligenz und maschinellem Lernen wird die Bilderkennung zunehmend genauer und schneller und kann ihr Wissen an alle vernetzten Teilnehmer ausspielen. Tritt ein Fehler auf, gibt das System einen Warnhinweis und leitet die Mitarbeiter an, um die Aufgabe fehlerfrei zu erledigen. Zudem ermöglicht Bilderkennung eine umfassende visuelle Dokumentation von Produktionslinien. So lässt sich der Prozess im Detail überprüfen, wenn es zu Produktionsfehlern kommt.

Die Zukunft liegt im Smart Warehousing

Mobilfunk basierte IoT-Konnektivität ist für die Intralogistik auf ihrem Weg in die digitale Zukunft unverzichtbar. Sie erhöht den Automatisierungsgrad, steigert die Effizienz von Prozessen und unterstützt Menschen bei ihren Aufgaben, indem sie ihnen hilft, Fehler zu verringern und effizienter zu arbeiten. Zwar werden Augmented Reality und fahrerlose Transportsysteme schon vielerorts angewandt. Die hier aufgeführten weiteren Beispiele zeigen jedoch, dass noch viel Potenzial gehoben werden kann. Doch egal, welche Technologien Smart Warehousing in Zukunft nutzen wird – eine ihrer unverzichtbaren Grundlagen wird eine sichere und leistungsfähige Vernetzung sein, wie sie die mobilfunkbasierte IoT-Konnektivität bietet.

* Martin Giess ist CTO bei Emnify.

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