Smart Handling. know. apply. grow. Eindrapport. VLAAMS INSTITUUT VOOR DE LOGISTIEK l FLANDERS INSTITUTE FOR LOGISTICS l

Transcriptie

1 Smart Handling Eindrapport know. apply. grow. VLAAMS INSTITUUT VOOR DE LOGISTIEK l FLANDERS INSTITUTE FOR LOGISTICS l

2 2 I Slimme logistieke operaties Lokaliseer uw voorraad, opslagbewegingen en VAS in realtime Colofon Redactie Luc Pleysier Annemie Morbee (de formulering) Eindredactie Luc Pleysier Dirk De Vylder Anke D Halleweyn Liesbeth Geysels Verantwoordelijke uitgever Liesbeth Geysels VIL 2013 Vlaams Instituut voor de Logistiek VIL Flanders Institute for Logistics Koninklijkelaan 76 B-2600 Berchem T: Foto s: Atlas Copco, Belspeed, Fiege, H. Essers, Monsanto, Nova-Veg Logistics, Scania, Special Fruit, Toppak en Zebra Enterprise Solutions

3 VIL I Smart Handling I 3 Smart Handling QuickScan van de noden bij bedrijven Onderzoek naar beschikbare lokalisatietechnologieën Feasibilitytesten Beslissingsboom: welke technologie levert wanneer de meeste toegevoegde waarde? Inhoud Woord vooraf 5 Situering 5 Doelstellingen 5 Concreet 7 Quickscans leggen de noden bloot 8 Innovatieve RTLS-technologie 10 Werkingsprincipe 11 Technische aspecten van een RTLS-systeem 12 Integratie van RTLS met front- en backofficesystemen 16 Toekomstperspectieven 17 Uitgebreide technische haalbaarheidstesten bij Monsanto en Atlas Copco 18 Monsanto 20 Atlas Copco 34 Wanneer welke technologie gebruiken? 38 Conclusies 41 Groep Heylen

4

5 VIL I Smart Handling I 5 Woord vooraf Win tijd, efficiëntie en kwaliteit Medio juni 2012 gaf het VIL (Vlaams Instituut voor de Logistiek) het startschot voor het onderzoeksproject Smart Handling, dat succesvol werd afgerond eind juni Twaalf bedrijven namen deel aan het project: Atlas Copco, BASF, Colruyt, DHL Supply Chain Benelux, Eandis, Evonic, Groep H.Essers, Monsanto, Nova-Veg Logistics, Sentipharm, Spar Retail, Special Fruit. Situering Een efficiënte, betrouwbare en foutloze registratie en opvolging van de goederenopslag en -bewegingen binnen het bedrijf zijn noodzakelijk om tegemoet te kunnen komen aan de servicevereisten van de klanten. Bedrijfsbeheersystemen (ERP, WMS, YMS) bieden hiervoor een zeer goede basis, maar de technologische ondersteuning/integratie is vaak nog gebaseerd op barcoding, registratie via mobiele terminals en in een aantal situaties, op manuele input. Hierdoor kampt de sector met de volgende uitdagingen: Foutieve registratie (terminalinput, barcodescans, handmatig noteren ); Efficiëntieverlies (manuele scans, inputs of registraties); Dienstverlening niet optimaal (goederen te laat gevonden, verkeerde goederen verzonden ); Veiligheidsproblemen (heftruckchauffeurs moeten soms de heftruckcabine verlaten om barcodes te scannen en/of manuele registraties uit te voeren). Geavanceerde realtime lokalisatietechnologieën kunnen een belangrijke innovatie zijn om magazijnoperaties, logistieke toegevoegde waardeactiviteiten en goederenverplaatsingen (indoor en outdoor) volautomatisch te ondersteunen. Bijvoorbeeld door automatische lokalisatiebepaling bij wegzetten, picken en herbevoorraden, inclusief automatische identificatie ter validatie van de correcte goederenverplaatsing. In 2010 voerde het VIL reeds een project uit met als doel het verhogen van de betrouwbaarheid, efficiëntie en juistheid van het verzend- en afleverproces van hoogwaardige en/ of kritische goederen: Intelligente en automatische Proof of Shipment (POS) & Delivery (POD) van hoogwaardige en kritische goederen. In dat project heeft het VIL met een Proof of Concept verbeteringen kunnen aantonen door de invoering van intelligente en innovatieve technologieën, gebaseerd op RFID en RTLS (Realtime Locatiesystemen). Orders konden compleet en foutloos worden uitgeleverd (POS) en afgeleverd (POD). Dat project focuste voornamelijk op externe goederenstromen, vanaf het verlaadproces tot en met de eindaflevering bij de klant. In het project Smart Handling lag de focus op de interne goederenbewegingen. Doelstelling Met het project Smart Handling wil het VIL aantonen dat het mogelijk is om met een hoge precisie goederen en assets te lokaliseren: binnen een magazijn op palletniveau (minder dan 0,5 meter) en outdoor op zone- of vakniveau (grotere assets, minder dan 1 meter). De volautomatische opslagsystemen, zoals bijvoorbeeld paternostersystemen, miniloads, werden niet mee opgenomen in de scope. De focus lag op logistieke bewegingen waarbij nu nog menselijke interactie noodzakelijk is.

6 6 I Figuur 1- Overzicht testscenario s RTLS op infrastructuur (bv. heftruck) met hoge nauwkeurigheid + koppeling met goederen (bv. producten op palletten) Inbound Ontvangst Opslag Outbound Verzending RTLS rechtstreeks op goederen (bv. producten op palletten)

7 VIL I Smart Handling I 7 Met het project Smart Handling wil het VIL aantonen dat het mogelijk is om met een hoge precisie goederen en assets te lokaliseren Concreet Het project bestond uit drie delen : 1 Onderzoek naar beschikbare lokalisatietechnologieën met mapping van de belangrijkste technische karakteristieken. Naast deze technologieën was er ook aandacht voor combinaties met sensoren met als doel tot nieuwe concepten te komen op het vlak van Smart Handling. 2 Uitvoeren van verschillende feasibilitytesten bij twee representatieve deelnemende bedrijven: Monsanto en Atlas Copco. De feasibilitytesten werden uitgevoerd op meerdere logistieke bedrijfsprocessen (ontvangst/verzending en opslag) en op basis van twee verschillende lokalisatieprincipes: lokalisatie op het niveau van de infrastructuur (logistieke handling equipment zoals bijvoorbeeld een heftruck) en rechtstreekse lokalisatiebepaling van de goederen. Deze testscenario s worden schematisch weergegeven in figuur 1. 3 Opstellen van een beslissingsboom/ menukaart die moet duidelijk maken in welke logistieke omstandigheden welke (combinatie van) technologieën toegevoegde waarde kunnen opleveren. Deze beslissingsboom houdt ook rekening met de impact van deze nieuwe accurate automatische lokalisatietechnieken op het gebied van efficiëntie, betrouwbaarheid en ergonomie en/of veiligheid. Dit rapport geeft een synthese van de belangrijkste projectresultaten, de inzetbare technologieën en de resultaten van de feasibilitytesten. Het VIL dankt iedereen die rechtstreeks of onrechtstreeks heeft meegewerkt aan de realisatie van het project en in het bijzonder de deelnemende bedrijven. Veel leesgenot en laat u inspireren om ook uw logistieke operaties slimmer te maken.

8 8 I Slimme logistieke operaties Quickscans leggen de noden bloot Het VIL heeft bij de twaalf deelnemende bedrijven quickscans uitgevoerd en hierbij onderstaande aspecten uitgediept: Wat zijn de belangrijkste knelpunten en verbeterpunten die het bedrijf nastreeft op gebied van goederenverplaatsingen en goederenopslag, zowel bij de inbound-, outbound- als magazijnoperaties? Voor welke producten en type activiteit wenst het bedrijf een locatieopvolging? Op welk logistiek niveau (bv. lading, pallet, colli) moet de opvolging gebeuren? Welke locatienauwkeurigheid is noodzakelijk voor welke logistieke activiteit? De deelnemende bedrijven zoeken verbeteringen op vlak van: Efficiëntie: bij te veel interne logistieke operaties, zowel inbound-, outbound- als magazijnopslag, zijn er nog menselijke interacties nodig. Dit gaat van handmatig noteren over handmatige input op heftruck- of handterminal tot barcodescans. Bovendien maakt een 100 % correcte registratie de nood aan stocktellingen (eenmalige of cycle counting) overbodig. Een volautomatische registratie kan een duidelijke efficiëntiewinst opleveren. Betrouwbaarheid: wanneer registraties via menselijke interactie worden ingevoerd, is er steeds een kans op ongewilde fouten, waardoor verkeerd geregistreerde goederen moeilijk of zelfs niet meer teruggevonden worden. Dit zoekwerk kost niet enkel extra tijd en geld, maar leidt ook tot uitleveringsproblemen, ontevreden klanten en zelfs claims. Traceerbaarheid: gegarandeerde volautomatische registraties (welke goederen, welke batch, welke locatie, aan wie uitgeleverd, van wie ontvangen?) vormen de basis voor het voeden of uitbouwen van een betrouwbare tool op het gebied van traceerbaarheid. Vanuit deze verbeteringsaspecten ging het VIL dieper in op het toepassingsgebied (inbound, outbound, opslag), de omgeving (indoor of outdoor), het logistieke niveau (bv. pallet/rolcontainer, colli) en de locatienauwkeurigheid waarvoor een betere detailopvolging en registratie nodig is. Elk deelnemend bedrijf heeft hiervoor zijn prioriteiten op bovenstaande aspecten (toepassingsgebied, omgeving, logistiek niveau en locatienauwkeurigheid) aangegeven en vervolgens werden de resultaten van de verschillende deelnemers geconsolideerd. De resultaten van de bevraging werden in een synthesetabel (figuur 2) opgenomen, en gebruikt voor het afbakenen van de doelstellingen van het project en de concrete feasibilitytesten. De prioriteiten zijn in de tabel gemarkeerd en komen overeen met de hoogste scores (zie kolom synthese prioriteiten, die aangeeft hoeveel deelnemende bedrijven het corresponderende aspect als prioriteit hebben gemarkeerd). Het enige aspect met een score 4 dat niet weerhouden werd, is Inbound/ Outbound Outdoor Groot 1 m tot 5 m. Opslag Outdoor Groot 1 m tot 5 m werd wel weerhouden omdat deze logistieke opslagactiviteit een grotere uitdaging is dan inbound/ outbound. Denk hierbij voor opslag aan bijvoorbeeld mogelijks storende infrastructuur van opslagrekken, en

9 VIL I Smart Handling I 9 ook de opslaghoogte (grondniveau, of op een bepaalde reklocatie in de hoogte) dat zorgt voor extra uitdagingen ten opzichte van het inbound-/ outboundproces. Verder is het nog belangrijk om aan te geven dat bij inbound/outbound een hoge locatienauwkeurigheid (minder dan 0,5 meter) enkel nodig is bij colli/ dozen, en niet voor palletten of rolcontainers. Bij opslag daarentegen, is zowel voor colli/dozen als palletten of rolcontainers deze hoge locatienauwkeurigheid met een fouttolerantie van minder dan 0,5 meter veelal wenselijk. Bij opslag wordt immers de densiteit van de goederen geoptimaliseerd: de goederen worden in de rekken zowel horizontaal als verticaal dicht bij elkaar gepositioneerd. Dit in tegenstelling tot het inbound- en outboundgebeuren, waar er in zones van bepaalde breedtes en lengtes gewerkt wordt en zelden in de hoogte. Goederen worden bijvoorbeeld klaargezet in een bufferzone voor een complete vrachtwagen- of containerlading. De noodzaak aan zeer nauwkeurige lokalisering speelt hierbij een minimale rol. Figuur 2 Resultaten quickscan deelnemers Toepassingsgebied Indoor/ Logistiek niveau Lokalisatie- Synthese outdoor nauwkeurigheid prioriteiten Inbound/outbound Indoor Groot (tankwagen, haspel) > 1 m tot 5 m 1 < 1 m 0 Pallet/rolcontainer > 1 m tot 5 m 10 < 0,5 m 1 Colli/doos > 1 m tot 5 m 2 < 0,5 m 3 Outdoor Groot (tankwagen, haspel) > 1 m tot 5 m 4 < 1 m 0 Pallet/rolcontainer > 1 m tot 5 m 1 < 0,5 m 0 Colli/doos > 1 m tot 5 m 2 < 0,5 m 0 Opslag Indoor Groot (tankwagen, haspel) > 1 m tot 5 m 0 < 1 m 0 Pallet/rolcontainer > 1 m tot 5 m 0 < 0,5 m 9 Colli/doos > 1 m tot 5 m 0 < 0,5 m 1 Outdoor Groot (tankwagen, haspel) > 1 m tot 5 m 4 < 1 m 0 Pallet/rolcontainer > 1 m tot 5 m 0 < 0,5 m 0 Colli/doos > 1 m tot 5 m 1 < 0,5 m 0

10 10 I Intelligente mogelijkheden waaruit u kan kiezen Innovatieve RTLS-technologie RTLS is een verzamelnaam voor verschillende systemen die in staat zijn om binnen een bepaald domein de locatie van goederen (bv. colli, pallet), infrastructuur (bv. heftruck) of personen in realtime en vanop afstand te bepalen. Door het gebruik van RTLS-systemen kan een bedrijf de goederen- en datastroom doorheen de logistieke keten virtueel laten samenvallen. Dit resulteert in efficiëntere processen (minder manuele fouten bij het verplaatsen van goederen) en de mogelijkheid om de goederen betrouwbaar op te volgen, waardoor het zoeken naar goederen wordt uitgesloten. Binnen logistieke toepassingen komen vooral RF-gebaseerde systemen zoals (d)gps, gsm, wifi, RFID en UWB en in mindere mate niet-rf-gebaseerde, zoals optische beeldverwerking van 2D-barcodes, als lokalisatiesystemen in aanmerking. Het VIL onderzocht de verschillende voor- en nadelen van deze systemen, afhankelijk van de plaats waar ze worden toegepast (in openlucht op de

11 VIL I Smart Handling I 11 Figuur 3 - Werking van RTLS Derde die de getagde items van op afstand opvolgt Personen, goederen en assets, voorzien van een RTLS-tag Communicatie tussen RTLS-antenne en RTLS-server RTLS-antenne RTLS-server Domein waarbinnen het RTLS-systeem actief is bedrijfssite of binnen in het magazijn) en van de eisen die aan het systeem gesteld worden (hoe nauwkeurig moet de lokalisatie zijn, hoe snel moet de plaatsbepaling gebeuren?). Werkingsprincipe Een RF-gebaseerd lokalisatiesysteem bestaat steeds uit vier onderdelen: het te lokaliseren object; de tag die op het object bevestigd is; de leesapparatuur die met de tag in verbinding staat; een gegevensverwerkend systeem of RTLS-server. De personen, goederen of infrastructuur die een bedrijf wil lokaliseren, dragen een RTLS-tag die in verbinding staat met een of meerdere RTLSantennes. Antenne en tag wisselen signalen uit waarmee de positie kan bepaald worden op basis van verschillende berekeningsmethoden. De uitgewisselde gegevens worden doorgegeven aan de RTLS-server die, indien nodig, de locatie van de tag berekent en doorgeeft aan de gebruiker. De gebruiker kan de locatie-informatie in verschillende applicaties (o.a. WMS, YMS ) oproepen en gebruiken. De lokalisatiebepaling kan met verschillende methodes worden berekend.

12 12 I De belangrijkste berekeningsmethoden voor de RF-gebaseerde RTLSsystemen zijn: Time Difference of Arrival (TDOA) De TDOA-methode bepaalt de positie van een tag op basis van triangulatie. De tag communiceert met minstens drie lezers. Omdat de afstand tussen de tag en de drie lezers verschilt, heeft een signaal een ander tijdsinterval nodig om deze afstand te overbruggen. Deze berekeningsmethode gebruikt de minieme verschillen in deze tijdsintervallen om het afstandsverschil tussen de tag en de verschillende antennes te bepalen. Received Signal Strength Indication (RSSI) Deze berekeningsmethode is gelijkaardig aan TDOA, maar maakt gebruik van minieme verschillen in signaalsterkte om het afstandsverschil tussen de tag en de verschillende antennes te bepalen. Proximity Detection (PD) PD stelt de locatie van een tag gelijk aan de locatie van de antenne waarmee de tag op dat moment verbinding heeft. Vrij recent zijn er ook technologieën ontwikkeld die gebruik maken van Two Way Ranging (TWR) met Time of Arrival (TOA) en Angle of Arrival (AOA) die een betere precisie geven in lokalisatiebepaling. Two Way Ranging (TWR) met Time of Arrival (TOA) Bij TWR TOA zal de antenne een signaal uitsturen die vervolgens door de tag wordt teruggestuurd (Two Way Ranging). Hierdoor is de RTLS-server in staat de afstand te berekenen tot de tag op basis van tijdsmeting. Angle of Arrival (AOA) AOA is een methode die gebruik maakt van gerichte antennes, waardoor de hoek kan worden bepaald van het binnenkomend signaal van de tag. De Angle of Arrival wordt bepaald door het meten van de hoek tussen de lijn die loopt vanaf de antenne naar de tag en een lijn van de antenne met een voorgedefinieerde richting, bijvoorbeeld het noorden. In het project ging ook aandacht naar één niet-rf-gebaseerd RTLS-systeem, nl. een systeem dat zich baseert op optische beeldverwerking van 2D-barcodes. Het principe van de lokalisatiebepaling wordt toegelicht bij de feasibilitytesten, uitgevoerd op de site van Monsanto. Technische aspecten van een RTLS-systeem Het VIL onderzocht de verschillende voor- en nadelen van de verschillende RTLS-systemen, afhankelijk van de plaats waar het wordt toegepast (in openlucht of binnen) en van de eisen die aan het systeem gesteld worden (hoe nauwkeurig moet de lokalisatie zijn, hoe snel moet de plaatsbepaling gebeuren?). Wat zijn de belangrijkste aspecten waarmee u rekening moet houden bij het opzetten van een RTLSsysteem? Het bereik Het bereik van een RTLS-systeem is de maximale afstand waarover zender en tag met elkaar kunnen communiceren. Dit is deels afhankelijk van het niveau van plaatsbepaling: de omgeving waar de technologie toepasbaar is: enkel binnenshuis, op het hele bedrijfsterrein (binnen en buiten) of buiten het bedrijfsterrein. De laatste categorie heeft een groter bereik dan de vorige twee. RTLS-systemen kunnen ingedeeld worden in drie categorieën: kort bereik: de diameter van de cel (bereik van de antenne) is maximaal enkele meters groot (1 tot 10 meter); middelmatig bereik: de cel bereikt een gecontroleerde ruimte of gebied zoals een zone van het bedrijfsterrein (10 tot 200 meter); uitgestrekt bereik: het systeem werkt over grote afstanden, het kan zelfs nationaal en internationaal ingezet worden. Figuur 4 toont voor elke technologie de categorie.

13 VIL I Smart Handling I 13 Figuur 4 - Bereik van RTLS-systemen RTLS Kort bereik Middelmatig bereik Uitgestrekt bereik 2Dbarcode Passieve RFID Actieve RFID Wifi UWB Gps A-GPS DGPS Gsm

14 14 I Figuur 5 - Nauwkeurigheid RTLS-systemen 1 km Gsm 100 m 10 m Gps, A-GPS Actieve RFID, wifi Nauwkeurigheid 1 m DGPS 10 cm 1 cm Buiten bedrijfsterrein Project focus UWB Passieve RFID 2D-barcode Bedrijfsterrein Binnen Toepasbare omgeving Locatienauwkeurigheid De locatie- of plaatsbepalingsnauwkeurigheid is een van de belangrijkste kenmerken die mee bepaalt welke applicatie inzetbaar is in de logistiek. De locatienauwkeurigheid geeft de maximale afwijking tussen de werkelijke en de gemeten locatie. Hoe kleiner de afwijking, hoe groter de nauwkeurigheid van het systeem. Binnen eenzelfde technologie kan deze locatienauwkeurigheid behoorlijk variëren. Zoals: de locatienauwkeurigheid van gsmgebaseerde technologieën op basis van proximity detection kan variëren van 200 meter tot enkele kilometers, afhankelijk van de dichtheid van de zendmasten en de bezettingsgraad van het mobiele telefoonnetwerk; de locatienauwkeurigheid van gps wordt beïnvloed door de reflectie van signalen doorheen gebouwen (urban canyon-effect). Figuur 5 combineert de toepasbare omgeving van de verschillende RTLSsystemen met hun nauwkeurigheid. In principe werkt een technologie die binnen functioneert ook in openlucht, maar in sommige gevallen is dit niet altijd praktisch mogelijk (bijvoorbeeld door een te compacte grid van de antennes). Hierdoor zou er te veel infrastructuur moeten worden voorzien. Locatiebetrouwbaarheid Betrouwbaarheid geeft een extra dimensie aan de accuraatheid van de plaatsbepaling: waar nauwkeurigheid de maximale afwijking geeft, geeft betrouwbaarheid het procentueel aantal keren dat het gelokaliseerde object zich binnen de straal van X meter van de berekende positie bevindt, waarbij X maximaal de locatienauwkeurigheid is. Een mathematisch voorbeeld: 90 % van de objecten bevindt zich binnen een straal van 1 meter van de berekende positie, 95 % binnen een straal van 5 meter en 99 % binnen een straal van 10 meter. Figuur 6 geeft hiervan een grafische voorstelling. Daarnaast moet het gekozen lokalisatiesysteem functioneren binnen de bestaande bedrijfsomgeving, waardoor: het niet mag interfereren met bestaande systemen; de tags probleemloos de verbinding met één antenne kunnen verbreken en de verbinding met een andere aangaan; de (draadloos) verkregen informatie goed beveiligd moet zijn. In figuur 7 worden de belangrijkste karakteristieken van de verschillende RTLS-technologieën weergegeven.

15 VIL I Smart Handling I 15 Figuur 6 - Betrouwbaarheid van RTLS-systemen de berekende positie het object bevindt zich met 90 % zekerheid in deze zone het object bevindt zich met 95 % zekerheid in deze zone het object bevindt zich met 99 % zekerheid in deze zone 5m Figuur 7 - Karakteristieken RTLS-systeem DGPS Actieve Actieve Passieve Wifi UWB 2D-barcode RFID RFID RFID Methode TOA + gratis Proximity TWR TOA Tijd RSSI TDOA Beelddiff. signaal TDOA gebaseerd TDOA (AOA) verwerking TOA + betaald OWR TOA Multiplexing diff. signaal AOA Nauwkeurigheid* 2-5 m > 2 m 15 cm - 1 m > 1 m 1-5 m > 15 cm 5-50 cm 5-80 cm 5-50 cm Bereik Uitgestrekt Middelmatig Middelmatig Kort Middelmatig Middelmatig Kort Locatieniveau Outdoor Outdoor Outdoor Outdoor Outdoor Outdoor Indoor (globaal/ (site) (site) (beperkt) (site) (beperkt) site) Indoor Indoor Indoor Indoor Indoor * nauwkeurigheid wordt ook mede bepaald door de omgeving en de keuze van de infrastructuur.

16 16 I Integratie van RTLS met front- en backofficesystemen Front- en backofficesystemen kunnen op verschillende manieren gekoppeld worden. Figuur 8 geeft schematisch de bouwstenen van een RTLS-oplossing weer. Binnen het bereik van de RTLSinfrastructuur wordt op basis van de signalen van de antenne en de tag de locatie berekend in de RTLS-server. De frontoffice, m.n. de RTLS-applicatie op de server, gebruikt de locatie-informatie in diverse toepassingen: basistoepassingen: bv. opslag van locatie-informatie, configuratie van de hardware en datacommunicatie; geavanceerde toepassingen met bedrijfslogica: bv. geavanceerde kaarten en overzichten en geofencing : het versturen van een waarschuwing zodra een tag een bepaalde zone verlaat of binnenkomt. De frontofficeapplicaties kunnen de locatiegegevens doorgeven aan verschillende backofficeapplicaties zoals ERP, WMS of YMS. Dit vereist grondig onderzoek naar de compatibiliteit en integratiemogelijkheden van de verschillende systemen. Uitwisseling van gegevens kan via verschillende methoden: ; databestand: gegevens worden als bulk in een tussenbestand opgeslagen, waarna ze als bestand in een ander systeem worden ingevoerd; API: Application Programming Interface, een verzameling functionaliteiten waarbinnen computerpro- Figuur 8 - Bouwstenen van een RTLS-oplossing Binnen en op bedrijfsterrein Buiten bedrijfsterrein RTLSinfrastructuur antenne RTLStag RTLStag RTLSdataverbinding WLAN GPRS/ UMTS Satelliet LAN Internet RTLSapplicatie RTLSserver User Interface Backoffice

17 VIL I Smart Handling I 17 gramma s met elkaar communiceren; EAI of Enterprise Application Integration, een verzamelnaam voor softwaretools en IT-architectuur om diverse bedrijfsapplicaties met elkaar te laten communiceren. Toekomstperspectieven Over het algemeen verwacht men de komende jaren nog veel verbeteringen op het vlak van energieverbruik, performantie locatiebepaling en zendbereik binnen het segment van de RTLS-systemen. Daarnaast valt er veel te verwachten van de Ultra Wide Band (UWB), high accurate BLE (Bluetooth Low Energy) en 2D-barcode beeldverwerking. UWB, een draadloze technologie met een zeer groot frequentiebereik, is krachtig, zeer nauwkeurig, zeer zuinig en weinig onderhevig aan interferentie (ideaal voor indoor-gebruik). Nokia ontwikkelde recent een RTLStechnologie gebaseerd op BLE (Bluetooth Low Energy) die in staat is om indoor een locatienauwkeurigheid te behalen van 30 cm. De 2D-barcode beeldverwerkingstechnologie wordt vrijwel niet beïnvloed door de omgevingsfactoren, waardoor men met een zeer hoge precisie goederen kan lokaliseren via de heftruck. Ook hybride technologieën, zoals een combinatie van (d)gps/wifi-tags, bieden de mogelijkheid om logistieke goederenbewegingen te lokaliseren zonder infrastructuur (outdoor) of via bestaande wifi infrastructuur (indoor). Verder zou in 2014 Galileo, de Europese tegenhanger van de Amerikaanse gps, operationeel zijn. Hierdoor worden er meer satellietsignalen ontvangen en kan alles nog nauwkeuriger bepaald worden.

18 18 I Voor u getest en goed bevonden Uitgebreide technische haalbaarheidstesten bij Monsanto en Atlas Copco Het VIL zette verschillende RTLS-haalbaarheidstesten op bij projectdeelnemers Monsanto en Atlas Copco om aan te tonen dat RTLS-technologie inzetbaar is voor een automatische registratie en lokalisatie van goederen rechtstreeks of via infrastructuur. Op de site van Monsanto lag de focus van de haalbaarheidstesten op het indoor verplaatsen van goederen op palletten met een heftruck (infrastructuur). De testen voor het lokaliseren van de palletten werden uitgevoerd aan de hand van twee types RTLS-technologieën: 2D-barcode, UWB. Op de site van Atlas Copco lag de focus van de testen op het outdoor verplaatsen van afgewerkte compressoren. In deze case werden de compressoren (assets) individueel gevolgd door een RTLS-tag. De RTLStechnologie voor deze testen was gebaseerd op het principe van Two Way Ranging (TWR). De testen waren hoofdzakelijk gericht op de locatienauwkeurigheid en betrouwbaarheid van de technologie in verschillende opslag- en verzend/ontvangstprocessen en dit zowel indoor als outdoor. Zowel bij de indoor- als outdoortesten zijn er scenario s uitgevoerd op grondlocaties en reklocaties. De scope van deze technische haalbaarheidstesten met geavanceerde accurate RTLS-technologieën zijn ook representatief voor de uitdagingen bij de andere projectdeelnemers. Figuur 9 geeft het overzicht van de belangrijkste objectieven en bijhorende KPI s, vastgelegd voor de verschillende haalbaarheidstesten. Er werden verschillende testruns uitgevoerd op basis van de volgende testscenario s: goederenbehandeling op grondlocaties - plaatsen van goederen IN zone/vak - halen van goederen UIT zone/vak - verplaatsen van goederen binnen de zone/vakken van locatie A naar locatie B goederenbehandeling in opslagrekken - plaatsen van goederen IN een opslagrek - halen van goederen UIT een opslagrek - verplaatsen van goederen van reklocatie A naar B. Bij de verschillende scenario s werd ook nagegaan of de aanwezigheid van andere goederen in de buurt de lokalisatiebepaling beïnvloedde. De feasibilitytesten moesten een duidelijk inzicht verschaffen in hoeverre en op welke wijze de innovatieve technologieën een positieve impact opleveren voor logistieke goederenverplaatsingen en -opslag. Figuur 9 - Objectieven en bijhorende KPI s Objectieven KPI (Indoor) KPI (Outdoor) Locatienauwkeurigheid < 0,5 m < 1 m Locatiebetrouwbaarheid > 99,5 % > 98 % Minimale rastergrootte (grid) voor een accepteerbare locatienauwkeurigheid en betrouwbaarheid < 0,5 m en > 99,5 % < 1 m en > 98 % Responstijd voor lokalisatiebepaling < 1 sec < 1 sec

19 Zowel bij de indoorals outdoortesten zijn er scenario s uitgevoerd op grondlocaties en reklocaties VIL I Smart Handling I 19

20 20 I Optische camera voor palletlabel, bevestigd op de vork van de heftruck Boordcomputer met realtime informatie voor de chauffeur Monsanto Testzone reklocaties De plaats De feasibilitytesten zijn uitgevoerd op de site van Monsanto Europe in de Antwerpse haven. In het magazijn waar chemicaliën worden opgeslagen, werd een testzone met zowel grond- als reklocaties vastgelegd met volgende dimensies: testzone grondlocaties en reklocaties: 17 x 13 meter; testzone rekken: 8 vakken x 3 hoog (max 4,5 meter); vakken grondlocaties: 1,4 x 1,4 meter. Twee soorten palletten werden beladen met vloeibare chemicaliën, waarvan de hoogte van de goederen varieert tussen 0,80 en 1,95 meter. De palletten werden uitsluitend verplaatst met een heftruck. De 2D-barcodetechnologie De testapparatuur van de uitrusting bestaat uit volgende onderdelen: 2D-barcodelabels of Optical Position Markers (OPM s); optische camera voor OPM s; optische camera voor palletlabel; boordcomputer; hoogte- en palletdetectiesensor. Het principe De heftruck, voorzien van een 2D-camera, krijgt via de WLAN-UMTS boordcomputer de opdracht om bepaalde palletten/goederen te verplaatsen. De palletten worden automatisch geregistreerd met de optische barcodecamera, gemonteerd aan de mast. Een palletdetectiesensor bepaalt de afstand wanneer een pallet wordt gekoppeld of ontkoppeld aan de heftruck. De positie van de pallet, die gelinkt is met de positie van de vorkheftruck, wordt bepaald aan de hand van minimaal één OPM-label. De OPM-labels zijn aan het plafond opgehangen in een vast gekalibreerd raster waarbij elke OPM een uniek nummer bevat. Op basis van de positie van de OPM in het beeld van de camera, kan de positie worden berekend. Door de opbouw van de OPM, twee volle lijnen van twee aanliggende zijden, is het systeem ook in staat de hoekverdraaiing te berekenen.

21 VIL I Smart Handling I 21 Testzone grondlocaties Optische Position Markers (OPM s) of 2D-barcodelabels, bevestigd aan het dak van het magazijn Optische camera voor de OPM s, bevestigd op het dak van de heftruck Figuur 10 - Overzicht testapparatuur Optical Position Markers (OPM) Optische camera voor OPM s Boordcomputer met Wifi Optische camera voor palletlabel RTLS-server Warehouse Management Systeem (WMS) & Bedrijfsnetwerk Hoogtesensor Palletdetectiesensor

22 22 I De software laat ook toe om vloerlocaties, reklocaties, gangpaden in de digitale kaart in te voeren De barcodes aan het plafond worden permanent gescand door de optische camera bovenaan op de heftruck. De hoogtesensor meet de hoogte. Op deze wijze wordt de positie (X,Y) in combinatie met de hoogte (Z), weggeschreven in de database met de bijhorende pallet-id en bijhorende opdracht. Eenmaal de pallet-id gelezen, kan men de palletpositie verder virtueel opvolgen op basis van de positie van de heftruck. De aanpak Na het ophangen van de 2D-barcodes aan het plafond is het noodzakelijk om deze te kalibreren waarbij de X- en Y-posities t.o.v. een vast referentiepunt met een hoge precisie wordt opgemeten en ingevoerd in een digitale kaart. De software laat ook toe om vloerlocaties, reklocaties, gangpaden in de digitale kaart in te voeren. Figuur 11 geeft het resultaat bij de testopstelling van Monsanto. Na de installatie van de hardware op de heftruck is het ook noodzakelijk de positie van de camera en sensoren te kalibreren op basis van twee assenstelsels op de heftruck: de vehicle axes zijn het vaste assenstelsel van de heftruck en de load handler axes zijn het bewegende assenstelsel van de vork (zie figuur 12 en figuur 13). De assenstelsels kunnen (eenmalig) vrij gekozen worden. Alle parameters worden opgeslagen in een configuratiefile. Figuur 11 - Digitale kaart van de testomgeving Grondlokaties Positie OPM s Reklocaties

23 VIL I Smart Handling I 23 Figuur 12 - De assenstelsels die gebruikt zijn om het systeem te kalibreren Z Z Load handler axes Vehicle axes X X Y Y Figuur 13 - Optische camera voor palletlabel heeft een offset in het Load Handler assenstelsel Z Mount Offset Y = -550 mm Mount Offset Z = 950 mm Mount Offset X = -20 mm X Y