Intelligente Wechselbrückensteuerung für die Logistik von Morgen Kassel, 06.03.2009 Alexander Podlich Micromata GmbH
Montag, 9. März 2009
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Agenda • Inwest-Projekt & Projektpartner • YellowBox • Middleware, Tourenplanung und Ad-Hoc-Optimierung
• Fazit
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Agenda • Inwest-Projekt & Projektpartner • YellowBox • Middleware, Tourenplanung und Ad-Hoc-Optimierung
• Fazit
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Ziele • • •
1300
Reduktion des Transport- bzw. Verkehrsaufkommens um 10%
975
Technische Lösung zur Identifikation und Ortung der Wechselbrücken Entwicklung einer Middleware zur verbesserten Planung und Steuerung der Transporttouren und Transportaufträge
650 325 2005
0 2050
Güterverkehr in Mrd. tkm
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Systemübersicht
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Bedarf an Telematik •
Disponiert wird zunehmend über die Wechselbrücke und nicht über den LKW
• •
Kombinierte Verkehre
•
Trend:
Standort der Wechselbrücken ist nicht bekannt
‣ ‣ Montag, 9. März 2009
Telematik für LKW Telematik für Ladungsträger (Wechselbehälter Container etc)
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Herausforderungen • • • • • •
Autarke Stromversorgung Autonomer Betrieb Robuster und stabiler Betrieb Kostenoptimierter Technologieeinsatz Hohe Variabilität bei den Funktionen (Meldungen) Sensorknoten-Konfiguration, aber wie?
➡ Intelligente Konfiguration der Sensorknoten (Wechselbehälter mit Telematikeinheit) durch die Middleware
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Agenda • Inwest-Projekt & Projektpartner • YellowBox • Middleware, Tourenplanung und Ad-Hoc-Optimierung
• Fazit
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Die YellowBox •
Enthält ein Ortungs- und Kommunikationsmodul
•
Die Ortung erfolgt mittels NAVSTAR-GPS, Kommunikation mittels GSM/GPRS
•
Übermittlung von Positions- und Zustandsdaten im binären Format über die GSM-Netzinfrastruktur
•
Einzelne Komponenten werden anbzw. ausgeschaltet
• •
Für die Logistik angepasst
Größe: 178 x 50 x 100 mm
Führt Funktionen gemäß Konfiguration aus
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Beispiel: Tourkonfiguration •
Vom Start zum Ziel werden Wegpunkte mit Kreisen definiert
•
Wegpunkte sind markante Koordinaten der Tour
• •
Radius definiert die Genauigkeit
•
Wird ein Kreis nicht erreicht, so wird eine Meldung generiert
Definiert wird, ob bei jedem Punkt eine Meldung an das Portal gesendet werden soll oder nicht
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Ergänzende Technologien •
• •
Füllgradüberwachung
•
Erfassen des Ladezustandes mit Ultraschalsystemen
•
An der Decke der Wechselbehälter werden Utraschallsensorknoten befestigt, die eine bidirektionale Kommunikation gewährleisten.
Türsensorik Rüttelsensor
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• Fazit
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Middleware • • • • • • •
Tägliche Inventur (Permanentinventur) Dedizierte Überwachung von Wechselbrücken Fernsteuerung und Konfiguration der YellowBox Energie optimierte Wechselbrücken-Einsatzsteuerung Auftragserfassung und -überwachung Tourerfassung und -überwachung Tourenoptimierung
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Das Tourenplanungsproblem • • •
Ein Depot
•
Lösung des Problems:
•
Kunden mit Warenbedarf Fahrzeuge am Depot mit gegebener Kapazität
•
Kunde muss mit einem Fahrzeug beliefert werden
•
Kapazität eines Fahrzeugs darf nicht überschritten werden
•
Das global kostengünstigste Optimum ist zu bestimmen
Aber ...
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Lösungsansätze •
Exakte Verfahren
• • •
•
Errechnen eine optimale Lösung Weisen sehr hohe Rechenzeiten auf Lösen Problemstellungen bis ca. 100 Transportaufträgen
Metaheuristische Verfahren
• • •
Liefern gute aber nicht immer optimale Lösungen Weisen erheblich kürzere Rechenzeiten auf Lösen große Problemstellungen (bis zu mehreren tausend Transportaufträgen)
➡ Evolutionäre Algorithmen (SIGOA-Framework) Montag, 9. März 2009
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Testlauf 24.12.2007 70000
manueller Tourenplan für 642 Transportaufträge
60000
Verbesserung: 13,8%
55000
50000
Gen. 2520
Gefahrene Kilometer
65000
45000
40000 0
1500
3000
4500
6000
7500
9000 10500 12000 13500 15000
Anzahl Generationen Montag, 9. März 2009
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Tourenplanung •
Tourenplanung für einen ganzen Tag
• •
•
Lösung für komplexen Netzwerkplan gefunden Mindestens 1%, Maximal 17% und im Durchschnitt: 5% besser
Ad-Hoc-Optimierung (aktuelles bewerten und optimieren)
• • •
Auswertung der Ortungsangaben der YellowBox TMC-Daten für aktuelle Verkehrslage Manuelle Eingabe von Verkehrsdaten
➡ Sehr schnelle Berechnung alternativer Touren Montag, 9. März 2009
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Ad-Hoc-Optimierung
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Ad-Hoc-Optimierung 13:00 8:30
11:00
12:00
7:00
15:00 16:00
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18:30
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Ad-Hoc-Optimierung 13:00 8:30
11:00 + 1h
10:30
12:00 + 1h
7:00
15:00 + 1h 16:00
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Ad-Hoc-Optimierung 13:00 8:30
11:00
10:30
12:00
15:00 16:00
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18:30
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Ad-Hoc-Optimierung 11:00
13:00 8:30
11:00 + 1h
10:30
12:00
15:00 16:00
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Middleware - Ortung
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Middleware - Optimierung
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Agenda • Inwest-Projekt & Projektpartner • YellowBox • Middleware, Tourenplanung und Ad-Hoc-Optimierung
• Fazit
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Fazit • •
Hohe Zunahme der Güterverkehrsleistung Forschungsprojekt in.west
➡ Ziel: 10% Verkehrsvermeidung
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Wechselbehälter als mobile Sensorknoten
• • • • Montag, 9. März 2009
YellowBox Laderaumüberwachung, Rüttelsensor, Türsensorik, ... Tourenplanung für Tagesplanungen Ad-Hoc-Optimierung
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Intelligente Wechselbrückensteuerung für die Logistik von Morgen
Vielen Dank! Kassel, 06.03.2009 Alexander Podlich
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