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

•

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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