Transport towarów, szczególnie gdy dotyczy dóbr łatwo psujących się, może być skomplikowany i trudny w zarządzaniu. Dzieje się tak, gdyż na kierowców, pojazdy i przewożoną zawartość wpływać może wiele niespodziewanych czynników. Z pomocą przychodzą tu systemy IoT, które pozwalają na wdrażanie nowych metod monitorowania towarów i zarządzania spedycją. Zanim na drogach spopularyzują się w pełni autonomiczne pojazdy, już dzisiaj operatorzy flot, spedytorzy i inni przedsiębiorcy korzystać mogą z nowoczesnych technologii w transporcie.

────── Artykuł firmowy ──────

Internet Rzeczy odgrywa coraz większą rolę w transporcie wszelkiego rodzaju – zarówno kolejowym, morskim, powietrznym, jak i drogowym. W innych artykułach w ramach IoT Hub opisywaliśmy, jak dzięki nowoczesnym rozwiązaniom elektronicznym i komunikacyjnym, czujnikom oraz systemom chmurowym zwiększane mogą być produktywność i konkurencyjność zakładów produkcyjnych. W bieżącym artykule przyglądamy się, jak wykorzystanie Internetu Rzeczy można rozszerzyć na branżę transportową.

Problemy branży spedycyjnej

Jakie są komponenty łańcucha transportowego, które można zmodyfikować dzięki IoT i jakie będą z tego płynąć korzyści? Jak branża spedycyjna może sprostać wyzwaniom, z którym dzisiaj mierzy się w trakcie czwartej rewolucji przemysł? Podstawowe zagadnienia w branży spedycyjnej to dzisiaj m.in. niedobór kierowców, rosnące koszty przestojów spowodowane usterkami lub wypadkami, kradzieże pojazdów i towarów, niewystarczająca efektywność operacyjna oraz rosnące oczekiwania odnośnie do dostarczania informacji na temat stanu transportu (i to w czasie rzeczywistym!). Klienci nie tylko chcą wiedzieć, gdzie znajduje się w danym momencie pojazd z załadunkiem, ale też jakie dokładnie przedmioty zawiera. Dodatkowo, jeśli w przesyłce znajdują się towary łatwo się psujące, takie jak jedzenie lub farmaceutyki, potrzebna jest informacja na temat wszelkich zmian związanych z systemami chłodzenia lub generalnie nieodpowiednim dla transportowanych obiektów środowiskiem. Zagadnienia te stają się bardziej skomplikowane w przypadku większych, międzynarodowych działań spedycyjnych, gdyż te są często podzielone są na etapy, które obsługiwane są przez różnych przewoźników, a same towary są przechowywane w różnych magazynach i pojazdach podczas trasy przewozu.

Z pomocą przychodzi automatyzacja

Niektóre z powyższych problemów można rozwiązać poprzez zwiększanie automatyzacji kierowania ciężarówkami. O ile na rzeczywistość, gdzie autostrady wypełnione są autonomicznymi pojazdami przyjdzie jeszcze poczekać, o tyle już dzisiaj można spotkać się z tego typu aplikacjami w niektórych sytuacjach. Przykładowo Rio Tinto na terenie Zachodniej Australii korzysta całych flot zautomatyzowanych, ogromnych ciężarówek już od 2008 roku. Dzięki temu firma zredukowała koszty ładowania i transportu o kilkanaście procent, dodatkowo zwiększając bezpieczeństwo swoich pracowników.

Konwoje ciężarówek to kolejna okazja do automatyzacji prowadzenia pojazdów. Wystarczy, że kontrolę nad konwojem ma kierowca wiodący, który narzuca tempo całej kolumnie pojazdów. Kierowcy w pozostałych ciężarówkach nie ustalają ani kierunku jazdy, ani nie wpływają na przyspieszanie lub hamowanie i teoretycznie mogą być niepotrzebni, gdy konwój będzie już w trasie. System tego typu zmniejsza częstość wypadków i może też zmniejszyć zużycie paliwa o około 15%. Jedną z pomyślnych prób organizacji takiego konwoju przeprowadziła firma Volvo w Barcelonie. Kierowca pierwszego pojazdu sterował też czterema ciężarówkami jadącymi za nim. Osiągnięcie pełnej automatyzacji będzie wymagało jeszcze pokonania wielu drobnych kroków, ale kolejne próby prowadzone są już teraz.

Wykorzystanie autonomicznych pojazdów pozwala zredukować liczbę wypadków, w których biorą udział ciężarówki, a których koszty liczone są często w setkach tysięcy dolarów w przeliczeniu na incydent (o potencjale branży przeczytasz tutaj). Automatyzacja pozwoli też pokonać problem niedoboru kierowców, ale to jeszcze nie wszystko. Cenne będzie także wprowadzenie Internetu Rzeczy w mniejszej skali, tak aby wykrywać różne zdarzenia, zbierać i analizować informacje, czy też powiadamiać użytkowników o istotnych wydarzeniach. Coraz częściej ciężarówki wyposaża się w sensory monitorujące pracę ciągnika, zachowanie kierowcy, stan ładunku oraz pozycję całego pojazdu. Wielu integratorów systemów korzysta ze zbieranych danych w połączeniu z analizami przeprowadzanymi w chmurze, by przygotować użyteczne informacje, przydatne operatorom flot.

Śledzenie pojazdów i monitorowanie ich stanu

Na rynku dostępne są rozwiązania, które już dzisiaj mogą być wdrażone w powyższych celach. Przykładowym jest Blackberry Radar, który pozwala praktycznie w czasie rzeczywistym monitorować lokalizację ciężarówek i kontenerów oraz przesyłać zbierane dane do systemu, a następnie paneli operatorskich czy też urządzeń przenośnych. Podstawą jego działania jest łatwe w instalacji urządzenie śledzące, które umożliwia określanie lokalizacji pojazdów, a także funkcje tzw. geofencingu (wykrywa, gdy ciężarówka przekroczy granicę zdefiniowanego przez użytkownika obszaru). Dodatkowo monitorowane są parametry takie jak: temperatura, poziom wilgotności czy obecność towaru. System powiadamia też obsługę magazynów o zbliżającym się pojeździe, dzięki czemu mogą oni lepiej zaplanować swoją pracę. Wreszcie rozwiązanie może być rozszerzone o dodatkowe rozwiązania z obszaru bezpieczeństwa (tutaj dalsze informacje).

Z kolei DHL oferuje kilka produktów z rodziny SmartSensor. Przykładowo SmartSensor RFID to pasywny znacznik UHF RFID, który mierzy temperatury podczas transportu. Zbierane z niego dane mogą być analizowane za pomocą portalu internetowego DHL w dowolnej chwili i gdziekolwiek na świecie. Natomiast SmartSensor GSM mierzy temperaturę, wilgotność oraz monitoruje wstrząsy i natężenie oświetlenia, co pozwala wykrywać otwarcie drzwi. Przesyła zebrane dane przez sieć GSM do serwisu DHL, który umożliwia analizę danych niemalże w czasie rzeczywistym. Więcej na temat tego typu rozwiązań znaleźć można w artykule.

W kierunku bezawaryjności i zmniejszania liczby przestojów

Wdrożenie IoT pozwala nie tylko na śledzenie lokalizacji pojazdów, ale umożliwia też wydłużenie czasu ich sprawnej pracy dzięki planowaniu serwisowania. Wykorzystuje się tu techniki predyktywne zamiast tradycyjnych, tj. reaktywnych i prewencyjnych. Przykładowo International Truck uruchomił program OnCommand Connection, w przypadku którego wykorzystuje się techniki Big Data i Internet Rzeczy do minimalizacji przestojów pojazdów. Pojazdy od IT mogą być wyposażone w system telemetryczny, który podłącza się do silnika i zaczytuje dane z różnych podzespołów pojazdu. Dzięki temu monitoruje prędkość obrotową silnika, szybkość poruszania się pojazdu, temperaturę płynu chłodniczego, zużycie hamulców i inne czynniki. Dane te są zbierane są w odstępach czasowych od 15 do 60 sekund i transmitowane przez sieć komórkową do serwerów Amazon Web Services, gdzie mogą być przeglądane przez producenta i klientów. Są one następnie wczytywane do klastra komputerowego opartego na platformie Apache Hadoop, tak aby mogły być analizowane z użyciem algorytmów uczenia maszynowego. W efekcie zbierane dane i ich analiza pozwalają firmie IT usprawnić własne mechanizmy testowania i wdrożyć konserwację predykcyjną u klientów.

Przykład systemu z zaznaczonymi obszarami geofencingu (Blackberry Radar)

Wdrożony system może przewidzieć, jak różne kombinacje komponentów (łącznie około 20 tysięcy możliwości), będą ze sobą współpracować w rzeczywistości i wyzwala alarmy, gdy wszystko wskazuje, że określone połączenie podzespołów będzie musiało powodować usterki. International Truck spodziewa się, że klaster Hadoop niedługo będzie przechowywał ponad 1 petabajt danych, obsługując ponad 200 tysięcy ciężarówek!

Jak zarządzający flotami skorzystają na IoT?

Podobnie jak silnik, hamulce czy ładunek, także i kierowców można uznawać za część składową systemu, jakim jest kompletna, poruszająca się ciężarówka. Dlatego też, zarówno oni, jak i właściciele flot, mogą skorzystać z monitoringu oraz innych podpowiedzi, jakie generują systemy IoT w transporcie. Obejmuje to szereg możliwości, takich jak: monitorowanie zużycia paliwa w czasie rzeczywistym, śledzenie trasy i przestojów, zarządzanie czasem pracy kierowców, tak aby zapewnić zgodność z przepisami, powiązanie elektronicznych tachografów z urządzeniami elektronicznymi, itd. Sam system staje się tym bardziej inteligentny, im więcej zbierze informacji z dotychczasowych przejazdów. Dzięki temu może lepiej doradzać odnośnie warunków drogowych, wyboru doków do ładowania towarów, warunków pogodowych i innych czynników, które mogą wpływać na ułożenie harmonogramu dostaw. Więcej na ten temat w artykule.

Łączność pomiędzy pojazdami

Różnorodne akcje spedycyjne oraz transport międzynarodowy wymagać mogą współpracy wielu firm oraz użycia wielu pojazdów, co tworzy cały proces skomplikowanym. Istnieje wiele sytuacji, w której można popełnić błąd. Przykładem może być umieszczenie przesyłki w nieodpowiedniej ciężarówce, już po zeskanowaniu etykiety pakunku. W konsekwencji scentralizowany system nadzoru nie ma już aktualnych informacji na temat tego, co się rzeczywiście dzieje. Problem ten nasila się, gdy trasa towaru podzielona jest na wiele drobnych etapów i pakunek przebywa w różnych centrach logistycznych, należących do różnych operatorów, zanim dotrze do klienta.

O ile tradycyjne systemy śledzenia zasobów polegały na próbach usprawnienia takich operacji poprzez zwiększanie efektywności, Internet Rzeczy umożliwia wdrożenie zupełnie nowego, lepszego podejścia. Przykładowo Intel opracował system, którego istotą jest uczynienie przesyłanych towarów „inteligentnymi”. Polega to na dołączaniu do opakowań inteligentnych sensorów, które mogą przekazywać informacje do centrali lub chmury, za pomocą mobilnych bramek, zlokalizowanych na pojazdach, albo też z użyciem stałych bramek w poszczególnych punktach trasy.

Z czego składa się platforma firmy Intel i jak działa? Obejmuje ona m.in. inteligentne czujniki, bramki, aplikację działającą w chmurze oraz narzędzia SDK (na ten temat przeczytasz w artykule). Jej zastosowanie przynosi następujące korzyści:

  • Możliwość dostępu do zintegrowanego widoku, w ramach którego widzą stan przesyłki podczas jej podróży na trasie;
  • Zapewnianie informacji na temat transportu mogą być przekazywane w czasie rzeczywistym zarówno do istniejących systemów, ja i nowoczesnych algorytmów Big Data, dając klientom dostęp do danych podczas transportu;
  • Czujniki temperatury i akcelerometry pozwalają klientom na monitorowanie warunków transportu i podejmowanie odpowiednich akcji w razie potrzeby (np. przekierowanie ładunku);
  • Zbierane dane mogą posłużyć do lepszego planowania długoterminowego.

Podsumowanie: IoT zapewnia korzyści

Wykorzystanie odpornych na trudne warunki, bezprzewodowych sensorów i ekonomicznych rozwiązań IoT może sprawić, że śledzenie transportowanych towarów staje się prostsze i bardziej niezawodne. Towary wyposażone w sensory mogą komunikować się ze stacjami kontrolnymi. Operatorzy są w stanie w czasie rzeczywistym nadzorować warunki transportu, zamiast polegać na niebezpośrednich, opóźnionych i być może błędnych informacjach ze skanerów i danych ręcznie wpisywanych przez pracowników. Internet Rzeczy pozwala też uniknąć wielu kosztów – związanych z marnowaniem paliwa, przestojami ciężarówek, problemami z kierowcami i psuciem się przewożonych towarów. Jednocześnie można zwiększyć zyski dzięki przekierowywaniu towarów do alternatywnych destynacji i na bieżąco reagować na wydarzenia dziejące się w trakcie transportu towarów.

Cały artykuł przeczytać można na stronie firmy Farnell element14. Polecamy też nową publikację dotyczącą dronów.

Artykuły opublikowane w ramach cyklu IoT Hub

IoT Hub: Technologie Internetu Rzeczy

Wi-Fi w systemach Internetu Rzeczy

Bluetooth LE i jego wykorzystanie w IoT

ZigBee – otwarty standard sieci mesh

LoRaWAN i SigFox – dwa standardy sieci IoT

Iot Hub: Bezprzewodowe sieci czujnikowe i zasilanie systemów IoT

Internet Rzeczy… bez Internetu, czyli o cyberbezpieczeństwie systemów IoT

IoRT, czyli Internet Rzeczy Robotycznych

Logistyka 4.0, czyli IoT w łańcuchach dostaw

Druga era cyfrowej sprzedaży detalicznej

Wearables, czyli elektronika noszona

Jak usprawnić utrzymanie ruchu korzystając z IoT?

IoT w transporcie