DER INBIN UND DAS INTERNET DER DINGE

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1 DER INBIN UND DAS INTERNET DER DINGE Dortmund, 7. Mai 2014 Björn Anderseck Fraunhofer Seite 1

2 Agenda Das Internet der Dinge im Kontext Industrie 4.0 Warum intelligente Ladungsträger? Der inbin im Detail Fraunhofer Seite 2

3 Die Logistik muss und wird sich wandeln?! Technologischer Wandel - Technologieexplosion Automatisierung, Mikrosystemtechnik, Nanotechnologie, Web 2.0, Sensortechnik, Internet der Dinge und Dienste, 4. industrielle Revolution Gesellschaftlicher Wandel Globalisierung, Individualisierung, Social Media, Urbanisierung, demographischer Wandel, Klimawandel Logistik muss.. nicht nur flexibel sein, sondern agieren statt reagieren wandelbar sein und über bisherige Systemgrenzen hinaus denken einen Wandel vom Prozess zum Service vollziehen Fraunhofer Seite 3

4 Internet der Dinge: Innovation und Evolution?! Daten können Dinge bewegen! Das Internet der Dinge in Bewegung... Smart Objects Mobilfunk Internet Lokomotive Automobil Luftfahrt Telefon Fraunhofer Seite 4

5 Wandel zu dezentralen Systemen und intelligenten Einheiten Wegfall eines komplexen, zentralen, übergelagerten Systems Einfachere Intelligenz wird auf einzelne Einheiten verteilt Treffen von dezentralen Entscheidungen vs. zentral gesteuerte Systeme Autonomes Handeln einer Einheit Kommunikation mit Nachbarn und Einheiten anderer Typen Bild: FLW, Fraunhofer IML Fraunhofer Seite 5

6 Agenda Das Internet der Dinge im Kontext Industrie 4.0 Warum intelligente Ladungsträger? Der inbin im Detail Fraunhofer Seite 6

7 Der intelligente Ladungsträger in Industrie 4.0 Internet der Dienste Clouds Business Objects Services Intelligente Ladungsträger Internet der Dinge Cyberphysische Systeme CPS Fraunhofer Seite 7

8 15 Bestelländerung 45 Liefermengenabweichung Bis zu 30 Störungskosten pro Lieferung 40 Übertragungsfehler Rechnungsreklamation 50 3 Labeldefekt Schadensbearbeitung Kommissionierfehler Stammdatenfehler 75 häufiger als jede 10. Lieferung 20 Kein DESADV weniger als jede 11. bis 20. Lieferung jede 21. bis 30 Lieferung jede 30. Lieferung < 30 5 Lieferscheinfehler 15 Meldung Lieferabweichung Störungshäufigkeiten Fraunhofer Seite und 8 kosten am Beispiel der Konsumgüterindustrie

9 Einsatzfeld für intelligente Ladungsträger: Interaktiver Handel - Mobile Commerce - über 70% des interaktiven Handels werden über das Internet abgewickelt - Anteil des Mobile Commerce liegt bei 5% - Geschäfte als Showroom - Filialen werden eher für emotionale Bindung der Kunden genutzt, nicht allein um Umsatz zu erwirtschaften. - Shareconomy - Verbraucher kaufen nicht mehr, sondern leihen (z.b. Elektrogroßgeräte) - alternative Lieferadressen - Kunden bevorzugen den Versand an alternative Lieferadressen, z.b. Arbeitsadresse - unverzügliche Zustellung eher unwichtig Quelle: Sophia Klipstein/Robert Kümmerlen: Kunden kaufen mit der Online-Brille, Dossier: E-Commerce in DVZ, Nr. 23, 19. März 2013, S.2 Fraunhofer Seite 9

10 Gründe für den Einsatz intelligenter (wiederverwendbarer) Ladungsträger am Beispiel M-Commerce Kleine Sendungsgrößen Bestellen können Sie mit Ihrem Computer vieles, nur liefern wird er Ihnen nichts. Geringer Warenwert Kurze Lieferlaufzeiten Enge Zeitfenster Aufkommensschwankungen Unterbrechungsfreie Kühlkette (Lebensmittel) Angepasste Verpackungskonzepte Hoher Retourenanteil Fraunhofer Seite 10

11 Vom Ladungsträger zum Informationsträger Informationsfluss INFORMATIONSTRÄGER Identifikation Kommunikation Sensorik Ortung Monitoring Datenträger (RFID) Vorlieferant Industrie Zentrallager Handel Kunde Schutz Lagerung Materialfluss Transport LADUNGSTRÄGER Bündelung Handling Grafik: Rainer Bressel, IML Fraunhofer Seite 11

12 Umsetzung: Intelligente Ladungsträger steuern die logistischen Prozesse Entwicklung intelligenter Ladungsträger am Beispiel von Handelspaletten Luftfrachtpaletten Postbriefbehälter Entwicklung eines Datendienstes der die Echtzeitdaten der Ladungsträger verwaltet Cloudbasiert Servicebasiert Standardisiert Umsetzung des Internet der Dienste auf der entwickelten Datenbasis Datendrehscheibe Business Intelligence Apps Modellierung von Prozessen nach dem Prinzip des Internet der Dinge Selbststeuernd Dezentral Autark Fraunhofer Seite 12

13 Der smarti Pilot in der Konsumgüterkette Kreislauf zwischen CHEP, Mars und Rewe: 18 Readpoints RTIs im Kreislauf (Stand März 2014) generierte EPCIS-Events (Stand März 2014) Bisherige Ergebnisse: Cloud-basierte IT-Systemumgebung basierend auf EPCIS Mechanische und technische Beständigkeit der Paletten bewiesen Fehlerquellen an den Readpoints identifiziert und beseitigt Quick-Roll-Out-Methoden entwickelt und praktisch erprobt Fraunhofer Seite 13

14 Databirds smarti als Cloud-Dienst DATBIRDS vernetzt alle Teilnehmer der Logistikkette und fördert einen reibungslose Kooperation über Unternehmensgrenzen. DATABIRDS ist einfach zu integrieren und intuitiv zu bedienen. Schnelle Integration durch individuelle System-Konfiguration über standardisierte Schnittstellen. Die cloudbasierten Dienste von DATABIRDS garantieren eine zeit-, ortsund systemunabhängige Nutzung. DATABIRDS sorgt für Transparenz in der GESAMTEN LOGISTIKKETTE. Verbindend Einfach Immer+überall Transparent Fraunhofer Seite 14

15 Agenda Das Internet der Dinge im Kontext Industrie 4.0 Warum intelligente Ladungsträger? Der inbin im Detail Fraunhofer Seite 15

16 Der inbin Konsequente Umsetzung des Internet der Dinge in der Logistik Erster Patentantrag schon 2008 zu allen Formen von intelligenten Ladungsträgern Vorgestellt auf der Messe LogiMAT 2012 Unterscheidungsmerkmale zu anderen intelligenten Ladungsträgern Wartungsfrei durch Energy-Harvesting Extrem sparsam durch Ultra-low-Power Elektronik Vernetzung mit der Cloud Kommuniziert direkt mit dem Bediener Fraunhofer Seite 16

17 Die Umwelt erfassen und Entscheidungen selbständig treffen Neue Ultra-Low-Power Prozessoren 32-Bit CPU mit genügend Leistung für aufwändige Prozesse Mehrere hundert Kilobyte nichtflüchtiger Speicher Benötigt dabei nur 1/100 der Energie einer LED Zero-Power Sensorik Beschleunigungssensoren (Schock) Vibrationsdosimeter Lagesensoren Temperatursensoren Feuchtsensoren (Betauung) Luftfeuchtesensoren Fraunhofer Seite 17

18 Mit Menschen und der Cloud kommunizieren Graphische Displays und Sensortasten Bistabile E-Ink Grafikdisplays Blickwinkelstabil und hoher Kontrast (QR-/Barcode) Ähnliche Eigenschaften wie Papieretiketten Verschleißfreie, vergießbare Bedienelemente Drahtlose Verbindung zur Cloud Alle freien Frequenzen nutzbar (2,4GHz, 868Mhz, 433Mhz) Über spezielle Router (Ethernet, DSL, UMTS, LTE) direkt ins Internet (keine Middleware notwendig) Sicher durch 256Bit symmetrische AES- Verschlüsselung RFID-Tag Simulation um mit bestehender Infrastruktur zu kommunizieren Fraunhofer Seite 18

19 Wartungsfrei, langlebig und grün durch Energy-Harvesting Vorteile durch Energy-Harvesting Lebenslange Laufzeit Keine Kosten durch manuelles Handling von Batterien Umweltfreundlich und innovativ Insgesamt günstiger Energy-Harvesting am inbin Speziell auf Indoor-Lichtverhältnisse abgestimmte amorphe Solarzellen Aufwändiges und ausgeklügeltes Energiemanagement Kombination unterschiedlicher Energiespeicher Fraunhofer Seite 19

20 Anwendungsfall: Kommissionierung Signalisierung der Pickinformation Quittierung oder Fehlmengeneingabe direkt am Behälter Keine Verkabelung notwendig Fraunhofer Seite 20

21 Anwendungsfall: Kanban Anzeige von: -Bauteilinformationen -Alternative Lagerplätze -Status der Nachlieferung Füllstandüberwachung und automatisches Nachordern Quittierung oder Fehlmengeneingabe direkt am Behälter Fraunhofer Seite 21

22 Weitere Entwicklung: inbin-steckkarte ISO-kompatible Einsteckkarte im 1/3-DIN A4-Format Energy-Harvesting oder kontaktlose Ladeverfahren Ränder der Karte sind flexibel Fraunhofer Seite 22

23 ibin - Behälter mit Augenmaß Mit einer integrierten Kamera und im Zusammenspiel mit seiner Cloud zählt der ibin die Teile, die in ihm liegen. Fraunhofer Seite 23

24 Intelligente Regalplatzkennzeichnung Energieversorgung durch Solarzelle Anzeige aller relevanten Artikelinformationen aus dem Web-Shop Prototypenentwicklung (Elektronik und Software) Nachbestellungen über einen Tastendruck Gehäusedesign und 3D-Druck Energieautarker Betrieb über mind. fünf Jahre Automatische Aktualisierung und Anzeige des Bestellstatus Fraunhofer Seite 24

25 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Es kommt nicht darauf an, die Zukunft vorauszusagen, sondern darauf, auf die Zukunft vorbereitet zu sein. Perikles, (um v. Chr.), athenischer Politiker und Feldherr