KI-Sensorik für die Logistik

Mit dem intelligenten Klassifizierungssystem breeze-PAVE verändert die Breeze Innovations GmbH die Palettenprüfung grundlegend. Das System bewertet Paletten vollautomatisch, schnell und objektiv.

Paletten bilden das Rückgrat der Logistik und ermöglichen weltweit den Transport von Gütern in unzähligen Prozessen. Im Laufe ihres Lebenszyklus legen sie nicht selten Hunderttausende von Kilometern zurück und tragen schwere Lasten – Abnutzungserscheinungen sind angesichts dessen nicht zu vermeiden. Die Folgen beschädigter Paletten können je nach Schwere des Schadens stark variieren: Abstehende Teile, der mögliche Einsturz von Ladungen oder eine eingeschränkte Maschinenfähigkeit und Transportsicherheit durch stark in Mitleidenschaft gezogene Paletten sind Risiken, die massive Störungen logistischer Abläufe, komplette Betriebsunterbrechungen oder Transportschäden verursachen können. Beschädigungen an der Ware führen zudem eventuell dazu, dass Kunden die Annahme verweigern. Finanzielle Verluste unter anderem durch mögliche Strafen, Ausschuss oder teure Reparaturen wollen Logistikunternehmen nach Möglichkeit natürlich vermeiden.

Beim Tauschhandel der Leerpaletten werden Paletten aus diesem Grund immer wieder geprüft - allerdings in der Regel manuell, weiß Dr. Michael Kleinkes, einer der Gründer und Geschäftsführer der Breeze Innovations GmbH aus Haltern am See: „Diese Prüfungen sind körperlich anstrengend und oft subjektiv, was während der Übergabe von überprüften und klassifizierten Leerpaletten häufig zu Diskussionen führt.“

Diese Situation wollten Kleinkes und sein Partner grundlegend ändern. „Unser Ziel war die Entwicklung eines Klassifizierungssystems, mit dessen Hilfe der Qualitätszustand von Paletten ohne großen Aufwand vollautomatisch, schnell, zuverlässig, reproduzierbar und vor allem objektiv beurteilt werden kann“, so Kleinkes. Mit breeze-PAVE steht dem Palettenhandel nun solch eine Möglichkeit zur Verfügung.

Mit hybrider Sensorik zum digitalen Zwilling

Das innovative System ermöglicht es, Palettenmerkmale wie den aktuellen Zustand jedes einzelnen Palettenbauteils, die Farbe, die Helligkeit sowie die dreidimensionalen Abmessungen zu erfassen und somit die Qualität von Paletten bestmöglich zu beurteilen. Sowohl die Farbe als auch die Helligkeit von Paletten zuverlässig klassifizieren zu können ist dabei enorm wichtig: Viele Pooling-Unternehmen kennzeichnen ihre eigenen Palettenkontingente durch eine dedizierte Farbe, um sie einfacher von den Leihpaletten des Wettbewerbs zu unterscheiden. Die Erkennung der Helligkeit ist für die Klassifizierung von Tauschpaletten mitentscheidend. Bei der Prüfung der geometrischen Abmessungen der Einzelkomponenten, also der Deckbretter, Laufbretter, Querbretter und Klötze, erkennt breeze-PAVE, ob diese Elemente das vorgegebene geometrische Maß und die geforderte Position einhalten. Ist dies nicht der Fall, werden die entsprechenden Stellen markiert und die Qualitätsbewertung der Palette herabgesetzt.

Breeze setzt bei der Datenerfassung auf ein Multi-Sensorsystem, erläutert Kleinkes: „Die Paletten werden von breeze-PAVE im Durchlauf jeweils von oben, unten, seitlich, vorne und hinten über mehrere Laser-Sensoren gescannt und gleichzeitig auf ausreichende Helligkeit geprüft. Durch diese Kombination erzielen wir eine vollständige 360-Grad-Digitalisierung der realen Objekte und schaffen so eine solide Grundlage für die Beurteilung der Zustände der geprüften neuen oder gebrauchten Paletten.“ Selbst chemische Rückstände sowie Verschmutzungen durch Öl, Farbe oder anhaftende Kartonagen erkennt das System dabei zuverlässig.

Aus den erfassten Informationen entsteht ein digitaler Zwilling, den breeze-PAVE anschließend per Software detailliert auswertet. In diesem Schritt werden Abweichungen von vorgegebenen Qualitätsmerkmalen automatisch erkannt, die Palette klassifiziert und eindeutig den Güteklassen A, B, C oder „defekt“ zugeordnet. Die Bewertungsprofile können dabei flexibel an die Vorgaben des Anwenders angepasst werden und decken sowohl die unter den Warenträgern üblichen Standards wie EPAL oder India als auch individuelle kundenspezifische Anforderungen ab.

„Zudem ermöglicht die Software dem Anwender über definierbare Parametrierungs-Sets, eine Kunden-individuelle Klassifizierung der Paletten zu erreichen, die von den gebräuchlichen Standards losgelöst ist“, erläutert Kleinkes. „Das hat den Vorteil, dass man für beliebige Kunden individuelle Profile anlegen und per Knopfdruck in der Software auswählen kann. Dadurch kann auf Wunsch den Kundenanforderungen bestmöglich entsprochen werden.“

Über 1000 Paletten pro Stunde

Im Vergleich zur manuellen Palettenprüfung besticht breeze-PAVE durch eine Reihe von Vorteilen. Die wohl wichtigste Eigenschaft des Systems besteht in der Objektivität des automatisierten Prozesses, der zugleich die Prozesssicherheit erheblich steigert. Ein weiterer Pluspunkt ist die außergewöhnlich hohe Genauigkeit und Geschwindigkeit des Systems: Pro Palette erfasst es im Durchlauf ohne jegliche Taktverzögerung mehrere Millionen 3D-Messpunkte, wertet diese in weniger als einer Sekunde aus und detektiert dabei nicht nur offensichtliche Beschädigungen, sondern selbst kleinste Abweichungen.

Diese beeindruckende Leistungsfähigkeit ermöglicht pro Stunde und System aktuell einen Durchsatz von weit über 1.000 Paletten, die während des normalen Betriebs, also im Vorbeifahren und ohne Stillstand der untersuchten Warenträger, geprüft werden können. Insbesondere bei Prozessen mit hohem Umschlag ergeben sich daraus enorme Einsparungen beim Zeit- und Personalaufwand. „Auf Basis der Auswertezeit könnten wir theoretisch pro System sogar 4000 Paletten pro Stunde prüfen – diese Rate ist mit aktuellen Fördertechniken jedoch gar nicht realisierbar. Die Präzision und Geschwindigkeit von breeze-PAVE ist mit dem menschlichen Auge absolut unerreichbar“, unterstreicht Kleinkes.

Zu den Stärken von breeze-PAVE zählt außerdem, dass es sich auf unkomplizierte Weise in bestehende Förder- und Sortieranlagen integrieren lässt und lediglich 1,5 Meter Bauraum über der Fördertechnik sowie einen Spalt von rund 25 Zentimetern in der Linie benötigt. Alternativ bietet breeze auch eine Komplettlösung mit eigener Fördertechnik an. Die Steuerung des Systems kann bei Bedarf auch in vorhandene Schaltschränke integriert werden.

Digitalisierte Lademittelverwaltung optimiert

Die vollständige Anbindung an digitale Lademittelverwaltungssysteme stellt nach Meinung von Kleinkes einen wichtigen Meilenstein in Richtung Digitalisierung von Logistikprozessen dar: „Für jede geprüfte Palette erstellt breeze-PAVE ein Online-Protokoll, das nach verschiedenen Kriterien ausgewertet werden kann, beispielsweise nach Fuhren, Güteklassen oder Standorten. Auf Wunsch werden die erfassten Daten direkt in die Cloud übertragen und stehen dem Anwender in Echtzeit zur Verfügung. Damit wird eine transparente, standortübergreifende Überwachung der Palettenqualität und beispielsweise eine langfristige Beobachtung der Qualität von Paletten eines bestimmten Kunden über Monate hinweg möglich. Für moderne Logistikprozesse ist diese Technologie ein zentraler Baustein und ein entscheidender Schritt in Richtung digitalisierte Lademittelverwaltung.“

Zudem ist breeze-PAVE nicht auf Holzpaletten beschränkt, sondern kann sämtliche Warenträger wie Kunststoffpaletten, Gitterboxen oder Vollgut prüfen. Informationen wie Maße, Volumen, Überstände oder Verformungen solcher Objekte erfasst das System präzise und wertet sie digital aus. „Wir haben uns bei dieser Entwicklung zunächst auf Holzpaletten fokussiert, sind aber auf Basis unserer langjährigen Erfahrungen in der Automatisierung in der Lage, breeze-PAVE als flexible Plattform für individuelle Kundenlösungen zu nutzen und an die jeweils vorliegenden Anforderungen anzupassen“, so Kleinkes.

Die Fähigkeiten des Systems gehen nach seinen Worten weit über das reine Klassifizieren von leeren oder vollen Ladungsmitteln hinaus: „Mit breeze-PAVE können wir vom Mehrweg-Trinkbecher bis hin zu großen Objekten praktisch alles digitalisieren und sind in der Lage, jede Art von geometrischer Form- und Lageabweichung an beliebigen Objekten zu detektieren. Aktuell fokussieren wir uns aber tatsächlich auf das Thema Paletten und arbeiten hier momentan bereits an weiteren Lösungen, wie unter anderem der automatisieren Materialüberwachung im Reparaturprozess. Dadurch können entstandene Kosten pro reparierter Charge automatisiert nachgehalten und verrechnet werden.“

Wirtschaftlich attraktive Lösung

Das von Breeze Innovations entwickelte System hat einen hohen technologischen Anspruch und basiert auf etablierten Sensor- und Software-Technologien. Die Anschaffungskosten des Klassifizierungssystems amortisieren sich laut Kleinkes innerhalb kurzer Zeit: „Eingesparte Personalkosten, eine hohe Verfügbarkeit auch zu Zeiten von Personalmangel, Krankheit oder Urlaub, reduzierte Fehlbewertungen und vermiedene Rücknahmen sowie die sichere Erkennung gefälschter Paletten, die in der Logistik zunehmend für Probleme sorgen, machen breeze-PAVE zu einer wirtschaftlich attraktiven Lösung. Insbesondere Unternehmen, die täglich große Mengen an Paletten prüfen oder sortieren müssen, profitieren enorm von dieser Innovation.“

Für die Mitarbeiter bleiben die Abläufe im täglichen Betrieb nahezu unverändert: Paletten werden weiterhin wie gewohnt aufgegeben, entnommen oder je nach Klassifizierungsergebnis einer Reparatur zugeführt. Neu ist jedoch, dass breeze-PAVE die bislang manuelle Prüfung der Palettenqualität vollautomatisiert übernimmt und in unter einer Sekunde eine objektive Auswertung zur Klassifizierung erstellt. Für jeden Lieferprozess steht somit über einen Web-Server ein digitaler Qualitätsbericht zur Verfügung, der mit jedem Browser-fähigen Gerät angezeigt werden kann. Lageristen und Kraftfahrer erhalten dadurch umgehend und auf einen Blick eine transparente Übersicht über die Zusammensetzung der Ladung sowie den Zustand der Paletten. Mit den objektiven Ergebnissen von breeze-PAVE in Form transparenter Berichte gehören Diskussionen über die Palettenqualität an der Rampe somit der Vergangenheit an.

Autor: Peter Stiefenhöfer, PS Marcom Services

Bilder: breeze innovations GmbH