Logistics Journal: Proceedings
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Optimization of an automated truck loading system for curtain trailers using sensor-based environmental perception and adaptive protection guard system
Full text linkDie Automatisierung im Transport- und Logistiksektor gewinnt aufgrund von Effizienz- und Sicherheitsanforderungen sowie dem zunehmenden Fachkräftemangel immer mehr an Bedeutung. Insbesondere in der Distributions- und Lagerlogistik optimieren Automatisierte Verladesysteme, wie Automated Truck Loading Systems (ATLS) zukünftige Logistikprozesse. Jedoch stellen verschiedene LKW-Aufliegertypen mit unterschiedlichen Bauweisen eine Herausforderung für solche Verladesysteme dar. Besonders bei Planenauflieger erschweren die Bauweise und die nachgiebige Rahmenkonstruktion den Einsatz statischer Verladesysteme, da Asymmetrien und schräge Seitenwände im Innenraum vorhanden sind. In diesem Beitrag wird ein LKW-Beladesystem vorgestellt, welches diverse Aufliegertypen automatisiert beladen kann. Da das LKW-Beladesystem den begrenzten Platz nutzen und gleichzeitig Kollisionen mit Seitenwänden verhindern muss, wird in diesem Beitrag die Entwicklung und Evaluation eines sensorischen Umfelderkennungssystems für das LKW-Beladesystem präsentiert. Das Ziel dieses Systems ist die Steigerung der Sicherheit und Effizienz von Beladevorgängen durch präzise Echtzeit-Abstandsmessungen und Kollisionserkennung im Innenraum vom Planenauflieger. Die Ergebnisse des Feldexperiments zeigen, dass eine zuverlässige und genaue Umfelderkennung möglich ist. Die praxisnahe Evaluation des Systems in einem realen betrieblichen Kontext verdeutlicht seine Fähigkeit zur vorausschauenden Kollisionserkennung und Abstandsmessung während des Beladevorgangs.In response to rising demands for efficiency, safety, and the growing shortage of skilled labor, automation in the transportation and logistics sector has gained significant importance. Automated Truck Loading Systems (ATLS) are being increasingly utilized to optimize distribution and warehouse logistics. However, the presence of various truck trailer types with distinct designs poses challenges for loading systems. Particularly, the flexible construction of curtain-sided trailers complicates the application of static loading systems due to asymmetries and sloping side walls. This article introduces a truck loading system capable of autonomously loading various trailer types. Yet, with curtain-sided trailers, collisions between palletized cargo and side walls are frequently encountered. Addressing this, the article presents the development and evaluation of a sensory environment recognition system for the loading process. The system\u27s objective is to enhance safety and efficiency by enabling precise real-time distance measurements and collision detection within the interior of the curtain-sided trailers. Results from field studies demonstrate the system\u27s capability for reliable and accurate environment recognition. Practically evaluated within an operational context, the system showcases its ability for predictive collision detection and distance measurement during the loading process
Verwaltungsschale und Wissensgraphen-basierte Planung der Produktionslogistik in einem Fluiden Produktionssystem
Full text linkKürzere Produktlebenszyklen, zunehmende Produktvielfalt und schwankende Absatzzahlen gehören zu den größten Herausforderungen der Hersteller in unserer Zeit. Um diese Herausforderungen zu bewältigen und die Wettbewerbsfähigkeit zu sichern, sind wandelbare Produktionssysteme, wie beispielsweise die Fluide Produktion, mit einer entsprechenden Produktionslogistik besonders wichtig. Die Fluide Produktion bietet die nötige Flexibilität und Wandlungsfähigkeit, um den sich ständig ändernden Anforderungen gerecht zu werden. Traditionell wird die Planung der Produktionslogistik ganzheit-lich nach der Fabrik- und Produktionsplanung mit monolithischen Softwareanwendungen wie z. B. ERP, CAD oder mit herkömmlichen Office-Tools durchgeführt. Diese Vorgehensweise eignet sich für nahezu konstante und vorhersehbare Produktionsbedingungen. Jedoch zeichnen sich bisherige Lösungen sich durch eine begrenzte Interoperabilität aus und sind unzureichend für Wandelbare Produktionssysteme. Aus diesem Grund sind integrale, wissens- und softwarebasierte Ansätze erforderlich. In diesem Beitrag wird ein Ansatz zur Planung und Rekonfiguration der Produktionslogistik in einer Fluiden Produktion unter Verwendung der Verwaltungsschale und Wissensgraphen vorgestellt.Shorter product life cycles, increased product variety and volatile sales figures are some of the main challenges of manufacturers nowadays. In order to deal with these challenges and maintain a competitive edge, changeable production systems such as Fluid Manufacturing Systems (FLMS) with corresponding production logistics become particularly important. FLMS provides the required flexibility and changeability to meet continuously changing requirements. Traditionally, production logistics planning is conducted holistically and designed after the factory and production planning stage with monolith soft-ware applications e.g. ERP, CAD or with conventional office tools. This procedure is suited for production environments with nearly constant and predictable production conditions. However, it is limited in terms of interoperability and insufficient for changeable production systems. Therefore, integral, knowledge- and software-based approaches are necessary. This paper presents an approach for the planning and reconfiguration of production logistics in FLMS by using Asset Administration Shells (AAS) and knowledge graphs
Wenn Sprachassistenz Einzug hält: Wie smarte Technologie die Effizienz im Wareneingang erhöht
Full text linkDer Wareneingang stellt einen essentiellen Schritt in Lieferketten dar. Dieser wird dabei oftmals von Lageristen manuell durchgeführt, die mit unterschiedlichen Herausforderungen wie Zeitdruck, fehlenden Waren, falsche Mengen, Schäden und unvollständigen Dokumenten konfrontiert sind. Um die Arbeitskräfte bestmöglich zu unterstützen, sind digitale Assistenzsysteme geeignet. In der Studie soll das Potenzial der Sprachassistenz in verschiedenen Prozessen des Wareneingangs untersucht werden. Dazu gehören die verbale Identifikation eingehender Güter und die interaktive Anleitung in der Qualitätskontrolle. Es werden technische Anforderungen definiert, eine lernfähige Datenstruktur vorgestellt und ein neuartiges neuronales Netz für Mehrfacheingaben trainiert. Abschließend werden zwei Beispielszenarien evaluiert und mit derzeitig genutzten Methoden und Werkzeugen verglichen.Goods receipt is an essential step in supply chains. It is often performed manually by warehouse staff. They are confronted with challenges such as time pressure, missing goods, wrong quantities, damages and incomplete documents. To support the workers in the best possible way, digital assistance systems are suitable. The study aims to investigate the potential of voice assistance in various processes of goods receipt. These include verbal identification of incoming goods and interactive guidance in quality control. Technical requirements will be defined, an adaptive data structure will be presented, and a novel neural network will be trained for multiple inputs. Finally, two example scenarios are evaluated and compared with currently used methods and tools
Aufgaben einer Betriebsleitstelle für automatisierte Busse und ihre Auswirkungen auf die Wirtschaftlichkeit eines öffentlichen Verkehrsunternehmens
Full text linkEs wird erwartet, dass automatisierte Fahrzeuge die zukünftige Mobilität verändern werden. Bis die Fahrzeuge jedoch autonom auf der Straße unterwegs sind, müssen sie mit Hilfe einer Betriebsleitzentrale überwacht werden, was einen erheblichen Einfluss auf die Kosten hat. Anhand einer Kosten-Wirksamkeits-Analyse wird der Einfluss der Betriebsleitstelle auf die Wirtschaftlichkeit von automatisierten Bussen bewertet. Die Daten werden aus Pilotbetrieben mit automatisierten Bussen im öffentlichen Raum abgeleitet. Zu diesem Zweck werden verschiedene Szenarien für automatisierte Busse von Automatisierungsstufe 0 bis Automatisierungsstufe 4 berechnet und verglichen.Automated vehicles are expected to change future mobility. However, until the vehicles are on the road autonomously, they must be monitored with the help of an operation control center, which has a significant impact on the costs. Based on a cost-effectiveness analysis, the impact of the Operation Control Center on the economic efficiency of automated buses is evaluated. Data is derived from pilot operations with automated buses in public spaces. For this purpose, different scenarios of automated buses from automation level 0 to automation level 4 are calculated and compared
Greif and Drive – Concept for an innovative robot-based order picking principle
Full text linkDer Beitrag dieser Veröffentlichung besteht in der Darstellung eines neuartigen Konzepts für ein Kommissionierprinzip mit dem Namen „Greif and Drive“. Es handelt sich dabei um ein automatisiertes, roboterbasiertes Kommissionierprinzip, das sich zum einen durch bewegliche Materialflusselemente (autonome mobile Roboter) und zum anderen durch Treffen an dynamischen Greiforten auszeichnet. Beides unterscheidet sich von existierenden Kommissionierprinzipien, weil dort mindestens ein zentrales Materialflusselement ortsfest ist. Hinsichtlich der Leistung, Flexibilität und Systemverfügbarkeit werden für das Konzept von Greif and Drive Hypothesen formuliert, woraus künftiger Forschungs- und Entwicklungsbedarf in den Bereichen Bewegungsplanung und Koordination, Anwendungsszenarien und Materialflusssimulation sowie Greifen und Handhaben identifiziert wird.The aim of this publication is to present a novel concept for a picking principle called „Greif and Drive“. It is an automated, robot-based picking principle which is characterized by moveable material flow elements (autonomous mobile robots) on the one hand and meetings at dynamic gripping locations on the other hand. Both differ from existing picking principles which feature at least one stationary material flow element. In terms of performance, flexibility and system availability, hypotheses are formulated for the concept of Greif and Drive, from which further research is identified in the areas of path planning and coordination, application scenarios and material flow simulation, as well as gripping and handling
Manufacturing and testing of a prototype for condition monitoring of fiber ropes for crane applications
Full text linkIm Rahmen dieses Forschungsprojekts wird ein Messsystem zur Zustandsüberwachung von Faserseilen entwickelt. Der Vergleich verschiedener Messmethoden führte zu einem Messsystem, das auf Dehnungsmessung durch elektrische Signallaufzeitmessung basiert. Hierbei werden elektrische Leiter und Messknoten samt Elektronik in den Seilkern eingefügt. Es wird der Aufbau des Messsystems sowie die Fertigung eines ersten Prototyps beschrieben. Erste Testmessungen mit dem Prototyp demonstrieren die Funktion der einzelnen Komponenten und deren Zusammenspiel und veranschaulichen die erfolgreiche Erfassung von Dehnung und Temperatur.In this research project, a measuring system for discard maturity determination of fiber ropes is developed. The comparison of various measuring methods led to a measuring system based on strain measurement by electrical signal time-of-flight measurement. Electrical conductors and measuring nodes with electronics are inserted into the rope core. The design of the measuring system and the production of a prototype are described. First test measurements with this prototype demonstrate the function of the individual components of the measuring system and their interaction and show the successful determination of strain and temperature
Measuring system for detecting idler alignments on a troughed belt conveyor system
Full text linkGurtschieflauf ist eine der Hauptursachen für die Be-grenzung der Effizienz von Gurtfördersystemen. Eine Ursache von Gurtschieflauf ist die Fehlausrichtung von Tragrollenstationen. An langen Anlagen werden jedoch mehrere Hundert bis Tausend Tragrollen ver-baut. Die Überprüfung jeder einzelnen Station per Hand ist somit mit einem unverhältnismäßig großen Zeitaufwand verbunden. Das hier vorgestellte Messsys-tem ermöglicht die messtechnische Ermittlung der Tragrollenausrichtung.Belt mistracking is one of the main causes limiting the efficiency of belt conveyor systems. One cause of belt mistracking is the misalignment of idler stations. On long systems, several hundred to a thousand idlers are installed. Checking each individual station by hand re-quires a lot of time. The measuring system presented here enables the alignment of idlers to be determined by measurement
Running-in Warmup Effects of Industrial Truck Wheels with Polyurethane Tread
Full text linkRäder und Rollen verkörpern für sämtliche logistische und fördertechnische Prozesse des Materialflusses ein unverzichtbares Konstruktionselement. Die vielfach eingesetzten Vollmaterial-Laufbeläge aus Heißgießpolyurethan weisen ein komplexes Betriebsverhalten auf, welches durch zahlreiche Parameter bzgl. innerer und äußerer Reibung geprägt ist. Während bislang hinsichtlich der Auslegung der Materialspezifikation primär die Geschwindigkeit, die Nutzlast, und damit einhergehend das Durchmesser- und Breitenverhältnis gegenständlich waren, zeigen neue Versuchsergebnisse, dass das erzielbare Leistungsvermögen einer derartigen Polyurethanbandage auch Abhängigkeiten bezüglich der Charakteristik des initialen Einlaufprozesses aufweist. Die vorliegenden Ergebnisse belegen, dass eine Korrelation im Hinblick auf Belastung und Temperatur während der Einlaufphase zu der im weiteren Verlauf erzielbaren Belastungsgrenze besteht. Zudem konnten alterungsbedingte Effekte nachgewiesen werden, so dass die hier vorgestellten Versuchsergebnisse und darauf basierend weitergehende Untersuchungen einerseits in einem geschärften Anwenderwissen münden können, anderseits aber auch Ausgangspunkt für Entwicklungen in puncto Radkonstruktion und Laufbelagsmaterialeigenschaften darstellen.Wheels and castors are an essential design element for all logistical and material handling processes. The frequently used solid material treads made of polyurethane have a complex operating behaviour, which is characterised by numerous parameters with regard to internal and external friction. Whereas up to now, the design of the material specification was primarily based on speed, payload and the associated diameter and width ratio. Recent test results show that the achievable performance of such a polyurethane tread is also dependent on the characteristics of the initial runningin process. The present results prove that there is a correlation between the load and temperature during the runningin phase and the load limit that can be achieved in the further course. In addition, agerelated effects could be proven, so that the test results presented here and further investigations based on them can on the one hand lead to a improved user knowledge, but on the other hand also represent the starting point for developments in terms of wheel design and tread material properties
Einsatz innovativer Technologien in industriellen Kompostieranlagen: Erkundung technischer und logistischer Optimierungsmöglichkeiten zur Erreichung von Standards der Industrie 4.0
No full textDie vorliegende Arbeit untersucht die technischen und logistischen Potenziale zur Erreichung von Industrie 4.0-Standards in industriellen Kompostieranlagen mithilfe eines Model-Based Systems Engineering (MBSE) Ansatzes. Da herkömmliche Kompostierungsprozesse stark auf manuelle Arbeit angewiesen sind, müssen Automatisierung und Innovation vorangetrieben werden, um die steigenden Anforderungen der Industrie zu erfüllen. Die vorliegende Arbeit präsentiert daher die Fortschritte bei der Entwicklung eines autonomen Kompostwenders, indem ein IIoT-Modul (Industrial Internet of Things) vorgestellt wird. Das Modul wurde methodisch unter Verwendung des MBSE-Ansatzes entworfen und dient der Erfassung, Verarbeitung, Übertragung zu Webserver und Anzeige von Daten aus dem Kompostierungsprozess. Die Arbeit zeigt den erfolgreichen Einsatz des IIoT-Moduls in einem industriellen Umfeld und belegt, dass die Anwendung von MBSE zur Verbesserung der Kommunikation, zur Risikominderung und zur Steigerung der Effizienz in der technischen Entwicklungsphase beiträgt. Die Einführung und Anwendung dieser Technologien ermöglicht somit eine deutliche Verbesserung der Prozesse der Kompostierung, verringert die Abhängigkeit von manueller Arbeit und erhöht die operative Effizienz.This research explores technical and logistical opportunities to achieve Industry 4.0 standards at industrial composting plants through a model-based systems engineering (MBSE) approach. As traditional composting methods rely heavily on manual labor, increased automation and innovation are necessary to meet evolving industry demands. Thus, the present study shows the advancements in the development of an autonomous compost turners through the introduction of an Industrial Internet of Things (IIoT) module. The module was methodically designed using the MBSE approach, and is intended to manage the acquisition, processing, web-server transmission, and display of compost data. The study demonstrates the successful deployment of the IIoT module within an industrial environment, showing that the adoption of MBSE contributes to improving communication, reducing risk, and increasing efficiency during the engineering development phase. Thus, the implementation of these technologies significantly improves waste management processes, reduces manual labor reliance, and enhances operational efficiency
Benchmarking für die Indoor-Lokalisierung Autonomer Mobiler Roboter in der Intralogistik
Full text linkIn diesem Beitrag wird ein neuartiger Ansatz zum Benchmarking von Indoor-Lokalisierungssystemen (ILS) für mobile Roboter in Lager- und Produktion-sumgebungen vorgestellt. Die Studie konzentriert sich auf verschiedene Lokalisierungstechnologien, die üblicherweise in der mobilen Robotik verwendet werden, und implementiert transparente und vergleichbare Leistungsmetriken, ein automatisiertes Experimentierverfahren und einen intuitiven Ansatz zur Leistungsvisualisierung. Die Experimente wurden mit einem speziell angefertigten Roboter durchgeführt, der mit verschiedenen Sensoren ausgestattet war, darunter LiDAR-, UWB- und Vision-Systeme. Es wird eine Methode vorgeschlagen, um die Auswirkungen von Umgebungsfaktoren wie Beleuchtung, Reflektivität und Hindernisse auf die Lokalisierungsleistung systematisch zu analysieren. Die Ergebnisse geben Aufschluss über die Robustheit und Genauigkeit des Systems unter verschiedenen Bedingungen. Die Studie ermöglicht eine effizientere experimentelle Analyse von Sensorfusions- und Optimierungsstrategien, um eine optimale Leistung zu erzielen, und bietet einen Arbeitsablauf für die effiziente Untersuchung von Sensorfusionskonzepten anhand realer Daten.This paper introduces a novel approach to benchmarking Indoor Localization Systems (ILS) for mobile robots in warehouse and manufacturing contexts. The study focuses on diverse localization technologies commonly used in mobile robotics and implements transparent and comparable performance metrics, an automated experimental procedure, as well as an intuitive performance visualization approach. Experiments were conducted using a custom-built robot equipped with various sensors, including LiDAR, Ultra-Wideband (UWB), and vision systems. A process for systematically analyzing the impact of environmental factors such as lighting, reflectivity, and obstacles on localization performance is proposed. The results provide insights into system robustness and accuracy under different conditions. The study enables more efficient experimental analysis of sensor fusion and optimization strategies for achieving optimal performance and offers a workflow to efficiently investigate sensor fusion concepts using real data