Trend sledování snad všeho, co je součástí dodavatelských řetězců, se pozvolna proměňuje v sofistikované využití internetu věcí.
Trend sledování snad všeho, co je součástí dodavatelských řetězců, se pozvolna proměňuje v sofistikované využití internetu věcí.
autor: Shutterstock

Spojili jsme se, protože máme všichni stejný problém. Neumíme dobře řídit logistiku vratných kontejnerů. Tak vysvětloval nedávno v přednášce na The Supply Chain Conference v Atlantě Dana McBrien, hlavní poradce společnosti Honda North America, co ji vedlo k tomu, že se dohodla s dalšími automobilkami jako Toyota, GM, Nissan a Fiat Chrysler Automobiles, s 12 většími dodavateli dílů, dvěma logistickými společnostmi a asociací AIAG a společně vytvořili nový systém pro sledování kontejnerů na jejich cestě dodavatelským řetězcem, který využívá RFID tagy umístěné na obalových jednotkách a on-line platformu.

Sledování zásilek, logistických jednotek či dopravních prostředků je jedním z trendů současného supply chain managementu a firmy o monitorovací technologie jeví stále větší zájem. Dodavatelské řetězce jsou díky tomu transparentnější, dají se lépe "vychytat" a odstranit problémy, vylepšit logistické procesy a zákazníci mají větší jistotu, že jejich zboží přišlo ve správný čas tam, kam skutečně mělo, a hlavně v původním stavu.

Zavedení zmíněného systému v automobilovém průmyslu bylo složité z hlediska organizace celého projektu a propojení dat od různých stran, z hlediska použité technologie se ale jedná o poměrně jednoduchou záležitost. Dnes už se však začínají prosazovat mnohem komplikovanější zařízení, která dokážou monitorovat nejen status a polohu, ale desítky dalších ukazatelů, informace odesílat a zpracovávat je.

Právě tato oblast je jedním z největších adeptů na využití takzvaného internetu věcí v logistice, respektive průmyslového internetu věcí (Industrial Internet of Things - IIoT), což je v některých lokalitách de facto obdoba v Evropě používaného termínu Průmysl 4.0. Jde zjednodušeně o síťové propojení různých "věcí" prostřednictvím internetu, kdy tyto objekty jsou vybaveny senzory, softwarem a další elektronikou a posílají si navzájem data, která se následně poloautomaticky či automaticky vyhodnocují.

Nejvíce kamiony, nejrychleji palety

Zavádění průmyslového internetu věcí začalo ve větším měřítku loni a předloni a v příštích letech se má rychle rozvíjet. Podle průzkumu společnosti Bsquare jej považuje 95 procent průmyslových firem za významný prvek, který jim do budoucna může pomoct uspět na trhu. A z firem, které IIoT už nasadily, se 67 procent zaměřuje na využití v logistice.

Podle analýzy poradenské společnosti Gartner se internet věcí v logistice celosvětově nejvíce používá pro monitoring různých částí těžkých nákladních vozů, kde sbírají data kvůli prediktivní údržbě nebo zlepšení provozu. "Na oblast nákladní automobilové přepravy bude zároveň připadat největší podíl výdajů - 210 z celkově 528 miliard dolarů, které přepravní odvětví na internet věcí v roce 2021 vydá," říká Lukáš Erben, manažer společnosti KPC-Group, která v tuzemsku Gartner zastupuje.

Do budoucna se ale počítá s největším nárůstem využití IIoT při sledování palet a stavu zásilek (blíže viz tabulka): "Druhou nejvýznamnější a zároveň nejrychleji rostoucí oblastí bude z hlediska počtu koncových bodů sledování přepravních palet, na třetím místě pak budou koncové body pro sledování subsystémů autobusů veřejné dopravy, následovány systémy pro monitorování teploty, vlhkosti, tlaku a dalších parametrů u přepravních kontejnerů," vypočítává Lukáš Erben.

Podle něj mezi lety 2016 a 2021 celkem naroste počet koncových bodů IoT v přepravním odvětví ze 166,6 na 389,9 milionu a celkové celosvětové výdaje na IoT porostou z 351 na 528 miliard dolarů.

Jedinečnost v parametrech a zpracování

A právě na takový vývoj sází i český výrobce měřicích přístrojů Orbit Merret, který letos získal čestné uznání na brněnském veletrhu Amper 2018 za nový produkt určený zejména pro monitorování zboží během přepravy. OMT 1010, jak se nazývá, se může také používat při jízdních zkouškách nebo při testování manipulačních jednotek. Sledovací "krabička", která je zatím ve fázi finalizace vývoje a testování, je jedním z typických příkladů, jak se v logistice s největší pravděpodobností uplatní internet věcí ve větší míře. V jejích útrobách jsou zabudované různé senzory, které zaznamenávají data a přenášejí je do nadřazeného systému pomocí globálního čtyřpásmového GSM/GPRS modulu. Uživatel pak po přihlášení do webové aplikace může sledovat, co se se zásilkou děje.

Síť GSM se využívá proto, že má největší pokrytí. "Nově se připravují globální moduly pro 5G sítě, takže máme v plánu náš systém následně upgradovat," vysvětluje vývojář firmy Orbit Merret Luboš Langhammer.

Pokud je jednotka mimo dosah signálu, naměřená data se ukládají do interní paměti a odešlou se v okamžiku, kdy je signál opět dostupný. Navíc má zařízení vedlejší, třikrát zálohovanou paměť s nízkou spotřebou, která se využívá pro záznam překročených hodnot, což je vlastně podstata toho, proč by si firmy měly zařízení pořizovat. A pokud uživatel potřebuje zajistit skutečně nepřerušovaný dohled, jednotka se může připojit přes satelitní síť Iridium, čímž pak ale značně stoupá cena služby.

Zařízení se bude primárně pronajímat. Podle Luboše Langhammera se bude "nájemné" včetně uložení dat a zpracování výstupů pohybovat v nižších jednotkách tisíc korun za měsíc. Při větších odběrech by pak přicházel v úvahu i prodej modulů.

1,1 mil.

Podle předpovědi analytiků Gartner poroste počet koncových bodů IoT využívaných výhradně v přepravě ze 460 tisíc v roce 2016 přibližně na 1,1 milionu v roce 2021 (nejsou zahrnuty koncové body IoT v automobilech).

22 mil.

Celkový počet koncových bodů IoT v automobilech vzroste podle analytiků Gartneru jen ve firemní sféře ze 460 tisíc na 4,56 milionu, v soukromé pak z 2,23 na 17,53 milionu (nejde o celkový počet připojených vozidel, který bude řádově nižší).

67 %

Z firem, které už průmyslový internet věcí nasadily, se 67 procent zaměřuje na využití v logistice.

70 tis.

DB Cargo chce do roku 2020 vybavit každý ze zhruba 70 tisíc železničních vozů moderními senzory a telematickými systémy.

OMT 1010 má být jedinečné díky dvěma věcem - zpracování dat včetně jejich vizualizace a množství parametrů, které umí hlídat. Zabudované senzory měří náklon, přetížení, polohu, teplotu, vlhkost, množství CO, acetonu, etanolu, etanu, isoprenu, tlak vzduchu, kvalitu vzduchu, magnetické pole, rychlost, kurz, nadmořskou výšku a intenzitu i barvu okolního osvětlení ve viditelném a infračerveném spektru. Navíc lze zařízení rozšířit i o další bezdrátové senzory, takže pak je možné současně měřit například teplotu v různých místech, přetížení na přepravním prostředku, ale i přímo na jednotlivých paletách atd.

Kapacita baterie v zařízení by měla vydržet až tři měsíce, ale samozřejmě záleží na okolním prostředí a na frekvenci odesílání dat, kterou uživatel zvolí. Ta je prakticky libovolná, ale počítá se s půlhodinou až hodinou, protože příliš častá frekvence baterii rychle vybíjí. Ovšem v případě, že dojde k překročení nastaveného bezpečnostního rozmezí, avízo se odesílá okamžitě, i když nejde o naplánovaný termín.

Uživatelé budou komunikovat se zařízením pomocí webové aplikace na platformě Microsoft Azure, následně vznikne i mobilní aplikace pro telefony. Zákazník bude moct zadávat, jaké parametry chce sledovat a na jaké trase, přičemž nastavení lze v průběhu přepravy dále vzdáleně upravovat. Z aplikace mu pak budou chodit pravidelné reporty a upozornění na překročení parametrů. "Jedna z hlavních myšlenek je, abychom firmy nezahlcovali nesmyslnými údaji, ale opravdu tím, co je zajímá," říká Luboš Langhammer.

Následně - po nasbírání údajů z přeprav se stejným startem a cílem - bude možné tyto údaje společně porovnat a vyhodnotit ideální cestu na základě například ročního období a dalších parametrů.

Testy na silnici, kolejích i na moři

O zařízení se zajímá výrobce fixačních prostředků Cordstrap, který jej testuje a ladí spolu se svými zákazníky, jako jsou ČD Cargo, Plzeňský Prazdroj nebo Třinecké železárny, během různých typů nákladní přepravy. Monitorovací modul se už projel vlakem do Německa nebo kamionem do Finska, absolvoval brzdné zkoušky v nákladním autě a v plánu je také cesta v kontejneru do východní Asie.

"Takové zařízení na trhu zatím není," vysvětluje obchodní ředitel firmy Cordstrap pro Česko a Slovensko David Marouš. Podle něj je inovativní především způsob, jakým se informace dostávají k uživateli, a forma, v jaké je vidí. Na trhu sice existují podobná zařízení, ale většinou není snadné je pro člověka, který v tom není zběhlý, nastavit tak, aby měřila během přepravy relevantní údaje a uživatel by se v nich pak jednoduše zorientoval.

Naopak v případě OMT 1010 má být po testech jasně dáno, jak se má pro různé situace a druhy přepravy nastavit. A především bude vydávat prostřednictvím aplikace srozumitelné výstupy, například v podobě mapy s grafy a upozorněními o případném překročení nastavených rozmezí. "Je to uživatelsky příjemný nástroj i pro lidi, kteří nejsou odborníky," říká David Marouš.

Monitorovací modul OMT 1010 firmy Orbit Merret se nyní testuje na různých typech přeprav.

Monitorovací modul OMT 1010 firmy Orbit Merret se nyní testuje na různých typech přeprav.
Foto: David Marouš

Problémem může být podle něj dostatečný signál, ale právě to se nyní ladí, takže bude jasné, v jakých prostředcích nemusí zařízení fungovat správně.

Ospalý nástup

Pokročilé monitorování přeprav je zatím v tuzemsku spíše v počátcích a čeká na hlavní průlom na trh. Oslovené logistické firmy zatím možnost on-line sledování různých parametrů přepravy příliš nenabízejí. Převažuje jednoduchý monitoring pomocí GPS jednotky v nákladním voze, která udává informace o poloze.

"Pohyb zásilky je monitorován skenováním jejího čísla v kombinaci s GPS informacemi z vozidel. Systémy aktivního sledování zásilek prostřednictvím jejich absolutní lokalizace nevidíme jako nutné a z pohledu životního prostředí při krátké době použití ani smysluplné. Pokud má zákazník potřebu této technologie využít, může po dohodě s příjemcem tuto technologii do zásilky přibalit," říká Pavel Včela, ředitel GLS Česká republika. A upozorňuje, že firma zásilky přepravuje v uzavřených ocelových přepravních jednotkách, takzvaných výměnných nástavbách, které mohou narušovat signál, takže je možné si polohu ověřit prostřednictvím zákaznického servisu.

Internet věcí bude do roku 2023 mít 3,5 miliardy zařízení

Počet zařízení připojených přes internet (IoT) se do roku 2023 zvýší ze současných stovek milionů na 3,5 miliardy. Přispěje k tomu rozsáhlé nasazování IoT v Číně. Zhruba pětinu mobilního datového provozu budou tvořit připojení přes sítě nové generace 5G. Bude to zároveň 1,5násobek celkového současného provozu v sítích 4G, 3G a GSM. Vyplývá to ze studie společnosti Ericsson.

První generace 5G koncových zařízení přenášejících pouze data se očekává v druhé polovině roku 2018. První komerčně prodávané chytré telefony podporující 5G se očekávají na začátku následujícího roku, přičemž k podpoře velmi vysokých frekvenčních pásem by mělo dojít mezi začátkem a polovinou roku 2019.

Mobilní operátoři na celém světě zprovoznili více než 60 mobilních IoT sítí, většinou využívající mobilní sítě LTE. V Severní Americe se tyto aplikace soustřeďují v logistice a řízení vozových parků, zatímco v Číně jsou to chytrá města a chytré zemědělství.

Očekává se, že Severní Amerika bude průkopníkem zavádění 5G s tím, že všichni hlavní američtí operátoři plánují spustit 5G mezi koncem roku 2018 a polovinou roku 2019. Na konci roku 2023 by mělo být téměř 50 procent všech mobilních připojení v Severní Americe uskutečněno v 5G sítích. Východní Asie následuje s 34 procenty a západní Evropa s 21 procenty. V České republice začne aukce frekvencí pro 5G v druhé polovině příštího roku, testování 5G ale proběhne už letos na podzim.

Stejně jako u předchozích generací mobilních sítí se i u 5G očekává, že se ke komerčnímu použití nasadí nejdříve v hustě obydlených městských oblastech, ve kterých poskytne vylepšené širokopásmové mobilní připojení a pevné bezdrátové připojení (FWA). Další možnosti využití přicházejí například z automobilového a zpracovatelského průmyslu, veřejných služeb a zdravotnictví.

V průběhu předpokládaného období se odhaduje osminásobný nárůst mobilního datového provozu, který dosáhne téměř 107 exabytů měsíčně, což je objem dat, který odpovídá tomu, že každý mobilní zákazník na světě bude sledovat full HD video deset hodin měsíčně. Do roku 2023 by měly celosvětově 5G sítě přenášet více než 20 procent mobilního datového provozu.

Postupně se ale začínají objevovat firmy, které monitoring formou průmyslového internetu věcí nabízejí. "Zatím se jedná spíše o pionýry a masivnější nasazení nás ještě čeká. Výhodou Česka však je, že jsme v technologiích IIoT na špičce, a nové technologie zde buď vznikají, nebo jsou velmi rychle adaptovány ze zahraničí," myslí si Petr Stejskal, technický ředitel společnosti Aimtec.

Možnost on-line monitoringu včetně například dodržení teplotního řetězce nebo bezpečnostních prvků, jako je sledování zavřených vrat nákladního prostoru a podobně, nabízí společnost LogEx Logistics. "Monitoring obecně naši zákazníci využívají u vyšších hodnot zboží, chlazeného, mraženého anebo naopak zboží, které musí mít zachované plusové teploty. Vzhledem k tomu, že našimi zákazníky jsou mimo jiné i firmy z oboru automotive, tak tuto službu hojně požíváme i u 'zrychlených přeprav' s důrazem na včasné dodání ke klientovi," uvedl manažer firmy Marek Botka.

Největší smysl bude mít on-line monitoring u přeprav na dlouhé vzdálenosti a u dražšího zboží, domnívá se Luboš Langhammer. Více se také podle něj vyplatí u přeprav s mnoha překládkami, které bývají nejrizikovější součástí přeprav z hlediska poškození během manipulace.

Potenciál pokročilého monitoringu je ale nejen v samotné přepravě, kde jej využijí speditéři, dopravci, případně i majitelé zboží, ale také při testování funkčnosti různých zabezpečovacích či fixačních zařízení nebo manipulačních jednotek a obalů. Miroslav Hackl, majitel společnosti Orbit Merret, pak předpokládá, že by inteligentní sledování přeprav mohly využít také pojišťovny.

V nabídce operátorů

On-line monitoring se logicky dostal i do nabídky mobilních operátorů. V Česku se na tomto poli výrazně angažuje Vodafone, který nabízí službu eDohled. Na výběr jsou dva tarify - pro Evropskou unii a celý svět - a tři druhy modulů s baterií, která vydrží fungovat jeden měsíc až rok. Jednotky zajišťují on-line přehled o poloze, ale umí monitorovat i teplotu, vlhkost, otřes, náraz, překročení rychlosti, časy prostojů, náklon a další. Informace se pak zobrazují na mobilní aplikaci nebo webovém portálu.

"O tuto službu je čím dál větší zájem, který podpořila i nedávná kampaň," tvrdí Veronika Exnerová ze společnosti Vodafone Czech Republic s tím, že v případě nákladní přepravy je možné použít službu na všechny druhy transportu i prakticky na jakékoliv zboží. Právě univerzálnost je podle ní na tomto zařízení unikátní.

"Převážná většina motorových vozidel, která mají vlastní elektroniku a sběrnici dat, má monitoring nějak vyřešen. Nicméně je velké množství nemotorových vozidel, jako jsou například v logistice návěsy, které dispečeři chtějí nějak monitorovat, ale není moc možností jak," říká Veronika Exnerová.

Chytré vagony

On-line monitoring chce na své vagony zavést německý železniční dopravce DB Cargo. Do roku 2020 hodlá vybavit každý ze zhruba 70 tisíc vozů moderními senzory a telematickými systémy. Půjde o investici v řádu desítek milionů eur.

Vagony vybavené GPS a dalšími technologiemi dovolí přímé a nepřetržité sledování vagonů, což mimo jiné umožní přesnější výpočty příjezdů nákladních vlaků. Senzory zaznamenají úroveň nárazů třeba při posunování a poskytnou také informace o tom, nakolik je který vagon naložen zbožím či o teplotě a vlhkosti uvnitř vozu.

Pro řízení dodavatelských řetězců to mohou být klíčové informace. Například role tiskařského papíru nesmějí mít příliš vysokou vlhkost, jinak se na ně nesmí hned tisknout, ale musí se určitou dobu skladovat v suchém prostředí.

"V dnešním světě stále rostoucí digitalizace zákazníci očekávají vysokou úroveň služeb. Chtějí znát v reálném čase polohu jejich nákladu, vědět, kdy přijede a v jakém stavu se nachází. Proto jsme se rozhodli vybavit celou naši flotilu digitálními technologiemi," vysvětluje Roland Bosch, předseda představenstva DB Cargo.

Také švýcarský dopravce SBB Cargo pracuje na modernizaci své flotily a představil nákladní vůz budoucnosti. Už dnes jsou některé jeho nákladní vagony vybaveny technologiemi jako monitorování plomby ložného prostoru, identifikace vozidel pomocí RFID, monitorování teploty v ložném prostoru a polohy vozu na trase nebo kontrola napájení chladírenských kontejnerů.

Internet věcí ve skladech

Internet věcí se ale začíná uplatňovat i v interní logistice. Již léta se používají pro správu flotil vozíků systémy, které umí monitorovat pohyb strojů, jejich využití, nárazy, kapacitu baterie, servisní intervaly a řadu dalších věcí a reporty zobrazovat na webové či mobilní aplikaci. Do sféry internetu věcí lze počítat i dopravníkové systémy propojené s třídičkami, skenery, váhami a další související technikou. To je ale jen počátek. Zmíněné systémy se v některých skladech propojují i s automatizovanými sklady, robotickými pažemi, paletizátory atd., které síťově komunikují a spolupracují.

Počet koncových bodů IoT v dopravě – 2016 vs. 2021 (celosvětově, miliony)

Na možnosti internetu věcí se nyní zaměřila společnost DHL Supply Chain, která ve spolupráci s firmou Cisco a start-upem Conduce testuje novou technologii ve třech pilotních skladech v Německu, Nizozemsku a Polsku. Řešení umožňuje sledovat procesy v reálném čase prostřednictvím grafického zobrazování provozních údajů. Data se snímají ze senzorů na skenerech, regálech či manipulační technice a shromažďují se v systému řízení skladu. Vizualizace provozních dat společně s teplotními mapami má zásadně změnit způsob analýzy a jejího použití v pilotních skladech.

Podle předpovědi analytiků Gartneru poroste využití internetu věcí i v Česku. "Počet koncových bodů IoT využívaných výhradně přepravním odvětvím se zvýší ze 460 tisíc v roce 2016 přibližně na 1,1 milionu v roce 2021 - do tohoto čísla ale nejsou zahrnuty koncové body IoT v automobilech, jež mohou být také zčásti využívány," říká Lukáš Erben.

Podle Petra Stejskala ze společnosti Aimtec se v budoucnu rozšíří využití internetu věcí i na menší jednotky. "S postupným zlevňováním infrastruktury a vlastních zařízení očekávám vyšší granularitu. Dnes je obvykle možné sbírat data na úrovni palety nebo jiného většího přepravního boxu, v budoucnu bude pravděpodobně možné sledovat i jednotlivé boxy nebo přímo jednotlivé výrobky," uvedl.

Autoři: Radek Novotný