Motivation
Lieferketten intelligent einzuhalten und zu überwachen stellt gerade in der Containerlogistik sowohl Hersteller als auch Lager- und Transportunternehmer vor neue Herausforderungen. Daten verschiedenster Sensoren werden oftmals in drahtlosen Netzen wie z.B. Bluetooth Low Energy (BLE) oder lokalen Netzwerken (WiFi) übertragen. Dabei stellt sich zunehmend die Frage, wie diese drahtlose Kommunikation in Umgebungen mit Metallaufbauten und vergleichbaren Hindernissen realisiert werden kann, die von elektromagnetischer Strahlung nur begrenzt durchdrungen werden. Mit zunehmenden Sendefrequenzen behindern in vergleichbarer Weise auch Kondenswasser und andere Feuchtigkeit die Strahlungsausbreitung, besonders bei 2,4 GHz, wie sie von BLE, WiFi oder dem Mobilfunk der fünften Generation (5G) genutzt werden. Bestehende Kommunikationstechnologien können elektromagnetisch abschirmende Umgebungen wie etwa Metallbarrieren bisher nur mit Hilfslösungen wie drahtgebundenen Interfaces oder sehr hoher Strahlungsleistung überwinden. Die Ultraschallleitfähigkeit solcher Umgebungen steht dagegen bisher kaum im Fokus. Ihre Ausnutzung verspricht hier wie auch in der Baustellenlogistik erhebliche Vorteile.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Verbundvorhabens „Beep2Blue“ ist es, ein innovatives Low-Power-Ultraschall-Kommunikationsinterface zur Überwachung von Ladungen in Containern zu entwickeln. Es soll unaufwändig und nachträglich installiert werden können. Hinsichtlich der angestrebten Datenübertragung über Containerwände wird die Ausbreitung von Ultraschall in solchen Medien inklusive Störungen simuliert sowie praktisch untersucht und die Robustheit und Sicherheit des Ansatzes bewertet. Darüber hinaus werden Methoden entwickelt, um Daten geeignet weiterzuleiten und zu analysieren, KI-gestützt vor Gefahrensituationen zu warnen sowie eine fälschungssichere Dokumentation zu ermöglichen. Dazu nimmt das Projekt zwei Anwendungsfälle in den Fokus. Für ISO-konforme Container mit Gefahrgut bzw. kritischer Ware (z.B. giftige und ätzende Chemikalien, entflammbare Substanzen) soll gezeigt werden, dass Sensorknoten auch in dicht gepackten Containern mit dem Beep2Blue-Interface erreichbar sind, um hohe mechanische Belastungen oder freigesetzte gefährliche Substanzen detektieren zu können. Hinsichtlich einer ISO-konformen Container-Baustellenlogistik ist es das Ziel, die Vollständigkeit des Materials in der gesamten Bauphase durch regelmäßige Statusmeldungen zu dokumentieren, ohne eine kabelgebundene Installation durchführen zu müssen.
Innovationen und Perspektiven
Das Ultraschall-Kommunikationsinterface wird anhand realer Logistikszenarien des Hamburger Hafens hinsichtlich seiner Praxistauglichkeit evaluiert. Die angestrebte Gesamtlösung weist darüber hinaus auch für den Containereinsatz beim Baustellenbetrieb sowie für weitere industrielle Anwendungen wie chemische und pharmazeutische Produktionsanlagen hohes Potenzial auf. Damit wird nicht zuletzt auch die internationale Wettbewerbsposition des Innovationsstandorts Deutschland gestärkt.