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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und ein System zur Überwachung von Prozessen oder/und Betriebszuständen in Logistikeinrichtungen, insbesondere in überdachten Logistikeinrichtungen. Hierbei wird wenigstens ein mit wenigstens einem Sensor ausgerüstetes unbemanntes Fluggerät eingesetzt, wobei bei der Verarbeitung der von dem wenigstens einen Sensor erfassten Daten ein Vergleichen eines erfassten Ist-Zustands in der Logistikeinrichtung mit einem vordefinierten Sollzustand durchgeführt wird.
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In modernen Logistikeinrichtungen, es kann hierbei insbesondere an überdachte Hochregallager gedacht werden, finden in der Regel viele Prozesse gleichzeitig oder parallel statt, und es herrscht daher eine hohe Dynamik. Diese hohe Dynamik erschwert das Erkennen von fehlerhaften Zuständen in der Logistikeinrichtung. Eine permanente oder hochfrequente Überwachung von Ist-Zuständen ist unter diesen Umständen äußerst zeit-, kosten- und personalintensiv. Ferner ist das anwesende Personal nicht notwendigerweise dafür geschult, auftretende Fehler in der Logistikeinrichtung zu erkennen oder eine Erkennung von fehlerhaften Zuständen ist von der Position des Personals aus, insbesondere vom Boden der Einrichtung aus, nur sehr schwer oder überhaupt nicht möglich. Dies ist besonders häufig dort der Fall, wo mit Hochregalen gearbeitet wird, die eine Bauhöhe von 10 Metern oder noch mehr aufweisen können.
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Durch eine nicht ausreichende oder ineffiziente Überwachung können in einer Logistikeinrichtung Fehler existieren, die entweder sehr spät oder gar nicht entdeckt werden und die Effizienz der Einrichtung beeinträchtigen oder gar Gefahrensituationen hervorrufen können. Hierbei kann beispielsweise an Beschädigungen von Hochregalen gedacht werden, die im Extremfall zu einem Kollabieren des Regals führen können, wodurch unter anderem eine Gefährdung der Belegschaft entstehen kann.
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Wird ein Fehler hingegen frühzeitig erkannt und kann er proaktiv behoben werden, im genannten Beispiel würde es bedeuten, beschädigte Regale frühzeitig zu reparieren oder auszutauschen, so ist dies meistens mit vergleichsweise niedrigen direkten Kosten verbunden. Im Gegensatz hierzu können jedoch durch nicht erkannte Fehler, beispielsweise bei einem katastrophalen Versagen eines Hochregals, enorme Folgekosten entstehen. Auch aus diesem Grund ist eine frühzeitige Erkennung von fehlerhaften Zuständen in Logistikeinrichtungen dringend geboten.
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Wie bereits angesprochen, kann das Überwachen von modernen Logistikeinrichtungen vom Boden der Einrichtung aus nur unzureichend erfolgen, da viele der anfallenden Prozesse sich in großer Höhe abspielen. Daher wäre es wünschenswert, ein System zur Überwachung zu verwenden, das eine größere Flexibilität bezüglich seiner Positionierung im Raum gestattet. In neuerer Zeit ist der Einsatz von unbemannten Fluggeräten, sogenannten Drohnen, bei der Durchführung von Inventurarbeiten in Logistikeinrichtungen vorgeschlagen worden. Die vorgeschlagenen Systeme sind allerdings lediglich in der Lage, logistische Objekte an sich zu erfassen und eine Inventur durchzuführen. Eine Überwachung von darüber hinausgehenden Prozessen oder Betriebszuständen in der jeweiligen Logistikeinrichtung ist mit den vorgeschlagenen Systemen nicht möglich.
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Erfindungsgemäß wird ein Verfahren und ein System bereitgestellt, mit denen eine Überwachung von Prozessen oder/und Betriebszuständen in Logistikeinrichtungen, insbesondere in überdachten Logistikeinrichtungen, möglich ist, wobei insbesondere auf die Erkennung von Fehlern, d. h. ein Vergleichen eines erfassten Ist-Zustands mit einem vordefinierten Soll-Zustand, abgezielt wird. Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren vorgesehen, das die folgenden Schritte umfasst: Bereitstellen eines Systems, umfassend wenigstens ein unbemanntes Fluggerät mit wenigstens einem Sensor, wenigstens eine Datenverarbeitungsanlage und wenigstens eine Ausgabevorrichtung. Mittels des wenigstens einen Sensors des wenigstens einen Fluggeräts wird ein Ist-Zustand wenigstens einer Kenngröße in der Logistikeinrichtung erfasst und diesen Ist-Zustand repräsentierende Daten werden an die Datenverarbeitungsanlage übertragen. Daraufhin verarbeitet die Datenverarbeitungsanlage die den Ist-Zustand repräsentierenden Daten, wobei wenigstens ein Verarbeitungsergebnis erhalten wird, welches wiederum an die Ausgabevorrichtung übertragen wird. Anschließend gibt die Ausgabevorrichtung das Verarbeitungsergebnis aus. Hierbei umfasst erfindungsgemäß das Verarbeiten der von dem wenigstens einen Sensor übertragenen Daten ein Vergleichen des erfassten Ist-Zustands mit einem vordefinierten Soll-Zustand. Bei dem Sensor kann es sich um ein durchaus komplexes Element, wie z. B. ein Kamerasystem mit Bildauswerteelektronik usw., handeln.
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Das erfindungsgemäße Verfahren erlaubt eine äußerst flexible Überwachung von verschiedensten Prozessen und Betriebszuständen in Logistikeinrichtungen und ist praktisch keinerlei räumlichen Einschränkungen unterworfen, da das wenigstens eine unbemannte Flugobjekt auch vom Boden schwer einsehbare Bereiche der Einrichtung problemlos überwachen kann. Ein sich auf dem Boden bewegendes Überwachungssystem würde andere operative Akteure, wie z. B. Gabelstapler, behindern. Ferner bietet die direkte Verarbeitung der erfassten Daten den Vorteil, dass nicht aufwändig beispielsweise von einer Kamera aufgenommenes Filmmaterial von einem Bediener des Systems ausgewertet werden muss. Solch eine Auswertung von Bildmaterial erfordert nämlich einen erhöhten Personalaufwand und verursacht daher hohe laufende Kosten, wobei auch die Effizienz der Fehlererkennung bei einer bloßen visuellen Auswertung von Filmmaterial fraglich ist.
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In einer Weiterbildung kann das erfindungsgemäße Verfahren, sofern beim Vergleichen des Ist-Zustands mit dem Soll-Zustand eine Abweichung festgestellt wird, ferner eine Bewertung dieser Abweichung umfassen, und folglich kann dann auch das Verarbeitungsergebnis Informationen über das Ergebnis der Bewertung umfassen. In dieser Weiterbildung der Erfindung können beispielsweise aufgetretene Fehler oder Abweichungen anhand von vorbestimmten Kriterien in verschiedene Gefährdungskategorien wie „sehr kritisch”, „kritisch”, „unkritisch”, Dringlichkeitskategorien wie „sofortiges Einleiten von Gegenmaßnahmen”, „Einleiten von Gegenmaßnahmen zum nächsten günstigen Zeitpunkt”, „Momentan keine Gegenmaßnahmen, sondern lediglich verstärkte Überwachung nötig” oder Fehlerkategorien wie „Personengefahr”, „Prozess gefährdet”, „Prozesseffizienz verringert” eingeteilt werden. Eine solche Bewertung der Abweichung kann zu einer weiter erhöhten Effizienz des erfindungsgemäßen Überwachungsverfahrens beitragen, da es einem Bediener des vorliegenden Systems wenigstens einen Teil der Einschätzung der Abweichung abnehmen kann.
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Ferner kann das erfindungsgemäße Verfahren derart weitergebildet sein, dass die Ausgabevorrichtung das erhaltene Verarbeitungsergebnis an ein Verwaltungssystem weitergibt, das auf Grundlage des Verarbeitungsergebnisses vordefinierte Prozesse ausführt. Beispielsweise könnte bei erkannten Fehlplatzierungen oder ungenauen Platzierungen oder Vertauschung von Paletten in einem Hochregal das Verwaltungssystem auf Grundlage des erhaltenen Verarbeitungsergebnisses direkt einen Korrekturauftrag auslösen. Dementsprechend bietet auch diese Weiterbildung der Erfindung einen erhöhten Automatisierungsgrad und somit eine weiter gesteigerte Effizienz einer Überwachung und ggf. Fehlerkorrektur in einer Logistikeinrichtung.
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Ferner kann vorgesehen sein, dass die Ausgabevorrichtung das Verarbeitungsergebnis einem Benutzer oder Bediener des vorliegenden Systems optisch anzeigt oder/und ihn ggf. mittels eines akustischen Signals benachrichtigt, wenn das Verarbeitungsergebnis eine vorbestimmte Bedingung erfüllt. In diesem Zusammenhang können bekannte Technologien im Zusammenhang mit der optischen Aufbereitung und Darstellung von Daten verwendet werden, wie beispielsweise Computersysteme, mobile Vorrichtungen wie beispielsweise Tablet-Computer oder Mobiltelefone, die mittels bekannter und geeigneter Software dem Bediener des Systems die Daten präsentieren. Ferner kann insbesondere bei Feststellung eines sicherheitsgefährdenden Zustands in der Logistikeinrichtung auch eine akustische Warnung wie beispielsweise eine Sirene ausgelöst werden.
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Vorteilhafterweise umfasst die Erfassung des Ist-Zustands ein Aufnehmen von dreidimensionalen Informationen durch den in dem unbemannten Fluggerät bereitgestellten wenigstens einen Sensor. Hierbei können geeignete und bekannte Sensortypen wie beispielsweise eine PMD-Kamera, ein Laserscanner oder/und eine Ultraschall-Vorrichtung verwendet werden. Derartige Sensortypen erlauben in einfacher Art und Weise die jeweilige Positionierung beispielsweise von Paletten in einem Hochregal oder ähnliches zu überwachen.
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In einer weiter vorteilhaften Ausführungsform ist das Verfahren dadurch gekennzeichnet, dass das Fluggerät seinen Flug autonom durchführen kann. Dies bedeutet, dass eine Fernsteuerung des Flugs des Fluggeräts durch einen Bediener des Systems nicht notwendig ist, sondern das Fluggerät beispielsweise entlang vorbestimmter Routen in der Logistikeinrichtung fliegt, wobei einerseits beispielsweise eine vorbestimmte Route zyklisch durchflogen werden kann oder alternativ bestimmte Punkte mit erhöhter Häufigkeit angeflogen werden können, beispielsweise an denen festgestellt worden ist, dass dort ein Zustand vorliegt, der einer verstärkten Überwachung bedarf. Alternativ ist selbstverständlich auch denkbar, dass der Flug des wenigstens einen unbemannten Fluggeräts durch einen Bediener des Systems manuell ferngesteuert wird.
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Das erfindungsgemäße Verfahren ist äußerst flexibel, was die Beschaffenheit der zu überwachenden Kenngrößen angeht. Beispiele für derartige Kenngrößen umfassen eine eindeutige Kennung von Objekten, eine Positionierung von Objekten, eine Beschaffenheit von Objekten, eine Autorisierung einer Person und eine Ausrüstung einer Person. Konkreter kann es sich wie bereits angesprochen beispielsweise um die Positionierung einer Palette in einem Hochregal handeln. Andererseits kann aber auch z. B. die Einhaltung der Helmpflicht in einer Logistikeinrichtung mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens und Systems überwacht werden.
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Das erfindungsgemäße System zum Überwachen von Prozessen oder/und Betriebszuständen in Logistikeinrichtungen, insbesondere in überdachten Logistikeinrichtungen, umfasst die folgenden Elemente: Wenigstens ein unbemanntes Fluggerät, umfassend wenigstens einen Sensor, welcher dazu eingerichtet ist, einen Ist-Zustand wenigstens einer Kenngröße in der Logistikeinrichtung mittels des wenigstens einen Sensors zu erfassen; wenigstens eine Datenverarbeitungsanlage, welche kommunikativ mit dem Sensor des Fluggeräts gekoppelt oder koppelbar ist, um den Ist-Zustand repräsentierende Daten von dem wenigstens einen Sensor zu empfangen, und welche ferner dazu eingerichtet ist, die den Ist-Zustand repräsentierenden Daten zu verarbeiten, wobei wenigstens ein Verarbeitungsergebnis erhalten wird; und wenigstens eine Ausgabevorrichtung, welche kommunikativ mit der Datenverarbeitungsanlage gekoppelt oder koppelbar ist, um das Verarbeitungsergebnis zu empfangen, und ferner dazu eingerichtet ist, das Verarbeitungsergebnis auszugeben. Hierbei ist das System dadurch gekennzeichnet, dass die Verarbeitungsanlage einen Speicher umfasst oder/und mit einer Speichervorrichtung betriebsmäßig kommuniziert, in welchem bzw. in welcher Daten hinterlegt sind, die einen vordefinierten Soll-Zustand repräsentieren, und sie ferner dazu eingerichtet ist, beim Verarbeiten der von dem Sensor empfangenen Daten einen Vergleich des erfassten Ist-Zustands mit dem wenigstens einen vordefinierten Soll-Zustand durchzuführen.
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In einer Weiterbildung kann das System ferner ein Verwaltungssystem umfassen oder/und mit einem externen Verwaltungssystem kommunizieren, welches wiederum dazu eingerichtet ist, das von der Ausgabevorrichtung ausgegebene Verarbeitungsergebnis zu empfangen und auf Grundlage des Verarbeitungsergebnisses vordefinierte Prozesse auszuführen.
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Die Datenverarbeitungsanlage des erfindungsgemäßen Systems kann insbesondere in dem wenigstens einen Fluggerät vorgesehen sein. Durch diese bauliche Maßnahme wird eine weiter erhöhte Flexibilität des Systems erreicht, da insbesondere bei gleichzeitiger Verwendung mehrerer Fluggeräte durch eine dezentrale Verarbeitung der Daten die notwendigen Datenströme zwischen den Komponenten reduziert werden können. Alternativ ist es natürlich auch möglich, wenigstens einen Teil der Datenverarbeitungsanlage außerhalb des Fluggeräts vorzusehen, beispielsweise in Form eines in der Logistikeinrichtung bereitgestellten Computers. In diesem Fall kann die Datenübertragung des Sensors des Fluggeräts mit der Datenverarbeitungsanlage beispielsweise kabellos erfolgen.
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Vorteile und Einzelheiten der vorliegenden Erfindung werden mittels der in den folgenden schematischen Figuren dargestellten Ausführungsform exemplarisch näher erläutert. Diese zeigen im Einzelnen:
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1 eine schematische Draufsicht von Paletten in einem Regal, deren Positionierung von einem vorbeifliegenden Fluggerät erfasst wird.
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2 ein schematisches Blockdiagramm des erfindungsgemäßen Überwachungssystems.
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In 1 ist schematisch in einer Draufsicht ein Hochregal 10 einer Logistikeinrichtung gezeigt, in dem sich drei Paletten 12a, 12b und 12c befinden. Im Bereich dieses Hochregals fliegt ein unbemanntes Fluggerät 20, das in 1 in zwei Positionen gezeigt ist. Das Fluggerät 20 ist in Form eines sog. Quadrokopters ausgebildet, der vier Propeller 22a, 22b, 22c, 22d umfasst, die dem Fluggerät 20 völlige Freiheit der Bewegung im dreidimensionalen Raum, einschließlich eines Schwebens an einem festgelegten Punkt, erlauben. Die einzelnen Propeller 22a bis 22d sind über vier Streben mit einer Plattform 24 des Fluggeräts 20 verbunden, und können beispielsweise in bekannter Art und Weise mittels individueller Elektromotoren betrieben sein, die sich jeweils in der Nabe des jeweiligen Propellers 22a bis 22d befinden. In der Plattform 24 des Fluggeräts 20 befindet sich einerseits eine Steuervorrichtung für die einzelnen Propeller 22a bis 22d, sowie weitere Vorrichtungen, wie beispielsweise Steuerelemente für den autonomen Flug entlang einer vorbestimmten Route durch eine Logistikeinrichtung, ggf. wenigstens ein Gyroskop, sowie wenigstens ein Sensor und eine Datenübertragungseinrichtung, die mit einer Datenverarbeitungsanlage in kommunikativer Verbindung steht. Dieser Sensor kann in der gezeigten Ausführungsform beispielsweise ein sog. PMD-Sensor sein (photonic mixer device), der mittels eines Lichtlaufzeitverfahrens dreidimensionale Bilder seiner Umgebung aufnehmen kann. Die Aufnahmerichtung des PMD-Sensors ist in 1 durch die gestrichelte Linie grob schematisch angedeutet. Hierbei erfasst das in der Figur oben gezeigte Fluggerät 20 die dreidimensionale Position der Palette 12a auf dem Regal 10. Die von dem PMD-Sensor erfassten Daten können dann von der nicht gezeigten Datenverarbeitungsanlage, die mit dem Fluggerät drahtlos in Datenübertragungsverbindung steht, ausgewertet werden. Im vorliegenden Fall wird die Datenverarbeitungsanlage anhand der erfassten Daten feststellen, dass die Palette 12a vorschriftsgemäß in dem Hochregal 10 positioniert ist, d. h. dass durch diese Palette keine Gefahr besteht.
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Demhingegen kann von der Verarbeitungsanlage festgestellt werden, dass die von dem PMD-Sensor des Fluggeräts 20 in der in der Figur unten dargestellten Position erfasste Positionierung der Palette 12c auf dem Hochregal 10 von dem vorbestimmten Soll-Zustand, der durch die Paletten 12a und 12b eingenommen ist, abweicht. Anhand der Abweichung der Ist-Position der Palette 12c von ihrer Soll-Position kann die Verarbeitungsanlage als Verarbeitungsergebnis bestimmen, dass eine unzulässige Positionierung der Palette vorliegt und beispielsweise eine Warnung an einen Bediener des Systems über eine Gefährdung durch eine fehlerhaft positionierte Palette 12c sowie beispielsweise ferner eine Position oder/und Kennung der Palette 12c ausgeben.
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In 2 ist nun das erfindungsgemäße System grob schematisch in einem Blockschaltbild gezeigt. Die beiden Sensoren 26a und 26b befinden sich hierbei in einem unbemannten Fluggerät 20. Die Sensoren 26a und 26b sind dazu eingerichtet, Ist-Zustände einer Kenngröße in einer Logistikeinrichtung zu erfassen, beispielsweise die Positionierung der Paletten 12a bis 12b in 1. Die Sensoren 26a und 26b geben Daten, die den erfassten Ist-Zustand repräsentieren, an eine Datenverarbeitungsanlage 28 weiter. Diese führt einen Vergleich des durch die Sensoren 26a und 26b erfassten Ist-Zustands mit einem vordefinierten Soll-Zustand durch, der von in der Datenverarbeitungsanlage 28 abgespeicherten Daten repräsentiert wird. Ferner kann die Datenverarbeitungsanlage 28, wenn sie feststellt, dass der Ist-Zustand von dem vordefinierten Soll-Zustand abweicht, auch eine Bewertung der Abweichung vornehmen, beispielsweise einschätzen, wie kritisch die vorliegende Abweichung beispielsweise für die Betriebssicherheit ist. Das Ergebnis der Datenverarbeitung und ggf. Informationen über das Ergebnis der Bewertung der Abweichung werden anschließend von der Datenverarbeitungsanlage 28 an die Ausgabevorrichtung 30 weitergegeben. Diese umfasst einen Monitor 30a und eine Sirene 30b. Auf dem Monitor 30a werden dem Bediener des Systems die von der Datenverarbeitungsanlage 28 ausgegebenen Verarbeitungsergebnisse sowie ggf. Informationen über das Ergebnis der Bewertung der Abweichung des erfassten Ist-Zustands von dem vordefinierten Soll-Zustand dargestellt. Sofern von der Datenverarbeitungsanlage 28 festgestellt worden ist, dass ein besonders kritischer Zustand in der Logistikeinrichtung vorliegt, kann der Bediener des Systems ferner durch die Sirene 30b informiert werden.
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Ferner kann die Ausgabevorrichtung 30 optional das Verarbeitungsergebnis an ein Verwaltungssystem 32 der Logistikeinrichtung weitergeben, das auf Grundlage der so erhaltenen Daten direkt vordefinierte Prozesse in Gang setzen kann.
