Use Cases – Seite 10

Smart Logistics – Transparente und automatische Steuerung

Smart Logistics beschreibt die Auswirkungen von Industrie 4.0 auf die Logistik und ist die Vernetzung und Verzahnung von Prozessen, Objekten, Lieferkettenpartnern (Lieferanten, Herstellern, Großhändlern, Einzelhändlern und Logistikdienstleistern) und Kunden durch Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) mit dezentralen Entscheidungsstrukturen, um Effizienz (z. B. durch Transparenz und Automatisierung) und Effektivität (z. B. durch Flexibilität und individualisierte Dienstleistungen) zu erhöhen. Technologische Grundlage sind Prozesse und Objekte, die sich selbst steuern und organisieren, z. B. GPS zur Lokalisation, Barcode, Radiofrequenzidentifikation (RFID) und Sensoren zur Identifikation, Internet, und Telematik zum elektronischen Datenaustausch, sowie Algorithmen und Applikationen. Das bedeutet einen Paradigmenwechsel vom herkömmlichen Ansatz „Die Logistik bringt die richtige Ware zur richtigen Zeit zum richtigen Ort“ zum neuen Ansatz „Logistik bestimmt, wie welche Ware wann zu welchem Ort bewegt wird.“ Mit zunehmender Vernetzung der Produktion und weiterentwickelten Technologien sind immer mehr Hersteller in der Lage, Produkte nach individuellen Bedarfen kurzfristig herzustellen und direkt zu vermarkten. Für die Logistik, die bereichs- und unternehmensübergreifend tätig ist, bedeute dies aber eine Erhöhung der Komplexität, der Kosten und des Kostendrucks. Diese sich selbststeuernden Objekte und Prozesse werden als „smart“ bezeichnet. Sie kommunizieren miteinander, lernen voneinander, treffen Entscheidungen, überwachen und melden Umgebungszustände und steuern Logistikprozesse. Smart Logistics bildet die Grundlage für ein ganzheitliches Digital-Supply-Chain-Management.

Smart Parking

Smart Parking bezeichnet das fahrerlose automatisierte Parken. Per Smartphone-Befehl fahren die Autos fahrerlos in den zugewiesenen Stellplatz, ohne dass der Fahrer das Manöver überwachen muss. Mit dem Smartphone kann man sich via App ein Auto reservieren. Zum Antritt der Fahrt kommt das Fahrzeug selbständig in die Pick-up Area vorgefahren. Die Rückgabe erfolgt genauso bequem, indem der Kunde das Fahrzeug abstellt und es per Smartphone-App wieder zurückgibt. Vom intelligenten System des Parkhauses erfasst, wird das Auto gestartet und zu einem zugewiesenen Parkplatz geführt. Möglich wird das fahrerlose Parken mithilfe einer intelligenten Parkhausinfrastruktur im Zusammenspiel mit Fahrzeugtechnik. Dabei überwachen die installierten Sensoren im Parkhaus den Fahrkorridor und dessen Umfeld und steuern das Fahrzeug. Die Technik im Auto setzt die Befehle von der Parkaus-Infrastruktur sicher in Fahrmanöver um. Es spart Zeit und schont Nerven. Zusätzlich bedeutet das fahrerlose Parken eine effizientere Parkraumnutzung: Bis zu 20 Prozent mehr Fahrzeuge passen auf die gleiche Fläche. Die Pilotlösung im Parkhaus des MercedesBenz Museums gilt weltweit als die erste infrastrukturgestützte Lösung für einen automatisierten Vorfahr- und Einpark-Service im realen Mischbetrieb.

Hochgenaue Lokalisierung (Indoor/Outdoor) als Grundlage der Hochautomatisierung

Die schnelle und hochgenaue Lokalisierung bildet die jeweiligen Verkehrsteilnehmer auf einer hochauflösenden Karte ab. Dabei sind mehrere Teilfunktionen zu berücksichtigen wie zum Beispiel die Ermittlung und Bereitstellung hochauflösender Kartendaten, Berücksichtigung von zusätzlichen Straßen-, Radweg-, Fußweg- und weiteren Umfeldinformationen (u. a. Fahrbahnzustand, Hindernisse, Baustellen, Umleitungen etc.).
Der Use-Case Kartierung und hochgenaue Lokalisierung ist eine Basisfunktion für darauf aufbauende Anwendungen (u. a. Navigation, Manöverplanungen, Kooperative Anwendungen wie z. B. das Einordnen in Verkehrsströme, Automatisiertes Fahren etc.).
Der Verkehrsteilnehmer überträgt permanent seine Sensordaten (wie z. B. GPS-Position, Kamera-Daten, Radar-Daten etc.) in die Cloud. Diese werden dort für die Aktualisierung der vorliegenden hochauflösenden, digitalen Karten verwendet. Dafür stehen leistungsfähige Algorithmen bereit, die auf die hohe Performance der Cloud zugreifen können. Echtzeitbedingungen, Latenzen etc. spielen eine entscheidende Rolle. Durch die Erwartung der Korrektheit der Daten für die hochauflösenden Karten werden hohe Anforderungen an die IT-Sicherheit gestellt. Darüber hinaus bestehen bei Verwendung von externen, unabhängigen Kartenanbietern
hohe Anforderungen an die Standardisierung des Kartenmaterials.

Virtualisierungssysteme für Komfort und Sicherheit / Rundumblick / nur Technologie

Intelligente Assistenzsysteme der Zukunft analysieren immer komplexere Situationen und erkennen dank verbesserter Umfeldsensorik das Gefahrenpotenzial im Straßenverkehr noch besser als heute. Die Augen des Autos sind die Kameras. Die Kamera hinter der Frontscheibe sieht im Bereich von 45 Grad alles. Sie erfasst Schilder, Markierungen, Fußgänger und andere Autos. Die zusätzlichen vier um das Auto herum verteilten Kameras und die Radar- und Ultraschallsensoren sorgen für eine 360-Grad-Wahrnehmung. Bald sollen Live-Bilder aus der Kamera künftig die bisherige Kartendarstellung im Navigationssystem ersetzen. Darin blendet das futuristische Navi Fahrhinweise ein, wie man sie aus bisherigen Navigationssystemen kennt wie Richtungspfeile und Geschwindigkeitshinweise. Ebenfalls angezeigt werden Points-of-Interest wie Tankstellen oder Parkplätze. Denn wie Google mit der Brille wollen auch die Fahrzeughersteller das Blickfeld des Fahrers als Bühne für eine digitale Datenshow nutzen. Dazu soll das sogenannte Head-up-Display (HUD), das bislang nur die Geschwindigkeit und Navigationspfeile auf die Frontscheibe projiziert, deutlich aufgerüstet werden. „Augmented Reality“ (AR – „erweiterte Realität“) heißt die Technik. Gesteuert von einer Bilderkennungssoftware, einer Kamera und den Bewegungssensoren des Autos wirft ein Projektor die Grafiken so in die Landschaft, dass sie immer am richtigen Fleck erscheinen. Bleibt die Frage, wie sehr die AR Anwendungen im Automobilumfeld die Fahrer ablenkt und auf welche Akzeptanz sie stößt.

Kollaboratives Echtzeit Routing

Beim Konzept „Kollaboratives Echtzeit Routing“ geht es darum, für die Gemeinschaft der Autofahrer die besten Routen zu finden. Das ist anders als bei herkömmlichen Navis mit statischem Routung, die nur für den einzelnen Verkehrsteilnehmer die schnellste Route suchen. Eine gewisse Anzahl von Autos wird von vornherein auf eine alternative Strecke geschickt, bevor auf der Hauptroute nichts mehr geht. Und es bedeutet ganz klar: Einzelne Fahrer sind dann länger unterwegs – für das Gesamtwohl. Letztlich kommt es den städtischen Interessen entgegen, weil sie die Bevölkerung vor Emissionen schützen und weil sie der Effizienz der Verkehrsnetzausnutzung dienen. Durch Kameras, Radars und Laser lässt sich die Umgebung rund um das Auto mittels Deep Learning und neuronalen Netzen in Echtzeit interpretieren.

Vernetzung mit Smart Grid

Intelligente Stromnetze (Smart-Grids) kombinieren Erzeugung, Speicherung und Verbrauch. Eine zentrale Steuerung stimmt sie optimal aufeinander ab und gleicht somit Leistungsschwankungen – insbesondere durch fluktuierende erneuerbare Energien – im Netz aus. Die Vernetzung erfolgt dabei durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) sowie dezentral organisierter Energiemanagementsysteme zur Koordination der einzelnen Komponenten. Das bedeutet, dass in einem Smart-Grid nicht nur Energie sondern auch Daten transportiert werden. Bei den Elektroautos der Zukunft tauschen etwa das Bordnetz des Autos, die Steuerung des Energienetzes, die Abrechnungsdatenverwaltung oder auch Verkehrsinformationssysteme untereinander Daten aus. Elektrofahrzeuge sollen so nicht nur die individuelle Mobilität für die Zukunft sicherstellen, sondern auch als Speicher für erneuerbare Energien und Stabilisatoren des Stromnetzes eingesetzt werden. Damit die Elektromobilität sich durchsetzen kann, müssen die Smart-Grid-Technologien ausgebaut werden, die auch notwendig sind, um größere Mengen erneuerbarer Energien sowie eine Vielzahl dezentraler Energieerzeuger ins Netz integrieren zu können. Umweltfreundliche Elektroautos können optimal in intelligente Stromnetze integriert werden. Über eine Verkehrssteuerung werden Autos künftig beispielsweise direkt zu freien Ladesäulen geführt.
Für die Kommunikation im Smart Grid empfiehlt sich eine Kommunikationsinfrastruktur auf Basis des weit verbreiteten Internet Protocol (IP). Für die Datenübertragung kommen dabei unterschiedliche Technologien in Frage – von der optischen Übertragung über Glasfaser, über die elektrische Übertragung über das Stromnetz selbst (Power Line Communication) bis zur Übertragung über bestehende Mobilfunknetze oder eigens für das Smart Grid aufgebaute Funknetze. Durch intelligente Vernetzung, Lastmanagement und Nachfrageflexibilisierung können somit eine effiziente Nutzung und Integration der erneuerbaren Energien sowie eine Optimierung der Netzauslastung erreicht werden.