Container 4.0：公海でのスマート輸送

世界中で、すべての食品の3分の1は、消費者に届く前に台無しにされています。国連食糧農業機関によると、これは13億メートルトンに相当します。これのかなりの割合は、輸送中の商品の品質の低下によるものです。発展途上国では、食品の40％が輸送中に死んでしまいます。

これには、さまざまな収穫条件、収穫から冷却までの時間、または冷蔵コンテナや車両の局所的な温度偏差など、いくつかの理由があります。これらはすべて生鮮食品の品質を損なう可能性があります。

幸いなことに、商品の品質をさらに監視することで、これらの問題を解決できるだけでなく、輸送管理と保管のまったく新しい可能性が開かれます。このようなアイデアをロジスティクスプロセスに統合することは、ドイツ連邦教育研究省（BMBF）が資金提供し、産業界と研究の22のパートナーで構成されるコンソーシアムの目的です。タスクは、輸送コンテナをスマートにすることです。これは、適切なセンサー技術の開発とフィールドテストにかかっています。私はBoschIoTミドルウェアを導入するこのプロジェクトに携わってきました。次の記事では、私たちの仕事についての洞察を提供したいと思います。

ソリューションのアプローチと実装：船から岸への通信を可能にする

コンテナをスマートで自律的にするためには、多くの技術的ハードルをクリアする必要があることは当初から明らかでした。 DOLEと協力して、監視とその後のバナナの熟成。 バナナはコスタリカで梱包され、一部の梱包箱にはワイヤレスセンサーが取り付けられていました。 20個のパレットがスマートコンテナにロードされると、リモート監視が開始されました。その後、バナナはトラックで港に運ばれ（約4時間）、その後2週間かけて海上でアントワープに輸送されました。この間、設定値の設定と外気換気率をリモートで調整することができました。到着すると、コンテナはアントワープからハンブルクまでトラックで輸送されました（1日）。

3Gという用語は、第3世代のワイヤレスモバイル通信テクノロジーを表します。前世代と比較して、インターネットのパフォーマンスが速いという特徴があります。

コンテナへのリモートアクセスを確立するには、以前はコンテナから陸地への通信が制限されていたものを最適化する必要がありました。この時点まで、通信は、コンテナがトラックに乗っているときは3Gを介して、またはコンテナが海に出ているときは衛星によってのみ可能でした。クラウド接続に使用できる帯域幅がありませんでした。そこで、貨物監視ユニット（FSU）を開発し、コンテナに載せました。このユニットは、内部センサーネットワークと外部通信の間のインターフェースを作成するように設計されています。同時に、FSUは、商品の障害や輸送中の状態を評価するために柔軟に拡張できるプラットフォームを提供します。関連する商品の種類に合わせて、カスタマイズされた貯蔵寿命モデルまたは意思決定支援ツールを含むソフトウェアバンドルをリモートでアップロードできます。

IoTアプリケーション：温度センサーとエチレンセンサーの使用

JAVAソフトウェアプラットフォーム（Bosch.IOのOSGiフレームワークとAICASのJamaica仮想マシンで構成される）を使用して、ターゲットシステムで動作するように必要な調整を行いました。プエルトリコからハンブルクへのルートで、船とトラックによる数回の試運転中に通信システムの機能をテストすることができました。バナナの正確な貯蔵寿命を確立するには、パッケージ内、つまり、パッキングボックスとパレット内の温度を測定する必要があります。局所的な温度偏差を記録するには、少なくとも10〜20個の測定ポイントが必要です。信頼性の高い通信を確保するために、気密センサーと防湿センサーの間で複数のホップを介してデータを転送する必要もあります。このようにして、バナナの冷却を制御できます。果物に適した温度である11度で、緑色のライトが点灯します。温度が変化するとすぐに、リモート介入が行われ、アラートが送信されます。緊急信号がバックエンドに送信され、顧客（この場合はDOLE）に直接通知できます。

梱包箱のセンサーは状態を監視し、必要に応じて時間内に調整できるようにします。

IoTプロジェクトのメリット

顧客は迅速に対応できるというメリットがあり、品質が低下した場合は、タイムリーに新しい商品を注文できます。以前は、顧客は、貨物が港に到着したときにのみ、使用できない商品があることに気付くでしょう。これにより、ロジスティクスプロセスはエラーが発生しにくくなり、俊敏性が大幅に向上します。コンテナにセンサーが取り付けられる前は、商品の最大30％が失われるのが一般的でした。スマートコンテナでは、損失率はわずか20％です。利点は、商品の品質が常に監視され、その結果として改善され、損失が減少し、機敏なロジスティクスプロセスが作成されることです。

ワイヤレスセンサーからの測定値は、衛星を介して毎日転送されました。グリーンライフ、呼吸熱、および冷却効率の最初の推定値は、3日後に計算されました。後で修正が必要になった場合、特に商品が危険にさらされていると思われる場合は、新しい値がすぐに送信されます。ポートの近くでモバイルネットワークが利用可能になるとすぐに、Webインターフェイスを介して完全なデータにアクセスできるようになりました。

IoTアプリケーションに価値をもたらすセンサー

エチレンは、化学産業で広く使用されている無色の可燃性ガスである炭化水素です。また、果物の成熟を促進するために農業で使用される重要な天然植物ホルモンです。

温度監視に加えて、エチレンセンサー技術も開発しました。クライマクテリックフルーツが特定の濃度のエチレンにさらされると、熟し始めます。それらが熟すとすぐに、それらは順番にエチレンを生成します。同時に、このプロセスで果実が放出するエチレンの量は、果実の熟度のレベルに依存します。したがって、果実の品質を監視するための基本です。エチレン濃度を直接測定できるようになったのは、このプロジェクトの過程でした。

輸送用コンテナにセンサーを装備することで、商品の位置をより正確に把握できるだけでなく、商品の状態を監視・評価することができます。積み込みからロジスティクスプロセス全体を見据えたフォローアッププロジェクトを検討しています。コンテナのスーパーマーケットへの配送。港湾オペレーターやロジスティクスプロバイダーと協力して新しいサービスを提供するというアイデアです。そのためには、商品自体がモノのインターネットの一部になる必要があります。そのため、すべてのシステムとプロセスステップに情報を中継し、すべてのプロセスステップの不可欠な部分になります。次に、商品を環境に適応させるための追加の手動介入なしに、企業のプロセス構造に完全に組み込むことができます。センサーテクノロジー、通信ゲートウェイ、クラウドベースのデバイス管理から企業のビジネスプロセスシステムに至るまで、システム全体のすべての構造レベルがこれらの要件を満たすことができる必要があります。

インダストリー4.0は、デジタル化の継続と、最新の情報通信技術による産業生産のダブテール化にすでに関連しています。現在、ロジスティクス4.0の一部として、これらの同じ要因により、バリューチェーン全体に沿った海上輸送にまったく新しい機会と大きな可能性が開かれています。