Fraunhofer-Institut für Materialfluss und Logistik IML
Software-Komponenten Open Source veröffentlicht
Das Projekt AutoModal – Automatisierung von trimodalen Terminals untersuchte die durchgängige Automatisierung des Umschlagterminals ist ein Gemeinschaftsprojekt mit Contargo GmbH & Co. KG, Duisburg und synyx GmbH & Co. KG, Karlsruhe. Wesentlicher Baustein war die Automatisierung eines Portalkrans, der dafür umgebaut wurde, sodass eigenständige automatisierte Prozesse durchgeführt werden konnten. Im Mittelpunkt der Arbeiten stand der Umbau sowie der prototypische Betrieb der Kranautomatisierung in einem Referenzterminal. Der Portalkran wurde hierfür mit zusätzlichen Sensoren ausgestattet, um eine sichere und zuverlässige Personenerkennung im Kranumfeld zu gewährleisten und einen automatisierten Betrieb zu ermöglichen. Aus einer breiten Auswahl von Sensoren wurden geeignete Lösungen bewertet und an einem Versuchsmodell getestet. Parallel dazu wurde eine geeignete Steuerungssoftware entwickelt, Schnittstellen harmonisiert und Hardwarekomponenten für den Betrieb integriert.
Daran anschließend wurden die notwendigen Komponenten am Portalkran samt Monitoring-Umgebung auf einem Bestandskran installiert. Das Retrofit war möglich, der Umsetzungsaufwand jedoch größer als bei einer Neuauslegung eines Kranes. Der automatisierte Betrieb wurde in verschiedenen Anwendungsszenarien prototypisch getestet. Die begleitende Evaluierung zeigte eine vergleichbare Leistungsfähigkeit beim Umschlag von Ladeeinheiten im Containerlager sowie eine hohe Systemzuverlässigkeit. Ergänzt wurde die technische Umsetzung von einer Roadmap zur durchgängigen Automatisierung eines Umschlagterminals.
Die im Projekt AutoModal entwickelten Softwaremodule wurden im Open Source veröffentlicht. Dies umfasst insgesamt vier Komponenten:
Sensor and Neural Data Platform (SAND)
Mit dem zur Verfügung gestellten Tools können Kamera-Streams (oder Video-Streams im Allgemeinen) vereinfacht, indem ein erweiterbares Framework zum Lesen, Manipulieren und Wiederveröffentlichen von Bildern bereitgestellt wird.
Es wurde entwickelt, um ein Objekterkennungssystem zu verwalten, das wir auf einem trimodalen Kran eingerichtet haben. Der Fokus lag dabei auf der Erkennung von Menschen (und Biomasse im Allgemeinen), um die Prozesse an Container-Häfen zu ermöglichen.
Im Projekt AutoModal wurde die Software für die Umfelderfassung entwickelt, um das Umfeld um den Kran zu überwachen und Personen sowie Fahrzeuge zu erkennen. Dies bildet die Grundlage für den Automatikbetrieb des Krans für den Umschlag von Containern im trimodalen Terminal.
Die Veröffentlichung im GitLab läuft unter dem Akronym SAND - Sensor and Neural Data Platform.
Thing Action Management System (TAMS)
https://github.com/Contargo/automodal-tams
Das TAMS ist eine herstellerunabhängige Steuerung von Krananlagen. Es ermöglicht das Erzeugen und Überwachen von Aufträgen für Krane. Hierzu können Abhol-Aufträge (Pick) sowie Absetz-Aufträge (Drop) zu bestimmten Positionen in einem virtuellen Abbild eines Stack generiert werden. Das kann ebenso in verschiedenen Modi betrieben werden, um eine Position zu konfigurieren oder zu initialisieren. Die Darstellung wird visualisiert und simuliert ein virtuelles Kranumfeld.
Crane Control System (CCS) Beispielimplementierung
https://github.com/Contargo/automodal-ccs-adapter
Das CCS ist ein Adapter, um das TAMS an die Kransteuerung (SPS) anzuschließen. Diese Implementierung ist im GIT aktuell für unseren Referenzportalkran konfiguriert. Es besteht aber die Möglichkeit diese auf jede andere weitere Kransteuerungen zu adaptieren.
Thing Action Management Interface (TAMI)
https://github.com/Contargo/automodal-tami
Das TAMI ist eine Definition der Schnittstelle, die verwendet wird, um Fahraufträge an die Krananlage zu übermitteln. Hierfür wurde eine generalisierte Schnittstellenbeschreibung erstellt. In dieser können auch die oben genannten Job Beschreibungen gefunden werden.
