Die Anzahl von E-Commerce-Sendungen ist in den vergangenen Jahren rasant gestiegen, wobei vor allem der Versand von Kleinwaren weiter zunimmt. Letztere sind häufig unförmig und nicht formstabil verpackt und damit weder Brief noch genormtes Paket.
Da solche Sendungen dazu neigen, sich bei der Verarbeitung zu verschieben, zu rollen oder zu kippen, kommt es auf Standard-Paketsortieranlagen häufig zu Störungen im Transportablauf. Daher ist es schwierig, solche Pakete maschinell mit vorhandenen Anlagen zu sortieren.
In enger Zusammenarbeit mit Kunden hat Siemens Logistics geeignete Lösungen für die reibungslose, automatische Verarbeitung von Mixed-Mail entwickelt. Die Integration in bestehende Sortierzentren schafft Synergien – und zwar ohne Beeinträchtigung des laufenden Betriebs.
Eine Anpassung der Standardprodukte für die Paketsortierung an die spezifischen Eigenschaften von Mixed-Mail erlaubt eine weitgehende Automatisierung. Dies betrifft im Wesentlichen:
- Das automatische Aussortieren von nicht-maschinenfähigen Sendungen durch eine robotisierte Lösung
- Die schnelle Vereinzelung mit dem leistungsstarken Visicon-Singulator
- Die zuverlässige Umlenkung mit dem flexiblen «VarioRoute»
- Die durchgehende Identifizierung von Sendungen im Sortierprozess mit der zuverlässigen Erkennungssoftware «Fingerprint»
- Das Ausschleusen von nicht korrekt positionierten Sendungen mithilfe des innovativen MIC (Misplaced Item Clearer)
- Die Entscheidung, welche Produkte zum Einsatz kommen, hängt von den Gegebenheiten vor Ort ab.
Wie bei vielen Projekten bietet die Verwendung eines Digital Twin auch bei der Automatisierung von Mixed-Mail wesentliche Vorteile. Der digitale Zwilling enthält alle relevanten Daten und Simulationsmodelle eines Systems, sodass vor der Installation von Hard- und Software getestet werden kann. Szenarien können virtuell ausprobiert, Ideen visualisiert und Schwachstellen bereits in der Konzeption erkannt und geprüft werden. Das führt zu mehr Effizienz über den Lebenszyklus – von der Planung und Entwicklung bis zur Inbetriebnahme und zum Betrieb.
Robotergestütztes Entfernen nicht-maschinenfähiger Sendungen
Egal wie fortschrittlich die Sortiertechnologie auch sein mag, einige E-Commerce Sendungen müssen aus einem Schüttgutstrom entnommen werden, da sie nicht auf Bandsystemen verarbeitet werden können. Siemens Logistics entwickelt für das Problem eine intelligente, robotisierte Lösung, die genau diese Pakete automatisch erkennt und blitzschnell aus dem Sendungsstrom herausnimmt.
Die Software identifiziert und klassifiziert zunächst die einzelnen Sendungen und deren Position. Zur Erkennung wird ein komplexes visuelles Identifikationssystem auf Basis von Deep-Learning-Algorithmen eingesetzt, das zudem den optimalen Greifpunkt errechnet. Der Algorithmus, der das Herzstück des Klassifizierungsschemas bildet, wird vortrainiert. Eine umfangreiche, ständig aktualisierte Bilddatenbank ermöglicht die einfache Anpassung an neue Situationen, Artikelarten und Auswahlaufgaben.
Automatische Vereinzelung von Schüttgut mit dem Visicon
Mixed-Mail wird in der Regel lose in Rollkäfigen oder -wagen angeliefert und auf Förderbänder entleert. Für die weitere Verarbeitung ist es erforderlich, dass die Sendungen mit einer definierten Lücke hintereinander angeordnet sind.
Eine Kaskade überführt zunächst die übereinander liegenden Pakete in einen gleichmässig verteilten, zwei-dimensionalen Sendungsstrom. Im Anschluss vereinzelt der Visicon die Pakete automatisch.
Fortschrittliches Bildverarbeitungssystem
Ein integraler Bestandteil des Visicon ist das fortschrittliche, KI-basierte Bildverarbeitungssystem. Es erfasst und erkennt Form, Grösse und relative Position jeder Sendung und übermittelt die aufgezeichneten geometrischen Informationen in Echtzeit an ein patentiertes Steuerungssystem. Mithilfe von maschinellem Lernen berechnet dieses die Geschwindigkeiten der Matrix aus schmalen Förderbändern. Die Band-Matrix manipuliert nun die Sendungen, um die vorgegebenen Lücken zu schaffen.
Sowohl die Hardware als auch das Bildverarbeitungssystem wurden für die Mixed-Mail-Verarbeitung optimiert, um einen hohen Durchsatz zu gewährleisten und Transportstörungen zu vermeiden.
Identifikation wie mit einem Fingerabdruck
Die «Fingerprint»-Software von Siemens Logistics bietet die Möglichkeit, Pakete auch ohne Barcode wiederzuerkennen. Diese fortschrittliche Methode zur Identifizierung von Paketen verwendet die unverwechselbaren optischen Merkmale einer Sendung, ähnlich dem menschlichen Fingerabdruck. Maschinelles Lernen trägt dazu bei, die praxiserprobte Erkennungs-Software «Fingerprint» fortlaufend zu verbessern.
Die in einer zentralen Datenbank registrierten «Fingerprint»-Daten führen dazu, dass im weiteren Prozess eine der sechs Seiten des Pakets zur Erkennung ausreicht – und somit nur noch die Kamera oberhalb der Förderbänder benötigt wird.
Sendungsverfolgung und Doppel-Erkennung mit Fingerprint
Für die zuverlässige Sortierung ist es unerlässlich, dass die Position jedes Pakets im Sortierprozess bekannt ist. Bei Standardpaketen ist die Sendungsverfolgung mithilfe von Lichtschranken ausreichend. Da nicht-lagestabile Mixed-Mail beim Transport leicht verrutscht, verwendet Siemens Logistics an kritischen Stellen Kameras. Sie erkennen auch Pakete, deren Position auf dem Förderband oder deren Abstand zu benachbarten Paketen sich verändert hat.
Darüber hinaus hilft «Fingerprint» bei der Erkennung übereinander liegender Sendungen. Sobald zwei Pakete miteinander verbunden sind, sodass nur eine Adresse sichtbar ist, steigt die Wahrscheinlichkeit für die Fehlsortierung des versteckten Pakets – eine kostenintensive Angelegenheit, die der Einsatz von «Fingerprint» vermeidet.
Umlenkung und Vorsortierung mit «VarioRoute»
«VarioRoute» kommt immer dann zum Einsatz, wenn es nötig ist, eine grosse Anzahl von Paketen zu verschiedenen Sortern oder Ausschleusungsbereichen zu leiten. Weitere Anwendungsszenarien sind zum Beispiel Umleiten, Ausrichten und Drehen. Der modulare Aufbau mit individuell ansteuerbaren Rollen ermöglicht vielseitige Einsatzmöglichkeiten.
Für die Verarbeitung von Mixed-Mail hat Siemens Logistics insbesondere die Reihen der schwenkbaren Rolleneinheiten näher zusammengebracht und den Schwenkalgorithmus der Rollenzeilen optimiert, um ein grösseres Sendungsspektrum zuverlässig zu adressieren sowie auch bei kurzen Sendungsabständen eine gute Ausschleuse-Qualität zu gewährleisten.
Entfernen von fehlgeleiteten Sendungen aus Quergurtsortern
Mit dem MIC (Misplaced Item Clearer) hat Siemens Logistics die Lösung für die optimierte Sortierung von Mixed-Mail auf Quergurt-Sortern. Sensoren erkennen Sendungen, die aufgrund ihrer Beschaffenheit ungeplant zwischen den Quergurten eingeschleust wurden. Druckluft entfernt die Pakete automatisch und befördert sie zielgenau in eine Endstelle. Somit besteht die Möglichkeit, die Sendungen umgehend weiterzubearbeiten – und sie verpassen insbesondere in Express-Versandzentren nicht ihren Anschlussflug.
Pionierwerk für 30 Millionen Pakete
Als ein initiales Projekt hat Siemens Logistics in enger Zusammenarbeit mit einem Schweizer Paketdiensleister die weltweit erste Anlage für Mixed-Mail installiert. Die neue Anlage sortiert künftig den grössten Teil der Kleinwarensendungen vollautomatisch. Mit dieser Anlage und weiteren Pionierleistungen rüstet sich die Logistik in der Schweiz für die Zukunft.
