Logiistiikan IoT-sovellukset

Logistiikka ja toimitusketjujen ohjaus on mielenkiintoinen IoT-sovellusalue, joka tarjoaa mahdollisuuksia tehostaa materiaalivirtoja. Logistiikan kehittämisen tavoitteena on usein laskea kuljetuksista aiheutuvia kustannuksia, nopeuttaa toimintaa, parantaa toimitusvarmuutta ja läpinäkyvyyttä toimitusketjuihin, jotka voivat olla maailmanlaajuisia. Uutena ohjausparametrina ovat erilaiset ympäristötehokkuusmittaukset, yritykset haluavat tuottaa luotettavaa tietoa asiakkailleen ympäristökuorimituksista, kuten kasvihuonekaasupäästöistä tai veden ja energiankulutuksesta.

IoT in supply chain — Kuva. IoT eri vaiheissa toimitusketjua.

IoT sensorit

IoT sensorit kiinnitetään logistiikan sovelluksissa joko suoraan kuljetusyksiköihin kuten lavoihin, laatikoihin, kontteihin; tai asennuksina liikkuviin koneisiin kuten kuorma-autoihin, perävaunuihin, tai trukkeihin; tai kiinteinä asennuksina tuotantotilojen, varastojen kulkuväyliin tai tuotannon avainkoneisiin. Erityyppiset sensorit mahdollistavat erilaisia käyttöjä. Sensoriratkaisut eroavat toisistaan lukuetäisyyden, paristojen elinkaaren ja hinnan suhteen. Materiaalinkäsittely-yksiköiden lisäksi logistiikan sensorointiin voidaan lukea myös älykkäiden koneiden hoitamat toiminnot. Älykäs kone voi osata tilata itselleen varaosat ja huollon tai älykäs perävaunu voi toimia logistiikkatiedon reitittimenä materiaalikäsittely-yksiköille kuten lavoille ja laatikoille.

Taulukko. Mahdollisia IoT sensoreita.

Sensorityyppi	Kantama	Pariston elinkaari	Hinta	Toiminta
QR-koodit, viivakoodit	Näköyhteys lukulaitteeseen	–	0.01 E/kpl	Passiivinen Vaatii erillisen lukijajärjestelmän asentamisen kohteisiin
RFID	1 cm – 10 m	–	0.2 - 0.8 E/kpl	Passiivinen Vaatii erillisen lukijajärjestelmän asentamisen kohteisiin
BLE Beacon	Bluetooth kantama 10 - 60 m	1-48 kk	10 - 50 E/kpl	Aktiivinen Yhteensopiva erilaisten lukujärjestelmien kanssa
LoRA/Sigfox Beacon	10 – 20 km	1 - 5 v	20 – 100 E/kpl	Aktiivinen Sijaintitieto muutamia kertoja vuorokaudessa
4G GPS tracker	Globaali	1- 6 kk	100 -300 E/kpl	Aktiivinen Sijaintitieto muutamia kertoja vuorokaudessa
Mesh Sensors	10-60 m	Jopa 10v	10 - 50 E/kpl	Aktiivinen Lähes reaaliaikainen seuranta Helppo asentaa ja skaalata massiivisiin kokoluokkiin

Sovellukset

Logistiikan hallinta voi fokusoitua yhteen tehtaaseen tai varastoon, mutta useimmiten sovellukset kattavat laajempia toimitusketjun osia.

Paikannukseen liittyvät sovellukset kertovat missä vaiheessa tilaukset ovat, mistä ne ovat tulleet ja minne menossa. Keskeisiä käsitteitä ovat seuranta (tracking) ja jäljittäminen (tracing). Jäljittämistä käytetään apuna laadunhallinnassa jotta tiedetään mistä kaikki komponentit ovat peräisin ja alkuperä voidaan määrittää tuotteiden takaisinvetoja varten, tai raaka-aineiden eettisen alkuperän osoittamista varten. Seurantatieto sen sijaan liittyy logistiikan ohjaukseen. Paikannus voi tuottaa hälytyksiä, mikäli toteuma poikkeaa suunnitellusta.
Varastojen seurantasovelluksissa monitoroidaan tuotteiden sijainnin lisäksi ympäristöolosuhteita kuten lämpötiloja, ilmankosteutta, asentoja ja tärähdyksiä. Näiden sovellusten tarkoituksena on vähentää hävikkiä ja lisätä turvallisuutta kansainvälisissä kuljetusketjuissa.
Toimitusketjujen optimointi. Reittioptimointi on esimerkki logistiikan ohjauksesta, jossa tavoitteena on löytää ratkaisu kuljettaa kaikki tavarat oikeille paikoilleen oikeaan aikaan niin että ratkaisussa minimoidaan ajetut kilometrit tai polttoaineen kulutus. Vastaavantyyppisiä ongelmia on mm. verkkokaupan kysynnän ennustamisessa ja varastojen ohjauksessa. Päätöksenteossa IoT-sensorien tuottama tieto yhdistetään optimointimoottoreille tai muille tekoälysovelluksille.
Kalustolautan hallinta ja omaisuudenhallinta on apuna, jotta logistiikan ohjaamiseen tarvittavia resursseja on oikea määrä. Kalustolautan hallinnan avulla voidaan seurata perävaunujen käyttöä, paljonko autot tuottavat kilometrejä eri päivinä ja onko pihaohjauksen trukit oikean tyyppisiä tarpeeseen nähden. Esimerkiksi satojen tai jopa tuhansien konttien tai keruuastioiden hallinta on haastava tehtävä. On vaikea arvioida miten kontit kiertävät ja onko joku paikka, jossa tapahtuu rikkoontumisia merkittävästi enemmän kuin muualla.

Application areas — Kuva. Sovelluskohteita logistiikan IoT:lle.

Logistiikan IoT:n erityispiirteitä

Toimitusketjujen ohjaus on laaja alue ja erilaiset rautaratkaisut voivat olla hyvin perusteltuja. Muihin sovellusalueisiin verrattuna logistiikan IoT-järjestelmissä on tiettyjä erityispiirteitä:

Autentikaatio – Toimitusketjut kattavat useita yrityksiä ja organisaatioita kaukana toisistaan. Järjestelmien on mahdollistettava globaalit nimeämiskäytännöt seurattaville asioille ja käyttöoikeuksille. Keskitetty käyttäjäoikeuksien hallinta ei välttämättä ole mahdollista sillä osapuolet voivat muuttua ketjuissa nopeasti.
Serialisaatio tarkoittaa pyrkimystä saada sarjanumeroseurantatarkkuus lopputuotteille. Tähän sarjanumeroon voidaan liittää viitteet tapahtumiin (reititykseen), materiaaleihin (tuoterakenne) sekä dokumentteihin. Toisinaan kuitenkin on toimittava karkeammilla aggrekaatiotasoilla kuten valmistuspäivämäärillä tai erätasoisella jäljitettävyydellä.
Datan elinkaaren hallinta – osa IoT:n keräämästä tiedosta voi olla relevanttia vain kuljetuksen ajan ja muuttuu arvottomaksi, kun vastaanottaja on kuitannut. Toisaalta taas pitkän elinkaaren tuotteissa kuten vaikkapa rakennuksissa tai suurissa koneissa on dokumentaatio säilytettävä kymmeniä vuosia ja pystyttävä osoittamaan materiaalisertifikaatit tarvittaessa.

Mahdollisuuksia

Logistiikan IoT-ratkaisut ovat keskeinen kilpailukykytekijä useilla toimialoilla. Verkkokaupan osuus kasvaa koko ajan kaikesta kysynnästä ja tehokas ohjaus edellyttää ajantasaista tietoa. Samoin entistä pienemmät kuljetuserät kuten esimerkiksi vähittäiskaupan tai kokonaan uusien toimijoiden järjestämät elintarviketuotteiden kotiinkuljetus hakee jatkuvasti ratkaisuja kuljetuskustannusten alentamiseen.

Kuten kaikilta investoinneilta myös IoT-projekteilta edellytetään nopeaa takaisinmaksua. Hyötyjä, joita IoT-järjestelmä voi tuottaa toimitusketjuun ovat moninaiset:

Tehostunut varastojen kierto ja sitoutunut pääoma: reaaliaikainen informaatio mahdollistaa toiminnan pienemmällä puskurilla.
Kapasiteetin käyttöasteen parempi hallinta: jatkuva tieto kaluston toiminnasta mahdollistaa korkeamman käytön autoille, konteille, lavoille jne.
Edullisemmat kokonaiskustannukset: Optimoitu liikenne tuottaa pienemmän ajetun kokonaiskilometrimäärän ja polttoaineen kulutuksen.
Parantunut kyky vastata nopeisiin muutoksiin mahdollistuu, kun tieto kysynnän muutoksesta ja toimitusketjun toiminnasta voidaan yhdistää samaan suunnittelunäkymään.
Parantunut turvallisuus: Jäljitettävyys ja seurattavuus on avainasemassa tuoteturvallisuudessa, myös hävikkiä voidaan vähentää ja varmistaa toimitusketjun sosiaalinen ja ympäristövaikutusten kestävä hallinta.

Vapaa maailmankauppa yhdistettynä kuluttajien tarpeeseen nähdä toimitusketjuun vaatii sovelluksia, jotka pystyvät tuottamaan varmistettua tietoa, että lentokoneiden varaosia ei ole myyty käytöstä jo poistettuna, viini ei ole väärennettyä, sähköauton koboltin toimitusketju ei johda konfliktialueelle tai että sairaalan veripussi on ollut oikeissa olosuhteissa koko ajan. IoT-teknologia voi auttaa ratkaisemaan tämäntyyppisiä merkittäviä ongelmia.