Di seluruh dunia, sepertiga dari semua makanan rusak sebelum sampai ke konsumen. Menurut Organisasi Pangan &Pertanian Perserikatan Bangsa-Bangsa, jumlahnya mencapai 1,3 miliar metrik ton. Sebagian besar dari hal ini disebabkan oleh penurunan kualitas barang selama transportasi. Di negara berkembang, sebanyak 40 persen makanan musnah saat diangkut.
Ada beberapa alasan untuk hal ini seperti kondisi pemanenan yang bervariasi, waktu dari pemanenan hingga pendinginan, atau penyimpangan suhu lokal dalam wadah berpendingin atau pada kendaraan. Ini semua dapat membahayakan kualitas makanan segar.
Kabar baiknya adalah bahwa pemantauan tambahan terhadap kualitas barang tidak hanya memungkinkan masalah ini diselesaikan – tetapi juga membuka kemungkinan yang sama sekali baru untuk manajemen transportasi dan penyimpanan. Mengintegrasikan ide-ide tersebut ke dalam proses logistik adalah tujuan dari sebuah konsorsium yang terdiri dari 22 mitra dari industri dan penelitian dan dibiayai oleh Kementerian Pendidikan dan Penelitian Federal Jerman (BMBF). Tugasnya adalah membuat kontainer pengiriman menjadi cerdas, yang pada gilirannya bergantung pada pengembangan dan pengujian lapangan teknologi sensor yang sesuai. Saya telah terlibat dalam proyek ini dengan menghadirkan middleware Bosch IoT dan dalam artikel berikut saya ingin memberi Anda beberapa wawasan tentang pekerjaan kami.
Pendekatan &implementasi solusi:memungkinkan komunikasi dari kapal ke darat
Sudah jelas sejak awal bahwa jika kami ingin membuat sebuah wadah cerdas dan mandiri, kami harus melewati sejumlah rintangan teknis. Bekerja sama dengan DOLE, kami melakukan tiga pengujian wadah pintar yang berfokus pada pemantauan dan pematangan pisang berikutnya. Pisang dikemas di Kosta Rika, dan beberapa kotak kemasan dilengkapi dengan sensor nirkabel. Setelah 20 palet dimuat ke dalam wadah pintar, pemantauan jarak jauh dimulai. Pisang kemudian dibawa ke pelabuhan dengan truk (sekitar empat jam), setelah itu mereka menghabiskan dua minggu penuh diangkut ke Antwerpen melalui laut. Selama waktu ini, kami dapat menyesuaikan pengaturan setpoint dan tingkat ventilasi udara segar dari jarak jauh. Setelah tiba, kontainer diangkut dengan truk dari Antwerpen ke Hamburg (satu hari).
Istilah 3G adalah singkatan dari generasi ketiga dari teknologi telekomunikasi seluler nirkabel. Dibandingkan dengan generasi sebelumnya, ini ditandai dengan kinerja Internet yang lebih cepat.
Untuk membangun akses jarak jauh ke kontainer, kami harus mengoptimalkan komunikasi yang sebelumnya terbatas dari kontainer kembali ke darat. Sampai saat ini, komunikasi hanya dimungkinkan melalui 3G saat kontainer berada di truk – atau melalui satelit saat kontainer berada di laut. Tidak ada bandwidth yang tersedia untuk koneksi cloud. Jadi, kami mengembangkan unit pengawasan barang (FSU) dan meletakkannya di peti kemas. Unit ini dirancang untuk membuat antarmuka antara jaringan sensor internal dan komunikasi eksternal. Pada saat yang sama, FSU menyediakan platform yang dapat diperpanjang secara fleksibel untuk menilai setiap kesalahan pada barang dan kondisi di mana mereka diangkut. Kami dari jarak jauh dapat mengunggah bundel perangkat lunak yang berisi model masa simpan yang disesuaikan atau alat pendukung keputusan agar sesuai dengan jenis barang yang terlibat.
Aplikasi IoT:Menggunakan sensor suhu dan etilen
Kami mengambil platform perangkat lunak JAVA (terdiri dari kerangka kerja OSGi Bosch.IO dan Mesin Virtual Jamaika dari AICAS) dan membuat penyesuaian yang diperlukan agar dapat bekerja dengan sistem target. Kami dapat menguji fungsionalitas sistem komunikasi selama beberapa uji coba dengan kapal dan truk pada rute dari Puerto Rico ke Hamburg. Untuk menentukan umur simpan pisang yang tepat, kita harus mengukur suhu di dalam kemasan – dengan kata lain, di dalam kotak kemasan dan palet. Harus ada setidaknya 10 hingga 20 titik pengukuran untuk mencatat penyimpangan suhu lokal. Untuk memastikan komunikasi yang andal, kami juga harus meneruskan data melalui beberapa lompatan antara sensor kedap udara dan tahan kelembaban. Dengan cara ini kita bisa mengontrol pendinginan pisang. Pada 11 derajat, yang merupakan suhu yang cocok untuk buah, kami memiliki lampu hijau. Segera setelah suhu berubah, intervensi jarak jauh dilakukan dan peringatan dikirim. Sinyal darurat dikirim ke backend, dan pelanggan (dalam hal ini, DOLE) dapat langsung diinformasikan.
Sensor dalam kotak kemasan memantau kondisi dan memungkinkan untuk menyesuaikannya tepat waktu jika perlu.
Manfaat proyek IoT
Pelanggan sekarang diuntungkan karena dapat bereaksi dengan cepat dan, jika terjadi penurunan kualitas, memesan barang baru secara tepat waktu. Sebelumnya, pelanggan akan menemukan bahwa mereka memiliki barang yang tidak dapat digunakan hanya ketika pengiriman telah tiba di pelabuhan. Proses logistik dengan demikian menjadi kurang rentan terhadap kesalahan dan jauh lebih gesit. Sebelum kontainer dilengkapi dengan sensor, biasanya sampai 30 persen barang hilang. Dalam wadah pintar, tingkat kehilangan hanya 20 persen. Keuntungannya adalah kualitas barang terus dipantau dan akibatnya ditingkatkan, kerugian berkurang, dan proses logistik yang gesit tercipta.
Pengukuran dari sensor nirkabel ditransfer melalui satelit setiap hari. Estimasi pertama kehidupan hijau, panas respirasi, dan efisiensi pendinginan dihitung setelah tiga hari. Jika diperlukan koreksi di kemudian hari, nilai baru segera dikirim – terutama jika tampaknya barang tersebut dalam bahaya. Segera setelah jaringan seluler tersedia di sekitar pelabuhan, data lengkap dapat diakses melalui antarmuka web.
Sensor membawa nilai ke aplikasi IoT
Etilen adalah hidrokarbon, gas tidak berwarna yang mudah terbakar, yang banyak digunakan dalam industri kimia. Ini juga merupakan hormon tumbuhan alami yang penting, digunakan dalam pertanian untuk pematangan buah lebih lanjut.
Selain pemantauan suhu, kami juga mengembangkan teknologi sensor etilen. Ketika buah klimakterik terkena konsentrasi etilen tertentu, mereka mulai matang. Begitu mereka matang, mereka pada gilirannya menghasilkan etilen. Pada saat yang sama, jumlah etilen yang dikeluarkan buah dalam proses ini tergantung pada tingkat kematangannya – dan oleh karena itu penting untuk memantau kualitasnya. Dalam proyek inilah pengukuran langsung konsentrasi etilen menjadi mungkin.
Dengan melengkapi kontainer pengiriman dengan sensor, kami tidak hanya dapat lebih akurat tentang lokasi barang, tetapi juga memantau dan mengevaluasi kondisinya. Kami sedang mempertimbangkan proyek lanjutan yang akan melihat seluruh proses logistik – mulai dari pemuatan dari kontainer ke pengiriman supermarket. Idenya adalah untuk menawarkan layanan baru bekerja sama dengan operator pelabuhan dan penyedia logistik. Untuk itu, barang sendiri menjadi bagian dari Internet of Things. Dengan demikian mereka akan menyampaikan informasi di semua sistem dan langkah proses dan menjadi bagian integral dari setiap langkah proses. Pada gilirannya mereka dapat sepenuhnya dimasukkan ke dalam struktur proses perusahaan tanpa intervensi manual tambahan untuk menyesuaikan barang dengan lingkungan mereka. Setiap tingkat struktural dalam keseluruhan sistem harus mampu memenuhi persyaratan ini – mulai dari teknologi sensor, gerbang komunikasi, manajemen perangkat berbasis cloud, hingga sistem proses bisnis perusahaan.
Industri 4.0 telah dikaitkan dengan digitalisasi yang berkelanjutan dan penyelarasan produksi industri dengan teknologi informasi dan komunikasi modern. Sekarang, sebagai bagian dari Logistics 4.0, faktor-faktor yang sama ini juga membuka peluang yang sama sekali baru dan potensi besar dalam transportasi laut di seluruh rantai nilai.
Sensor dalam kotak kemasan memantau kondisi dan memungkinkan untuk menyesuaikannya tepat waktu jika perlu.