Physical Internet Living Labs
Kunnen we met een fysiek internet logistieke processen slimmer organiseren? Deze pagina is ook beschikbaar in het Engels.
Dit project krijgt steun van VLAIO.
Begin 2021 is het project Physical Internet Living Lab (PILL) gestart. Physical Internet (“PI”) staat voor Fysiek Internet en is een innovatief concept om logistieke processen anders te organiseren. Het is de visie op hoe we logistiek efficiënt, veerkrachtig en duurzamer kunnen organiseren. Via PI willen we transportnetwerken onderling met elkaar verbinden zodat we vrachtvervoer van start tot bestemming zo optimaal mogelijk kunnen organiseren.
Dat maakt synchromodaal transport mogelijk: een vorm van multimodaal transport waarbij het niet uitmaakt welke vervoermiddelen worden gebruikt, zolang de lading maar op het afgesproken tijdstip aankomt op de plek van bestemming.
Links: de situatie vandaag, Rechts: waar we naartoe willen
Terminologie
Voor we het project verder uitleggen, eerst wat terminologie.
Deze modulaire map toont hoe logistiek nu langs autosnelwegen, binnenvaart en spoorwegen kan verlopen.
PILL: omvang en doelen van het project
PILL is een cSBO-project dat erop gericht is om zowel een bijdrage te leveren aan de academische wereld als aan de toegepaste kennis. Om die reden wordt er ook gewerkt met Living Lab-testbedden, want daarvan is bewezen dat dit de meest geschikte methode is om een evenwicht te houden tussen praktijkgericht en academisch gefundeerd onderzoek.
Binnen het PILL-project werken onderzoekers en ontwikkelaars nauw samen met de haven en de logistieke sector. Het doel is om nieuwe concepten te ontwikkelen die nog tegenover grote uitdagingen staan voordat ze in de praktijk realiteit kunnen worden.
Het Fysieke Internet (PI) draait helemaal rond connecting the dots. PI en het eraan gerelateerde onderwerp synchromodaliteit kunnen elkaar versterken. Synchromodaal transport is een vorm van multimodaal transport waarbij het niet uitmaakt welke vervoermiddelen worden gebruikt, zolang de lading maar op het afgesproken tijdstip aankomt op de plek van bestemming. Het zijn beloftevolle methodes om onze logistieke processen in de toekomst efficiënter, betrouwbaarder, flexibeler en duurzamer te organiseren. Het hoofddoel van PILL is om de state-of-the art middelen van het Fysieke Internet (kennis, hardware en software) te benutten in twee pilootprojecten in Vlaanderen. In die pilootprojecten zullen we eerst focussen op maritieme logistieke processen binnen Vlaamse havens.
Om synchromodaliteit en Fysiek Internet mogelijk te maken, hebben we volgende technologie, technieken en componenten nodig: traceerbaarheid, intelligente systemen, data-analyses, optimalisatie, simulaties en integratieplatformen. In de bovenstaande taxonomie van elementen die samen de PI-architectuur vormen, plaatsen we in elke haven een Digital Twin om alle noodzakelijke elementen met elkaar te verbinden. Enerzijds zal dit de simulaties van PI-processen mogelijk maken. Anderzijds zal het systeem ook kunnen focussen op de interacties tussen de logistieke operatoren hun dagelijkse beslissingen. Het PILL-project zal dus op verscheidene zaken focussen:
- Autonome operaties in logistieke knooppunten om zo toegevoegde waarde te creëren voor diensten in havens en terminals.
- Veerkrachtige netwerken oprichten waarbij we gedigitaliseerde en geautomatiseerde operaties in knooppunten (havens/terminals) demonstreren in geval van storingen, herconfiguraties en herschikkingen van logistieke processen.
- Exploitatie van IoT-data en transparante levels om verschillende vrachtunits met elkaar te verbinden, zoals containers, paletten, dozen en percelen die we π-containers noemen.
- Het verwezenlijken van business- en bestuursmodellen voor de beveiligde blootstelling aan en het delen van objectgegevens.
De infrastructuur van de testbedden komt tot stand door co-creatie tussen alle relevante stakeholders. Op die manier zorgen we ervoor dat het ingezette fysieke internetsysteem levensvatbaar en goed geïntegreerd is in het lokale operationele ecosysteem.
Om te starten hebben we een goed ontwerp nodig van de IT-architectuur van het Fysieke Internet. Die architectuur moet een systeem representeren dat Fysieke Internetprocessen ondersteunt, gebaseerd op state-of-the-art hardware- en software-componenten en kennis. Zodra we de architectuur hebben, bouwen we daarvan een referentie-implementatie die we testen in de operationele proeven die plaatsvinden in de testbedden van het Living Lab.
De architectuur van de PILL-systemen zal eruitzien zoals in de visual hieronder.
Om de architectuur uit te leggen, moeten we eerst starten met een woordje uitleg over de π-containers. Die containers worden uitgerust met de nodige hardware en software om de containerdata te communiceren naar de andere componenten van de PILL-architectuur. In die communicatie wordt er gebruik gemaakt van IoT-communicatieprotocollen. De data die daaruit voorkomt, wordt opgeslagen in een combinatie van Distributed Ledger en/of een database.
In het midden van de visual zie je de Digital Twin. Dit centrum van de PILL-architectuur treedt op als het brein van het systeem. Het combineert de data en algoritmes van de agent-based modellen die noodzakelijk zijn om het systeem operationeel te maken. In de toekomst zullen wellicht meer en meer Digital Twins operationeel zijn. Daarom is het raadzaam om ervoor te zorgen dat we focussen op een gestandaardiseerde manier om te interageren met die Digital Twins. Om dat te bereiken moeten we kijken naar de API-laag. Die laat gestandaardiseerde interacties toe tussen de verschillende componenten van de PILL-architectuur. Naast de interacties met de Distributed Ledger laat de API ook interacties toe met relevante databronnen.
Het ultieme doel van het PILL-project is om een hands-on prototype van een PI-informatiesysteem op te zetten die samen met echte potentiële gebruikers wordt ontworpen en gevalideerd in een representatieve praktijkomgeving, zoals gebruikelijk is bij Living Lab-projecten.
Verwachte impact en resultaten
Wat willen we bereiken met dit project? Eerst en vooral willen we door het slimme gebruik van middelen en reservecapaciteit aan de transportvraag voldoen door de efficiëntie en effectiviteit van knooppuntprocessen te vergroten. We willen de complexe fysieke realiteit van logistiek vereenvoudigen. Door rekening te houden met Human Resources, materiaal, infrastructuur, … kunnen we die beter inzetten.
Daarnaast willen we transparante, real-time dienstverlening faciliteren voor bedrijven die werken met knooppunten die aangesloten kunnen worden op het spoortransport, via vrachtverkeer of op de binnenvaart.
Alle hoofdknooppunten zijn verbonden met elkaar via het Fysieke Internet.
Vervolgens willen we een bijdrage leveren aan samenwerkingsverbanden en proactieve bedrijfsstrategieën faciliteren zodat zij hun beschikbare middelen maximum kunnen benutten. Met proactief bedoelen we proactieve oplossingsgerichte oplossingen voor IoT-objecten wanneer die aan verschillende snelheden het transportknooppunt bereiken. Dit zal resulteren in de ontwikkeling van nieuwe operationele modellen (voor logistiek) maar ook in nieuwe businessmodellen die autonoom de interactie ondersteunen tussen PI-knooppunten en hun netwerk(en).
Ten slotte willen we met de Digital Twins een symbiose creëren tussen het virtuele risicovrije model en het realistische fysieke systeem. Die symbiose kan ervoor zorgen dat er minder investeringen nodig zijn voor infrastructuurwerken en uitbreidingen, omdat binnen de logistieke knooppunten een efficiëntere operationele flow gegenereerd wordt.
Partners
