Case study: implementácia systému rozpoznávania železničných vozňov v logistickom podniku

Pri intenzívnej železničnej logistike môže byť aj jednoduchá úloha – správne zaznamenať číslo každého vozňa – zdrojom zdržania a chýb.

Ak pracovníci identifikujú vozne manuálne, musí niekto číslo prečítať, zaznamenať a následne vložiť do evidenčného alebo logistického systému. Pri desiatkach či stovkách vozňov sa z malej operácie stáva pravidelne sa opakujúci proces, ktorý spotrebúva čas a zároveň vytvára priestor pre ľudskú chybu.

INFOCOM preto na jednom z podnikov pôsobiacich v oblasti logistiky implementoval automatický systém rozpoznávania čísiel železničných vozňov.

Výsledkom je riešenie, ktoré dokáže identifikačné údaje spracovať v priebehu niekoľkých sekúnd a dosahovať presnosť rozpoznávania až 99 %.

Východisková situácia: veľa pohybov, veľa údajov

Pri železničnej doprave musí podnik ku každému vozňu priradiť správne informácie.

Môže ísť napríklad o:

• identifikačné číslo vozňa,
• dátum a čas prejazdu,
• smer pohybu,
• konkrétnu logistickú operáciu,
• náklad,
• údaje z váženia,
• príjem alebo expedíciu materiálu.

Pri manuálnom spracovaní je kvalita výslednej evidencie priamo závislá od pozornosti obsluhy.

Najčastejšie riziká predstavujú:

• nesprávne prepísané číslo,
• vynechaný vozeň,
• oneskorené zadanie údajov,
• rozdiely medzi fyzickým pohybom vozňov a evidenciou,
• komplikované spätné dohľadávanie udalostí.

Cieľom projektu preto nebolo iba nahradiť človeka kamerou.

Cieľom bolo automaticky prepojiť reálny pohyb železničného vozňa s jeho digitálnym záznamom.

Riešenie: kamera, strojové videnie, AI a OCR

Systém INFOCOM využíva obrazové dáta z priemyselných kamier a softvérové algoritmy na automatické spracovanie obrazu.

Pri prejazde vozňa systém vykonáva niekoľko krokov.

Najprv zachytí obraz vozňa v identifikačnom bode. Následne softvér lokalizuje oblasť, v ktorej sa nachádza identifikačné číslo.

Potom vstupujú do procesu algoritmy strojového videnia, umelej inteligencie a OCR – Optical Character Recognition.

Systém rozpozná jednotlivé znaky, vyhodnotí výsledok a pripraví identifikátor na ďalšie spracovanie.

Celý proces trvá iba niekoľko sekúnd.

Prečo nestačí jednoduché OCR?

Železničné prostredie je podstatne náročnejšie než skenovanie kvalitne vytlačeného dokumentu.

Vozne môžu byť:

• znečistené,
• poškriabané,
• rôzne staré,
• fotografované pri rôznom osvetlení,
• označené na povrchu s odlišným kontrastom,
• zachytené počas pohybu.

Aj samotné čísla môžu byť čiastočne znečistené alebo horšie čitateľné.

Preto systém nemôže byť postavený iba na jednoduchom prevode obrazu na text.

Kombinácia AI, algoritmov spracovania obrazu a OCR pomáha najskôr správne identifikovať relevantnú časť obrazu a následne z nej vyhodnotiť číslo vozňa.

V podmienkach realizovaného projektu systém dosahuje presnosť až 99 %.

Niekoľko sekúnd namiesto manuálneho spracovania

Rýchlosť bola jedným z dôležitých parametrov projektu.

Rozpoznanie a spracovanie informácie trvá iba niekoľko sekúnd.

To znamená, že identifikácia môže prebiehať ako prirodzená súčasť logistického procesu bez potreby vytvárať ďalší manuálny krok.

Pri väčšom počte vozňov sa výhoda násobí.

Namiesto postupného manuálneho zapisovania jednotlivých čísiel vznikajú údaje automaticky počas prevádzky.

Identifikácia je iba prvý krok

Samotné zistenie čísla vozňa by malo obmedzenú hodnotu, keby výsledok zostal iba v samostatnom kamerovom systéme.

Dôležitou súčasťou riešenia je preto integrácia rozpoznaných údajov s ďalšími systémami podniku.

Identifikátor vozňa môže byť následne použitý napríklad v:

• logistickej evidencii,
• systéme váženia,
• databáze príjmu a expedície,
• systéme sledovania pohybu materiálu,
• dispečerskom riešení,
• podnikovom informačnom systéme.

Fyzický prejazd vozňa tak automaticky vytvorí digitálnu informáciu použiteľnú v ďalších procesoch.

Prepojenie rozpoznávania s vážením

Obzvlášť významné je využitie automatickej identifikácie v kombinácii so železničnou váhou.

Systém môže spojiť konkrétny výsledok váženia s konkrétnym vozňom.

Digitálny záznam tak môže obsahovať napríklad:

číslo vozňa → čas prejazdu → hmotnosť → logistická operácia

Takéto prepojenie pomáha eliminovať situácie, keď je potrebné spätne manuálne zisťovať, ku ktorému vozňu patrí konkrétny údaj.

Čo implementácia priniesla podniku?

Automatizácia ovplyvnila tri hlavné oblasti.

1. Menej chýb pri evidencii

Automatické rozpoznávanie obmedzuje potrebu ručného prepisovania identifikačných čísiel.

Tým sa znižuje riziko preklepov a ďalších chýb spôsobených manuálnym zadávaním.

2. Presnejšia evidencia vozňov

Každý identifikovaný vozeň môže automaticky vytvárať digitálny záznam.

Podnik tak získava presnejší prehľad o pohyboch v rámci logistického procesu.

3. Rýchlejšia logistika

Keď odpadá manuálna identifikácia a následné zadávanie údajov, spracovanie informácií prebieha prakticky súčasne s fyzickým pohybom vozňov.

Digitálna história každého pohybu

Jedným z ďalších prínosov automatizácie je možnosť vytvárať chronologickú históriu udalostí.

Podnik môže spätne dohľadať napríklad:

• ktorý vozeň prešiel identifikačným bodom,
• kedy prešiel,
• akým smerom sa pohyboval,
• s akým vážením alebo procesom bol spojený.

Takéto údaje zvyšujú transparentnosť prevádzky a uľahčujú analýzu neštandardných situácií.

Menej závislosti od ľudského faktora

Automatizácia neznamená, že ľudia z logistického procesu zmiznú.

Mení však charakter ich práce.

Namiesto opakovaného manuálneho odpisovania čísiel sa pracovníci môžu sústrediť na kontrolu procesu a riešenie výnimiek.

Systém preberá rutinnú činnosť, ktorú dokáže vykonávať rýchlo a konzistentne.

Úspešná implementácia je kombináciou softvéru a technického návrhu

Presnosť systému nevytvára iba algoritmus AI.

Na výsledok vplýva celý technický návrh:

• umiestnenie kamier,
• uhol snímania,
• rozlíšenie,
• rýchlosť pohybu vozňov,
• osvetlenie,
• podmienky prostredia,
• kvalita komunikačnej infraštruktúry,
• integrácia s podnikovými systémami.

Preto je potrebné systém navrhovať podľa konkrétneho identifikačného bodu a reálnej prevádzky.

Od jednej kamery k automatizovanému logistickému procesu

Najväčšia hodnota projektu nespočíva v samotnom rozpoznaní čísla železničného vozňa.

Hodnota vzniká vtedy, keď sa informácia automaticky dostane tam, kde ju podnik potrebuje.

Práve integrácia strojového videnia, AI, OCR a podnikových systémov umožnila vytvoriť riešenie, ktoré:

• identifikuje železničné vozne,
• spracuje informáciu v priebehu niekoľkých sekúnd,
• dosahuje presnosť až 99 %,
• znižuje počet manuálnych operácií,
• zlepšuje kvalitu logistických dát,
• vytvára základ pre ďalšiu automatizáciu.

Digitalizácia logistiky nezačína zadávaním údajov do systému. Začína automatickým získavaním správnych údajov priamo z reálnej prevádzky.