Smarte Füllstandsmessung mit Laser und IoT

01.06.2022 by Annalena Rauen
Frau bringt leere Flaschen zum Glascontainer

Wie die Entsorgungsspezialisten REMONDIS und Rhenus mit einem vernetzten Füllstandssensor den Abholservice für ihre Altglascontainer und Datenschutzbehälter perfektionieren.

Er ist gut einen Meter hoch und bietet 250 Liter Fassungsvermögen in blankpoliertem Aluminium – dennoch wird er meist übersehen: der Datenschutzbehälter, ein Klassiker im Büroumfeld. Hunderttausende dieser Tonnen auf Rädern stehen in deutschen Bürofluren und Kopierräumen. Ihre Aufgabe: vertrauliche Unterlagen in Papierform sicher aufbewahren, bis deren Entsorgung ansteht.

Entsorgen – aber DSGVO-konform!

Unternehmen müssen Geschäftsunterlagen und Dokumente mit sensiblen Daten (Betriebsgeheimnisse, personenbezogene Daten, Bankverbindungen, Verträge, Bewerbungen etc.), die sie nicht mehr aufbewahren wollen, datenschutzkonform entsorgen. Für Papierakten heißt dies: zu Schnipseln in vorgeschriebener Maximalgröße schreddern. Dienstleister aus der Abfallwirtschaft wie Rhenus bieten diesen Entsorgungsprozess als professionellen Service an und stellen zum Beispiel Sicherheitsbehälter für die Aktenvernichtung zur Verfügung, die sie regelmäßig abholen.


 

Das wiederum ist die Aufgabe von Rhenus Data Office. Der Dokumentenlogistik-Dienstleister aus Westfalen stellt seinen Kunden die Datentonnen zur Verfügung, holt sie wieder ab und entsorgt den Inhalt DSGVO-konform (siehe Infobox). Lange lief dieser Prozess nach einem festen Zyklus, und genau hier sah Rhenus Optimierungsbedarf: Die Behälter waren zum Teil nur halb voll, an anderen Standorten dagegen liefen sie bereits über und Akten stapelten sich auf dem Boden. Auch die Alternative war nicht optimal: Hier musste ein Mitarbeiter des Kunden den Füllstand im Blick behalten und rechtzeitig bei Rhenus anrufen, um die Abholung der vollen Tonne zu beauftragen. Um diese Anrufe entgegenzunehmen, mussten die Westfalen wiederum ein eigenes Call-Center betreiben.

Smarte Datentonne mit Funksender

Rhenus fehlte also eine automatische Information über die Füllstände seiner Sicherheitsbehälter. Die am Markt verfügbaren digitalen Füllstandsmesser waren jedoch für einen Einsatz in großer Stückzahl – wir sprechen hier über mehr als 100.000 Datentonnen – zu teuer. Außerdem arbeiten diese meist mit Ultraschall, einer energieintensiven Technologie – hier müsste also häufig die Batterie ausgetauscht werden. Die Lösung: Zur Digitalisierung des Abholprozesses entwickelte Rhenus mit dem Fraunhofer Institut für Materialfluss und Logistik IML und der Telekom in den Fraunhofer Enterprise Labs (siehe Infobox) einen kostengünstigen Füllstandsmesser.

Fraunhofer Enterprise Labs

Mit den Fraunhofer Enterprise Labs, gegründet 2013, betreiben neben dem Fraunhofer IML, Rhenus und der Telekom die Commerzbank, die European Pallet Association (EPAL), Dachser Logistics, DB Schenker und die Würth-Gruppe eine gemeinsame Forschungseinrichtung für Industrie und Wissenschaft in Dortmund. Ein weiteres Ergebnis der Forschung ist beispielsweise der Low Cost Tracker, den EPAL mit der Telekom zur Überwachung von Paletten entwickelt hat.

Diesen Füllstandssensor befestigte Rhenus an der Papiertonne direkt unterhalb des Deckels. Der Sensor ist dabei ins Innere gerichtet und erfasst per Laser den Füllstand. Es sind verschiedene Messpunkte möglich (z. B. halbvoll, 60 %, 80 %). Das Funkmodul des Geräts befindet sich auf der Außenseite des Sensors. Für die Übertragung des Füllstands nutzt das Modul das Maschinen- und Sensorennetz NarrowBand IoT (NB-IoT): Dieser Mobilfunkstandard für das Internet der Dinge (Internet of Things / IoT) ist darauf ausgelegt, stromsparend kleine Datenmengen zu übertragen. Das Funkmodul lässt sich daher, je nach Sendefrequenz, über mehrere Jahre mit einer handelsüblichen Batterie betreiben. Außerdem funkt NB-IoT zuverlässig auch aus Lagerhallen oder Aktenarchiven im Keller.

Alle Tonnen auf einen Blick

Der Füllstandssensor sendet den Messwert je nach Kundenbedarf entweder in vordefinierten Intervallen oder füllstandsabhängig in die Cloud of Things, die IoT-Plattform der Deutschen Telekom. Dort kann kundenindividuell hinterlegt werden, an welchem Standort, auf welcher Etage oder in welchem Büro welche Tonne steht und welches Funkmodul ihr im SAP-System von Rhenus zugeordnet ist. Der Disponent des Logistikunternehmens kann durch Verknüpfung des ERP-Systems mit dem Dashboard der Cloudplattform alle Behälter zum Beispiel nach Kunden oder Standorten gruppieren und bei jeder einzelnen Tonne den Füllstand sowie den Batteriestatus der Module einsehen. Zusätzlich lassen sich Alarme definieren, etwa eine erste Benachrichtigung bei einem Füllstand von 60 Prozent und eine weitere bei 80 Prozent. Die Alarme laufen per E-Mail oder über die API-Schnittstelle der Anwendung automatisiert ins ERP-Backend des Dienstleisters. So lassen sich die Routen der Abholfahrzeuge optimieren: Kundenstandorte werden erst angefahren, wenn die Behälter dort auch wirklich gefüllt sind.


 

„Der neu entwickelte Füllstandssensor macht aus unseren Datentonnen intelligente Sicherheitsbehälter und optimiert die Abholung im Sinne unserer Kunden.“

– Michael Wiegmann, Geschäftsführer Rhenus Data Office


 

Diese Automatisierung des Prozesses macht eine persönliche Übermittlung der Füllhöhe – und damit auch den Betrieb eines Call-Centers – überflüssig. Ein weiterer Vorteil: Werden die Behälter ausgetauscht, bevor sie überlaufen, ist auch der Datenschutz stets gewährleistet. Rhenus kann mit den Sensordaten punktgenau Abholungen und Entsorgungen planen. Die IoT-Plattform stellt dafür die Daten nutzerfreundlich bereit. Der Entsorger kann seinen Kunden dank der Vernetzung einen verbesserten Service bieten: Ist die Tonne voll, steht auch schon der Abholdienst vor der Tür. Zu frühe – oder zu späte – Abholungen gehören damit der Vergangenheit an. Die Komplettlösung aus Gerät, Konnektivität, IoT-Plattform und Service ist kostengünstig konzipiert und damit für einen massenhaften Einsatz geeignet. So will Rhenus nach der erfolgreichen Testphase insgesamt 100.000 Datentonnen mit den Sensoren ausstatten.

Die Vorteile des smarten Füllstandsmessers


  • Universell und einfach per Plug-and-play einsetzbar
  • Optimiert und dokumentiert Abholprozesse
  • Niedrige Kosten und Festpreis geben Kalkulationssicherheit
  • NB-IoT-Funktechnologie ermöglicht hohe Gebäudedurchdringung
  • Industrietauglich dank robuster Hardware und Schutzklasse IP55
  • Lange Laufzeit ohne Wartung und Batterietausch
  • Komfortable IoT-Plattform lässt sich einfach in Backend-Systeme integrieren

Das System der Füllstandsmessung lässt sich auf viele Branchen und Materialien übertragen: Behälter mit Flüssigkeiten in der Industrie, Silos mit Getreide in der Landwirtschaft, Mülltonnen an Raststätten, Briefkästen. Oder Altglascontainer.

Glascontainer, bitte melden!

REMONDIS, einer der weltweit größten Dienstleister in der Recycling- und Entsorgungsbranche und wie Rhenus Teil der RETHMANN-Gruppe, hat mit der IoT-Lösung die Abholzyklen seiner Glascontainern optimiert. Bisher fuhr REMONDIS die Altglascontainer in Städten und Gemeinden turnusmäßig und unabhängig ihres Füllstands an. Bei Leerung waren sie dann durchschnittlich nur zu 60 Prozent gefüllt. Das erzeugte überflüssige Abholfahrten samt zusätzlichem Kraftstoffverbrauch beim Entleervorgang, bei dem ein Kranarm die Container über den Lkw heben muss. Zu Stoßzeiten dagegen kam es immer wieder auch zu Überfüllungen der Container und Flaschen sammelten sich außerhalb der Behälter an – potenzielle Unfall- und Verletzungsgefahr sowie Umweltverschmutzung inklusive.

Kontinuierliche Füllstandsmessung

REMONDIS rüstete die Glascontainer mit dem Laser-Füllstandssensor aus und bekam die Probleme so in den Griff. Der Dienstleister kann seine Tourenplanung dank IoT optimieren: Die Abholung erfolgt nun bedarfsorientiert auf Basis aktueller Füllstandsdaten. Bei Leerung sind die Container jetzt durchschnittlich zu 90 Prozent gefüllt. Die Abholfahrzeuge mit der kraftstoffzehrenden Kranvorrichtung lassen sich somit deutlich effektiver einsetzen. Das bedeutet eine erhebliche Reduzierung des CO2-Ausstoßes. „Wir sind absolut zufrieden mit der Lösung der Telekom, die sich für uns in mehrfacher Hinsicht lohnt“, sagt Arne Brosch, Geschäftsführer der REMONDIS Olpe GmbH. „Gemeinsam mit unseren kommunalen Partnern und Kunden profitieren wir alle von den eingesparten Emissionen.“

Glasrecycling – unser Beitrag zu einer Kreislaufwirtschaft

Im Schnitt besteht jede Flasche in Deutschland aus etwa 60 Prozent Altglas, bei grünem Glas sind es sogar bis zu 90 Prozent. Die Bürger sammeln ihr Altglas in deutschlandweit rund 300.000 Glascontainern und tragen damit aktiv zur Einsparung von natürlichen Rohstoffen und Energie sowie zu einer hohen Recyclingquote bei. Genauso wie es unterschiedliche Container für verschiedene Glassorten gibt, ist auch der Frachtraum der Abholfahrzeuge in drei Kammern unterteilt: für grünes, weißes und braunes Glas. Das Altglas wird anschließend nochmals sortiert, gebrochen, in einer Glashütte eingeschmolzen und schließlich zu einem neuen Gefäß verarbeitet. PS: In die Container gehören nur bestimmte Glasbehälter, etwa für Getränke, Kosmetika und Lebensmittel. Was nicht hineingehört, lesen Sie hier.

Auch der Arbeitsaufwand verringerte sich, wodurch REMONDIS den zunehmenden Fahrermangel besser auffangen kann. Gleichzeitig kommt es nicht mehr zu unschönen und arbeitsintensiven Überfüllungen an den Behälterstandorten. Ein weiterer Vorteil ist die manipulationssichere, automatisierte Dokumentation von Meldungen und Leerungszeitpunkten. Dank NB-IoT sind die Funkmodule günstig in der Herstellung und energiesparsam im Betrieb, sodass sie über den vollen Lebenszyklus der Glascontainer wartungsfrei einsatzbereit bleiben. REMONDIS kann seinen Kunden dank IoT einen effizienteren Abholservice bieten.


 

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Telefonierende Frau mit Headset
Annalena Rauen
Annalena Rauen

Marketing Managerin IoT

2016 hat Anna erstmalig IoT-Themen bei der Deutschen Telekom begleitet. Seitdem betreut sie Kunden Use Cases unterschiedlichster Branchen – immer fokussiert auf den Nutzen, den das Internet of Things generieren kann. Im IoT-Blog beschreibt sie echte Anwendungsfälle und welchen Mehrwert diese Innovationen für die Marktakteure, deren Geschäftsmodelle oder gar ganze Branchen bieten.