Spelcomputer camera + rolcontainer puzzel = Data Science

Iedereen ziet ze weleens staan in de supermarkt: rolcontainers. Een soort verrijdbare kooi waarin producten zijn opgestapeld waarmee de schappen in de winkel worden gevuld. Door de rolcontainers zo efficiënt mogelijk te beladen, kan aanzienlijk op kosten (en milieubelasting) worden bespaard. Daarom wordt dat in de distributiecentra van Albert Heijn van tevoren zorgvuldig gepland. Maar hoe stapel je nou zo efficiënt mogelijk? Hoe reken je uit hoeveel ‘lucht’ er over is en wanneer de rolcontainer vol zit? Er komt uiteindelijk een Xbox Kinect camera aan te pas om het antwoord te kunnen geven. Toch is het bepaald geen kinderspel!

 

Hackathon

De distributiecentra van Albert Heijn bevoorraden dagelijks de ruim 900 Albert Heijn winkels. Hier worden de door de winkel gevraagde producten ‘gepickt’ op rolcontainers. Deze hebben zowel qua volume als gewicht een maximumcapaciteit. Een slim toewijzingsalgoritme berekent welke producten samen op welke rolcontainer komen. Hierbij wordt rekening gehouden met capaciteitsverlies van de rolcontainer doordat producten niet perfect te stapelen zijn. Dit wordt weergegeven met een ‘volumecorrectiefactor’ die de stapellucht afvangt. Toch blijkt dit lastig en is in de praktijk regelmatig ruimte over.

Een efficiëntere belading zorgt voor een vermindering in het aantal benodigde rolcontainers. Dat scheelt sowieso handling en transportkosten. Daarnaast draagt het bij aan de duurzaamheid en verlaging van de ecologische footprint. Daarom is minder lucht en dus een betere maat voor de volumecorrectiefactor belangrijk voor AH. We besloten deze uitdaging – in wedstrijdvorm – bij studenten neer te leggen. We organiseerden een Hackathon. Zo’n ‘uitvindingsmarathon’ is namelijk een ideale manier om in korte tijd veel creatieve en innovatieve ideeën te bedenken.

 

Benodigde data

Om tijdens de Hackathon een betere volumecorrectiefactor te kunnen modelleren is input nodig. Data over de inhoud en het resterende volume van rolcontainers. Om het resterend volume te achterhalen zouden we natuurlijk handmatig metingen kunnen doen. Maar dat is tijdrovend, foutgevoelig, subjectief en geeft nog enkele bezwaren. Daarom zijn we op zoek gegaan naar een manier om dit geautomatiseerd, nauwkeurig en objectief te meten. Samen met collega’s Monique en Geert kwam ik op het idee om de Microsoft Kinect camera te gebruiken. Deze wordt vooral voor de Xbox gebruikt om te bepalen of de juiste danspasjes of golfswings worden uitgevoerd. De camera maakt met behulp van algoritmiek 3D foto’s en kan dus worden ingezet om diepte te meten.

Wanneer je de Kinect boven een beladen rolcontainer hangt, kun je zien hoe dicht je tegen de maximale capaciteit aanzit. Met dat bovenste restvolume en bekende data over de productafmetingen kunnen we ook de onzichtbare, ingebouwde stapellucht berekenen. Zo hebben we op een zeer geavanceerde, objectieve manier, met behulp van een Kinect, de benodigde data - de stapeling en lucht - van een groot aantal rolcontainers verzameld.

Genereren van rolcontainer data

Van Kinect naar Data Science

De Kinect genereert per pixel de afstand tussen de camera en het object dat de camera registreert. Om van deze ruwe data bruikbare eenheden te maken is wat extra CQM-intelligentie nodig. Eerst zoeken we de hoekpunten op van de rolcontainer op basis van de hoogst gemeten en uiterste punten. Daarna combineren we de pixeldata met data per cm2 en berekenen we hoeveel liter lucht er boven elke vierkante centimeter zit. We houden daarbij rekening met het feit dat de Kinect in het midden van de rolcontainer hangt en dus steeds schuinere afstanden meet naarmate je verder richting de hoekpunten komt.

En met deze gegevens konden de studenten dus op zoek naar een oplossing voor de optimale volumecorrectiefactor, zodat rolcontainers zo vol mogelijk stabiel kunnen worden opgebouwd. De ideeën die tijdens de Hackathon zijn ontstaan hebben Albert Heijn weer een stapje dichter bij nóg efficiëntere belading van rolcontainers gebracht. Wat een beetje innovativiteit en creatief denken al niet mogelijk maakt!

 

Afbeelding links: Kinect foto van een gevulde rolcontainer (bovenaanzicht)     

Afbeelding rechts: 3D Kinect foto van een gevulde rolcontainer (visualisatie door CQM)           

 

Wilt u ook samen met CQM een Hackathon organiseren? Kijk hier voor meer informatie of neem contact op met Britt!

 

Ook interessant

 

Op de hoogte blijven van het laatste nieuws?
Volg ons op LinkedIn of meld u aan en beheer hier de mailing die u van CQM wilt ontvangen.

Dr.ir. Britt Mathijsen

Dr.ir. Britt Mathijsen

Consultant