Knowledge4Retail

Das übergeordnete Ziel von Knowledge4Retail ist die Schaffung einer Open-Source Plattform (K4R-Plattform) für komplexe KI- und Robotik-Anwendungen im Einzelhandel. Kern der Plattform sind sogenannte semantische digitale Zwillinge (semdZ), welche eine digitale Repräsentation der Einzelhandelsfiliale darstellen. SemdZ ermöglichen den Aufbau realitätsgetreuer digitaler Welten, welche mit maschinenlesbarem Hintergrundwissen annotiert und mit anderen Informationssystemen verknüpft werden können. Somit schaffen sie eine leistungsfähige Basis für KI- und Robotik-Anwendungen im Einzelhandel. Das Potenzial der K4R Plattform soll in vier repräsentativen Pilotanwendungen aufgezeigt werden.

Laufzeit: 01.01.2020 bis 31.12.2022
Zuwendungsempfänger: Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH
Fördergeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.
Förderkennzeichen: 01MK20001B
Webseite: https://knowledge4retail.org/
Partner:

team neusta GmbH,
Allgeier Consulting Services GmbH,
neusta GmbH,
Universität Bremen,
fortiss GmbH,
neusta software development West GmbH,
dm-drogerie markt GmbH + Co. KG,
dmTECH GmbH,
Technische Universität München,
Kaptura GmbH & Co KG,
Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V.,
Ubimax GmbH,
EHI Retail Institute GmbH

Anwendungsfelder: Logistik, Produktion und Consumer
Verwandte Projekte: Hybr‐iT
Hybride und intelligente Mensch-Roboter-Kollaboration – Hybride Teams in wandlungsfähigen, cyber-physischen Produktionsumgebungen (11.2016- 10.2019)
iMRK
Intelligente Mensch-Roboter-Kollaboration (03.2015- 06.2016)
Hi-Digit Pro 4.0
Flexible Hochauftriebssystem-Flügelausrüstung für eine digitale und wirtschaftliche Hochratenproduktion in der Industrie 4.0 (01.2018- 03.2021)
Verwandte Robotersysteme: MARLIN
Mobile Autonomous Robot for IntraLogistics in Retail
OmniPick
Mobipick
Verwandte Software: Rock
Robot Construction Kit
MARS
Machina Arte Robotum Simulans

Projektdetails

Service-Robotik zur Unterstützung der Filialmitarbeiter: Durch den bilateralen Wissensaustausch mit dem digitalen Zwilling lassen sich die Intralogistik-Prozesse in der Filialumgebung effizienter durchführen und die Mitarbeiter ergonomisch entlasten (Foto: IAI, Institut für künstliche Intelligenz, Universität Bremen)

Damit der Einzelhandel gegenüber internationalen Online-Konzernen wettbewerbsfähig bleibt, müssen Beratungskompetenz und Kundenvertrauen des Einzelhändlers mit den Möglichkeiten der Digitalisierung kombiniert werden. In der Einzelhandelsfiliale der Zukunft befinden sich Angestellte in Beratungsgesprächen mit Kunden, während Robotersysteme den Warenbestand erfassen, bei Bedarf neue Waren nachfüllen und verstreute Gegenstände einsammeln. Smartphone-Apps leiten Kunden zu den gewünschten Waren und beantworten Fragen zum Sortiment. Nicht zuletzt unterstützt die Technik sehbehinderte und bewegungseingeschränkte Personen beim selbstständigen Einkauf.

Um die Möglichkeiten der Digitalisierung im Einzelhandel nutzen zu können sind detaillierte und umfassende digitale Modelle von Geschäften sowie Verkaufs- und Betriebsprozessen notwendig. Diese werden im Rahmen von Knowledge4Retail über eine open-source Plattform (K4R Plattform) zur Verfügung gestellt, welche als Basis für komplexe KI- und Robotik-Anwendungen in der Handelsfiliale dient. Als Kerntechnologie werden dabei sogenannte semantische digitale Zwillinge entwickelt.  Diese stellen ein allgemeines, maschinenlesbares Format für die Repräsentation von Einzelhandelsfilialen dar. Sie erlauben den Aufbau realitätsgetreuer digitaler Welten und ermöglichen eine Vielzahl neuer KI- und Robotik Anwendungen im Einzelhandel.

Das Potenzial der K4R Plattform wird in vier repräsentativen Anwendungsszenarien aufgezeigt:

  • Intelligente Intralogistik in der Einzelhandelsfiliale
  • Strategisches Handelsmarketing zum Aufbau kundenindividueller Filialen
  • Service-Robotik für die Unterstützung der Filialmitarbeiter
  • Internet of Things (IoT)-Anbindung eines intelligenten Kühlschranks

Das DFKI entwickelt innerhalb von Knowlegde4Retail die Anwendung "Service-Robotik für die Unterstützung der Filialmitarbeiter" als Beispiel für die Nutzung der wissensverarbeitenden Dienste der K4R Plattform in Filialen des Einzelhandels. Dazu wird ein autonomes, mobiles Robotersystem zur Unterstützung der Filialmitarbeiter in der Intralogistik aufgebaut, welches nahtlos in die K4R Plattform integriert werden und Wissen mit ihr austauschen kann. Die unterstützenden Tätigkeiten beinhalten den autonomen Warentransport, Bestandsaufnahme, sowie die Erfassung der Filialumgebung. Das Robotersystem erweitert oder verbessert dabei seine Fähigkeiten mit Hilfe vom durch die K4R Plattform zur Verfügung gestellten Hintergrundwissen. So können zum Beispiel durch das Wissen über Standorte von Warenregalen, Verfügbarkeit von Mitarbeitern und sonstigen einschränkenden Bedingungen (Dringlichkeit, Reihenfolge des Endladens, …) Handlungen und Fahrwege optimal geplant und im Falle von Änderungen in der Umgebung anpasst werden. Andersherum kann das System die Repräsentation im digitalen Zwilling aktualisieren, indem es seine Umgebung über integrierte Sensorik erfasst und Änderungen feststellt. Durch den bilateralen Wissensaustausch mit dem digitalen Zwilling lassen sich die Intralogistik-Prozesse in der Filialumgebung effizienter durchführen und die Mitarbeiter ergonomisch entlasten.

Videos

Knowledge4Retail: Vorsortierung mit dem Digitalen Zwilling

Wie sieht der #Einzelhandel der Zukunft aus? In Knowledge4Retail (K4R) entwickelt das #DFKI zusammen mit dem Projektkonsortium unter Leitung der team neusta GmbH innovative #KI-Lösungen für den stationären Einzelhandel. Kern des Vorhabens ist die K4R Software-Plattform, welche eine Verbindung zwischen digitaler und analoger Welt schafft. Mit Hilfe einer digitalen Repräsentation der Einzelhandelsfiliale, dem sogenannten semantischen digitalen Zwilling, ermöglicht die Plattform neuartige KI-Applikationen. Das Video zeigt eine Anwendung der K4R-Plattform, die intelligente Vorsortierung. Mit Hilfe von Informationen aus dem digitalen Zwilling kann der im Projekt entwickelte Algorithmus die zu verräumende Warenmenge anhand der Regalkapazitäten und prognostizierten Abverkäufe berechnen und darüber hinaus auch die Verräumreihenfolge optimieren. So werden unnötige Warenbewegungen vermieden und außerdem sichergestellt, dass tagesgenau die richtigen Produkte aufgefüllt werden, bevor es zu Regallücken kommt. Neben der Regalbefüllung kann die Technologie auch genutzt werden, wenn z. B. im Rahmen von Click&Collect Mitarbeitende Waren zur Abholung kommissionieren. Durch die Optimierung können Laufwege reduziert und die Mitarbeitenden entlastet werden, sodass sie mehr Zeit für die Kundenbetreuung haben. Die Anwendung zeigt, wie Künstliche Intelligenz helfen kann, den stationären Einzelhandel attraktiver zu gestalten, um konkurrenzfähig gegenüber dem Online-Handel zu bleiben.

 

Knowledge4Retail: Künstliche Intelligenz für den Handel

Das Projekt Knowledge4Retail zeigt, welche Chancen in der Verknüpfung von persönlicher Beratung und Kundenvertrauen mit den Möglichkeiten der Digitalisierung für den stationären Einzelhandel liegen. Unter der Leitung der team neusta GmbH haben sich Partner aus den Bereichen IT, Handel und Forschung – darunter das Robotics Innovation Center und das Innovative Retail Laboratory des DFKI – zusammengetan.

Publikationen

2024

MARLIN: A cloud integrated robotic solution to support intralogistics in retail
Dennis Mronga, Andreas Bresser, Fabian Maas genannt Bermpohl, Adrian Danzglock, Simon Stelter, Alina Hawkin, Hoang Giang Nguyen, Michael Beetz, Frank Kirchner
In Robotics and Autonomous Systems, ScienceDirect, volume n.n., pages n.n., Feb/2024.

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zuletzt geändert am 04.01.2024
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