Naukowcy z Wydziału Mechanicznego Politechniki Wrocławskiej, wspólnie z Lotniczym Dworcem Towarowym Wrocław oraz firmą JCode, rozpoczynają prace nad zautomatyzowanym systemem szybkiego pakowania i etykietowania ładunków lotniczych. W projekcie wykorzystane zostaną m.in. technologie sztucznej inteligencji (AI) oraz zaawansowane systemy wizyjne.

Projekt „Zautomatyzowany system szybkiego konfekcjonowania niejednorodnych ładunków lotniczych na paletowych jednostkach transportowych” otrzymało ponad 17,5 mln zł dofinansowania z Narodowego Centrum Badań i Rozwoju w ramach programu FENG – Ścieżka SMART dla konsorcjów.

Obecne rozwiązania magazynowe w terminalach cargo bazują głównie na autonomicznych wózkach widłowych. Choć sprawdzają się one w dużych i jednorodnych przestrzeniach magazynowych, w lotniczych terminalach towarowych ich zastosowanie jest ograniczone. Różnorodność obsługiwanych ładunków, konieczność zachowania wysokiego poziomu bezpieczeństwa oraz zgodność z przepisami IATA powodują, że pełna automatyzacja tego procesu wciąż stanowi wyzwanie.

Według analiz opublikowanych na początku 2025 r. terminale cargo na całym świecie pracują na granicy swoich możliwości, a dynamiczny rozwój e-commerce sprawia, że średni czas obsługi przesyłek wzrósł w ostatnich latach nawet o 20%. Dlatego konieczne stało się opracowanie nowych, bardziej elastycznych i wydajnych rozwiązań technologicznych.

Tego wyzwania podjęli się naukowcy z Politechniki Wrocławskiej pod kierownictwem dr. hab. inż. Artura Kierzkowskiego, prof. uczelni z Wydziału Mechanicznego.

Nowe rozwiązanie dla logistyki lotniczej

Projekt zakłada opracowanie automatycznego systemu szybkiego pakowania i etykietowania niejednorodnych ładunków na paletach w Lotniczym Dworcu Towarowym Wrocław. System będzie integrował zautomatyzowane urządzenie załadunkowo-rozładunkowe, zaawansowany system wizyjny oraz oprogramowanie sterujące całym procesem.

– Kluczową innowacją będzie pełna automatyzacja operacji załadunku i rozładunku palet lotniczych, oparta na autorskich rozwiązaniach, takich jak rozpoznawanie obrazu i optymalizacja procesu w czasie rzeczywistym, które pozwolą skrócić czas obsługi palet lotniczych – wyjaśnia prof. Kierzkowski.

Dane do budowy algorytmów dostarczy Lotniczy Dworzec Towarowy, natomiast naukowcy z Politechniki Wrocławskiej przeprowadzą badania przemysłowe związane z symulacjami oraz optymalizacją procesów. Będą też odpowiedzialni za zaprojektowanie i budowę prototypu urządzenia obsługi ładunków. Firma JCode odpowiadać będzie za opracowanie i przetestowanie zaawansowanych algorytmów sztucznej inteligencji dla systemu wizyjnego oraz prace rozwojowe. Testy prototypu zostaną przeprowadzone w warunkach laboratoryjnych i operacyjnych na terenie Lotniczego Dworca Towarowego Wrocław.

– Prace te będą obejmowały integrację wszystkich elementów systemu oraz ich optymalizację, aby  udowodnić wysoką niezawodność i efektywność działania systemu w rzeczywistych warunkach eksploatacji – dodaje naukowiec z Katedry Eksploatacji Systemów Technicznych.

Docelowo system ma umożliwiać automatyczne podnoszenie i przemieszczanie ładunków o masie do 1500 kg na obszarze roboczym o wymiarach minimum 4,1 × 2,5 × 1 m, przy czym pełna operacja dla jednej jednostki paletowej nie powinna trwać dłużej niż 10 minut.

Przykład niejednorodności kształtów przewożonych ładunków

Wyzwania badawcze i innowacyjne rozwiązania

Wśród największych wyzwań badawczych zespół prof. Kierzkowskiego wskazuje m.in. opracowanie modelu AI do precyzyjnej identyfikacji i lokalizacji palet, który pozwoli automatycznie rozpoznać jednostkę paletową, zidentyfikować jej typ, położenie oraz kąt obrotu.

– Zadanie to wymaga uwzględnienia nieregularnych oraz dużych gabarytów ładunków, w szczególności w przypadku rozładunku palet lotniczych, gdy są one ułożone blisko obok siebie. Rodzi to m.in. problem kompromisu między liczbą czujników, czyli ilością oraz czasem przetwarzania danych, a jakością uzyskiwanych obrazów – wyjaśnia.

Zespół opracuje również algorytmy optymalizacyjne, które pozwolą skrócić czas procesów załadunku i rozładunku, uwzględniając specyfikę operacji lotniczych. System będzie musiał działać w czasie rzeczywistym, analizując dane z czujników i dostosowując parametry pracy w sposób autonomiczny – przy wsparciu metod sztucznej inteligencji.

– Dodatkowo algorytmy optymalizacji muszą być zasilane na bieżąco przez dane z procesu i przeliczane w czasie pozwalającym na sterowanie nim w czasie rzeczywistym. Wymaga to opracowania systemu czujników i oprogramowania do analizy danych, metody niezawodnej komunikacji manipulator – człowiek – system IT oraz znalezienia kompromisu między czasem obliczeń algorytmów i jakością uzyskiwanych rozwiązań. W tym celu planujemy również wykorzystać metody zaliczane do metod AI – zapowiada prof. Kierzkowski.

W skład głównego zespołu badawczego, poza kierownikiem projektu, wchodzą dr inż. Anna Jodejko-Pietruczuk, dr inż. Tomasz Kisiel, dr inż. Jacek Ryczyński, mgr inż. Mateusz Oziębłowski oraz mgr inż. Ewa Mardeusz (wszyscy z Wydziału Mechanicznego).

Badania rozpoczną się 1 stycznia 2026 r. i potrwają do 31 grudnia 2028 r. Koszt całego projektu to blisko 25 mln zł. Wysokość grantu przyznanego na jego realizację przez NCBiR to ponad 17,5 mln zł, z czego 9,2 mln zł trafi na Politechnikę Wrocławską.