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Energie & Umwelt

Die Sammelstelle wird digital

Um die Logistik von Recycling-Material zu optimieren, haben Forschende der FHNW zusammen mit ihren Partnern erstmals eine Sammelstelle digitalisiert. Dabei setzen sie Machine Learning ein.

Abbildung 1: Als Test wurde mit dem Ökihof Cham erstmals eine Sammelstelle digitalisiert. (Quelle: Kanton Zug)

In der Schweiz gibt es schätzungsweise rund 1000 Recyclinghöfe und etwa 5000 kleine Quartiersammelstellen. Deren Betrieb ist aufwändig: Pro Tonne Sammelgut entstehen Kosten von durchschnittlich etwa 200 Franken. In einem grossen Recyclinghof wie dem «Ökihof Cham» sind diese Kosten markant tiefer, da das Personal meist gut ausgebildet, die Sammelqualität sehr hoch und die umgeschlagene Materialmenge gross ist. Anders sieht es bei den kleineren, unbetreuten Recyclinghöfen und den Quartiersammelstellen aus: Die Sammelqualität ist tiefer, die Logistik ineffizient, überfüllte Container und Littering führen zum Unmut der Anwohnerschaft.

Im Projekt «Ökihof 4.0» wollen Spezialistinnen und Spezialisten der Fachhochschulen OST und FHNW gemeinsam mit Partnern aus dem Recyclingbereich diese unbewirtschafteten Recyclinghöfe und Quartiersammelstellen verbessern. Mittels Digitalisierung sollen die Mengen- und Wertströme wirtschaftlicher und für die Bevölkerung attraktiver gemacht werden.

«Just in time»-Logistik

Ein grosses Verbesserungspotential besteht in der Logistik der Sammelstellen: Oft werden Wertstoffsammelgebinde – also beispielsweise Glascontainer – abgeholt, bevor sie voll sind. Noch problematischer ist es aber, wenn diese zu spät abgeholt werden. Überquellende Container führen zu Littering und damit zu hygienischen Problemen wie Geruch oder Ratten und allgemein zu einem erhöhten Arbeitsaufwand. Ein zentrales Ziel des Projekts ist darum die Abholung der gefüllten Gebinde «just in time» – also genau zum richtigen Zeitpunkt.

Um diesen idealen Zeitpunkt zu bestimmen, setzen die Spezialistinnen und Spezialisten Infrarot- und lasergesteuerte «Time-of-Flight»-Kameras ein. Zusammen mit Machine Learning können diese Kameras die Materialqualität und den Füllstand der Container präzise erfassen. Zusätzlich dienen die Kameras der Überwachung der Sammelstelle. Mit den erhobenen Daten kann der richtige Zeitpunkt für die Abholung der gefüllten Gebinde «just in time» prognostiziert werden.

Abbildung 2: Die Aufnahme der “Time of Flight”-Kamera zeigt den Füllstand mehrerer Container (blau = leer, rot = voll). Quelle: FHNW

In einem ersten Schritt haben die Umweltprofis den Ökihof Cham mit der neuen Technologie ausgerüstet. «Der Test war sehr erfolgreich, die Technologie funktioniert», sagt Co-Projektleiter Prof. Dr. Petar Mandaliev vom Institut für Biomasse und Ressourceneffizienz FHNW. Nun soll die Technologie in einem Nachfolgeprojekt zusammen mit dem Institut für Data Science FHNW weiterentwickelt und anschliessend flächendeckend bei Sammelstellen eingeführt werden. Denn die «Time-of-Flight»-Technologie zeigt laut Mandaliev ihre Vorteile bei der Vernetzung: «Prognosen werden besonders interessant, wenn nicht eine Sammelstelle isoliert betrachtet wird, sondern mehrere logistisch miteinander gekoppelt werden.»

«Ökihof 4.0»: Wer ist beteiligt?

«Ökihof 4.0» ist ein gemeinsames Projekt der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW und der OST – Ostschweizer Fachhochschule in Zusammenarbeit mit dem Zweckverband der Zuger Einwohnergemeinden für die Bewirtschaftung von Abfällen ZEBA und der Papierfabrik Perlen AG. Finanziert wird das Projekt vom Bundesamt für Umwelt BAFU.

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