Retail Chain Shufersal uses IoT Pixel from Wiliot for Temperature Control.

Handelskette Shufersal nutzt IoT-Pixel von Wiliot zur Temperaturkontrolle.

Temperaturkontrolle von Gemüse von der Ernte bis zum Endverbraucher

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8 Min
20. Juli 2022
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Temperaturkontrolle von Gemüse

Die isrealische Supermarktkette Shufersal setzt auf zwei Qualitätsstrategien: frische, pestizidfreie Lebensmittel und die Vermeidung von Lebensmittelverschwendung. Allein in 2021 wurden 35 Prozent der produzierten Lebensmittel in Israel weggeworfen – die Hälfte davon war noch genießbar.

Mit dem batterielosen bluetooth IoT Pixel von Wiliot an aktuell 150.000 Gemüsekisten steuert Shufersal die Logistikkette und überwacht die Temperatur der Gemüseprodukte. Der IoT Pixel überträgt präzise Daten über die Umgebungstemperatur des Gemüses von der Ernte auf den Plantagen bis zum Endverbraucher. Zielsetzung der Temperaturkontrolle ist die Absicherung der Qualität.

Tadbik entwickelte ein Laminat für die IoT-Pixel-Etiketten, um die Widerstandsfähigkeit der Pixel gegen Temperaturschwankungen, Reinigungsmittel und Dampf zu gewährleisten.

Bluetooth Tag für Gemüseboxen

Shufersal integriert IoT Pixel in Gemüseboxen

Durch den Einsatz von Wiliots neuer Reusable Transport Item (RTI)-Lösung ist Israels größter Einzelhändler der erste in der Welt, der seine intelligente Lieferkette vom Bauernhof bis zur Filiale kontrolliert und dabei kontinuierlich den Standort und die Temperatur der Produkte überwacht, um die Frische für seine Kunden zu gewährleisten.

Ziel der Integration von IoT Pixeln auf Gemüsekisten ist es, die Umgebungstemperatur der Lieferkette von der Ernte bis zum Warenlager oder sogar Supermarkt transparent abzubilden. Die IoT Pixel digitalisieren die Kiste, indem sie bei Aktivierung aktuelle Temperatur- und Ortungsdaten in die Wiliot Cloud senden. Zusammen mit anderen in der Wiliot Cloud abgelegten Daten kann der Anwender am Bildschirm Rückschlüsse auf die Haltbarkeit des Inhalts der Kiste ziehen und Handlungsempfehlungen ableiten. Die Lösung ermöglicht es Unternehmen, nicht nur ihre wiederverwendbaren Versandgüter, sondern auch den Inhalt kontinuierlich zu verfolgen. Shufersal kann den Bestand genau verfolgen, Versand und Lieferung überwachen, die Frische bewahren, die Haltbarkeit verlängern und den Abfall drastisch reduzieren.

Gemüse, das eine kürzere Haltbarkeit aufweist als andere, wird dann beispielsweise vorn im Warenhaus gelagert, damit es zuerst in die Supermärkte ausgeliefert wird. Frisches Gemüse verkauft sich nicht nur leichter; es wird auch häufiger konsumiert statt weggeworfen.

Shufersal

  • Shufersal wurde 1958 in Israel gegründet
  • Größte Einzelhandelskette Israels
  • 272 Läden, 13.500 Mitarbeiter
  • 3 Logistikzentren
  • Kühlkettenlogistik in Shoham auf 37.000 m2
  • 40 Millionen Kartons im Wareneingang pro Jahr
  • Täglich 450 Lastwagen im Einsatz
  • IoT-Pixel sind eine Erfindung von Wiliot
  • IoT-Pixel-Tags von Tadbik
The Wiliot IoT Pixel is a self-powered Bluetooth computer the size of a postage stamp.

IoT-Pixel sind selbstversorgte, briefmarkengroße Computer, die drahtlos mit der Wiliot-Cloud kommunizieren und eine Reihe von physikalischen und Umgebungsbedingungen erfassen können, wie beispielsweise Temperatur, Standortveränderungen und ob die Kiste voll oder leer ist. Der IoT Pixel zeichnet sich durch eine zusätzliche durchsichtige Schutzschicht an der Oberseite aus. An jeder Seite der RTIs wird jeweils ein Label aufgeklebt. Falls ein Label die Funktionsfähigkeit verliert, sichern die anderen Label die Messung der Temperaturdaten ab. Die erwartete Lebensdauer eines IoT Pixels beträgt vier Jahre.

Der IoT Pixel von Wiliot

Der Wiliot IoT Pixel ist ein sich selbst versorgender Bluetooth-Computer in der Größe einer Briefmarke. Er ist mit einer Recheneinheit und einem Temperatursensor versehen. Mit ihm können einzelne Kisten innerhalb eines Warenlagers oder Lieferfahrzeugs geortet werden. Aktiviert wird der IoT Pixel mit Funkwellen, die von Bluetooth-Geräten ausgesandt werden. Innerhalb einer Sekunde ist der Pixel aufgeladen. Dann kann er bis zu 30 Sekunden Daten übertragen, bevor er wieder inaktiv wird. Der Pixel gleicht einem Klebeetikett.

Tadbik und Wiliot sind die Partner von Shufersal

Vor dem Rollout fand im Sommer 2021 eine sechsmonatige Pilotphase mit Gemüseboxen bei Shufersal statt. Sowohl für die Testphase als auch für den Rollout liefert Tadbik die IoT Pixel in Form von Labeln. Während die Label in der Testphase noch nicht spezifisch beschichtete waren, hat Tadbik nach der Pilotphase eine Beschichtung der Etiketten speziell für Shufersal entwickelt, um die Resistenz der Pixel gegenüber Temperaturschwankungen, Reinigungsmitteln und Dampf zu gewährleisten. Nach jeder Nutzung werden die Gemüseboxen mit Dampf und Chemikalien gereinigt.

Rollout bei Shufersal

Während der Startphase des Rollouts in 2022 wurden 150.000 Kisten getaggt. Bis Ende 2023 sollen eine Million RTIs mit IoT Pixeln ausgestattet und eine drahtlose Kommunikationsinfrastruktur zur Unterstützung von rund 250 Landwirten und Händlern sowie 300 Shufersal-Läden installiert werden. Die Lösung wird sogar drahtlose Lesegeräte und mobile Netzwerk-Gateways auf den Traktoren der Landwirte umfassen, um die Transparenz der Lieferkette bis an die Grenzen zu gewährleisten.

Lebensmittelverschwendung und Plastikmüll

Lebensmittelverschwendung und Plastikmüll

Weltweit werden laut der Ernährungs- und Landwirtschaftsorganisation der Vereinten Nationen FAO jedes Jahr 1,3 Milliarden Tonnen essbare Lebensmittel weggeworfen. Dies entspricht fast einem Drittel des aktuellen weltweiten Nahrungsmittelverbrauchs. 10 Prozent der Treibhausgase werden durch verrottende Lebensmittel auf Deponien erzeugt. Shufersal, Wiliot und Tadbik legen mit dem IoT Pixel an Gemüsekisten eine einfache Lösung zur Bekämpfung der globalen Lebensmittelverschwendung vor. Erweiterungen dazu sind denkbar.

Gemüse soll auch gegessen werden, solange es frisch ist. Zu Hause können Bluetooth- Devices im Kühlschrank an sich nähernde Haltbarkeitsdaten erinnern. Gekoppelt mit intelligenten Apps könnten Rezepte, für die sich im Kühlschrank befindenden Lebensmittel generiert werden. IoT Pixel auf Einzelverpackungsebene liefert die technologische Basis.

The Israeli supermarket chain Shufersal focuses on two quality strategies: fresh, pesticide-free food and the prevention of food waste.

In 2020, each Israeli household threw away 1,140 US dollars worth of food.

Schwund von RTIs minimieren

In der Lebensmittellogistik gibt es einen enormen Schwund an Transportcontainern. In einigen Unternehmen gehen bis zu 20 Prozent des Containerpools verloren. Werden Transportkisten direkt an den Verbraucher geliefert, wie beispielsweise bei Home Deliveries, kann der Verlust des Pools bis zu 40 Prozent betragen. Das führt zur Produktion neuer Kunststoffboxen und dem Verbrauch von Rohstoffe. Mit dem IoT Pixel ist jede Gemüsekiste wieder auffind- und rückrufbar. Weniger Kisten müssen produziert und in Umlauf gebracht werden.

Der Weg vom Feld zum Supermarkt

Gemüse in getaggten Behältern

1. Ernte bei 33 °C

Alle Gemüsekisten sind mit dem IoT Pixel versehen. Der Befüllungsort gibt Auskunft über die Gemüsesorte in der Kiste. Da dieses Feld in der Wiliot Cloud als Zucchinifeld hinterlegt ist, kann es sich beim Inhalt nur um Zucchini handeln.

2. Befüllung der RTIs bei 33 °C

Der IoT Pixel erfasst die Umgebungstemperatur, die Position und den Füllstand. Diese Daten und seine eigene ID sendet er in die Wiliot Cloud. Diese Zucchinikiste wurde bei 33 °C auf Shahar’s Farm in Katzir gefüllt.

3. Transport bei 35 °C

Kurze Zeit später am Zucchinifeld: der voll beladene Traktor tritt den Weg zurück zur Farm an. Die Temperatur in der Zucchinikiste ist um 2 °C gestiegen. Das ist noch nicht alarmierend. Die Kisten sollten aber zügig eingelagert werden.

4. Einlagerung bei 35 °C

Die Zucchinikisten werden aus einer Umgebungstemperatur von 35 °C hinein ins Kühlhaus gebracht. Käme es hier zu Verzögerungen, würde die KI der Wiliot Cloud einen Alarm auf den Smartphones der Mitarbeiter auslösen.

Vegetables in tagged containers. The journey from the field to the supermarket.

Gemüse in getaggten Behältern. Der Weg vom Feld zum Supermarkt: Einlagerung bei 35 °C

Kühlkettenlogistik mit RTIs

5. Ankunft im Kühllager (15 °C)

Vier Stunden nach dem Pflücken sind die gekühlten Zucchini im Logistikzentrum in Shoham angekommen. Dieses innovative Logistikzentrum dient der Sammlung und Verteilung von temperaturgeführten Waren wie Obst und Gemüse.

6. Stabile Temperatur im Kühllager 15 °C

Im 15 °C kalten Logistikzentrum senden die Kisten fortwährend die Sensor- und Ortungsdaten in die Wiliot Cloud. Das Zentrum ist mit einer umfassenden Bluetooth-Infrastruktur und WLAN ausgestattet, so dass tausende von IoT Pixels Energie beziehen können.

7. Verbringung der ware auf die Verkaufsfläche bei 23 °C

Zehn Stunden nach dem Pflücken sind die Zucchinikisten im Supermarkt angekommen. Sie senden auch dort weiterhin Temperaturdaten in die Wiliot Cloud. Dem Anschein nach überwachen sich die Gemüsekisten mit Hilfe des IoT Pixel selbst.

8. Temperatur gesicherte Logistik bis zum Endverbraucher

Innerhalb kürzester Zeit und bei idealen Bedingungen vom Feld zum Konsumenten – so bleiben Zucchini frisch und schmackhaft. Wenn Gemüse wie Zucchini oder Tomaten zu lange und bei falschen Temperaturen gelagert wird, verliert es an Geschmack.

Retailer Shufersal: Stable Temperature of 15 °C in Cold Storage

Gemüse in getaggten Behältern. Der Weg vom Feld zum Supermarkt: Stabile Temperatur im Kühllager 15 °C

Wiliot IoT Pixel

Aufbau des Wiliot IoT Pixels

Der Wiliot IoT Pixel ist nicht viel größer als eine rechteckige Briefmarke. Er hat die Ausmaße von 2,8 x 4,4 Zentimetern und ist 0,2 Millimeter dick. Auf einer Trägerfolie aus Plastik befindet sich unter einer Lichtsperrschicht der Wiliot Chip mit ARM-Prozessor. Deswegen kann man den IoT Pixel zurecht als Bluetooth-Computer bezeichnen. Die sich darunter befindende Antenne wandelt Funkwellen in Energie um und überträgt zusätzlich die Daten. An der Unterseite des Pixels befindet sich eine Klebeschicht.

Funktionsweise des Pixels

Der IoT Pixel nutzt die Bluetooth-Infrastruktur. Er wird durch Funkwellen aus WLAN-Netzwerken oder Smartphones innerhalb einer Sekunde geladen und aktiviert. 2 – 30 Sekunden lang kann er dann Daten übermitteln. Die Datenpakete setzen sich aus der eigenen Identifikationsnummer (ID) des Pixels und den Sensordaten zusammen. Sie sind verschlüsselt mit 128-bit AES. Die Sendereichweite des Chips beträgt 10 m. Befindet sich kein WLAN in der Nähe, können Daten mit einem Bridge-Gerät versendet werden.

Wiliot IoT Pixel

  • Wiliot in 2017 in Israel gegründet
  • IoT Pixel 2019 eingeführt
  • Version 2.0 Januar 2022
  • 2,8 x 4,4 cm – 0,2 mm dick
  • Aktiviert durch Funkwellen
  • Reichweite von 10 m
  • Lebensdauer von ca. 4 Jahren
  • 150.000 IoT Pixel aktiv bei Shufersal
  • Bis Ende 2023 ca. 1 Million IoT Pixel
Aufbau des Wiliot IoT Pixels

Der Aufbau und die Funktionsweise eines Pixels ähneln dem eines UHF RFID-Tags, aber er ist leichter aufzuladen und anzusprechen.

Ortung der Gemüsekiste

Der Inhalt der Kiste wird mittelbar über den IoT Pixel an der Kiste geortet. Grundlage dafür ist die ID der Kiste, die gemäß dem GS1-Standard für Global Returnable Asset Identifier (GRAI) erstellt wird. Sie setzt sich aus einem Unternehmenscode, einem numerischen Code für die Art des Behälters und einer Seriennummer zusammen.

Wenn mehrere Pixel aus einem Bereich im Kühlhaus oder Supermarkt ihre ID senden, wird die Position einer einzelnen Kiste relativ zu den Positionen der anderen errechnet.

Aufladung mit Bridge-Geräten

Bridge-Geräte erhöhen die Reichweite und ermöglichen es, Übertragungen von vielen Pixels zu Gateways zu filtern. Neben Funkwellen dienen auch sie als Energiequelle. Zwei oder drei Bridge-Geräte reichen in einem Raum von 5 x 5 m zum Laden tausender IoT Pixel. Die Bridges erkennen darüber hinaus Datenpakete verschiedener IoT Pixel und leiten diese an die Wiliot Cloud weiter; und sie verstärken die Bluetooth-Übertragungen an Gateways. Die Bridge-Geräte verfügen über einen 5 V-Stromanschluss per USB.

Die Wiliot Cloud

Die IoT Pixel könnten sekündlich Daten senden und große unübersichtliche Datenmengen erzeugen. Um das zu vermeiden, werden die Daten schon vor Ort in der Edge gefiltert. Ein Temperaturtoleranzbereich wird in der Wiliot Cloud für das jeweilige Gemüse hinterlegt. Nur, wenn der Toleranzbereich verlassen wird, werden Daten in größerem Umfang ausgewertet und eine Handlungsaufforderung ausgelöst. Wiliot möchte mit dem Pixel nicht das Problem beseitigen, nachdem es aufgetreten ist, sondern Probleme vermeiden.

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