Die Digitalisierung bringt in jeder Branche große Veränderungen mit sich. Egal ob bei Land, in der Luft oder auch auf dem Wasser – die Automatisierung und Optimierung von Prozessen wird durch den Einsatz von künstlicher Intelligenz gefördert. Die Schlüsseltechnologie wird kontinuierlichen weiterentwickelt und steigert somit fortlaufend die Effektivität und Sicherheit in vielen Branchen. Im maritimen Umfeld wird diese bereits erfolgreich in Häfen eingesetzt.
Die Digitalisierung von Seehäfen
Die verkehrsreichsten Häfen der Welt können zwischen 500 Millionen und einer Milliarde Tonnen an Waren und Container pro Jahr umschlagen. Moderne Tiefseehäfen sind in der Lage, die größten Frachtschiffe der Welt in kurzer Zeit mit bis zu 24.000 Container zu beladen. Damit ein schnelles Ein- und Auslaufen der Schiffe garantiert werden kann, müssen solche Häfen rund um die Uhr im Betrieb sein. Nicht nur das schnelle Be- und Ausladen der Schiffe muss zuverlässig erfolgen, auch der Weitertransport, die Lagerung und Verfolgung der Container muss sorgfältig ablaufen. Bereits in den frühen 1990er begann die Digitalisierung der Seehäfen, aber die Technologien und die Rechenleistung von Hardware für entsprechende Applikationen waren damals nicht einmal halb so umfangreich wie heute.
Automatisierte Kransteuerung & Warenentladung
Eine der beliebtesten Digitalisierungsmaßnahmen ist die Automatisierung von Kränen und die Möglichkeit ihrer Fernsteuerung. Die Vorteile dieser Applikation sind vielschichtig: Zum einen werden Arbeitskräfte eingespart, da erfahrene Kranfahrer nur selten zu finden und kostspielig sind, zum anderen wird die Sicherheit gesteigert, da ein ferngesteuertes oder vollautomatisches Kransystem erfordert kein Auf- und Absteigen der Arbeiter. Außerdem entfällt die Zeit, die beim Auf- und Absteigen des Führers aus dem Cockpit anfällt und dieser enthält mehr Bewegungsfreiheit wie zum Beispiel die Möglichkeit eine Toilettenpause einzulegen – im Regelfall sind Arbeiter gezwungen, ihre Pause am Ende der Schicht zu erledigen.
Für die sichere Fernsteuerung muss ein entsprechender Embedded Computer im Kran-Cockpit eingesetzt werden. Dieser muss in der Lage sein, eine Verbindung zu mehreren Kameras über USB oder PoE-Anschluss herzustellen, damit der Kranführer den zu verladenen Container aus mehreren Blickwinkeln betrachten und den richtigen Anfahrwinkel des Krans fernsteuern kann. Da die Stromversorgung im Kran begrenzt ist, sollte das System über einen weiten Stromversorgungsbereich verfügen und sicherstellen, dass alle Betriebsfunktionen den möglichen Temperaturschwankungen und Witterungen im Cockpit standhalten. Wichtig ist auch die Widerstandsfähigkeit gegenüber Schock- und Vibrationsbelastungen.
Autonomer Weitertransport von Containern
Zur Vervollständigung des Entladeprozesses von Containern ist eine weitere wichtige Prozessoptimierung in den Seehäfen erforderlich: Der Transport von Containern. Ähnlich wie bei den Kranführern muss bei den bisherigen Verfahren ein Fahrer auf dem Transportfahrzeug den Container an den vorgesehenen Ort bringen. Vergangene Digitalisierungsversuche sahen den Einsatz von magnetstreifengesteuerten Fahrzeugen vor. Die Implementierung eines solchen Systems erfordert jedoch eine massive Umrüstung des Hafens zur Installation von Tausenden von Magneten und erfordert folglich eine jährliche Instandhaltung. Deswegen erfolgt heute der Abtransport der entladenen Container durch intelligente, fahrerlose Transportfahrzeuge (Intelligent Guided Vehicles oder kurz genannt IGV), die mit Kameras, Sensoren, LiDARs und Radaren ausgestattet sind, sodass sie automatisch anfahren, Objekten auf dem Weg ausweichen und den transportierten Container an der vorgesehenen Stelle entladen können. Dieses IGV-Trägersystem weiß genau, wann und welcher Container aufgenommen und abgesetzt wurde, bevor es zurückkommt, um den nächsten Container abzuholen. Alle diese Daten werden auf den Hauptcomputer im Kontrollraum zur Dokumentation übertragen.
Blogpost: Automatisierung von Seehäfen | Embedded Computer von Neousys Technology
Die Anforderungen an einen Embedded PC für diesen Anwendungsbereich ähneln die eines Fahrzeugcomputers. Der Anschluss von Sensoren, LiDARs, Kameras, drahtlosen Kommunikationsmodulen, die Resistenz gegen Stoß- und Vibrationsbelastung, ein Schutz nach IP67 zählen zu den wichtigsten Faktoren bei Implementierung von entsprechender Hardware. BRESSNER Technology bietet eine Reihe von entsprechenden Embedded Systemen, die sich für anspruchsvolle Umgebungen im maritimen Bereich eignen, an.
Die kombinierte Wirkung der beiden Automatisierungssysteme bietet zusätzliche Sicherheit, Effizienz, Einsparungen an Arbeitszeit und -kosten im Hafentransport. Durch Einsatz von künstlicher Intelligenz an allen Punkten der Logistikwertschöpfungskette profitieren Unternehmen in allen Branchen.