Pressespiegel
Industrie 4.0 Management 4/2022
02.08.2022, S. 57-61
Intelligentes Assistenzsystem zur energieeffizienten Pumpwerk- und Schleusensteuerung – Innovative Software-Systeme zur nachhaltigen Energieeffizienzsteigerung komplexer Hafenanlagen
Mit Hilfe eines intelligenten Assistenzsystems kann die Nachhaltigkeit und Digitalisierung des tideunabhängigen Bremer Industriehafens erhöht werden. Um die Hafensicherheit zu gewährleisten, ist ein konstanter Pegelstand des abgeschleusten Hafens unerlässlich. Es ergibt sich ein großes Potential zur Energieeffizienzsteigerung, wenn das Hafenbecken statt per Pumpe bei Hochwasser natürlich durch die Schleuse bewässert wird. Der Beitrag zeigt, wie mit Hilfe künstlicher Intelligenz und innovativen Softwaresystemen ein Assistenzsystem entwickelt wurde, um bestehende Verfahrensweisen zu verbessern ohne umfassende Änderungen der existierenden Hafeninfrastruktur vornehmen zu müssen.
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Der Schleusenbelegungsplan wird durch ein Agentensystem berechnet. Darin repräsentieren Software-Agenten die Schleuse, die Schiffe, das Pumpwerk und das Hafenbecken. Die Schiffs-Agenten werden anhand der zuvor errechneten Ankunftsprognosen instanziiert und melden sich bei der Schleuse an, die dann unter Berücksichtigung der bereits geplanten Schleusungen und der erwarteten Pegel den Belegungsplan einschließlich möglicher Bewässerungszeiträume bestimmt.
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Durch intelligente Algorithmen, künstliche neuronale Netze und Multiagentensysteme konnte die Energieeffizienz, durch Energieeinsparungen von ca. 20% pro Schleusung im Vergleich zu 2018, gesteigert werden. Das Personal der Schleuse ist durch das Assistenzsystem in der Lage, bessere Entscheidungen für eine nachhaltige natürliche Bewässerung des Hafenbeckens zu treffen. Es konnte gezeigt werden, dass durch eine akribische und performante Datenakquisition und -integration präzise Zustandsprognosen mit Hilfe maschineller Lernverfahren generiert werden können. Zusätzlich trägt ein solches Assistenzsystem zur Erhaltung der Leistungsfähigkeit und Sicherheit der Hafenanlagen bei, indem es die Digitalisierung vorantreibt und Mitarbeitende bei ihrer Arbeit unterstützt.
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Dieser Beitrag entstand im Rahmen des Forschungsprojektes Tide2Use – Intelligente Pumpwerk- und Schleusensteuerung im Förderprogramm für innovative Hafentechnologien (IHATEC) des Bundesministeriums für Digitales und Verkehr (BMDV).