Digitalisierung von Binnenhäfen und Binnenschifffahrt

Binnenhäfen sind nicht nur multimodale Logistikdrehscheiben, sondern auch Standorte für Gewerbe, Logistik, Handel und Industrie. Sie bilden die Basis für eine ressourceneffiziente Logistik sowie eine nachhaltige Versorgung. Die Digitalisierung von logistischen Prozessen im Binnenhafen und der Binnenschifffahrt ist dabei ein wichtiger Schlüssel zu mehr Effizienz, Transparenz und Nachhaltigkeit.

In einer Welt, die immer stärker vernetzt ist, spielen Binnenhäfen eine entscheidende Rolle als logistische Knotenpunkte. Binnenhäfen in Deutschland bieten derzeit breitgefächerte Logistikdienstleistungen an, welche zunehmend den Wettbewerb beeinflussen. Dabei verursacht die Binnenschifffahrt deutlich weniger Emissionen als der Lkw-Verkehr. Für eine ressourceneffiziente Logistik kann der Gütertransport auf dem Binnenschiff viele Vorteile bringen.

Die Digitalisierung von Binnenhafen und Binnenschifffahrt ist von hoher Relevanz, da sie die Effizienz und Nachhaltigkeit der logistischen Prozesse verbessert. Durch den Einsatz digitaler Technologien können Daten in Echtzeit erfasst und verarbeitet werden, was zu einer optimierten Routenplanung, verbesserten Lagerverwaltung und effizienteren Umschlagprozessen führt. Dies trägt dazu bei, die Durchlaufzeiten zu verkürzen und die Kosten zu senken, während gleichzeitig die Umweltbelastung durch reduzierte Emissionen minimiert wird.

»Durch die Digitalisierung der Binnenhäfen und Binnenschifffahrt können wir nicht nur die logistischen Prozesse optimieren, sondern auch eine nachhaltige Entwicklung fördern. Neue Technologien ermöglichen es uns, präzise und effizient auf die dynamischen Anforderungen des globalen Marktes zu reagieren.« 
Maximiliane Lorenz. Wissenschaftliche Mitarbeiterin im Forschungsfeld Digitalisierung im Binnenhafen am Fraunhofer IML

Die Herausforderung bei der Digitalisierung in Binnenhäfen und Binnenschifffahrt liegt vor allem in der Integration und Standardisierung der Technologien. Viele Hafenbetriebe arbeiten mit veralteten Systemen und der Übergang zu modernen digitalen Lösungen erfordert umfangreiche Investitionen und Schulungen für die Mitarbeiter. Zudem müssen Datenschutz und -sicherheit gewährleistet sein, da sensible Informationen über Güter und Transportwege verarbeitet werden. Die Koordination zwischen verschiedenen Akteuren und die Harmonisierung der Systeme sind ebenfalls entscheidend, um eine nahtlose digitale Infrastruktur zu schaffen.

• Digitale Zwillinge: Einsatzfelder in Hafenbahn, Logistikarealen und Binnenschiffsflotten priorisieren, Sensorik einbinden, virtuelle Abbilder implementieren, Abläufe simulieren und optimieren.
  
• Sensorik und Datenerfassung: Betriebsdaten strukturiert erfassen, Datenqualität sichern, Datenflüsse für Analyse und Simulation aufbauen.
  
• Dataspaces und Vernetzung: Reedereien, Hafenbetreiber und Logistikdienstleister über Datenräume koppeln, Informationsaustausch standardisieren, Planung und Koordination von Transport- und Umschlagprozessen beschleunigen, große Datenmengen auswerten.
• Datenbasierte KI: Muster in Schiffsbewegungen, Wetter- und Terminaldaten erkennen, belastbare Prognosen für Ankunft, Umschlag und Kapazität erzeugen.
• Predictive Maintenance: Zustände von Schiffen und Hafeninfrastruktur überwachen, Ausfallzeiten minimieren, Instandhaltung vorausschauend planen, Kosten senken.
• KI-Services und Omnistics: Echtzeitdaten aus heterogenen Quellen aggregieren, Transportabläufe überwachen und steuern, ETA-Berechnungen und Dispositionsoptimierungen bereitstellen.
• Automatisierung: Transportmittel und Umschlaganlagen in trimodalen Terminals automatisieren, manuelle Tätigkeiten reduzieren, Durchlaufzeiten verkürzen.
• Internet der Dinge (IoT) und IT-Infrastruktur: Digitale Lösungen in das Terminal-Operating-System integrieren, papiergebundene Abläufe digitalisieren, Schadensmeldungen und Wartung effizient abwickeln, Prozessdurchsatz erhöhen.
• Logistische Begleitung: Einführung digitaler Lösungen begleiten, Integration in bestehende Abläufe sichern, Effizienzgewinne stabilisieren.

Themen der Digitalisierung im Binnenhafen

Digitale Zwillinge stellen eine wichtige Rolle für die Digitalisierung der Binnenhäfen und Binnenwasserstraßen dar. Durch die virtuelle Nachbildung von Objekten und Prozessen wird die Analyse enorm beschleunigt. Zur Datengewinnung können beispielsweise Sensoren eingesetzt werden. Einsatzgebiete von digitalen Zwillingen im Binnenhafen und Binnenschifffahrtsbereich sind unter anderem die digitale Erfassung der Hafenbahn, eines Logistikareals oder die wasserseitige Erfassung von Binnenschiffen. 

Die Vernetzung entlang der Lieferkette ist entscheidend für die Effizienz und Wettbewerbsfähigkeit von Binnenhäfen und der Binnenschifffahrt. Eine integrierte Datenvernetzung, wie sie durch »Dataspaces« ermöglicht wird, fördert den Austausch von Informationen zwischen verschiedenen Akteuren der Logistikkette, einschließlich Reedereien, Hafenbetreibern und Logistikdienstleistern. Hierdurch können Transport- und Umschlagprozesse besser geplant und koordiniert werden. Zudem ermöglichen »Dataspaces« die Analyse großer Datenmengen. 

Datenbasierte Künstliche Intelligenz (KI) spielt eine entscheidende Rolle für die Optimierung von Binnenhäfen und der Binnenschifffahrt. Durch die Analyse großer Datenmengen aus verschiedenen Quellen z. B. Schiffsbewegungen, Wetterbedingungen und Hafenlogistik, können KI-Algorithmen Muster erkennen und Vorhersagen treffen, die die Effizienz von Abläufen verbessern. KI ermöglicht die vorausschauende Wartung von Schiffen und Hafeninfrastruktur, wodurch Ausfallzeiten minimiert und Kosten gesenkt werden. 

KI-Services sind für Binnenhäfen und   Binnenschifffahrt von zentraler Bedeutung, da sie eine effiziente und flexible Steuerung komplexer logistischer Prozesse ermöglichen. Dafür haben wir die Plattform Omnistics  entwickelt. Omnistics nutzt KI-gestützte Analysen, um Echtzeitdaten aus verschiedenen Quellen zu aggregieren und zu verarbeiten. So gelingt die präzise Überwachung und Steuerung von Transportabläufen. Weitere Möglichkeiten von KI Services beinhalten ETA Berechnungen oder Dispositionsoptimierungen.

Die Automatisierung von Prozessen spielt eine immer bedeutendere Rolle sowohl in der Transport- als auch Hafenlogistik. In trimodalen Terminals in Binnenhäfen werden derzeit noch viele Prozesse und Tätigkeiten manuell durchgeführt, wodurch die Abwicklung des gesamten Gütertransports unnötig verzögert wird. Durch die Automatisierung von Transportmitteln und Umschlaganlagen lassen sich Prozesse effizienter gestalten.

Binnenhäfen sind auf Grund ihrer urbanen Lage sowie Nähe zu Industriezentren wichtige Beteiligte in den globalen Logistik- und Versorgungsketten. Insbesondere die Digitalisierung von manuellen Prozessen und Dokumentationen sind für eine Effizienzsteigerung von Arbeitsabläufen unabdingbar. Das Einbinden neuer digitaler Lösungen in ein Terminal-Operating-System ermöglicht deutliche Effizienzsteigerungen beim Abwickeln von logistischen Prozessen, beispielsweise die Abwicklung von Schäden an Ladeeinheiten oder die Wartung entsprechender Umschlaggeräte. Eine geeignete IT-Unterstützung durch Digitalisierung und das Internet der Dinge trägt dazu bei, die Effizienz der Häfen zu verbessern. 

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