Digitalisierung Hafenlogistik: LKW warten auf Einlass in ein Hafen-Terminal

Logistik / Trends und Technologien

Digitalisierung der Hafenlogistik

25. November 2022 / Annekathrin Gut

Wie ein Hamburger Hafen smart wird

Im Hambur­ger Hansa­ha­fen rollt es aus allen Rich­tun­gen: In einem Multi­pur­pose-Termi­nal werden moderne RoRo- und ConRo-Schiffe abge­fer­tigt, Contai­ner, PKW und LKW verla­den, Projekt­la­dung und Forst­pro­dukte umge­schla­gen sowie zahl­rei­che Service­leis­tun­gen rund um die Verpa­ckung und Lage­rung ange­bo­ten. Die Lage­rei- und Spedi­ti­ons­ge­sell­schaft im Stadt­teil Klei­ner Gras­brook ist das größte Termi­nal für rollende Verla­dun­gen im Hambur­ger Hafen.

Multi­funk­ti­o­nale Termi­nals stehen unter beson­de­rem Druck: Sie müssen Schiffe mit unter­schied­li­cher Fracht auf begrenz­tem Raum effi­zi­ent be- und entla­den. Bei dieser Kaian­lage kommt noch hinzu: Mit der Erwei­te­rung der Hafen­city wird die Fläche des Termi­nals um circa 20 Prozent verklei­nert werden. Denn hier entsteht ein ganz neuer Stadt­teil mit Wohnun­gen, Büros und Parks sowie weitere urbane Infra­s­truk­tur. Diesel­ben oder sogar stei­gende Umschlags­vor­gänge auf verklei­ner­ter Fläche – das erfor­dert eine ausge­prägte Opti­mie­rung aller Prozesse.

Digitalisierung Hafenlogistik: Blick über den Hamburger Michel zum Hafen bei Sonnenuntergang

Helfen sollen dabei die Digi­ta­li­sie­rung und Auto­ma­ti­sie­rung der Hafen­lo­gis­tik. Der Termi­nal­be­trei­ber hat diverse Vorha­ben gest­ar­tet, um sich zum Smart Port weiter­zu­ent­wi­ckeln. Eines davon ist die Neuge­stal­tung des Termi­nal Opera­ti­ons System. Das von der HEC konzi­pierte System basiert tech­no­lo­gisch auf einem modu­la­ren Konzept: Micro­ser­vices, Self Contai­ned Systems und vorhan­dene IT-Systeme bilden die Module, die jeweils eine fach­li­che Aufgabe oder einen Prozess digi­tal abbil­den. So entste­hen quasi diverse Apps, die kombi­niert mit bereits beste­hen­den Soft­wa­re­bau­stei­nen die opera­ti­ven Prozesse auf dem Termi­nal leis­tungs­stark unter­stüt­zen.

Smart Ports: Warum Häfen „intelligenter“ werden müssen

Digitalisierung Hafenlogistik: Über der Ansicht eines Hafengeländes schweben WLAN-Icons

Häfen müssen sich einem verän­der­ten Umfeld stra­te­gisch anpas­sen: Die Schiffe werden immer größer, der Wett­be­werb verstärkt sich, die Kunden fordern eine höhere Trans­pa­renz, die Nach­frage nach inte­grier­ten Liefer­ket­ten steigt und auch die Themen Ressour­cen­ein­satz und CO2-Verbrauch werden rele­van­ter. Dane­ben entwi­ckelt sich die Tech­no­lo­gie rasant weiter und die globale Supply Chain wird immer digi­ta­ler. Zudem sind Häfen mit ihren vor- und nach­ge­la­ger­ten Trans­por­ten ein Teil des urba­nen Raumes.

Häfen müssen also tech­no­lo­gisch nach­zie­hen und inner­halb dieser Infra­s­truk­tur zum digi­ta­len Knoten­punkt werden. Dieje­ni­gen, die das verpas­sen, könn­ten zurück­blei­ben.

Intel­li­gente Häfen, soge­nannte Smart Ports, nutzen Auto­ma­ti­sie­rung und inno­va­tive Tech­no­lo­gien wie künst­li­che Intel­li­genz (KI), Big Data, Inter­net der Dinge (IoT) oder Block­chain. Damit können sie ihre Leis­tungs­fä­hig­keit sowie die Kapa­zi­tät ohne zusätz­li­chen Flächen­ein­satz, weitere Infra­s­truk­tur oder zusätz­li­ches Equip­ment bei einer zugleich verbes­ser­ten CO2 Bilanz erhö­hen.

Digitale Zwillinge und andere innovative Beispiele

Aller­dings gilt die Bran­che nicht gerade als Trei­ber von Inno­va­ti­o­nen und in vielen Häfen ist die Digi­ta­li­sie­rung der Hafen­lo­gis­tik eine noch weit­ge­hend ungenutzte Ressource. Dennoch gibt es gute Beispiele.

Inter­na­ti­o­nale Häfen nutzen „digi­tale Zwil­linge“: Auf einer Daten­platt­form werden Ladungs­ströme simu­liert, visu­a­li­siert und opti­miert. Sie bieten den Kunden eine durch­gän­gige Trans­pa­renz über die Reise ihrer Ladung durch die Liefer­kette. Auch die Risi­ken einer Groß­in­ves­ti­tion in den Bau einer neuen Kaimauer lassen sich mit der Unter­stüt­zung eines digi­ta­len Zwil­lings und einer prädik­ti­ven Analyse besser abschät­zen. Dane­ben verbes­sert inzwi­schen der neue Mobil­funkstan­dard 5G viel­fach den Hafen­be­trieb mit siche­rer Konnek­ti­vi­tät und nied­ri­ge­ren Latenz­zei­ten.

Ganzheitliche digitale Lösung

Um die komple­xen Heraus­for­de­run­gen des Hambur­ger Termi­nals zu lösen, müssen alle Umschlags­pro­zesse auf dem Hafen­ge­lände ganz­heit­lich betrach­tet werden. Im künf­ti­gen Smart Port sollen die Anlie­fer- und Auslie­fer­vor­gänge in Echt­zeit digi­tal abge­bil­det werden, damit sie just in time geplant und gesteu­ert werden können. Das umfasst das Manage­ment von Ressour­cen (Geräte, Fahr­zeuge, Fläche, Perso­nal) und derSchiffs­an­künfte sowie die Anlie­fe­rung und Abho­lung per LKW. Auch die anschlie­ßende Abrech­nung muss inte­griert werden.  

Heute werden bei dem Termi­nal­be­trei­ber Umschlag und Lage­rung noch über­wie­gend manu­ell gesteu­ert. So entste­hen unpro­duk­tive Leer­fahr­ten oder Quer­ver­kehre, Flächen werden nicht opti­mal genutzt und auf Planungs­än­de­run­gen kann nicht adäquat und vor allem nicht in der notwen­di­gen Geschwin­dig­keit reagiert werden. Wenn sich die Fläche künf­tig durch das öffent­li­che Bauvor­ha­ben noch verklei­nert, dann kann dieselbe Umschlags­leis­tung nur erbracht werden, wenn alle Prozesse über alle Umschlags­be­rei­che hinweg opti­miert werden.

Bis Ende 2023 entsteht deshalb ein modu­la­res Termi­nal Opera­ti­ons System, das alle opera­ti­ven und plane­ri­schen Aspekte des Seeha­fen­um­schlags­be­trie­bes abbil­det.

Dynamisches Slot-Management und KI-basierte Module

Digitalisierung Hafenlogistik: LKW warten auf Einlass in ein Hafen-Terminal

Als ersten Baustein hat das Team der HEC ein dyna­mi­sches Slot-Manage­ment fertig­ge­stellt. Damit können die Trucker:innen per Smart­phone ihr Ticket für die Einfahrt in das Termi­nal buchen. Da die Stell­flä­chen vor dem Termi­nal begrenzt sind, sorgt die zeit­op­ti­mierte Einfahrt für weni­ger Staus, weni­ger unge­nutzte Warte­zei­ten und einen gerin­ge­ren CO2-Ausstoß. Oben­drein sind sowohl die mobile Smart­phone-Lösung als auch die Deskto­pan­sicht äußerst user­freund­lich gestal­tet. Für diese Lösung muss­ten diverse Para­me­ter, wie die stark vari­ie­ren­den Lade­mit­tel, die zur Abfer­ti­gung benö­tig­ten Arbeits­mit­tel und die jewei­lige Größe der Slots berück­sich­tigt werden.

Im nächs­ten Schritt werden Module für die IT-Unter­stüt­zung der opera­ti­ven Umschlags­pro­zesse einschließ­lich der Dispo­si­tion des dafür erfor­der­li­chen Equip­ments gestal­tet. Einge­setzt wird dafür eine ausge­feilte Logik auf der Basis von deter­mi­nis­ti­schen Algo­rith­men und KI. Das System soll es erlau­ben, Ressour­cen, Manpower, Tech­nik und Fläche so nutzen, dass jeder­zeit die erfor­der­li­che Umschlags­ka­pa­zi­tät bereit­ge­stellt wird und auf uner­war­tete Ände­run­gen schnell reagiert werden kann. Bei diesem Allround-Projekt werden zahl­rei­che Tech­no­lo­gien einge­setzt: unter ande­rem eine strikte Micro­ser­vice-Archi­tek­tur mit einem Java- und Angu­lar-Stack sowie kunden­sei­tige Daten­kon­so­li­die­rung über Lobster.

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