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Mit dem Internet of Things für die Zukunft gerüstet

Hamburger Hafen wird zum Smartport

Moritz Jäger ist freier Autor und Journalist in München. Ihn faszinieren besonders die Themen IT-Sicherheit, Mobile und die aufstrebende Maker-Kultur rund um 3D-Druck und selbst basteln. Wenn er nicht gerade für Computerwoche, TecChannel, Heise oder ZDNet.com schreibt, findet man ihn wahlweise versunken in den Tiefen des Internets, in einem der Biergärten seiner Heimatstadt München, mit einem guten (e-)Buch in der Hand oder auf Reisen durch die Weltgeschichte.
Das Transportvolumen nimmt im Hamburger Hafen zu, die Fläche bleibt fast gleich. Um langfristig erfolgreich zu sein, musste die Infrastruktur weitreichend digitalisiert werden, neue Software und Ansätze aus dem IoT-Umfeld helfen.

Bis 2030 will der Hamburger Hafen zirka fünfzig Prozent mehr Container abwickeln - ohne dass dabei die nennenswert mehr Platz zur Verfügung steht. Das stellt die Verantwortlichen vor große Herausforderungen, die vorhandene Infrastruktur muss effizient und optimal genutzt werden. Lösen lässt sich dieses Problem durch moderne IT und optimierte digitale Abläufe.

Genau hier setzt das Programm "smartPORT logistics" an, das der CIO der Hamburg Port Authority Dr. Sebastian Saxe, seit Oktober 2013 verantwortet. "Der größte Teil der bis 2015 gestarteten Projekte ist abgeschlossen," so Sebastian Saxe. Der Programmname dient als Überbegriff für 21 in sich abgeschlossene Einzelprojekte, die sich über eine neue IT-Plattform untereinander vernetzen.

Bessere Wartung, optimiertes Verkehrsmanagement

Die Projekte teilen sich in zwei Kategorien auf. Die Infrastrukturprojekte beziehen im Wesentlichen auf "Predictive Maintenance", also der optimierten Wartung von Komponenten bevor sie komplett ausfallen. Dafür kommen umfangreiche Internet-der-Dinge-Technologien zum Einsatz. Eisenbahnweichen wurden etwa mit intelligenter Sensorik ausgerüstet, die Daten zu einem Software-Leitstand schickt. Dort werden die eingehenden Informationen ausgewertet. Sind beispielsweise Schwergänge der Weichen erkennbar, meldet dies die Software und die Wartungsteams können vor Ort Maßnahmen ergreifen, um die Weichen weiter funktionsfähig zu halten.

Die zweite Kategorie befasst sich mit dem Verkehrsmanagement. Der Schwerpunkt dieser Verkehrsmanagement-Projekte lag in der Integration der Verkehrsdaten auf den drei Verkehrsträgern Straße, Wasser und Schiene. Erschwerend kam hinzu, dass der Hafen zahlreiche bewegliche Infrastrukturen nutzt, etwa Hub- und Klappbrücken. Diese können leicht zu Engpässen führen; entsprechend müssen die Systeme anfallende Verkehrsdaten inklusive der Öffnungszeiten der beweglichen Infrastrukturen in Echtzeit zusammenführen, auswerten und visualisieren. "In unserer Vision lassen sich Daten aus allen drei Verkehrsträgern sowie den Infrastrukturdaten in einem Leitstand zusammenführen und auswerten", so Sebastian Saxe.

Projektsteckbrief

Name des Projekts: smartPORT logistics
Projektart: Einführung von IoT im Hafenumfeld
Branche: Logistik Zeitrahmen: Ab Oktober 2013
Stand heute: Größtenteils abgeschlossen
Umfang: 62 IT-Mitarbeiter betreuen ca. 1300 IT-Nutzer
Aufwand: etwa 140 Projektmitarbeiter
Produkte: SAP HANA, Eclipse und andere
Ergebnis: Erfolgreiche Umsetzung der meisten Projekte
Herausforderung: Notwendige Technik und Integration, Integration der Fachbereiche.
Nächster Schritt: Ausloten neuer Techniken wie Virtual Reality und Augmented Reality für den Einsatz im Hafenumfeld

In dem übergeordneten Projekt "Port Traffic Center (PTC)" wurden alle relevanten Informationen aus dem Verkehrsmanagement und aus dem Infrastruktur-Management integriert. So melden z.B. intelligente Baustellenbaken ihre exakten Positionen eigenständig; der Belegungsgrad von LKW-Parkplätzen wird ebenfalls ermittelt und integriert. Dieser schnelle Datenaustausch ist für die neue Effizienz enorm wichtig. Ist etwa eine Instandsetzung früher als geplant fertig, kann dies sofort an alle angeschlossenen Systeme übertragen und der Verkehrsfluss angepasst werden.

Kernkomponente "Port-Monitor" setzt auf Open Source

Herzstück des neuen digitalen Ansatzes ist der "Port Monitor". Dabei handelt es sich um eine Leitstandsoftware, die Daten aus unterschiedlichen Systemen integriert, aufbereitet und visualisiert. Der Leitstand ist die technische Basis für das Port Traffic Center, HPA setzt auf OpenSource Technologie wie Eclipse und RCP. Ebenso wichtig sind die vielen Embedded Systems und Sensoren, die in der rauen Hafenumgebung verbaut wurden. Sie kommunizieren über WLAN-Infrastrukturen sicher miteinander und dem Leitstand.

Erweitert werden die Sensoren durch zahlreiche Spezialsysteme, darunter:

  • intelligente Weichen

  • Berechnung von Vorhersagen für die Straßenverkehrssituation

  • neue Apps basierend auf der HANA Cloud

  • neue mobile Clients basierend auf Microsoft Tablets mit SAP Clients

Technische und personelle Herausforderungen

Die Herausforderungen für ein Programm in diesem Umfang teilten sich in technische und "menschliche" Hürden. Es war dem Team um CIO Sebastian Saxe von Anfang an wichtig, alle Fachbereiche bei der Einführung der neuen, teilweise hoch innovativen Systeme abzuholen und aktiv einzubinden. Change-Management war und ist ein fester Bestandteil des Programms.

Auf der technischen Seite gab es zwei Aspekte, die das Team besonders forderten. Zum einen mussten die integrierten Systeme, Sensoren und smarten Komponenten sicher in das neue Gesamtsystem eingebunden werden. Zweitens gab es höchste Ansprüche an die neue Leitstandsoftware. Diese musste die Vielzahl der Informationen schnell und zuverlässig verarbeiten, die Daten müssen einfach verständlich aufbereitet werden. In beiden Punkten war das Team um den CIO erfolgreich, seit dem Abschluss der Projekte im August 2015 ist der Hamburger Hafen und die Hamburg Port Authority für die kommenden Herausforderungen bestens gerüstet.

Das Programm "smartPORT logistics" ist mit dem Abschluss der genannten Projekte aber noch lange nicht final, es wird kontinuierlich fortgesetzt. Im Mittelpunkt der neuen Projekte steht derzeit das Thema "Virtual und Augmented Reality".

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