Automatisierte Terminal- & Schiffsabfertigungsplanung für Container-Seehäfen

I4.0-Anwendungen:
Terminalentwicklung - automatisierte Planung von „Greenfield- & Brownfield-Projekten“, intelligente wasserseitige Gerätesteuerung, „Vessel Handling Forecasts“ als taktische Entscheidungsunterstützung

I4.0-Technologien:
Prozesssimulation, generische Modellierung, Spezialisierung, Intelligent Search

Funktionsbeschreibung:
Eine im Kern aus zwei Werkzeugen bestehende Software-Umgebung ermöglicht die automatisierte Planung der wasserseitigen Suprastruktur von Containerterminals sowie auch von Schiffsabfertigungen im Tagesbetrieb. Zu der Umgebung gehört eine diskret-ereignisorientiert arbeitende Simulationssoftware zur dynamischen Abbildung der entsprechenden Realprozesse und eine Optimierungssoftware, deren hybride Arbeitsweise auf einer intelligenten Integration und Adaption von heuristischen und exakten Optimierungsansätzen beruht. Der Optimierer ist mit dem Simulationswerkzeug gekoppelt und steuert die dort ablaufenden Simulationen selbständig. Dabei wird ein generisches Simulationsmodell immer wieder neu parametrisiert, so dass fortlaufend (Abfertigungs-)Szenarien angepasst und simuliert werden. Der intelligente, hybride Optimierer lernt aus der Parametersetzung simulierter Szenarien und den realisierten Zielfunktionswerten für die Festlegung (der Parameterwerte) neuer Szenarien mit der Folge systematischer Zielfunktionswertverbesserungen. Werden Szenarien als zulässig identifiziert, stellen diese für den Planer (bei hoher Zielerreichung) attraktive Planungslösungen der Schiffsabfertigung dar.

Mögliche Problemlösung/Prozessoptimierung:
Mit Blick auf die Komplexität der wasserseitigen Umschlagprozesse ist Simulation als die richtige (Methoden-)Wahl für eine wirksame Planungsunterstützung in diesem Terminalbereich anzusehen. Simulationsmodelle erlauben eine vergleichsweise realitätsnahe Abbildung komplexer Realprozesse und erzeugen Ergebnisse von hoher Validität und damit praktischer Relevanz. Voraussetzung dafür ist allerdings, dass der Planer die „richtigen“ Szenarien simuliert! Aufgrund der Vielschichtigkeit der Wirkzusammenhänge und Einflüsse gerade an der Terminalwasserseite gilt dies als echte Herausforderung. Selbst erfahrenen Planern gelingt es oftmals nicht, das volle Potenzial bestehender Planungsmöglichkeiten auszuschöpfen, da auch ihre Arbeit der Limitation „knapper Ressourcen“ unterliegt. Vor diesem Hintergrund stellt der entwickelte Demonstrator eine echte Innovation dar; denn die intelligente Suche des Optimierers nach „guten“ Szenarien (d.h. Lösungen) ermöglicht schnell, also mit relativ wenigen Simulationen, erhebliche Zielfunktionswertverbesserungen. Durch die vollautomatisierte Szenariendefinition des Optimierers ist die Untersuchung auch größerer Szenario-Sets unproblematisch und liefert i.d.R. hoch-performante Planungsergebnisse. 

Technischer Aufbau:
Diskret-ereignisorientierter Simulator (ProModel) / intelligenter, hybrider Optimierer (SimWrapper) / generische Simulationsmodelle (proprietär) / CSV-Interface (SES) / leistungsstarker PC.