Ein virtueller Zwilling macht den Hamburger Hafen fit für die Zukunft

„Stadt der Zukunft“ ist der Titel eines Panels, das am 20. Mai im Rahmen unseres Food Innovation Camps in der Handelskammer Hamburg stattfindet. Neben Hamburgs zweiter Bürgermeisterin Katharina Fegebank wird daran unter anderem auch Oliver Rößling vom Softwareunternehmen Absolute teilnehmen. Das hat mit dem virtuellen Zwilling des Hamburger Hafens einen wichtigen Beitrag zur Zukunftsfähigkeit der Hansestadt geleistet. Wir haben uns das mal genauer angeschaut.

Der Hamburger Hafen nimmt eine Fläche von 7.200 Hektar ein. 2018 begrüßte er gut 900.000 Passagiere aus aller Welt, Waren und Container mit einem Gesamtgewicht von 135,1 Millionen Tonnen wurden vergangenes Jahr umgeschlagen. Gar nicht so einfach, da die Übersicht zu behalten. Seitdem die Digitalisierung auch in der Schifffahrtsbranche Einzug gehalten hat, haben sich zudem enorme Mengen an Daten angesammelt. So werden seit fünf Jahren alle Schiffsbewegungen erfasst, bis auf 20 Zentimeter genau. Wie die Strömung verläuft, welches Wetter herrscht, wie tief die Elbe ist, all das und noch viel mehr ermitteln Messtationen und Sensoren inzwischen.

Rüdiger Höfert, CEO der Absolute Software GmbH, führt den virtuellen Zwilling des Hafens am Computer vor.

Die Hamburg Port Authority hat das Projekt gestartet

Nun nützen aber die besten und umfassendsten Daten nichts, wenn sie in irgendwelchen unübersichtlichen Tabellen enden, aus denen niemand einen praktischen Nutzen ziehen kann. Ein Bild sagt bekanntlich mehr als Tausend Worte, und für Zahlen gilt das erst recht. Deshalb machte die Hamburg Port Authority (HPA), zuständig für das Hafenmanagement, vor ein paar Jahren eine Ausschreibung mit der Vorgabe, einen virtuellen Zwilling des Hafens zu erstellen. Kein einmaliges Projekt, denn beispielsweise Rotterdam und Singapur sind in diesem Bereich Vorreiter. Von Helsinki existiert sogar ein virtuelles Modell der gesamten Innenstadt.

Über die Symbole lassen sich mit einem Klick Detaildarstellungen und Filme abrufen.

Den Zuschlag erhalten hat die Absolute Software GmbH, die in Sachen Virtual Reality zu den Pionieren in Deutschland gehört. Schon 1991 entstand dort eine der ersten VR-Brillen auf Basis einer handelsüblichen Taucherbrille. Inzwischen ist man natürlich ein ganzes Stück weiter und hatte auch zuvor schon mit der HPA zusammengearbeitet. Der von Absolute geschaffene virtuelle Zwilling des Hamburger Hafens existiert seit etwa zwei Jahren und wird ständig ausgeweitet. Er ist zunächst einmal ein dreidimensionales Computermodell der Hafenanlagen und allem, was dazu gehört. Die Informationen dafür stammen vom Landesvermessungsamt und basieren unter anderem von durch Drohnen erstellte Luftaufnahmen.

Der virtuelle Hafen lässt sich am Bildschirm und in der Virtual Reality besichtigen

Wenn die bildliche Darstellung zuweilen etwas grobschlächtig wirkt, liegt das nicht an schlechter Grafiksoftware oder mangelnden Daten. Eine zu detailreiche Abbildung würde schlicht zu langsam sein, wenn sich die Anwender in dem virtuellen Hafen bewegen wollen, was ja einer der großen Vorteile des Modells ist. Das geht am Bildschirm ebenso wie über eine VR-Brille, je nachdem, welche Anwendung gerade am sinnvollsten ist. In der virtuellen Realität können sich mehrere Anwender treffen, die an völlig verschiedenen Orten sitzen, um zum Beispiel einen geplanten Brückenbau zu begutachten.

Diese Grafik zeigt die Wassertiefe der Elbe an. Die roten Bereiche sind besonders flach.

Der virtuelle Zwilling bietet noch viele weitere Anwendungsmöglichkeiten. So zeigt eine Art Heatmap, wie tief die Elbe an welchen Stellen ist und wo Schlamm ausgebaggert werden muss. Und die Nutzung der Daten beschränkt sich nicht auf Visualisierungen. Durch die genaue Kenntnis der Schiffsbewegungen und der Zeiten, die für die Löschung von Ladung benötigt wird, lässt sich eine Optimierung der Prozesse erreichen. Das System lernt, wo welches Schiff am schnellsten und effizientesten entladen werden kann, und macht entsprechende Vorschläge. Ziel ist es eine künstliche Intelligenz zu entwickeln, die als Leitzentrale den gesamten Hafen im Blick hat. Die allerletzte Entscheidung fällt dann allerdings immer noch der Mensch.

Digitalisierung ist Pflicht, damit Hamburg den Anschluss nicht verliert

Bei Absolute ist man überzeugt, mithilfe des virtuellen Zwillings 20 – 30 % an Zeit und Kosten einsparen zu können. Das Erreichen solcher Ziele ist notwendig, damit Hamburg nicht weiter an Bedeutung als Containerhafen verliert. An die großen Häfen in China und anderen asiatischen Ländern ist sowieso nicht heranzukommen, doch auch in Europa reicht es nur noch zu Platz drei hinter Rotterdam und Antwerpen. Ob die Elbvertiefung eine geeignete Gegenmaßnahme sein kann, ist in vielerlei Hinsicht umstritten. Eine weitere Digitalisierung erscheint da schon vielversprechender, und der virtuelle Zwilling spielt dabei eine wichtige Rolle.

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