Jedes Fahrzeug wird auf dem AutoTerminal vor dem Bewegen digital erfasst, Bild: BLG Logistics
Fahrzeuge, soweit das Auge reicht: Der AutoTerminal Bremerhaven ist Deutschlands größte Autodrehscheibe. Der Logistikdienstleister BLG LOGISTICS schlägt hier jedes Jahr mehr als zwei Millionen Fahrzeuge um. Das Forschungsprojekt Isabella sucht Antworten auf die Frage, wie sich der Umschlag noch effizienter gestalten lässt. Eine mögliche Lösung: der Einsatz künstlicher Intelligenz.
Der Arbeitstag auf dem AutoTerminal Bremerhaven beginnt um 6 Uhr morgens. Dann startet die Frühschicht ihren Dienst auf Deutschlands größtem Umschlagplatz für Fahrzeuge. Vor allem für Menschen, die zum ersten Mal hier sind, ist das Treiben auf dem Gelände ein beeindruckendes Spektakel. Das von der BLG LOGISTICS betriebene Autoterminal ist 240 Hektar groß (das entspricht der Fläche von mehr als 300 Fußballfeldern) und bietet Platz für etwa 95.000 Fahrzeuge. Allein mit dem Zug kommen jeden Tag 5.000 Pkw an, die von den Fahrerinnen und Fahrern der BLG zum nächsten Ziel auf dem Terminal gebracht werden.
Eine Woche Feldforschung
“Wer die Fahrwege nicht kennt, kann sich hier durchaus verfahren”, sagt Marit Hoffmeyer, die als wissenschaftliche Mitarbeiterin am BIBA, dem Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen, tätig ist. Sie absolvierte das Fahrtraining, das auch alle neuen Fahrerinnen und Fahrer auf dem Terminal durchlaufen. “Die Teilnahme am Fahrtraining war wichtig, um die genauen Gegebenheiten vor Ort kennen zu lernen, sodass wir unsere Lösungsideen für eines der größten Autoterminals der Welt passgenau und den Realbedingungen entsprechend gestalten können”, erklärt Hoffmeyer. Lachend fügt sie hinzu: „Außerdem lernt man auf dem Terminal millimetergenau einzuparken.“ Nach einer Woche Feldforschung tauschte Hoffmeyer den Platz hinterm Steuer wieder gegen ihren Schreibtisch im BIBA, Hier leitet sie das Forschungsvorhaben Isabella 2.0. In dem Projekt erforschen BIBA, BLG LOGISTICS und der Bremer Softwarehersteller 28Apps Software gemeinsam, wie sich der Autoumschlag effizienter gestalten lässt. Die Zusammenarbeit startete vor drei Jahren mit dem ersten Isabella-Projekt, das sich auf zwei Bereiche konzentrierte.
Der Multitouch-Tisch bildet das gesamte AutoTerminal ab, Bild: BLG Logistics
Ein Plan muss her
„Am Anfang steht immer die Planung“ erklärt Michael Görges, der auf Seiten von BLG LOGISTICS die Isabella-Projekte leitet. Zu den Faktoren, die das Planungsteam am Autoterminal jeden Tag wieder berücksichtigten muss, gehören zum Beispiel: Wie steht es um die Auslastung der Parkplätze? Welche Arbeiten an den Fahrzeugen sind geplant? Und welches Material wird dafür benötigt? „Alle diese Daten haben wir natürlich in unseren Systemen, aber wir benötigten ein Tool, um alle Beteiligten im wahrsten Sinne des Wortes an einen Tisch zu bringen“, so Görges. Zu diesem Zweck entwickelten die Projektpartner einen Multitouch-Tisch, der die Situation auf dem Terminal dreidimensional abbildet. Mit dem System lassen sich zudem unterschiedliche Zukunftsszenarien visualisieren, aus denen die Mitarbeitenden die optimale Variante auswählen können.Mehr Intelligenz, weniger Leerfahrten
Im nächsten Schritt richteten die Projektpartner ihre Aufmerksamkeit auf die Transporte der Fahrzeuge auf dem Terminal. Die 500 Fahrerinnen und Fahrer der BLG kümmern sich um diese Umfuhren: Sie bringen die Autos zum Beispiel vom Schiff zum Zug, parken sie in Parkhäusern zwischen oder liefern sie in einem der Technikzentren ab. Noch läuft dieser Prozess so ab: Zunächst bringen Shuttles das Fahrpersonal vom Startpunkt, dem sogenannten P300, zu den Fahrzeugen. Die Fahrerinnen und Fahrer überführen die Pkw zum gewünschten Ziel. Danach werden die Mitarbeitenden an Bord der Shuttles zurück zum P300-Gebäude gebracht, wo der nächste Fahrauftrag auf sie wartet. „Dieses Verfahren beinhaltet eine gewisse Anzahl an Leerfahrten“, erklärt Görges. „Die Idee war deshalb, einen intelligenten Steuerungsalgorithmus zu entwickeln, der einen effizienteren Ablauf ermöglicht.“
Marit Hoffmeyer am Multitouch-Tisch, Bild: Sabine Nollmann
Auch Regen spielt eine Rolle
Bei dem neuen Verfahren sind an der Windschutzscheibe der Fahrzeuge Codes angebracht, die von den Fahrerinnen und Fahrern bei der Übernahme und beim Abstellen des Pkw mit speziellen Smartphones eingescannt werden. Das System erfasst so immer die aktuelle Position jedes Fahrzeugs und übermittelt den Fahrerinnen und Fahrern den nächstgelegenen Folgeauftrag direkt aufs Smartphone, sodass einige Shuttle-Fahrten zurück zum P300 entfallen. Viele Faktoren sind in diese komplexe Entwicklung eingeflossen. „Ich habe gesehen, dass die Fahrerinnen und Fahrer bei Regen zurück zu ihren Spinden müssen, um ihre Regensachen zu holen“, erläutert Hoffmeyer. „Auch solche vermeintlich banalen Dinge haben wir in unserem Algorithmus berücksichtigt“, erklärt die Forscherin.Nächstes Kapitel: Isabella 2.0
Der Steuerungsalgorithmus wurde bereits prototypisch auf dem Autoterminal getestet. Die Ergebnisse waren so vielversprechend, dass es nun in die Fortsetzung geht. Im Rahmen des ersten Isabella-Projekts wurde der Umfuhrprozess auf dem Gelände betrachtet. In Isabella 2.0, das im Juli 2020 startete, beziehen die Projektpartner nun auch die Be- und Entladung mit ein. Das heißt, bereits bei der Übernahme der Fahrzeuge im jeweiligen Verkehrsträger – zum Beispiel auf dem Schiff – soll die Erfassung der Fahrzeuge per Smartphone beginnen. Eine der größten Probleme dabei wird laut Görges die Datenübertragung sein. „Wir alle kennen die Situation, dass beim Autofahren unter freiem Himmel das GPS wunderbar funktioniert“, erläutert der Projektleiter. „Dann fährt man in einen Tunnel und das Signal ist weg.“ So wie Tunnel bestehen auch Züge und Schiffe aus abschirmenden Materialien. Um den Datenempfang unter diesen erschwerten Bedingungen zu ermöglichen, wollen die Partner den neuen Mobilfunkstandard 5G nutzen oder ein lokales Kommunikationsnetzwerk aufbauen.
Autoterminal: Platz für 95.000 Fahrzeuge, Bild: BLG LOGISTICS/Tristan Vankann
Historische Daten als Futter für die KI
Und das ist nur eine der Herausforderungen, für die sich das Team innovative Lösungen einfallen lassen muss. Da in Isabella 2.0 alle Abläufe am Terminal in den Steuerungsalgorithmus einfließen sollen, steigen die Anforderungen. „Es gibt so viele Parameter zu berücksichtigen – von der Anzahl der Mitarbeiter bis hin zum Wetter“, sagt Görges. „Wir wollen deshalb künstliche Lernverfahren nutzen, um noch mehr aus dem Steuerungsalgorithmus rauszuholen.“ Marit Hoffmeyer vom BIBA ergänzt: „Auf Basis von historischen Daten lassen wir die künstliche Intelligenz lernen.“ Auch werde die KI später dabei helfen, aus der großen Menge an Lösungsmöglichkeiten für ein Problem innerhalb kürzester Zeit die vielversprechendsten zu identifizieren. Auch Emrah Gencer vom Projektpartner 28Apps Software sieht in der Erweiterung um den Faktor künstliche Intelligenz eine der größten Schwierigkeiten. „Die zweite große Herausforderung für uns wird sein, dass wir in Isabella 2.0 noch analoge Prozesse am Autoterminal Bremerhaven digitalisieren müssen“, ergänzt der Geschäftsführer von 28Apps Software. Dazu gehören zum Beispiel Check-in oder Wartungsarbeiten. Außerdem müssten alle Tätigkeiten rund ums Terminal in den Algorithmus und die KI-Steuerung integriert werden. „Das wird auch für uns spannend“, sagt Gencer. „Wir sind aber sehr zuversichtlich, dass wir diese Probleme bewältigen können.“Genug Stoff für Isabella 3.0
So wie Isabella hat auch Isabella 2.0 eine Laufzeit von drei Jahren und wird vom Bundesverkehrsministerium (BMVI) im Programm für Innovative Hafentechnologien (IHATEC) gefördert. Von der Zusammenarbeit profitieren laut Professor Michael Freitag, Geschäftsführender Direktor des BIBA, alle Seiten: die BLG als Anwender und die Projektpartner, die neues Wissen sammeln und erproben. „Außerdem publizieren wir unsere Ergebnisse, so dass auch andere Autoterminals sie anwenden können“, fügt er hinzu. Und wie geht es nach Isabella 2.0 weiter? „Irgendwann werden die ersten autonom fahrenden PKW auf Autoterminals unterwegs seien“, sagt Freitag. Auch das müsse dann in einen intelligenten Steuerungsalgorithmus integriert werden. „Das wäre dann möglicherweise Stoff für Isabella 3.0.“Text: Beata Cece
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