Autonome Systeme im maritimen Bereich

DIN-Dialogveranstaltung am 16. und 17. Mai 2022 in Hamburg

Am 16. und 17. Mai 2022 fand endlich die corona-bedingt bereits zweimal verschobene DIN-Dialogveranstaltung zum Thema „autonome Systeme im maritimen Bereich“ im Penthouse Elb-Panorama im Atlantic-Haus in Hamburg statt. Expertinnen und Experten diskutierten unterschiedliche Aspekte und Perspektiven zum Thema. Die Entwicklung von autonomen Systemen zeigt eine hohe Dynamik und dringt in verschiedene Arbeitsbereiche im Rahmen der Digitalisierung und der Automatisierung voran. Ziel war es, den Stand des Wissens und der Technik abzubilden und zum Austausch in der Sache einzuladen [1].

16.05. Vorabendveranstaltung

Die Vorabendveranstaltung am 16. Mai diente schwerpunktmäßig dem Netzwerken und dieses fand nach den vergangenen zwei Jahren der Pandemie regen Anklang, nicht zuletzt durch die ausgewählte Location mit beeindruckendem Ausblick über Landungsbrücken und Hafen.

Begrüßung durch Peter Hecker, DIN – NSMT

Peter Hecker, bei DIN Leiter der Gruppe „Maritimes und Verteidigung“ mit den DIN-Außenstellen in Hamburg und Koblenz begrüßte die Teilnehmenden und zeigte sich hocherfreut, dass die pandemiebedingt zweifach verschobene Veranstaltung nun endlich durchgeführt werden konnte.

Impulsvortrag „Künstliche Intelligenz im maritimen Bereich – Zwischen Fiktion und Wirklichkeit“

Prof. Dr. Oliver Zielinski, Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz, DFKI

Herr Prof. Zielinski ist Meeresphysiker und wissenschaftlicher Direktor und Leiter des Forschungsbereiches Marine Perception im DFKI-Labor Niedersachsen sowie Leiter des Kompetenzzentrums KI für Umwelt und Nachhaltigkeit.

In seinem spannenden Vortrag zum Thema „Künstliche Intelligenz“ verdeutlichte Herr Prof. Zielinski eindrucksvoll die zukünftige Bedeutung der KI und zeigte entsprechende maritime Anwendungsfelder auf, ohne dabei die sich üblicherweise einstellenden realen Entwicklungsphasen beim Einsatz von KI mit entsprechenden Höhen und Tiefen außer Acht zu lassen. Ein besonderer Aspekt in seinem Vortrag galt der Verbindung der (maritimen) Umweltforschung mit intelligenten Technologien.

Ehrung Herr Dr. Bartsch, ehemals THYSSENKRUPP MARINE SYSTEMS GmbH

Dr. rer. nat. Hans-Hagen Bartsch hat den Vorsitz der DIN-Normenstelle für Schiffs- und Meerestechnik (NSMT) über 18 Jahre mit großem Engagement ausgefüllt [2] und wurde im Rahmen der Veranstaltung mit der Beuth-Denkmünze ausgezeichnet. In der Imagebroschüre der DIN-NSMT wird er zitiert mit: »Zukunft gestalten – wir sind dabei. Gerade die Meerestechnik beteiligt sich mit mehreren Normungsprojekten an der Bereitstellung von Basis-Know-how für Wettbewerbsfähigkeit auf umweltrelevanten Technikfeldern von morgen. Im Einklang mit der Hightech-Strategie der Bundesregierung.«  Geschäftsführung und Beirat der NSMT sind Herrn Dr. Bartsch für die geleistete Arbeit zu großem Dank verpflichtet! Die Ehrung erfolgte durch Christoph Winterhalter, Vorsitzender des Vorstandes von DIN.

17.05 Dialogveranstaltung

Begrüßung

Prof. Dr. Holger Watter, Vorsitzender der DIN-NSMT, war leider aus persönlichen Gründen verhindert. Peter Hecker, DIN-NSMT gab anhand der von Dr. Watter vorbereiteten Präsentation einen Einführungsüberblick zum Stand des Wissens und Technik sowie den internationalen Normungsaktivitäten um das Thema autonome maritime Systeme.

Forschungsprojekte B ZERO und BEYOND

Manfred Constapel / Robert Grundmann, Fraunhofer CML

Manfred Constapel präsentierte einen Überblick über das ProjektB ZERO [3]: Ziel des Projektes ist die wachfreie (autonom-operierende) Brücke an Bord von Containerschiffen auf hoher See mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI). Unter geeigneten Umständen könnte die Schiffsbrücke bis zu acht Stunden lang unbemannt sein, zur Entlastung der Besatzung bzw. zur Ermöglichung anderer Aktivitäten in diesem Zeitraum. KI soll in diesem Zeitraum entsprechende nautische Entscheidungen treffen.

Robert Grundmann informierte über das Projekt BEYOND (Building an Experience to Yield Optimal Nautical Displays): Heutige Navigationssysteme an Bord von Schiffen haben einen deutlich höheren Funktionsumfang als noch vor einigen Jahren. Dieses führt zu einer verstärkten Belastung für die Besatzung, die auch in Zukunft in kritischen Situationen wichtige Entscheidungen treffen können muss. Dieses soll mit den im Rahmen des BEYOND-Projektes entwickelten aufgabenorientierten Navigations- und Schiffsführungssystemen erleichtert werden.

homePORT – Drohnen

Marius Eschen, Product Lead New Business & Partnership bei der Hamburg Port Authority AöR

HHLA Sky, eine Tochtergesellschaft der Hamburger Hafen und Logistik AG, und die Hamburg Port Authority (HPA) wollen gemeinsam den Einsatz automatisierter Drohnen im Gebiet des Hamburger Hafens ermöglichen. [4].  Ein speziell ausgewiesener Bereich des Hamburger Hafens bietet beste Voraussetzungen für einen Testbetrieb von autonomen Drohnen unter realen Bedingungen. Marius Eschen informierte die Teilnehmenden über bereits laufende sowie geplante Drohnenprojekte.

Funkfernsteuerung von Krananlagen

Thomas Stegmaier, HBC-radiomatic GmbH informierte über die Vielfältigen Einsatzmöglichkeiten von Funkfernsteuerungen für maritime Einsätze, beispielsweise für Hafen-Mobilkrane oder Reach Stacker. Er zeigte die eingesetzten Technologien sowie die notwendigen Maßnahmen zur funktionalen Sicherheit, z. B. zur Störsicherheit gegen elektromagnetische Beeinflussungen auf [5].

Elektromagnetische Verträglichkeit – Störung des Funkempfangs

Die Übertragungsgüte bzw. Vermeidung von Verlusten oder der Veränderung von Nachrichteninhalten in einem Funksystem ist von sehr hoher Bedeutung. Prof. Dr.-Ing. Harm-Friedrich Harms, Institut für Nachrichtentechnik und Kommunikationssysteme (INK), Hochschule Emden Leer [6] verdeutlichte anhand von Praxisbeispielen, welche Auswirkungen die Nichteinhaltung entsprechender Normen und Standards auf den Funkempfang haben kann und wie zeitaufwändig sich die dadurch erforderliche Fehlersuche gestalten kann.

Modulare Automation für Schiffe (MTP)

Andreas Lautmann, PHOENIX CONTACT

Andreas Lautmann, Phoenix Contact ist Mitglied in der VDMA-Arbeitsgruppe „Modulare Automation für Schiffe“ MTP (Modul Type Package), welche sich mit der Standardisierung der Kommunikation zwischen Systemen und der Leitebene beschäftigt. Der Trend zur modularen Automation bietet eindeutige Vorteile für den Anwender, welcher mit Anlagen, die aus unterschiedlichen autarken Prozessmodulen (idealerweise hersteller- und technologieneutral) bestehen, flexibler und schneller agieren kann als mit konventionellen Anlagen [7].

Konfigurierbare Unterwasserplattformen (MUM-Projekt)

Willem Hendrik Wehner, thyssenkrupp Marine Systems GmbH

Im Rahmen des Forschungsvorhaben Modifiable Underwater Mothership (MUM) wird eines der größten unbemannten Unterwasserfahrzeuge entwickelt. Das modulare System wird dabei nahezu völlig frei konfigurierbar und somit in der Lage sein, die unterschiedlichsten Aufgaben bis in große Tiefen durchzuführen. Durch die ebenfalls in Modulbauweise aufgebauten Antriebseinheiten werden auch längere Missionszeiten möglich sein.  Das System soll unter Anderem dabei helfen, die Meere zu erforschen und ressourcenschonend zu erschließen [8].

Die „perfekte“ digitale maritime Welt – Fluch oder Segen?

 Andrea Grün, Schiffbautechnische Gesellschaft e. V. entfiel aus persönlichen Gründen.

Der STG-Fachausschuss „Informationstechnologie, Messtechnik und Automation“ bearbeitet aktuelle Themen wie die IT-basierte vernetzte Automation und Anforderungen aus weiterentwickelten Richtlinien der Zertifizierungsgesellschaften, Verbesserung der Brückenausrüstung im Bereich See-Land Kommunikation und neue Entwicklungen in der Automation und Messtechnik auf Schiffen. [9].

Als Diskussionsbeitrag war geplant, die Stellung des Menschen in der digitalen maritimen Welt hervorzuheben, Stichwort „Der Mensch als Risiko oder als die letzte Eingriffsmöglichkeit?“  „Human Factors“ erhalten insgesamt wachsende Aufmerksamkeit. So wird am 27./28.10.2022 in Hamburg die erste Konferenz „Human Factors in der deutschen Schifffahrt“ stattfinden. Auch die IMO sieht (MSC 104/15/5 Juni 2021) hier einen entscheidenden Faktor für die Weiterentwicklung der International Convention on Standards of Training, Certification and Watchkeeping for Seafarers (STCW) bzw. dem maritimen Umfeld insgesamt.

Smart Logbooks – From requirement to ISO Standard“

Otto Klemke, NautilusLog 

Otto Klemke hat im Rahmen des Innovationswettbewerbes DIN-Connect eine DIN SPEC zum Thema Smart Logbooks erarbeitet und das Thema mittlerweile auf internationaler Normungsebene (bei ISO) etabliert sowie das Produkt NAUILUSLog entwickelt [10]. In seinem Vortrag zeigte er den manchmal nicht ganz einfachen Weg „von der Anforderung zur internationalen Norm“ auf, hob aber auch die positiven Seiten entlang dieses Weges hervor, wie zum Beispiel den Zugang zum internationalen Netzwerk des ISO/TC 8 „Schiffe und Meerestechnik“ und den Austausch auf dieser Ebene.

Otto Klemke’s Erfahrungsbericht von seiner „Reise zum internationalen Standard“ bot dann auch die ideale Überleitung zum nächsten Punkt des Tages, dem Netzwerken zu möglichen Standardisierungsbedarfen.

Networking zu Standardisierungsbedarfen: Schifffahrt/Schiffbau/Werften, Häfen/Logistik, Meerestechnik, DIN-Mitgliedschaften + Young professionals

Nach den durchweg spannenden Vorträgen war im Anschluss ausreichend Zeit, sich an einzelnen Stationen auszutauschen zu möglichen Anknüpfungspunkten der Standardisierung in den Bereichen Schifffahrt/Schiffbau, Häfen/Logistik oder Meerestechnik. Weiterhin bestand die Möglichkeit, sich über die Vorteile der DIN-Mitgliedschaften + Young professionals zu informieren.

3. Zusammenfassung und Bewertung

Peter Hecker dankte den Teilnehmenden und insbesondere den Referenten für die spannenden Vorträge, allen Teilnehmenden für die regen Diskussionen zu den einzelnen Themen sowie das durchweg positive Feedback zu einer äußerst gelungenen Veranstaltung.

Wenn auch vollautonome Großcontainerschiffe in näherer Zukunft wohl nicht realisierbar sein werden, so aber sehr viele „kleinere“ Anwendungsfälle in dem weiten Feld zwischen reinem „Monitoring“ und vollautomatisiertem Betrieb. Die grundsätzliche Verfügbarkeit der technischen Teilsysteme in der näheren Zukunft scheint durchaus realisierbar.

Auch auf Personalknappheit gilt es zu reagieren, sei es durch das Setzen von Anreizen durch die Möglichkeit des „Arbeiten von Land aus“, dem Anwenden modernster Technik oder auch nur durch wachfreie Zeiten. Denn autonom bedeutet ja nicht immer unbedingt gänzlich unbemannt.

Peter Hecker ging noch ein auf die DMZ-Umfeldanalyse zu autonomen Systemen, in welcher die Notwendigkeit der rechtzeitigen Standardisierung ebenfalls aufgezeigt wurde. Die Vorstellung der Studie erfolgte unter Anderem im Rahmen eines virtuellen Meetings am 17. März und Peter Hecker zitierte Frau Dr. Kammann-Klippstein, Präsidentin des BSH, welche im Rahmen der DMZ-Veranstaltung um „Versachlichung der Diskussion zu autonomen maritimen Systemen“ bat.

Und „Versachlichen“, so das Schlusswort, lässt sich vieles sehr gut durch Normen und Standards.

4. Kontakt

5. Verweise

  1. Einladung Inside DIN: https://nsmt.home.blog/2022/03/09/inside-din-autonome-systeme-im-maritimen-bereich-2022/
  2. Vorsitz DIN NSMT: https://nsmt.home.blog/2019/03/06/vorsitz-beirat-nsmt-im-din/
  3. B-ZERO: https://www.cml.fraunhofer.de/en/research-projects/B-ZERO.html
  4. homePORT, https://www.homeport.hamburg/portfolio-tag/drohnen , https://www.homeport.hamburg/hhla-sky-und-hpa-bilden-technologie-partnerschaft-im-hamburger-hafen
  5. Funktsteuerung für Krananlagen in Hafen und Schiffstechnik: https://www.hbc-radiomatic.com/de/einsatzbereiche/hafen-und-schiffstechnik.html
  6. EMV-Obmann Normenausschusses „Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV), Netzqualität“, https://www.hs-emden-leer.de/en/generische-seiten/dev/news/details, 27.01.2022.
  7. WAGO: Module Type Package (MTP), https://www.wago.com/de/d/Info_60419037
  8. Forschungsvorhaben Modifiable Underwater Mothership (MUM), https://www.thyssenkrupp-marinesystems.com/en/products-services/innovations/mum-modifiable-underwater-mothership und https://mum-project.de/
  9. STG-Fachausschuss „Informationstechnologie, Messtechnik und Automation“, https://www.stg-online.org/fachausschuesse/messtechnik.shtml
  10. DIN SPEC 80007:2020-04: Smarte Logbücher für die Schifffahrt, https://www.beuth.de/de/technische-regel/din-spec-80007/317367478 und Produktinformationen unter www.nautiluslog.com
  11. NSMT-Blog: https://nsmt.home.blog/
  12. Jahresbericht 2021: https://nsmt.home.blog/2022/02/21/jahresbericht-2021/

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