I2PANEMA – IoT-Lösungen für effiziente und nachhaltige Häfen

Mit steigenden Anforderungen an Effizienz und Nachhaltigkeit in Häfen wird die Integration neuer Technologien essenziell. Das ITEA-Forschungsprojekt I2PANEMA (Intelligent IoT-based Port Artefacts Communication, Administration & Maintenance) hatte das Ziel, durch den Einsatz von IoT-Technologien und digitalen Prozessen innovative Lösungen für die Hafenlogistik bereitzustellen.

Herausforderungen und Motivation

Bis 2030 wird ein Anstieg des EU-Frachtaufkommens um 50 % erwartet, während viele Häfen in ihrem physischen Wachstum begrenzt sind. Dies erfordert eine optimierte Nutzung vorhandener Kapazitäten, insbesondere durch digitale Technologien. I2PANEMA entwickelte innovative IoT-basierte Lösungen, um diesen Herausforderungen zu begegnen und die Resilienz von Lieferketten zu erhöhen.

Technologische Lösungsansätze

Im Projekt wurde eine drei-schichtige Architektur zur intelligenten Verarbeitung von Sensordaten entwickelt:

• Machine-to-Machine Communication Layer (MCL): Vernetzung von Sensoren und Aktoren
• IoT Interoperability Layer (IIL): Standardisierte Schnittstellen und Datenintegration
• Data Management Layer (DML): Datenanalyse, Machine Learning und Visualisierung

Ergänzend dazu wurde die DREAD/STRIDE-Methodik zur IoT-Sicherheitsanalyse angepasst, um Bedrohungen systematisch zu identifizieren und abzusichern.

Schlüsselergebnisse von I2PANEMA

Im Rahmen des Projekts wurden verschiedene praxisnahe Demonstratoren umgesetzt, darunter:

• Containerlokalisierung: Sensorbasierte Lösung zur präzisen Bestimmung von Containerpositionen in Häfen. Ergebnisse:
  • +10 % mehr Containerbewegungen pro Schicht
  • -15 % kürzere Durchführungszeiten pro Containerbewegung
  • -50 % weniger Unfälle in Hafenterminals
• Lärmreduktion: Entwicklung eines Active Noise Control (ANC) Systems zur Minderung von Lärmemissionen durch Kräne:
  • Signifikante Reduktion der Lärmbelastung um über 15 dB
  • Ermöglicht verlängerte Betriebszeiten in Hafenterminals
  • CNA Award für Transport & Logistik-Innovation 2021
• Smart Logbook: Digitalisierung der Logbücher gemäß ISO 4891 Standard:
  • Papierlose Dokumentation via Smartphone-App
  • Erhöhte Transparenz und einfachere Datenverwaltung

Standardisierung & wirtschaftlicher Impact

Die Ergebnisse von I2PANEMA haben weitreichende Auswirkungen:

• Beitrag zur ISO 4891 Norm für digitale Logbücher
• Anwendungsfälle in europäischen und afrikanischen Häfen
• Entwicklung von vier neuen Produkten & Erweiterung bestehender Systeme

Fazit & Zukunftsperspektiven

I2PANEMA hat gezeigt, wie IoT-Technologien Häfen effizienter, nachhaltiger und sicherer machen können. Durch die praxisnahe Entwicklung und Implementierung innovativer Lösungen wurde ein entscheidender Beitrag zur Digitalisierung der Hafenwirtschaft geleistet.