DigitShip - Erfassung, Analyse und Verwertung von Betriebsdaten für effiziente und sichere Schiffe


Motivation

Schiffe werden oft anhand von Erfahrungswerten entworfen, die auf Vergleichsschiffen desselben Typs beruhen. Die tatsächlichen Einsatzszenarien und Anforderungen bleiben dabei jedoch unberücksichtigt. Das Projekt DigitShip zielt darauf ab, die durch fortschreitende Digitalisierung zur Verfügung stehenden, fahrtprofilspezifischen Daten in den Entwurf und Betrieb von Schiffen einzubeziehen.

Durch bordeigene Sensoren sowie ergänzende externe Datenquellen ist es möglich, Informationen über Betriebszustände und vorherrschende Umgebungsbedingungen zu erhalten. Somit werden Betriebscharakteristika auf einer bestimmten Route vor dem Hintergrund von Umwelteinflüssen bewertbar. Die Erkenntnisse können in die Optimierung des Betriebs bestehender Schiffe sowie den Entwurf neuer Schiffe einfließen.


Vorgehen/Ansatz

Im Rahmen des Projekts wird ein Informationsmodell entwickelt, in dem die heterogenen Daten fusioniert, strukturiert, aufbereitet und synchronisiert werden. Relevante Daten aus dem Schiffsbetrieb, die in das Modell eingebunden werden, umfassen ereignisgesteuerte Informationen zu Betriebsparametern (sog. Noon Reports), die Ergebnisse des Ladungs-rechners, die Daten der Bordsensorik sowie Bewegungsmessungen aus inertialen Messeinheiten (IMU). Zusätzlich wird das Informationsmodell durch über externe Anbieter zu Verfügung gestellte AIS- und Umweltdaten erweitert. Die strukturierten und synchronisierten Daten werden auf einem Server gespeichert und für Analysen der Betriebszustände zur Verfügung gestellt. Für das Projekt werde reale Betriebsdaten eines Containerschiffes der CPO Containerschiffreederei zur Verfügung gestellt. Für die erfassten Betriebs- und Umweltdaten werden Filter- und Validierungsmethoden entwickelt, um die Qualität und Verwendbarkeit der Daten sicherzustellen. Durch spezielle Analyseverfahren unter Einsatz von künstlicher Intelligenz sollen Daten verschiedener Quellen in Beziehung zueinander gesetzt werden. Somit ist beispielsweise eine Zuordnung von Ursachen zu Geschwindigkeitsverlusten oder erhöhten Brennstoffverbräuchen möglich.


Nutzen

Ziel des Projektes DigitShip ist die Entwicklung eines Verfahrens zur Optimierung des Entwurfs und Betriebs von Schiffen sowie der Wartung von Komponenten unter Berücksichtigung realer Einsatzbedingungen. Langfristig sollen dadurch zwischen 2 und 5% Brennstoff eingespart werden. Eine höhere Effizienz im Schiffsbetrieb führt zu geringeren Emissionen, geringeren Wartungskosten und wirtschaftlicheren Produkten.


  • Laufzeit: 01.09.2020 – 31.08.2023
  • Projektpartner: Mecklenburger Metallguß GmbH, Universität Duisburg-Essen
  • Assoziierter Partner: CPO Containerschiffsreederei GmbH & Co. KG
  • Mittelgeber: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz, Maritimes Forschungsprogramm
  • Projektträger: Projektträger Jülich