Auf der Jahreshauptversammlung der PEMA, die am 25. und 26. April 2023 in Hamburg stattfand, hielten Carsten Eckert und Torsten Neubert von HPC einen Vortrag über "Digital Twin in Ports and Terminals". In ihre Rede definierten sie einen digitalen Zwilling als eine virtuelle Repräsentation von realen Entitäten und Prozessen, die mit einer bestimmten Frequenz und Genauigkeit synchronisiert werden. Ihrer Ansicht nach können digitale Zwillinge verwendet werden, um den aktuellen Zustand eines Systems zu visualisieren, das System zu steuern und die erwartete Reaktion des Systems zu simulieren.
Die Referenten erörterten die verschiedenen Einsatzmöglichkeiten digitaler Zwillinge, wie die Onboard-Integration intelligenter Sensoren mit intelligenten Steuerungen, die grafische Zustandsüberwachung, das Alarmmanagement und die Integration von Anlagen und Vermögenswerten mit den umgebenden Systemen. Digitale Zwillingssysteme von Anlagen können kombiniert und integriert werden, um einen digitalen Zwilling einer Anlage, eines Hafens, sogar einer Stadt zu bilden.
Desweiteren wurden die Anwendungsbereiche für digitale Zwillinge in der Industrie angesprochen, wie z.B. technische Anlagenüberwachung, automatisierte sensorbasierte Instandhaltung, Facility Management, Kontrolle des Stromverbrauchs, Kürzung von Leistungsspitzen, Energieausgleich, Integration mit der Landstromversorgung, Zustandsüberwachung, Integration mit Krananlagen und andere.
Als Beispiel für einen digitalen Zwilling für einen Ship-to-Shore-Kran wurde die Messung und Analyse des Stromverbrauchs und anderer Parameter von Ship-to-Shore-Kränen genannt, um so ein digitales Zwillingssystem für das Terminal zu erstellen. Ein weiteres Beispiel war der digitale Zwilling für das Energiemanagement, der für die Elektrifizierung von Kränen und anderen Geräten, die Energierückgewinnung von Kränen, Blindenergie, Batterietechnologie, Photovoltaikanlagen im Hafen, Windgeneratoren und bevorstehende Wasserstoffproduktionsprojekte erforderlich ist.
Die Referenten erörterten auch die Anwendungsfälle für einen simulationsbasierten digitalen Zwilling, die strategischer Natur sind, wenn größere Änderungen im System oder in der Infrastruktur angestrebt werden, wie neue Ausrüstungen, neue Kontrollstrategien, neue Terminals, neue Straßen, oder betrieblicher Natur, für die Produktions- und Personalplanung.
Als weiteres Beispiel für einen digitalen Zwilling auf der Grundlage von Simulationen wurde auf das Projekt HHLA Fresh verwiesen, bei dem elektrisch betriebene Automated Guided Vehicles (AGV) die Netzstabilität unterstützen. Dies geschieht, indem einige AGVs aus dem Betrieb genommen werden und ihre Batteriekapazität als Teil der europäischen Frequenzsicherungsreserve (FCR) genutzt wird. Dabei wird ein digitaler Zwilling des Terminals genutzt, um den reibungslosen Betrieb des Terminals unter Berücksichtigung der reduzierten Anzahl verfügbarer AGVs und Ladepunkte zu validieren.
Schließlich diskutierten die Referenten die auf dem digitalen Zwilling basierende Hafen-Masterplanung. Die Idee ist, die Hafen-Masterplanung von einem Projekt, das alle 5 - 10 Jahre mit enormem Zeit- und Kostenaufwand durchgeführt wird, zu einem kontinuierlichen Prozess zu machen. Der digitale Zwilling des Hafens enthält alle relevanten Daten über die Topologie der Hafengebiete, die Verkehrsinfrastruktur und die Verkehrsszenarien. Die Referenten regten an, den digitalen Zwilling als einzige Quelle der Wahrheit für alle strategischen und taktischen Planungsaktivitäten zu verwenden.
Abschließend haben die Referenten betont, dass digitale Zwillinge in verschiedenen Formen in Zukunft ein zunehmender Bestandteil des Hafen- und Terminalbetriebs sein werden. Offene Schnittstellen werden dazu beitragen, dass Anlagen und andere Systeme Teil von digitalen Zwillingen werden und komplexe digitale Zwillingssysteme für verschiedene Zwecke entwickelt werden können. Die weitere Verbreitung der Telemetrie (5G) wird die Integration von Sensoren mit SCADA-Systemen unterstützen und das Potenzial zum Aufbau digitaler Zwillinge verstärken.
Für weitere Informationen wenden Sie sich gerne an Carsten Eckert.