port_AI - Ein volldigitaler Zwilling für Hafenbauwerke unter Nutzung von IoT, 5G, BIM, AR- und KI-Verfahren zum Aufbau eines smarten Building-Lifecycle-Managements; Teilvorhaben: Lebensdauerverlängerung, InspectApp und Stresslevelmanagement

Abstract

Deutschlands Hafeninfrastruktur ist veraltet und gefährdet Effizienz, Wettbewerbsfähigkeit und Versorgungssicherheit. Rund 15 Milliarden Euro Investitionen sind nötig, um Kaimauern, Flächen und Anbindungen zu modernisieren. Leistungsfähige Häfen sind für 1,7 Mio. Arbeitsplätze und die Energiewende zentral. Mangelnde Modernisierung führt zu wirtschaftlichen Nachteilen gegenüber Häfen wie Rotterdam oder Antwerpen. Eine europäische Strategie soll Häfen resilient, nachhaltig und digital vernetzt machen. Die Sanierung statt Neubau spart bis zu 70 % CO2 und ermöglicht umweltfreundliche Technologien – entscheidend für Zukunft und Klimaziele.

Im Forschungsprojekt port_AI wurde ein digitaler Gesamtprozess für den Lebenszyklus von Hafenbauwerken entwickelt - von der Datenerfassung bis zur Instandhaltungsplanung. Kernstücke sind eine modulare Cloud- und Metadatenarchitektur, die InspectApp und KI-gestützte Verfahren zur objektiven Zustandsbewertung. Diese Innovation ersetzt analoge Verfahren und ermöglicht effizientere, standardisierte und reproduzierbare Abläufe. Die Ergebnisse bringen erhebliche Vorteile: Inspektionszeiten können um bis zu 60 %, Planungszeiten können um 25 % gesenkt werden, und die Lebensdauer bestehender Bauwerke verlängert sich um etwa zehn Jahre. Dadurch können Kosten gesenkt werden, Ressourcen geschont und CO2-Emissionen können um bis zu 70 % reduziert werden. Die Verwertung ist gesichert: Die Weiterentwicklung der InspectApp zu einem marktreifen Produkt sowie Pilotprojekte mit Hafenbetreibern und Ingenieurbüros sind geplant. Zudem erfolgt die Integration in BIM- und GIS-Systeme, um eine langfristige Nutzung in Verwaltung und Asset-Management zu ermöglichen.