MariOP - Umfassende Technologien für das Energiemanagement von Schiffen

Abstract

Derzeitiger Stand von Wissenschaft und Technik Das Ziel von MariData/Mariop war die Entwicklung, Verbesserung und Klassifizierung von rationalen Modulen für das Energiemanagement von Schiffen unter Nutzung einer Kombination aus maritimen Technologien und Erfahrungen sowie KI basierten Instrumenten und Methoden für ein Produkt für ein ganzheitliches Schiffsenergiemanagement. Die Mehrzahl der heutigen Systeme vereinfacht die Umweltbedingungen stark oder berücksichtigte diese überhaupt nicht. Die meisten Systeme erlauben einen Rückblick auf historische Verbräuche, die wenigsten liefern ein Entscheidungsinstrument für die Schiffsführung und den Betreiber des Schiffes. Häufig ist die Datenübermittlung dieser Systeme auf eine tägliche Lieferung von Durschnitts- und Summendaten beschränkt und kann keine Hochgeschwindigkeitsdaten/Echtzeitdaten verarbeiten. Der Einsatz von KI war in diesem Bereich neu. Begründung/Zielsetzung der Untersuchung Der Fokus des Systems liegt auf dem Kraftstoffverbrauch für die Schiffspropulsion. Zusammen mit Geo-Informationen und einem „Decision Support System“ (DSS), das technische und ökonomischen Daten zusammenführt, wurden diese in eine Plattform integriert, die sowohl an Bord des Schiffes, als auch landseitig von einer Reederei genutzt werden kann. Das System leistet Simulationen zur Entscheidungsunterstützung der Schiffsführung, wie auch Hilfestellung bei Prognosen und Entscheidungen im Zusammenhang mit dem Schiffsbetrieb. Das DSS ergänzt die bestehenden Fähigkeiten und stellt dem Nutzer bislang unzugängliche Informationen bzw. Zusammenhänge zur Verfügung. Da eine leichte Bedienung des Systems wichtig ist, war eine nutzerzentrierte Entwicklung Teil der Zielvorgaben. Methode MariData/Mariop entwickelte ein umfassendes System zur Optimierung von Energiebedarf und Emissionsreduzierungen im Schiffsbetrieb auf der Basis einer rationalen Datenanalyse und der Modellierung von relevanten Systemeigenschaften. In einem zweistufigen Ansatz wurden Großausführungssimulationen (CFD) verbessert, kalibriert und validiert. Darauf aufbauend wurden Vorhersagewerkzeuge entwickelt, die einen optimierten Schiffsbetrieb im Hinblick auf Zielfunktionen bzw. KPIs ermöglichen. Das gewonnene Know-how aus den Arbeiten floss in das MariData DSS ein. Ergebnis / Schlussfolgerung / Anwendungsmöglichkeiten Im MariData -Projekt wurden neue Module zur Verbrauchsoptimierung entwickelt. Im Teilprojekt MariOP wurden hierzu die Datengrundlagen für diese Module festgelegt, untersucht und validiert. Dadurch wurde die spätere Nutzung der Daten ermöglicht. Das wissenschaftlich-technische Ergebnis des Vorhabens bestand aus der Realisierung der Ziele und dem Transfer der Erkenntnisse zum Schiffbau und den Reedereien. Die Ergebnisse umfassen somit die praxisnahe Anwendung durch den Nutzer, die Integration von technischen Modulen in bestehende Arbeitsprozesse und die Umsetzung innovativer Lösungen zur Optimierung der Energieeffizienz. Die Erkenntnisse und der Prototyp bilden damit eine gute Grundlage für zukünftige Projekte.