Bei Sonnenuntergang, Logistik und Transport eines Containerfrachtschiffs und eines Frachtflugzeugs in einer Werft mit einer funktionierenden Kranbrücke.

8 Technologietrends, die die Schiffstechnik verändern

Technologie beeinflusst alle Lebensbereiche. Und ist auch in der Schifffahrt im Einsatz, dort sogar in vielen Systemen mit einem hohen Grad an Autonomie. Intelligente Schiffe und autonome Technologien sind Beispiele für Entwicklungen im modernen Marinesektor.

Verbesserungen im Schiffbau (Megaschiffe), fortschrittliche Werkstoffe, intelligente Schiffssteuerungen, moderne Antriebe, Robotik, Big Data und Sensoren erleichtern die Seefahrt. Reedereien und Schiffsingenieure sollten sich dieser Technologien bemächtigen, um Kosten zu sparen.

Der technische Fortschritt trägt aber auch zu einer Verbesserung der Umweltbilanz der Schifffahrt bei und zu einer Optimierung der internationalen Handelsbeziehungen.

In den folgenden Abschnitten werden einige der Technologietrends beschrieben, die der Schiffstechnik zugute kommen. Zur Umgestaltung des Schiffsverkehrswesens ist der Einsatz von Technologie unerlässlich. Technologie-Einsatz kann beim Seeverkehrsmanagements und der Absicherung der Schifffahrtsrouten helfen. Die Technologie bestimmt die Trends und Herausforderungen im maritimen Management. Das Potenzial liegt im intelligenten Flottenbetrieb und in autonomen Schiffen.

Um die ehrgeizigen Ziele der CO2-Reduzierung zu erreichen, sind tiefgreifende Veränderungen erforderlich. Ein Lösungsansatz könnte darin bestehen, die die Effizienz der Schiffe zu steigern. 

Internationaler Rat für sauberen Verkehr, Reduktion der Treibhausgasemissionen von Schiffen

1. Künstliche Intelligenz

Künstliche Intelligenz (KI) hat das Potenzial, sich wiederholende Aufgaben zu beenden und die Qualität der Schifffahrt zu verbessern. Ein KI-getriebener Sektor ist die Logistik. Künstliche Intelligenz hilft bei der Routenoptimierung, Sicherheit, Entscheidungsfindung und Automatisierung. Vor allem hilft KI auch dabei, Waren zwischen hundert Schiffen zu verteilen, die Häfen passieren und Verkehr zu vermeiden.

Die McKinsey Global Survey zeigt, dass die Nutzung von KI in typischen Geschäftsprozessen von Jahr zu Jahr um fast 25 % zunimmt, wobei die Zahl der Unternehmen, die KI in mehreren Geschäftsbereichen einsetzen, in den vergangenen Jahren deutlich gestiegen ist.

2. Sensor-Technologien

Eine der fortschrittlichsten und am weitesten entwickelten Technologien ist die Sensortechnik. Sie ist besonders verbreitet in Branchen, die mit dem Transportwesen verbunden sind. Die Sensortechnik ersetzt viele der manuellen Aufgaben, wie z. B. die Überwachung der Schiffstechnik. 

Intelligentes Technologiekonzept mit globaler Logistikpartnerschaft und Transport von Containerfrachtschiffen und Frachtflugzeugen für das Konzept des schnellen oder sofortigen Versands,

Die Verbindung aller Maschinen mit den Sensoren hilft Seeleuten und Schiffstechnikern. Mit Hilfe der drahtlosen Kommunikation lässt sich der Funktionsstatus der Maschinen genau verfolgen. Die regelmäßige Wartung zwecks Sicherstellung der Funktionsfähigkeit aller Systeme kann einer Analyse unterzogen werden.

Sensoren können maschinelles Lernen und KI unterstützen. Das bedeutet, dass sie sich mit entfernten Strukturen verbinden und Daten analysieren können, um Warnungen zu senden, wenn eine der Schiffskomponenten gewartet werden muss. Richtig kalibrierte Sensorik kann zur Effizienz von Schiffen beitragen

3. Robotik und 3D-Drucker

Die hochentwickelte Robotik nützt vielen Branchen, unter anderem der Schifffahrt. Industrieroboter werden bereits für die Sicherheit, Wartung und Inspektion von Schiffen eingesetzt. Sie werden in den Bereichen Verpackung, Auslieferung, Inspektion und Brandschutz eingesetzt. 

In Risiko-Bereichen, in denen es für Menschen sehr gefährlich ist zu arbeiten, sind Roboter-Assistenzsysteme, sehr nützlich. Einige Roboter arbeiten mit Sensoren, um alle Daten im Schiff zu identifizieren, aufzuzeichnen und zu analysieren. Neben Robotern werden auch Drohnen in der Seeschifffahrt eingesetzt. Sie können Pakete zu Schiffen fliegen, Ferninspektionen durchführen oder zur Sicherheitsüberwachung beitragen.

3D Druck könnte im Schiffsbetriebswesen Anwendung finden, um Ersatzteile zu fertigen, die nicht oder nicht mehr verfügbar sind. Der Einsatz von Robotern kann zu einem weiteren Abbau von Mannschaften auf den Schiffen führen.

4. Big Data und IoT

Per Datenanalyse werden die vom Schiff oder aus den Häfen oder von der Reederei stammenden Daten und Informationen geprüft. Es handelt sich um Daten über Containertypen, Gewicht und Bestimmungsort. Es kann auch Schiffsdaten analysieren (Trimmung, Stabilität, Motorleistung und Kommunikation).

KI-Roboter, der einen virtuellen Hologramm-Bildschirm berührt, der das Konzept der Big Data-Analyse mit Hilfe künstlicher Intelligenz zeigt.

Big Data auf Schiffen kann Ergebnisse über historische Containertrends und Seeverhältnisse liefern. Das Schiff reagiert auf die sich ändernden Wetterbedingungen. Die Analyse der Parameter kann zur Effizienzsteigerung beitragen.

The Internet of Things (IoT) also enables control of some objects even remotely. It works with a GPS and cloud-based database which stores all the data collected by devices on the ship. IoT can connect all the other devices and shipments like robots through wireless networks.

5. Autonome Steuerung

An Land hilft die autonome Technologie, Entscheidungen auf der Grundlage der Fahrtroute zu treffen. Die Hilfe umfasst das Erkennen anderer Autos, Fußgänger, Verkehrssignale und die Sicherung des Fahrzeugs, damit es nicht von der Straße abkommt. Die Automatisierung des Versands trägt dazu bei, dass Produkte pünktlich ausgeliefert werden. Autonome Systeme arbeiten mit hoher Effizienz. Es ermöglicht die Erkennung von Oberflächenstrukturen, verfügt über eine hochentwickelte Wärmekartierung und schließt menschliche Fehlerquellen aus.

Intelligente Technologien halten Schiffe selbsttätig auf Kurs, ohne dass der Wachgänger eingreifen muss. Dank der Echtzeit-Routeninformationen können im Falle von Problemen sofort Maßnahmen ergriffen werden.

6. Augmented Reality

Augmented Reality (AR) wird in vielen Branchen genutzt. Als eine der technologischen Neuerungen wird AR vor allem von Seeleuten genutzt. Aber auch einige maritime Ausbildungseinrichtungen haben damit begonnen, es zu nutzen. Dank der AR-Technologie können Nautik-Studierende reale Szenarien erleben.

Visualisierung der VR-Technologie für 3D-Modellierung und Engineering. Ein Mann nutzt Virtual-Reality- und Augmented-Reality-Technologie.

AR hilft auch bei der effizienten Wartung und Inspektion von Schiffen. Viele der Wartungsaufgaben können mit Hilfe von Anleitungs-Software und Werkzeugen erledigt werden, die eine Visualisierung von Bildern ermöglichen. Das Eingreifen eines Technikers ist nicht erforderlich.

AR ist auch im Schiffbau und im Designprozess präsent. Es simuliert virtuelle Projekte und hilft bei der Lösung einiger technischer Probleme. Sie ermöglicht es den Menschen, sich die Neuentwicklung vor der Umsetzung vorzustellen.

7. Schiffsantriebe

Neue Schiffsantriebe verbessern nicht nur die Steuerung des Schiffes, sondern sind auch ökologisch vorteilhaft. Die Umstellung der Antriebssteuerung auf intelligente Technologie ermöglicht es einem Gerät, Entscheidungen zu treffen und die Anlagen mit hoher Genauigkeit zu steuern.

Sowohl der Wachgänger als auch die Maschinisten können den Status der Schiffsmotoren überwachen. Die Software zeigt und gewährleistet, dass sie immer innerhalb der zulässigen Betriebsbereiche bleiben.

8. Neuartige Materialien

Schiffe wirken sich ungünstig auf die Umwelt aus. Insbesondere die Abgase des Schweröls, verklappte Abwässer und Havarieschäden führen zu Meeresverschmutzung und Umweltschäden. Aus diesem Grund sind Investitionen in alternative Energieformen wichtig. Das kann zur Reduktion der CO2- und Schwefel-Emission beitragen. 

Ein Schiff mit Wasserstoff-Brennstoffzellen fährt auf dem Meer.

73 % glauben, dass die Verfügbarkeit von Kraftstoffen die Entscheidung des Marktes für die Einführung alternativer Energiemanagementlösungen stark beeinflussen wird. Weitere wichtige Faktoren waren der Preis für Schweröl (HFO) und die für die Förderung von Alternativen erforderlichen Kapital- und/oder Infrastrukturinvestitionen.

IMarEST, Technology in shipping

Da der Schiffsverkehr ein großes Problem darstellt, war es von entscheidender Bedeutung, dass wir uns für einen grünen Ansatz entschieden haben. So werden beispielsweise Megaschiffe aus anderen, nachhaltigeren Materialien wie faserverstärktem Kunststoff gebaut. Es trägt zur Verringerung des Verkehrsaufkommens und des Kohlenstoffausstoßes bei, befördert aber auch große Mengen an Fracht.

Welche Rolle spielt die Technologie in der maritimen Wirtschaft?

Die oben genannten Trends sind nur einige Beispiele dafür, wie die maritime Industrie von der Technologie beeinflusst wird. Neue Technologien haben einen großen Einfluss auf die Handelsschifffahrt, vor allem in Bezug auf die Konstruktion und den Betrieb von Schiffen. Die Integration der Entwicklung intelligenter Schiffe steigert die Effizienz, die Forschung und ist auch eine billigere Alternative für Öl.

Die Seefahrt ist für viele Unternehmen ein Schlüsselelement für die Bereitstellung von Waren, die Expansion und die Entwicklung der Weltwirtschaft. Um die Effizienz von Handelsdienstleistungen zu gewährleisten, müssen Schiffe und Reedereien auf neue Technologien setzen. 

Technologietrends im Schiffbau tragen zur Verringerung der Treibhausgasemissionen bei. Sie bieten auch Alternativen (Brennstoffzellenboote) für fossile Brennstoffe. Gegenwärtig sind sie der am häufigsten genutzte Energieträger in Schiffen. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Hauptaufgabe der Technologien darin besteht, ein sicheres Umfeld zu schaffen und den Unternehmen zu helfen, sich fortzuentwickeln und besser zu wirtschaften.

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Sipeed Maix Amigo AI/IoT Development Platform, Seeed Studio

SIPEED Maix Amigo ist ein programmierbares AIoT-Entwicklungskit mit KI- und IoT-Lernfunktionen. Es hat eine RISC-V Dual-Core 64-Bit 400MHz CPU. Enthalten sind zwei Kameras, TF-Kartensteckplatz, Lautsprecher und Mikrofon sowie SP-MOD-Schnittstelle. Es hat einen 3,5-Zoll-TFT-Display mit 480×320 Pixeln und einen 520 mAh Lithium-Akku.

EVA – Leichter 6-Achsen-Industrieroboterarm mit 600 mm Reichweite

Eva Automata mit 1.25kg Traglast ist gut geeignet etwa für Pick-and-Place, Prüfung, Inspektion und Maschinenbedienung. Maximale Werkzeugweggeschwindigkeit von 1500 mm/s und eine Reichweite von 600 mm bei 1,25 kg Nutzlast. Mit Ethernet- und WiFi-Kommunikation.

3D-Drucker, S5, FFF, Geschlossen, Dual, Ultimaker

Der Ultimaker S5 bietet nicht nur die herausragenden technischen Eigenschaften eines Desktop-3D-Druckers, sondern auch die Leistung und die Sicherheit, die mit der Verwendung einer kompletten 3D-Drucklösung einhergehen, der Hunderttausende von Fachleuten auf der ganzen Welt vertrauen. Dieser 3D-Drucker verfügt über einen Strömungssensor, NFC-Materialerkennung und eine interne Kamera sowie ein großes Bauvolumen.

Arduino MKR IoT Carrier Entwicklungsboard

Für IoT-Projekte bietet der MKR IoT Carrier grenzenlose Möglichkeiten. Die Sensoren, Schaltkreise und das Display sind alle integriert, so dass Sie sich auf die Programmierung und die Entwicklung Ihrer Ideen konzentrieren können. Eigenschaften: Drucksensor, Trägheitsmesseinheit, Temperatur- und Feuchtigkeitssensor, Umgebungslicht, Gesten- und Näherungssensor, kapazitive Touch-Tasten und 1,3″ 240×240 Pixel TFT-Display.

Serie E33 Vertikaler THT-Drehgeber, M7, 6N, 16 Rasten, 2.5Ncm, 8 PPR, IP68, Elma Electronic

Für Anwendungen wie Werte- und Menüsteuerung für industrielle SPS, Vionik, Mess- und Prüfgeräte mit Lautstärke- und Menüeinstellung für Verkehrssteuerungs- und Unterhaltungssysteme. Merkmale: Hochwertiger Miniatur-Drehgeber mit Drucktastenfunktion, erstklassiges Rastgefühl mit konstant hohem Rastmoment, Lebenserwartung 200.000 Umdrehungen. Nach MIL-Standard, MIL-STD-202, mit 6 N Tastenbetätigungskraft 

AS-I Adressiereinheit, Siemens

AS-I steht für Actuator Sensor Interfaces, eine industrielle Netzwerktechnologie für Automatisierungssysteme. Es eignet sich perfekt für die Verbindung von Sensoren, Aktoren und anderen Netzwerkkomponenten. Mit Siemens AS-I gelingt die Inbetriebnahme und Diagnose eines AS-i Bussystems ganz besonders komfortabel.

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