Im Projekt AutoLog (Entwicklung automatisierter Fahrprozesse und dynamischer Lager- und Logistikkonzepte auf Automobilterminals) sollen die Optimierungspotenziale durch den Einsatz automatisierter Fahrbewegungen auf Autoterminals erforscht und realisiert werden. Dazu untersuchen die Partner, welche Voraussetzungen für die Prozesse und die Infrastruktur auf den Autoterminals geschaffen werden müssen, und wie die Gestaltung der technischen Infrastruktur für eine robuste und sichere Fahrzeugsteuerung erfolgen muss.
Zudem haben sie die Mensch-Technik-Interaktionen im Fokus – für ein intuitives, gefahrloses Miteinander auf dem Terminal bei automatisierten und nicht-automatisierten Prozessen. Darüber hinaus untersuchen sie, welche Optimierungspotenziale sich für die Lager- und Logistikprozesse ergeben.
Von Konzept zu Praxistests und Nutzerakzeptanz
Das Vorhaben gliedert sich in zwei wesentliche Felder: einerseits die Forschungen mit Simulationsstudien, um Konzeptionelles zu erproben und zu schauen, welche Effekte zu erwarten sind, und andererseits die Erprobung in realer Umgebung auf einem Testfeld mit Studien zur Umsetzung für ein ganzes automatisiert betriebenes Terminal.
Hinzu kommen Nutzerstudien mit operativen Mitarbeitenden zur Benutzerfreundlichkeit, Nutzerakzeptanz und der kognitiven Arbeitsbelastung. Im Kontext der Testauswertung wird auch eine Beurteilung hinsichtlich der Arbeitssicherheit und Mensch-Technik-Interaktionen stattfinden.
Insgesamt zeichnet sich dieses Projekt dadurch aus, dass es die Systeme bestehend aus dem Fahrzeug, dem System für automatisiertes Fahren, der Netzwerkversorgung über das öffentliche 5G-Netz und den notwendigen Logistiksystemen erstmalig in einem Logistik- und Hafenumfeld realisieren wird. So kann überprüft werden, inwiefern das Zusammenspiel auch in dem hochkomplexen Umfeld eines Hafens beziehungsweise Logistikdienstleisters umgesetzt und dabei die Betriebsfähigkeit des Hafens sichergestellt und verbessert werden kann.
Testfeld im Hafen Emden
Um das Gesamtsystem prüfen und optimieren zu können, wird ein Testfeld auf dem Terminalgelände des Hafen Emden aufgebaut. Das Volkswagen Werk Emden hat eine direkte Anbindung zum Hafen. Dieser verfügt über neun Pieranlagen, zwei Schiebebühnen und diverse Stranggleise sowie vier Lkw-Tiefladerplätze und damit insgesamt über beste Testbedingungen für das Projekt.
Dort lassen sich ein- und ausgehende Fahrzeugströme über alle Verkehrsträger abbilden. Das Testfeld mit Autostellplätzen schließt mehrere Fahrwege und einen stark frequentierten Kreisverkehr mit ein. Eine der großen Herausforderungen besteht neben der Technik- und Systemgestaltung selbst unter anderem darin, zeitgleich automatisiert fahrende und manuell gesteuerte Fahrzeuge sowie Fußgänger-Bewegungen sicher zu managen.
LiDAR-Sensoren, Marshalling-System und Public 5G-Netz
Für das Testfeld wird ein digitaler Zwilling mit LiDAR-Sensoren erstellt, die im Hafen Emden installiert werden. Sie erfassen selbst kleinste Details in Echtzeit mit höchster Genauigkeit und schließen dabei alle beweglichen und unbeweglichen Objekte wie Personen, Fahrzeuge und Gegenstände mit ein. Die Erfassung über die Sensoren funktioniert bei Tag und Nacht sowie auch unter schlechten Wetterbedingungen problemlos.
Der digitale Zwilling ist ein wesentlicher Bestandteil des von Unikie bereitgestellten Vehicle-Marshalling-System. Über das Marshalling-System können Fahrzeuge angesteuert werden, die für den Automatisierungsstandard ISO23374 nach Protokollstandard ETSI TS 103 882 freigegeben sind.
Die Kommunikation zu den Fahrzeugen erfolgt über das öffentliche 5G Netz. Die Telekom stellt über eine dedizierte Netzschnittstelle eine gleichbleibende Servicequalität für diese Anwendung sicher. Das Vehicle-Marshalling-System wird in einem Edge Data Center der Telekom betrieben, um niedrige und gesicherte Latenzen für die Kommunikation zwischen Marshalling-System und Fahrzeug zu gewährleisten.
Der echtzeitfähige digitale Zwilling und die derart optimierte Kommunikation ermöglichen dabei ein hohes Maß an Sicherheit im Testfeld. Um eine aufwändige Netzwerkverkabelung zu vermeiden, wird die Anbindung der Sensoren an den Marshalling Server über Mobilfunk getestet.
Sicherer, klimafreundlicher, wirtschaftlicher
Nach projektvorbereitenden Studien der AutoLog-Partner lassen sich über automatisiertes Fahren auf Terminals die Umschlagprozesse effizienter gestalten sowie die Arbeitssicherheit erhöhen. Auch der Bedarf an versiegelten Flächen könnte unter anderem durch Lagerverdichtung um zirka 20 Prozent reduziert und die Anzahl der auf dem Terminal von Shuttleverkehren gefahrenen Kilometer teils um bis zu rund 25 Prozent verringert werden.
Damit hat die Etablierung dieser neuen Technologie nicht nur positive Arbeitssicherheitsaspekte und eine hohe wirtschaftliche Relevanz in den Häfen, sondern sie trägt auch zum Klimaschutz bei. Ein den Terminalbetreibern ebenfalls zunehmend wichtiger Aspekt ist der schon heute herrschende Personalmangel. Die Integration automatisierten Fahrens kann dieses sich absehbar weiter verschärfende Problem abfedern.
Herstellerunabhängig und übertragbar
Für Autoterminals bietet die Integration automatisierter Fahrbewegungen in den Terminalbetrieb Möglichkeiten für deutliche Ressourcen- und Kosteneinsparungen sowie für Qualitätsverbesserungen. Die Forschungen und Entwicklungen erfolgen hersteller- und markenübergreifend.
Die wissenschaftlichen Ergebnisse sollen auch für künftige Forschungen genutzt werden. Die Entwicklungen aus dem Projekt sollen auf eine Vielzahl von Terminals übertragen werden können. Auch eine Übertragung auf die gesamte Distributionskette, also von den Flächen des Automobilbauers bis zum Hof des Händlers, ist denkbar.
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