Künstliche Intelligenz im Warenverkehr der Zukunft

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Tom Schimmeck2022
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Künstliche Intelligenz im Warenverkehr der Zukunft

»Hafen mit Hirn – Warenströme im Datenmeer«

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Geschrieben von Matthias Karlbauer

Bei te.ma veröffentlicht 10.11.2023

te.ma DOI https://doi.org/10.57964/w9f0-m546

Geschrieben von Matthias Karlbauer
Bei te.ma veröffentlicht 10.11.2023
te.ma DOI https://doi.org/10.57964/w9f0-m546

Am Hamburger Hafen werden immense Warenmengen umgeschlagen. Tom Schimmeck berichtet im Deutschlandfunk, wie diese Mammutaufgabe mithilfe von künstlicher Intelligenz effizienter gelöst werden soll. In einer vollautomatisierten Zukunft werden aufeinander abgestimmte Prozesse vom Sender bis zum Empfänger nahtlos ineinandergreifen.

Franziska Reisener von der Hamburger Hafen und Logistik AG steuert die über 2.000 Tonnen schwere Containerbrücke. Das Verladen der Fracht ist Konzentrationsarbeit. Zwar wuchten die Angestellten die Waren heute nicht mehr mit Muskelkraft, doch die zentimetergenaue Verladung von mehreren Dutzend Tonnen schweren Containern mittels feiner Bewegungen der Joysticks ist ermüdend. Wird die Brücke eines Tages intelligent genug sein, um die Container selbst zu verladen? Werden die Frachter dann auch autonom ablegen und der gesamte Warenverkehr von Supercomputern koordiniert? Das müsste dann reibungslos funktionieren, immerhin erfolgen 90 Prozent des internationalen Warentransports über Schiffe.

Doch dafür muss der Warenverkehr zunächst vollkommen digitalisiert werden und daran wird mit Hochdruck gearbeitet. Ein übergeordnetes System muss am Ende zu jedem Zeitpunkt wissen, wo welche Ware liegt und wie sie an ihr Ziel gelangen kann. Dafür werden unzählige Daten benötigt: Fahrpläne, Verkehrs- und Positionsmeldungen, Informationen über Umschlags- und Lagerkapazitäten, aber auch Wettervorhersagen und vieles mehr. Auch Dellen, Risse und Rost an Containern sollen mittels Bilderkennung vollautomatisch detektiert und die Frage beantwortet werden, ob die Schäden bedenklich sind und behoben werden müssen. Das alles soll zukünftig mittels KI gelingen. Die Vision: Ein Algorithmus, der sämtliche Datenquellen integriert, um zu delegieren, welche Container und Waren wann wohin bewegt werden müssen.

Ziel ist es, die Be- und Entladung von Containerschiffen besser zu koordinieren, um Staus und Wartezeiten vorzubeugen. Das gesamte System soll dabei besser ineinandergreifen. Daran forscht Logistikingenieurin Sina Willrodt am Fraunhofer-Center für Maritime Logistik und Dienstleistung in Hamburg. Momentan seien sämtliche Terminals noch unterschiedlich. Das müsse sich in Zukunft ändern und alle Systeme von Spediteuren, Reedereien, Lagern, Bahn1, Häfen bis hin zu Sendern und Empfängern müssen kompatibel gemacht werden. Das ist die Grundlage für Automatisierung, da die KI sonst unendlich viele Sonderfälle beherrschen müsste, was das Problem unnötig komplexer machen würde.

Eine fundamentale Herausforderung besteht im Moment allerdings noch in der Koordination von Ladung und weniger in der Steuerung von Containerbrücken. Bei rund der Hälfte aller übers Meer kommenden Boxen am Terminal weiß nämlich noch niemand, wann sie weiterreisen werden; und bei jeder zehnten nicht einmal, wie. Das sollen reinforcement-learning-basierte KI-Agenten bald vorhersagen; was überraschend gut funktioniert.2 Somit müssen Container wesentlich seltener zwischenplatziert und umgestellt werden. Das steigert die Effizienz erheblich.

Eine besondere Errungenschaft, die ohne KI auskam, stellte übrigens die Automatisierung und Digitalisierung von Logbüchern dar. Die Dokumentation hatte nämlich eine Menge Arbeit gemacht. Allerdings stellen die riesigen Datenmengen in den Logistikzentren selbst moderne Computerhardware vor Herausforderungen und können teilweise nicht in angemessener Zeit erfasst und verarbeitet werden. Hier wird auf eine weitere Zukunftstechnologie gesetzt: das Quantencomputing, womit Rechengeschwindigkeiten um ein Vielfaches erhöht werden könnten. Erst dann öffnet sich die Tür für KI-Anwendungen, die Muster in den schieren Datenmengen erkennen, um die Koordinierung des Warenverkehrs zu optimieren. Das ist jedoch Zukunftsmusik, und bis es so weit ist, wird Franziska Reisener die Container weiterhin millimetergenau per Handarbeit in die Ladungsbuchten senken.

Fußnoten
2

In Pilotprojekten zeigte die Bahn bereits, wie KI erfolgreich eingesetzt werden kann, um Verspätungen zu reduzieren:


Ein solcher KI-Agent könnte etwa durch Versuch und Irrtum lernen, das Ziel sämtlicher Container anhand von Meta-Informationen zu schätzen. Diese Informationen könnten beispielsweise die Absenderadresse und Sendehistorie des Containers sein, das Schiff, auf dem er transportiert wurde, das Unternehmen, das ihn versandt hat, das Gewicht des Containers und vieles mehr.

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Quantencomputing ist eine neue Technologie von Computerhardware, die auf den Gesetzen der Quantenmechanik beruht und aktuell intensiv erforscht wird. Durch die grundlegend andere Funktionsweise wird Quantencomputern das Potential zugeschrieben, Probleme um ein Vielfaches schneller berechnen und lösen zu können als herkömmliche Computer, die auf den Zuständen von elektronischen Schaltkreisen beruhen.

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