Mit künstlicher Intelligenz zu mehr Effektivität und Effizienz beim
Autoumschlag | Tests auf einem der weltgrößten Autohäfen | Projektpartner
waren das BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der
Universität Bremen, BLG LOGISTICS und 28Apps Software

Zirka 70.000 Pkw-Stellplätze, jährlich rund 1.000 Autoschiffe, dazu
Tausende Autozüge und -Lkw: Mit jährlich 1,7 Millionen umgeschlagenen Pkw
(2022) zählt der BLG AutoTerminal Bremerhaven zu den weltweit größten.
Genau hier erfolgten die Tests in den Forschungsvorhaben „Isabella“ und
„Isabella 2.0“. Sie haben sich mit der Prozessplanung und -steuerung des
Automobilumschlags in Häfen mithilfe von mathematischer Optimierung,
Simulation und künstlicher Intelligenz (KI) beschäftigt. Auch „Isabella
2.0“ wurde nun erfolgreich abgeschlossen. Beteiligt waren jeweils die
Partner BLG LOGISTICS, 28Apps Software (Bremen) sowie das BIBA – Bremer
Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen.

Das Leistungsangebot auf dem BLG-Terminal umfasst nahezu alle
Dienstleistungen der Fahrzeuglogistik, von der Lagerung und technischen
Aufbereitung der Autos bis hin zu deren Umschlag. Die Planung und
Steuerung der hochkomplexen und -dynamischen Prozesse des Autoumschlags in
Binnen- und Seehäfen lassen sich mit dem „Isabella“-System grundsätzlich
effektiver und effizienter gestalten, so das Ergebnis der Forschungen. Das
System bietet Optionen zur Erhöhung der Umschlagszahlen, zur Reduzierung
der Schiffsliegezeiten und zur besseren Platzausnutzung – und damit zur
Sicherung der Konkurrenzfähigkeit und von Arbeitsplätzen.

Unterstützung vom Terminal

Laut Projektpartner BLG seien die entwickelten Lösungen zukunftsträchtig
und die Anwendung in der Praxis werde derzeit diskutiert. Ein wichtiger
Faktor sei auch gewesen, dass das Terminal-Personal bereits während der
prototypischen Prüfungen des Systems in das Projekt eingebunden war. In
die F&E-Arbeit waren Erfahrungen der operativen Anwenderinnen und Anwender
vor Ort eingeflossen sowie Arbeitspsychologen involviert.

Schnelle Anpassung an aktuelle Bedingungen

Das intelligente Planungs- und Steuerungssystem hat die Bewegungen der Pkw
in See- und Binnenhäfen im Fokus und integriert dabei die zeitkritischen
Prozesse der externen Verkehrsträger Zug, Lkw und Schiff mit deren Be- und
Entladung. Mithilfe von mobiler Datenerfassung und Echtzeitstatusmeldungen
ermöglicht der Steuerungsalgorithmus individuelle Zuweisungen von
Fahraufträgen in Echtzeit, die Routenoptimierung für die Fahrpersonal-
Shuttlebusse und so eine schnelle Anpassung an aktuelle Bedingungen.

Eine interaktive, digitale Oberfläche visualisiert das Terminalgelände
dreidimensional: Ein Multitouch-Tisch zeigt das Abbild des virtuellen
Modells vom Terminal, dessen digitalem Zwilling. Dieser unterstützt
Planung sowie Steuerung und führt zu besseren Ergebnissen. Auf dem Tisch
lassen sich verschiedene Detaillierungsebenen und alle relevanten
Planungsinformationen wie die Terminalbelegung anzeigen. Das Isabella-
System kann unterschiedliche Planungsszenarien simulationsbasiert bewerten
und die Ergebnisse über den Tisch darstellen.

Mobile Apps für einfache Anwendung

Die Zuweisung der Aufträge erfolgt digitalisiert, die Zuordnung der
Aufträge für die Fahrzeugbewegungen auf dem Terminal geschieht abhängig
vom Standort der Fahrzeuge sowie der einzelnen Fahrerinnen und Fahrer.
Dafür wurde ein Steuerungsalgorithmus entwickelt und innerhalb einer
Simulationsumgebung geprüft. In dem realen System erfolgt die
Kommunikation zwischen dem Steuerungssystem und dem Personal am
Autoterminal über mobile Apps. Für die Ermittlung der genauen Standorte
der Fahrer und Fahrzeuge wurde zu geeigneten Ortungssystemen geforscht.

Zudem braucht es überall einen zuverlässigen Datenempfang. Dafür haben die
Projektpartner in Zug und Lkw zum Beispiel den neuen Mobilfunkstandard 5G
genutzt sowie darüber hinaus ein lokales Kommunikationsnetzwerk für den
Datenempfang in Schiffen. Hier wurde prototypisch ein Mesh-WLAN evaluiert.
Es weist gute Reaktionszeiten, Übertragungsgeschwindigkeiten und
Reichweiten im ganzen Schiffsrumpf auf.

Was bisher nicht möglich war

Für die logistische Leistungsfähigkeit des Systems wurden Methoden der
Sensitivitätsanalyse genutzt, um das ideale Verhältnis von Pkw-Fahrerinnen
und -Fahrern auf dem Terminal zu den Shuttles zu ermitteln. Für die
Zuweisungen von Fahraufträgen an Fahrpersonal und Shuttles wurde ein
Optimierungsalgorithmus entwickelt, der die operativen Unsicherheiten
eines Terminals mit abbilden kann.

Ein klassischer Optimierungsalgorithmus erfordert in der Regel viel
Rechenzeit, da viele Optionen durchgespielt werden müssen. Ein neuronales
Netz führt deutlich schneller zu Ergebnissen. Daher wurde in einem zweiten
Schritt mittels eines neuen KI-Ansatzes ein rechenzeiteffizienteres Abbild
des Optimierungssystems geschaffen. So lassen sich erstmals
Optimierungsprobleme samt Nebenbedingungen abbilden. Das erlaubt
schnellste Anpassungen an aktuelle Situationen.

Virtual Reality unterstützt das Personal

Die im Projekt entwickelte Schulungsumgebung beziehungsweise -anwendungen
nutzen die Virtual Reality (VR), zum Beispiel per VR-Brillen. So kann
unter anderem neues Fahrpersonal zu verschiedenen Szenarien seiner
künftigen Aufgaben geschult werden, auch mit virtuellen Fahrten über den
Terminal. Andere Schulungseinheiten thematisieren häufige Fehlerquellen
und beantworten Fragen wie die zu den Ablageorten von Fahrzeugschlüsseln
in den vielen unterschiedlichen Pkw-Modellen auf dem Terminal.

Praxisorientiertes Zusammenspiel von Forschung, Entwicklung und Anwendung

In den beiden Projekten hat das BIBA zur Planung und Steuerung eines
Automobilterminals unter operativen Bedingungen geforscht und insbesondere
einen leistungsstarken Optimierungsalgorithmus für die Steuerung der
Fahrzeugbewegungen entwickelt. BLG LOGISTICS als Anwendungspartner hat
sein Praxiswissen nebst Daten eingebracht und mit den Autoterminals
Bremerhaven, Hamburg und Kelheim die Testumgebung zur Erprobung gestellt.
Hier könnten nun nach Projektende und in weiterer Zusammenarbeit
Entwicklungen aus den Isabella-Projekten im Produktivbetrieb genutzt
werden. Technologie- und Entwicklungspartner 28Apps-Software hat für die
Umsetzung des Konzepts die Softwarelösungen für die virtuelle
Schulungsumgebung, den Multitouch-Tisch und die technische Umsetzung des
Optimierungsalgorithmus entwickelt.

Eckdaten zu den Projekten „Isabella“ und „Isabella 2.0“

Die insgesamt 6-jährigen Forschungs- und Entwicklungsarbeiten umfassten
zwei Projekte: „Isabella“ („Automobillogistik im See- und Binnenhafen:
Interaktive und simulationsgestützte Betriebsplanung, dynamische und
kontextbasierte Steuerung der Gerät- und Ladungsbewegungen“) und „Isabella
2.0“ („Automobillogistik im See- und Binnenhafen: Integrierte und
anwenderorientierte Steuerung der Gerät- und Ladungsbewegungen durch
künstliche Intelligenz und eine virtuelle Schulungsanwendung“).

Die beiden Isabella-Projekte hatten einen Gesamtumfang von 7,3 Millionen
Euro und wurden vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV,
zuvor BMVI) im Programm für Innovative Hafentechnologien (IHATEC) mit
gesamt 5,1 Millionen Euro gefördert sowie vom Projektträger TÜV Rheinland
begleitet.

Am 15. Oktober 2023 zeichnete die Stiftung Künstler*innen des
Staatstheater Cottbus und Wissenschaftler*innen der Brandenburgischen
Technischen Universität Cottbus-Senftenberg (BTU) aus. Die Stiftung setzt
damit einmal mehr ein Zeichen für Verständigung und Wertschätzung.

Die Geschichte der Max Grünebaum-Stiftung ist ein beeindruckendes Zeugnis
der Versöhnung, die damit verbundene alljährliche feierliche Verleihung
der Max-Grünebaum-Preise ein emotionaler Höhepunkt im kulturellen und
wissenschaftlichen Leben der Stadt Cottbus. Mit ihren vielen
Preisträger*innen strahlt sie inzwischen weit über die Grenzen von Cottbus
hinaus. Im vergangenen Jahr beging die Max Grünebaum-Stiftung ihr 25.
Jubiläum.

Die inzwischen traditionelle Preisverleihung fand auch in diesem Jahr
wieder im Großen Haus des Staatstheaters statt. Das künstlerische
Rahmenprogramm gestalteten Preisträger*innen der Stiftung aus vergangenen
Jahren.

Eintragung in das Goldene Buch der Stadt

Mit Karoline Newman trug sich eine Nachfahrin des Cottbuser Tuchfabri-
kanten und Ehrenbürgers Max Grünebaum im Rahmen der festlichen Ver-
anstaltung in das Goldene Buch der Stadt Cottbus/Chóśebuz ein. Damit wird
eine weitere Vertreterin der Urenkel-Generation für ihr stetiges und
erweitertes Engagement für die nach Max Grünebaum benannte Stiftung
geehrt.

In ihrer Laudatio sagte Marietta Tzschoppe, Bürgermeisterin der Stadt
Cottbus/Chóśebuz: „Die Arbeit und die Hingabe der Nachfahren des
Industriellen Max Grüne-baum für die Stiftung und die Stadt
Cottbus/Chóśebuz tragen in jedem Jahr neue Früchte. Wir haben gerade von
den beeindruckenden Leistun-gen am Staatstheater und an der BTU Cottbus-
Senftenberg erfahren, die heute zu Recht mit den Max-Grünebaum-Preisen
ausgezeichnet worden sind. […]
Wir werden nicht vergessen, dass Max Grünebaum für eine Zeit der rasanten
industriellen wie kulturellen Entwicklung von Cottbus steht, dass er mit
anderen seinerzeit den Wandel mitgestaltet hat. Wir werden nicht
vergessen, dass Max Grünebaum wirtschaftlichen Erfolg immer durch soziales
Engagement und gesellschaftliche Teilhabe untermauert hat. […]
Es ist unsere gemeinsame Aufgabe, die kommenden Generationen mit der
Geschichte und ihren Fakten vertraut zu machen, Werte wie die Würde jedes
und jeder Einzelnen zu vermitteln und Schicksale zu erzählen.“
Die Preisträger*innen 2023

Während der diesjährigen Festveranstaltung hat die Max Grünebaum-Stiftung
einen Max-Grünebaum-Preis an die Brandenburgische Technische Universität
Cottbus-Senftenberg (BTU) und einen Max-Grünebaum-Preis, einen Förderpreis
und einen Sonderpreis an das Staatstheater Cottbus vergeben.

Der Max-Grünebaum-Preis der BTU Cottbus-Senftenberg ging in diesem Jahr an
Dr.-Ing. Daniela Schob https://www.b-tu.de/news/artikel/24933-dr-daniela-
schob-erhaelt-den-diesjaehrigen-max-gruenebaum-preis-der-btu-cottbus-
senftenberg.

Max-Grünebaum-Preisträgerin 2023 des Staatstheater Cottbus ist die
Schauspielerin Charlotte Müller. Den Karl-Newman-Förderpreis 2023 erhielt
der Schauspieler Torben Appel. Ein Sonderpreis der Max Grünebaum-Stiftung
ging an Viktoria Feldhaus, Referentin der Kaufmännischen Geschäftsführerin
und Vorstandsvorsitzenden der Brandenburgischen Kulturstiftung Cottbus-
Frankfurt (Oder).

Der Max-Grünebaum-Preis ist mit jeweils 5.000 Euro dotiert, der
Förderpreis und der Sonderpreis mit jeweils 3.500 Euro. Der Förderpreis
für das Staatstheater finanziert eine Theaterreise nach London.

Hintergrund zur Max Grünebaum-Stiftung Cottbus

Der Tuchfabrikant und Cottbuser Ehrenbürger Max Grünebaum (1851-1925)
verband als erfolgreicher Unternehmer soziales Engagement und Mäzenatentum
in vorbildlicher Weise und förderte zeitlebens das Cottbuser Theater. Aus
rassistischen Gründen wurden die Nachfahren Max Grü-nebaums in der Zeit
des Dritten Reiches aus Deutschland vertrieben, das Familienvermögen wurde
enteignet. Die Familie wagte in England einen Neuanfang.

In Erinnerung an das Wirken von Max Grünebaum in Cottbus errichteten die
in England lebenden Enkel im Mai 1997 die Max Grünebaum-Stiftung, deren
Anliegen es ist, die guten Beziehungen zwischen Cottbus und Eng-land
weiter zu fördern. Um das Staatstheater Cottbus und die Brandenburgische
Technische Universität Cottbus-Senftenberg zu unterstützen, verleiht die
Stiftung jährlich an künstlerische und wissenschaftliche Nachwuchskräfte
die Max-Grünebaum-Preise.

Die anhaltende Energiekrise bringt das Bäckerhandwerk mehr und mehr an
seine Grenzen. Allerorts müssen Bäckereien schließen, weil sie die stark
gestiegenen Kosten für Strom und Gas nicht mehr aufbringen können. Der
Einsatz energieeffizienter Backöfen und die Optimierung der
Produktionsprozesse sind wichtige Bausteine, die helfen, Energie
einzusparen. Forscher des Fraunhofer-Anwendungszentrums für Textile
Faserkeramiken TFK in Münchberg haben jetzt einen weiteren wirksamen
Baustein entwickelt: eine textile Backunterlage.

In Bäckereien werden standardmäßig Bleche als Unterlage für die Backware
in Kombination mit Backpapier oder Mehl eingesetzt, was nicht nur zu hohen
Mengen an Abfall, sondern auch zu gesundheitlichen Beeinträchtigungen
(Bäckerasthma) führt. Die Backbleche sind zudem schwer und erhöhen durch
ihre Masse den Energieverbrauch im Ofen, da sie bei jedem Backvorgang mit
aufgeheizt werden müssen.

Vor diesem Hintergrund hatte die Bayerische Forschungsstiftung im Jahr
2021 ein Forschungsprojekt bewilligt, in dem eine Alternative zu
herkömmlichen Backblechen entwickelt werden sollte und das nun erfolgreich
abgeschlossen werden konnte. Projektpartner waren das Fraunhofer-
Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK aus Münchberg, die
Fickenschers Backhaus GmbH aus Münchberg und die Weberei Wil-helm Zuleeg
GmbH aus Helmbrechts.

Ziel des Projekts war es, eine energiesparende, schadstofffreie und
wiederverwendbare textile Backunterlage mit integrierter Antihaftwirkung
für den Einsatz in industriellen Bäckereien zu entwickeln.
Leichtgewichtige und hitzebeständige Textilien bieten das Potenzial, die
Vorheiztemperatur im Backofen zu senken und somit den Energieverbrauch zu
reduzieren. In einem ersten Schritt wurde daher ein dünnes para-
Aramidgewebe aus Langstapelfasergarn mit 120 g/m² gefertigt und auf einen
metallischen Rahmen gespannt. »Für die Webbindung hat sich die
Dreherbindung als besonders geeignet erwiesen. Ihre charakteristische
Gitterstruktur gewährleistet, dass das Textil nicht nur leicht, sondern
auch luftdurchlässig ist«, so Silke Grosch vom Fraunhofer-
Anwendungszentrum TFK. »Außer-dem kann sich das Gewebe durch das Fixieren
der Fäden beim Waschen nicht verziehen und bleibt für lange Zeit
formstabil«. Eine vollflächige Silikonbeschichtung sorgt schließlich
dafür, dass die Backware an der Backunterlage nicht anhaftet. Dadurch kann
auf das bislang notwendige Backpapier und die Mehlschicht verzichtet
werden. Damit am Ende die Brötchen genauso rösch und braun aus dem Ofen
kommen wie bei einem Standardblech, muss lediglich das Backprogramm
angepasst werden. Ein wesentlicher Vorteil der textilen Backunterlage
besteht weiterhin darin, dass sie faltbar ist und damit platzsparend
gelagert werden kann.

Im Zuge der vierten industriellen Revolution (Industrie 4.0) wird die
Backunterlage mit intelligenten Zusatzfunktionen ausgestattet sein. Zum
einen können die Produktionsdaten im Backbetrieb mittels RFID-Chips oder
QR-Codes ermittelt werden, zum anderen können Backwaren über ein
individuelles Branding gezielt beworben werden.

Prof. Dr. Frank Ficker, Leiter des Fraunhofer-Anwendungszentrums TFK
resümiert: »Mit der textilen Backunterlage haben wir gemeinsam mit unseren
Projektpartnern ein zeitgemäßes und ressourcenschonendes Produkt
entwickelt, das sich durch geringes Gewicht und hohe Flexibilität
auszeichnet. Zusammen mit den möglichen Energieeinsparungen wird es
dadurch für viele Bäckereibetriebe interessant.«

Das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Textile Faserkeramiken TFK in
Münchberg ist spezialisiert auf die Entwicklung, Herstellung und Prüfung
textiler keramischer Komponenten. Es gehört zum Fraunhofer-Zentrum für
Hochtemperatur-Leichtbau HTL in Bayreuth, eine Einrichtung des Fraunhofer-
Instituts für Silicatforschung ISC mit Hauptsitz in Würzburg.

Ein neuartiges Hybridspeicherkonzept für Wohnhäuser entwickeln Forschende
des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Projekt BiFlow. Sie
kombinieren dabei eine Vanadium-Flow-Batterie mit einer Lithium-Ionen-
Batterie sowie einem innovativen Wärmerückgewinnungssystem. Das Konzept
ermöglicht den energetisch besonders sparsamen Gesamtbetrieb eines
Gebäudes. BiFlow wird von den Forschenden im Studierendenwohnheim Stage76
in Bruchsal umgesetzt. Am 24. Oktober 2023 nimmt das KIT das
Hybridspeichersystem zur Speicherung dezentral erzeugter Energie mit einer
Feier in Bruchsal in Betrieb. Dazu sind die Medien eingeladen. Anmeldung
bis zum 20. Oktober per E-Mail an Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein.

Das bereits zum Patent angemeldete thermische Kopplungsmodul erhöht den
Gesamtwirkungsgrad der Flow-Batterie. Es nutzt die Abwärme, die beim
Betrieb der Batterie anfällt, für das Warmwassersystem des Gebäudes.
Zusätzlich ermöglicht es, solare Überschussenergie in den Tanks der Flow-
Batterie thermisch zu speichern. Der Strom stammt dabei vor allem aus
Sonnenenergie, die über eine 220-Kilowatt-peak-Solaranlage auf Dach- und
Wandflächen des Gebäudes gewonnen wird. Um eine möglichst hohe
Wirtschaftlichkeit zu erreichen, entwickelt das KIT zudem ein
intelligentes, prognosebasiertes Energiemanagement. (mhe)

Feier zur Inbetriebnahme des BiFlow-Hybridspeichers

Am Dienstag, 24. Oktober 2023, ab 13:00 Uhr

Ort: Stage76, Am Alten Güterbahnhof 11, 76646 Bruchsal

Programm
13:00 Uhr
Begrüßung
Professor Thomas Hirth, Vizepräsident Transfer und Internationales des KIT
Professor Marc Hiller, Leiter des Elektrotechnischen Instituts (ETI) des
KIT
Nina Munzke, ETI, Koordinatorin BiFlow

13:25 Uhr
Grußwort
Jeannette Lemmes, Referentin im Bundesministerium für Wirtschaft und
Klimaschutz (BMWK)

13:30 Uhr
Vortrag: „Flow-Batterien als Baustein für die Wärmewende“
Dr. Christian Kupper, ETI

14:00 Uhr
Grußworte
Andreas Glaser, Bürgermeister Bruchsal
Matthias Holoch, Bauherr und Wohnheimsprecher Stage76

14:15 Uhr
Feierliche Inbetriebnahme

14:30 Uhr
Besichtigungsmöglichkeit BiFlow-Hybridspeicher und Stage76

Weitere Informationen:
https://www.batterietechnikum.kit.edu/Projekte_1000.php

Als „Die Forschungsuniversität in der Helmholtz-Gemeinschaft“ schafft und
vermittelt das KIT Wissen für Gesellschaft und Umwelt. Ziel ist es, zu den
globalen Herausforderungen maßgebliche Beiträge in den Feldern Energie,
Mobilität und Information zu leisten. Dazu arbeiten rund 9 800
Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter auf einer breiten disziplinären Basis in
Natur-, Ingenieur-, Wirtschafts- sowie Geistes- und Sozialwissenschaften
zusammen. Seine 22 300 Studierenden bereitet das KIT durch ein
forschungsorientiertes universitäres Studium auf verantwortungsvolle
Aufgaben in Gesellschaft, Wirtschaft und Wissenschaft vor. Die
Innovationstätigkeit am KIT schlägt die Brücke zwischen Erkenntnis und
Anwendung zum gesellschaftlichen Nutzen, wirtschaftlichen Wohlstand und
Erhalt unserer natürlichen Lebensgrundlagen. Das KIT ist eine der
deutschen Exzellenzuniversitäten.