Artificial Intelligence in logistics on a Container Terminal

Künstliche Intelligenz in der Logistik

Die Künstliche Intelligenz (KI) automatisiert, optimiert und kann sogar selbstständig Probleme lösen, die bisher – zum Beispiel wegen zu geringer Rechenleistung – nicht lösbar waren. KI funktioniert bereits und ist eng verflochten mit dem Konzept der Industrie 4.0. Was sollten Sie noch über den Einsatz von KI in der Logistik wissen?

Was bedeutet Künstliche Intelligenz?

Die Definition von Künstlicher Intelligenz (Artificial Intelligence), abgekürzt KI (AI), ist umstritten. Oft wird die Fähigkeit, Probleme selbstständig zu lösen, als wesentliches Merkmal von Intelligenz bezeichnet. Ein weiteres Kennzeichen, dass im Verlaufe eines Lernprozesses die Lösungen für ein Problem ständig überprüft und verbessert werden. Deshalb werden Computerprogramme, die beispielweise mit den Konzepten Deep oder Reinforcement Learning arbeiten, als KI-Programme oder -Algorithmen bezeichnet. Manche Wissenschaftler zählen das sogenannte Machine Learning (ML) nicht zu den intelligenten Prozessen, andere sehen ML als eine Unterkategorie von KI.

Umsatzpotential KI

Das wirtschaftliche Potenzial von Künstlicher Intelligenz ist enorm (Quelle: statista).

Ein klassisches Beispiel für ML sind verschiedene Programme zur Bilderkennung, die Muster aufspüren und kategorisieren. Andere Software analysiert Vorgänge, die sich wiederholen, kann diese am Ende selbst ausführen, anpassen und optimieren. Im besten Fall lehnt sich die KI an ihre „lebende Vorlage“ an, also die neuronalen Netze, die sich im menschlichen Gehirn verknüpfen. Ganz ähnlich verknüpfen Rechner Informationen so lange, bis aus einzelnen Strichen ein erkennbares Bild wird.

Sogenannte Agenten beschreiten verschiedene Weg zu einem definierten Ziel. Passieren dabei Fehler, beginnt der Prozess „zur Strafe“ neu. Ist das optimale Ergebnis erreicht, ist dies ein „Lob“ für das System. Es speichert den gefundenen Weg und hat so für die Zukunft gelernt. Der bessere Weg mit dem besseren Ergebnis wird auch künftig weiterverfolgt. Das nennt man Reinforcement Learning.

Welche Vor- und Nachteile hat künstliche Intelligenz?

Um das volle Potential der Künstlichen Intelligenz auszuschöpfen, ist eine längere Anlaufphase nötig. Zuerst muss das Problem sehr genau eingegrenzt und der passende Algorithmus gefunden werden, was viel Zeit kosten kann. Doch die Maschinenprogramme werden im Laufe der Zeit immer mehr dazulernen, wie bei einer Art Fortbildung.

Die Anschaffungskosten können erheblich sein, insbesondere wenn die IT-Infrastruktur darauf nicht ausgerichtet ist. Eine Lösung ist Kooperation, wie bei HHLA-Sky, die eine Partnerschaft mit der Deutschen Telekom für die 5G-Campusnetzwerke geschlossen hat.

In den meisten Industrienationen herrscht ein Mangel an Fachkräften. Dieser Mangel kann gemildert werden, indem KI-Anwendungen spezifische Aufgaben abarbeiten. Das Fachpersonal kann sich besser qualifizieren und auf Gebiete wie Forschung und Entwicklung, aber auch Wartung und Support konzentrieren. Damit entstehen neue Berufsbilder und spannende Arbeitsplätze.

Ähnlich wie beim autonomen Fahren kann der Mensch keine Fehler mehr machen, weil der Vorgang von einer Maschine ausgeführt wird. Andererseits kann der Mensch auch nicht Fehler verhindern, wenn die Maschine selbständig agiert. Hier muss eine Balance gefunden werden.

Wie wird künstliche Intelligenz in der Logistik eingesetzt?

Am häufigsten wird KI für die Optimierung von digitalisierten Transportketten eingesetzt. Mit ihrer Hilfe können bereits heute sehr genaue Prognosen zur Verkehrsdichte oder Passagierfrequenz getroffen werden. Viele Projekte beschäftigen sich damit, das Eintreffen erwarteter Lieferungen (ETA) vorherzusagen. Einkäufer können drohende Lieferengpässe dadurch rechtzeitig erkennen und Verlader ihren Versand optimieren. Prinzipiell ist es sogar möglich, Produktionsabläufe besser mit der Logistik zu verzahnen. Dafür müssten jedoch Quantencomputer eingesetzt werden, da die Zahl der Möglichkeiten „klassische“ Rechner oft überfordert.  

Bilderkennung erfasst Rechnungen oder einfache Verträge, um die Buchhaltung zu entlasten. Die mit KI projizierte Auslastung der verschiedensten Assets ermöglicht einerseits das dynamische Pricing, andererseits können Energie u.a. Ressourcen gespart werden. Auch die Technologie des Digitalen Zwillings (Digital Twins) ist ein wesentlicher Bereich der Künstlichen Intelligenz. Mit Hilfe solcher Modelle werden Prozesse oder Anlagen vorab simuliert, beispielsweise um Konstruktionsrisiken zu testen oder Materialien zu prüfen. Da KI noch "in den Kinderschuhen" steckt, wird sie noch viele, bisher schwer denkbare Einsatzbereiche erschließen.

Der Frage, wo KI in der maritimen Industrie am besten eingesetzt werden kann, geht auch unser HHLA Talk mit Nils Kemme von der Hamburg Port Consulting nach. 

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Wo setzt die HHLA künstliche Intelligenz ein?

Auf einem Hafenterminal legen zum Beispiel Containertransporter immer wieder gleiche Weg zurück. KI-Programme optimieren solche Strecken oder die automatisierte Blocklager-Steuerung. Sie testen, wie Container am besten platziert werden müssen, um eine optimale Auslastung zu bekommen. Dank Deep Learning kann KI auf dem Burchardkai vorhersagen, auf welche Verkehrsträger die Boxen mit großer Wahrscheinlichkeit ausgeliefert werden. Beim Projekt COOKIE - „COntainerdienstleistungen Optimiert durch Künstliche IntelligEnz“ soll die neue Technologie Schäden an Containern schneller erkennen. Auch für die Inspektion von Containerbrücken wird Bilderkennung eingesetzt.

Die HHLA-Tochter Metrans will die Technologie des Digital Twins einsetzen, um um mehr als 100 verschiedene Zustände und Schäden an Güterwaggons automatisiert zu prüfen. So können Schäden schneller identifiziert werden und die Züge schneller zurück auf der Schiene. Der effizientere Einsatz von Technik und die damit verbundene Ressourcenschonung trägt am Ende natürlich auch zur angestrebten Klimaneutralität bei. Mehr dazu im Bericht über unser Nachhaltigkeitsprogramm „Balanced Logistics“

Ansprechpartner

Dr. Dennis Dreier

HPC Hamburg Port Consulting

Senior Consultant

IT Strategy & Digitalization

Tel. +49 40 74008-0

Mobil +49 175 9932038

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