Slimme haven zkt slimme oplossingen

COOCK Smart Port 2025: ontdek wat AI en slimme data voor jouw havenbedrijf kunnen betekenen

COOCK Smart Port 2025 wordt aangestuurd door onderzoekers van IDLab – een imec-onderzoeksgroep aan UAntwerpen en de UGent. Hun focus tijdens dit project ligt op het delen van kennis met de verschillende partners, en de praktische implementatie van innovatieve technologieën in pilootprojecten.

Voor een aantal onderwerpen werden de voorbije weken alvast een aantal inspiratie- en cocreatiesessies opgezet. Zo kwam de rol van AI bij het optimaliseren van de logistieke keten al aan bod, maar ook het gebruik van slimme data als facilitator voor een meer duurzame haven en als wapen om (haven)operaties efficiënter te kunnen inplannen.

Wil je zelf ontdekken hoe AI en slimme data voor jouw havenbedrijf het verschil kunnen maken? Lees meer over het COOCK Smart Port 2025-project, of neem contact op met Bart.Braem@imec.be. 

COOCK Smart Port 2025 wordt gefinancierd door VLAIO.

Nog meer dan in andere sectoren luidt in de logistiek en het internationaal transport het credo: tijd is geld. Er wordt dan ook enorm gefocust op efficiëntieverhogingen om goederen sneller en goedkoper op hun bestemming te krijgen. Daartegenover staat dan weer dat een haven een ongelooflijk complex ecosysteem is waar tientallen actoren samenkomen en van elkaar afhankelijk zijn.

“Een haven runnen in een van de dichtstbevolkte gebieden ter wereld is een gigantische uitdaging. Wanneer de ruimte beperkt is en strikte veiligheids- en (CO2) uitstootnormen gelden, moet je de dingen op een slimmere manier aanpakken.”

“Als je in zo’n context de efficiëntie wil verhogen, moet je de hele keten meehebben – van de multinationals die met hun schepen in de haven willen aanmeren tot de eenmanszaken met één vrachtwagen die een container komen ophalen”, zegt Bart Braem, directeur valorisatie bij IDLab – een imec-onderzoeksgroep aan UAntwerpen en de UGent. “En vandaag komt de toegenomen aandacht voor duurzaamheid en energietransitie daar nog eens bovenop.”

Port of Antwerp-Bruges neemt het voortouw

Uiteraard is dat geen uitdaging waarmee enkel de Vlaamse havens worstelen. Maar wat wél eigen is aan Port of Antwerp-Bruges is het gebrek aan ruimte om uit te breiden en zomaar nieuwe infrastructuur op te trekken, zoals dokken, kades en sluizen – of autosnelwegen om de verkeersproblematiek aan te pakken en de haven beter te ontsluiten.

Bart Braem: “Een haven efficiënt en duurzaam runnen in een van de dichtstbevolkte gebieden ter wereld is een gigantische uitdaging; niet alleen wat de beschikbare ruimte betreft, maar ook wanneer het gaat om veiligheid en uitstootnormen. Al die factoren maken dat we de dingen op een slimmere manier moeten aanpakken en vol de kaart moeten trekken van digitale innovatie, veel meer nog dan andere regio’s.”

(Sensor)technologie die de bakens verzet

In zo’n slimme haven is een belangrijke rol weggelegd voor een brede waaier aan sensoren die 24/7 data verzamelen. Denk aan lucht- en waterkwaliteitssensoren, maar bijvoorbeeld ook aan ANPR-camera’s die het (vracht)verkeer van en naar de haven continu in de gaten houden.

“Als een meerpaal loskomt, is dat potentieel een dodelijk projectiel. Samen met Port of Antwerp-Bruges hebben we aan een oplossing gewerkt die van deze passieve infrastructuur een slim instrument maakt".

Maar wat tot nog toe niet – of nauwelijks – gemonitord werd, is de passieve infrastructuur in onze havens. Zo telt Port of Antwerp-Bruges ruim 150 kilometer aan kaaimuren, goed voor 7.000 meerpalen. Het onderhoud daarvan is een hele opgave, maar levensbelangrijk.

Bart Braem: “Een meerpaal, bijvoorbeeld, wordt steeds opnieuw aan enorme krachten onderworpen. Als zo’n gevaarte loskomt, is dat een dodelijk projectiel – en de absolute nachtmerrie voor elke havenarbeider. Onze onderzoekers hebben daarom samen met de haven aan een oplossing gewerkt die van deze – soms eeuwenoude – infrastructuur een slim instrument maakt.”

“Door zo’n meerpaal uit te rusten met een speciale sensor die trillingen detecteert, kunnen we heel wat inzichten genereren. En dan gaat het niet alleen om het registreren van de beweging van schepen aan de kade; op basis van statistische info over een langere periode, kunnen we bijvoorbeeld ook snel afwijkende waarden detecteren, en zo in kaart brengen welke meerpalen prioritair geïnspecteerd moeten worden. Niet enkel Port of Antwerp-Bruges ziet trouwens brood in die technologie, ook buitenlandse havens hebben al met ons contact opgenomen om te bekijken wat dit voor hen kan betekenen.”

Maar daar stopt het niet. Volgens Braem hebben nog tal van andere sensortechnologieën het potentieel om een rol te spelen in de slimme haven van de toekomst.

“Omdat gewone camera’s alleen overdag en bij goede weersomstandigheden gebruikt kunnen worden, zie ik bijvoorbeeld ook een belangrijke rol weggelegd voor radar- en lidaroplossingen”, zegt hij. “Een haven is immers een mierennest dat 24/7 operationeel moet zijn – ongeacht regen, mist, sneeuw of felle zon.”      

5G-technologie als verbindende factor

Het verzamelen van data in een slimme haven is slechts één bekommernis. De juiste data tijdig op de juiste plek krijgen om ze verder te verwerken, is even fundamenteel. Wat dat betreft, verwacht Bart Braem veel van 5G-technologie.

“Voor de efficiënte werking van een slimme haven is een betrouwbaar (mobiel) netwerk een noodzaak. En dat is niet evident; we spreken hier immers over een omgeving met veel metalen voorwerpen die voor netwerkstoringen kunnen zorgen. Op dat vlak heeft 5G een streepje voor. De technologie ondersteunt bovendien heel hoge bandbreedtes, waardoor je bijvoorbeeld camerabeelden van het haventerrein in superhoge resolutie kan doorsturen naar een controlekamer”, zegt hij.

“Maar ook een beperkte signaalvertraging wordt steeds belangrijker – voor de ondersteuning van bedrijfskritische en veiligheidsapplicaties in de chemische industrie, bijvoorbeeld, of het gericht inzetten van drones. Uit dronetesten die we uitvoerden in de Antwerpse haven blijkt dat dat soort toepassingen sterk gebaat is met de aanwezigheid van een 5G-netwerk.”

5G is uiteraard niet de enige communicatietechnologie die een rol kan spelen bij het ontplooien van slimme (haven)toepassingen. 5G-netwerken zijn dan wel uitermate geschikt om grotere oppervlakten van een stabiele mobiele verbinding te voorzien, ze verbruiken ook veel energie. En dat gaat dan weer ten koste van de levensduur van batterijaangedreven sensoren. Vandaar dat spelers zoals Aloxy – een spin-off van imec en UAntwerpen – vol inzetten op meer energie-efficiënte alternatieven zoals LoRaWAN en DASH7 voor het ondersteunen van industriële Internet-of-Things (IoT)-applicaties. Uit eerder onderzoek van imec en de UGent bleek bovendien dat ook wifi een interessante optie kan zijn voor de uitrol van draadloze tijdgevoelige netwerken

De absolute must-have: een digitale tweeling

Tenslotte is het de taak van computersystemen uitgerust met artificiële intelligentie om uit die massale hoeveelheid aangeleverde data nieuwe kennis en inzichten te puren; inzichten waarmee een zogenaamde digitale tweeling verder aan de slag kan.

Dankzij zo’n digitale kopie kunnen verschillende parameters, en hun onderlinge verband, in real time in kaart worden gebracht. En dat laat dan weer toe om bepaalde ingrepen – en hun impact – te simuleren en te voorspellen. Denk aan de mogelijke impact van wegenwerken in de buurt, het (om)leiden van vrachtwagens of maatregelen om de doorstroming van schepen te verbeteren.

De haven nam eerder dit jaar al zo’n ‘digital twin’ in gebruik, en is daarmee een wereldwijde trendsetter.

Slimme toepassingen staan niet op zichzelf

“Geen enkele slimme toepassing staat trouwens op zichzelf”, aldus Bart Braem. “Hun inzichten kunnen immers opnieuw als input worden gebruikt door andere slimme applicaties op het terrein. Een mooi voorbeeld daarvan is het autonome peilbootje dat we aan het uittesten zijn in de Antwerpse dokken; een bootje dat voortdurend de diepte van de dokken opmeet en die info doorstuurt om te bepalen waar baggerwerken nodig zijn, maar dat zelf afhankelijk is van externe (sensor)data om goed te kunnen functioneren. Denk maar aan data over de getijdenwerking, of informatie over bewegingen van schepen in de buurt. Zo is de cirkel helemaal rond.”

De volgende stap: iedereen meekrijgen in het digitale verhaal

Experimenten – en de eerste voorbeelden van commerciële toepassingen in binnen- en buitenland – tonen dus aan dat digitale technologie effectief een belangrijk instrument is om de slimme haven verder vorm te geven; een haven waarin efficiëntie en duurzaamheid centraal staan.

Tegelijk zijn er nog veel vragen over de weg daarnaartoe. Eén ding is alvast duidelijk, aldus Bart Braem: het hele ecosysteem moet mee in bad.

“Digitale innovatie stopt niet bij de introductie van nieuwe technologieën. Het inzetten op een grotere digitale maturiteit van onze (haven)bedrijven is minstens even belangrijk.”

“We zien nu al dat havenbedrijven proberen om hun uitdagingen zoveel mogelijk gezamenlijk aan te pakken. Resultaat: degenen die daar niet in meegaan, riskeren hopeloos achterop te geraken. Ook daar zien we een belangrijke rol weggelegd voor imec.”

“De volgende maanden zullen we actief de verbinding blijven zoeken met het brede havenecosysteem. Door middel van informatiesessies proberen we in eerste instantie zoveel mogelijk vragen en uitdagingen te capteren. Eens we die in kaart hebben gebracht, kunnen we onze kennis overdragen via cocreatiesessies en pilootprojecten. En onderweg moeten we er absoluut op toezien dat niemand de rol lost.”

“Digitale innovatie is immers veel meer dan met nieuwe technologie op de proppen komen; het inzetten op een grotere digitale maturiteit van onze havenbedrijven is minstens even belangrijk. En die uitdaging is misschien zelfs nog groter dan het technologische luik”, besluit hij.