KI-Lösungen · Use Case

Prädiktive Treibstoffoptimierung im Schiffsbetrieb

In der Fährschifffahrt prognostiziert ein KI-System die verbrauchsärmste Route und Maschinenleistung für jede Überfahrt. Das System analysiert komplexe Umwelt- und Betriebsdaten, um dem Brückenteam präzise Handlungsempfehlungen für den Fahrbetrieb bereitzustellen. Dadurch werden Treibstoffkosten und Treibhausgasemissionen im laufenden Fährbetrieb messbar reduziert.

Treibstoff repräsentiert einen erheblichen Teil Ihrer gesamten operativen Kosten. Mit prädiktiver KI optimieren Sie die Maschinenleistung Ihrer Schiffe fahrtgenau und senken die Betriebsausgaben spürbar.

Worum es geht

Auf festgelegten Fährrouten wie etwa zwischen Göteborg und Kiel berechnet das KI-System kontinuierlich die effizienteste Betriebsweise eines Schiffes. Dabei simuliert das Modell zahlreiche Szenarien und verarbeitet Parameter wie Strömungen, Wetterverhältnisse, Flachwasserzonen und die Fahrgeschwindigkeit durch das Wasser. Das System wurde in enger Kooperation von Reederei-Datenwissenschaftlern, Softwareentwicklern und erfahrenen Kapitänen direkt an Bord pilotiert und schrittweise verfeinert. Das Brückenteam erhält operative Vorschläge zur optimalen Kurs- und Geschwindigkeitsführung, behält dabei jedoch stets die volle nautische Entscheidungsbefugnis. In der Praxis erzielte der Einsatz dieses digitalen Assistenten Treibstoffeinsparungen von zwei bis drei Prozent pro Überfahrt. Die Technologie wird schrittweise auf weitere Schiffe der europäischen Flotte ausgerollt, um Flotteneffizienz und Klimaziele nachhaltig zu unterstützen.

Einordnung

  • Reifegrad: Growing
  • Komplexität: Mittel
  • Technologie: Prädiktives Machine-Learning-Modell zur Simulation nautischer Szenarien und Vorhersage verbrauchsoptimaler Routen unter Berücksichtigung von hydrodynamischen und meteorologischen Daten.

Passende Branchen

  • Schifffahrt & Seetransport

Typische Einsatzmuster

  • Das System berechnet vor und während einer Fährüberfahrt das verbrauchsärmste Geschwindigkeits- und Leistungsprofil für die Schiffsmaschinen.
  • Nautische Offiziere nutzen die simulierte Routenführung als Entscheidungshilfe zur Umfahrung starker Gegenströmungen und Flachwassergebiete.
  • Flottenmanager analysieren historische Fahrtdaten aller Schiffe, um langfristige Einsparpotenziale zu identifizieren und das System flottenweit anzupassen.

Voraussetzungen

  • Eine flächendeckende Sensorik an Bord zur kontinuierlichen Erfassung von Schiffsgeschwindigkeit, Treibstoffdurchfluss und Maschinendaten.
  • Die verlässliche Anbindung an Echtzeitdaten für Wettervorhersagen, Strömungsverhältnisse und Wassertiefen auf der Fahrtroute.
  • Die aktive Bereitschaft und Schulung der Kapitäne und Brückenmannschaften zur partnerschaftlichen Zusammenarbeit mit dem Assistenzsystem.

Nutzen

Für Unternehmen

  • Senkung des Treibstoffverbrauchs um zwei bis drei Prozent pro Fahrt
  • Wirtschaftliche Entlastung bei einem spürbaren Betriebskostenanteil des Treibstoffs
  • Unterstützung unternehmensweiter Dekarbonisierungsziele von 2,5 Prozent Emissionssenkung pro Jahr
  • Verbesserte Flottensteuerung durch die Skalierung auf Dutzende Schiffe

Für Beschäftigte

  • Fundierte Entscheidungshilfe bei der Routen- und Geschwindigkeitswahl auf der Brücke
  • Entlastung von manuellen Mehrfachberechnungen wechselnder Wetter- und Strömungsparameter
  • Aktive Einbindung der eigenen seemännischen Expertise in das Modelltraining
  • Erhalt der uneingeschränkten nautischen Führungs- und Entscheidungsverantwortung

Für Privatpersonen

  • Teilnahme an einer klimaschonenderen Schiffsreise durch minimierten Schadstoffausstoß
  • Erhöhte Fahrplanzuverlässigkeit durch präzise berechnete Überfahrten
  • Transparenter Beitrag zur Reduktion des ökologischen Fußabdrucks im Seeverkehr

Herausforderungen

Für Unternehmen

  • Hoher Abstimmungs- und Integrationsaufwand zwischen Reederei-IT und externen Technologiepartnern
  • Erhebliche Investitionen in Sensorik und Hardware für die flottenweite Nachrüstung
  • Notwendigkeit einer engen Einbindung erfahrener Kapitäne zur Sicherung der Akzeptanz an Bord

Für Beschäftigte

  • Eingewöhnungszeit im Brückenalltag zur Verprobung und Korrektur der KI-Empfehlungen
  • Notwendigkeit, Vertrauen in automatisierte Szenarienberechnungen schrittweise aufzubauen
  • Zusätzlicher Kommunikationsaufwand mit Entwicklerteams während der Einführungsphase

Für Privatpersonen

  • Keine direkte Interaktionsmöglichkeit mit dem System für Endverbraucher
  • Geringe sichtbare Unterscheidungsmerkmale zur herkömmlichen Fährüberfahrt
  • Abhängigkeit der ökologischen Wirkung von der tatsächlichen Umsetzung durch das Brückenteam

Wirkung

Klassische Software kann feste Schwellenwerte abfragen, scheitert jedoch an der extremen Dynamik gekoppelter maritimer Einflussgrößen. Ein KI-Modell hingegen simuliert tausende Kombinationen aus Wind, Strömungen, Flachwasserwiderständen und Schiffsgeschwindigkeiten gleichzeitig. Während starre If-Then-Regeln an unvorhergesehenen Wetterwechseln scheitern, lernt die KI aus vergangenen Fahrten und prognostiziert kontinuierlich das beste Betriebsszenario.

Für Unternehmen

Reedern mit KI-gestützter Fahrweise gelingt es, gesetzliche Emissionsvorgaben einzuhalten und gleichzeitig spürbare Kostenvorteile zu erzielen. Unternehmen, die auf diese Optimierung verzichten, verlieren ihre Margen an hohe Bunkerkosten und geraten gegenüber nachhaltig operierenden Wettbewerbern ins Hintertreffen.

Da Treibstoffkosten einen erheblichen Teil der Gesamtkosten einer Fährreederei ausmachen, führen Einsparungen von zwei bis drei Prozent pro Fahrt zu signifikanten operativen Kostensenkungen. Unternehmen amortisieren die Einführungskosten des Systems rasch über den verringerten Bunkerverbrauch im laufenden Flottenbetrieb.

Die Prozesse der Routen- und Fahrtplanung verlagern sich von statischen Standardverfahren hin zu dynamisch simulierten Profilen. Dies steigert die operative Planbarkeit über die gesamte Fährflotte hinweg und optimiert die Maschinenleistung im laufenden Betrieb.

Für Beschäftigte

Auf der Schiffsbrücke entfällt das rein intuitive Abschätzen komplexer Strömungs- und Flachwassereinflüsse auf den Treibstoffverbrauch. Neu hinzu kommt die Bewertung und Freigabe modellbasierter Fahrempfehlungen, die vor jeder Passage digital aufbereitet werden.

Die Rolle des Kapitäns wird durch präzise Datenanalysen strategisch aufgewertet, da fundiertere Entscheidungen für Schiffsbetrieb und Umwelt getroffen werden können. Ein Risiko der Ersetzung besteht nicht, weil die sicherheitsrelevante und rechtliche Gesamtverantwortung ausnahmslos beim Menschen an Bord verbleibt.

Nautische Offiziere müssen lernen, datengestützte Vorhersagen richtig zu interpretieren und mit nautischen Realitäten abzugleichen. Zudem ist grundlegendes Verständnis für die Arbeitsweise und Grenzen von Assistenzsystemen im Schiffsbetrieb erforderlich.

Für Privatpersonen

Für Passagiere bleibt die Reiseerfahrung an Bord weitgehend unverändert, da die KI diskret im Schiffsbetrieb arbeitet. Sie erleben jedoch ein ruhiges und planmäßiges Fahrverhalten bei gleichzeitig spürbar verbessertem ökologischem Profil der Fährüberfahrt.

Die maritime Güter- und Passagierbeförderung verringert ihren CO2-Fußabdruck messbar und leistet einen Beitrag zum Klimaschutz im Seeverkehr.

Quellen

Redaktionell zugeordnete Tätigkeiten

Die Lösung passt zur Tätigkeit in einem fachlichen Kontext, aber nicht automatisch zu jedem Beruf mit dieser Tätigkeit.