Bild mit freundlicher Genehmigung von Samwoo Immersion

Samwoo Immersion nutzt einen digitalen Zwilling für effiziente Hafenlogistik

3. November 2022
Der Hafen von Busan ist Südkoreas größter Handelshafen und dient als Hub für die Seefahrtslogistik. Die Überwachungssysteme des Hafens wurden jedoch bisher ineffizient verwaltet, da es separate Systeme für den Betrieb, die Sicherheit und die Prognosen gab.

Zur Verbesserung der Betriebseffizienz arbeitete der Hafen von Busan mit Samwoo Immersion zusammen, einem führenden Anbieter von industriellen XR-Lösungen, um ein Überwachungssystem als Pilotprojekt am Sinseondae-Pier im Terminal von Busan zu installieren.

Die Lösung mit der Bezeichnung VARLOS Terminal Monitoring System ist ein digitaler Zwilling des Sinseondae-Piers, in den IoT-Live-Daten des physischen Standorts eingespeist werden.
 

Vor Inbetriebnahme dieses neuen Systems lieferten die bisherigen Überwachungssysteme am Pier von Sinseondae nur begrenzte Daten über den Betrieb, und eine Videoüberwachung war die beste verfügbare Option zur Kontrolle der Arbeitsabläufe am Terminal.

Angesichts strengerer Rechtsvorschriften zum Schutz des Personals vor Ort war ein neuer Ansatz erforderlich, mit dem eine Vielzahl von Daten in Echtzeit und auf integrierte Weise überwacht werden konnte.

Dieser Bedarf führte zur Entwicklung von VARLOS, einem digitalen 3D-Kontroll- und Überwachungssystem, das kontinuierlich Daten vom Hafenterminal sammelt und diesen riesigen Datensatz visualisiert.

In den digitalen Zwilling werden Daten aus GPS-Trackern an Fahrzeugen und Ladegeräten eingespeist, um die Ein- und Ausfahrt von Containern, Ausrüstung und den Ladestatus in Echtzeit in 3D zu visualisieren. Dies trägt dazu bei, den sicheren Betrieb des Terminals zu gewährleisten, und ermöglicht eine intuitivere Überwachung.

Das System ermöglicht auch eine produktivere Kommunikation zwischen den Terminalmitarbeitern im Büro und den Technikern vor Ort. Kommt es vor Ort zu einem Zwischenfall, kann dieser rascher und detaillierter gemeldet werden, sodass die Umstände besser verstanden und angegangen werden können.

Darüber hinaus können die erfassten Daten für KI-gestützte Analysen und Prognosesimulationen verwendet werden, wodurch sich Möglichkeiten ergeben, den Betrieb des Terminals effizienter zu gestalten. Dazu gehören die Verbesserung der Kranproduktivität und die Verringerung der Anzahl unnötiger Transportfahrzeuge.
Bild mit freundlicher Genehmigung von Samwoo Immersion
Standortüberwachung durch das mit VARLOS verbundene Closed-Circuit-TV
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Standortüberwachung durch das mit VARLOS verbundene Closed-Circuit-TV
Bild mit freundlicher Genehmigung von Samwoo Immersion
Echtzeit-Überwachung vom Kontrollraum aus
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Echtzeit-Überwachung vom Kontrollraum aus
Zwar gibt es eine Vielzahl von Gründen, warum Samwoo Immersion die Unreal Engine für die Entwicklung dieses fortschrittlichen Systems nutzte, doch der wichtigste war, dass die Unreal Engine die Integration von Message Queuing Telemetry Transport (MQTT)-Daten und das WGS84-Koordinatensystem (das von GPS verwendete System) unterstützt.

Um einen exakten digitalen Zwilling dieser Art zu erstellen, ist es unerlässlich, ein topografisches Mapping mit der auf Satellitenkarten basierenden Kachelungsmethode durchzuführen und mit den Geo-IoT-Daten zu synchronisieren. Samwoo Immersion konnte GIS-Daten mit Hilfe eines Georeferenzierungs-Plugins in die Unreal Engine integrieren, wobei die Daten für verteilte Koordinatensysteme auf das WGS84-Koordinatensystem vereinheitlicht werden.

MQTT ist als ISO-Standardverfahren für Breitband-Telekommunikationsnetze mit geringer Leistung für die Echtzeit-Datenübertragung und als Kommunikationsverfahren für IoT-Sensorgeräte in einer Reihe von Hafenterminals sowohl in Korea als auch in Übersee weit verbreitet. Angesichts der Besonderheiten drahtloser Endgeräte erfordern IoT-Schnittstellen ein leistungsarmes, leichtgewichtiges Protokoll, und MQTT ist das Messaging-Protokoll, das diese Anforderung erfüllt.

Die Integration von MQTT-Echtzeitdaten war daher eine zentrale Anforderung an das System. „Auch für die Datenintegration war der Zugriff auf den vollständigen Quellcode der Unreal Engine von erheblichem Nutzen“, so Hyunbeen Kim, CTO bei Samwoo Immersion, der ergänzte, dass dieser Zugriff Samwoo Immersion erlaubte, den nötigen Code uneingeschränkt zu bearbeiten, die Daten zu integrieren und alle wesentlichen vom Kunden gewünschten Funktionen anzubieten. Da es sich um eine IoT-Standardplattform handelt, die auf Long-Term Evolution (LTE) – einer 4G-Technologie – und dem 5G-Netz basiert, ist die Plattform außerdem skalierbar und kann mit jedem IoT-Gerät synchronisiert werden.
Bild mit freundlicher Genehmigung von Samwoo Immersion
Topografisches Mapping mit der Kachelungsmethode auf Grundlage von Satellitenkarten und Synchronisierung der Geo-IoT-Daten
Ein weiterer Grund, warum sich Samwoo Immersion für den Einsatz der Unreal Engine entschied: Sie könne realistische 3D-Daten mit hochauflösenden Texturen sofort vor Ort anwenden und die Ergebnisse ohne Performanceeinbußen in Echtzeit visualisieren, erklärt Kim. „Vor Beginn des Coding-Arbeitsablaufs wurde Blueprint-Visual-Scripting verwendet, um die gesamte Pipeline intuitiv und schneller zu erstellen und zu beurteilen, wodurch die für die Iteration benötigte Zeit verkürzt wurde“, sagt er. „Ferner halfen verschiedene Plugins und Assets, die im Unreal Engine Marketplace angeboten werden, die Entwicklungsdauer drastisch zu verkürzen.“
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Realistische 3D-Daten mit hochauflösenden Texturen
Kim ergänzt, dass eine Vielzahl der in der Unreal Engine eingebauten Funktionen die Verwaltung von 3D-Objekten und Events erheblich vereinfacht hat. Mit der Weltgliederung konnte Samwoo Immersion die zahlreichen Objekte in der Welt effizient verwalten, und die Kollisionsfunktion wurde zur Erstellung eines Abzugs verwendet, der Kollisionen zwischen Objekten erkennt, um diese effektiver zu steuern.

Um den Ablauf des Verladevorgangs im Voraus zu simulieren und zu überprüfen, wodurch wiederum mögliche Überschneidungen zwischen den Ausrüstungen und Anlagen des Terminals erkannt werden könnten, integrierte das Team den Abzug für die Kollisionserkennung und die satellitengestützten GIS-Daten in den digitalen Zwilling. „So konnte die Betriebseffizienz des Terminals erheblich verbessert werden“, betont Kim.
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Simulation zur Kollisionserkennung zwischen Objekten
Im Rahmen des Projekts lernte Samwoo Immersion viel über die Erstellung digitaler Zwillinge mit GIS-Daten. Nun werden diese Konzepte weiter erforscht und das Wissen erweitert, um verschiedene XR-Integrationslösungen zu entwickeln.
 
Das Unternehmen arbeitet derzeit an einem hochgradig immersiven Erlebnis, das die verschiedenen Funktionen der Unreal Engine nutzt. Kürzlich hat Samwoo Immersion die leistungsstarken Funktionen der Unreal Engine aktiv an der Front der Verteidigungsindustrie eingesetzt, und zwar in Flugsimulatoren, die eine massive, auf der realen Topographie basierende Umgebung erfordern.

Das nächste Ziel von Samwoo Immersion: Die Anwendung der neuesten Features der Unreal Engine 5, wie World Partition und Nanite, um den digitalen Zwilling zu einer groß angelegten Open World zu erweitern.

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