Im August 2022 wurde das erste vollelektrisch angetriebene Schiff der Bodensee Schifffahrtsbetriebe (BSB), die MS INSEL MAINAU, in Betrieb genommen. Insbesondere bei batteriebetriebenen Schiffen, aber nicht nur dort, ist der Energieverbrauch während der Anlege- und Ablegemanöver von besonderer Bedeutung. Erfahrungen zeigen, dass diese für die Schiffsführer eine besondere Herausforderung darstellen, die im Sinne eines minimalen Energieverbrauchs nicht immer optimal bewältigt werden kann. Es gibt bereits Untersuchungen anderer Betreibergesellschaften, die das erhebliche Einsparpotential (bis zu 20%) durch assistierte bzw. automatisierte Andockmanöver nahelegen.
Die Automatisierung des Anlege- bzw. Ablegevorgangs ist daher für die neuen Elektroschiffen der BSB und Fähren der Stadtwerke Konstanz von besonderer Bedeutung, wird aber auf absehbare Zeit, u.a. aus regulatorischen Gründen, nicht in vollem Umfang realisierbar sein.
Das hier vorgeschlagene Projekt stellt daher einen relativ kurzfristig realisierbaren, aber unverzichtbaren Zwischenschritt dar. Um möglichst energieeffizient zu manövrieren, sollen die Schiffsführer durch einen digitalen Zwilling unterstützt werden. Dieser beinhaltet ein mathematisches/daten-basiertes Modell des Schiffs und berechnet unter Berücksichtigung von Wind- und Strömungsverhältnissen den optimalen Anlegekurs von der aktuellen Position bis zur Endposition. Dieser Pfad wird mit einem optimalen Geschwindigkeitsprofil versehen, so dass insgesamt ein energieoptimales Manöver geplant wird, welches neben dem Parameter Energieverbrauch weitere Randbedingungen wie Zeitbedarf und Sicherheit berücksichtigt. Dies geht also weit über das hinaus, was von herkömmlichen Autopiloten geleistet werden kann.
Dieses so ermittelte Referenzmanöver (Kurs und Geschwindigkeit) wird den Schiffsführern über ein vorhandenes Display zur Verfügung gestellt. Darüber hinaus werden die für das Referenzmanöver erforderlichen Steuerkommandos numerisch bzw. graphisch angezeigt. Des Weiteren wird die Differenz zwischen aktuellem Energieverbrauch und dem vom Digitalen Zwilling als minimal möglichem Verbrauch dargestellt. Hierbei wird erwartet, dass der Nutzen des Systems für die Crew unmittelbar ersichtlich und damit die Akzeptanz des Systems vorangetrieben wird und dadurch nicht zuletzt durch die Motivation „mindestens so gut zu sein wie die Maschine“ zu signifikant energie-effizienteren Manövern führt.