Digital Port, plataforma digital de servicios de logística portuaria 

Comunicación presentada al VI Congreso Ciudades Inteligentes

Autores

• Manuel Giménez, Director de Innovación, Emergya Ingeniería
• Jáser Abdel-Kader, CTO, Secmotic Innovation
• Carlos Corrales, COO, Secmotic Innovation
• José Luis Benítez, CEO, Secmotic Innovation
• Luis Romero, Director General, Emergya Ingeniería
• Luis Manuel Campos Chacón, Jefe del proyecto Digital Port, ISOIN Ingeniería y soluciones informáticas
• Francisco Javier Luque, Gestión de Proyectos de Innovación, Ci3 Servicios 
• Ricardo Arjona Antolin, Presidente, EC2CE 

Resumen

Digital Port es una plataforma digital de servicios de logística portuaria, que visualiza los puertos del futuro como puertos conectados, inteligentes, seguros, verdes, e integrados en la ciudad, abordando el diseño y desarrollo de una plataforma modular innovadora para proveer de soluciones de optimización de las interfaces entre mar – puerto – ciudad, que aporten valor añadido para mejorar la eficiencia y optimizar los procesos logísticos entre los actores involucrados en el entorno portuario.

Para ello emplea tecnologías como el Big Data, el IoT, la Inteligencia Artificial (IMB, ‘In depth: Complete Transformation of How Ports Operate Imminent’, 2018), el GIS 3D, la Blockchain, el Open Data y el Cloud. Ha sido desarrollado por el consorcio de empresas formado por Emergya, Secmotic, ISOIN (coordinador), Ferrovial Servicios y EC2CE. Las cinco actividades principales de este proyecto son: diseño de la plataforma en la nube (Cloud), soluciones de optimización para la interfaz mar – puerto, soluciones de optimización para la interfaz de gestión del puerto, soluciones de optimización para la interfaz terrestre y la integración y validación de resultados en piloto.

El mayor control sobre el volumen de negocio, reducción de tiempos (World Economic Forum, Industrial Internet of Things: Unleashing the Potencial of Connected Products and Services, 2015) entre los actores de la logística y transporte con el puerto, disminución de costes en la cadena logística, mejora de productividad, facilidad en explotación de datos, posibilidad de realizar estimaciones y predicciones, son solo algunos de los resultados de la aplicación de nuestra plataforma.

Palabras clave

Puertos Inteligentes, Servicios de Logística Portuaria, Digital Port, Big Data, IoT, Blockchain, Open Data, Cloud, GIS 3D, Inteligencia Artificial

Introducción

Los puertos tienen una gran importancia en Europa, y de forma particular para España (Ministerio de Fomento, ‘Puertos del Estado‘), puesto que el transporte marítimo ha sido un catalizador de prosperidad y desarrollo económico a lo largo de su historia.

Actualmente, alrededor del 74% de los bienes que entran o salen de Europa se transportan por mar, por tanto, desempeña un papel crucial en el intercambio de mercancías de comercio exterior (European Commission, ‘Report of the Exchange of Views between Ports, Ceos and Transport Commissioner Bulc’, Bruselas, 2015) en continua evolución y adaptación a los mercados y a los avances técnicos y tecnológicos.

La automatización, digitalización y otras tecnologías avanzadas están ganando cada vez más fuerza, involucrando el reemplazo de los tradicionales métodos por soluciones Cloud que cuenten con Big Data, IoT e Inteligencia Artificial.

La industria marítima-portuaria se encuentra un paso atrás en lo que respecta a la digitalización. La digitalización debe enfocarse desde un punto de vista holístico por el desafío que supone el gran número de actores que intervienen en el entorno portuario.

El proyecto Digital Port permite el diseño, desarrollo y validación de un sistema integrado y modular que se configure como una Plataforma para la Optimización de los Procesos Logísticos Portuarios orientada a dar soluciones a las necesidades de las distintas interfaces que componen el entorno portuario, comentadas anteriormente.

El proyecto

Digital Port es una innovadora plataforma modular que pretende optimizar los procesos logísticos entre los propios actores involucrados en el sector portuario, diseñando, desarrollando y validando un sistema integrado IoE (Internet del Todo) donde emplear tecnologías innovadoras como Big Data, IoT (Internet de las Cosas), Inteligencia Artificial, GIS 3D, FIWARE, Blockchain (Pablo Coto, ‘Puertos de Cuarta Generación’, Milán, 2017), Open Data y Cloud.

En concreto, la plataforma IoE proporciona el diseño y desarrollo de la plataforma, basada en los componentes clave de su arquitectura Cloud, integración de información múltiple y heterogénea a partir de sensores IoT, sistema de información geográfica con componente 3D y sistema híbrido de descentralización de datos. Por otra parte, la aplicación de las técnicas de Machine Learning para la predicción de eventos en entornos portuarios contribuye con los procesos ETL, Big Data, Deep Learning y minería de datos para la obtención de patrones y tendencias. Y, por último, la integración de la plataforma IoE con la tecnología Blockchain promueve la creación de un ecosistema que gestione la lógica de ambas tecnologías.

Material y métodos

La ejecución del proyecto Digital Port queda conformada en cinco actividades o paquetes de trabajo principales:

• Cloud – Diseño y desarrollo de la plataforma en la nube: esta actividad tiene por objetivo actualizar el conocimiento en cuanto a logística portuaria para, seguidamente, diseñar e implementar la plataforma base que albergará todas las capas de inteligencia y generación de servicios para la gestión eficiente de la logística portuaria.
  • La integración de FIWARE dentro del sistema de gestión de logística portuaria es uno de los principales puntos innovadores, puesto que esta tecnología cuenta con el respaldo a nivel europeo y su uso se ha convertido en el estándar de facto en Smart Cities, por lo que es fundamental que Digital Port incorpore un potente elemento de conexión con sensores de diversa índole que permitan el procesado e integración de los datos en tiempo real. Es por ello que, a través de FIWARE y tomando como referencia la plataforma IoT FIWOO, se construya Digital Port.

La arquitectura diseñada para la plataforma FIWOO está basada en una serie de capas:

• Capa de adquisición de datos: se encargará de integrar la información desde fuentes de datos heterogéneas, tal y como se define en la norma UNE 178104:2017 (AENOR, ‘UNE 178104:2017. Sistemas Integrales de Gestión de la Ciudad Inteligente. Requisitos de Interoperabilidad para una Plataforma de Ciudad Inteligente,’ 2017), que pueden ser sensores, actuadores, gateways, dispositivos móviles, redes públicas, redes sociales y otros sistemas IT externos. Resaltar que estos datos procedentes de la sensorización IoT serán gestionados por la plataforma IoT FIWOO basada en FIWARE.
• Capa de conocimiento: capa que contendrá todos los módulos necesarios para el almacenamiento, tratamiento gestión y explotación de la información recopilada por la plataforma.
• Capa de interfaces de interoperabilidad: capa en la que se definen las interfaces de Programación de Aplicaciones (APIs) para la interconexión con las aplicaciones y servicios inteligentes.
• Capa de servicios Inteligentes: capa superior, que contiene todos los elementos asociados a la visualización al usuario final con las aplicaciones y funcionalidades para la optimización del entorno portuario, incluyendo cada una de las interfaces (mar – puerto – tierra) involucradas.
• Mar – Soluciones de optimización para la interfaz Mar – Puerto: esta actividad describe el primero de los subsistemas de servicios inteligentes que lanzará la plataforma, orientado a ofrecer soluciones de optimización para la interfaz Mar – Puerto. Se trata de una serie de servicios innovadores alineados que permitirán la optimización de la interfaz del puerto con la componente marítima, y más concretamente con sus tres principales elementos: el buque, el comercio exterior y el contenedor (European Commission, ‘Paquete de Medidas sobre Clima y Energía hasta 2020’, 2016).
  • Mediante la inteligencia artificial, se consigue la sincronización de la llegada de buques para activar las operaciones logísticas de forma coordinada entre actores del entorno portuario, la predicción del comercio exterior para estimar volúmenes de importaciones y exportaciones, y la estructuración de procesos de logística inversa que permita reducir el impacto de los contenedores vacíos en el puerto y su entorno.
• Puerto – Soluciones de optimización para la interfaz de gestión del puerto: esta actividad describe el segundo sub-sistema de provisión de servicios inteligentes que lanzará la plataforma, orientado a ofrecer soluciones de optimización para la gestión interna del puerto. Incorpora una serie de servicios innovadores que permitan optimizar, en este caso, la operativa interna del puerto y facilite servicios valiosos para el ahorro de costes y reducción del impacto medio ambiental.
  • El innovador sistema GIS con componente 3D sirve para la gestión de información geográfica y los elementos Open Data favorecen la apertura del puerto a la ciudad.
• Tierra – Soluciones de optimización para la interfaz terrestre: esta actuación está orientada a ofrecer soluciones de optimización para la interfaz terrestre. Los elementos que se incorporan en la actividad están relacionados a una serie de servicios innovadores para optimizar la interfaz del puerto con la componente terrestre, considerando aspectos de digitalización en la gestión de contratos, trazabilidad de la mercancía y la optimización del punto de interacción crítico que es la entrada y salida al puerto.
  • Mediante la tecnología Blockchain se consigue la gestión de los contratos de forma inteligente y el conocimiento de la trazabilidad logística durante todo el recorrido de la mercancía, desde el origen hasta el destinatario.
• Integración y validación de resultados en piloto: como su propio nombre indica, en esta fase se realiza un plan de pruebas y experimentación y se evalúan los resultados obtenidos.

A partir del desarrollo de la plataforma de base, se pueden añadir los elementos de la capa de inteligencia y sobre ella la capa de soluciones de optimización específicas para cada una de las interfaces. Así, los retos en el diseño e implementación de la plataforma Digital Port abordan una serie de elementos tecnológicos con el objetivo de facilitar a puertos de menor calado, el acceso a su evolución tecnológica, para su digitalización y desarrollo inteligente. En este sentido, Digital Port dispone:

• Multi-usuario: Con el objetivo de involucrar en las soluciones tecnológicas procesos administrativos, legales y logísticos que involucren a todos los actores que confluyen en el puerto.
• Compatibilidad: Digital Port garantiza la compatibilidad e interoperabilidad de la digitalización de la información aplicando al uso de estándares a nivel nacional e internacional con el fin de facilitar la aceptación de los usuarios finales, como son los estándares de Smart City (AENOR, UNE 178402:2015. Ciudades Inteligentes. Gestión de Servicios Básicos y Suministro de Agua y Energía Eléctrica en Puertos Inteligentes, 2015), los estándares de intercambio de datos (como son los IFTMIN, COPARN, COPINO, CODECO o IFTSTA) y los estándares de logística.
• Implantación y Usabilidad Modular: Digital Port enfoca sus sistemas con un desarrollo modular, basado en la aplicación de DevOps para garantizar unos procesos mucho más rápidos, seguros y fiables en cuanto a su entrega. De este modo, se reducen los costes y se facilita una puesta en marcha de forma secuencial, involucrando a los actores de la comunidad portuaria y brindando una solución de gran valor añadido a los puertos.
• Sinergias con Plataformas Smart Cities: Esta plataforma ofrece un enfoque hacia la transferencia de información estructurada, siendo de gran utilidad en lo que respecta a permitir ofrecer más y mejores servicios, ofreciendo la información Open Data como input a plataformas de ciudades, con gran interés para la coordinación de servicios críticos, como son los de emergencias.

Resultados

Digital Port ofrece una solución integral para la digitalización, colaboración en la cadena logístico portuaria y dotación de inteligencia a los servicios logístico portuarios, protege y minimiza el impacto de los factores externos, ofreciendo al puerto un mayor control sobre el volumen de negocio y una reducción de los tiempos de interacción de los grandes actores de la logística y transporte con el puerto, reduciendo así los costes en la cadena logística.

Además de la mejora de la productividad en los puertos tradicionales, la integración de Digital Port abre la posibilidad de nuevos modelos de negocio, siendo el más importante la explotación de los datos provenientes de los mismos puertos y sus cadenas logísticas. La plataforma facilita la explotación de los datos (tiempos de llegada, tiempos de recolección e instrucciones de transporte, entre otros), así como la posibilidad de realizar estimaciones y predicciones que permitirán a los actores mejorar significativamente su eficiencia, además de ofrecer nuevos servicios a sus clientes y abordar nuevos mercados globalizados. La monetización de estos datos puede servir de ayuda a usuarios individuales en la reducción de los costes gracias a una mejor planificación y proveer de unos ingresos adicionales.

Discusión y conclusiones

Los puertos, marítimos y fluviales son un ejemplo importante de la necesidad de modernización de las ciudades, son esenciales para la economía de los países como para el mercado interno y también actúan como catalizador principal para el desarrollo regional. En este sentido, se manifiesta la necesidad de investigación, desarrollo e innovación de implementar nuevos conceptos, nuevos modelos de gestión y soluciones innovadoras para la plena satisfacción de clientes, partes interesadas y ciudadanos.

Para esto nace Digital Port (Digital Port, ‘Memoria Innterconecta 2018’, Málaga, 2018), con unos objetivos marcados y enfocados en la reducción del impacto sobre el cambio climático y el medio ambiente de las actividades portuarias, sus costos operativos e infraestructurales, la mejora de la eficiencia logística y una mejor integración del puerto en el área socioeconómica circundante, incluidas las relaciones ciudad- puerto y el desarrollo urbano inteligente de las ciudades portuarias.

Reconocimientos

Los autores agradecen los recursos aportados por el Centro para el Desarrollo Tecnológico Industrial (CDTI) y el Ministerio de Economía y Competitividad. También nos queremos acordar del programa europeo H2020 y de los Fondos Europeos de Desarrollo Regional (FEDER).

Por otra parte, nos gustaría agradecer a la Autoridad Portuaria de la Bahía de Algeciras su aportación tanto en requerimientos potenciales de datos, usuarios e información, así como del asesoramiento ofrecido, sirviendo a este proyecto como punta de lanza para orientar y conocer las necesidades reales de los puertos. Y por último, habría que realizar una especial mención para el equipo de desarrollo de las empresas de ISOIN, Emergya, Secmotic, EC2CE y Ferrovial Servicios que han permitido llevar a cabo con éxito el desarrollo de Digital Port.