Multi-purpose ports’ efficient and sustainable operation relies on seamless coordination and decision-making among multiple organizations. This paper underscores the critical importance of forecasting resource and infrastructure utilization for informed operational, tactical, and strategic decision-making. The proposed approach draws on digital twin technology to enable collaborative decision-making by modeling complex port environments to enable shared situational awareness among stakeholders. Illustrated through a collaborative project involving the RISE Research Institutes of Sweden, National University of Singapore, Grieg Connect, Umeå University, Kvarken Ports Umeå, and INAB, we propose a digital twin design to empower the port as a decision- maker in multi-organizational settings to proactively plan and optimize its utilization of present and future resources. 

Forsknings- och innovationsprojektet Digitaliserade sammodala hållbara transportkedjor avser en nationell förstärkning till deltagandet i CEF-projektet FEDeRATED, vilket initierats av DTLF (Digital Transport and Logistics Forum). Sverige har inom FEDeRATED haft ett ansvar för WP3 Living labs, där 23 europeiska Living Labs har ingått. För att erhålla en tydlig och mätbar resultathemtagning har det svenska projektet möjliggjort en fördjupning i de demonstrationsstudier som bedrivits i tio svenska Living Labs. Genom denna organisering har projektet haft en unik möjlighet att koppla samman svenska förutsättningar och behov till en bredare internationell valideringsstudie som initierats av Europeiska kommissionen. Till rapporten hör följande delrapporter:

1.      A Data-sharing Case for SME, Last-mile Delivery Actors (DaLab)

2.      Better Terminal Flow (BetTerFlow)

3.      Data Shared Between Distributors to the City of Helsingborg (2TransCity)

4.      Energiledningssystem för anläggningar, Byggbranschens Elektroniska Affärsstandard (ELSA/BEAst)

5.      Multimodal Information Sharing (MMIS)

6.      Optimized Cargo Operations by Cargo Owner Integration (OptiPort)

7.      Rail-Road Terminal Collaborative Decision Making (RRTCDM)

8.      RFID in Rail

9.      Ship’s Arrival and Departure Information Xchange (SADIX)

10.    Sustainable Intermodal Chain (SIMC)

The global supply chain and logistics industry is a self-organizing ecosystem consisting of numerous actors that work together to move goods from end to end. The different stakeholders involved are usually interdependent organizations, like freight forwarders, carriers, terminals, and homeland security agencies and information exchange between them is required to coordinate the activities along the individual transport chains. However, the exchange of information has often been analog, flawed, late, and incomplete. New circumstances, like unprecedented supply chain disruptions, new regulatory requirements around greenhouse gas (GHG) emissions, and generally growing shipper expectations create an urgent need for improved data sharing between actors. New technologies, like digital platforms, networks, and architectures as well as social media, mobile, analytics, cloud, and internet of things (SMACT) have brought some improvements, but not the required holistic digital perspective required or expected. Averages and approximations are usually insufficient to close data gaps, e.g., only primary data allows for accurate GHG emission calculations. Primary data sharing is widely seen as the missing piece of the puzzle. Primary data is data from the source providing an accurate state and picture of a situation. Primary data sharing at scale requires a new form of digital collaboration. We propose a rethink of digital collaboration as a means for broader primary private data sharing for complete end-to-end datasets and data quality, particularly focusing on the sharing of data associated with both transport plans and progress made in the respective movements of goods for more better disruption and carbon footprint management through more accurate calculations of estimated times of arrival (ETA) and GHG emissions. We introduce an example for digital collaboration in end-to-end supply chains that is focusing specifically on primary data sharing. The new thinking around digital collaboration manifests itself in the Virtual Watch Tower / VWT initiative (www.virtualwatchtower.org). In 2022, RISE and Singapore Maritime Institute signed a collaboration agreement focused on innovation in shipping. The VWT initiative is the first collaborative project under the umbrella of this partnership. The VWT is led by RISE, A*STAR, and VTT. VWT is a community-driven, digitally empowered initiative, a cargo owner-driven, and terminal-centric approach for improved supply chain management. It is the users themselves who co-create and co-evolve the solution that they need. The initiative aims to create a community that shapes the digital tool (VWTnet) they need to reach the required higher levels of visibility. This, through primary data sharing across the supply chain ecosystem and between actors (VWT Users) participating in individual end-to-end transports (VWT Shipments). The VWT serves as an object of research to hone the new thinking and understand the implications of its implementation. 

Projektet har genom demonstration utvärderat nyttan av digitalisering och digital samverkan mellan järnvägssystemets aktörer för att åstadkomma en samlad lägesbild och därmed ge involverade aktörer bättre beslutsunderlag. Projektet har samlat aktörer för att samskapa och utvärdera konceptet StationCDM (Station Collaborative Decision Making). Konceptet bygger på att i realtid utbyta data om aktörers intentioner och faktiska progress i syfte att förbättra koordination och effektivitet i järnvägssystemet. Projektets fokus har varit resandetåg mellan Hagalund - Stockholm – Göteborg. Målet har varit att utvärdera nyttan av digital samverkan genom att analysera olika användningsfall, vilka ska inspirera aktörer att dela överenskommen data i realtid och på ett standardiserat sätt, och se på vilka sätt det åstadkommer högre punktlighet, bättre planeringsförmåga och förbättrad arbetsmiljö. I projektet har metoden LivingLab Approach använts för att utveckla och utvärdera, de av involverade aktörerna identifierade användningsfallen, för digital samverkan. Metod innebär att utvecklat koncept är väl förankrat hos involverade aktörer och visar fördelarna med ett digitaliserat järnvägssystem, vilket ger aktörer möjlighet att växa i digital mognad och innovationsförmåga. Ett exempel på resultat är från användningsfallet PLANKAN, där tågbildningen vid Hagalund sker i samråd mellan aktörerna Trafikverket och SJ. De planerade spåren och tiderna för ankomst samt avgång Hagalund kan genom PLANKAN visas i en gemensam lägesbild och där ändringar görs i realtid. Det har medfört en markant minskning av telefonerande och e-mailande mellan aktörerna då det i snitt görs över 150 ändringar per dygn av spår och tidpunkter. Även råd och riktlinjer för framtida implementation av StationCDM-koncept har utarbetats.

o Projektet har bidragit med en samsyn mellan aktörerna av vad som kan och behöver utbytas i form av data i syfte att åstadkomma en samlad lägesbild, uppbyggd av aktörers intentioner, omplaneringar, faktisk status för aktiviteter i och kring Malmö Gods Bangård, MGB. Genom att skapa bättre beslutsunderlag baserat på konceptet YardCDM (Yard Collaborative Decision Making), i realtid bidrar detta till förbättrad samordning och effektivitet på MGB. MGB är en komplex järnvägsnod - dels pga att det är en säckbangård, har en kombiterminal samt att MGB trafikeras av intermodala tåg till och från Danmark. Målet har varit att utvärdera nyttan av digital samverkan genom att analysera olika användningsfall genom demonstratorer, vilket ska inspirera aktörer att dela data i realtid på ett standardiserat sätt, och se på vilka sätt de bidrar till bättre samordning och effektivitet. Metoden LivingLab Approach har använts för att utveckla och testa olika koncept/användningsfall för digital samverkan. Konceptet YardCDM har utvecklats i samverkan med involverade aktörer på MGB, vilket leder till ett väl förankrat koncept som visar fördelarna med ett digitaliserat järnvägssystem, och ger aktörer möjlighet att växa i digital mognad och innovationsförmåga. Ett exempel på resultat är från användningsfallet LOKVÄXLING, där lokväxlaren digitalt via en smartphone erhåller ”sin loklista” och i den kan utföra sina arbetsuppgifter och löpande rapportera arbetsmomenten. På detta sätt blir alla som behöver realtidsinformation kring loken informerade löpande t.ex. personal på MGB men även den centrala lokledningen för de olika operatörerna t. ex. green cargo. Tidigare skrev lokväxlaren ut listan på ett papper i det så kallade ”blå huset” och kunde sedan först efter både en och två timmar vara tillbaka och mata in aktuell status på den datorn. Även råd och riktlinjer för framtida implementation av YardCDM-koncept har utarbetats.

Rapidly evolving needs of shippers, rising competition, advancement in digital technologies and a quest to increase cost and operational efficiencies are all driving the digital transformation of maritime logistics. However, in contrast to other industries such as media, telecom, banking, retail and even other traffic modes, the often family-controlled and network-centric liner shipping industry has historically been conservative in adopting innovations; hence, it is still far behind in embracing digitalization. Based on semi-structured interviews with senior executives of liner shipping companies, this study explores the current digital maturity levels, the opportunities provided by digitalization and the underlying challenges that hinder its implementation in the liner shipping segment within the larger maritime logistics industry and identifies the essential leading strategies of digitalization in this segment. The digital maturity categories applied to liner shipping provide an opportunity for practitioners in this industry to evaluate their business functions’ digital maturity levels. Furthermore, based on interview data, digital transformation for the maritime logistics industry is defined, as well as 9 major barriers and 19 different pathways to digital transformation are identified. Understanding the key challenges and success factors in the industry is a key to approaching digitalization problems and developing a healthy digital transformation process. © 2022 The Authors

Realising the 2023 IMO GHG Strategy, and reaching the Paris Climate Agreement goal requires a holistic and inclusive approach. This chapter discusses setting up and effectively running partnerships to create economic and societal capital. The authors stress that partnering is a core activity in achieving effective decarbonization.

In this chapter, the authors discuss the transformation of ports into micro energy hubs supplying both ships and port infrastructure, and surrounding areas such as industrial zones, communities, and cities with power. They present a framework for guiding ports on how to fully develop their energy node capabilities and play a role as model energy nodes that will demonstrate and influence the pace of decarbonization locally, regionally, and globally. 

Transportsystemet står inför en enorm utmaning då trycket på genomförandet av hållbara operationer aldrig varit större. Enligt IEA står transportsektorn för 16% av det totala koldioxidutsläppet i världen som med nödvändighet måste minska för att vi ska kunna lämna efter oss en planet med resurser för framtida generationer. Utmaningen kräver att alla delar av transportsystemet gör sitt bidrag, oavsett om det handlar om transportoperatörer, transportnoder, myndigheter på såväl lokal, regional som global nivå och tvärs samtliga transportslag. Det slutar dock inte där, det är lika viktigt att de som konstruerar olika typer av lastbärare och fordon för både gods- och persontransporter också beaktar den energi som förväntas vara tillgänglig i rätt kvantitet och till rätt pris. Energiproducenter behöver också tillgodose att efterfrågade energibärare produceras och finns att tillgå vid rätt plats och i tillräcklig kvantitet då den behövs. Detta är i linje med de behov av insatser som Sveriges regering lyfter inom transporteffektivitet, hållbara förnybara drivmedel samt energieffektiva fordon och fartyg, för att reducera Sveriges territoriella CO2 utsläpp i linje med de globala målen. En viktig del av transportsystemet är hamnar som har fönster mot flera olika transportslag och utgör multimodala noder som förväntas ombesörja en så sömlös övergång mellan olika transportslag som möjligt, såsom till/från sjö, järnväg och väg. Svenska hamnar är inget undantag, utan i Sverige med sin längsta europeiska kustremsa behöver Sveriges hamnar också etablera tillräcklig kapabilitet för att hantera såväl inhemska transportbehov som förväntade transporter för import och export på ett hållbart sätt. Hamnar står inför utmaningen att både bedriva sina operationer på ett så hållbart sätt som möjligt genom nyttjande av fossilfri energi, att förse besökare med fossilfria energibärare, och att balansera sitt nyttjande och distribution av hållbar energi med de behov som omgivningen har. Organisationer med lastbilar, tåg, och fartyg som besöker en transportnod, däribland hamnar, förväntar sig att de kan försörjas med viss energi. Transportnoder kan således inte bara betraktas utifrån att vara en effektiv omlastningspunkt, utan behöver också betraktas utifrån den roll som transportnoden har och kan komma att ta i den del av energisystemet som relaterar till transportsystemet. Hamnar som transportnoder behöver således etablera en förmåga som energinod. I föreliggande projekt har trender beaktats för utvecklingen inom olika transportslag, intervjuer genomförts med svenska hamnar samt en enkätundersökning genomförts riktad till en majoritet av Sveriges hamnar. I projektet identifieras att de viktigaste drivkrafterna för hamnarnas hållbarhets- och omställningsarbete är kundkrav, kostnadsbesparingar, hamnens interna målsättning (ofta baserad på ägarnas krav och vision) samt regelverk. Slutsatsen är att Sveriges hamnar har en stark ambition att utveckla sin förmåga som energinod för olika roller. Samtidigt råder en villrådighet om vilka satsningar som skulle ge störst effekter för hamnens verksamhet. Viktigt att notera är också att olika hamnar har olika förutsättningar och roller i transportsystemet, beroende på dess geografiska placering, storlek och typ av gods / passagerare som hanteras. Samtidigt görs stora investeringar i Sveriges hamnsystem, för att proaktivt utveckla en kapabilitet att möta dagens och morgondagens transportbehov, särskilt i ljuset av den omflyttning som sker från vägbundna transporter till järnväg och sjö. Det är vanligt att hamnar etablerar inlandsterminalskapabilitet, d v s skapar förmåga för omlastning mellan tåg och väg där inte någon sjötransport behöver vara inblandad. Många av Sveriges järnvägsoperatörer ser hamnar som strategiska noder i järnvägssystemet. Dessutom det är tydligt från intervjuerna, vilket även styrks av enkätsvar, att respondenterna anser att otillräckliga finansiella medel, höga kostnader och skatt, omogen teknik, infrastruktur, effekt, standardisering, kompetens, och politisk otydlighet är de största utmaningar som påverkar svenska hamnars roll i hållbarhets- och omställningsarbete. Baserat på genomförd trend- och nulägesanalys föreslås en mognadsmodell som rådgivande för hamnens proaktiva utveckling av sin energinodskapacitet. Denna modell tar utgångspunkt i att hamnen etablerar en energistrategi som tar höjd för nödvändiga samarbeten och investeringar som de både blir tvingade till genom regelverk, påverkade av genom beslut och själva har rådighet över. Hamnarna är tydliga med att huvudverksamheten är att utgöra en transportnod, men att de, för att möjliggöra en omställning mot ett hållbart transportsystem, också behöver ge utrymme för andra aktörer, såsom energiproducenter och energidistributörer att bedriva sin verksamhet relaterat till hamnens geografiska område. Således behöver det kluster av aktörer som ingår i hamnen som nod expanderas till att också innefatta producenter och distributörer av energi. Hamnens energistrategi är rådgivande för att hamnen skall kunna etablera en förmåga som säkerställer att de krav som hamnens operationer, hamnens besökare och hamnens roll med sin geografiska placering, möts. Föreslagen mognadsmodell riktar uppmärksamhet just till dessa nivåer av förmåga och skapar grunder för formuleringen av en proaktiv strategi för den enskilda hamnens roll i transportsystemets energiomställning. En viktig grund blir då att simulera framtida energibehov, såsom inom elförsörjnings- och eldistributionsområdet, men även för andra energibärare, varför detta projekt föreslår ett fortsättningsprojekt där förväntade energibehov kan simuleras och bli rådgivande för strategi, samverkan och investering för Sveriges hamnar. En sådan simuleringsmodell bygger på hamnens digitala förmåga att fånga och använda data från operationer för att säkerställa att hamnen bidrar till transporteffektivitet, användning av hållbara förnybara drivmedel samt energieffektiva fordon och fartyg. Samspelet mellan hamnen som energinod och transportbärares kapabilitet att drivas på hållbar energi samt energiproducenters/energidistributörers förmåga att tillhandahålla fossilfri energi, utgör grunden till fossilfria transporter. Fossilfria väg-, järnvägs- och sjötransporter kan således inte etableras utan att ta hänsyn till alla ingående komponenter. I denna nödvändiga transformation har hamnar och andra transportnoder en nyckelroll.

Disruptions in maritime networks may cause significant financial burden and damage to business. Recently, some international ports have been experiencing unprecedented congestions due to the COVID19 pandemic and other disruptions. It is paramount for the maritime industry to further enhance the capability to assess and predict impacts of disruptions. With more data available from industrial digitization and more advanced technologies developed for big data analytics and simulation, it is possible to build up such capability. In this study, we developed a discrete event simulation model backed with big data analytics for realistic and valid inputs to assess impacts of the Suez Canal blockage to the Port of Singapore. The simulation results reveal an interesting finding that, the blockage occurred in the Suez Canal can hardly cause significant congestion in the Port of Singapore. The work can be extended to evaluate impacts of other types of disruptions, even occurring concurrently.