Subiecte
Mega-date pentru nave mari

Conform Maritime 4.0, mega-datele vor fi prezente pe navele mari din cadrul transportului maritim comercial.

În timp ce Industry 4.0 continuă să adopte forme specifice pentru automatizarea proceselor, primele sisteme ciberfizice şi primele structuri de reţele bazate pe cloud, care vor optimiza în cele din urmă operaţiunile maritime, mai au încă mult de parcurs înainte de a fi pregătite pentru călătoria pe mare. Furnizorii de echipamente maritime din Germania sunt în primul rând cei convinşi că Maritime 4.0 le va permite să obţină câştiguri enorme prin eficienţa transportului maritim comercial. Este aceasta pur şi simplu o perspectivă optimistă din partea industriei germane? La urma urmei, aceşti furnizori ocupă primele locuri pe lista globală a furnizorilor, conform statisticilor VDMA. Ce oferă de fapt mega-datele sectorului maritim şi care dintre noile provocări sunt legate de aceste seturi masive de date?

Automatizarea pune stăpânire pe transportul maritim:

Funcţionare eficientă din punct de vedere energetic, prin conectarea subsistemelor
Citirea datelor despre nave şi intervenţia de control datorită accesului de la distanţă de pe ţărm
Reducerea costurilor datorită transportului fără pilot
Evaluarea datelor meteorologice şi ajustarea rutei pentru a economisi combustibil
Avantajele reducerii costurilor, protecţiei mediului şi eficienţei sporite sunt contracarate de un risc ridicat de abuz de date şi de criminalitate informatică.

Se spune că atunci când te afli pe marea largă sau în instanţă, eşti în voia sorţii. Această zicală nu şi-a pierdut nimic din semnificaţie în secolul 21. Există întotdeauna o anumită incertitudine în sala de judecată cu privire la modul în care va fi rezolvată situaţia juridică şi incertitudini similare predomină şi în largul mării. Chiar şi atunci când navele urmează rute definite, acestea rămân expuse la forţele naturii, la fiabilitatea tehnologiei sau chiar la piraţi. În timp ce unii discută despre surplus de salariaţi şi despre fiabilitate, alţii studiază nave autonome care ar putea atenua riscul piraţilor, deoarece piraţii sunt mai interesaţi de răscumpărarea pe care o pot obţine pentru ostatici decât de marfa propriu-zisă. Vor schimba sistemele de transport fără şofer, care sunt deja folosite pentru logistica pe uscat, imaginea mărilor globale?

Experţii din sector sunt convinşi de potenţialul enorm al mega-datelor.

Navele de mărfuri controlate de la distanţă pe apele internaţionale sunt în prezent numai visuri. Totuşi, acestea se apropie de realitate pe măsură ce automatizarea se integrează din ce în ce mai mult în designul navelor şi permite ceea ce era de neconceput acum câţiva ani. Exemplele includ crearea unei reţele de subsisteme, ceea ce permite conectarea sistemelor pentru o reglare mai fină şi o eficienţă semnificativ mai ridicată. Un alt exemplu este accesul de la distanţă de pe uscat pentru a citi datele despre navă sau pentru a se implica în operarea navei, cu scopul de a controla anumite funcţii. Indiferent dacă oamenii rămân sau nu la bord, experţi din sector, cum ar fi Hauke Schlegel, directorul Departamentului „Echipamente şi sisteme maritime” din cadrul VDMA, sunt convinşi că în mega-date „este ascuns un potenţial de neimaginat”. Sectorul maritim, cu economia maritimă germană în calitate de furnizor de vârf la nivel mondial, se bucură de profitul rezultat din mega-date - fapt care-i place enorm lui Schlegel.

Deşi se pare că în viitorul apropiat China, Japonia şi Coreea vor închide şantierele navale din cauza capacităţii în exces, inginerii mecanici şi designerii de sisteme germani se află într-o situaţie de o oarecare acalmie. Şi dacă este posibil ca viitorul lor să nu fie optimist, acesta pare să fie totuşi stabil. În anul 2016, se estimează că vânzările vor depăşi 12 miliarde de euro. Iar acum revoluţia digitală oferă şi alte oportunităţi? Ce pot obţine de fapt navele şi transportul maritim de la această nouă tehnologie? Să examinăm mai atent eficienţa, protecţia mediului şi securitatea în industria transporturilor maritime.

Reducerea costurilor datorită transportului fără pilot

În general, serviciile de transport de marfă suferă zilnic din cauza presiunilor ridicate, din ce în ce mai mari asupra costurilor. Motivul pentru această situaţie este simplu: există prea mult tonaj disponibil de transport maritim în curs de desfăşurare pe oceane - un rezultat al speculaţiilor din perioada de prosperitate dintre anii 2004 şi 2009. Capacitatea în exces şi eroziunea în curs a preţurilor reprezintă rezultatul final. Prin urmare, serviciile de transport încearcă să-şi menţină viabilitatea economică prin reducerea costurilor. Iar oriunde sunt discutate reducerile de costuri, costurile pentru forţa de muncă sunt întotdeauna luate în considerare - chiar şi pentru companiile de transport maritim. Pentru aceştia, înseamnă în mod specific o alegere între cantitate sau calitate. Companiile fie reduc numărul de membri ai echipajului la bord, fie se bazează pe un echipaj cu calificări electro-tehnice mai scăzute şi cu rate de salarizare mai scăzute în consecinţă.

Ambele scenarii pot fi realizate prin implementarea automatizării. Sistemele automatizate sunt capabile să preia numeroase sarcini pe termen lung, care erau efectuate anterior de oameni. Acestea permit, de asemenea, funcţionalitate de la distanţă, care permite experţilor aflaţi pe uscat să citească datele navei, pentru a supraveghea persoanele de întreţinere pe mare. Dacă numărul de membri ai echipajului la bord a scăzut la zero, va exista un beneficiu profitabil: subsistemele mici, cum ar fi sistemele de epurare a apelor uzate, instalaţiile de control al climei şi de desalinizare, ar fi eliminate dacă o navă ar fi ghidată în mod autonom. Serviciile de transport ar putea economisi aproximativ 10% din costurile combustibilului dacă nu ar trebui să ofere facilităţile necesare pentru a alimenta, a găzdui şi a întreţine un echipaj.

Alocarea costurilor în funcţie de sursele lor

Cu sau fără echipaj: în afară de facilităţile pentru echipaj, pe o navă există numeroase aplicaţii care ar putea fi operate mai eficient. Măsurarea, evaluarea, formularea măsurilor corective - Maritime 4.0 face o promisiune extraordinară pentru aceste domenii specifice. Luaţi în considerare pentru un moment gestionarea clădirilor: prin utilizarea înregistrării datelor şi prin crearea de reţele, consumul şi costurile pot fi determinate şi optimizate până la nivelul încăperilor individuale. Măsurătorile comparabile nu au loc pe navele de tip container. Cu toate acestea, containerele diferite contribuie la diferite niveluri ale costurilor de transport. Acest lucru se datorează faptului că în ciuda dimensiunilor standardizate ale unui container, nu sunt la fel toate mărfurile, ceea ce este deosebit de clar atunci când se iau în considerare „navele frigorifice”.

Nava frigorifică este termenul folosit pentru containerele refrigerate, care trebuie fie să fie răcite cu ajutorul sistemului de răcire a mărfurilor de pe navă, fie să aibă propriile sisteme de răcire. Acestea, la rândul lor, extrag energia din reţeaua de la bord. În ambele cazuri, răcirea are în mod direct impact asupra consumului de combustibil pe navă, deoarece generatoarele trebuie să furnizeze energie electrică, iar motorul principal necesită în consecinţă mai multă putere. Containerele frigorifice este evident că sunt responsabile pentru costuri mai mari de transport în comparaţie cu alte containere. Cu toate acestea, în practica de zi cu zi, costurile de infrastructură sunt distribuite uniform între toate containerele încărcate pe o navă. Dacă tehnologia de integrare a reţelei ar putea stabili cât de mari sunt de fapt cerinţele energetice ale unei nave frigorifice, atunci costurile de transport ar putea fi alocate în funcţie de sursă şi ar putea fi calculate individual. Diferite tarife de marfă ar putea fi definite pentru rute diferite, deoarece deplasarea în vecinătatea ecuatorului necesită mai multă energie electrică pentru răcire decât regiunile mai reci. Din punct de vedere tehnologic, astfel de sarcini ar putea fi rezolvate fără probleme de tehnologia disponibilă în prezent. Controlerul PFC200 de la WAGO oferă, de exemplu, un potenţial de stocare pentru datele de monitorizare în afara cloudului, în paralel cu performanţa propriului procesorului. De asemenea, această monitorizare este deja necesară pentru a documenta lanţul de răcire neîntrerupt şi, astfel, siguranţa operaţională a unei nave frigorifice.

Planificarea rutelor în loc de Abur total în ocean

Un alt exemplu referitor la avantajele care rezultă din crearea unei reţele mai strânse de date poate fi măsurat în consumul de combustibil. Dacă sunt schiţate rute în jurul zonelor cu presiune scăzută, de exemplu, se economiseşte combustibil. În consecinţă, este avantajos să se evalueze datele meteorologice având în vedere mai mult decât siguranţa. Prelucrarea suplimentară a informaţiilor privind porturile urmează o cale asemănătoare. Prof. Holger Watter, doctor inginer şi preşedinte al Universităţii Tehnice din Flensburg, a întrebat recent: „Ce rost are deplasarea cu viteză maximă spre port, dacă trebuie să aştept o poziţie de andocare?” Atunci când se ia în considerare consumul de combustibil, este în mod substanţial mai eficient să se ajusteze viteza de deplasare, astfel încât o navă de marfă sau de tip container să sosească punctual într-un port care este pregătit din punct de vedere logistic să se ocupe de încărcătura acesteia.

Experţii au estimat recompensele monetare care ar putea rezulta din optimizarea consumului de combustibil şi a perioadelor de inactivitate ca fiind atât de mari, încât UE a lansat proiectul „Gestionarea traficului maritim”. Această iniţiativă încearcă să sincronizeze cu precizie operaţiunile de transport maritim prin intermediul comunicării, creării de reţele şi mega-datelor. Premisa de bază a proiectului este că datele pentru nave, care pot fi coordonate una cu alta, sunt furnizate în cloud, unde pot fi accesare de alte nave. Aceasta deschide calea pentru trecerea în condiţii de siguranţă a uneia pe lângă alta de-a lungul rutelor de transport maritim pentru sosirea exactă a uneia după alta în porturi. Operatorii din port ar beneficia, de asemenea, de transportul maritim sincronizat. Aceştia s-ar putea pregăti mai bine pentru sosirea navelor, ceea ce ar conduce astfel la un spaţiu logistic în mod semnificativ mai mic pentru stocarea intermediară şi la o capacitate mai mică pentru transportul de mărfuri. Semiremorcile şi trenurile nu vor fi nevoite să stea la cozi lungi, aşteptând anumite nave. Acordurile de acest tip se vor amortiza din punct de vedere financiar şi al mediului. „În ciuda acestei situaţii, nu este încă obişnuit în domeniul transportului maritim”, este de părere Profesorul Watter, care clarifică faptul că în acest context, este mai important ca operatorii navelor să interpreteze corect diferitele scenarii. Watter doreşte ca echipajele navelor, „să fie capabile să citească în mod corect datele şi să determine măsurile corecte”, prin care intenţionează să afirme că sistemele de automatizare au nevoie de interfeţe corespunzătoare om-maşină.

Maritime 4.0 necesită o securitate IT mai mare

În acest context, punţile navelor au servit mult timp ca centre de control al automatizării, în care fluxul informaţional se desfăşoară împreună. Acestea includ informaţii privind navigaţia, comunicaţiile şi marfa, precum şi date administrative, precum documentele de înregistrare şi declaraţiile privind marfa. Cu ajutorul hărţilor electronice şi cu ajutorul sistemelor automate de identificare (AIS), se constată pe punte că digitalizarea creşte pe marea largă. Tendinţa se manifestă intens, iar posibilităţile descrise sunt în acord: mega-date pentru navele de mari dimensiuni? Va merita cu siguranţă!

Cu toate acestea, reducerile de costuri, protecţia mediului şi eficienţa sporită au, de asemenea, preţul lor: cereri privind securitatea cibernetică crescute în mod semnificativ. Riscul privind abuzul de date şi criminalitatea cibernetică va creşte odată cu digitalizarea, cu crearea de reţele şi cu creşterea comunicaţiilor dintre uscat şi navă. Oricine vorbeşte despre Maritime 4.0 trebuie să discute despre securitatea cibernetică - iar aceasta înseamnă mult mai mult decât asigurarea unei nave împotriva atacurilor cibernetice, implicând şi siguranţa operaţională a navei propriu-zise. Pentru a proteja nava, echipajul şi mediul cu tehnologii adecvate, este imperativ ca datele transmise între uscat şi mare să fie criptate în mod credibil. Un exemplu: punctele de acces şi timpii de acces sunt reglementate sau se utilizează controleri care includ „securitatea informatică prin proiectare” şi care pot funcţiona şi ca spaţiu de stocare intermediar, dacă legătura dintre uscat şi mare este întreruptă din orice motiv.

Securitate IT: o competiţie în curs

Având în vedere efectele grave provocate de accidentele maritime, este surprinzător în acest context că versiunea actuală a Legii privind securitatea IT nu include operaţiunile de transport maritim între infrastructurile sale critice, ceea ce reprezintă un contrast puternic faţă de aprovizionarea cu energie şi cu apă pe uscat. De fapt, securitatea cibernetică trebuie luată în considerare ca o „concurenţă”, care apare între producători, hackeri şi operatori. Pentru a reacţiona în mod flexibil la noile ameninţări, un sistem de operare deschis reprezintă prima alegere, deoarece produsele open-source nu depind numai de un singur producător. Mai degrabă, sistemele deschise sunt utilizate simultan de numeroşi programatori care recunosc mai rapid lacunele de securitate şi care colaborează pentru îmbunătăţiri. Prin urmare, familia PFC de la WAGO se bazează pe Linux^®. cu o extindere în timp real, care oferă funcţii comune pentru securitatea informatică ca funcţii implicite, indiferent de producător şi care oferă posibilităţi viitoare de extindere.

Text: Thorsten Sienk, Norman Südekum şi Eva Banholzer | WAGO

Fotografie: Thorsten Sienk | WAGO

WAGO la lucru

Mai multe despre Maritime 4.0

Clienţi satisfăcuţi şi subiecte interesante - aflaţi mai multe despre Maritime 4.0.

Interviu

Tema de la Maritime 4.0

Constructorii navali, integratorii de sisteme şi companiile de transporturi navale întâmpină cu entuziasm noile oportunităţi oferite de conceptul Maritime 4.0. Profesorul Karl-Heinz Niemann discută cu WAGO despre oportunităţi şi provocări.

Persoana dvs. de contact la WAGO

WAGO Kontakttechnik Romania SRL

Oferte de servicii suplimentare:

V-ar mai putea interesa

WAGO în alte industrii

Tehnicile de automatizare şi de interconectare electrică ale WAGO nu sunt reprezentate doar în sectoarele maritim şi offshore. Aflaţi ce soluţii oferă WAGO în alte industrii.

Ingineria procesului

Soluţii inovatoare tot timpul

Fie că este vorba de gestionarea energiei sau de protecţia împotriva exploziilor, de la Process 4.0 la securitate cibernetică, WAGO dezvoltă continuu soluţii pentru utilizatori şi planificatori.

Tehnologia clădirilor

Faceţi planuri pentru viitor

Fie că este vorba de gestionarea iluminatului şi încăperilor, fie de soluţii pentru încălzire, ventilaţie sau aer condiţionat, WAGO este un partener inovator cu produsele potrivite pentru a economisi timp, costuri şi energie.

Subiecte Mega-date pentru nave mari