Интернет технологии(IoT и IIoT ) в судоходной индустрии
В последнее время широко распространились две технологии – IoT (Internet of Things) и IIoT (Industrial Internet of Things). Потребительский IoT (сокращение от Internet of Things, т.е. «Интернет вещей») и индустриальный IIoT (сокращение от Industrial Internet of Things, т.е. «Промышленный Интернет вещей») - это различные термины, несмотря на некоторую общность в плане аббревиатур и высокоуровневых концепций.
· Цель возникновения. Интернет вещей (IoT) появился для того, чтобы улучшить комфортабельность жизни людей. Он нацелен на быт, открывая безграничные возможности по экономии и безопасности. Промышленный интернет вещей (IIoT), как и следует из его названия, нацелен на производственные выгоды и позволяет увеличить рентабельность бизнеса.
· История развития. IoT - это планомерное развитие технологии «smart home» (умный дом), в то время как IIoT – это улучшение существующих производственных телеметрических и телематических систем.
IoT дает возможность подключение бортового оборудования к береговым системам для анализа данных, с целью повышения производительности судна; и он уже делает суда более быстрыми, безопасными и экономичными.
Морская индустрия медленно внедряла в себя развивающийся мир промышленного интернета — IIoT. Но в на сегодняшние время грядут перемены, потому что грузоперевозки ожидает умное будущее.
В целом звучат мнения, что промышленный интернет вещей станет второй революцией в морской коммуникации после широкополосных спутниковых сервисов VSAT. Среди других преимуществ IIoT: возможность значительно улучшить транспортировку и логистику, усилить безопасность и снизить административные издержки на соблюдение нормативных требований.
Поскольку спутниковая связь и качество передачи данных постоянно улучшаются, связь корабля с берегом становится надёжнее. Это позволяет постоянно увеличивать объём передаваемых данных для принятия оперативных и диагностических решений.
«Владельцы судов узнали о потенциале промышленного интернета вещей благодаря улучшенному спутниковому покрытию, распространению сенсорных технологий и мощности облачных вычислений». Примеры данных в секторе перевозок, которые могут быть собраны с помощью промышленного интернета вещей, включают в себя маршрут, погоду, техническое состояние, данные о работе двигателей и состояние груза.
Выгода для всех областей судоходства .Промышленный интернет вещей повлияет на все области судоходства: от грузовых перевозчиков до круизных лайнеров и рыболовных судов. Мы уже наблюдаем, как подключённые устройства и сенсоры используются по-новому.
Грузоперевозки. Компания-поставщик морских решений Wärtsilä совместно с GasLog LNG Services обеспечивают надёжную работу семи крупных грузовых перевозчиков. GasLog анализирует данные, собранные на судах, и передаёт их через спутник, чтобы увеличить интервалы между обслуживанием. Это влияет на время заказа запчастей, оптимизирует производительность двигателей и снижает расход топлива, что, в свою очередь, уменьшает затраты компании и выброс CO2.
Пассажирские перевозки. Компания Carnival Corporation анонсировала персонального цифрового консьержа на основе интернета вещей. Его назвали Океанский компас (Ocean Compass). Консьерж доступен на смарт-устройствах, в киосках в домашних портах, на телевизорах в каютах, на интерактивных поверхностях всех круизных судов и на устройствах, обслуживаемых провайдерами услуг на борту. В каждом устройстве гостя есть NFC и технология Bluetooth с низким энергопотреблением — BLE. Система оснащена невидимой сетью датчиков и встроенных в судно вычислительных устройств. Они упрощают сход на берег, доступ к замкам кают, обеспечивают играми и дают возможность легко оплачивать товары и услуги.
Более эффективные суда. Промышленный интернет вещей поможет стать судоходной отрасли более конкурентоспособной. Экономия топлива станет одной из первых сфер применения технологий в судоходстве, потому что две трети эксплуатационных расходов судна — это топливо. Например, система на борту в связке с приложением по оптимизации расхода топлива собирает данные и отправляет их на берег для построения наиболее энергоэффективного маршрута.
В скором времени нам представят ещё больше приложений для морской индустрии с круглосуточным подключением. В том числе для мониторинга производительности двигателя. Флоты будущего получат более автоматизированные системы с помощью локальных сетей интеллектуальных датчиков и глобальных сетей для передачи данных между судном и берегом.
Основной проблемой, тормозящей развитие IoT и IIoT в морской индустрии, является кибербезопасность. Поскольку многие более старые устройства на борту не были разработаны для подключения к внешним сетям, они становятся легкой мишенью для кибератак.
Искусственный интеллект (ИИ) в судостроении и управлении судами.Применении (ИИ) технологии в судостроении позволялит:
- Определять количество работников в цехе, наличие у них средств индивидуальной промышленной защиты (каски, жилеты, комбинезоны, бэйджи). Отслеживать присутствие на объекте супервайзера или посторонних групп лиц.
- Определять объекты в зоне цехов: погрузчики, краны, велосипеды. Время их работы и нарушения в процессе экплуатации.
- Вести анализ состояния инфраструктуры объекта: мониторинг свободных от посторонних предметов эвакуационных зон/галерей/проходов, определять наличие строительных лесов в зоне ведения высотных работ.
- Вести автоматизированный мониторинг прогресса строительства кораблей в режиме реального времени.
Пример применения технологий (ИИ)производителей судов в Сингапуре .
Этапы проекта.
Проект рассчитан на 3 года. Первый год мы запустили пилот на 24 камеры заказчика, в которых показали возможности платформы. В течение 2021 года идет масштабирование решения на 500 камер (32 цеха) судоверфи. В 2022 году предусмотрено сопровождение системы для дальнейшего автономного использования заказчиком. На сегодня — два первых этапа проекта в полной мере реализованы и используются заказчиком.
Реализация.В каждом из цехов мы установили 6 высокоточных беспроводных Wi-Fi (в будущем 5G) цифровых камер, которые покрывают всю исследуемую область заказчика и подключены к программному комплексу нашей собственной разработки. Все данные обрабатываются, анализируются и формируются в отчеты при помощи платформы анализа потока медиа данных в режиме реального времени (RTMIP). В основе ПО — специально созданный набор нейросетей, каждая из которых обучена на определенную задачу (подсчет трафика, определение СИЗ, распознавание людей и объектов, прогресса строительства и т.д.).
Для построения системы используется мощное серверное оборудование, подключение к существующей на территории заказчика базовой станции связи, при помощи которой данные передаются на компьютеры в диспетчерском центре судоверфи.
Это позволило нам создать для заказчика решение:
— многофункциональная платформа объективного контроля и промышленной безопасности для отслеживания рабочего времени персонала, соблюдения правил ТБ на рабочем месте, наличия посторонних объектов и нештатных ситуаций на производстве, с возможностью экстренного реагирования.
— комплексное автоматизированное решение для слежения за ходом строительства судов в режиме реального времени.— мультиплатформенность (desktop, mobile, web, SNS) и легко настраиваемая система получения отчетности по всем задачам заказчика с единым интерфейсом
Какую проблему решает?
Оптимизация человеческих ресурсов на объекте, профилактика нарушений, оптимизация расходов на обеспечение промышленной безопасности на производстве заказчика и устранение последствий экстренных ситуаций. Непредвзятый контроль за ходом строительства и расходом материалов на производстве.
Как это работает?
В каждом из цехов заказчика установлен комплекс IP камер, которые мониторят периметр на предмет происходящего. Если в периметре появляется группа рабочих — нейросеть их считает, анализирует — одеты ли они в СИЗ согласно требованиям ТБ, смотрит — к какой группе рабочих относятся (супервайзер, рядовой персонал, посторонние) и в зависимости от настроенных сценариев записывает данные в отчет.
Управлении судамиСотни компаний по всему миру занимаются морскими грузоперевозками. Каждая из них ежедневно осуществляет не только мониторинг местонахождения принадлежащих ей судов, но и постоянно отслеживает такие данные как: скорость и направление движения судна, метеорологические условия в регионе, где оно находится, состояние груза на борту, режим работы двигателя и других элементов судна, и многое другое. Судоходным компаниям становится все более очевидным, что сегодня для повышения эффективности управления своим флотом необходимо использование централизованных систем управления и мониторинга, связанных в единую морскую экосистему.
Судовождение.
Компания Транзас, как один из ведущих мировых производителей высокотехнологичных решений для морской отрасли, уже сегодня предлагает действенные инструменты для решения подобных задач. Ключевым предназначением единой облачной платформы для управления операциями в рамках морской экосистемы THESIS (Transas Harmonized Eco System of Integrated Solutions) является обеспечение надежного, устойчивого и безопасного обмена информацией между различными участниками морского судоходства. Идея платформы заключается в предоставлении доступа к информации всем участникам отрасли, что позволяет заинтересованным сторонам работать с одними и теми же данными, на каком бы участке операционного процесса они ни действовали. Особое внимание при этом уделяется обеспечению доступа к данным исключительно в соответствии с уровнем допуска персонала и в зависимости от его оперативного подчинения.
Автоматический сбор данных позволяет минимизировать риск ошибки, избежать дублирования действий и устранить устаревшие или неэффективные каналы связи. В результате формируется общая «картина высокого разрешения», которая качественно преобразует работу капитанов судов, менеджеров береговых служб управления флотом, служб планирования развития портов, поставщиков услуг обучения, операторов службы управления движением судов (СУДС) – вследствие чего повышается безопасность на море и снижаются расходы на эксплуатацию судов.
Компания Moller-Maersk испытает на борту одного из своих новых контейнеровозов ледового класса Winter Palace систему оценки ситуации, основанную на Искусственном интеллекте (ИИ) . Компанией Sea Machines взяла на себя обязательство установить систему машинного зрения, использующую идентификацию и определение дальности с помощью света (LiDAR), а также программное обеспечение для распознавания. Sea Machines заявили, что в их разработке используется (ИИ) для улучшения понимания ситуации, отслеживания объектов.
Компания Transas также занимается разработкой и внедрением системы поддержки принятия решения для судовождения с использованием (ИИ) . Transas выпустила свой пакет приложений, основанный на единой облачной платформе для управления операциями по всей ширине морского сегмента. В своих разработках компания использует новейшие методы машинного обучения, чтобы уменьшить потенциальные ошибки человека на навигационном мостике или неверные решения в другом месте, которое находится в рабочей цепочке судна.
Можно сказать что, информационные технологии в своем развитии вышли сегодня на более качественный уровень. Информационные технологии на основе новейшей компьютерной техники способствуют высокоэффективной организации управления на предприятии и помогают снизить временные затраты на различные операции.
Автономные суда.
По оценкам крюинговые компаний расходы на автономность составляют всего 6% от общей стоимости работы судна. Затраты на обеспечение работы судна составляют 42%, а также рейсовые расходы, включая бункеровку, составляют еще 40%. Не может быть никаких сомнений в том, что судоходство является более капиталоемким, чем трудоемким бизнесом.
Даже если все расходы на экипаж будут устранены, то не совсем понятно, как относительно небольшие сбережения на крюинговых расходах смогут компенсировать дополнительные затраты на строительство и эксплуатацию дистанционно-управляемой системы автономного судна и поддерживающей его береговой инфраструктуры.
Мы видели небывалый в некоторых кругах ажиотаж по поводу автономных судов, которые создали бы массовую безработицу моряков в мире и подорвали бы экономику стран, предлагающих морскую рабочую силу, только для достижения весьма незначительного снижения стоимости перевозки. Но до сих пор было очевидно отсутствие энтузиазма в отношении автономных судов среди судовладельцев: возможно, они имеют лучшее понимание экономики, чем восторженные энтузиасты.
Компания Maersk заявила, что она может начать рассматривать идею автономных судов в 2030-35 годах, которые будут совпадать с окончанием срока полезного использования своих недавно построенных судов. Но владельцы судов будут рассматривать автономное судоходство, только в том случае если оно является коммерчески жизнеспособным, и они смогут получить конкурентное преимущество за счет устранения затрат на моряков. Однако, как мы видим из статистики, степень любого снижения затрат, полученной за счет сокращения экипажа, является незначительной.
Итоги.
Подводя итоги изложенного материала можно сказать , что ближайшее будущее будет наполнено активным использованием технологии в морском судоходстве. Оно будет иметь свои плюсы и минусы, что касательно масштабных климатических вопросов.
Все эти применения внесут изменения в экономику многих стран, какой она будет покажет лишь время.
Список используемой литературы:
1) http://www.sur.ru/ru/news/lent/2019-06-17/sudokhodstvo_2030_novye_tekhnologii_v_morskoj_industrii_17778/
2) https://worldmarine.ru/novinki/e-motion-gibrid-dlya-yaht-buduschego-uzhe-segodnya/
3) http://www.morvesti.ru/analitika/1689/90019/
4) https://maritime-zone.com/news/view/alternativnoe-sudovoe-toplivo-sverim-gotovnost-k-imo-sulphur-cap-2020
5) https://vc.ru/flood/33896-iot-i-iiot-klyuchevye-otlichiya-dvuh-tehnologiy
6) https://spark.ru/startup/neirolis/blog/79929/kak-iskusstvennij-intellekt-pomogaet-stroit-korabli
7) https://cyberleninka.ru/article/n/perspektivy-ispolzovaniya-alternativnyh-vidov-topliva-v-sudovyh-energeticheskih-ustanovkah/viewer.