Der Tag des unbemannten Schiffs dämmert

DNV GL Virtual Bridge Frachtschiffe ohne Überbau könnten eines Tages von einer virtuellen Brücke an Land aus gesteuert werden. (Foto mit freundlicher Genehmigung von DNV GL / Rolls-Royce)

Das Intelligent Awareness (IA) -System von Rolls-Royce nutzt die Datenerfassung zur Verbesserung der Navigationssicherheit und der Betriebseffizienz. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Rolls-Royce)

Inmarsat-Netzwerke werden eine wichtige Rolle bei autonomen Operationen spielen. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Inmarsat)

Wärtsiläs jüngste Übernahme von Transas wird dazu beitragen, intelligente Schiffe mit intelligenten Häfen besser zu verbinden. (Foto mit freundlicher Genehmigung Wärtsilä)

Rajants Kinetic Mesh sorgt dafür, dass die mobilen Konnektivitäts-Ports vollständig und sicher funktionieren. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Rajant)

NTNU-Forscher verwenden das experimentelle Modell DNV GL ReVolt unbemanntes Gefäß für Versuche. (Foto mit freundlicher Genehmigung von DNV GL)

Hrönn: Kongsbergs unbemanntes Mehrzweckfahrzeug. (Foto mit freundlicher Genehmigung von DNV GL / Kongsberg)

MAXCMAS-Projekt, eine Partnerschaft zwischen Rolls-Royce, LR, der Warsash Maritime Academy, der Queen's University Belfast und Atlas Elektronik UK. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Rolls-Royce)

Great Intelligence, ein Massengutfrachter mit einer Kapazität von 38.800 dwt mit Lloyd's Register-Beschreibungen zur Schiffsbeschreibung, basierend auf der ShipRight-Methode. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Lloyd's Register)

Silicon Sensing DMU30: Eine künstlerische Darstellung des autonomen Schiffes MAS 400 mit der neuen Inertialmesseinheit DMU30 von 68,5 x 61,5 x 65,5 mm. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Silicon Sensing)

Das ungestrichene Feuerlöschboot RALamander 2000 hält Marine-Feuerwehrleute in sicherer Entfernung. (Foto mit freundlicher Genehmigung von Kongsberg Maritime)

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Während Debatten in Bezug auf Sicherheit, Versicherungen und Cyber-Sicherheit wüten, treibt die Technologie, die autonome maritime Operationen antreibt, weiter an.

Fortschritte in der Sensortechnologie, der Datenanalyse und der Bandbreiten-zu-Land-Technologie verändern die Funktionsweise des Versands grundlegend. Im Zuge der Digitalisierung werden die Abläufe zunehmend automatisiert, erklärte Dr. Pierre C. Sames, Leiter der Abteilung Technologie und Forschung bei der Klassifikationsgesellschaft DNV GL.

Regierungen auf der ganzen Welt sehen in der unbemannten Schifffahrt eine Möglichkeit, mehr Fracht auf See zu bringen, um die steigenden Kosten der Straßeninstandhaltung, die durch den Schwerlastverkehr verursacht werden, einzudämmen, ganz zu schweigen von der Luftverschmutzung. Norwegen ist eines der führenden Länder bei der Erkundung dieses Problems: Die norwegischen Vertriebs- und Transportunternehmen müssen in der Lage sein, die vielen Fjorde und Seewege des Landes zu überbrücken, um den Transit zu erleichtern, und die Kosten spielen dabei eine entscheidende Rolle. Im Jahr 2016 gründeten norwegische Regierungsbehörden und Industrieverbände das norwegische Forum für autonome Schiffe (NFAS), um das Konzept der unbemannten Schifffahrt zu fördern. Zur Unterstützung dieser Bemühungen hat die norwegische Regierung den Trondheimfjord zu einem Testfeld für autonome Schiffsversuche gemacht. Andere Nationen, allen voran Finnland und Singapur, verfolgen ähnliche Ziele.

DNV GL ist an dieser Entwicklung maßgeblich beteiligt, um sicherzustellen, dass die Technologien, die Schiffe autonom arbeiten lassen, der menschlichen Gesellschaft und der Umwelt zugute kommen werden: Wenn wir uns die jüngsten Fortschritte bei der fahrerlosen Fahrzeugtechnologie anschauen, versuchen wir etwas Ähnliches mit Schiffen zu versuchen scheint nicht zu weit hergeholt, sagte Sames. Denn Wasser hat mindestens einen großen Vorteil: Es gibt weniger Verkehr als auf Straßen und die Reaktionszeiten sind meist länger. Die Automatisierung verringert das Potenzial für menschliche Fehler und außerdem kann der Wassertransport billiger und energieeffizienter sein als der Transport von Waren an Land. DNV GL hat mehrere autonome Betriebsprojekte initiiert oder nimmt daran teil, und sein ReVolt-Projekt ist ein Beispiel: Hier wird ein Modell des Reevolt-Konzeptes von DNV GL im Maßstab 1:20 von Studenten der Norwegischen Universität für Wissenschaft und Technologie (NTNU) in Norwegen verwendet Trondheim untersucht, wie fortschrittliche Steuerungssysteme und Navigationssoftware ein unbemanntes Schiff steuern können und dass alle Aspekte von t
Die autonome Steuerungstechnik ist ausgereift, wie ein solches Konzept möglicherweise als Zubringerschiff auf festen Routen in Küstengewässern gebaut und eingesetzt werden könnte.

Ein weiteres Projekt, an dem DNV GL teilnimmt, ist die von Rolls-Royce geleitete Initiative Advanced Autonomous Waterborne Applications (AAWA): Dieses Projekt untersucht eine breite Palette von technologischen, sicherheitstechnischen, rechtlichen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Fragen im Zusammenhang mit der Entwicklung kommerzieller Maßstab unbemannter Versand. Wir bei DNV GL arbeiten viel daran, die potenziellen Risiken zu verstehen, die mit autonomen Schiffssystemen verbunden sind, um neue Standards für sie zu setzen, sagte Sames. Wir arbeiten bereits an der Entwicklung von Anforderungen, um unbemannte Schiffe in Zukunft testen und klassifizieren zu können. In einem Projekt, das kurz vor der Fertigstellung steht, liefert Rolls-Royce für den norwegischen Fährbetreiber Fjord1 automatische Kreuzungssysteme für zwei DNV-GL-klassifizierte doppelseitige, batteriebetriebene Schiffe, die in diesem Jahr in Betrieb gehen sollen. Die Schiffe werden unter der Aufsicht eines menschlichen Kapitäns, der jederzeit die Kontrolle über das Schiff übernehmen kann, autonom navigieren. Eine dieser Fähren wird immer noch von Menschen gesteuertes Anlegen erfordern, aber die andere wurde so konzipiert, dass sie sich automatisch anliefern kann.

In ähnlicher Weise wird auch das unbemannte Offshore-Schiff Hrönn, das in der Fjellstrand-Werft für ein norwegisches und britisches Konsortium, das von Automated Ships Ltd und der KONGSBERG-Gruppe geführt wird, gebaut wird, in diesem Jahr geliefert. Dieses leichte, vollautomatisierte Nutzfahrzeug wird in einem Shuttle-Service für Offshore-Anlagen eingesetzt, kann aber auch für eine Vielzahl anderer Zwecke von der Forschung bis zur Fischzucht eingesetzt werden. Darüber hinaus haben die KONGSBERG-Gruppe und der norwegische Düngemittelhersteller Yara im vergangenen Jahr Pläne für das erste unbemannte und vollelektrische Container-Feeder-Schiff Yara Birkeland angekündigt. Nach der Auslieferung wird das Schiff zunächst als bemanntes Schiff fahren, aber ab 2020 eigenständig zwischen den norwegischen Häfen Brevik und Larvik verkehren. Sames hat jedoch ein Wort der Vorsicht ausgesprochen: Während vorhandenes Know-how aus der Luftfahrt- und Automobilindustrie kann Englisch: bio-pro.de/en/region/stern/magazin/...3/index.html Um das Know - how in der Schiffsautonomie nutzen zu können, sei noch nicht aufgebaut. Ein weiteres Problem ist die Verfügbarkeit von Maschinen an Bord, da sofortige Reparaturen an einem unbemannten Schiff einfach nicht möglich sind: Die Zuverlässigkeit aller mechanischen und elektronischen Komponenten ist entscheidend. Außerdem würden batteriebetriebene unbemannte Schiffe bewegliche Teile aus dem Energieerzeugungssystem eliminieren und sie leichter zu warten machen, bemerkt Sames. Ein anderes Problem ist, dass es bis jetzt keinen rechtlichen Rahmen gibt, der den Gebrauch von unbemannten Schiffen regelt. DNV GL entwickelt eine Reihe von Regeln, aber um mögliche Konflikte mit dem internationalen Recht zu vermeiden, können autonome Schiffe erst dann in internationalen Gewässern operieren, wenn entsprechende Vorschriften von der IMO erlassen und durchgesetzt werden. Das wird Zeit brauchen.

Für die Hochseesegmente ist die autonome Schifffahrt heute keine Option, sagte Sames. Diese Schiffe fahren Entfernungen, die über den Bereich des Batterieantriebs hinausgehen, und sie benötigen gut ausgebildete Besatzungen an Bord, die schnell auf jedes technische Problem reagieren können. Wenn ein unbemanntes Schiff ein technisches Problem im Atlantik hatte, würde es Tage dauern, bis es das Problem gelöst hätte. Dies wäre nicht sicher oder wirtschaftlich. Fortschritte in der Automatisierung können jedoch auch ohne eine vollständig autonome Steuerung in irgendeiner Weise für alle Branchensegmente von Vorteil sein. Ein Teil des Schiffsverkehrs könnte aus der Ferne von landgestützten virtuellen Brücken aus gesteuert werden, wobei ein Schiffsführer mehrere Schiffe gleichzeitig überwacht. Das wahrscheinlichste Szenario ist jedoch, dass die Technologie, die einen autonomen Schiffsbetrieb ermöglicht, einfach eine zusätzliche Option für den Betrieb darstellt - das heißt, sie könnte für spezifische Zwecke verwendet werden, ohne traditionelle, bemannte Operationen vollständig zu ersetzen, so Sames. So könnten zum Beispiel autonome Navigations- und Kontrollsysteme die Besatzung beim Steuern eines Schiffes unterstützen und so die Sicherheit erhöhen und die betriebliche Effizienz optimieren.

Das wahrscheinlichste Szenario ist, dass die autonome Schifffahrt eine zusätzliche Option für den zukünftigen Schiffsbetrieb sein wird, schloss er. Die große Debatte Wie Ronald Spithout, der Präsident der maritimen Abteilung des Satellitenkommunikationsspezialisten Inmarsat, kommentiert hat, hat die Idee autonomer Schiffe eine große Debatte in der Industrie ausgelöst. Es gibt noch viele Herausforderungen, die überwunden werden müssen, nicht nur mit der erforderlichen Technologie, sondern auch mit regulatorischen Fragen, die gelöst werden müssen, und kommerzielle Fragen zur Lebensfähigkeit solcher Schiffe müssen beantwortet werden. Spithout hat festgestellt, dass, obwohl es nicht intuitiv zu sein scheint, die Wahrscheinlichkeit hoch ist, dass technologische Fortschritte, die zu einer größeren Automatisierung bestimmter Schiffssysteme führen, die Rolle der Mitarbeiter der maritimen Industrie wichtiger denn je werden lassen. Eine KI-gestützte Gesundheitsüberwachung von Maschinen an Bord wird zum Beispiel die Ausfallrate verringern, indem vorbeugende Maßnahmen zur Behebung von Problemen vor einem Ausfall zugelassen werden. Solche Datenanalysen und der Zugang zu sofortiger Unterstützung durch Experten an Land würden die Rolle des Schiffsingenieurs grundlegend verändern und die Mitarbeiter dazu befähigen, den Schiffsbetrieb strategischer zu gestalten.

Rupert Pearce, CEO der Inmarsat-Gruppe, hat festgestellt, dass die wahre Wirkung und die wirklichen Vorteile der digitalen Gesellschaft erst jetzt im maritimen Sektor zu spüren sind und dass die Möglichkeiten, die der Industrie offenstehen, ebenso groß wie unerwartet sind wurde in anderen Sektoren gesehen. Er stellte fest, dass die Satellitenkommunikation auf höchster Ebene einen besseren Überblick über die Position und Leistung von Schiffen und Ladung bietet, was wiederum messbare Metriken hervorbringt, die mit den Kunden von Reedern und Managern sowie mit anderen Interessengruppen geteilt werden können.

Inmarsat und seine Partner im Norwegian Maritime Competence Center sehen vor, dass der kontinuierliche Datenfluss von einem Schiff zum Festland nicht nur spezifische, messbare Vorteile bietet, sondern auch Informationen mit wichtigen internen und externen Stakeholdern erfasst, analysiert und teilt: diese Fülle von Daten kann wiederum den notwendigen Einblick geben, um neue Arbeitsweisen zu entwickeln und neue Wege zu finden, das Wertversprechen für den Endkunden zu verbessern. Satellitenkommunikation Ein zunehmend beliebterer Vorteil der Verwendung von Satellitenkommunikation ist die Fähigkeit, die Hauptmaschine eines Schiffs und die damit verbundenen Systeme kontinuierlich und kosteneffektiv zu überwachen und dadurch Echtzeit-Schiffsleistungsdaten abzuleiten. Der Einsatz von Anwendungen wie der Passageplanung und der Wetterführung für optimales Segeln wird ebenfalls zu einer profitableren Reise beitragen, während eine größere Verfügbarkeit der Bandbreite auch bei Brückenprozessen eine wichtige Rolle spielen wird, sei es für Navigation und Situationsbewusstsein oder für die Sicherheit von physischen und Cyber-Assets. Pearce sagte jedoch, dass die Ära des angeschlossenen Schiffs und selbst des ferngesteuerten Schiffs weder das Ende für kompetente Seeleute noch für ihre Gegenstücke an Land bedeutet, sondern dass es große Veränderungen signalisiert. Er sagte, dass die Satellitenkonnektivität jetzt der Differenzierungsfaktor wird, der sowohl die kommerziellen Möglichkeiten als auch die Rentabilität der maritimen Unternehmen sowohl für die Reeder als auch ihre Lieferanten verändern kann.

Unternehmen, die sehen, wie sich die Industrie im Allgemeinen wandelt, wissen, dass von den neuen Technologien unmittelbare Vorteile ausgehen, die heute ihren Gewinn steigern, aber sie wissen auch, dass die Zukunft zwar schwer vorherzusagen ist, die digitale Gesellschaft aber auch sie machen wird am besten geeignet, um das zu nutzen, was die neue Welt des angeschlossenen Schiffes bringen kann. Die Zukunft der vernetzten Schiffe liegt in Hochgeschwindigkeitsnetzen, die die von der App ausgelöste Bandbreite garantieren, um die autonomen Schiffe der Zukunft zu unterstützen. Um die gesetzlichen Anforderungen und Sicherheitsanforderungen zu erfüllen, muss die Kommunikation präzise und skalierbar sein und die verschiedenen Systeme unterstützen, die für die Redundanz erforderlich sind. Breitband-Konnektivität unterstützt die Echtzeit-Entscheidungsfindung, Fernüberwachung / -steuerung und automatisierte Prozesse, die die Entstehung des autonomen Schiffes unterstützen. Die Satellitenkommunikation wird bereits genutzt, um das Verhalten kompletter autonomer Schiffssysteme zu erproben und Konsequenzen für Regulierung, Cyber ​​Security und Seefahrer zu berücksichtigen. Inmarsat beteiligt sich an der AAWA-Initiative Inmarsat beteiligt sich auch an der AAWA-Initiative: Die Rolle des Unternehmens besteht in der Bereitstellung der Satellitenkommunikationsverbindung und -plattform des Projekts, die für die Fernsteuerung unerlässlich sind. Der Datenaustausch zwischen Schiffen sowie zwischen Schiffen und landgestützten Kontrollzentren ist einer der wichtigsten Entwicklungsbereiche für ferngesteuerte und autonome Schiffsforschung und bildet ein grundlegendes Element von AAWA. Das Projekt wird auf bestehenden Kommunikationsplattformen zwischen Schiff und Schiff und zwischen Schiff und Land aufbauen und daran arbeiten, ihre Effektivität bei der Unterstützung von Fernsteuerungsfunktionen zu verbessern. Der Inmarsat-Service Fleet Xpress, der über die Global Xpress- und L-Band-Konstellationen des Unternehmens geliefert wird, bildet das erste hybride mobile Ka-L-Band-Satellitensystem und bildet die Grundlage des Systems. Cyber-fähige Intelligence-Systeme für autonome Schiffe Lloyd's Register hat sich schon früh in die autonome Schifffahrt eingemischt: 2014 haben die maritime Klassifikationsgesellschaft und die Business Services Organisation mit dem Smart Systems Hersteller CSSC SERI eine JDP-Vereinbarung zur Entwicklung des SOMS-Systems, der cyber-fähiges Intelligence-System, das an Bord des Massengutfrachters Great Intelligence installiert wurde. CSSC begann dann mit der Diskussion über die Möglichkeit, ein mit diesem System ausgestattetes Schiff zu bauen, das Shanghai Merchant Ship Design- und Forschungsinstitut (SDARI) wurde beteiligt, und Lloyd's Register half bei der Entwicklung der Systemspezifikation. Zu dieser Zeit hatte Lloyd's Register seine cyber-fähige Schiffsführung geschrieben und war daher in der Lage, dies zu nutzen, während er mit mehreren Interessenvertretern der Branche daran arbeitete, das erste Cyber-fähige Schiffsverfahren auf dem Markt zu schaffen.

Obwohl die Technologie neu ist, sagte Lloyd's Register, dass sie gelernt habe, wie man ein System und seine Integration mit anderen Systemen genehmigt, wenn die vorgeschriebenen Anforderungen fehlen. Aufgrund der risikoorientierten Methodik des ShipRight-Verfahrens und der neuen Regel für Software von Lloyd's Register, kombiniert mit dem Verständnis, wie die bestehenden Regeln für die Integration softwareintensiver Systeme angewendet werden können, konnte die Klassengesellschaft effektiv zusammenarbeiten alle am Projekt beteiligten Parteien. Lloyd's Register hat erklärt, dass es in der Branche viele intelligente Gespräche gegeben hat, dass es sich jedoch auf die Entwicklung intelligenter Lösungen konzentriert und Notationen für diese neuen Bereiche herausgegeben hat. Die Organisation sagte, dass es sehr glücklich gewesen sei, sich mit Stakeholdern in Verbindung zu setzen, die es ermöglichten, einen Standard zu setzen, der die einzigartigen Risiken solcher neuartigen Technologien anspricht und ihre Notationen für die Industrie verlässlich macht. führende Erfahrung. Verfolgung beweglicher Vermögenswerte für erhöhte betriebliche Produktivität und Effizienz. Mit dem globalen BIP des Internets der Dinge, das vom US-amerikanischen Forschungs- und Beratungsunternehmen Gartner bis 2020 auf 1,9 Billionen US-Dollar geschätzt wird, werden immer mehr IoT-Sensoren, -Systeme und -Technologien in der maritimen Industrie eingesetzt, um Menschen, Ausrüstung und Infrastruktur miteinander zu verbinden , Fahrzeuge und andere kritische Vermögenswerte. Um jedoch das Versprechen einer allgegenwärtigen Konnektivität wahr werden zu lassen, benötigen Betreiberanwendungen ein Netzwerk, das sich leicht an ständige Veränderungen anpassen kann - ein lebendiges Netzwerk, das sich mit ihren Operationen bewegt.

Um dieser Nachfrage gerecht zu werden, hat die Rajant Corporation ihr Kinetic Mesh als privates drahtloses Netzwerk entwickelt, das bewegliche Assets verfolgen und die kontinuierliche Konnektivität für unterwegs bereitstellen kann. Es gibt eine Vielzahl von Betriebs- und Sicherheitsfunktionen, die für den erfolgreichen Transport von Fracht in und aus Häfen benötigt werden: Ein Rajant Kinetic Mesh-Netzwerk soll Betreibern dabei helfen, all diese zu mobilisieren: Hafenbetreiber können steigende Anforderungen erfüllen, um mehr Volumen zu bewegen - 11.000 Frachtcontainer werden täglich in und aus einigen der am stärksten frequentierten Häfen der USA bewegt - während die Vermögenswerte durch ein verbessertes Situationsbewusstsein geschützt werden (der globale Markt für Videoüberwachung wird zwischen 2016 und 2020 voraussichtlich um mehr als 22 Prozent wachsen).

Mit dem Kinetic Mesh können Betreiber außerdem von der zunehmenden Einführung von Automatisierung profitieren, die die Produktivität in Häfen voraussichtlich um 30 Prozent steigern wird.


(Wie in der April 2018 Ausgabe von Maritime Reporter & Engineering News veröffentlicht )