Puheenaiheet
Suurta dataa suurille aluksille

Maritime 4.0: ssa suuri data on käytössä suurissa aluksissa kaupallisessa laivaliikenteessä.

Samalla kun Industry 4.0 jatkaa erityisten muotojen soveltamista prosessiautomaatiota varten, ensimmäisillä kyperfyysisillä järjestelmillä ja pilvipohjaisilla verkkorakenteilla, jotka optimoivat merenkulun toiminnot, on vielä pitkä matka, ennen kuin ne ovat valmiina merimatkalle. Ensisijaisesti saksalaiset merenkulkulaitteistojen valmistajat ovat vakuuttuneita siitä, että Maritime 4.0 antaa heille mahdollisuuden saavuttaa valtavia säästöjä kaupallisen merenkulun tehokkuudessa. Onko se vain ruusuinen pinta saksalaisessa teollisuudessa? Loppujen lopuksi ne johtavat toimittajien maailmanlaajuista listaa VDMA-tilastojen mukaan. Mitä suuret tiedot lopulta tarjoavat merenkulun alalla, ja mitä uusia haasteita liittyy suuriin datamääriin?

Automaatio ottaa otteen toimituksista:

Energiatehokasta käyttöä linkittämällä alajärjestelmiä
Aluksen tietojen lukeminen ja ohjaukseen puuttuminen rannalta tehtävän etäohjauksen avulla
Pienemmät kustannukset miehittämättömistä laivauksista
Säätietojen arviointi ja reitin muuttaminen polttoaineen säästämiseksi
Kustannusleikkausten ympäristönsuojelun ja paremman tehokkuuden edut kohtaavat datan väärinkäytön ja kyperrikollisuuden korkean riskin.

Keskellä merta ollaan luonnon armoilla. Tämän merkitys ei ole hävinnyt 2000-luvulla. Tuomioistuimessa on aina epävarmuutta siitä, miten oikeudellinen tilanne ratkaistaan, ja vastaavia epävarmuustekijöitä vallitsee aavalla merellä. Vaikka alukset seuraisivat etukäteen määrättyjä reittejä, ne ovat luonnon, tekniikan luotettavuuden ja jopa merirosvojen armoilla. Kun toiset puhuvat redundansseista ja luotettavuudesta, toiset puhuvat itsenäisten alusten puolesta, jotka voivat vähentää merirosvojen riskiä, koska merirosvot ovat enemmän kiinnostuneita lunnaista, joita he voivat kiristää panttivangeista, eivätkä niinkään lastista. Muuttavatko ilman kuljettajaa liikkuvat kuljetusjärjestelmät, joita jo käytetään maakuljetuksissa, mielikuvaa maailman merillä?

Alan asiantuntijat ovat vakuuttuneita suuren datan potentiaalista.

Etäohjatut lastialukset kansainvälisillä vesillä ovat tällä hetkellä vain unelmaa. Ne kuitenkin lähestyvät todellisuutta, kun laivojen suunnitteluun otetaan mukaan yhä enemmän automaatiota, mikä mahdollistaa sen, mistä on voitu vain unelmoida muutamia vuosia sitten. Esimerkkeinä voivat olla alijärjestelmien verkotus, mikä mahdollistaa järjestelmien linkittämisen hienosäätöä varten ja merkittävästi enemmän tehokkuutta, tai etäkäyttöä maista käsin aluksen tietojen lukemiseksi tai liittymistä laivan toimintaa tiettyjen toimintojen hallitsemiseksi. Ihmiset voivat pysyä aluksissa, mutta alan asiantuntijat, kuten Hauke Schlegel , VDMA merenkulun laitteistojen ja järjestelmien osaston johtaja, on vakuuttunut siitä, että suureen dataan sisältyy uskomatonta potentiaalia. Merenkulun alalla saksalainen merenkulun talous johtavana maailmanlaajuisena valmistajana saa voittoa suuresta datasta - tämä on Schlegelin mieleen.

Vaikutta siltä, että tulevaisuudessa Kiinassa, Japanissa ja Koreassa suljetaan laivatelakoita ylikapasiteetin vuoksi, saksalaiset mekaniikkasuunnittelijat matkaavat tyynemmillä vesillä. Vaikka tulevaisuus ei näyttäisikään ruusuiselta, se näyttää vakaalta. Vuonna 2016 myyntimme arvioitiin ylittävän 12 miljardiin euroon. Nyt digitaalinen vallankumous tarjoaa lisämahdollisuuden? Mitä laivat ja laivausteollisuus saavat tästä uudesta tekniikasta? Tutkitaanpa tehokkuutta, ympäristön suojelua ja turvallisuutta laivateollisuudessa tarkemmin.

Pienemmät kustannukset miehittämättömistä laivauksista

Yleisesti ottaen kuljetuspalvelut kärsivät päivittäin korkeista ja jatkuvasti kasvavista kustannuspaineista. Syy tähän on yksinkertainen: saatavilla olevaa lastia on liikaa matkalla merillä - se on kasvuvuosien 2004-2009 spekuloinnin tulosta. Tuloksena ovat ylikapasiteetti ja jatkuva hintaeroosio. Kuljetuspalvelut pyrkivät tämän vuoksi rajoittamaan taloudellista kannattavuuttaan kustannuksia leikkaamalla. Ja kun kustannusleikkauksista puhutaan, työvoimakustannukset otetaan aina huomioon - myös kuljetusyhtiöissä. Heille se tarkoittaa eritysesti valintaa määrän ja laadun välillä. Yritykset joko vähentävät miehistön määrää tai luottavat miehistöön, jonka sähkötekniset taidot ovat matalammat ja näin ollen heille ei myöskään tarvitse maksaa niin paljoa.

Molemmat versiot voidaan toteuttaa automaation avulla. Automaattiset järjestelmät voivat ottaa haltuunsa monia pitkäkestoisia tehtäviä, joita aiemmin tekivät ihmiset. Ne mahdollistavat myös etätoiminnallisuuden, joka mahdollistaa maissa olevien asiantuntijoiden lukevan aluksen tietoja valvoakseen merellä olevaa huoltohenkilöstöä. Jos miehistöä ei laivoilla olisi enää ollenkaan, siitä olisi hyötyä: pienet alijärjestelmät, kuten jätevedenkäsittely, ilmastoinnin hallinta ja suolanpoistolaitokset poistuisivat, kun alusta ohjattaisiin itsenäisesti. Kuljetuspalvelut säästäisivät n. 10% polttoainetta, jos niissä ei tarvittaisi enää tiloja miehistön ruokkimiseen, majoittamiseen ja viihdyttämiseen.

Kustannusten osoittaminen lähteiden mukaan

Miehistöllä tai ilman: Aluksella on monia toimintoja, joita voidaan käyttää tehokkaammin. Parannusten mittaus, arviointi, muodostaminen - Maritime 4.0 sisältää valtavan lupauksen näille alueille. Mieti hetki rakennuksen hallintaa: Käyttämällä datan tallennusta ja verkkoon vientiä, kulutus ja kustannukset voidaan määrittää ja optimoida yksittäisen huoneen tasolle. Konttialuksissa ei ilmene verrattavia mittoja. Erilaiset kontit kuitenkin tuottavat kuljetuskustannusten eri tasoja. Tämä johtuu siitä, että vaikka kontin mitat ovat standardin mukaiset, kaikki lasti ei ole samanlaista. Se on selvää, kun ajatellaan kylmäkuljetusalusta.

Kylmäkuljetusalusta käytetään lastille, jota täytyy jäähdyttää aluksen jäähdytysjärjestelmällä tai sen omalla järjestelmällä. Nämä puolestaan ottavat virtaa aluksen verkosta. Molemmissa tapauksissa jäähdytys vaikuttaa suoraan aluksen polttoaineen kulutukseen, koska generaattorien täytyy syöttää sähköenergiaa ja päämoottori tarvitsee puolestaan enemmän tehoa. On selvää, että kylmäkontit ovat vastuussa suuremmista kuljetuskustannuksista verrattuna muihin kontteihin. Päivittäisessä toiminnassa kuitenkin infrastruktuurin kulut jakautuvat yhtenäisesti kaikkien konttien kesken aluksessa. Jos integroitu verkkotekniikka määrittäisi, miten suuria kylmäkuljetusaluksen energiatarpeet todellisesti olisivat, kuljetuskustannukset allokoitaisiin lähteen mukaisesti ja laskettaisiin yksittäin. Eri lastitariffeja voidaan määrittää eri reiteille, koska matkustaminen päiväntasaajan lähellä vaatii enemmän sähköä jäähdytykseen kuin viileämmillä alueilla. Teknisesti tällaiset tehtävät voidaan ratkaista ongelmitta nykyisin saatavilla olevalla tekniikalla. WAGOn PFC200 -logiikka tarjoaa esim. tallennuspotentiaalia valvontatiedoilla pilven ulkopuolella sen oman prosessorin rinnalla. Tämä valvonta on myös vaadittua keskeytymättömän kylmäketjun valvomiseksi ja näin ollen kylmäkuljetusaluksen käyttöturvallisuuden varmistamiseksi.

Reittisuunnittelua eikä täydellä höyryllä merten poikki

Toinen esimerkki eduista, jotka ovat tulosta datan verkkoon viemisestä, voidaan mitata polttoaineen kulutuksesta. Jos reittejä seurataan matalapaineisilla vyöhykkeillä, säästetään polttoainetta. Sen seurauksena on myös edullista arvioida säätietoja muutoinkin kuin vain turvallisuuden vuoksi. Satamatietojen lisäkäsittely noudattaa samanlaista polkua. Prof. Holger Watter, Dr.-Ing ja Flensburgin teknisen yliopiston presidentti kysyi äskettäin "Mitä hyötyä on kulkea täydellä vauhdilla satamaan, jos minun täytyy kuitenkin odottaa laituripaikkaa?" Polttoaineen kulutuksen suhteen on tehokkaampaa säätää kulkunopeutta niin, että rahti- tai konttilaiva saapuu ajallaan satamaan niin, että se on logistiikan suhteen valmiina käsittelemään sen rahtia.

Asiantuntijat ovat arvioineet rahapalkkioita, jotka voivat johtua polttoaineen kulutuksen optimoinnista ja joutoajat ovat niin suuria, että EU on julkaissut "meriliikenteen hallintaprojektin". Tämä aloite pyrkii synkronoimaan kuljetuksen käyttämällä tiedonsiirtoa, verkkoa ja suurta dataa. Projektin perustila on se, että aluksen tiedot, jotka voidaan koordinoida keskenään, viedään pilveen, missä muut alukset voivat käyttää niitä. Tämä avaa polun sille, että alukset ohittavat toisensa turvallisesti reittien varrella, ja saapuvat ajallaan satamoihin oikeassa järjestyksessä. Satamaoperaattorit hyötyvät myös synkronoidusta lähetyksestä. Ne voisivat valmistautua paremmin alusten saapumiseen, mikä puolestaan johtaisi pienempään logistiikkatilaan välivarastoinnissa ja pienempään kapasiteettiin lastin kuljetuksessa. Kuorma-autot ja junat eivät joudu odottamaan tiettyjä aluksia pitkissä jonoissa. Tällaiset sopimukset kannattavat taloudellisesti ja ympäristönsuojelullisesti. “Tästä huolimatta tämä ei ole vielä yleistä laivauksessa", sanoo professori Watter, joka selvittää tässä kontekstissa, että on edelleen tärkeää, että laivan operaattori tulkitsee eri tilanteita oikein. Watter haluaa alusten miehistöjen "voivan lukea dataa oikein ja määrittämään oikean mitat", mikä tarkoittaa, että automaatiojärjestelmät tarvitsevat hyvää ihmis-kone-rajapintaa.

Maritime 4.0 vaatii parempaa tietoturvaa

alusten komentosillat ovat pitkään toimineet automaation ohjauskeskuksina, missä tiedot yhdistetään. Tähän kuuluvat navigointi, tiedonsiirto ja lastin tiedot, sekä hallinnolliset tiedot, kuten rekisteröintiasiakirjat ja lastin tullaukset. Sähköisillä kartoilla ja automaattisella tunnistejärjestelmällä (AIS) komentosillalle on selvää, että digitalisaatio lisääntyy merellä. Tämä trendi puhuu äänekkäästi, ja kuvatut potentiaalit ovat samaa mieltä: suurta dataa suurille aluksille? Se on ehdottomasti sen arvoista!

Kustannusleikkauksilla, ympäristön suojelulla ja paremmalla teholla on myös hintansa: selkeästi kasvaneet kyperturvallisuuden vaatimukset. Datan väärinkäytön riski ja kyperrikollisuus kasvavat digitalisaation rinnalla, verkoissa ja lisääntyvät maista-alukseen-viestinnässä. Maritime 4.0:sta keskusteltaessa on myös huomioitava kyperturvallisuus - ja tämä tarkoittaa paljon muutakin kuin aluksen varmistamista kyperhyökkäystä vastaan - siihen liittyy myös aluksen käyttöturvallisuus. Aluksen suojaamiseksi on ehdotonta, että miehistö ja ympäristö sopivine tekniikoineen, jotka siirtävät dataa maan ja meren välillä, on salattu luotettavasti. Esimerkki: käyttöpisteet ja käyttöajat ovat säänneltyjä tai käytetään logiikoita, joissa on sisäänrakennettu tietoturva. Se voi myös toimia välivarastona, jos liitäntä meren ja maan välillä estyy jostakin syystä.

Tietoturva: Jatkuva kilpailu

Merellä sattuvien vakavien onnettomuuksien suhteen on yllättävää, että tässä kontekstissa tietoturvalain nykyinen versio ei sisällä merikuljetustoimintaa kriittisiin infrastruktuureihin liittyen, mikä on vahva kontrasti energia- ja vedenjakelussa maissa. Itse asiassa kyperturvallisuutta tulisi pitää eräänlaisena kilpailuna valmistajien, hakkereiden ja operaattorien välillä. Reagoidakseen uusiin uhkiin joustavasti, avoin käyttöjärjestelmä on ensimmäinen valinta, koska avoimen lähteen tuotteet eivät riipu ainoastaan yhdestä valmistajasta. Avoimia järjestelmiä käyttävät monet ohjelmoijat, jotka tunnistavat turva-aukkoja nopeammin ja tekevät yhteistyötä saadakseen aikaan parannuksia. Sen vuoksi WAGOn PFC-perhe perustuu Linuxiin^® reaaliaikaisella laajennettavuudella, mikä tarjoaa yhteisiä toimintoja kyperturvallisuudelle oletuksena, valmistajasta riippumatta ja tarjoaa tulevia mahdollisuuksia laajennettavuudelle.

Teksti: Thorsten Sienk, Norman Südekum ja Eva Banholzer | WAGO

Kuva: Thorsten Sienk | WAGO

WAGO töissä

Lisätietoja Maritime 4.0:sta

Tyytyväiset asiakkaat ja jännittävät aiheet - lue lisää Maritime 4.0:sta.

Merenkulku ja offshore

Tietoturva merellä

WAGO tarjoaa ratkaisuja, jotka suojaavat datan väärinkäytöltä ja hakkerien varastamiselta, sabotaaseilta tai vakoilulta, jotka toimivat luotettavasti aluksessa ja merellä.

Yhteyshenkilösi WAGOlla

Myynti

unternehmen-market-management-industry-process-gettyimages-154894764-435

Aiheeseen liittyvää:

Suositeltua lukemista

Lisää merenkulun käyttösovelluksia

WAGO tarjoaa ratkaisuja jokaiseen haasteeseen merellä - Maritime 4.0, käyttövoiman hallinta tai säiliön painolasti ja lastinhallinta.

Hälytykset ja valvonta

Luotettavaa signaalinkäsittelyä

Kerää, käsittele ja visualisoi tietoja ja hälytä tarvittaessa: työ sujuu WAGOn valvonta- ja hälytysjärjestelmillä.

Käyttövoiman hallinta

Valmistaudu tulevaan

Myös älykkäät automaatioratkaisut ovat osa tulevaisuuden merenkulkusovelluksia. WAGOn ratkaisuilla vältät riskit.

Toiminta aluksen kannella ja nostureissa

Turvaa kellon ympäri

Huoltovapaat ja turvalliset ratkaisut, pitävät hinaajat ja nosturit jatkuvasti toimintavalmiina. WAGOn ratkaisut osoittavat vahvuutensa vaativimmissakin olosuhteissa.

Hyttien automaatio

Turvaa ja mukavuutta

WAGOn kustannustehokkailla ja luotettavilla liitäntäratkaisuilla rakennetaan sähköjärjestelmä aluksen palveluita varten.

Tämä voi myös kiinnostaa sinua

WAGO muilla aloilla

WAGOn automaatio- ja sähköliitäntätekniikat eivät ole edustettuina ainoastaan merenkulun ja offshore-sektoreilla. Lue, mitä ratkaisuja WAGO tarjoaa muilla aloilla.

Prosessitekniikka

Aina innovatiivisia ratkaisuja

WAGO kehittää käyttäjille ja suunnittelijoille energianhallinnan ja räjähdyssuojauksen ratkaisuja Process 4.0:sta aina kyberturvallisuuteen asti.

Rakennustekniikka

Suunnittele huomista tänään

WAGO on innovatiivinen kumppani, jonka oikeilla tuotteilla säästetään aikaa, kustannuksia ja energiaa siitä riippumatta, onko kyse valaistuksesta, tilanhallinnasta, lämmitys-, ilmanvaihto- tai ilmastointiratkaisuista.

Puheenaiheet Suurta dataa suurille aluksille