Ämnen
Stora data för stora skepp

Under Maritime 4.0 kommer stora data att checka in på stora fartyg inom kommersiell frakt.

Medan Industry 4.0 fortsätter att anta specifika former för processautomation, har de första cyber-fysiska systemen och de molnbaserade nätverksstrukturerna, som i slutändan optimerar sjöfarten, fortfarande en lång väg att gå innan de är redo för sjöresor. Flera sjöfartstillverkare är övertygade om att Maritime 4.0 kommer att göra det möjligt för dem att uppnå enorma vinster i kommersiell sjöfartseffektivitet. Vad erbjuder stora data faktiskt sjöfartssektorn, och vilka nya utmaningar är kopplade till dessa massiva dataset, är frågeställningar.

Automation tar plats inom Shipping:

Energieffektiv drift genom länkning av undersystem
Läser fartygsdata och kontrollintervention tack vare fjärråtkomst från stranden
Kostnadsminskningar på grund av obemannad leverans
Utvärdering av väderdata och justering av rutt för att spara bränsle
Fördelarna med kostnadsreduktion, miljöskydd och ökad effektivitet kontras av en hög risk för missbruk och cyberattacker.

Det sägs att du är i Guds händer när du är till havs och i domstol. Detta ordspråk har inte tappat något av dess betydelse under det 2000-talet. Det råder alltid en viss osäkerhet i rättssalen om hur den rättsliga situationen kommer att lösas och liknande osäkerheter råder på havet. Även när fartyg följer definierade vägar, förblir de utsatta för naturens krafter, teknikens tillförlitlighet eller till och med pirater. Medan vissa diskuterar uppsägningar och tillförlitlighet, överväger andra om man kan minska risken för pirater, eftersom piraterna är mer intresserade av den lösensumma de kan utpressa för gisslan än vad de kan få ut av själva lasten. Kommer förarlösa transportsystem, som redan används för logistik på land, att förändra bilden av de globala haven?

Sektorexperter är övertygade om den stora potentialen hos stora data.

Fjärrstyrda lastfartyg på internationella vatten är för närvarande bara drömmar; De närmar sig dock verkligheten, eftersom automatiseringen alltmer integreras i fartygsdesign och möjliggör det som var otänkbart för några år sedan. Exempel är nätverkssystem för delsystem, vilket möjliggör länkning av system för finare avstämning och betydligt högre effektivitet. eller fjärråtkomst från land för att läsa skeppsdata eller delta i fartygets verksamhet för att styra specifika funktioner. Oavsett om personer kvarstår ombord, är sektorspecialister som Hauke Schlegel, chef för VDMA-avdelningen Marine Equipment and Systems, övertygade om att "en ofattbar potential är dold" i stora data. Sjöfartssektorn, med den tyska sjöfartsekonomin som den ledande globala leverantören, drar stor nytta av stora data.

Medan det verkar som om Kina, Japan och Korea inom en överskådlig framtid kommer att stänga varv på grund av överkapacitet. Trots att framtiden inte säkert går att förutspå, verkar den vara stabil. År 2016 förväntas försäljningen överstiga 12 miljarder euro. Och nu erbjuder den digitala revolutionen ytterligare möjlighet? Vad kan fartyg och shipping faktiskt få från den här nya tekniken?Vad innebär effektivitet, miljöskydd och säkerhet för sjöfartssektorn.

Kostnadsminskningar på grund av obemannad leverans

I allmänhet lider lasttjänsterna dagligen av högt och ständigt ökande kostnadstryck. Anledningen till detta är enkelt: det finns för mycket tillgängligt frakttonnage på haven - ett resultat av spekulationer under boomen mellan 2004 och 2009. Överkapacitet och löpande priserosion är slutresultatet. Transporttjänster försöker därför behålla sin ekonomiska lönsamhet genom att minska kostnaderna. Och var som helst kostnadsminskningar diskuteras, är arbetskostnaderna alltid övervägande - även för rederier. För dem betyder det specifikt ett val mellan kvantitet eller kvalitet. Företagen reducerar också besättningsmängden ombord eller förlita sig på ett besättning med lägre elektrotekniska kvalifikationer och motsvarande lägre lönenivåer.

Båda scenarierna kan realiseras genom att implementera automation. Automatiserade system kan ta över många långsiktiga uppgifter som tidigare utförts av människor. De möjliggör även fjärrfunktionalitet som gör det möjligt för landbaserade experter att läsa fartygsuppgifter för att övervaka underhållet till sjöss. Om besättningsmängden ombord sjönk till noll skulle det vara lönsamt: små delsystem som rening av avloppsvatten, klimatkontroll och desaliniseringsanläggningar skulle elimineras om ett skepp var autonomt styrt. Transporttjänster kan spara enbart cirka 10 % i bränslekostnaderna om de inte behövde erbjuda de bekvämligheter som krävs för mathållning, hyra och underhåll för en besättning.

Tilldela kostnader enligt deras källor

Med eller utan besättning: På ett fartyg finns det många applikationer som kan drivas mer effektivt, bortsett från besättning. Mätning, utvärdering, formulering av lösningar - Maritime 4.0 har enorma möjligheter för dessa specifika områden. Genom att använda datainspelning och nätverk kan konsumtion och kostnader bestämmas och optimeras ner till individuella nivå. Jämförbara mätningar förekommer inte på containerfartyg. Däremot bidrar olika container till olika nivåer av transportkostnader. Detta beror på det faktum att all last, trots de standardiserade dimensionerna för en container, inte är densamma, vilket är tydligt och klart när man betraktar "reefers".

Reefer är termen som används för kylbehållare, som antingen måste kylas med lastkylningssystemet på fartyget eller ha egna kylsystem. Dessa drar i sin tur energi från inbyggnadsnätverket. I båda fallen påverkar kylningen direkt bränsleförbrukningen på fartyget, eftersom generatorer måste tillhandahålla elenergi och huvudmotorn kräver därmed mer uteffekt. Det är uppenbart att kylbehållare är ansvariga för högre fraktkostnader jämfört med andra behållare. I daglig praxis fördelas emellertid infrastrukturkostnaderna jämnt mellan alla behållare lastade på ett fartyg. Om integrativ nätteknik skulle kunna avgöra hur högt energibehovet för en reefer egentligen är, kan fraktkostnaderna fördelas enligt källan och beräknas individuellt. Olika lasttullar kan definieras för olika rutter, eftersom resor i närheten av ekvatorn kräver mer el för kylning än kallare områden. Tekniskt kan sådana uppgifter lösas utan problem med nuvarande tillgänglig teknik. WAGOs PFC200 Controller erbjuder till exempel lagringspotential för övervakning av data utanför molnet parallellt med sin egen processorprestanda. Denna övervakning är också redan nödvändig för att dokumentera den oavbrutna kylkedjan och därigenom driftsäkerheten hos en reefer.

Ruttplanering istället för full hastighet över havet

Ett annat exempel på fördelarna som följer av närmare datanätverk kan mätas i bränsleförbrukningen. Om rutter är ritade runt lågtryckszoner, till exempel, sparas bränsle. Följaktligen är det fördelaktigt att utvärdera väderdata med mer än säkerhet i åtanke. När man beaktar bränsleförbrukningen är det väsentligt effektivare att justera färdhastigheten så att ett last- eller containerfartyget anländer punktligt i en hamn som är logistiskt beredd att hantera sin frakt.

Experter har uppskattat att de monetära fördelar som kan uppstå genom att optimera bränsleförbrukningen och ledigtiderna är så stora att EU har lanserat projektet Sea Traffic Management. Detta initiativ syftar till att synkronisera sjöfarten med kommunikation, nätverk och stora data. Projektets grundläggande förutsättning är att fartygsdata, som kan samordnas med varandra, tillhandahålls i molnet där andra fartyg kan komma åt det. Detta öppnar vägen för att säkert passera varandra längs skeppsrutter och anländer punktligt i hamnar i en sekvens. Hamnoperatörerna skulle också dra nytta av synkroniserad frakt. De kunde bättre förbereda sig för ankomst av fartyg, vilket skulle leda till betydligt mindre logistikutrymme för mellanlagring och mindre kapacitet för transport av varor. Semis och tåg skulle inte vara kvar i långa köer och väntade på specifika fartyg. Avtal av den här typen skulle betala ekonomiskt och miljömässigt. Det är i detta sammanhang fortfarande viktigare för fartygsoperatörer att korrekt tolka olika scenarier. Automationssystemen behöver bra människa-maskininterface.

Maritime 4.0 kräver högre IT-säkerhet

I detta sammanhang har fartygsbroar länge fungerat som automationscentraler där informationsflöden strömmar samman. Detta inkluderar navigations-, kommunikations- och fraktinformation samt administrativa uppgifter, t.ex. registreringsdokument och fraktdeklarationer. Med elektroniska kartor och automatiserade identifieringssystem (AIS) är det uppenbart att digitaliseringen ökar på öppet hav. Trenden är tydlig och de beskrivna potentialerna överens: stora data för stora fartyg?

Kostnadsminskningar, miljöskydd och ökad effektivitet har dock sitt pris: betydligt ökade krav på cybersäkerhet. Risken för dataövergrepp och cyberattacker ökar vid sidan av digitalisering, nätverk och ökande kommunikation mellan land och fartyg. Den som pratar om Maritime 4.0, måste diskutera cybersäkerhet - och det betyder mycket mer än att säkra ett skepp mot cyberattacker, det innebär också operativ säkerhet för själva skeppet. Det är viktigt att skydda fartyget, besättningen och miljön med lämplig teknik, de data som överförs mellan land och hav är tillförlitligt krypterade. Ett exempel: åtkomstpunkter och åtkomsttider är reglerade, eller kontroller används som "IT-säkerhet genom design" och kan också fungera som mellanlagring om anslutningen mellan land och hav avbryts av någon anledning.

IT-säkerhet: Ständig konkurrens

Med tanke på de allvarliga följderna av sjöolyckor är det överraskande i detta sammanhang att den nuvarande versionen av IT-säkerhetslagen inte omfattar fraktverksamhet bland dess kritiska infrastrukturer, vilket är en stark kontrast till energi och vattenförsörjning på land. I själva verket bör cybersäkerhet betraktas som en "tävling" som uppstår mellan producenter, hackare och operatörer. För att flexibelt reagera på nya hot är ett öppet operativsystem det första valet, eftersom öppna källprodukter inte är beroende av endast en tillverkare. Snarare används öppna system samtidigt av många programmerare som känner igen säkerhetsbrister snabbare och samarbetar med förbättringar. Därför är, WAGOs PFC-familj baserad på Linux^® med realtidsexpansion, som ger gemensamma funktioner för cybersäkerhet som standard, oberoende av tillverkare, och erbjuder framtida möjligheter till expansion.

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

Foto: Thorsten Sienk | WAGO

WAGO på arbetet

Mer om Maritime 4.0

Nöjda kunder och spännande ämnen - läs mer om Maritime 4.0

Marin och offshore

Datasäkerhet på öppet hav

WAGO erbjuder lösningar för att skydda mot missbruk av data eller stöld av hackare, sabotörer eller spioner som fungerar pålitligt ombord och på öppet hav.

Rekommenderad läsning

Fler Marina applikationer

Vare sig det gäller Maritime 4.0, framdrivningskontroll eller tankbalast och lasthantering - WAGO erbjuder lösningar för alla utmaningar till sjöss.

Larm och övervakning

Pålitlig signalbehandling

Samla, behandla och visualisera data och vid behov utlös larm: WAGO-utrustat larm och övervakningssystem får jobbet gjort.

Framdrivningskontroll

Redo för nästa

Intelligenta automatiseringslösningar hör också till framtida marina applikationer. Håll dig på den säkra sidan med WAGOs lösningar.

Däckhantering och kranar

Säker dygnet runt

Underhållsfria och säkra lösningar för att hålla bogserbåtar och kranar redo för åtgärd när som helst. WAGOs lösningar visar sin styrka under de mest krävande förhållandena.

Kabinautomation

För säkerhet och komfort

WAGOs kostnadseffektiva och pålitliga anslutningslösningar utgör den elektriska arkitekturen för inbyggda bekvämligheter.

Ämnen Stora data för stora skepp