O dia do navio não tripulado está amanhecendo

DNV GL Virtual Bridge Navios de carga sem superestrutura poderiam um dia ser controlados a partir de uma ponte virtual em terra. (Foto cedida por DNV GL / Rolls-Royce)

O sistema Intelligence Awareness (IA) da Rolls-Royce usa a coleta de dados para melhorar a segurança da navegação e a eficiência operacional. (Foto cedida por Rolls-Royce)

As redes Inmarsat terão um papel vital nas operações autônomas. (Foto cedida por Inmarsat)

A recente aquisição da Transas pela Wärtsilä ajudará a conectar navios inteligentes com portas inteligentes de forma mais integrada. (Foto cedida por Wärtsilä)

O Kinetic Mesh da Rajant garante que as portas de conectividade móvel precisem funcionar de forma completa e segura. (Foto cedida por Rajant)

Pesquisadores da NTNU usam o modelo não-tripulado ReVolt da escala experimental DNV GL para ensaios. (Foto cedida por DNV GL)

Hrönn: O navio utilitário multiuso não tripulado da Kongsberg. (Foto cedida por DNV GL / Kongsberg)

Projeto MAXCMAS, uma parceria entre a Rolls-Royce, a LR, a Warsash Maritime Academy, a Queen's University Belfast e a Atlas Elektronik UK. (Foto cedida por Rolls-Royce)

Great Intelligence, um graneleiro de 38.800 dwt com notas descritivas do navio Lloyd's Register habilitadas para cyber, usando a aplicação da metodologia baseada em risco ShipRight Procedure. (Foto cedida por Lloyd's Register)

Silicon Sensing DMU30: Uma impressão artística do navio autônomo MAS 400 com, embutido, a nova unidade de medição inercial DMU30 que tem 68,5 x 61,5 x 65,5 mm. (Foto cedida por Silicon Sensing)

O navio destroeiro RALamander 2000 irá manter os bombeiros marinhos a uma distância segura. (Foto cedida por Kongsberg Maritime)

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Enquanto os debates se enfurecem em relação à segurança, seguro e segurança cibernética, a tecnologia que alimenta as operações marítimas autônomas continua avançando.

Avanços na tecnologia de sensores, análise de dados e largura de banda para terra estão mudando fundamentalmente a maneira como o envio funciona. E à medida que as operações são digitalizadas, elas se tornam mais automatizadas, afirmou o Dr. Pierre C. Sames, diretor do Grupo de Tecnologia e Pesquisa da sociedade de classes DNV GL.

Governos de todo o mundo estão olhando para o transporte não tripulado como uma maneira de transportar mais carga para o mar, a fim de conter os custos crescentes da manutenção da estrada causada pelo tráfego de caminhões pesados, sem mencionar a poluição do ar. A Noruega é um dos países que lidera a exploração desta questão: as empresas de distribuição e transporte norueguesas precisam ser capazes de unir os muitos fiordes e passagens marítimas do país a fim de facilitar o trânsito, e o custo é uma consideração importante. Em 2016, agências do governo norueguês e órgãos da indústria criaram o Fórum Norueguês para Navios Autônomos (NFAS) para promover o conceito de transporte não tripulado e, em apoio a esses esforços, o governo norueguês transformou o Fiorde de Trondheim em teste para testes autônomos de navios. Outras nações, mais notavelmente a Finlândia e Cingapura, estão buscando objetivos semelhantes.

A DNV GL está fortemente envolvida nesse desenvolvimento, com a missão de garantir que as tecnologias que permitem que os navios operem de forma autônoma beneficiarão a sociedade humana e o meio ambiente: se analisarmos os recentes avanços na tecnologia de carros sem motoristas, a ideia de tentar algo similar com navios não parece exagero, disse Sames. Afinal, a água tem pelo menos uma grande vantagem: há menos tráfego do que nas estradas e os tempos de reação são geralmente mais longos. A automação reduz o potencial de erro humano e, além disso, o transporte de água pode ser mais barato e mais eficiente em termos energéticos do que transportar mercadorias em terra. A DNV GL iniciou ou participa de vários projetos de operação autônoma e seu projeto ReVolt é um exemplo: aqui, usando um modelo em escala 1:20 do navio conceito ReVolt da DNV GL, alunos da Universidade Norueguesa de Ciência e Tecnologia (NTNU) em Trondheim está investigando como sistemas avançados de controle e software de navegação podem controlar um navio não-tripulado e, uma vez que todos os
A tecnologia de controle autônomo está madura, como tal projeto poderia ser construído e implantado como uma embarcação alimentadora em rotas fixas em águas costeiras.

Outro projeto no qual a DNV GL está participando é a iniciativa Advanced Autonomous Waterborne Applications (AAWA) liderada pela Rolls-Royce: este projeto está investigando uma ampla gama de questões tecnológicas, de segurança, legais, econômicas e societárias relacionadas ao desenvolvimento de projetos comerciais. escala de transporte não tripulado. Na DNV GL, estamos trabalhando muito para entender os riscos potenciais que vêm com os sistemas de navios autônomos, a fim de estabelecer novos padrões para eles, disse Sames. Já estamos trabalhando no desenvolvimento de requisitos para podermos testar e classificar navios não-tripulados no futuro. Em um projeto prestes a ser concluído, a Rolls-Royce está fornecendo sistemas de cruzamentos automáticos para duas embarcações de duas extremidades alimentadas por bateria, classificadas como DNV GL, para a operadora norueguesa de fiorde Fjord1, com previsão de comissionamento este ano. Os navios navegarão autonomamente sob a supervisão de um capitão humano que poderá assumir o controle do navio a qualquer momento. Uma dessas balsas ainda precisará de atracação controlada por humanos, mas a outra foi projetada para ser capaz de atracar automaticamente.

De maneira semelhante, o navio offshore Hrönn, que está em construção no estaleiro Fjellstrand para um consórcio norueguês e britânico liderado pela Automated Ships Ltd e pelo KONGSBERG Group, também será entregue este ano. Este navio utilitário leve e totalmente automatizado será implantado em um serviço de transporte para instalações offshore, mas também poderá ser usado para uma ampla gama de outras finalidades, desde a pesquisa até as operações de criação de peixes. Além disso, os planos para o primeiro navio alimentador de contêineres não-tripulados e totalmente elétricos Yara Birkeland foram anunciados no ano passado pelo Grupo KONGSBERG e pela empresa norueguesa de fertilizantes Yara. Após a entrega, o navio inicialmente operará como um navio tripulado, mas começará a viajar entre os portos noruegueses de Brevik e Larvik de forma autônoma em 2020. No entanto, Sames expressou uma palavra de cautela: Embora o know-how existente das indústrias aeroespacial e automobilística possa Se for alavancado, a expertise específica em autonomia de navios ainda precisa ser construída, afirmou. Outra preocupação é a disponibilidade operacional de máquinas embarcadas, já que os reparos imediatos simplesmente não são possíveis em uma embarcação não tripulada: a confiabilidade de todos os componentes mecânicos e eletrônicos é crucial. Além disso, ter embarcações não tripuladas alimentadas por baterias eliminaria as partes móveis do sistema de geração de energia e as tornaria mais fáceis de manter, observou Sames. Outra questão é que ainda não existe um marco legal que regule o uso de navios não tripulados. A DNV GL está desenvolvendo um conjunto de regras, mas, para evitar possíveis conflitos com a lei internacional, os navios autônomos não poderão operar em águas internacionais até que as regulamentações apropriadas sejam aprovadas e aplicadas pela IMO, e isso levará tempo.

Para os segmentos de águas profundas, o transporte autônomo não é uma opção hoje, afirmou Sames. Esses navios percorrem distâncias que vão além do alcance da propulsão da bateria, e exigem equipes bem treinadas a bordo que possam responder rapidamente a qualquer problema técnico. Se um navio não tripulado tivesse um problema técnico no Atlântico, levaria dias para alcançá-lo e resolver o problema. Isso não seria seguro nem econômico. Os avanços na automação podem, no entanto, beneficiar todos os segmentos da indústria de alguma forma, mesmo sem controle totalmente autônomo. Algum tráfego de navios pode ser controlado remotamente a partir de pontes virtuais terrestres, com um comandante de navio supervisionando vários navios ao mesmo tempo. Mas o cenário mais provável é que a tecnologia que possibilita operações de navios autônomos será simplesmente uma opção adicional para operação - o que significa que eles podem ser usados ​​para propósitos específicos sem substituir totalmente as operações tradicionais e tripuladas, sugeriu Sames. Assim, por exemplo, sistemas de navegação e controle autônomos poderiam apoiar a tripulação na direção de uma embarcação, aumentando assim a segurança e otimizando a eficiência operacional.

O cenário mais provável é que o transporte autônomo será uma opção adicional para a futura operação do navio, concluiu ele. O grande debate Como comentou Ronald Spithout, presidente da divisão marítima da Inmarsat, especialista em comunicação via satélite, a idéia de embarcações autônomas provocou um grande debate em toda a indústria. Ainda há muitos desafios a serem superados, não apenas com a tecnologia necessária, mas também com questões regulatórias que precisam ser abordadas, e questões comerciais sobre a viabilidade de tais embarcações precisarem ser respondidas. Spithout observou que, embora possa parecer contra-intuitivo, a probabilidade é que os avanços tecnológicos que trazem maiores níveis de automação para certos sistemas de navios tornem o papel dos trabalhadores da indústria marítima humana mais importante do que nunca. Por exemplo, o monitoramento da assistência assistida por IA das máquinas a bordo reduzirá as taxas de falhas, permitindo intervenções preventivas para corrigir problemas antes de qualquer falha. Tais análises de dados e acesso ao apoio imediato de especialistas em terra mudariam profundamente o papel do engenheiro naval, capacitando a equipe a adotar uma abordagem mais estratégica para a operação da embarcação.

Rupert Pearce, CEO do grupo Inmarsat, observou que o verdadeiro impacto e os benefícios reais da sociedade digital só agora estão sendo experimentados dentro do setor marítimo e que as oportunidades abertas para a indústria serão tão grandes e tão inesperadas quanto tem sido visto em outros setores. Ele observou que, no nível mais alto, a comunicação por satélite oferece um maior grau de visibilidade na posição e desempenho da embarcação e da carga, que por sua vez produz métricas tangíveis que podem ser compartilhadas com os clientes dos armadores e gerentes, bem como com outras partes interessadas.

A Inmarsat e seus parceiros no Norwegian Maritime Competence Center prevêem que o fluxo contínuo de dados de uma embarcação até a costa não apenas fornece benefícios específicos mensuráveis, mas também captura, analisa e compartilha informações com as principais partes interessadas internas e externas: essa riqueza de dados pode, por sua vez, fornecer a visão necessária para desenvolver novas formas de trabalho e novas maneiras de melhorar a proposta de valor para o cliente final. Comunicação via satélite Um benefício cada vez mais popular do emprego da comunicação por satélite é a capacidade de monitorar de maneira contínua e econômica o motor principal de um navio e seus sistemas associados e, por meio dele, obter dados de desempenho de embarcação em tempo real. O uso de aplicativos como planejamento de passagens e roteamento de tempo para navegação ideal também contribuirá para uma viagem mais lucrativa, enquanto maior disponibilidade de largura de banda também desempenhará um papel vital nos procedimentos de ponte, seja para navegação e conscientização situacional ou para segurança de ativos cibernéticos. Pearce disse, no entanto, que a era do navio conectado, e até mesmo da embarcação operada remotamente, não sinaliza o fim para os marítimos competentes, nem para suas contrapartes em terra, mas que sinaliza mudanças em grande escala. Ele disse que a conectividade via satélite está se tornando o fator diferenciador que pode transformar as oportunidades comerciais e a rentabilidade das empresas marítimas, tanto para os armadores quanto para seus fornecedores.

As empresas que enxergam como a indústria, em geral, está sendo transformada, entendem que há benefícios imediatos das novas tecnologias, impulsionando seus lucros hoje, mas também apreciam que, embora o futuro seja difícil de prever, abraçar a sociedade digital irá torná-los melhor colocado para aproveitar o que o novo mundo do navio conectado pode trazer. O futuro dos navios conectados está em redes de alta velocidade que garantem a largura de banda acionada por aplicativos para suportar as naves autônomas do futuro. Para atender apenas às necessidades normativas, de segurança e proteção, as comunicações devem ser precisas, escalonáveis ​​e oferecer suporte aos vários sistemas necessários para obter redundância. A conectividade de banda larga suporta a tomada de decisões em tempo real, monitoramento / controle remoto e processos automatizados que apoiarão o surgimento da nave autônoma. A comunicação por satélite já está sendo usada para testar o comportamento de sistemas completos de navios autônomos e para considerar as conseqüências para a regulamentação, segurança cibernética e marítimos. Inmarsat participa da iniciativa AAWA A Inmarsat também participa da iniciativa AAWA: o papel da empresa é fornecer o link e a plataforma de comunicação via satélite do projeto, essencial para a capacidade de controle remoto. A transferência de dados entre navios, bem como entre navios e centros de controle em terra, é uma das principais áreas de desenvolvimento para pesquisa de navios autônoma e controlada remotamente, e forma um elemento fundamental da AAWA. O projeto basear-se-á nas plataformas de comunicação navio-navio e navio-terra existentes e trabalhará para melhorar a sua eficácia no apoio à funcionalidade de controlo remoto. O serviço Fleet Xpress da Inmarsat, entregue através das constelações Global Xpress e L-band da empresa, o primeiro sistema de satélite móvel híbrido de banda Ka / L, constitui a base do sistema. Sistemas de inteligência habilitados por Cyber ​​para embarcações autônomas O Lloyd's Register se envolveu em embarques autônomos em um estágio muito inicial: em 2014, a sociedade de classificação marítima e a organização de serviços empresariais assinaram um contrato JDP com o fabricante de sistemas inteligentes CSSC SERI para o desenvolvimento do sistema SOMS. sistema de inteligência habilitado para cyber que foi instalado a bordo do navio graneleiro Great Intelligence. O CSSC começou então a discutir a possibilidade de construir uma embarcação equipada com este sistema, o Instituto de Pesquisa e Design de Navios Mercantes de Xangai (SDARI) se envolveu e o Lloyd's Register ajudou a desenvolver a especificação do sistema. Naquela época, o Lloyd's Register havia escrito sua orientação para navios habilitados para cyber e, portanto, foi capaz de aplicá-lo enquanto trabalhava com várias partes interessadas do setor na co-criação do que seria o primeiro procedimento de navios habilitados para cyber no mercado.

Embora a tecnologia seja nova, o Lloyd's Register disse que aprendeu a aprovar um sistema e sua integração com outros sistemas quando faltavam requisitos prescritivos. Devido à aplicação da metodologia baseada no risco ShipRight Procedure do Lloyd's Register e sua nova regra para software, combinada com seu entendimento de como aplicar as regras existentes relacionadas à integração de sistemas com uso intensivo de software, a sociedade de classes pôde trabalhar com eficácia todas as partes envolvidas no projeto. Lloyd's Register comentou que tem havido muita conversa inteligente na indústria, mas que tem concentrado seus esforços no desenvolvimento de soluções inteligentes e que lançou notações que abordam essas novas áreas. A organização disse que teve a sorte de se envolver com as partes interessadas que permitiram estabelecer um padrão que abordasse os riscos exclusivos de tais novas tecnologias, tornando suas notações confiáveis ​​para a indústria, baseando-se não apenas nas principais capacidades técnicas, mas também em extensas experiência líder. Acompanhamento de ativos em movimento para maior produtividade e eficiência operacionais. Com o PIB global da Internet das Coisas previsto pela empresa americana de pesquisa e consultoria de tecnologia da informação Gartner chegando a US $ 1,9 trilhão até 2020, mais e mais sensores, sistemas e tecnologias de IoT estão sendo implementados no setor marítimo para conectar pessoas, equipamentos e infraestrutura. , veículos e outros ativos críticos. No entanto, para realmente cumprir a promessa de conectividade em todos os lugares, os aplicativos dos operadores exigem uma rede que possa se adaptar rapidamente a mudanças constantes - uma rede viva que se move com suas operações.

Para atender a essa demanda, a Rajant Corporation desenvolveu sua Kinetic Mesh como uma rede sem fio privada que pode acompanhar os ativos em movimento e fornecer a conectividade contínua on-the-go que eles exigem. Há uma infinidade de funções operacionais e de segurança necessárias para o movimento bem-sucedido da carga dentro e fora dos portos: uma rede de Malha Cinética Rajant foi projetada para ajudar os operadores a mobilizar todos eles: permite que os operadores portuários atendam às crescentes demandas para movimentar mais volume 11.000 contêineres de carga são movimentados diariamente para dentro e para fora de alguns dos portos mais movimentados dos EUA - protegendo ativos com melhor consciência situacional (o mercado global de videovigilância deve crescer a uma taxa CAGR de mais de 22% entre 2016 e 2020).

O Kinetic Mesh também permite que as operadoras aproveitem a crescente adoção da automação, que deve aumentar a produtividade nos portos em cerca de 30%.


(Conforme publicado na edição de abril de 2018 da Maritime Reporter & Engineering News )