Коммерческое судоходство
Примерно 90% коммерческих транспортных потоков проходит по морю и лишь 10% — по земле и воздуху. Большинство современных сухогрузов и транспортников иных типов — уже не обычные суда, а воплощение высокотехнологичной системы. Ее основные элементы — модули связи (как правило, спутниковые, сотовые и традиционные радио), датчики и сенсоры, а также компьютерные системы, обрабатывающие информацию, которая поступает с подсистем судна.
Пример: умный балкер из Китая Great Intelligence, транспортное судно, перевозящее каменный уголь и соль. Разработчики корабля использовали целый ряд современных «умных» систем для проверки работоспособности всех важных узлов судна с выявлением проблемных элементов при помощи IoT-устройств, анализа эффективности работы как отдельных подсистем Great Intelligence, так и всего судна в целом, определения оптимального курса исходя из затрат топлива и погодных условий.
Для поиска оптимального курса балкер собирает информацию с собственных сенсоров и наземных станций: затраты топлива, состояние оборудования, погодные условия в текущем местоположении корабля и впереди по курсу. Вычислительный центр Great Intelligence все анализирует и прокладывает оптимальный маршрут, который позволяет прибыть в конечную точку за минимальное время с минимальным потреблением топлива. Есть и система, которая способна отлавливать и исправлять ошибки в программной платформе судна в случае их возникновения.
Специализированные трекеры позволяют отслеживать здоровье членов команды. Если что-то идет не так, оператор получает сигнал и на выручку к попавшему в беду коллеге спешат остальные члены команды. В распоряжении моряков сейчас есть умные спасательные жилеты, которые сообщают о падении владельца за борт и о его текущем местонахождении. Таким образом, человек не потеряется даже в кромешной тьме или в условиях шторма, а руководство будет в курсе ситуации.
На многих судах устанавливают умные камеры, к которым могут подключаться как члены команды, так и сотрудники, находящиеся на берегу. Камеры необходимы для контроля качества труда и отдыха команды, наблюдения за критическими узлами инфраструктуры судна (генераторы, узлы механизмов и т.п.) и мониторинга грузов.
Умными становятся не только суда, которые сходят со стапелей в наши дни, но и их менее современные «коллеги», модифицированные в соответствии с последними требованиями регуляторов. В день такое судно может передавать на берег около 20 ГБ данных, связанных с работой самого корабля, состоянием груза, здоровьем членов команды. Информация анализируется системой обработки данных в режиме реального времени, а также добавляются данные, накопленные за определенный период времени — неделю, месяц, год.
Благодаря тому что современные суда автоматически могут определять местоположение друг друга с помощью ИИ и других судовых систем, а также обнаруживать проблемные объекты вроде полузатопленных судов или айсбергов, вероятность аварий сводится к минимуму.
Судостроение
В этой сфере за последние несколько лет случился настоящий переворот. Появились безбалластные суда (управляющие степенью погружения без балласта), суда, работающие на сжиженном газе, суда, получающие значительную часть энергии благодаря «зеленым» технологиям — солнечным батареям, ветрогенераторам. При этом компьютерные технологии уже используют для проектирования судов.
Роботизированные системы активно использует, например, южнокорейская компания Geoje. Она разработала робота-паука для очистки поверхности суден перед покраской. «Лапки» позволяют роботу передвигаться по обшивке, не оставляя следов на уже окрашенных участках. Робот в состоянии работать в более сложных условиях, чем человек. Ему не нужен свежий воздух, свет, отдых и сон. Управляется такой робот компьютером, а для ориентирования в пространстве используется специальная система. Возможная погрешность — всего 0,5 мм, не более.
Эта же компания создала робота, который обследует те места судна, где нужна сварка. Наиболее сложная часть работы при сварке разных судов — выполнение операций внутри специализированных баков, в которых при перевозке размещается сжиженный газ с температурой минус 163 градуса Цельсия. Специализированный алгоритм не только предсказывает, где нужно выполнять сварочные работы, но и показывает деформацию поверхности при сварке.
Верфи тоже «умнеют»» с каждым днем. Несколько лет назад компания General Electric (GE) обеспечила китайскую верфь умными погрузчиками длиной более 100 м и весом в 600 т, управляемыми при помощи компьютерной системы. В настоящее время на этой верфи синхронно работает два таких погрузчика.
А в судоверфи Роттердама сейчас строится специализированная лаборатория промышленной 3D-печати. С ее помощью суда и саму верфь будут обеспечивать запчастями по запросу, без необходимости складирования и хранения элементов, которые кому-то когда-то могут понадобиться. Как результат — запасные части всегда будут в наличии, а судоверфь сможет экономить, не создавая склады деталей «про запас»».
Порты
В морском деле нельзя обойти вниманием порты, принимающие сотни и тысячи судов в день. Большинство из них — сложные инфраструктурные решения.
Пример сказанному — порт Роттердам, который постепенно преобразуется в единое цифровое пространство при помощи IoT. Для построения этой системы разработчики создадут цифровую модель порта, можно сказать, цифровую копию реального порта, на которой планируется отрабатывать различные сценарии работы, а также координировать действия всех участников в реальном порте.
Уже сейчас в Роттердаме работают системы дополненного интеллекта, обрабатывающие информацию о метеорологических и гидрологических данных. С их помощью перевозчики определят наиболее благоприятное время для захода в этот порт. Оптимизация режима работы порта сократит время пребывания судна примерно на 1 час, что для портовых операторов выльется в солидную экономию — около $80 тыс.
Также здесь устанавливаются «цифровые дельфины» — интеллектуальные датчики, обеспечивающие поддержку транспортных потоков, включая перевозку грузов. Датчики определяют занятость различных швартовых терминалов и показывают информацию о статусе портовых операций. «Дельфины» самообучаются, их основа — нейросети. Данные эти системы анализируют и отображают в режиме реального времени.
Умные порты работают эффективнее обычных в силу автоматизации и оптимизации многих процессов. Например, процессов погрузки/разгрузки, обслуживания судов и диспетчерской работы.
Хороший пример умного порта — совместный проект властей Сингапура, компаний Orange Business Services, IBM и ряда других по модернизации местного порта. Наряду с Гонконгом, Роттердамом и Шанхаем сингапурский порт входит в число четырех крупнейших портов мира. По абсолютной величине тоннажа судов он удерживает первенство с 1997 года. До 2005 года он был и лидером по грузообороту. А в 2005 году сингапурский порт обогнал порт Шанхая.
Ежегодно в Сингапуре принимается и отправляется около 130 тыс. судов. Благодаря усилиям партнеров проекта по модернизации порта удалось добиться оптимизации судоходного трафика. Вся информация, поступающая с прибывающих и отправляющихся судов, обрабатывается и визуализируется. Это помогает операторам принимать решения, которые основаны на огромном количестве различных факторов, включая погодные условия, местонахождение отдельных судов и загруженность причалов.
Аналогичные работы по модернизации проводят и операторы других портов — как крупных, так и не очень.
Добыча полезных ископаемых
На дне морей и океанов находится огромное количество полезных ископаемых. С каждым годом объем их добычи увеличивается. Особенно это актуально для нефтегазовых месторождений. Нефть и газ добывают, в основном, с использованием буровых платформ. Они весьма сложны по структуре и являются промышленным объектом, на котором постоянно живут люди.
Для отслеживания уровня добычи, режима работы оборудования и качества жизни сотрудников компании-владельцы платформ устанавливают специализированное программно-аппаратное обеспечение. IoT-гаджеты, умные камеры, датчики температуры, давления, сенсоры, способные улавливать малейшие изменения в работе оборудования, — все это дает возможность как оптимизировать работу платформы, так и улучшить качество жизни людей.
Современная нефтяная платформа, которая работает на шельфе, оснащается примерно 80 тыс. IoT-датчиков. В год они генерируют около 0,75 петабайт данных. BP вместе с компанией Silicon Microgravity разрабатывают специализированные датчики, способные собрать больше информации о ситуации на разрабатываемом пласте. Положительный эффект при внедрении решения оценивается примерно в 2% увеличения добычи с сокращением времени простоев и затрат на бурение примерно на 5%. Вроде бы немного, но аналитики Shell считают, что умная платформа позволяет увеличить коэффициент извлечения нефти на 10%.
В частности, искусственный интеллект позволяет автоматизировать многие рутинные процессы, которые ранее выполнялись людьми. Например, мониторинг рабочих процессов в компании, наблюдение за корректностью работы различных систем и их элементов. В результате сотрудники могут сосредоточиться на более творческих задачах, с которыми компьютер пока справиться не в состоянии, — планировании, внедрении эффективных методов добычи ископаемых, проведении научно-исследовательских работ.
С течением времени практически все промышленные направления, связанные с судоходством и добычей полезных ископаемых в море, станут «умными», а значит — более эффективными, с одновременным сокращением затрат «морского бизнеса». При помощи технологий компании, связанные с морскими отраслями деятельности, смогут рационально выстраивать все происходящие внутри организации процессы, включая добычу ресурсов, прием и передачу грузов, обработку информации, торговлю.