Техника

Цифровые двойники и сенсорный мониторинг для эксплуатации морского судна

Цифровые двойники и сенсорный мониторинг для эксплуатации морского суднаПроектные модели морских судов разного класса, становятся почти ненужными при спуске корабля на воду. Цель внедрения инновационных технологий — вернуть эти готовые цифровые модели к жизни на всех этапах эксплуатации судна.

В рамках экстраординарного инновационного проекта «Стальные нервы» одна из крупнейших норвежских страховых компаний исследовала новые способы расчёта рисков повреждения корпусов судов волнами. Проектировщики верфи тратят значительное количество времени и денег на подготовку аналитических моделей для документирования конструкции судов (или морских сооружений, таких, например, как буровые платформы), а также для выполнения моделирования. Продолжение использования такой виртуальной модели в качестве цифрового двойника во время работы — отличное средство для визуализации всех ключевых компонентов, выполнения анализов и расчётов, чтобы улучшить понимание и контроль долгосрочного воздействия эксплуатации на структурные, либо функциональные компоненты корабля. Это значительно повышает стоимость актива, принося ощутимую экономию в процессе эксплуатации.

Кроме того, цифровой двойник может быть очень полезен для осмотра, планирования, технического обслуживания всех компонентов, узлов, агрегатов, механизмов, управляющих систем корабля. А также для продления срока службы, за счёт проведения превентивных действий, направленных на предотвращение повреждений корпуса. Повышенная прозрачность и контроль, которые обеспечивает цифровой двойник, могут даже привести к конкурентному преимуществу за счёт повышения предсказуемости. Это делает судно более привлекательным для грузовладельцев, банков, страховых компаний, проверяющих компаний, инвесторов, покупателей и других заинтересованных сторон.

Датчики создают синергию в мониторинге

Использование сенсорной технологии для определения реакции судна или морского сооружения на конкретные условия волнения, а также для мониторинга структурных и функциональных компонентов сегодня является обычной практикой в отрасли. Датчики могут фиксировать физические эффекты, такие как деформация, вибрация или температура, в реальных условиях, которые не всегда могут быть легко описаны численными моделями. Но количество датчиков, установленных на борту, ограничивает количество точек данных, доступных для мониторинга. Учитывая сложность современных судов и взаимозависимость между всеми их компонентами, комплексное приборостроение может дать важную информацию.

Объединение данных, предоставляемых этими датчиками, с цифровым двойником судна может производить прогнозы о состоянии корпуса гораздо более значимыми и точными. Это достигается за счёт расширения диапазона структурных деталей, доступных для мониторинга. Данная процедура может включать в себя любой элемент, учитываемый при проектировании, который может иметь решающее значение во время эксплуатации. Примерами типичных деталей, критичных к усталости на судах, являются концевые соединения элементов жёсткости шпангоутов и поперечных переборок, выступы и пятки стрингеров или оконечности комингсов люков.

Гибридный подход к мониторингу, описанный выше, также может быть полезен при определении наилучших положений датчиков для обеспечения экономичного измерения. Эта концепция была успешно применена на объектах различных типов, включая контейнеровозы, FPSO, полупогружные суда, факельные башни, трубопроводы и стационарные морские буровые платформы.

Важнейший аспект: качество данных от датчиков

В настоящее время уже тестируются методологии мониторинга состояния корпусов кораблей различного класса – от нефтеналивных танкеров до яхт среднего класса. Цель любой такой работы состоит в том, чтобы позволить владельцам контролировать свои активы в режиме реального времени либо с помощью инновационного пользовательского интерфейса, который будет доступен на удалённой платформе в приложении, либо с помощью технологии, непосредственно интегрированной в их собственные системы.

Различного типа датчики предлагаются сотнями поставщиков, но одной из широко распространённых проблем является качество данных. Если выводу данных чувствительного элемента нельзя доверять, он бесполезен в любом процессе принятия решений. Качество проверяемых данных является ключевым требованием органов власти и всей отрасли. Правила для альтернативных методов обследования гласят, что «любые используемые данные датчиков должны быть гарантированного качества». Чтобы облегчить выполнение этого правила, разработчики предоставляют приложения для обеспечения проверки качества поступающих данных, через свои онлайн порталы. Панель мониторинга качества данных приложения применяет правила, относящиеся к конкретным датчикам, для проверки достоверности собранных статистических данных, чтобы они могли быть полезны судовладельцу.

Термин «датчик» для целей данного обсуждения включает в себя не только датчики в узком смысле понятия, но и выходные сигналы индикаторов, а также цифровых и гибридных чувствительных элементов, коих на любом корабле с избытком. Правила контроля корпуса, связанные с обозначением класса HMON, в основном охватывают любой тип датчика. Они требуют автоматической встроенной обработки и хранения статистических данных, которые могут быть загружены поставщиком в облако автоматически или вручную после преобразования в компактный формат. Затем панель мониторинга качества считывает данные и представляет их в веб-интерфейсе. Любая проблема с качеством данных выявляется незамедлительно, и улучшения качества после технического обслуживания поставщиком могут быть подтверждены системой.

Укрепление доверия к информации

Как только компания-судовладелец убедится, что данные заслуживают доверия, она сможет использовать их для поддержки принятия решений с помощью панели мониторинга результатов. Ведущий поставщик решений для мониторинга корпуса судна предоставляет данные на эту панель для многих судов и владельцев. В дополнение к этому стандартному приложению для оценки качества статистических данных, может быть создан, в рамках компании, центр компетенций по управлению данными для поддержки индивидуальных решений, включающих альтернативные типы датчиков, форматы данных или информационные панели. Информационные панели качества данных и поддержки принятия решений могут быть объединены в одну систему, что часто делается для повышения осведомлённости о состоянии корпуса любого похожего судна и принятия соответствующих упреждающих мер для обеспечения безопасности и снижения эксплуатационных рисков и затрат.

Эта система может использоваться во всех отраслях промышленности, использующих статистические данные для мониторинга оборудования, включая нефтегазовую и ветроэнергетику, а также для целей, выходящих далеко за рамки структурного мониторинга, таких как исследования расхода топлива и загрязняющих выбросов, навигация или мониторинг хвостового вала. Структурный мониторинг сегодня довольно распространён в морских контейнерных перевозках и на морских кораблях, перевозящих сжиженный газ. На круизных лайнерах, яхтах и пассажирских судах, где чрезмерная вибрация может привести к жалобам пассажиров и нанесению ущерба репутации, она может сыграть важную роль в контроле комфорта. Для небольших яхт такой мониторинг может вообще стать спасательным кругом для владельца и команды.

«Удивительно, но в среднем, для поддержки принятия решений на берегу, сейчас используется всего 1% данных, имеющихся на борту! Пора уже на государственном уровне призывать судовладельцев лучше использовать такой ценный ресурс, как изготовление цифровых двойников и систем мониторинга. Во многих случаях преимущества становятся более многочисленными и очевидными, как только данные становятся доступными для самих судовладельцев. Ведь возможность предоставлять данные мониторинга, демонстрируя при этом высокое качество данных, укрепляет доверие между всеми ключевыми заинтересованными сторонами, от фрахтователей и операторов до страховых компаний, и в конечном итоге может стать значительным конкурентным преимуществом.

Похожие статьи
Техника

Кофемашины Nivona — элитные модели для дома

Компания Nivona занимается выпуском элитной техники, отличающейся высоким качеством и оптимизированным функционалом. Основанная немецкими разработчиками марка производится на заводах в Швейцарии и…
Техника

Виды оптического кабеля для магистральных и городских сетей

Оптический кабель для магистральных и городских сетей предназначен для линий связи большой протяженности. Технические параметры и характеристики магистрального оптоволокна рассчитаны на обслуживание…
Техника

Зачем нужна IPTV-приставка

Интернет прочно вошел в нашу обыденную жизнь и настолько в ней укоренился, что невозможно представить хоть какую-нибудь отрасль без него. Диджитализация шагает…

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *