International scientific e-journal

ΛΌГOΣ. ONLINE

10 (June, 2020)

e-ISSN: 2663-4139
КВ №20521-13361Р

ENGINEERING AND IT

UDC 629.5.052

DOI 10.36074/2663-4139.10.10

СУЧАСНЕ ЦИФРОВЕ СУДНОБУДУВАННЯ

СЛЮСАРЕНКО Анатолій Іванович

ORCID ID: 0000-0003-1622-2030

старший викладач кафедри навігації та управління судном

Дунайський інститут Національного університету «Одеської морської академії»

 

УКРАЇНА


Анотація. У цій статті розглянемо, які сучасні IT-розробки змінюються зараз у світі і роблять легше життя як на воді, так і на суші. Оновлена система дистанційної діагностики RDS (Radio Data System), рішення з портфоліо АВВ Ability. Представлення рішення ABB Ability Digital Powertrain. Система динамічного позиціонування ABB Ability Marine Pilot Control. 2019: ABB Ability Electrical Distribution Control System. 2020: ABB Ability Smart Sensor.

Ключові слова: кібербезпека; АВВ; продуктивність; ІТ – технології; екологічна безпека; пропульсивна система на морських суднах.

У сучасному світу, сучасні цифрові технології не обходять стороною суднобудівну галузь, а також бізнес морських перевезень. Сучасне новітнє програмне забезпечення покликане знизити енергоспоживання у судноплавстві, витрати на обслуговування суден і при цьому підвищуючи екологічність судна, керованість і сучасний комфорт для екіпажу судна. Рішення компанії АВВ з портфоліо АВВ Ability ™ (ABB Ability Electrical Distribution Control System (EDCS)) дозволяють судноплавним компаніям оснащувати свої кораблі, виходячи з принципів безпеки і людей, і навколишнього середовища. Оновлена ​​система дистанційної діагностики RDS (Radio Data System) версії 5.2, дозволяє інженерам АВВ проводити віддалений моніторинг бортових систем судна. У разі неполадок, або підозри до збою обладнання, за допомогою консультацій і рекомендацій фахівців АВВ. І це дає можливості усунути проблему без додаткового заходу судна в порт або відвідування ремонтної бригади. В оновленій версії системи була вдосконалена система моніторингу обертових пристроїв D4Machines. Для онлайн-моніторингу стану критично важливих обертових механізмів впроваджена нова апаратна платформа для прийому сигналів, виконана на базі АВВ ACS500. А також з метою контролю стану обертового обладнання, систему RDS оснастили мульті-датчіками ModularTool. Аналіз усіх даних, зібраних ModularTool, проводиться в бортовій системі RDS і виконується автоматично при кожному підключенні до ПК RDS. Різні відомості, в тому числі акустичні, вібраційні, магнітні і тахометричні, ModularTool збирає і обробляє за допомогою декількох алгоритмів, щоб точніше показати стан підшипників двигуна, ротора і механічної установки. Фахівці АВВ також підвищили кібербезпеку RDS за рахунок рішення на базі Remote Access Platform. RDS, Marine Remote Diagnostic System з портфоліо ABB Ability використовуєть програмне забезпечення для бортового моніторингу з сенсорним управлінням, яке повністю інтегрується з береговими програмами аналізу даних. Фахівці АВВ впевнені, що наявність системи RDS сприяє зниженню витрат на технічне обслуговування, так як досвідчені інженери зможуть дистанційно допомогти усунути несправність або обробити запит у дистанційному режимі і це виключає близько 30% дорогих візитів на борт судна.

Рішення використовує брандмауер суднової мережі і дозволяє тільки попередньо схвалені до нього підключення, інші він блокує. RDS 5.2 пропонує вдосконалені можливості всередені, які призначені для користувача сервісу. Через обмеження широкосмугового Інтернет-доступу при віддаленому підключенні до бортових суднових станцій RDS, оновлення системи могло займати тривалий час, проте тепер система поставляється із спеціальним інсталяційний пакетом, який оптимізує розмір файлів і виробляє оновлення суднової мережі. Фахівці АВВ також підвищили кібербезпеку RDS за рахунок рішення на базі Remote Access Platform. Для більш якісного моніторингу стану автоматичних вимикачів і контакторів розробляється нова клієнтська бібліотека на основі протоколу MMS IEC61850 для сполучення з захисними реле RELION на розподільних щитах середньої напруги. Це значно збільшує кількість реєстрованих сигналів і підвищує якість аналізу даних. Судна, оснащені RDS, підключені до глобальної мережі центрів спільного управління (АВВ Collaborative Centres). Ці центри обслуговують судна на абсолютно новому цифровому рівні. Датчики і критично важливі для роботи системи передають дані про стан, продуктивності і місцезнаходження обладнання в центри спільної роботи, де сучасне програмне забезпечення цілодобово виконує розширений аналіз даних. Команди інженерів АВВ, що працюють на таких станціях, діагностують потенційні проблеми і рекомендують заходи щодо підвищення продуктивності на судні. Компанія безперервно розширює свою мережу АВВ Collaborative Centres, яка працює з IoT (Internet of things, IoT це - концепція обчислювальної мережі фізичних предметів) -технологіями управління продуктивністю, віддаленого моніторингу та інтелектуального аналізу для забезпечення безпеки, а також підвищення ефективності та продуктивності обладнання морський промисловості.

АВВ працює над підвищенням автономності управліннями суднами. Рішення з портфоліо АВВ Ability ™ (АВВ Marine Pilot Control і АВВ Marine Pilot Vision) призначені для підвищення ефективності та безпеки при експлуатації судна. Опція Marine Pilot Control істотно знижує навантаження на екіпаж, зокрема вахтових помічників капітана на містку, так як автоматизує деякі завдання маневрування судном. Програмне забезпечення рішення розраховує на найбільш оптимальні параметри управління, виходячи із заданих судноводійом-оператором показників швидкості і маневреності судна. Одне з ключових переваг системи - це є можливість переходу на управління джойстиком для маневрування судном, незалежно від швидкості судна або ділянки проходження шляху. Використання джойстика є навіть при управлінні судном навколо причалу. Інтеграція Marine Pilot Control з функцією динамічного позиціонування DP2 допомагає підвищити безпеку і ефективність управління, за допомогою обліку сили тиску на рульовий механізм. Надмірний тиск, коли колонки розташована під гострим кутом, згубно для рульового механізму. Рішення АВВ допомагає уникнути пошкоджень рульового обладнання. Опція Marine Pilot Vision оснащена передовими розробками в галузі сенсорних технологій і машинного зору. Система візуалізацює зовнішнє середовище судна, а також накладаючи його віртуальну модель на реальне оточення. Управління судна у важких умовах наприклад, поривчастого вітру або хвиль ведеться з урахуванням прихованих, у невидимих для людського ока перешкод. Система також допомагає серйозно економити час і паливо при швартовних операціях. Цифрові рішення АВВ сконцентровані і на дистанційному управлінні суднами. По розрахункам, зовсім скоро розвиток технологій в цьому напрямку призведе до створення автономного флоту, експлуатування якого обіцяє судновласникам більше економічну вигоду, а до морських регіонах екологічну стабільність.

Флагманської розробкою АВВ в області енергоспоживання є система розподілу енергії Onboard DC Grid ™. Рішення вже активно впроваджується на суднах сервісного обслуговування транспортною компанією Louis Dreyfus Armateurs (LDA). Система ABB Onboard DC Grid ™ забезпечує просту, гнучку і функціональну інтеграцію з акумуляторами і паливними елементами. Вона сприяє підвищенню продуктивності, пов'язаної з роботою генератора змінної швидкості. Рішення Onboard DC Grid ™ за допомогою технології змінної швидкості оптимізує систему енергоспоживання у відповідність із завантаженням і скорочує споживання палива до 20%. Максимальна ефективність досягається через використання подвійних акумуляторів. Накопичена енергія надходить від різних джерел, включаючи поновлювані. Розподіл енергії до постійного струму також забезпечує унікальну платформу для цифрових рішень, щоб дані з датчиків обладнання могли передаватися між системами миттєво, а системи на містку і на березі могли відстежувати і оптимізувати продуктивність судна. Onboard DC Grid ™ дозволяє комбінувати використання декількох джерел енергії на судні. Система дає максимальну і ефективну потужність, використовуємо за рахунок об'єднання джерел постійного струму на судні. При цьому генераторні установки можуть бути використані в залежності від потреб судновласника в дизельному, гібридному або електричному режимах. Завдяки розподілу постійного струму система Onboard DC Grid ™ дозволяє двигунам працювати на різних швидкостях. В результаті використання даної системи викиди значно зменшені у порівнянні з традиційними руховими системами.

Викиди шкідливих речовин - проблема екологічного характеру. Високі вимоги екологічності судноплавства, норми безпеки при експлуатації водних транспортних засобів та прагнення до максимізації прибутку через економію - фактори, які мотивують судновласників впроваджувати цифрові технології. Глобальне використання цих рішень в суднобудуванні - це неминуче майбутнє у галузі, яке гармонізує з концепціями сталого розвитку провідних технологічних компаній.

 

Представлення рішення ABB Ability Digital Powertrain

25 квітня 2019 року компанія ABB повідомила про своє рішення ABB Ability Digital Powertrain для більшої вигоди замовників і партнерів, які переходять на цифрові рішення. Цифрова приводная система ABB Ability Digital Powertrain об'єднує приводи, двигуни, елементи механічних трансмісій і технологічне обладнання, забезпечуючи безперебійну роботу і продуктивність. Дані, отримані за допомогою такої системи, дозволяють клієнтам швидше отримувати інформацію і приймати найбільш оптимальні і обґрунтовані рішення для надійною та ефективною роботи своїх об'єктів.

ABB Ability підходить для застосування в різних галузях промисловості. Вона дозволяє користувачам через єдиний універсальний портал «бачити» в цифровому форматі операційні параметри і показники працездатності обладнання, включаючи його готовність, умови навколишнього середовища і повідомлення про несправності. Компоненти цифрової приводної системи оснащені датчиками і зв'язком з хмарою. Приводи здатні керувати будь-яким двигуном і підключаються через хмарний шлюз в той час як двигуни, встановлені підшипники і насоси з'єднуються бездротовим способом з використанням інтелектуальних датчиків ABB Ability Smart Sensor. Цифрові технології спільних операційних центрів ABB Ability допомагають корінним чином змінити методи дистанційного керування судном. Через рік після відкриття третього Спільного операційного центру в місті Мірамар (штат Флорида) віддалена підтримка 24/7 стала нормою на 1000 суден по всьому світу. Центр в США почав свою роботу в травні 2017 року, приєднавшись до двох інших центрів першого рівня в Норвегії та Сінгапурі. Перший рівень ( «Level 1») означає єдиний контактний центр для замовників. Центр в Мірамаре дозволив збільшити кількість перших точок контакту для суден у морі, повністю відображаючи стратегію ABB - Electric. Digital. Connected – (Енергія. Цифрові технології. Зв'язок ) в сервісну підтримку 24/7. Завдяки центру в Мірамаре завершилося створення унікальної інтегрованої глобальної мережі, яка дозволяє віддалено діагностувати будь-яке обладнання ABB.

Офіс в США підтримують центри другого рівня, що спеціалізуються на конкретних технологіях. Фінляндія (Гельсінкі - пропульсивна система Azipod®), Нідерланди (Далфсен - консультативні системи), Італія (Генуя - автоматизація та управління) і Шанхай, а також ключові компетенції в Сінгапурі (Бурові системи) і Норвегії (Біллінгстад ​​- електричні системи, нафта і газ ). Відповідальний за розвиток Спільних операційних центрів зграй Браастад (Stian Braastad) відзначає серйозне зрушення від оперативної сервісної підтримки судів в море в сторону автоматизованих суднових систем, які фіксують відхилення в роботі обладнання і автоматично експортують дані в центри ABB. Протягом години один з інженерів технічної підтримки ABB відповідає на яке надійшло повідомлення або аварійний сигнал. Плюс віддаленої роботи не тільки у швидкості прийняття рішень, але і в можливості поглянути на проблему з різних сторін. Технічний керівник або диспетчер на судні можуть одночасно бачити ті ж дані, попередження, критичні повідомлення, що і інженери ABB, в режимі реального часу. В кінцевому рахунку, більше аналізуючи дані, клієнти зможуть перейти від тимчасових інтервалів технічного обслуговування до оптимізованих.

Оскільки підхід, заснований на співпраці, набирає обертів, можливість віддаленої підтримки дозволяє ABB краще адаптуватися до змін на ринку, який вона обслуговує - де підтримка 24/7 вкрай важлива. Судна стають більше і складніше технічно, а внутрішні водні шляхи, річки і озера все більше розглядаються як важлива частина водного сполучення в майбутньому.

 

Система динамічного позиціонування ABB Ability Marine Pilot Control

На міжнародній виставці SMM в Гамбурзі представлена ​​система динамічного позиціонування ABB AbilityTM Marine Pilot Control, призначена для спрощення маневрування і підвищення безпеки судна. Нова система динамічного позиціонування (ДП) відображає роботу судна в наочному 3D форматі, дозволяє комплексно візуалізувати навколишнє оточення і визначити оптимальний спосіб управління. Це опція інструменту ABB AbilityTM Marine Pilot Control, який був випущений ще в 2017 році. Інтуїтивно зрозумілий інтерфейс сенсорного екрану, орієнтований на користувача, повідомляє параметри зовнішнього середовища, допомагаючи приймати правильні рішення. Система ДП допускає перехід на управління за допомогою джойстика при будь-якій швидкості судна і на будь-якому етапі роботи. Поінформованість і можливість не відволікатися на перемикання режимів дозволяють екіпажу сфокусуватися на своїй роботі при управлінні або позиціонування судна, що безумовно підвищує безпеку навігації.

Система ABB AbilityTM Marine Pilot Control сумісна з існуючим бортовим обладнанням, легко монтується і проста в обслуговуванні. Це ще один інструмент портфоліо ABB AbilityTM, удосконалює управління в комплексі «місток-гвинт». На виставці SMM було оголошено про те, що ABB AbilityTM Marine Pilot Control отримала принципове схвалення (AiP) Регістру Ллойда (Lloyd's Register), провідного класифікаційного товариства морської індустрії. «Регістр Ллойда підтримує впровадження нових рішень, які сприяють безпеці та оптимізує управління судном, - слова Девіда Барроу, керівника підрозділу Регістра Ллойда. - Для розвитку цифрових технологій вкрай важлива співпраця між виробниками обладнання, класифікаційними товариствами та судновласниками. Справжній проект також підкреслює значимість кооперації ABB і Регістру ».

«ABB AbilityTM Marine Pilot Control» - це сучасне високотехнологічне рішення, яке є вже сьогодні, і стане черговим етапом розвитку автоматизованого суднового управління. Передова система ДП замінить традиційні рішення, де потрібно більше дій від людини. Модернізований інтерфейс «людина-машина» допомагає підвищити ефективність і безпеку - це головна мета «ABB AbilityTM Marine Pilot Control». Електроенергія, Цифрові технології і Зв'язок - заснована на трьох принципах - простота, ефективність, безпеку. Багатий досвід АВВ в частині навігації і суднобудування дозволив розробити і створити продукт «ABB Ability ™ Marine Pilot Control» для зовсім іншого сприйняття управління судном, функцій пропульсивной системи і енергоустановки. Передові рішення, відповідають сучасним стандартам, при цьому залишаються простими в роботі, доступними у сприйняті і сприятимуть  підвищенню безпеки.

ABB Ability ™ - це комплексне портфоліо цифрових рішень компанії, розроблене і побудоване на хмарної платформі Microsoft Azure. Об'єднання всіх продуктів і сервісів на базі великої цифрової платформи допомагає нашим замовниками ефективніше організовувати спільну роботу. ABB (ABBN: SIX Swiss Ex) - лідер в областях електрообладнання, робототехніки та механізмів руху, промислової автоматизації та електричних мереж.

На виставці SMM було оголошено про те, що ABB AbilityTM Marine Pilot Control отримала принципове схвалення (AiP) Регістру Ллойда (Lloyd's Register), провідного класифікаційного товариства морської індустрії. «Регістр Ллойда підтримує впровадження нових рішень, які сприяють безпеці та оптимізує управління судном, - слова Девіда Барроу, керівника підрозділу Регістра Ллойда. - Для розвитку цифрових технологій вкрай важлива співпраця між виробниками обладнання, класифікаційними товариствами та судновласниками. Справжній проект також підкреслює значимість кооперації ABB і Регістру». «ABB AbilityTM Marine Pilot Control» - це сучасне високотехнологічне рішення, яке є вже сьогодні, і стане черговим етапом розвитку автоматизованого суднового управління.

 

2019: ABB Ability Electrical Distribution Control System

На серпень 2019 року ABB Ability Electrical Distribution Control System (EDCS) являє собою хмарне програмне рішення, яке виконує запис, аналіз та оптимізацію енергетичних потоків в рамках системи енергопостачання. Оператори заводу можуть отримати дані про його роботу в будь-який час і в будь-якому місці за допомогою смартфона, планшета або ПК. За твердженням ABB Group, серед особливостей ABB Ability Electrical Distribution Control System для замовника в цифрах:

  • економія на операційних витратах до 30% завдяки раціональному енергоспоживанню і можливості гнучкого перерозподілу потужності;

  • збільшення цінності проектів до 15% за рахунок додаткових можливостей по оптимізації роботи електричної системи і скорочення витрат;

  • управління підприємством, своєчасне інформування персоналу, швидке підключення до ПКУ завдяки скороченню компонентів на 60% і наявності всього одного модуля комунікації;

  • використання передових хмарних технологій для збору, обробки та зберігання даних, прийнятих з пристроїв АВВ, встановлених в ПКУ.

Після підключення системи до платформи хмарних обчислень ABB Ability EDCS інформація стає доступною негайно. Інтерфейс інформаційної панелі EDCS заснований на віджети і інтуїтивно зрозумілий. ABB Ability EDCS також оснащена багатофункціональним центром попереджень, який надає можливості миттєвого інформування співробітників про виниклі позаштатних або аварійних ситуаціях.

17 грудня 2018 року АВВ оголосила, що приймає фундаментальні заходи для спрощення структури компанії. Компанія прагне досягти лідируючих позицій в цифрових галузях промисловості для підвищення споживчої цінності і прибутку акціонерів. Ці заходи включають фокус на цифрових галузях промисловості за допомогою продажу підрозділу «Електричні мережі», спрощення бізнес-моделі за рахунок скасування застарілої матричної структури, а також формування чотирьох основних напрямків бізнесу відповідно до споживчих моделей.

ABB заявляє, що глобальне партнерство з Dassault Systèmes в поєднанні з такими передовими портфоліо цифрових рішень, як ABB Ability ™, забезпечить замовникам унікальне комплексне пропозицію для планування, створення і ведення проектів підприємств.

 

2020: ABB Ability Smart Sensor

5 лютого 2020 року компанія ABB представила інтелектуальні датчики Smart Sensor до вибухозахисного обладнання. Продукт розширить сферу застосування інтелектуальних датчиків ABB з судновими конструкціями наступного покоління для силових агрегатів у вибухонебезпечних зонах. А тепер силові агрегати зможуть використовувати економічний ефективний спосіб його моніторингу та стану силового агрегату у вибухозахищеному обладнанні в широкому спектрі установок. За інформацією компанії, бездротові датчики Smart Sensor моніторять ключові параметри і дають детальну інформацію про стан і продуктивність таких установок, як електричні двигуни та насоси. Стан обладнання, встановленого в важкодоступних і небезпечних місцях на судні, тепер можна відстежити дистанційно. Об'єднання можливостей безперервного моніторингу і аналізу даних означає, що користувачі можуть заздалегідь планувати технічне обслуговування обладнання, скоротити час простою судна і продовжити термін служби обладнання. Встановлені датчики на цьому обладнанні стали ще більш чутливими і дозволяють виявити проблему на ранньому етапі. Датчики дозволяють відслідковувати ще більше параметрів і на більшій віддаленості, при тривалості життя джерела живлення енергії. Датчики оснащені батареєю, яка працює в три рази довше. Вони повністю герметичні, мають ступінь захисту IP66 / 67 і можуть бути встановлені прямо на обладнання за пару хвилин за допомогою найпростішого монтажного кронштейна. Здійснювати зв'язок з датчиком можна за допомогою смартфона, планшета, ПК і стаціонарного роутера, завдяки технологіям Bluetooth і WirelessHART. Оновлена ​​конструкція антени збільшила відносну зону для підлоги сенсора, і тепер здійснювати зв'язок із сенсором можливо на відстані кількох сотень метрів (без перешкод). Ще одна відмітна характеристика продукту - поліпшена чутливість датчика до щонайменших змін стану обладнання. Завдяки цьому є можливість, завчасно повідомити про зароджується пошкодженні підшипники. Ця можливість генерувати великий обсяг даних існує завдяки взаємодії інтегрованої електроніки і спеціальних алгоритмів. У цьому році завершується етап отримання сертифікатів, необхідних для роботи у вибухонебезпечних зонах - ATEX, IECEx, і NEC.


СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ:

 

  • https://sur.ly/o/vpoglobal.com/AA000014

  • Digital Ship Magazine provides the latest information on marine satellite communications, software systems, navigation technologies, computer networks, data management and TMSA. Digital Ship - Digital Energy Journal. London, Great Britain.


MODERN DIGITAL SHIPBUILDING

SLYUSARENKO A.,
Senior lecturer of the Department of navigation and ship management
Danube Institute Of the National University «Odessa Maritime Academy»
UKRAINE

Abstarct.
In this article, we will look at what modern IT developments are changing in the world now and make life easier both on water and on land. Updated remote diagnostics system RDS (Radio Data System), a solution from the ABB Ability portfolio. Representations of the ABB Ability Digital Powertrain solution. Dynamic positioning system ABB Ability Marine Pilot Control. 2019: ABB Ability Electrical Distribution Control System. 2020: ABB Ability Smart Sensor.


Keywords: cybersecurity; AVB; productivity; it technologies; environmental security; a Pro-pulse system on ships.

© Слюсаренко А.І., 2020

© Slysarenko A., 2020

 

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

PUBLISHED : 22.06.2020