Techniek&Innovatie

Digitalisering kan scheepvaart veel voordelen bieden

Auteur: Jan van den Berg | Publicatiedatum:

Efficiëntere verbindingen, gerichter onderhoud en doelmatiger ontwerpen; het zijn maar enkele van de vele voordelen, die digitalisering de maritieme sector kan brengen. Tijdens het TKI event ‘Maritime with a mission’ in Rotterdam kwamen deze uitgebreid aan de orde.

Een van de domeinen waarin de maritieme wereld een grote ontwikkeling gaat doormaken, is de digitale technologie. Dit proces is al tientallen jaren aan de gang en lijkt steeds sneller te verlopen. Met wat voor ontwikkelingen moeten we rekening houden? Tijdens het TKI event ‘Maritime with a mission’ trachtten diverse sprekers de contouren te schetsen van de verdergaande digitale revolutie in de maritieme wereld. Het event, georganiseerd door onderzoeksinstituut MARIN, werd op 30 november gehouden. Naast digitalisering stonden ook duurzame ontwikkelingen op de Noordzee en de beperking van uitstoot op de agenda.

Simeon Tienpont beet het spits af met een inspiratiespeech. Deze term was goed gekozen, want hij schetste hoe belangrijk digitalisering in de praktijk al is en legde daarmee een mooie basis voor de rest van het programma.

Tienpont was de schipper van Team AkzoNobel tijdens de laatste Volvo Ocean Race. In dit zeilschip waren 185 sensoren geplaatst, die de schipper en zijn team veel informatie gaven over het schip, de weersomstandigheden en, niet in de laatste plaats, de conditie van de bemanning. “Dat was voor mij heel belangrijke informatie. Ik moest vaak beslissen of we een koers zouden varen die minder belastend was qua omstandigheden, maar die wel wat langzamer was, of kiezen voor een snellere route, die een grotere belasting vormde voor de crew. Op zulke momenten was het voor mij essentieel om te weten hoe iedereen er fysiek aan toe was.”

‘Klanten willen steeds meer gegevens van ons hebben, die laten zien in hoeverre we duurzaam werken’

Dit zal op een doorsnee koopvaardijschip niet nodig zijn. Maar daar speelt wel een rol of er brandstof bespaard kan worden, bijvoorbeeld door gebruik te maken van accurate kennis over zeestromen. Team AkzoNobel heeft laten zien hoe belangrijk dit is, legt Tienpont uit. “We maakten gebruik van gegevens van Deltares over zeestromingen. Zij beschikken over een database met nauwkeurige gegevens over vrijwel alle zeeën. Tijdens de laatste etappe, over de Noord-Atlantische Oceaan, hebben wij op grond van deze gegevens een andere koers gekozen dan onze concurrenten. Dat leverde ons voldoende snelheidswinst op om hen in te halen.” Dit leidde ook tot de grootste dagafstand die een zeilschip ooit tijdens een Volvo Ocean Race heeft afgelegd, te weten 602,51 zeemijl (1115,85 km) in 24 uur.

Autonome hopper

Ook in de harde praktijk van het baggeren liggen de voordelen van nieuwe digitale technieken in het verschiet, blijkt uit de woorden van Peter van Gemert. Hij is manager projects and developments bij Van Oord. “We laten nu een sleephopperzuiger bouwen, die een grote mate van autonomie heeft. Daarbij bouwen we voort op sensor- en managementsystemen, die we al lang in onze schepen inbouwen.”

Er zijn verschillende redenen, waarom Van Oord kiest voor systemen, die taken van het personeel overnemen. In de eerste plaats wil het bedrijf in 2030 de productiviteit met een kwart hebben vergroot en de kostprijs met dezelfde factor hebben verlaagd. Dit is noodzakelijk om de toenemende concurrentie – van met name Chinese bedrijven – het hoofd te bieden. Daarnaast moet een beter inzicht in de processen, zoals varen en baggeren, helpen om de CO2-uitstoot met de helft terug te dringen.

Ook de wensen van klanten spelen een rol, zegt Van Gemert. “Zeker in Europa willen zij steeds meer gegevens van ons hebben, die laten zien in hoeverre we duurzaam werken. Om dat te laten zien, hebben we gegevens nodig over bijvoorbeeld brandstofgebruik.”

De gegevens die op de schepen worden vastgelegd, worden gedeeld met technici op de wal. Zij kunnen deze analyseren en advies geven over bijvoorbeeld onderhoud. Van Oord wil volgend jaar in Rotterdam een zogeheten ‘shore centre’ openen, waar deze gegevens worden verzameld en geanalyseerd. Hierdoor ontstaat een beter inzicht in hoe de schepen, de installaties en de bemanning functioneren.

Situational awareness

MARIN is betrokken bij diverse digitaliseringsprojecten, vertelt Egbert Ypma, die als teamleader waveloads and motions bij dit instituut werkt. “We gaan het onderzoeksschip Pelagia voorzien van sensoren voor bijvoorbeeld brandstofgebruik, de bewegingen van het schip en de geluidsproductie. Het doel is in de eerste plaats om beter te begrijpen hoe het schip functioneert. Daarnaast zullen we deze data later gebruiken als input voor het ontwerp van de opvolger van de Pelagia.”

Een zwaartepunt in dit project is het verkrijgen van een betere situational awareness. Hiertoe worden gegevens gecombineerd, die afkomstig zijn van de radar, de satellietnavigatie, het Automatic Identification System (AIS), de lidar (een soort radar die werkt met licht, red.) en meteorologische data. Dit moet ertoe leiden dat de bemanning een beter en actueler beeld heeft van de positie van het schip ten opzichte van andere schepen, maar ook wat betreft wind, stromingen en golfpatronen. Dit leidt tot zowel veiliger als efficiënter functioneren.

Door de stuurman van een FRISC zicht te geven op het golfbeeld kan de piekbelasting worden verlaagd (foto: Defensie)

De golfbeelden zijn eventueel ook toepasbaar als input voor de zogeheten ‘haptic controls’. Dit zijn besturingsorganen zoals stuurwiel en gashendel die bewegen onder invloed van input van bijvoorbeeld een golfradar. Ziet het systeem een golf voor de boot, dan zal de gashendel terug willen schakelen. De stuurman voelt dit en krijgt zo een aanwijzing om langzamer te gaan varen. Dat hoeft hij echter niet te doen. Hij houdt de volledige controle over de boot.

Digital twin

Op een symposium over digitalisering komt het begrip sensor vaak aan de orde. Alle dataverzameling is immers afhankelijk van sensoren. De vraag is daarom aan de orde hoe we kunnen weten dat de sensoren correct functioneren. Vasso Reppa, universitair docent aan de TU Delft, doet daar onderzoek naar. “Stel dat een sensor aangeeft dat het brandstofgebruik ineens toeneemt. Dat kan betekenen dat er een lek zit in een leiding of tank. Maar het is ook mogelijk, dat de sensor stuk is.”

Hoe kom je hier achter? Een methode is om het actuele gedrag van een systeem te vergelijken met het voorspelde gedrag. Het laatste kan bepaald worden op grond van het ontwerp van het bewuste systeem in combinatie de actuele omstandigheden. In de toekomst zal kunstmatige intelligentie gebruikt worden om uit een grote hoeveelheid gegevens het voorspelde gedrag beter te bepalen, zegt Reppa. “Daarbij zullen we ook gebruik maken van de digital twin van het schip.” Dat is het digitale model van het ‘echte’ schip, dat wordt gebruikt tijdens het ontwerp, maar ook tijdens de operationele fase.

In alle hier beschreven gevallen is er sprake van grote hoeveelheden gegevens, die in steeds meer gevallen heen en weer gezonden worden tussen schepen en de wal. Het gaat nu al over grote bestanden. Zo sturen de containerschepen van de Triple E klasse van Maersk dagelijks gemiddeld een terabyte naar de wal. Dat zal eerder meer dan minder worden.

Triple E containerschepen van Maersk sturen dagelijks een terabyte aan informatie naar de wal (foto: Maersk)

Deel deze pagina
Betabanen

Maritiem Nederland

Welkom op de site van Maritiem Nederland, hét opinie- en vakblad voor de gehele maritieme sector in Nederland.

Editie MNL 4-2019

Partners Maritiem Nederland