• <

Perspektywy wykorzystania sztucznej inteligencji (SI) na statkach i jednostkach offshore [analiza]

Strona główna Stocznie, offshore Perspektywy wykorzystania sztucznej inteligencji (SI) na statkach i jednostkach offshore [analiza]
Perspektywy wykorzystania sztucznej inteligencji (SI) na statkach i jednostkach offshore [analiza] - GospodarkaMorska.pl

Henryk Pelpliński

25.02.2020 Źródło: własne
Zgodnie z badaniami przeprowadzonymi przez Europejską Agencję do spraw Bezpieczeństwa na Morzu (EMSA), 80% przyczyn wypadków i katastrof na morzach i oceanach to błędy ludzkie wywołane zwykle presją czasu, złą organizacją pracy i aspektami psychologicznymi. Czy zastosowanie na statkach i jednostkach offshore sztucznej inteligencji (SI), której zadaniem będzie wspieranie załogi podczas podejmowania decyzji i wykonywania zadań, pozwoli całkowicie wyeliminować wypadki na morzu? Czy wdrażanie statków autonomicznych w żegludze międzynarodowej spowoduje coraz większe stosowanie sztucznej inteligencji (SI) w układach automatyki i zdalnego sterowania? Na odpowiedź na te pytania, przyjdzie nam jeszcze pewnie trochę poczekać, choć już dziś możemy zauważyć, że branża bardzo poważnie podchodzi do tematu wsparcia marynarzy przez SI i stosowania na statkach i jednostkach offshore coraz większej ilości układów automatyki wspieranych przez SI.

Ograniczenie ilości wypadków na morzu

Wypadki i katastrofy na morzu są analizowane i badane pod wieloma względami. Jak wynika z dostępnych na raportów, duża część wypadków jest wynikiem błędu ludzkiego. Jeśli wykluczymy aspekty psychologiczne, socjologiczne czy kulturowe, okaże się, że niektóre z błędów mają swój przyczółek w niewystarczającym wsparciu załogi przy obsłudze skomplikowanych systemów automatyki. Dzieje się tak dlatego, że wyposażone w coraz to bardziej zautomatyzowane systemy sterowania i monitoringu jednostki, mają za zadanie zarówno informować obsługę o parametrach pracy układów jak i sygnalizować stany awaryjne. Takie założenie, choć niewątpliwie słuszne, potrafi sprawić, że ilość informacji z układu monitoringu jest większa niż możliwości percepcji operatora, który obsługuje kilkanaście skomplikowanych systemów. W przypadku dużych awarii, które skutkują lawinową ilością ostrzeżeń i alarmów krytycznych, oczekuje się, że operator podejmie odpowiednią ilość działań oraz decyzji w bardzo krótkim czasie. Gdy do wyżej wymienionych czynników dodamy stres i aspekty psychologiczne, może się okazać, że uniknięcie katastrofy jest niemożliwe, czego przykładem są wypadki na wieży wiertniczej Deep Water Horizon czy jednostce FPSO Piper Alpha.

W obawie przed podobnymi wypadkami i katastrofami morskimi, przedstawiciele branży morskiej zalecili, aby:


  • na istniejących statkach i jednostkach offshore opracować i wdrażać Zasady Zarządzania Alarmami (ang. Alarm Management Philosophy) oraz, szczególnie na jednostkach FPSO ustalać Poziom Integralności Bezpieczeństwa (ang. Safety Integrity Level SIL),
  • na nowobudowanych statkach i jednostkach offshore w coraz większym zakresie instalować układy automatyki i zdalnego sterowania z wykorzystaniem sztucznej inteligencji.


Normy regulujące Zasady Zarządzania Alarmami i Poziomy Integralności Bezpieczeństwa

Aby uregulować wdrażanie Zasad Zarządzania Alarmami i określanie Poziomu Integralności Bezpieczeństwa opublikowano niżej wyszczególnione dokumenty:

  • Normę IEC 62682, pt. „Systemy zarządzania alarmami w przemyśle procesowym”;
  • Normę IEC 61508 pt. „Bezpieczeństwo funkcjonalne elektrycznych/elektronicznych/ programowalnych elektronicznych systemów związanych z bezpieczeństwem”;
  • Normę IEC 61511 pt. „Bezpieczeństwo funkcjonalne – Przyrządowe systemy bezpieczeństwa dla sektora przemysłu procesowego”.


Jeśli chodzi o wymagania lokalne, to na potrzeby Unii Europejskiej opracowano Dyrektywę UE 2012/18/EU, w Stanach Zjednoczonych obowiązuje norma ISA-18.2, a w Norwegii zasady opublikowane przez Petroleum Safety Authority PSA - dokument YA-711.

Przyczyny wprowadzania SI


Główną przyczyną wdrażania SI na statkach i jednostkach offshore jest zwiększenie bezpieczeństwa życia na morzu oraz ograniczenie ilości i skutków błędów załogi. Coraz częściej są wdrażane Systemy Wspomagania Decyzji (ang. Decission Support System DSS) bazujące na sztucznej inteligencji, która wspomaga, lub zastępuje inteligentne działania operatora.

Drugą ważną przyczyną stosowania SI jest konieczność użycia jej na statkach autonomicznych. Systemy wykorzystujące sztuczną inteligencję będą niezwykle ważnym elementem ich sterowania i nadzorowania. Dla statków oraz jednostek offshore, technologia systemów sztucznej inteligencji wymaga opracowania modeli matematyczno-logicznych oraz zaimplementowania ich w formie programów komputerowych stosowanych w układach automatyki. Ze względu na dużą ilość informacji i zmiennych w układach automatyki oraz ilość danych w środowisku otaczającym statek autonomiczny, oprogramowanie układów sterowania obiektów ze sztuczną inteligencją musi być ‘samouczące się’ i bazować na modelach sieci neutronowej i sieciach asocjacyjnych, rozpoznających wcześniej zapamiętane wzory na podstawie skojarzeń. Tylko układy tego typu pomogą określić i zastosować najbardziej efektywny i wydajny sposób sterowania układami automatyki na statkach i jednostkach offshore.

Wykorzystywanie systemów SI obecnie

Jednym z przykładów zastosowania technologii wykorzystujących systemy sztucznej inteligencji są ‘Układy redukcji zużycia paliwa na  statkach’. Systemy te, zanim  zasugerują najbardziej optymalną trasę statku i konfigurację układu zasilania paliwa, stosują symulatory sztucznej inteligencji z wykorzystaniem różnych scenariuszy, które wezmą pod uwagę takie zmienne jak: prądy morskie, warunki pogodowe, płycizny i szybkość żeglugi.

Kolejnym przykładem użycia technologii sztucznej inteligencji dla zwiększenia bezpieczeństwa żeglugi jest użycie ‘Doradcy’ oficera wachtowego, który analizuje dane z różnych zainstalowanych na statku czujników, kamer, mikrofonów oraz tworzy obraz zagrożeń „na” i „wokół” statku. Obecne systemy pozwalają, by taki obraz zagrożeń zaprezentować oficerowi wachtowemu na tablecie lub smartphonie, co może znacznie przyczynić się do zwiększenia bezpieczeństwa nawigacji.

Przyszłość SI w branży morskiej

W niedługim czasie, technologia sztucznej inteligencji będzie używana do redukcji kosztów napraw urządzeń na statkach. Obecnie stosowane układy monitorowania stanu maszyn (ang. Condition Based Monitoring CBM) są używane, aby planować naprawy w oparciu o stan maszyn (ang. Condition Based Maintenance). Przez możliwość uczenia się i analizowania dużej ilości danych, technologia SI udoskonali systemy zapobiegania awariom (ang. Preventive Maintenance System), będąc szczególnie ważną przy podejmowaniu decyzji związanych z ciągle pracującymi urządzeniami takimi jak np. silniki główne.  Wykorzystana technologia, połączy dane modelu silnika i historię przeglądów z danymi płynącymi z czujników, umiejscowionymi w sąsiedztwie silników (takich jak dźwięk, temperatura itp.) oraz danymi z czujników zainstalowanych na silniku takimi jak: temperatura oleju smarnego, temperatura wody chłodzącej, wibracje, obraz z kamer wideo itp.

W przyszłości, systemy sztucznej inteligencji będą również częścią wspólnego systemu operacyjnego statku lub jednostki offshore i umożliwią połączenie różnych typów sterowania urządzeń w jeden system. Na przykład, poprzez używanie takiego systemu, przy użyciu specjalnej aplikacji na smartfonie, załoga będzie mogła odczytać dane sterowanych przez siebie urządzeń.

Budowa systemów ze sztuczną inteligencją jest warunkiem koniecznym rozwoju statków autonomicznych i wykorzystania ich w żegludze międzynarodowej.

Zagrożenia płynące z wykorzystania SI

Pisząc o przyszłości SI w branży morskiej, nie można jednak zapomnieć o zagrożeniach, które są z nią związane.  I tak, zagrożeniem stosowania sztucznej inteligencji na statkach i jednostkach offshore są ataki cybernetyczne, które mogą obejmować zdalne lub fizyczne interakcje w czujniki, sterowniki i oprogramowanie Zintegrowanego systemu automatyki. Konsekwencje ataków cybernetycznych są zawsze groźne i są szczególnie niebezpieczne na statkach w pełni autonomicznych, ponieważ mogą uniemożliwić ich skorygowanie przez obsługę.

Wykorzystanie sztucznej inteligencji w branży morskiej stwarza ogromne możliwości dla przyspieszenia wprowadzenia żeglugi autonomicznej. Nie można jednak zapominać, że każda szansa niesie za sobą zagrożenia, na które branża również musi być przygotowana. Tylko kompleksowe podejście do SI pozwoli osiągnąć sukces. A to właśnie o sukces chodzi wszystkim organizacjom, które są związane z rynkiem morskim.

Henryk Pepliński – Autor książki "Ship and Mobile Offshore Unit Automation" w której znajdują się zagadnienia związane z SI na statkach i jednostkach offshore.

Źródło:
własne
 Ropa brent 42,83 $ baryłka  -1,02% 15:59
 Cyna 17080,00 $ tona -2,15% 10 lip
 Cynk 2145,00 $ tona 0,61% 10 lip
 Aluminium 1639,00 $ tona -1,21% 10 lip
 Pallad 2066,80 $ uncja  3,50% 15:59
 Platyna 864,50 $ uncja  2,73% 15:59
 Srebro 19,62 $ uncja  2,83% 15:59
 Złoto 1814,25 $ uncja  0,70% 15:59

Dziękujemy za wysłane grafiki.