La digitalisation est une force motrice car les fabricants de remorqueurs capturent les données des performances opérationnelles du remorqueur pour améliorer les améliorations et les modifications de conception, comme le découvre Dave MacIntyre.
L’optimisation des performances est un objectif clé à un moment où les navires deviennent de plus en plus grands mais où les contraintes portuaires telles que les postes à quai, les cercles de virage et les approches restent fixes. Les fabricants utilisent donc la télésurveillance et d’autres moyens pour récupérer toutes les données numériques disponibles sur le fonctionnement du navire.
Ils utilisent les sources existantes à bord, comme le système d’alarme et de surveillance, les équipements de navigation et de communication et tout système supplémentaire à bord qui génère des données. Des capteurs supplémentaires peuvent être placés pour des fonctionnalités spécifiques.
Les données sont ensuite utilisées pour optimiser la conception et améliorer la disponibilité opérationnelle pour le client, comme un port.
L’importance de la numérisation a été soulignée par Arnout Damen, PDG de Damen Shipyards Group NV, qui affirme que c’est un développement continu qui devient plus important pour les clients et pour la durabilité.
«Nous allons construire nos navires du berceau au berceau – tous les matériaux utilisés seront utilement appliqués à un autre produit après la mise au rebut du navire – et veiller à ce qu’il navigue sans émissions. Il est essentiel de pouvoir numériser », confirme-t-il avant d’ajouter:« Vous avez besoin de ce flux constant d’informations sur les performances d’un navire pour déterminer, par exemple, la vitesse de navigation la plus économique et la plus durable et pour planifier la maintenance prédictive. «
Pourtant, M. Damen ajoute également une mise en garde. «Mais la numérisation est aussi une loi économique. Les opérateurs à terre peuvent surveiller plusieurs navires et résoudre des problèmes à distance en utilisant la réalité virtuelle et l’intelligence artificielle. »
Pour cette raison, le groupe a mis en place une plateforme numérique ciblée appelée Damen Triton.
Damen affirme que son objectif est de mettre les données à contribution dans les domaines de la sécurité, de la durabilité et de l’efficacité.
Sjoerd de Bruin, directeur des ventes Asie-Pacifique explique plus en détail. «La priorité est accordée à la consommation de carburant, mais également aux données qui nous aident à fournir un meilleur service après-vente à nos clients en cas de problème technique… en outre, des paramètres de conception pour améliorer nos conceptions et pouvoir proposer de meilleures solutions dans l’avenir est important. «
Un exemple de capture de données conduisant à des améliorations de conception concerne la consommation de carburant des générateurs. Pour une opération portuaire spécifique, l’utilisation de l’alimentation électrique à quai au lieu du générateur lorsque le navire se trouve le long du quai permettra d’économiser une quantité importante de carburant, d’émissions et d’entretien.
Maintenance prédictive
M. De Bruin dit que la maintenance prédictive conduit à des actifs plus fiables. «Il s’agit d’un développement qui se poursuit dans de nombreux secteurs différents et nécessite une coopération étroite avec les fabricants d’équipements, car ce sont eux qui connaissent le mieux les caractéristiques et les profils de maintenance de leurs produits.»
En ce qui concerne les prochaines étapes, il est également clair. «Les données contextuelles sont disponibles via Damen Triton. Nous allons lentement évoluer vers de nouveaux modèles comme la maintenance prédictive et devons soigneusement coordonner les étapes nécessaires pour y arriver, car des retours d’informations et des données historiques sont nécessaires. »
S’adressant à la question de savoir si la numérisation peut fonctionner avec l’automatisation, M. de Bruin dit qu’il est important de demander: « Faut-il s’occuper de cela à distance, doit-il être disponible à bord et / ou pouvons-nous automatiser cela? »
En réponse à la question, sa réponse est claire sur les problèmes. «C’est plus efficace si vous pouvez automatiser certains aspects, mais c’est aussi le plus difficile. La fourniture directe de renseignements à l’équipage qualifié à bord présente des exigences et une complexité différentes de celles fournies aux personnes à terre. C’est quelque chose qui va évoluer, où les choix seront de plus en plus basés sur l’opportunité et la faisabilité technique sera moins un problème. Un exemple est l’envoi d’alertes au personnel à terre lorsque le navire est couché sans pilote sur le quai, en cas d’incendie – le système d’alarme et de surveillance existant est ensuite combiné avec la fonctionnalité pour envoyer un texte.
Il ajoute que les remorqueurs entièrement automatisés travaillant dans les principaux ports sont encore loin, le développement initial étant probablement des remorqueurs télécommandés.
Voith se concentre également sur la collecte de données, la détection des anomalies et la recherche de solutions numériques, et possède son propre matériel à bord, un processeur qui collecte un grand nombre de données de capteur. Celles-ci sont ensuite transférées vers le Cloud.
Robin Wankerl, responsable de la communication sur les marchés mondiaux du groupe, médias commerciaux et communication sur le marché, explique que Voith a installé de nombreux systèmes CMS sur les remorqueurs (applications logicielles de gestion de contenu).
«Ces données numériques sont utilisées pour améliorer encore l’hélice Voith Schneider (VSP). Les collectifs de charge obtenus avec le CMS sont directement intégrés dans le processus de conception des nouvelles hélices. En conséquence, les intervalles d’entretien sont allongés et les coûts pour le propriétaire du remorqueur sont réduits. Les données sont également utilisées pour réduire davantage la consommation de carburant et les émissions des remorqueurs avec les hélices Voith Schneider. À l’aide des données CMS numériques, le fonctionnement du VSP est encore optimisé, c’est-à-dire que le régime et le pas optimaux sont recommandés au capitaine. »
Les données de mouvement telles que la vitesse du navire, le roulis et le tangage, et les forces de ligne sont enregistrées avec le CMS. Ces données sont ensuite directement saisies dans le processus de conception des nouveaux remorqueurs. Pour la maintenance prédictive, les capteurs révèlent souvent des problèmes à venir bien plus tôt qu’ils ne peuvent être observés physiquement.
«Si vous regardez l’efficacité globale de l’utilisation du remorqueur, vous ne pouvez pas simplement vous concentrer sur un seul système, mais sur la combinaison et l’interaction de tous les systèmes conduisant à certains résultats (par exemple, les forces de ligne, les taux de virage, etc.)», explique M. Wankerl.
Pour l’avenir, il dit qu’à un moment donné, des remorqueurs entièrement automatisés pourraient fonctionner dans les principaux ports, mais ajoute: «la grande question est de savoir quand.»
Monde à gagner
Julian Oggel, directeur général de Novatug, déclare «qu’il y a un monde à gagner» si les données numériques sont capturées et utilisées correctement, mais il pense que beaucoup plus pourrait être fait.
«Le remorqueur est toujours un coin très traditionnel avec très peu d’imagination sur ce qui pourrait être possible. Le remorqueur est essentiellement une extrapolation de l’idée originale d’un outil qui pourrait aider à déplacer un navire mort une fois qu’il s’est arrêté au port », confirme-t-il, mais il est également clair sur le problème.
«Le problème actuel est cependant beaucoup plus dynamique et cela appelle une solution différente. Pas un outil destiné à la traction statique, mais un outil qui peut aider à la vitesse et le faire de manière économe en énergie, il est donc également propre. Les TIC (technologies de l’information et des communications) peuvent aider à comprendre les paramètres du problème et à montrer les possibilités de les résoudre de manière intégrée, ce qui devrait ensuite filtrer les modifications de conception. »
Novatug capture des données telles que les forces et vecteurs de ligne, le débit de carburant, la poussée de l’hélice, la vitesse dans l’eau, le temps et le cap du navire. Ceux-ci sont analysés les uns par rapport aux autres et donnent une indication claire de l’efficacité et de l’efficience du remorqueur.
«Nous mesurons un rapport typique de Kw de puissance moteur ajoutée par tonne de force Kline générée comme indicateur indirect de l’efficacité (énergétique) du remorqueur. Nous avons appris que par tonne de force de ligne générée lors d’une assistance (qui est le but ultime d’un remorqueur) le CRT [Novatug’s Carrousel Rave Tug] peut économiser jusqu’à 80% de l’énergie nécessaire pour tirer par rapport aux remorqueurs traditionnels », confirme M. Oggel.
La capture de numérisation a aidé Novatug à mesurer et à simuler différents paramètres, en particulier la position des unités VSP par rapport à la longueur de la coque et la position de l’anneau Carrousel, et la forme de la coque qui est optimisée pour la résistance.
M. Oggel explique plus loin. «Étant donné que le CRT travaille sur les propriétés hydrodynamiques de la coque plutôt que sur la puissance du moteur pour générer ses forces, et étonnamment peu de choses sont connues sur l’hydrodynamique, les données collectées par le système sont également utilisées pour former les capitaines et (à l’avenir) donner des résultats réels. conseils aux équipages sur les opérations optimales. »
Il dit également que l’utilisation de capteurs mesurant des paramètres tels que les vibrations, l’accélération, la consommation de carburant, la charge et les émissions, tous analysés les uns par rapport aux autres, dans le temps aide à planifier la maintenance.
Bien que Novatug ne pense pas que des remorqueurs entièrement autonomes seront possibles dans un avenir prévisible, il croit fermement au «remorquage assisté par ordinateur», les équipages des remorqueurs obtenant davantage et de meilleures informations en temps réel et des conseils sur les performances du remorqueur.
Fruits mûrs
M. Oggel est clair sur le processus à partir d’aujourd’hui. «La première étape de la numérisation des remorqueurs, qui est vraiment un produit à faible impact, consiste à fournir aux équipages des remorqueurs, aux pilotes et aux équipages des navires assistés une meilleure connaissance de la situation concernant les effets réels des remorqueurs dans les ports et les ressources qui sont utilisées pour atteindre cette. C’est difficile car dans la chaîne de la logistique maritime, tout le monde (opérateurs de remorqueurs, pilotes, autorités portuaires) travaille traditionnellement en silo. Pour bénéficier des avantages de l’informatique, il faut d’abord avoir une image complète. »
Il est également certain de ce qui doit se produire en premier. « Le » C « pour la communication dans les » TIC « est souvent négligé et nous pensons que nous devons d’abord nous assurer que nous avons accès aux bonnes informations avant de pouvoir compléter le système pour être optimal. »
