Морские изыскательские суда: готовность к быстрым датчикам

Одиссея LeeWay в COVE в Дартмуте, Новая Шотландия.

Развертывание Кракен Катфиш.

Развертывание Кракен Катфиш.

LeeWay Striker отправится на ремонт в декабре 2018 года.

Previous Next

В 2009 году я написал диссертацию об использовании беспилотных систем для оборонных приложений. В то время три модных слова «скучно, грязно и опасно» доминировали в повествовании о том, для чего они используются. Эти слова имели смысл в контексте военных применений, в которых количественно оценивается эффективность, с которой выполняется миссия: вы находите взрывную мину в течение нескольких часов поиска без риска для людей и с меньшей вероятностью человеческой ошибки. Забегая вперед на 10 лет, теперь в качестве генерального директора LeeWay Marine я снова оцениваю роботов, но с точки зрения поиска коммерческого решения, которое предлагает конкурентное преимущество.

LeeWay владеет и управляет исследовательскими судами из Центра океанских предприятий и предпринимательства (COVE) в Дартмуте, Новая Шотландия, Канада. COVE является одним из нескольких центров океанических технологий в Атлантической Канаде (четыре самые восточные провинции Канады, включая Ньюфаундленд и Лабрадор, Новая Шотландия, Остров Принца Эдуарда и Нью-Брансуик), и поэтому мы погружены в сообщество, которое одержимо развивается новейшие и лучшие (иногда нет) технологии океана. Мы видим это, мобилизуем, запускаем и восстанавливаем (если все идет по плану) и оцениваем его эффективность для коммерческого использования. AUV, буксируемая робототехника, сонары с синтезированной апертурой, многолучевые балки, акустические источники, акустические массивы, охотники за минами, подводные охотники, охотники за нефтью, устройства слежения за рыбой, ROV, камеры сбрасывания, UxV; Список бесконечен, и мы любим каждую его секунду.

В свете этого я могу постулировать над этой головоломкой робототехники с достаточно опытным и все более проницательным взглядом. Я с уверенностью знаю, насколько важными будут беспилотные системы в экосистеме геодезии в будущем, я также знаю, что конечные клиенты (производители нефти и газа, владельцы оффшорных ветряных электростанций, ИТ-компании, национальные гидрографические агентства и т. Д.) Все более уверены в данные, собранные на этих машинах. В режиме реального времени я наблюдал, как KATFISH (буксируемый гидролокатор с синтезированной апертурой, SBP, MBES) от Kraken Robotics завис на 10 м над дном океана, буксируясь на скорости 8 узлов и снимая изображения с высоким разрешением, которые никогда не обнаруживались в Северной Атлантике. , Я наблюдал за лицами опытных гидрографов, которые не могли поверить уровню автоматизации, связанному с последующей обработкой, и скорости, с которой продукт мог быть доставлен клиенту. Таким образом, учитывая оперативную эффективность, которую робототехника может обеспечить по своей природе, можно ожидать, что она станет панацеей от утоления голода у любого разработчика оффшорной инфраструктуры, чтобы найти эффективность в операциях исследования. Тем не менее, поскольку мы наблюдаем за рынком морских исследований, нужно только проверить AIS Marine Tracker в различных плодотворных регионах, чтобы увидеть… те же самые, те же самые большие плавучие гостиничные / исследовательские суда, стоящие вокруг драгоценной головки сонара размером с обед тарелка. Чтобы было ясно, именно это мы и делаем в Leeway!

Развертывание Кракен Катфиш. Барьеры для инноваций
Почему, с такой замечательной на рынке робототехникой, мы попадаем в «железо»? Обсудив эту проблему подробно со многими экспертами отрасли с широким кругозором, одна из классических линий заключается в том, что владельцы судов / компании, проводящие обследования, имеют слишком большой капитал, связанный с судами и другими объектами обследования. Это приводит к значительному нежеланию агрессивно двигаться в сторону робототехники. Хотя в этом может быть некоторая доля правды, я бы сказал, основываясь на моих наблюдениях, что крупные многонациональные исследовательские компании на самом деле являются первыми, кто внедрил эту технологию, оказывая влияние на ее использование и способствуя его использованию на более широком рынке. По моим наблюдениям, выжимание оставшейся стоимости из существующих кораблей не является причиной того, что морская робототехника медленно выходит на рынок исследований.

Фактическая проблема, основанная на анализе, который мы сделали, состоит в том, что одна только робототехника еще не вызовет изменения парадигмы, потому что они не значительно улучшают общее ценностное предложение, чтобы заставить (или даже позволить) связать большие исследовательские суда. Особенно на судах с геотехническими возможностями, на что роботам еще предстоит повлиять. С нашей точки зрения, большинство UxVs на рынке, за исключением XOcean 450 и Kraken Katfish, были разработаны для нацеливания на повышение конкурентоспособности, тактических возможностей, а не на решение стратегической коммерческой проблемы. Операторам судов и сюрвейерским компаниям, как правило, все еще требуются средние / большие суда для запуска, управления и восстановления UxV и размещения контингента геодезистов и морских экипажей. Пост-обработка данных все чаще происходит на борту судна на этапе сбора данных, поэтому продукт может быть быстро доставлен клиенту, и проект может быть монетизирован. Если не что иное, корабль - это просто гостиница, которая может использовать или не использовать робототехнику. Если присутствуют роботы, ценность этой операции, скорее всего, основана на эффективности или безопасности, а не на эффективности.

Например, возможно перевозить АНПА глубиной 3000 м на спине нашего 140-метрового судна для исследования (давайте возьмем 4). У нас есть фантастическая возможность запуска и восстановления. Реальность такова, что возмещение затрат, связанных с покупкой или арендой AUV, более чем в три раза превышает стоимость проекта по сравнению со старомодным (и надежным!) Корпусом MBES, установленным на корпусе или на столбе. Мы никогда не выиграли бы ставку, просто и ясно, если бы мы пытались получить реальную рентабельность инвестиций с помощью AUV. В качестве альтернативы, давайте попробуем несколько USV; они немного менее обременительны с точки зрения затрат и управления рисками. Наденьте LARS на палубу порта и правого борта, запустите несколько USV и увеличьте свою эффективность, выполнив 3 разреза одновременно. Добавьте двух техников и двух операторов USV к существующей бригаде из 12 геодезистов, двух наблюдателей за морскими млекопитающими и двух наблюдателей-археологов, и вы окажетесь на 800-тонном исследовательском корабле просто для размещения всего мозга и глазных яблок. Это превращается в собачий завтрак, и это не стоит хлопот.

В качестве альтернативы, давайте полностью уничтожим корабль и возьмем 5-метровый USV на 4 узлах, запустим его с правительственного причала в Самбро, Новая Шотландия, отправим несколько морских миль в Северную Атлантику и посмотрим, как «Сестринские острова» продвигаются с Это. Неважно, сколько морских архитекторов проанализировали форму корпуса; нет 5м ничего, что может взять «Сестры», точка. Если ему повезет, то такое способное судно будет безнаказанно работать в течение 10-15 дней, собирая террабайты больших данных. Эта концепция, на мой взгляд, вполне обоснована и предлагает очень приличные ConOps. Это не без изъянов или рисков в контексте геообследований, поскольку богатые данные заблокированы на борту, и, «надеюсь», данные хороши. Здесь могут быть применены некоторые дополнительные операционные концепции, в том числе небольшие, быстроходные суда поддержки и неограниченные широкополосные VSAT-решения, которые могут заставить его работать хорошо.

LeeWay Odyssey проходит в Бедфорд, Новая Шотландия, чтобы проверить Кракен Катфиш.

Кто владеет созданием новых ценностей?
На наш взгляд, существует несколько интересных комбинаций UxV в сочетании с судами, которые можно применять для создания достойного набора решений; но, как бы вы ни делали это, это превращается в гонку к сходящемуся минимально жизнеспособному решению. Из того, что мы видим, переход к роботизированному доминированию - это просто обмен ценностями от владельцев одного основного актива к другому. От большого, дорогого и относительно несложного актива до одного или нескольких очень сложных роботизированных активов. Среднесрочная эксплуатационная эффективность, безусловно, будет обнаружена в различных перестановках и взаимосвязях между судном и роботом, но это приведет только к марже для владельцев активов, поскольку владельцы робототехники используют сравнительные затраты на судно в качестве основы для своей стратегии ценообразования. По сравнению с судном за день, робот может сэкономить 20%. Почему бы им не сделать это; они оставляли бы ценность на столе, делая иначе. Таким образом, разработчики будут платить за обработанные данные примерно столько же, сколько сейчас. Более того, когда я смотрю на эту проблему с точки зрения разработчиков; неудивительно, что крупные корабли все еще доминируют. Зачем рисковать чем-то новым, если оно в основном стоит того же? В этих проектах уже достаточно рисков, зачем брать больше? Ценность опора еще не там для средних и морских исследований.

Если мы серьезно относимся к повышению производительности, в общей методологии должен произойти фундаментальный сдвиг - тот, который учитывает весь спектр технических преимуществ, связанных с конструкцией судна, сенсорной технологией, автономными платформами, плотностью мощности и машинным обучением. Я положительно отношусь к искусственному интеллекту и методологиям блокчейна. Когда мы решаем эту проблему в LeeWay, мы начинаем с трех фундаментальных реалий:

1. Сбор геофизических данных требует наличия физического объекта (корабля, спутника, AUV, UxV, буя и т. Д.) В точке сбора; следовательно, объем собранных данных в основном зависит от пройденного расстояния.

2. Коммерческая стоимость всегда измеряется как функция времени (выручка за период). Быстрая обработка данных имеет значение для всей цепочки создания стоимости.


3. Эффективность методов сбора данных, датчиков и обработки в конечном итоге начнет сходиться к монолитному решению с постоянным запасом по эксплуатации. Как и в индустрии пассажирских самолетов, где эксплуатационная эффективность стала настолько тонко настроенной и общеотраслевой, вообще говоря, имеют значение только маркетинг и продажи.

Скорость имеет значение
Поскольку стоимость измеряется во времени, объем товара (в данном случае данные) за единицу времени является основным фактором, влияющим на общую потенциальную стоимость. При прочих равных условиях увеличение объема «постобработанных» единиц и нулей в единицу времени - единственный способ получить растущую кривую дохода на актив. Следовательно, значение напрямую связано со скоростью сбора / обработки данных и только скоростью.

Скорость на океане не нова. LeeWay недавно ввел в эксплуатацию самое быстрое в Северной Америке судно для сбора данных с максимальной скоростью 55 узлов. Установите 5400 лошадиных сил в лодке за 100 000 фунтов и вуаля! Однако, независимо от установленной мощности и стабильности в море, как только датчики включаются, мы сокращаем дроссели до 6-8 узлов, потому что это максимальная рабочая скорость датчика, как и было задумано. Чтобы быть ясным, игровой автомат вовсе не о судне, а о скорости, с которой датчики могут эффективно работать. Если вы читаете это и можете повлиять на направление разработки и исследования вашего продукта, подумайте о скорости. Когда я говорю скорость, я имею в виду 20-30 узлов и выше. Я знаю, что физика сложна, меня несколько раз предупреждали. Ерунда. Он не был разработан, потому что в этом не было необходимости. Если вы хотите изменить отрасль исследований, создайте MBES или SAS, которые могут работать со скоростью 25 узлов. Пусть все остальные потратят свое время на полировку яблока с помощью ультраэффективных эко-автомобилей и AUV, в то время как ваш MBES в 25 узлов полностью расстроит тележку для яблок.
Три основных принципа скорости:

• Скорость является наиболее влиятельной переменной, которая будет влиять на объем монетизируемого продукта в течение определенного периода.

• Скорость сокращает время, а время сокращает все эксплуатационные расходы в океане.

• Скорость приближает оффшор к дому, предлагает хирургические операции и значительно снижает риск погоды.

Как только скорость будет установлена, тогда набор эксплуатационных характеристик, таких как автономность, плотность мощности, стабильность платформы, скорости передачи данных и т. Д., Будет действительно иметь значение для масштабируемого способа. Вполне возможно, что окончательное решение может быть достигнуто с двух противоположных направлений. Первый мог увидеть решение, основанное на существующих UxVs, с масштабированием на более крупные и более быстрые платформы. Во втором случае высокоскоростные суда средней и большой вместимости проектируются с использованием автономной технологии в качестве основной операционной системы. На мой взгляд, окончательное решение вполне очевидно и основано на физике океана. Добавленная масса воды требует массы транспортного средства для противодействия импульсу; следовательно, я поддерживаю концепцию начинать с субстанции и строить оттуда.

С нашей точки зрения, все усилия по повышению эффективности в океане важны. Устранение людей в море, использование меньших, более эффективных платформ с большей выносливостью, лучшими показателями покрытия и более высоким разрешением - все это предельные ценности, которые имеют значение. Ни один из этих элементов не может разблокировать значение, как введение скорости датчика.

Об авторе: Джейми Сангстер является основателем Leeway Marine. До освобождения Джейми служил в Королевском канадском флоте в течение 20 лет в качестве офицера по проектированию морских систем и военно-морского архитектора и имеет большой опыт работы на море на основных военных кораблях Канады.