Цифровой двойник помогает порту быть устойчивым, эффективным и экологичным

За последние тридцать лет объем морских перевозок вырос вдвое. наблюдается технологическое совершенствование и диверсификация водного транспорта: растут скорости, габариты, грузоподъемность судов, появляются принципиально новые машины. Чтобы эффективно работать, особенно в условиях международной турбулентности, современным портам необходима глубокая цифровизация с анализом и принятием решений на основе Big Data. Системы класса «Цифровой двойник» дают рост эффективности портового хозяйства на 10% и возврат инвестиций через 12-15 месяцев.

Юрий Оганянц, директор по развитию бизнеса ООО «Интеллектика»

Кому доверить управление?

Современный порт – это не просто транспортный узел, а масштабное предприятие, объединяющее причалы, доки, погрузо-разгрузочные терминалы, складское хозяйство, парк грузовой спецтехники, железнодорожный узел, административные здания. И перед руководством стоит задача эффективного управления этим огромным комплексом.

Как синхронизировать грузовые операции с доставкой груза автомобильным или железнодорожным транспортом, правильно выбрать причал для каждого судна, учитывая его водоизмещение, тип груза, вмес-тимость, график движения судов? Как найти правильное место для размещения груза с учетом заранее установленных ограничений, доступных мест хранения, прогнозируемого времени прибытия груза? Каким образом с наименьшими потерями отреагировать на неожиданные кардинальные изменения в расписании судов?

Человек уже не справляется с потоками поступающей информации и объемом задач. На помощь ему приходят программно-аппаратные комплексы, которые получают и анализируют данные в режиме реального времени. Пропускная способность порта и грузооборот, безопасность и соответствие экологическим требованиям напрямую связаны со сте-пенью автоматизации. В зависимости от назначения и глубины интеграции, цифровые системы помогают достичь высоких показателей эффективности.

Влияние автоматизации на экономику порта

Работа отдельных портовых служб всегда зависела от опыта специалиста. Например, хороший лоцман знает причалы порта как свои пять пальцев и может пришвартовать судно буквально с закрытыми глазами. Но в условиях увеличения скорости и габаритов человеческий фактор может привести не только к повреждению судна или причала, но и к потере дорогостоящего груза, огромным расходам и даже экологической катастрофе, скажем, в случае разлива нефти с танкера. Нельзя забывать, что причина более 60% аварий – человеческий фактор.

Теперь давайте представим, что в распоряжении лоцмана и диспетчера есть система, которая помогает осуществлять оперативный мониторинг параметров швартовки и контролировать положение судна с точностью до сантиметра. Например, система MOORiNET компании «Интеллектика» объединяет измерительные и сканирующие устройства, комплексы видеонаблюдения и машинного зрения, датчики мониторинга состояния гидротехнических сооружений и многое другое. По опыту внедрения система MOORiNET за счет точных данных и расчета оптимальной траектории судна снижает вероятность ошибки при швартовке на треть, а время обработки судна уменьшается на 5-10%.

Еще одна область, где цифровизация дает существенную экономию, – стивидорные операции. Системы управления погрузо-разгрузочными работами помогают оптимизировать расстановку контейнеров и сократить количество перестановок. Результат – обработка судна происходит быстрее, меньше простоев и непроизводительного использования техники, меньше затрат на ремонт.

Глубокая цифровизация дает порту гибкость и устойчивость, необходимые для преодоления кризисных ситуаций. Пример: осенью 2021 года из-за перераспределения международных логистических потоков грузы подолгу ждали обработки в дальневосточных портах. Тогда эксперты указывали на то, какую огромную поддержку в этой ситуации оказала бы более развитая IТ-инфраструктура. Сейчас наблюдается обратная ситуация: из-за санкций грузооборот в российских портах резко падает, и системы класса «Цифровой двойник» помогли бы оптимально перераспределить ресурсы, снизив тем самым убытки портового хозяйства.

Современный порт – «умный» и «зеленый»

Внедрение отдельных систем дает экономический эффект локально – в пределах одной или нескольких служб. Но для управления современным портом нужна система, которая максимально охватывает все службы и операции.

Из этой потребности возникла концепция «умного порта» (Smart Port) – интеллектуального информационного комплекса, объединяющего все системы, ресурсы и датчики береговой линии, технику, суда. Он решает масштабные задачи, такие как управление швартовкой и разгрузкой судов, оптимизация расхода различных ресурсов, распределение транспортных потоков на территории порта, управление складскими площадями.

«Умный порт» должен быть еще и «зеленым». Что это значит? Это значит стремление к минимальному (нулевому) углеродному следу, следование всем природоохранным нормам и правилам, функционирование с соблюдением интересов местных жителей, сокращение бумажного документооборота, энергоэффективность зданий и коммуникаций, экономное расходование любых ресурсов, пред-отвращение аварийных ситуаций с неблагоприятными последствиями для окружающей среды, бережное отношение к человеку.

Построение «умного порта» и тем более «зеленого порта» возможно на базе цифровых двойников. Возможности таких систем в той или иной мере используют порты Роттердама, Монреаля, Гамбурга, Антверпена, Барселоны. Компания «Интеллектика» тоже поспособствовала прогрессу: разработанный компанией цифровой двойник SmartTwin.Port уже внедрен в крупных портах России и вызывает высокий интерес у портов Дубая и ОАЭ.

Для российских портов несомненный плюс от внедрения SmartTwin.Port заключается в том, что это отечественная разработка, а значит, заказчикам всегда доступны обновления, техническая поддержка, сервис. И, конечно, гарантирована доступность корпоративных данных без риска «внешнего отключения» или потери информации – то, что сейчас особенно актуально. Учитывая, что порт – это практически всегда стратегический объект, данное обеспечение безопасности крайне важно.

Что такое цифровой двойник?

Цифровой двойник – это единая высокоуровневая «умная» платформа, которая использует Big Data и продвинутую аналитику данных для управления, в том числе и удаленного, работой порта в режиме реального времени. Эта платформа объединяет физический и цифровой мир через взаимодействие оборудования, человека и аналитического программного обеспечения. Она позволяет контролировать и совершенствовать операции рабочего цикла, тем самым упрощая операционную деятельность, экономя ресурсы, уменьшая число сбоев и продлевая срок службы оборудования.

Функциональность цифрового двойника во многом зависит от того, насколько наглядную и детализированную информацию он предоставляет пользователям. В идеале двойник должен отображать любой значимый объект порта. Например, в системе SmartTwin.Port сотрудник, в зависимости от ролевой модели, может получить прямой доступ к любому объекту в режиме реального времени. На мониторе – естественный вид на виртуальную среду, можно включить визуализацию технологического процесса, показаны инженерные сети и другие коммуникации, есть доступ к чертежам.

SmartTwin.Port помогает управлять ходом выполнения погрузо-разгрузочных работ, планировать швартовные операции и обслуживание техники, работать с нарядами, следить за заполнением складских помещений, получать информацию о метеорологической обстановке, состоянии конструкций и сооружений и т.д.

До сих пор приводимые примеры касались автоматизации отдельных операций. Цифровой двойник помогает управлять портом как единой системой и выполнять не только рутинные задачи, но и принимать управленческие решения. Так, SmartTwin.Port предоставляет систему с наглядной 2D/3D-визуализацией в режиме реального времени. Он обес-печивает полную видимость корреляции различных процессов, дает возможность ретроспективы – обращения к любому временному срезу по отношению как к отдельному объекту, так и системе в целом.

SmartTwin.Port не просто формирует массу таблиц и графиков, в которых руководителю еще предстоит разобраться. Благодаря наглядной визуализации, множеству форм отчетов, подсказкам на основе анализа данных, SmartTwin.Port действительно помогает управлять портом независимо от его величины. Фактически это система поддержки решений корпоративного класса на основе анализа накопленных массивов данных от контроллеров, датчиков, устройств и систем.

Экономические плюсы

Эффект от внедрения SmartTwin.Port у каждого порта свой. Здесь есть решение управленческих задач, выстраивания некоторого «мостика» между управленческим и функциональными, производственными звеньями, создание единого «места правды». Дальше идет решение системных задач – снижение влияния человечес-кого фактора, оптимальная загрузка участков без создания очередей, накопление разнородных данных с дальнейшей возможностью прогнозирования и предупреждение аварийных ситуаций.

Все это дает аккумулятивный эффект, который выражается в повышении общей эффективности и слаженности работы порта, снижении времени на техническое обслуживание оборудования, сокращении времени погрузо-разгрузочных операций и т.д.

Есть примеры, когда в итоге порт смог каждые 1-2 месяца принимать дополнительно 1-2 судна на причал, а это плюс $500К-$1000К. А поскольку портовые службы укладываются в запланированное время разгрузки/погрузки, порт с большей вероятностью получает диспач и с меньшей – выплачивает демередж.

Мир цифровых двойников

Идея цифровых двойников сейчас становится частью более продвинутой концепции управления комплексными объектами. Цифровые двойники могут объединяться в более сложные решения, формируя многоуровневые структуры, например цифровой флот, объединяющий цифровые суда, или цифровой порт, в который идут цифровые суда, и т.д.

Можно рассмотреть и более сложную структуру – крупный морской холдинг или группу компаний. В нем есть несколько портов, административных филиалов, промышленных структур, судов, авто- и ж/д составов, определенная транспортная инфраструктура и прочие объекты. У всего перечисленного может быть цифровой двойник со своим функционалом и кругом решаемых задач, при этом все они будут объединяться «матрешкой» на базе общей платформы, которая также будет представлять собой цифровой двойник.

Точно так же и цифровой двойник порта можно развить до системы двойников различных служб – складов, перевалочной площадки, причалов, таможенных терминалов и т.д. Эта концепция открывает огромные возможности многоуровневого иерархического управления процессами. И компания «Интеллектика» развивает платформу SmartTwin в этом направлении.

Подведем итоги

В последние годы много делается для внедрения «зеленых» технологий и бережного отношения к ресурсам. Цифровые двойники дают портам возможность следовать этой тенденции, попутно делая управление наглядным и удобным, повышая грузооборот и улучшая экономические показатели.

Морские порты №1 (2022)