Υποθαλάσσιο IMR κινείται ρομποτικό

Εικόνα: Saipem

Εικόνα: Ωκεανία

Previous Next

Τα μη επανδρωμένα θαλάσσια συστήματα (UMS), ιδιαίτερα τα αυτόνομα υποβρύχια οχήματα (AUV), δεν είναι ξένη προς τις εμπορικές εφαρμογές. Η έρευνα του θαλασσίου ύδατος από τα AUVs και, στη συνέχεια, τα μη επανδρωμένα επιφανειακά οχήματα (USVs) αποτελεί πλέον αποδεκτή πρακτική. Η τεχνολογία UMS μετακινείται σε νέους εμπορικούς τομείς, κυρίως συντήρηση και επισκευή επιθεώρησης (IMR). Ενώ δεν υπάρχουν τέλειοι ορισμοί, αυτές οι εργασίες μπορούν να θεωρηθούν ως εξής:

• Επιθεώρηση είναι το καθήκον της εξέτασης μιας δομής, ίσως ενός αγωγού, για τον προσδιορισμό της κατάστασής της.
• Η συντήρηση είναι μια συνήθης εργασία που περιλαμβάνει αλληλεπίδραση με μια δομή, όπως γυρίζοντας μια βαλβίδα ή εισάγοντας ένα μόλυβδο.
• Η επισκευή είναι συνήθως μια σημαντική παρέμβαση, όπως η αντικατάσταση ενός σπασμένου σωλήνα.

Οι αποστολές αυτές ήταν παραδοσιακά ο τομέας των τηλεκατευθυνόμενων οχημάτων εργασίας (ROVs) και των μεγάλων ανοικτών θαλάσσιων σκαφών υποστήριξης (OSV) από τα οποία εξαρτώνται. Αλλά οι χρόνοι αλλάζουν.

Σήμερα υπάρχουν μια σειρά από νέες ρομποτικές προσεγγίσεις στο IMR, όλες οι οποίες σταδιακά διαταράσσουν τις συμβατικές τεχνικές. Το φάσμα κυμαίνεται από τις καινοτόμες έννοιες ανάπτυξης ROV έως τα μη επανδρωμένα συστήματα που είναι "κάτοικοι" στο θαλασσινό νερό και περιλαμβάνουν νέους παράγοντες ρομποτικής μορφής και επιχειρηματικά μοντέλα. Ενώ υπάρχουν συναρπαστικές εξελίξεις για συζήτηση, επικεντρώνονται κυρίως στην επιθεώρηση και συντήρηση. Η επιδιόρθωση εξακολουθεί να είναι ο τομέας υψηλής ισχύος και ROVs που υποστηρίζονται από τους OSVs. Αλλά ο τομέας "I" και "M" είναι περίπου το ήμισυ της συνολικής αγοράς IMR και βλέπουμε ταχεία εξέλιξη.

Νέες προσεγγίσεις σε ROVs

Το πιο προφανές στοιχείο της αλλαγής στην τρέχουσα πρακτική είναι η απομάκρυνση του πλοίου. Μια λογική πρώτη κίνηση είναι να αντικατασταθεί ένα μεγάλο ακριβά πλήρωμα με ένα USV. Αυτή η προσέγγιση έχει καταδειχθεί από πολλούς παίκτες. Σε μια διαδήλωση επικεντρωμένη στην άμυνα, οι Teledyne Seabotix ROVs λειτουργούν από το Marine Advanced Research WAM-V USVs. Στην εμπορική πρακτική, οι SAAB ROVs έχουν υποστηριχθεί από τους LV ASV C-worker USVs. Σε αυτές τις διαμορφώσεις ο στόχος είναι κατά κύριο λόγο έλεγχος. Ένας φορέας εκμετάλλευσης στην ξηρά, συνδεδεμένος μέσω ραδιοτηλεοπτικής ή δορυφορικής τηλεμετρίας, μπορεί να χρησιμοποιήσει τα συνδυασμένα συστήματα για να εξετάσει δομές ή ναυάγιο. Η ελαφρά παρέμβαση είναι εφικτή, αλλά τυπικά οι συμμετέχοντες ROV δεν έχουν τη φυσική δύναμη να ασχοληθούν με τα βασικά καθήκοντα συντήρησης στην ανοικτή θάλασσα. Οι πράξεις αυτού του είδους μετριούνται τυπικά σε ώρες, ή ίσως λίγες μέρες, αλλά δεν προορίζονται να είναι ανθεκτικές.

Πίστωση: L3 ASV Μια άλλη ιδέα που κερδίζει την προσφυγή είναι να εγκαταστήσετε ένα ROV σε μια σταθερή θέση. Αυτό μπορεί να συνδεθεί με μια μεγάλη εγκατάσταση που παρέχει σύνδεση ενέργειας και δεδομένων πίσω στην ακτή. Θα μπορούσε επίσης να συνδεθεί μέσω ενός σημαντήρα, για την τηλεμετρία, και να βασιστεί στις μπαταρίες για την εξουσία. Και στις δύο περιπτώσεις, το ROV είναι τώρα ένα εξάρτημα στην περιοχή και δεν εξαρτάται από ένα ακριβό σκάφος για υποστήριξη. Πρόκειται για μια συναρπαστική πρόταση αξίας, αλλά απαιτεί σημαντική επένδυση στην αξιοπιστία της ROV. Παραδοσιακά, οι ROVs συντηρούνται και συντηρούνται συστηματικά στο κατάστρωμα. Συχνά, περισσότερες από μία ROV επιβιβάζονται σε ένα σκάφος για να εξασφαλίσουν την παραγωγικότητα. Τέτοιες προσεγγίσεις δεν είναι βιώσιμες σε μια πιο σταθερή, μακροπρόθεσμη έννοια των λειτουργιών. Η βιομηχανία έχει αποδεχτεί αυτή την πρόκληση και οι κορυφαίοι παίκτες έχουν αναπτύξει νέες προσφορές ROV. Η Oceaneering έχει αναπτύξει το e-ROV και έχει θετικά αποτελέσματα στις πρώτες δοκιμές. Η Saipem έχει επίσης επενδύσει σημαντικά στον τομέα αυτό. Το όχημά τους Hydrone-R είναι αποτέλεσμα σχεδόν δύο ετών ανάπτυξης. Μεταβαίνει από την ανάπτυξη του πρωτοτύπου σε δοκιμές στη θάλασσα κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού του 2019.

Seafloor Resident Systems
Η φυσική εξέλιξη των ROVs που εμπιστεύονται να λειτουργούν για ώρες ή ημέρες χωρίς πλοία είναι τα οχήματα που κατοικούν στο θαλασσινό νερό χωρίς σχοινιά. Ο Saber's Sabertooth ήταν ηγέτης σε αυτόν τον τομέα ξεκινώντας με μια ευρέως διαδεδομένη επίδειξη στο εργαστήριο Neutral Buoyancy του Χιούστον στα τέλη του 2016. Αυτό έδειξε ότι ένα ελεύθερο κολύμπι AUV θα μπορούσε τόσο αυτόνομα να ερευνήσει και να διέλθει και στη συνέχεια να παρέμβει, γυρίζοντας έναν μηχανισμό βαλβίδων. Αυτό το τελευταίο βήμα πραγματοποιήθηκε υπό χειροκίνητο έλεγχο χρησιμοποιώντας ασύρματη τηλεμετρία υψηλού εύρους ζώνης.

Έκτοτε άλλοι έχουν εισέλθει στο χώρο αυτό. Η Oceaneering έχει αποκαλύψει το όχημα της Ελευθερίας. Το σύστημα αυτό έχει σχεδιαστεί για να είναι πολυ-ρόλο με την ικανότητα εκτέλεσης εργασιών επιθεώρησης και επιθεώρησης. Προορίζεται να στεγάζεται σε σταθμό βάσης εγκατεστημένο στο χώρο της θάλασσας όπου θα επιστρέψει για επαναφόρτιση. Το όραμα για τέτοια συστήματα πρέπει να εγκατασταθεί και να παραμείνει στο θαλασσινό νερό για μήνες. Συνδυάζει τις προκλήσεις της μηχανικής κατασκευής με την αξιοπιστία του ROVs με το λογισμικό που είναι απαραίτητο για μακροχρόνια λειτουργικότητα. Αυτές οι τεχνολογικές ιδέες αναπτύσσονται σιγά-σιγά και η λύση της Oceaneering είχε προχωρήσει γρήγορα για να προσφέρει μια επιλογή αγοράς.

Το όραμα των ασύρματων οχημάτων που κατοικούν στη θάλασσα είναι ισχυρό. Αλλά παραμένει ένα μελλοντικό όραμα. Σήμερα, επί μακρόν, αναπτύσσονται δεσμευμένα οχήματα που είναι εγκατεστημένα σε θαλασσινό έδαφος, κυρίως με το Eelume, ένα υποθαλάσσιο όχημα θολώνει τις γραμμές μεταξύ AUV και ROV ενώ χρησιμοποιεί μια ξεχωριστή αρχιτεκτονική που υποστηρίζει τη διαμόρφωση και την ευελιξία. Κοιτάζοντας κάτι παρόμοιο με το όνομα του χεριού, αυτή η τεχνολογία έχει ξεκινήσει τις υπεράκτιες δοκιμαστικές δοκιμές για υποβρύχιες εργασίες διαμονής. Τα υποθαλάσσια συστήματα του Eelume αναπτύχθηκαν σε ένα υποβρύχιο σημείο δοκιμής στο Πανεπιστήμιο της Νορβηγίας σε 360 μ. ύδατος υπεράκτια Trondheim κατά τη διάρκεια Μαΐου 2019. Τα ρομπότ Eelume αναπτύχθηκαν στο θαλάσσιο κρεβάτι με ένα γκαράζ ελλιμενισμού και χρησιμοποιήθηκαν για να εκτελέσουν μια σειρά από εργασίες επιθεώρησης και ελαφράς επέμβασης στο υποβρύχιο σημείο δοκιμής. Μετά από περαιτέρω δοκιμές και δοκιμές διαμόρφωσης στο Trondheim αργότερα αυτό το έτος, προγραμματίζεται η ανάπτυξη των δύο πρώτων υποθαλάσσιων συστημάτων Eelume στον τομέα παραγωγής υποθαλάσσιου Åsgard για την Equinor. Τα δύο συστήματα ρομπότ θα διαμορφωθούν για καθήκοντα επιθεώρησης και εργασίες επέμβασης, συμπεριλαμβανομένων των λειτουργιών βαλβίδων ροπής εργαλείου. Αυτά τα πρώτα συστήματα υποβρυχίων Eelume θα λειτουργούν σε τροφοδοτούμενη από μπαταρία, προσδεδεμένη λειτουργία ελέγχου, αλλά πριν από το τέλος του έτους αναμένεται να αποδείξουν δεξιόστροφη λειτουργία.

Πιστωτική: Eelume Διαμονή "Συνδεδεμένο"
Για την υποστήριξη εκτεταμένων λειτουργιών χωρίς Alessandro AUVs, θα πρέπει να παρέχεται ασύρματη συνδεσιμότητα στα συστήματα. Τα ακουστικά μόντεμ είναι χρήσιμα για συνδέσεις μεγάλης εμβέλειας αλλά προσφέρουν περιορισμένο εύρος ζώνης. Τα οπτικά συστήματα μπορούν να παρέχουν πολύ πιο εύρωστο εύρος ζώνης αλλά σε περιορισμένες περιοχές. Ένα συλλογικό σύστημα μπορεί να προσφέρει μια προσέγγιση σε αυτήν την πρόκληση. Ο κ. Ioseba Tena, διευθυντής παγκόσμιου επιχειρείν της Sonardyne, το λέει καλά: "Στην Sonardyne επιδεικνύουμε πύργους κυψελών πλοήγησης και ασύρματης επικοινωνίας, εξοπλισμένοι με ακουστικά και οπτικά μόντεμ ελεύθερου χώρου, ικανά να παράσχουν ενημερώσεις θέσης και πιλοτικό έλεγχο σε πραγματικό χρόνο. Αυτά θα τοποθετηθούν στρατηγικά σε τομείς όπως πηγάδια, πολλαπλές εγκαταστάσεις, κλπ. Όπου η ανθρώπινη παρέμβαση θα συμβάλει στην άμβλυνση του κινδύνου και στη βελτίωση των λειτουργιών. Θα μας επιτρέψουν να διασυνδέσουμε τα οχήματα με τις εντολές ροής βίντεο και joystick σε πραγματικό χρόνο σαν να είμαστε υπεράκτιες μαζί τους. "Αυτή η προσέγγιση μπορεί να επιτρέψει σε ασύρματα οχήματα να λειτουργούν πιο μακριά, ενώ βρίσκονται ακόμη σε στενή επαφή με τους χειριστές.

Νέα ρομπότ, νέα επιχειρηματικά μοντέλα
Η επέκταση του οράματος των untethered υποβρύχια ρομπότ για το IMR είναι το Aquanaut του Houston Mechatronic. Αυτό το μετασχηματιστικό σύστημα μπορεί να λειτουργεί τόσο σε λειτουργία AUV για έρευνα και διέλευση όσο και σε λειτουργία ROV για προσεκτικότερη επιθεώρηση και χειρισμό. Η πρόθεση του Aquanaut είναι να φτάσει το σύστημα σε ένα εργοτάξιο και να εκτελέσει εργασίες, όπως χειρισμούς βαλβίδων, χρησιμοποιώντας τη δική του πλοήγηση. Οι φορείς εκμετάλλευσης θα χρησιμοποιούν μόνο εποπτικό έλεγχο υψηλού επιπέδου για να ελέγχουν την κατάσταση του συστήματος και να εκδίδουν εντολές αποστολής. Αυτή η έννοια αμφισβητεί τόσο την τεχνολογία όσο και τις επιχειρηματικές συμβάσεις.

Οι δυνατότητες μετασχηματισμού του Aquanaut είναι εντυπωσιακές μηχανικές εξελίξεις. Αλλά οι εξελίξεις στην αισθητική και στην τεχνολογία λογισμικού είναι εξίσου σημαντικές. Η κατάρτιση ενός ρομποτικού συστήματος για την αντίληψη, κατανόηση και εμπλοκή ενός σύνθετου υποθαλάσσιου περιβάλλοντος είναι μια σημαντική πρόκληση. Υποθέτοντας ότι οι μηχανικοί επιτύχουν, προκύπτουν οι επιχειρηματικές προκλήσεις. Το Aquanaut οραματίζεται ως υπηρεσία άμεσης κλήσης IMR, παρέχοντας την απαραίτητη δραστηριότητα όταν και όπου χρειάζεται, χωρίς τα ακριβά πλοία, όπως και η υπηρεσία μεριδίου που παρέχει μεταφορά κατόπιν ζήτησης. Αυτή είναι μια αξιοσημείωτη αλλαγή προσέγγισης και μπορεί να αλλάξει ριζικά τα οικονομικά του IMR.

Η επίτευξη αυτού του οράματος απαιτεί από τους μηχανικούς να μην αναπτύξουν απλώς την τεχνολογία. Θα πρέπει να αποδείξουν την αξιοπιστία τους σε υποκειμενικούς ανθρώπινους χειριστές. Οι δικηγόροι και οι λογιστές δεν θα κατανοήσουν τον κώδικα και θα πεισθούν μόνο από διαδοχικές διαδηλώσεις και βαθμιαία πρόοδο προς ένα πλήρως αυτόνομο περιβάλλον λειτουργίας IMR. Για να συνδυάσει τα λόγια των υπεράκτιων χειριστών και των διαχειριστών, θα είναι ένα "μακρύ slog" πριν τα "γυαλιστερά ρομπότ" μπορούν να τα κάνουν όλα.