Na przestrzeni ostatnich dwóch dekad integracja sztucznej inteligencji (AI) z procesami biznesowymi przyniosła rewolucyjną transformację w różnych branżach, w tym w branży żeglugowej.
W miarę ewolucji branży morskiej sztuczna inteligencja odgrywa coraz większą rolę w operacjach żeglugowych, jako że firmy dokładają wszelkich starań, aby zachować konkurencyjność i wyprzedzać konkurencję. Według raportu Lloyd’s Register i firmy doradczej Thetius, zajmującej się innowacjami morskimi, rynki systemów wykorzystujących sztuczną inteligencję i autonomiczne statki będą warte łącznie 5,01 mld USD do 2028 roku. Innowacje koncentrują się nie tylko na zapewnieniu stabilności finansowej w przyszłości, ale mogą mieć również korzystny wpływ na naszą planetę.
Przemysł morski odgrywa kluczową rolę w transporcie ponad 90% towarów na świecie, przyczyniając się jednocześnie w znacznym stopniu do emisji gazów cieplarnianych (3%). Z uwagi na rosnące obawy dotyczące zmian klimatycznych, rośnie presja na ograniczenie emisji dwutlenku węgla w wielu branżach. Międzynarodowa Organizacja Morska (IMO) wyznaczyła ambitne cele na lata 2030 i 2050, dążąc do zmniejszenia emisji dwutlenku węgla o 40% do 2030 roku w stosunku do poziomu z roku 2008 oraz do zmniejszenia o połowę wszystkich emisji do 2050 r.
Wdrożenie algorytmów uczenia maszynowego, które będą rekomendowały najbardziej energooszczędne trasy, optymalizowały wykorzystanie zasobów i umożliwiały zautomatyzowaną konfigurację kontenerów w celu lepszego zarządzania przestrzenią, mogą znacząco przyczynić się do zrównoważonego rozwoju w branży żeglugowej. Wprowadzenie procesów sztucznej inteligencji do procesów spedycyjnych przynosi wiele korzyści. W tym artykule przyjrzymy się ogromnemu potencjałowi sztucznej inteligencji w sektorze morskim, omawiając jego liczne korzyści, a także rozważając wszelkie związane z nim wyzwania.
Korzyści z wykorzystania sztucznej inteligencji w transporcie morskim
Przyjrzyjmy się bliżej niektórym zaletom integracji systemów sztucznej inteligencji z przewozem towarów drogą morską:
Zmniejszenie ryzyka błędu ludzkiego
Bez względu na wykonywaną pracę, branżę czy poziom umiejętności danej osoby, każdy czasem popełnia błędy. Zdarza się, że podczas gromadzenia danych do systemów wprowadzane są nieprawidłowe dane. Oprogramowanie AI do śledzenia danych, które automatyzuje procesy takie jak pozycjonowanie, planowanie i obliczanie, praktycznie eliminuje to ryzyko.
Redukcja kosztów
Śledzenie i analiza danych z wykorzystaniem AI umożliwiają wykrycie kosztownych działań i niewłaściwego wykorzystania zasobów. Analiza zużycia paliwa pozwala na znalezienie obszarów, w których zasoby są nadmiernie wykorzystywane. Dzięki temu możliwe jest opracowanie planów zmniejszających zużycie paliwa, co z kolei pomaga ograniczyć wydatki firmy. Ponadto wdrożenie innych procedur, takich jak wybór bardziej efektywnych tras i wdrożenie ulepszonych praktyk konserwacyjnych, dodatkowo zmniejsza zużycie paliwa, obniżając tym samym koszt każdej podróży statku. AI skutecznie łączy bieżące warunki z historycznymi i prognozowanymi danymi, dzięki czemu można wprowadzać korekty w celu obniżenia kosztów.
Bardziej zrównoważone rozwiązanie
Nadrzędnym celem wielu organizacji jest stosowanie zrównoważonych praktyk, a przemysł morski powinien w każdy możliwy sposób przyczyniać się do tworzenia bardziej ekologicznej planety. Próby ograniczenia odpadów i emisji dwutlenku węgla mogą być wspomagane przez sztuczną inteligencję poprzez analizę zużycia zasobów. Monitorując spalanie i zużycie paliwa, można stwierdzić, czy emisje zmniejszają się, czy też statki wykorzystują więcej ograniczonych zasobów niż to konieczne. Świadomość wpływu podejmowanych działań na środowisko pozwala na skuteczniejsze wdrażanie nowych, zrównoważonych praktyk.
Wyższa wydajność
Wykorzystanie sztucznej inteligencji i uczenia maszynowego na statkach może ułatwić załogom utrzymanie i podniesienie standardów wydajności poprzez automatyzację nawigacji, uproszczenie tras i usprawnienie dostępu do portów. Dzięki zautomatyzowanym funkcjom można delegować zadania wykonywane przez komputery, takie jak gromadzenie danych i nawigacja, co pozwala załodze skupić się na innych kluczowych zadaniach, wymagających jej uwagi. Gromadzenie danych w czasie rzeczywistym umożliwia członkom załogi szybkie reagowanie na zmieniające się okoliczności, a wykorzystanie dostępnych wcześniej danych pozwala na bardziej proaktywne działanie i skuteczniejsze rozwiązywanie problemów.
Skuteczniejsze środki ostrożności
Sztuczna inteligencja jest przydatna w prognozowaniu zachowań poprzez przewidywanie niekorzystnych warunków pogodowych i podejmowanie odpowiednich działań. Kolejnym elementem zapewniającym bezpieczniejsze środowisko pracy dla załogi są systemy antykolizyjne.
Autonomiczne statki – przyszłość żeglugi?
W 2022 r. w Norwegii zaprezentowano pierwszy bezemisyjny, w pełni autonomiczny kontenerowiec Yara Birkeland, który rozpoczął dwuletni okres próbny. Ten przełomowy statek powstał w wyniku wspólnego przedsięwzięcia firm Yara i Kongsberg. Statek wyposażony jest w akumulator o mocy 7 MWH, którego pojemność jest 1000 razy większa od typowego akumulatora samochodu elektrycznego. Tradycyjne kontenerowce przewożą nawet 24000 kontenerów z dwukrotnie większą prędkością. Choć Yara Birkeland mieści zaledwie 120, stanowi obiecujący początek wdrażania nowoczesnych technologii, które utorują drogę do bardziej ekologicznej i zrównoważonej branży żeglugowej.
Głównym zadaniem statku jest transport nawozów mineralnych z norweskiego zakładu produkcyjnego Yara w Porsgrunn do terminalu dystrybucyjnego w Brevik. Realizacja tej podróży przy użyciu autonomicznego statku żeglugowego oznacza wyeliminowanie 40 000 przejazdów ciężarówek napędzanych silnikami wysokoprężnymi rocznie. Dzięki tej zmianie znacznie zmniejszy się emisja dwutlenku węgla, wzrośnie bezpieczeństwo na drogach, a także zmniejszy się zanieczyszczenie hałasem.
Wykorzystanie autonomicznego transportu morskiego stanowi obiecujące rozwiązanie wspierające bardziej zrównoważone i przyjazne dla środowiska podejście do transportu. Przy obecnym poziomie zaawansowania technologicznego, autonomiczny statek jest realną opcją w przypadku krótkich podróży. Kontenerowiec Yara jest na dobrej drodze do obniżenia kosztów operacyjnych o 90%, więc inne firmy z pewnością będą chciały skorzystać z tego rozwiązania.
Zanim będziemy mogli zobaczyć w pełni autonomiczne statki transportujące towary po całym świecie, mogą minąć jeszcze dekady. Technologia ta wymaga dalszego rozwoju i rygorystycznych testów, aby zapewnić jej niezawodność i bezpieczeństwo. Dodatkowo istniejące ramy prawne i regulacyjne, dotyczące międzynarodowych portów stwarzają spore wyzwanie, które musi zostać rozwiązane, zanim technologia ta będzie mogła zostać wdrożona na szeroką skalę.
Jak AI usprawnia obecnie operacje transportu morskiego?
Optymalizacja tras i nawigacja
Prognozowanie tras wykorzystujące dane w czasie rzeczywistym zrewolucjonizowało optymalizację tras i nawigację w branży morskiej. Dzięki tym zaawansowanym funkcjom możliwe jest podejmowanie świadomych decyzji i szybkie dostosowywanie tras w odpowiedzi na dynamiczne czynniki, takie jak warunki pogodowe i nieprzewidziane sytuacje. Sytuacja kryzysowa w Kanale Sueskim w 2021 r. uwydatniła kluczowe znaczenie tych modeli prognostycznych. Gdy najważniejsza morska trasa tranzytowa została zablokowana, przewoźnicy byli zmuszeni do szybkiej improwizacji oraz poszukiwania najbardziej wydajnych i opłacalnych alternatyw. Technologie sztucznej inteligencji umożliwiły szybkie oszacowanie sytuacji, co pozwoliło uniknąć znacznych strat kosztów i czasu.
Wydajność paliwowa
Optymalizacja tras pozwala zmniejszyć zużycie paliwa i ilość odpadów poprzez ograniczenie przestojów i stosowanie mniej energochłonnych rozwiązań alternatywnych. Sztuczna inteligencja i uczenie maszynowe umożliwiają monitorowanie ilości paliwa zużywanego przez statki i sugerują sposoby jej ograniczenia w celu lepszego zarządzania zasobami i wydatkami. Analiza zużycia paliwa może dodatkowo ujawnić nieefektywne procedury i przyczynić się do poprawy wszystkich aspektów funkcjonowania statku. Lepsza wydajność paliwowa wpływa na obniżenie emisji dwutlenku węgla, co przyczynia się do realizacji celów IMO, obniżając jednocześnie koszty. Przewiduje się, że w przyszłości paliwa alternatywne zastąpią paliwa konwencjonalne, takie jak ciężki olej opałowy, co dodatkowo usprawni zrównoważoną żeglugę.
Konserwacja predykcyjna
Wydajność i bezpieczeństwo statku są ściśle powiązane z odpowiednimi praktykami konserwacyjnymi. Optymalne funkcjonowanie sprzętu to podstawa uzyskania lepszej wydajności czasowej i paliwowej. Nawet drobne przypadki zużycia mogą spowodować poważne skutki dla całego systemu, utrudniając pracę i prowadząc do zwiększonego zużycia paliwa i energii, a tym samym zwiększając koszty eksploatacji statku. Zaniedbywanie takich kwestii może prowadzić do wystąpienia niezauważonych uszkodzeń, co stwarza zagrożenie bezpieczeństwa.
Rozwiązania AI wykorzystujące czujniki skutecznie identyfikują potencjalne problemy i natychmiast powiadamiają załogę o wykryciu anomalii w zużyciu paliwa lub energii, a także wytwarzaniu ciepła. Biorąc pod uwagę szereg obowiązków, z jakimi zmagają się członkowie załogi, monitorowanie sprzętu oparte na sztucznej inteligencji znacznie usprawnia praktyki konserwacyjne, zwiększając widoczność i świadomość. Wykorzystanie AI umożliwia załogom wykrywanie problemów z maszynami, zanim przerodzą się one w poważne awarie, które mogą zakłócić cały łańcuch dostaw.
W sklepie internetowym Elfy Distrelec można znaleźć szeroką gamę czujników, od czujników temperatury i ciśnienia po czujniki optyczne i indukcyjne.
Zarządzanie portami
Przedsiębiorstwa spedycyjne mogą usprawnić proces planowania rejsów dzięki wykorzystaniu analityki predykcyjnej. Aby szczegółowo zaplanować swoje podróże, wykorzystują dane z systemów portowych, obejmujące parametry, takie jak miejsce docelowe, czas przybycia, trajektoria i czas trwania podróży. Dzięki zgromadzonym w ten sposób informacjom przewoźnicy mogą organizować i dostosowywać rejsy do natężenia ruchu, zapobiegając w ten sposób zatorom i ograniczając ryzyko kolizji.
Sztuczna inteligencja jest często wykorzystywana w połączeniu z robotyką, zwłaszcza że wiele systemów AI zawiera elementy robotyczne, pozwalające maszynom na autonomiczne wykonywanie zadań. Procesy wspomagane sztuczną inteligencją mogą pomóc w optymalizacji przestrzeni i rozmieszczenia kontenerów, oceniając ich rozmiar i kształt, a następnie analizując istniejącą konfigurację magazynową pod kątem prawidłowego umiejscowienia kontenera. Nieprawidłowo ustawione kontenery są identyfikowane i przestawiane w celu maksymalnego wykorzystania przestrzeni.
Cyfrowy bliźniak, który stanowi kompletną cyfrową mapę wszystkich procesów zachodzących w obrębie portu, jest podstawową technologią pozwalającą na optymalizację jego wydajności.
Cyfrowe bliźniaki w cyfryzacji żeglugi
Symulacje pozwalają na analizę danych i monitorowanie systemu poprzez połączenie świata wirtualnego i rzeczywistego. Zapobiega to niepożądanym rezultatom, skraca czas przestojów, pozwala znaleźć nowe możliwości, a nawet zaplanować przyszłe działania. Koncepcja cyfrowego bliźniaka pozwala branży morskiej wykorzystać cyfryzację w bardziej efektywny sposób i otwiera przed nią nowe możliwości. Zarządzanie flotą, efektywność działania portów i usprawnienie kompleksowego łańcucha dostaw to tylko kilka elementów, które dzięki tej technologii ulegają znacznej poprawie.
Cyfrowe bliźniaki stanowią precyzyjne wirtualne środowiska umożliwiające testowanie innowacyjnych pomysłów w całym sektorze morskim. Więcej informacji na temat cyfrowych bliźniaków w innych branżach można znaleźć w naszym artykule na ten temat.
Kwestie związane z wdrażaniem AI w transporcie morskim
Choć wprowadzenie sztucznej inteligencji jest związane z wieloma korzyściami dla sektora morskiego, wiąże się to również z kilkoma wyzwaniami, które należy wziąć pod uwagę, aby zapewnić powodzenie tego procesu.
Cyberbezpieczeństwo
Wraz z cyfryzacją żeglugi i zwiększeniem łączności między statkami, systemami sztucznej inteligencji i autonomicznymi maszynami, istnieje większe ryzyko związane z cyberbezpieczeństwem. IMO, UE oraz organy krajowe i regionalne wprowadziły wiele przepisów, które wymagają od armatorów wdrożenia systemów cyberbezpieczeństwa. Hakerzy mogą wykraść poufne informacje, odciąć zewnętrzną komunikację jednostki pływającej lub manipulować systemami nawigacyjnymi, potencjalnie wyrządzając szkody załodze i firmie. Oto kilka przykładów potencjalnych zagrożeń cybernetycznych:
- Zmiana parametrów statku – np. pozycji, prędkości, nazwy, informacji o ładunku i trasie.
- Wysyłanie fałszywych informacji o pogodzie – co powoduje, że statki są zmuszane do zmiany kursu w celu uniknięcia nieistniejących złych warunków pogodowych.
- Tworzenie „statków-widm” – rozpoznawanych przez inne statki jako prawdziwe, ale nieistniejących w rzeczywistości.
- Przeprowadzenie ataku DoS (ang. denial-of-service) na cały system jest możliwe dzięki zainicjowaniu gwałtownego wzrostu częstotliwości transmisji komunikatów AIS (ang. automatic identification system).
- Fałszowanie sygnałów EPIRB (radiopławy awaryjnej), aktywujących alarmy na pobliskich statkach.
- Usunięcie istniejących statków z radarów.
Obawy o utratę pracy
Pojawienie się sztucznej inteligencji często budzi obawy związane z zastąpieniem pracowników przez technologię, szczególnie w kontekście robotów i systemów autonomicznych. Mogą one wywoływać u pracowników uczucie niepokoju i lęku. Co więcej, w skrajnych przypadkach niepokój ten może przejawiać się celowym podważaniem programów AI lub niechęcią do korzystania z tej technologii. Chcąc zapewnić powodzenie inicjatyw związanych ze sztuczną inteligencją, należy koniecznie zająć się tymi obawami poprzez zapewnienie przejrzystej komunikacji i kompleksowych programów szkoleniowych.
Integracja danych
Inicjatywy obejmujące wielu dostawców usług i łańcuchów dostaw wymagają od wszystkich stron otwartości na udostępnianie danych i interfejsów. Choć takie wspólne projekty często niosą ze sobą znaczny potencjał optymalizacyjny dla wszystkich podmiotów biorących w nich udział, przekonanie osób trzecich do udostępnienia swoich danych może stanowić wyzwanie.
Podsumowanie
Łatwo zauważyć, że sztuczna inteligencja już teraz pozytywnie wpływa na transport morski i może przynieść branży wiele korzyści. Pomyślne pokonanie wyzwań związanych z integracją sztucznej inteligencji w żegludze z pewnością przyniesie firmom transportowym korzyści w postaci obniżenia kosztów, poprawy wydajności i osiągnięcia celów wyznaczonych przez IMO. W branży morskiej wdrożono już wiele innowacji, a dzięki zaawansowanym rozwiązaniom, takim jak autonomiczne statki, możemy spodziewać się, że sztuczna inteligencja będzie nadal zyskiwać na popularności.
