Software-kontrollerte systemer gjør fartøyer stadig mer komplekse. Hvordan kan den maritime industrien forberede seg på den økende risikoen det betyr for liv, utstyr og miljøet?
Spørsmålet kommer fra DNV GLs nylig publiserte Technology Outlook 2030.
Mens kompleksiteten i tradisjonelle mekaniske systemer er enklere å forholde seg til, er kompleksiteten i integrerte software-drevne systemer vanskeligere å verifisere.
– I en utvikling der fartøy blir mer komplekse og software-kontrollerte, i tillegg til at fartøy og rigger i større grad supporteres fra landbaserte kontrollrom, ser vi et voksende behov for bedre verifikasjon av sikkerhetskritiske systemer. Det er også et økende krav fra industrien om at dette blir dokumentert og at verifikasjonen kan spores på en skikkelig måte, forteller Odd Charles Hestnes i DNV GL.
DNV GL bruker digitale tvillinger til flere forskjellige formål i ulike deler av selskapet. Kort fortalt, er en digital tvilling en nøyaktig digital fremstilling av et fysisk objekt og prosess, inkludert software og kontrollsystem, som brukes for å optimalisere utvikling, bygging og drift av blant annet fartøyer.
– Vi har det siste året sett en økning i forespørslene til oss fra industrien rundt bruk av digitale tvillinger, opplyser Hestnes.
For å svare på utfordringen som er knyttet til software-kontrollerte fartøy, bruker DNV GL digitale tvillinger som et verktøy for å teste kontrollsystemer i et virtuelt miljø, ved bruk av simulatorbasert testing, HIL-testing (Hardware-In-the-Loop).
– Vi kjører da et simulatorbasert testregime på et sikkerhetskritisk system, der gjerne flere systemer er koblet sammen, for å teste funksjonaliteten på systemene før de installeres om bord, forteller Hestnes.
Dette gjøres både i en byggeperiode og ved oppdateringer av systemer når fartøy er i operasjon.
DNV GL vil, i samarbeid med produsenter av utstyr som skal testes, bygge en nøyaktig digital kopi av fartøyet. Deretter lages et testprogram basert på kundens tidligere erfaringer ved bruk av samme type systemer som det som skal testes, samt input fra leverandør av systemet.
– Så kobles den digitale tvillingen til systemet som skal testes. Slik kan en da teste et spesifikt system, eller en kan teste flere systemer samtidig, for å verifisere optimal funksjonalitet. Det kontrollsystemet som er mål for testregimet er da koblet på en digital tvilling av fartøyet, og oppfører seg som om det er koblet opp om bord. Målet er at systemet ikke ser forskjell på å være koblet på om bord og å være koblet på den digitale tvillingen, forklarer Hestnes.
Den største gevinsten, sier Hestnes, er at dette muliggjør at man i tidligfase av et prosjekt kan kvalitetssikre sikker operasjon av systemer, før de installeres om bord. Dette er kostnadsbesparende for alle involverte.
– Vi kan i tillegg kjøre tester som er vanskelig å gjøre med konvensjonell testing, da de for eksempel kan ødelegge utstyr.
Han forteller at de også kan gjøre tester av et DP-system (Dynamisk Posisjonering) før installasjon om bord, så man i simulator kan koble på den værtypen man ønsker og sjekke systemet opp mot forskjellige værforhold man ser for seg å møte i operasjon.
– I et konvensjonelt test-scenario er man svært prisgitt de ytre forutsetningene som er til stede når man utfører testen. Bruk av digitale tvillinger er komplementært til eksisterende test-regimer for disse systemene, fordi en test ved bruk av digital tvilling vil fokusere på software i systemet, forklarer Hestnes.
DNV GL’s tredjeparts-rolle er viktig, da man får en verifikasjon fra en testorganisasjon som ikke har bindinger til de som lager systemet.
– I de fleste tilfeller gjøres tester uten å gå om bord i fartøyer, enten ved å bruke testbenk hos leverandør, eller ved å teste over nett. Dette er viktig, ikke bare i forhold til begrenset adgang til et fartøy, men også med tanke på den spesielle situasjonen vi nå er i med Covid-19. Gjennom DNV GLs verdensomspennende nettverk, er vi også i stand til fysisk å betjene fartøyene på kort tid, uavhengig av lokasjon, om dette er ønskelig, sier Hestnes.
Hestnes forteller at DNV GL jobber med slik bruk av digitale tvillinger hos en rekke ulike kunder.
– Det er energiselskaper, skipsredere, riggeiere, produsenter av utstyr samt verft. De er representert i forskjellige segmenter, slik som offshore vind, olje & gass og cruise. Det som er felles for alle kunder, er at de vil bruke denne teknologien og kompetansen til å sikre at komplekse software-kontrollerte systemer opererer slik de skal i en tidlig fase, før systemer blir installert om bord. Det er rimeligere og sikrere å rette feil i funksjonalitet eller programvare i en tidlig fase, heller enn å måtte rette det om bord når et system først er satt i drift, poengterer han.
Slik bruk av digitale tvillinger gir bedre kontroll på systemintegrasjonen og kan redusere risikoen for ulykker, optimalisere design og minske karbonavtrykk for skip og rigger. Dette går hånd i hånd med formålet til DNV GL, som er å sikre liv, verdier og miljøet.
– Det vil bli spennende å se hvordan bransjen jobber med denne teknologien i årene som kommer. Den maritime bransjen er fremdeles i startfasen når det gjelder bruk av digitale tvillinger, med noen fremoverlente energiselskap som leder veien. For oss er det både spennende og givende å hjelpe kunder med hvordan de skal bruke denne teknologien på en best mulig måte, sier Hestnes.
– Vi går i retning av at digitale tvillinger kobles på sensorer og systemer om bord, slik at de benyttes for brukersupport i operasjonsfasen. Det kan også være at de er skybasert og kobles på “live” værdata, slik at de kan brukes til å bestemme hvordan operasjoner gjøres med det været som forventes, fortsetter han.
Digitale tvillinger som lever i en virtuell verden i parallell med det virkelige fartøyet, og som brukes for å optimalisere fartøysoperasjoner, er allerede en realitet. Hestnes mener dette vil bli brukt i økende grad etter hvert som industrien blir kjent med teknologien og ser fordelene ved bruk av digitale tvillinger.
– Dette er en veldig spennende utvikling der vi i Norge allerede gjør mye bra, og der det skal bli veldig interessant å følge utviklingen videre. Ikke bare i maritim industri, men i andre industrier også, avslutter han.
DNV GL er et internasjonalt selskap innen kvalitetsikring og risikohåndtering med hovedkontor i Norge.
Les mer »
DNV GL utvikler en plattform som lar deg dele, analysere og kontrollere store datamengder.
Se video »
Hva motiverer de som jobber i ett av verdens ledende selskap innen kvalitetssikring og risikohåndtering?
Karrieremuligheter »
.jpg)