الغمري IMR يتحرك الروبوتية

الصورة: سايبم

الصورة: المحيط

Previous Next

لا تعتبر الأنظمة البحرية غير المأهولة (UMS) ، وخاصة المركبات ذاتية الحركة تحت الماء (AUVs) ، غريبة عن التطبيقات التجارية. يعد مسح قاع البحر بواسطة المركبات المضادة للفيروسات القهقرية والمركبات السطحية غير المأهولة (USVs) من الممارسات المقبولة الآن. تنتقل تكنولوجيا UMS إلى مجالات تجارية جديدة ، لا سيما فحص الصيانة والإصلاح (IMR). رغم عدم وجود تعريفات مثالية ، يمكن عرض هذه المهام على النحو التالي:

• التفتيش هو مهمة فحص هيكل ، وربما خط أنابيب ، لتحديد حالته.
• الصيانة هي مهمة روتينية تنطوي على التفاعل مع الهيكل ، مثل قلب الصمام أو إدخال الرصاص.
• عادة ما يكون الإصلاح تدخلًا مهمًا ، مثل استبدال أنبوب مكسور.

كانت هذه المهام تقليديا مجال المركبات العاملة عن بعد (ROVs) وسفن الدعم الخارجية الكبيرة (OSVs) التي تعتمد عليها. لكن الأوقات تتغير.

يوجد اليوم مجموعة من الأساليب الآلية الجديدة في إدارة IMR ، وكلها تعمل على تعطيل التقنيات التقليدية بشكل تدريجي. يتراوح الطيف ما بين مفاهيم نشر ROV الجديدة والأنظمة غير المأهولة "المقيمة" في قاع البحر ، وتشمل عوامل الشكل الآلية الجديدة ونماذج الأعمال. في حين أن هناك تطورات مثيرة للمناقشة ، فإنها تركز في الغالب على التفتيش والصيانة. لا يزال الإصلاح حاليًا مجال الطاقة العالية و ROVs التي يديرها الإنسان بشدة والتي تدعمها OSVs. لكن قطاعي "I" و "M" يمثلان نصف سوق IMR الكلي ويشهدان تطوراً سريعاً.

مقاربات جديدة لل ROVs

العنصر الأكثر وضوحا للتغيير في الممارسة الحالية هو إزالة السفينة. تتمثل الخطوة الأولى المنطقية في استبدال سفينة كبيرة ذات طاقم مكلف بجهاز USV. وقد تجلى هذا النهج من قبل العديد من اللاعبين. في عرض توضيحي يركز على الدفاع ، تم تشغيل Teledyne Seabotix ROVs من USV Advanced Research WAM-V USVs. في الممارسة التجارية ، تم دعم SAV ROVs بواسطة USVs L3 ASV C-worker. في هذه التكوينات ، الهدف هو التفتيش بشكل أساسي. يمكن للمشغل على الشاطئ ، المتصل عبر القياس عن بعد عبر الراديو أو الأقمار الصناعية ، استخدام الأنظمة المدمجة لفحص الهياكل أو قاع البحر. التدخل الخفيف ممكن ولكن عادةً ما تفتقر ROVs المعنية إلى القوة المادية اللازمة للقيام بمهام الصيانة الخارجية الأساسية. تقاس العمليات من هذا النوع عادةً بالساعات ، أو ربما ببضعة أيام ، ولكن لا يُقصد بها أن تكون مستمرة.

الائتمان: L3 ASV مفهوم آخر يكتسب جاذبية هو تثبيت ROV في موقع ثابت. قد يكون هذا مرفقًا بتركيب كبير يوفر الطاقة واتصال البيانات مرة أخرى إلى الشاطئ. يمكن أيضًا توصيله عبر العوامة ، للقياس عن بُعد ، والاعتماد على البطاريات للحصول على الطاقة. في كلتا الحالتين ، أصبحت ROV الآن أداة تثبيت على الموقع ولا تعتمد على وعاء مكلف للحصول على الدعم. هذا عرض قيمة مقنع ، لكنه يتطلب استثمارات كبيرة في موثوقية ROV. عادة ما يتم صيانة ROVs وصيانتها على سطح السفينة. غالبًا ما يتم إطلاق أكثر من روف على متن سفينة لضمان الإنتاجية. مثل هذه الأساليب ليست قابلة للتطبيق في مفهوم أكثر ثباتًا وطويلة المدى للعمليات. لقد قبلت الصناعة هذا التحدي ، وقام اللاعبون الرائدون بتطوير عروض ROV جديدة. طورت Oceaneering e-ROV ، وشهدت نتائج إيجابية في التجارب المبكرة. وقد استثمرت Saipem بالمثل في هذا المجال. إن سيارة Hydrone-R الخاصة بها هي نتيجة التطوير المستمر لمدة عامين تقريبًا. إنه ينتقل من تطوير النموذج الأولي إلى التجارب البحرية خلال صيف 2019.

أنظمة المقيمين في قاع البحر
التطور الطبيعي للـ ROVs الموثوقة في العمل لساعات أو أيام دون سفن هو المركبات التي تعيش في قاع البحر دون وجود الحبال. كان Sabertooth من SAAB رائداً في هذا المجال بدءًا من العرض التوضيحي الذي تمت الإشارة إليه على نطاق واسع في معمل الطفو المحايد بهيوستن في أواخر عام 2016. وقد أظهر هذا أن AUV للسباحة الحرة يمكن أن تقوم بمسح وعبور بشكل مستقل ومن ثم التدخل ، مما يؤدي إلى تشغيل آلية الصمام. أجريت هذه الخطوة الأخيرة تحت التحكم اليدوي باستخدام القياس اللاسلكي عن بعد للنطاق الترددي العالي.

منذ ذلك الحين دخل آخرون هذا الفضاء. كشفت Oceaneering عن سيارة Freedom الخاصة بهم. تم تصميم هذا النظام ليكون متعدد الأدوار مع القدرة على تنفيذ مهام المسح والتفتيش. الغرض منه هو الإقامة في محطة لرسو السفن مثبتة في موقع قاع البحر حيث سيعود لإعادة شحنها. يجب تثبيت رؤية هذه الأنظمة وتركها في قاع البحر لعدة أشهر. فهو يجمع بين التحديات الهندسية الميكانيكية لجعل ROVs موثوقة مع البرامج اللازمة للتشغيل على المدى الطويل. يتم تطوير مفاهيم التكنولوجيا هذه ببطء وتطور حل Oceaneering بسرعة لتقديم خيار السوق.

رؤية المركبات السكنية في قاع البحر قوية. لكنها لا تزال رؤية مستقبلية. أصبحت عمليات النشر الطويلة الأمد للمركبات المقيمة في قاع البحر وشيكة ، لا سيما مع Eelume ، وهي مركبة تحت سطح البحر تمسح الخطوط الفاصلة بين AUV و ROV بينما تستخدم بنية مميزة تدعم نمطية وسهولة المناورة. نظرًا إلى ما يشبه اسم ثعبان البحر ، بدأت هذه التقنية في إثبات التجارب الخارجية على عمليات الإقامة تحت سطح البحر. تم نشر أنظمة Eelume المقيمين تحت سطح البحر في موقع اختبار تحت الماء لجامعة العلوم والتكنولوجيا النرويجية على مسافة 360 متر. المياه قبالة شاطئ تروندهايم خلال مايو 2019. تم نشر روبوتات إيلوم في قاع البحر مع مرآب لرسو السفن واستخدامها لإجراء عدد من مهام التفتيش والتدخل الخفيف في موقع الاختبار تحت الماء. بعد إجراء المزيد من الاختبارات والتكوين في تروندهايم في وقت لاحق من هذا العام ، من المخطط نشر أول نظامين Eelume مقيمين تحت سطح البحر في حقل إنتاج Åsgard تحت سطح البحر لـ Equinor. سيتم تكوين نظامي الروبوت لمهام التفتيش ومهام التدخل ، بما في ذلك عمليات صمام أداة عزم الدوران. ستعمل أنظمة Eelume الأولى التي تعيش تحت سطح البحر في وضع التحكم المربوط بالبطاريات ، ولكن قبل نهاية العام ، من المتوقع أن تظهر العمليات بدون ربط.

الائتمان: Eelume Staying "Connected"
لدعم العمليات واسعة النطاق من AUVs ، سيكون من الضروري توفير الاتصال اللاسلكي للأنظمة. أجهزة المودم الصوتية مفيدة للاتصالات طويلة المدى ولكنها توفر نطاق ترددي محدود. يمكن للأنظمة البصرية توفير نطاق ترددي أكثر قوة ولكن على مدى محدود. يمكن للنظام الجماعي أن يقدم مقاربة واحدة لهذا التحدي. يقول Ioseba Tena ، مدير الأعمال العالمي في Sonardyne ، إنه "في Sonardyne قمنا بعرض أبراج خلايا الاتصالات اللاسلكية واللاسلكية المجهزة بأجهزة صوتية وأجهزة مودم بصرية في الفضاء الحر ، قادرة على توفير تحديثات الموقع والتحكم التجريبي في الوقت الحقيقي. سيتم وضعها بشكل استراتيجي في مناطق مثل الآبار ، المنوع ، إلخ ، حيث سيساعد التدخل البشري في التخفيف من المخاطر وتحسين العمليات. سيمكننا ذلك من التفاعل مع المركبات في الوقت الفعلي لأوامر الفيديو وعصا التحكم كما لو كنا في الخارج معهم.

روبوتات جديدة ، نماذج أعمال جديدة
التوسع في رؤية الروبوتات غير المقيدة في البحر لنظام IMR هو Aquanaut من هيوستن Mechatronic. يمكن أن يعمل نظام التحويل هذا في وضع AUV للمسح والعبور ووضع ROV للتفتيش والتلاعب عن كثب. نية Aquanaut هي أن يصل النظام إلى موقع العمل وينفذ المهام ، مثل التلاعب بالصمامات ، باستخدام الذكاء الداخلي الخاص به. سيستخدم المشغلون فقط الرقابة الإشرافية عالية المستوى للتحقق من حالة النظام وإصدار أوامر المهمة. يتحدى هذا المفهوم كلا من اتفاقيات التكنولوجيا والأعمال.

قدرات تحويل Aquanaut تطورات ميكانيكية مثيرة للإعجاب. لكن تطورات هندسة البرمجيات والاستشعار لها نفس القدر من الأهمية. يمثل تدريب نظام آلي على إدراك وفهم وإشراك بيئة معقدة تحت البحر تحديًا كبيرًا. على افتراض نجاح المهندسين ، تنشأ تحديات العمل. يتصور Aquanaut كخدمة IMR عند الطلب ، توفر النشاط اللازم متى وأين يلزم ذلك ، وبدون السفن الباهظة الثمن ، بقدر ما توفر خدمة مشاركة الركوب النقل عند الطلب. هذا تغيير ملحوظ في النهج وقد يغير بشكل جذري اقتصاديات IMR.

سيتطلب تحقيق هذه الرؤية من المهندسين عدم تطوير التكنولوجيا. سيكون عليهم إثبات موثوقيتها للمشغلين الإنسانيين. لن يفهم المحامون والمحاسبون الكود ولن يقتنعوا إلا بالمظاهرات المتتالية والتقدم التدريجي نحو بيئة تشغيل IMR مستقلة تمامًا. للجمع بين كلمات المشغلين والمديرين في الخارج ، سيكون هذا "رمزًا طويلًا" قبل أن تتمكن "الروبوتات اللامعة" من القيام بكل شيء.