سفن المسح البحري: جاهزة لأسرع أجهزة الاستشعار

LeeWay Odyssey في COVE في دارتموث ، نوفا سكوتيا.

نشر سمك القرش كراكن.

نشر سمك القرش كراكن.

LeeWay Striker يتجه إلى التجديد في ديسمبر 2018.

Previous Next

في عام 2009 كتبت أطروحة عن استخدام أنظمة غير مأهولة لتطبيقات الدفاع. في ذلك الوقت ، هيمنت الكلمات الثلاث الطنانة "المملة والقذرة والخطرة" على السرد حول ما يتم استخدامها. كانت هذه الكلمات منطقية تمامًا في سياق التطبيقات العسكرية حيث يتم تقدير القيمة في مدى فعالية تنفيذ المهمة: يمكنك تحديد موقع لغم متفجر على مدار عدة ساعات من البحث دون أي خطر على البشر وبهامش أقل للخطأ البشري. بسرعة إلى الأمام 10 سنوات ، الآن في منصب الرئيس التنفيذي لشركة LeeWay Marine ، أقوم مرة أخرى بتقييم الروبوتات ، ولكن من منظور إيجاد حل تجاري يوفر ميزة تنافسية.

LeeWay تملك وتدير سفن مسح من مركز المشاريع المحيطية وريادة الأعمال (COVE) في دارتموث ، نوفا سكوتيا ، كندا. COVE هي واحدة من العديد من مراكز تكنولوجيا المحيطات في كندا الأطلسية (أربع مقاطعات في أقصى شرق كندا ، بما في ذلك نيوفاوندلاند ولابرادور ، نوفا سكوتيا ، جزيرة الأمير إدوارد ونيو برونزويك) ، وبالتالي ، نحن منغمسون في مجتمع يعتمد على التنمية أحدث وأكبر (في بعض الأحيان لا) تكنولوجيا المحيطات. نحن نرى ذلك ، نقوم بتعبئته ، إطلاقه واستعادته (إذا كان كل شيء على ما يرام) ، وتقييم فعاليته للاستخدام التجاري. AUVs ، الروبوتات المقطوعة ، السونار ذي الفتحة الاصطناعية ، الحزم المتعددة ، المصادر الصوتية ، المصفوفات الصوتية ، صيادوا الألغام ، الصيادون تحت سطح البحر ، صيادون النفط ، تعقب الأسماك ، ROVs ، الكاميرات المسقطة ، UxVs ؛ القائمة لا حصر لها ، ونحن نحب كل ثانية منها.

في ضوء ذلك ، يمكنني أن أفترض على هذا اللغز الآلي بعيون ذات خبرة معقولة ومميزة بشكل متزايد. أعلم على وجه اليقين مدى أهمية النظم غير المأهولة في النظام البيئي للجيولوجيا في المستقبل ، وأنا أعلم أيضًا أن العملاء النهائيين (منتجي النفط والغاز ، وأصحاب مزارع الرياح البحرية ، وشركات تكنولوجيا المعلومات ، والوكالات الهيدروغرافية الوطنية ، وما إلى ذلك) يثقون بشكل متزايد في البيانات التي تحصدها هذه الآلات. لقد شاهدت في الوقت الفعلي بينما كان KATFISH (Krakin Robotics ') (السونار ذي الفتحة الاصطناعية المقطوعة ، SBP ، MBES) يحوم على ارتفاع 10 أمتار فوق قاع المحيط ، حيث تم جره في 8 عقدة والتقاط صور عالية الدقة لحطام لم يسبق له مثيل في شمال الأطلسي . لقد شاهدت وجوه مصممي الهيدروغرافيا ذوي الخبرة الذين لم يتمكنوا من تصديق مستوى الأتمتة المرتبطة بالمعالجة اللاحقة والسرعة التي يمكن بها تسليم المنتج إلى العميل. لذلك ، بالنظر إلى الكفاءات التشغيلية التي يمكن أن تقدمها الروبوتات بطبيعتها ، يتوقع المرء أن يكون الدواء الشافي لإشباع جوع أي مطور لمطوّر البنية التحتية البحرية لإيجاد كفاءات في عمليات المسح. ومع ذلك ، بينما نراقب سوق المسح الخارجي ، لا يحتاج المرء إلا إلى التحقق من AIS Marine Tracker في مناطق مسح غزيرة الإنتاج لرؤية ... نفس ol ، ونفس ol / الفنادق الكبيرة العائمة / سفن المسح تتجول حول رأس سونار ثمين حول حجم العشاء طبق. لكي نكون واضحين ، هذا بالضبط ما لا نزال نفعله في ليوي!

نشر سمك القرش كراكن. عوائق الابتكار
لماذا هو ، مع مثل هذه الروبوتات المسح الكبير في السوق ، هل نجد أنفسنا "في الحديد"؟ بعد مناقشة هذه المسألة باستفاضة مع العديد من خبراء الصناعة ذوي التفكير الواسع ، فإن أحد الخطوط الكلاسيكية هو أن أصحاب السفن / شركات المسح لديهم رؤوس أموال كثيرة مرتبطة بالسفن وغيرها من أصول المسح. هذا يقدم تردد كبير في التحرك بقوة نحو الروبوتات. رغم أنه قد يكون هناك بعض الحقيقة في ذلك ، إلا أنني أؤكد ، بناءً على ملاحظاتي ، أن شركات المسح متعددة الجنسيات الكبيرة هي في الواقع الجهة الأولى التي تبنت هذه التكنولوجيا ، مما يؤثر على وتمكّن من استخدامها في سوق أوسع. من ملاحظاتي ، فإن الضغط على القيمة المتبقية من السفن الحالية ليس هو السبب وراء دخول الروبوتات في المحيطات ببطء إلى سوق المسح.

المشكلة الفعلية ، استنادًا إلى التحليل الذي أجريناه ، هي أن الروبوتات وحدها لن تفرض بعد نقلة نوعية لأنها لا تحسن بشكل كبير من القيمة الإجمالية المقترحة لفرض (أو حتى السماح) بتجميع سفن المسح الكبيرة. على وجه الخصوص السفن ذات القدرة الجيوتقنية ، هناك شيء ما لم تؤثر عليه الروبوتات. من وجهة نظرنا ، تم تطوير معظم UxVs في السوق ، باستثناء XOcean's XO-450 و Krakfish Katfish ، لاستهداف تحسينات تنافسية وقدرة تكتيكية بدلاً من حل لمشكلة تجارية استراتيجية. لا يزال يتعين على مشغلي السفن وشركات الاستقصاء عمومًا السفن متوسطة / كبيرة لإطلاق UxVs وإدارتها واستعادتها واستضافة فرقة من المساحين وأفراد الطاقم البحري. على نحو متزايد ، يحدث ما بعد معالجة البيانات أيضًا على متن السفينة خلال مرحلة الحصول على البيانات بحيث يمكن تسليم المنتج بسرعة إلى العميل ويمكن تسييل المشروع. إذا لم يكن هناك شيء آخر ، فإن السفينة هي مجرد فندق قد يستخدم أو لا يستخدم الروبوتات. إذا كانت الروبوتات موجودة ، فمن المرجح أن تستند القيمة على هذه العملية إلى الفعالية أو السلامة بدلاً من الكفاءة.

على سبيل المثال ، من المؤكد أن حمل AUV بعمق 3000 متر على ظهر سفينة المسح التي يبلغ طولها 140 بوصة أمر ممكن بالتأكيد (دعنا نحمل 4). لدينا إطلاق واستعادة قوية ستينغر للقيام بذلك. والحقيقة هي أن استرداد التكاليف المرتبطة بشراء أو استئجار AUV أكثر من ثلاثة أضعاف تكلفة المشروع مقارنة مع MBES القديمة الطراز (وموثوقة!) بدن أو محمولة على القطب. لن نفوز أبدًا بالعرض ، سهل وبسيط ، إذا كنا نحاول الحصول على أي عائد استثمار حقيقي ، باستخدام AUV. كبديل لذلك ، دعونا نجرب بعض USVs ؛ إنهم أقل عبءًا قليلاً من حيث التكاليف وإدارة المخاطر. قم بربط LARS على المنفذ والطوابق الميمنة ، واطلق عددًا قليلاً من USVs وزاد من كفاءتك عن طريق القيام بثلاث مناطق في وقت واحد. أضف تقنيتين واثنين من مشغلي USV إلى اللواء الحالي المؤلف من 12 مساحًا ، ومراقبان من الثدييات البحرية ومراقبان أثريان وستجد نفسك في سفينة مسح بوزن 800 طن لاستيعاب كل العقول وكرات العين. إنه يتحول إلى فطور كلب ولا يستحق عناء.

بدلاً من ذلك ، يتيح القضاء على السفينة تمامًا وأخذ سفينة USV بحجم 5 أمتار في 4 عقدة ، ثم قم بإطلاقها من رصيف الحكومة في Sambro ، Nova Scotia ، وأرسلها على بعد بضعة أميال بحرية إلى شمال الأطلسي ، وشاهد "Sister Islands" وهي تشق طريقها مع ذلك. لا يهم كم من المهندسين المعماريين البحرية حللت شكل بدن. لا يوجد 5 أمتار أي شيء يمكن أن يستغرق فترة "الأخوات". إذا كان الحظ محظوظًا ، فستعمل مثل هذه السفينة القادرة مع الإفلات من العقاب لمدة تتراوح ما بين 10 إلى 15 يومًا لجمع البيانات البايتية الكبيرة. هذا المفهوم سليم تمامًا في رأيي ويقدم ConOps لائقًا جدًا. لا يخلو من أي خلل أو خطر في سياق المسوحات الجيولوجية حيث يتم غلق البيانات الغنية على متنها "ونأمل" أن تكون البيانات جيدة. هناك بعض مفاهيم التشغيل الإضافية التي يمكن تطبيقها هنا بما في ذلك سفن دعم أصغر وسريعة وحلول VSAT عريضة النطاق غير محدودة مما قد يجعلها تعمل بشكل جيد.

ينقل LeeWay Odyssey إلى بيدفورد ، نوفا سكوتيا لاختبار سمكة كراكن.

الذي يملك خلق قيمة جديدة؟
في رأينا ، هناك العديد من التباديل ومجموعات مثيرة للاهتمام من UxVs مقرونة بالسفن التي يمكن تطبيقها لإنشاء مجموعة حل لائق ؛ ولكن ، بغض النظر عن كيفية تقسيمها ، فإنها تصبح سباقًا لحل متقارب قابل للحياة. من ما نراه ، فإن التحول إلى الهيمنة الآلية هو ببساطة قيمة تداول من مالكي أحد أصول رأس المال إلى آخر. من الأصول الكبيرة والمكلفة وغير المعقدة نسبيًا إلى واحد أو أكثر من الأصول الآلية المعقدة للغاية. من المؤكد أنه سيتم العثور على كفاءات تشغيلية متوسطة الأجل في التباينات والعلاقات المختلفة للسفن / الروبوت ، لكن ذلك لن يؤدي إلا إلى هامش لأصحاب الأصول حيث يستخدم مالكو الروبوتات تكاليف السفينة المقارنة كخط أساس لاستراتيجية التسعير الخاصة بهم. في مقابل ، يمكن للروبوت توفير 20 ٪ مقارنة بمعدل يوم السفينة. لماذا لا يفعلون ذلك؟ كانوا سيتركون القيمة على الطاولة عن طريق القيام بخلاف ذلك. لذلك ، سوف يدفع المطورون نفس المبلغ الذي يدفعونه الآن للبيانات المعالجة. علاوة على ذلك ، عندما أنظر إلى هذه المشكلة من منظور المطورين ؛ ليس من المستغرب أن السفن الكبيرة لا تزال تهيمن. لماذا تحمل مخاطر شيء جديد إذا كان يكلف نفسه أساسا؟ هناك بالفعل مخاطر كافية في هذه المشاريع ، لماذا تأخذ أكثر من ذلك؟ القيمة prop ليست موجودة بعد للاستطلاعات المتوسطة والخارجية.

إذا كنا جادين في زيادة الإنتاجية ، فيجب أن يكون هناك تحول أساسي في المنهجية الشاملة - منهج يأخذ بعين الاعتبار الطيف الكامل للمزايا التقنية المرتبطة بتصميم السفن ، وتكنولوجيا الاستشعار ، والمنصات المستقلة ، وكثافة الطاقة والتعلم الآلي. أنا إيجابي والمنهجيات blockchain تناسب هناك في مكان ما. عندما نعالج هذه المشكلة في LeeWay ، نبدأ بثلاثة حقائق أساسية:

1. يتطلب جمع البيانات الجيوفيزيائية وجود كائن مادي (السفينة ، الأقمار الصناعية ، AUV ، UxV ، العوامة ، وما إلى ذلك) ليكون حاضراً عند نقطة الاستحواذ ؛ لذلك ، فإن حجم البيانات التي تم جمعها هو في المقام الأول وظيفة المسافة المقطوعة.

2. يتم دائمًا قياس القيمة التجارية كدالة للوقت (الإيرادات لكل فترة). معالجة البيانات بسرعة مهمة لسلسلة القيمة بأكملها.


3. الكفاءة في طرق الاستحواذ ، وأجهزة الاستشعار والمعالجة ستبدأ في نهاية المطاف تتقارب نحو حل متآلف مع هامش تشغيل ثابت. على غرار صناعة طائرات الركاب ، حيث أصبحت كفاءات التشغيل مضبوطة على نطاق واسع وعلى مستوى الصناعة ، فقط مسألة التسويق والمبيعات ، بشكل عام.

السرعة هي ما يهم
نظرًا لأن القيمة تقاس بمرور الوقت ، فإن حجم السلعة (في هذه الحالة) لكل وحدة زمنية هو المؤثر الأساسي على إجمالي القيمة المحتملة. كل الأشياء متساوية ، زيادة حجم "ما بعد المعالجة" والأصفار لكل وحدة زمنية هي الطريقة الوحيدة التي يمكن أن يكون بها منحنى إيرادات متزايد لكل أصل. لذلك ، ترتبط القيمة مباشرة بسرعة جمع / معالجة البيانات والسرعة الوحيدة.

السرعة على المحيط ليست جديدة. كلفت LeeWay مؤخرًا أسرع سفينة لجمع البيانات البحرية في أمريكا الشمالية والتي تبلغ سرعتها القصوى 55 عقدة. تثبيت 5400hp في قارب 100،000 رطل وفويلا! ومع ذلك ، بغض النظر عن الطاقة المثبتة والاستقرار في الخارج ، بمجرد تشغيل المستشعرات ، قمنا بقص الكبحات إلى 6-8 عقدة لأن هذه هي السرعة القصوى لأداء المستشعر كما تم تصميمه. لكي نكون واضحين ، فإن مغير اللعبة لا يتعلق بالسفينة على الإطلاق ، بل يتعلق بالسرعة التي يمكن أن تعمل بها المستشعرات بفعالية. إذا كنت تقرأ هذا ، وفي وضع يمكنها من التأثير في اتجاه تطوير المنتج والبحث ، فكر في السرعة. عندما أقول السرعة ، أعني 20-30 عقدة وأعلى. أعلم أن الفيزياء صعبة ، لقد تم تحذيري عدة مرات. كلام فارغ. لم يتم تطويره لأنه لم تكن هناك حاجة. إذا كنت ترغب في تغيير صناعة الاستطلاع ، فقم بإنشاء MBES أو SAS التي يمكن أن تعمل على 25 عقدة. اسمح للجميع أن يقضوا وقتهم في تلميع التفاح من خلال USVs فائقة الكفاءة و USVs ، وفي الوقت نفسه ، فإن 25 MBes من عقدتك سوف تزعج عربة التفاح تمامًا.
أساسيات السرعة الثلاثة:

• السرعة هي المتغير الأكثر تأثيرًا الذي سيؤثر على حجم المنتج القابل للتحويل خلال فترة محددة.

• تعمل السرعة على تقليل الوقت والوقت الذي يدفع جميع تكاليف التشغيل على المحيط.

• السرعة تجعل الشاطئ أقرب إلى المنزل ، ويوفر عمليات جراحية ويقلل بشكل كبير من مخاطر الطقس.

بمجرد أن تصبح السرعة ثابتة ، فإن مجموعة الكفاءات التشغيلية مثل الاستقلالية وكثافة الطاقة واستقرار المنصة ومعدلات نقل البيانات ، وما إلى ذلك ، ستكون مهمة في الواقع بطريقة قابلة للتطوير. من المتصور أن الحل النهائي يمكن تناوله من اتجاهين متعارضين. يمكن أن يرى الأول حلاً مشتقًا من UxVs الحالية ، مع التوسع في منصات أكبر وأسرع. أما الثانية فتشاهد سفن عالية السرعة ومتوسطة إلى كبيرة يتم تصميمها بتكنولوجيا مستقلة كنظام تشغيل أساسي. في رأيي ، الحل النهائي واضح للغاية ويستند إلى فيزياء المحيط. تتطلب الكتلة المضافة من الماء كتلة مركبة من أجل مواجهة الزخم ؛ وبالتالي ، أنا أؤيد مفهوم البدء بالجوهر والبناء من هناك.

من وجهة نظرنا ، كل الجهود المبذولة لتحسين الكفاءة في المحيطات مهمة. تعد إزالة الأشخاص في عرض البحر ، واستخدام منصات أصغر وأكثر كفاءة مع قدرة تحمل أطول ومعدلات تغطية أفضل ودقة أعلى ، جميعها مقترحات قيمة هامشية مهمة. لا يمكن لأي من هذه العناصر فتح قيمة مثل إدخال سرعة المستشعر.

نبذة عن الكاتب: جيمي سانجستر هو مؤسس Leeway Marine. قبل Leeway ، عمل جيمي في البحرية الملكية الكندية لمدة 20 عامًا كضابط هندسة النظم البحرية ومهندس البحرية ، ولديه خبرة بحرية واسعة على متن السفن الحربية الكندية الكبرى.