Subsea: مستقبل المركبات غير المأهولة

"إن دور الاستقلالية في UUVs هو دون شك التقدم الأهم في صناعتنا من وجهة نظري. ليس فقط بروز الاستقلالية وقدرتها ، ولكن كيف ننظر ، ونستخدم ، وننشر الاستقلالية والتكنولوجيات الذاتية ، هو أمر مهم حقا إلى أين نحن وإلى أين نحن ذاهبون كصناعة. نحن نقوم بنقل تكنولوجيات مستقلة إلى سيارات كانت دائما تعمل "عن بعد" أو حتى مشغولة لتحقيق المزيد من الكفاءة والقدرة. نحن حقا نغفل الخط

"نحن نقوم بنقل تقنيات مستقلة إلى سيارات كانت دائما تعمل" عن بعد "أو حتى مشغولة لتحقيق المزيد من الكفاءة والقدرة. نحن بالفعل نزيح الخطوط الفاصلة بين "ROV" و "AUV" والتقليل من الاختلاف التقني بين الأشخاص المأهولة وغير المأهولة. بن كينبان ، الرئيس التنفيذي لشركة Greensea Systems، Inc.

بوب ميلفين ، نائب رئيس قسم الهندسة في شركة Teledyne Marine Systems

غراهام ليستر ، نائب الرئيس الأول للمبيعات والتسويق ، Hydroid © Cutrona

يرى مات بيتس ، مدير شركة Saab Seaeye المحدودة ، أن الطلب على جميع قطاعات السوق المتعلقة بالآلات الروبوتية الذكية يعالج مجموعة متنامية من المهام بأكثر الطرق فعالية من حيث التكلفة.

Previous Next

وقد تطورت المركبات تحت سطح البحر من كل شكل وحجم بشكل كبير في السنوات القليلة الماضية ، حيث توافقت التقاء الاتصالات ، والتكنولوجيات الإلكترونية والاستقلال الذاتي لزيادة دقة ومدة وكفاءة هذه النظم. استغل "استعراض منتصف المدة" عدداً من قادة الصناعة الرئيسيين لمناقشة المسار المستقبلي.

وقال بن كيننام ، الرئيس التنفيذي لشركة Greensea Systems، Inc.: "أعتقد أن هناك محركين جاريين في السوق يجبران الصناعة على تطوير وتبني تكنولوجيات تجعل المركبات البحرية أكثر كفاءة وفعالية." أولاً ، يريد السوق بالفعل استخدام سيارات مصغرة و تحقيق الإمكانات الموعودة لهذه الأنظمة. ثانياً ، نحن بحاجة إلى الحصول على قيمة أكبر من شركاتنا البشرية. "

يتمتع Kinnaman بمنظور فريد من نوعه حيث أن Greensea Systems Inc. ، التي أسسها في عام 2006 ، هي شركة رائدة في تكنولوجيا الملاحة والمراقبة للمركبات وهي منشئ OPENSEA ، وهو إطار برمجيات معمارية مفتوحة للروبوتات البحرية عبر مختلف قطاعات المركبات.

"إننا نطور برامج وأجهزة تعمل على إحداث ثورة في علاقة العمل بين الناس والآلات على سطح المحيط وتحته" ، كما يقول كيننامان ، الذي بدأ ، شأنه في ذلك شأن العديد من العاملين في القطاع ، العمل مع المركبات كطيار في شركة ROV بعد مغادرة مهنة الغوص . الآن ، أنا أركز على ما يمكن أن تكون عليه السيارات للجيل القادم من صناعة البحر. "

كان Kinnaman صوتًا رائدًا في محاولة تغيير ما يعتبره عقلية "الترباس" في الصناعة. وقال كيننامان: "يقوم مصنعو المستشعرات والمركبات ببيع الحلم والسوق يشترون ، لكن النموذج القديم لتبني التكنولوجيا حيث نشتري مجرد جهاز استشعار جديد ونربطه بنظام قائم لن ينجح." "من أجل تحقيق هذه الإمكانات وتحقيق ما يتوقعه السوق ، يتعين على الصناعة معرفة الحلول التكنولوجية لجعل هذه الأنظمة فعالة وفعالة بحق في أيدي المشغل. التكامل الكامل وفعالية المهام هو المسار الحقيقي الوحيد للأمام لهذه الأنظمة. علينا أن نتناول كيفية تقديم نظام يقوم بما يعتزم المشغل القيام به ، بسهولة. "
AUVs

"قبل عامين حضرت ورشة عمل في جامعة رايس أدارها معهد أنظمة Subsea حيث أنفقت كبرى شركات النفط والغاز ومورديها ومصنعي المركبات تحت الماء اليوم في وضع استراتيجية تطوير لـ AUVs للتطبيقات تحت سطح البحر" ، قال بوب Melvin ، نائب رئيس قسم الهندسة في Teledyne Marine Systems. "كانت طلباتهم الأولى هي إنشاء أنظمة تحت الماء يمكنها أداء مهام تحت سطح البحر. للوصول إلى هذا الهدف ، هناك اعتراف بأن القطاع التجاري سوف يحتاج إلى الاستفادة من التقدم المحرز في قطاع الدفاع. ولكن لكي يصبح هذا حقيقة ، يجب على المشغلين أن يكونوا قادرين على الوثوق في أن برنامج AUV سيكمل مهمته ويعود ببيانات قابلة للاستخدام ، أو أن يتخذ إجراءً بديلاً ".

الصورة: Teledyne أنظمة البحرية

ميلفين هو مدير تنفيذي طويل. على مدى السنوات العشر الماضية ، كان مسؤولاً عن الإشراف على هندسة سيارات Teledyne المستقلة والتي تشمل Gavia AUVs ، طائرة شراعية Slocum ، ومؤخراً SeaBotix ROVs و Oceanscience USVs. وقبل عمله في Teledyne ، كان مدير الهندسة في Hydroid حيث كان أيضًا مدير البرنامج الذي يعمل مع فريق EOD التابع للبحرية الأمريكية لتطوير نسخة Swordfish من REMUS-100.

تعد كثافة الطاقة وتوافرها المحرك الأول في السوق في سوق AUV اليوم وفقًا لجراهام ليستر ، نائب الرئيس الأول للمبيعات والتسويق في Hydroid. "يبحث العملاء عن مصادر طاقة محسّنة للسماح بمزيد من التحمّل وأجهزة استشعار أكبر للحمولة. بالإضافة إلى ذلك ، يبحثون عن تحسين المواقع تحت الماء والاتصالات عبر المياه. وتتمثل الرغبة في التحرك نحو توفير وجود مستدام حيث يمكننا ، ليس فقط ، الإحساس بالبيئة ولكن يمكن أن تؤثر عليه والرد عليه. "

تتمتع ليستر بأكثر من 30 عامًا من الخبرة في المعدات العسكرية والأوقيانوغرافية والبحرية والهيدروغرافية ، بما في ذلك فهم مفصل للمركبات تحت الماء وتطبيقاتها. وهو يشرف على فرق المبيعات والتسويق الدولية في الولايات المتحدة الأمريكية ، فضلا عن خدمة العملاء والتدريب. بالإضافة إلى ذلك ، يتعاون مع كيانات كونغسبيرغ الأخرى لتطوير استراتيجيات النمو في سوق الروبوتات البحرية.

في حين أن الحلول التقنية هي نقاط واضحة للبحث والعمل ، فإن القدرة على تحمل التكاليف بشكل عام يمكن أن تكون محرك النمو الحقيقي الذي يجعل سوق AUV أكثر انتشارًا في نهاية المطاف.

"تعمل Riptide مع العديد من مزودي أجهزة الاستشعار تحت سطح البحر لتوفير إمكانات جديدة إلى السوق بتكلفة معقولة وبكفاءة. توفر وحدة UUV الصغرى قدرًا كبيرًا من المرونة للحمولات التي يمكنها استخدامها ، وقد تم بناؤها في عشرات التكوينات. مع الحد العمق من 300 متر والتحمل القياسي لأكثر من 30 ساعة على البطاريات القلوية ، فهي منصة قادرة للغاية. Riptide حاليا في عملية تصنيع سلسلة الأولى من UUVs الصغرى. ترقبوا المزيد من هذا المطوّر المبتكر للـ UUV الصغير. ”جيفري إم. سميث ، رئيس شركة Riptide Autonomous Solutions

وقال جيفري إم سميث ، رئيس شركة Riptide Autonomous Solutions: "تعمل Riptide مع العديد من مزودي أجهزة الاستشعار تحت سطح البحر لإتاحة إمكانات جديدة إلى السوق بتكلفة معقولة وبكفاءة". "تقدم UUV الصغرى قدرًا كبيرًا من المرونة للحمولات التي يمكنها توفيرها ، وقد تم بناؤها في عشرات التشكيلات. مع الحد العمق من 300 متر والتحمل القياسي لأكثر من 30 ساعة على البطاريات القلوية ، فهي منصة قادرة للغاية. تعمل شركة Riptide حاليًا على تصنيع سلسلة أولى من أجهزة UUVs الصغرى الأكثر تقييمًا. "

دخلت Riptide Autonomous Solutions سوق AUV كعامل مدمر في مساحة المركبات الصغيرة تحت سطح البحر المستقلة. في عام 2018 ، أصدرت MkII micro-UUV إلى الإنتاج الكامل. كان MkII micro-UUV قفزة تصميمية مهمة إلى الأمام لـ Riptide وتم دمجها مصبوبًا بدلاً من مكونات مطبوعة ثلاثية الأبعاد سابقًا وتطور إلكتروني كبير. أسقطت ألواح الإلكترونيات MkII من Riptide قوة الفندق في السيارة إلى 3.8 واط ، مما وفر المزيد من الطاقة للحمولات وزيادة القدرة على التحمل. وبفضل هذا التحديث الإلكتروني ، تمكنت الشركة أيضًا من تقليل الأسلاك الداخلية بشكل كبير ، مما أدى إلى تبسيط التصميم وزيادة قوتها وجعل السيارة أكثر ملاءمة للمشغل.

التي تدار
الجانب ROV لمعادلة السيارة أكثر نضجا من AUVs ، وهو أيضا يتطور للاستفادة من اتجاهات التكنولوجيا الناشئة. وحقيقة أن ROV مقيدة هي القوة والضعف على حد سواء ، حيث تحمل الحبل وتسمح بقوة أكبر بكثير ، ولكنها تحد من نطاقها وقدرتها على المناورة.

منذ تأسيسها في عام 1986 ، ابتكرت شركة Saab Seaeye الابتكارات التي ساعدت في تحويل صناعة الروبوتات تحت الماء ، بما في ذلك أجهزة دفع تيار مستمر بدون فرشات ، وتوزيع فعال للكهرباء عالي التردد ، وأنظمة تحكم ذكية موزعة واستخدام البلاستيك والمركبات في بناء المركبات ، حسبما قال مات بيتس. ، مدير ، Saab Seaeye المحدودة

Saab Seaeye Sabertooth. مورد هجين يوفر إمكانات مقيمة مستقلة وقاع البحر. الصورة: صعب سيي

شارك بيتس في العمل مع الأنظمة تحت الماء. وقال بيتس: "بعد أن تخرجت بمرتبة الشرف في الأنظمة الهندسية ، بدأت العمل في الأنظمة تحت الماء في صناعة الدفاع". "منذ 25 عامًا انضممت إلى Seaeye كرئيس للإلكترونيات منذ أن توليت العديد من المناصب الفنية والإدارية وأصبحت الآن مديرًا للمبيعات والتسويق".

على جانب ROV ، قال بيتس "فعالية التكلفة التشغيلية والسلامة هي إلى حد كبير العوامل الرئيسية للسوق. ولتحقيق ذلك ، تبحث الأسواق عن أفضل حلول النظام الممكنة بأقل تكلفة حقيقية ممكنة من خلال البحث عن أنظمة UUV التي تلبي أربعة مبادئ أساسية: السلامة ؛ القدرة المركبة الموثوقية؛ واستخدام التقنيات الذكية.

"بلو روبوتيكس" ممزقة في فضاء ROV ، مهمتها صنع مكونات ومركبات منخفضة التكلفة وعالية الجودة لجعل الوصول إلى الروبوتات البحرية أكثر سهولة. "بدأنا حملة Kickstarter في عام 2014 ل T100 ، روادا تحت الماء ، ومنذ ذلك الحين أطلقت أكثر من 200 منتجات تمكينية بما في ذلك BlueROV2 تعمل عن بعد السيارة تحت الماء" ، وقال رستم "روستي" Jehangir ، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Blue Robotics. "اليوم ، لدينا فريق مكون من 30 شخصًا في تورانس ، كاليفورنيا ، حيث نقوم بتصميم منتجاتنا وتصنيعها وشحنها إلى آلاف العملاء حول العالم".

ومن المثير للاهتمام أن خلفية جهانجير هي في هندسة الطيران والطيار. وقال: "لم أقم أبداً بعمل أي شيء متعلق بالبحرية قبل بدء بلو روبوتيكس". "لقد أدى ذلك إلى منحنى تعلُّم حاد ، ولكنه نهج جديد (وربما ساذج في بعض الأحيان) لما نقوم به".
"على الجانب التكنولوجي من الأشياء ، أعتقد أن الأمور يتم دفعها إلى الأمام من خلال اعتماد التكنولوجيا من الصناعات الأخرى وجعله في الفضاء تحت سطح البحر" ، قال جيهانغير. "على سبيل المثال ، تستفيد شركتنا من الكثير من التكنولوجيا والإلكترونيات والبرامج التي تم تطويرها لصناعة الطائرات بدون طيار. من خلال الاستفادة من هذه التكنولوجيا ، فإننا قادرون على تقديم قدرات قبل سنوات من الوضع الراهن ولكن بسعر أقل. أعتقد أننا سنستمر في رؤية ذلك عبر الصناعة ".

رستم جهانجير ، المؤسس والرئيس التنفيذي لشركة Blue Robotics

"أشعر أن المنتجات المنخفضة التكلفة والمفتوحة في السوق من شركات مثل Blue Robotics و OpenROV و Riptide AS وغيرها قد جعلت خطوة كبيرة نحو جعل UUVs سائدة" ، قال جهانجير.

بغض النظر عن التقنية المنشورة ، يؤكد بيتس من Saab Seaeye أن القدرة على معالجة أكبر مجموعة من المهام تحت الماء يفتح إمكانية تحقيق المزيد عبر المزيد من الأسواق التي ، إلى جانب حملة الأمان العامة للحد من تدخل الغوص المأهول ، تستمر في زيادة الاستخدام قال بيتس من UUVs. "إن الطلب على إنجاز المزيد من المهام باستخدام الحل الآلي الأكثر انضغاطًا ممكنًا ، يأتي من محرك لتقليل مساحة سطح السفينة وحجم السفينة وتقليل وقت التعبئة والتكاليف ، بينما في الوقت نفسه القدرة على العمل في التيارات القوية أو المياه العميقة ، تأتي بشكل طبيعي من حلول مدمجة أكثر فعالية. "

هناك عدد أكبر من محركات السوق ويستخدمون سيناريوهات أكثر من المركبات ، ولا يوجد "حل سحري" ، ولا حل "واحد يناسب الجميع". "إن قطاعات السوق المختلفة المختلفة لديها بعض الاحتياجات والبيئات المحددة للنظر. على سبيل المثال ، تختلف طبيعة المياه الضحلة الحالية المرتفعة لتركيبات الطاقة المتجددة وعمل الإدارة المتكاملة للآفات عن تطبيقات المياه العميقة وبناء الغاز والتدخل. كما تتطلب أنشطة نزع السلاح النووي إنجاز مهام مختلفة ، مقارنةً بتطبيقات الاستزراع المائي أو العلوم البحرية - وبالطبع فإن بيئاتها مختلفة تمامًا. السوق يتطلب مجموعة واسعة من المنصات ودرجة عالية من التخصيص لاحتياجات القطاع المحدد.

في هذا الصدد ، يعتبر بيتس نظام iCON للنظام البيئي لشركة Saab Seaeye من اللبنات الروبوتية الذكية وتطوير منصة Sabertooth للسيارات الهجينة مع قدراتها الذاتية والقاعات المقيمة في قاع البحر ، كأمثلة جيدة للمنتجات والقدرات التي تم تطويرها خصيصًا لتمكين هذه المتطلبات الرئيسية في السوق ومعالجتها.

الطريق إلى الأمام
في حين أن هناك اختلافات واضحة بين ملفات AUV و ROVs ، فإن البعض مثل Kinnaman of Greensea يرون خطوط التمايز غير واضحة ، خاصة مع تطور الاستقلالية.

"تقنيات الاستقلالية والتكامل هي المحرك الرئيسي (التكنولوجيا) ،" قال كينامان. "تدفعنا التقنيات المستقلة في أنظمة ROV إلى إعادة النظر في كيفية قيامنا بعمليات بحرية في الطاقم ، وتمكين الخطط التي تتضمن أنظمة مقيمة ، وفتح خيار الاحتفاظ بطاقم على الشاطئ مقابل الشاطئ. كما تتيح التقنيات المستقلة اعتماد المركبات البحرية والأنظمة الآلية البحرية من قِبل مجموعة مستخدمين أوسع نطاقا: فنيو إزالة القذائف ، وقوات العمليات الخاصة ، والمستجيبون الأوائل ، ومقدمو خدمات صناعة السفن على سبيل المثال لا الحصر. "

ولكنها ليست مجرد حكم ذاتي في حد ذاته ، بل كيف يتم بناء هذا الاستقلالية في نظام الصورة الأكبر ، سواء كان ذلك أو AUV أو ROV أو UUV ، بما في ذلك العنصر البشري أيضًا.

"إن دور الاستقلالية في UUVs هو دون شك التقدم الأهم في صناعتنا من وجهة نظري" ، قال كيننامان. "ليس فقط بروز الاستقلالية وقدرتها ، ولكن كيف نأخذ في الاعتبار ، ونستخدم ، وننشر الاستقلالية والتكنولوجيات المستقلة ، أمرًا مهمًا حقًا إلى أين نحن وإلى أين نذهب كصناعة. نحن نقوم بنقل تكنولوجيات مستقلة إلى سيارات كانت دائما تعمل "عن بعد" أو حتى مشغولة لتحقيق المزيد من الكفاءة والقدرة. نحن بالفعل نزيح الخطوط الفاصلة بين "ROV" و "AUV" والتقليل من الاختلاف الفني بين الأشخاص المأهولة وغير المأهولة. يتيح لنا الاستقلالية تحقيق مركبات أكثر ذكاءً وذكاءً يمكننا العمل بها في مجموعة متنوعة من القدرات ، سواء كنا نراقبها أم لا. هذا التحول في الفكر يجعل UUVs أكثر شيوعًا لأنك لست بحاجة إلى أن تكون "مشغل ROV" أو مهندسًا لاستخدامها. "

وفي حين أن الكثير من الاهتمام يتحول حتما إلى الآلات والتكنولوجيا على متن الطائرة ، فإن كيننامان مصرة على تذكر العنصر البشري لواجهة الرجل / الآلة.

وقال كيننامان: "إن المحرك الثاني الذي يدفعنا إلى جعل المركبات أكثر كفاءة وفعالية ، يركز على الحصول على قيمة أكبر من مشغلينا". "استند نموذجنا التقليدي للعمل مع المركبات على فريق عمليات المركبات والطيارين والفنيين وخبراء الموضوع (الشركات الصغيرة والمتوسطة). بينما نتطلع إلى التحكم في التكاليف ، فإننا نفكر في تخفيض عدد الأفراد المطلوبين لعمليات المركبات والحصول على المزيد من فريق أصغر. لذا ، هل نقوم بتدريب طيارين وفنيين من طراز ROV على أن نكون شركات صغيرة أو هل نقوم بتدريب الشركات الصغيرة والمتوسطة على أن تكون طيارين من طراز ROV؟ أو ، هل نبني مركبات أفضل لا تتطلب فنيي الموقع والتي يمكن أن تطير نفسها مع تعليمات عالية المستوى ، على أساس المهام ، من الشركات الصغيرة والمتوسطة؟ "

"أعتقد أن الكفاءة والفعالية في نهاية المطاف تقدم في هذا الأخير ، مع التقنيات المستقلة تلعب دورا أكثر حيوية في عمليات ROV. إن الحصول على قدر أكبر من الاستقلالية داخل مجموعات ROVs سيسمح أيضًا لمجموعة مستخدمين أوسع تتألف من مشغلين ، لا يتمتعون بتدريب محدد كطيارين وفنيين ، لاعتماد مركبات تحت سطح البحر كأدوات للقيام بالعمل في المحيط وعلى المحيط ".