Moderne skip blir stadig mer autonome gjennom avanserte integrerte automasjonsystemer og fjernstyring. Disse systemene er dedikerte til bestemte funksjoner for fartøyet, eller kan være en del av den generelle skipsoperasjonen. Mellom delsystemer utveksler de data og foretar samordnede operasjonelle beslutninger, ideelt og hurtig uten brukermedvirkning (autonomi). Design, bygging, drift og operasjonstøtte som styrer slike fartøy er komplekse og krever en effektiv utviklingsstrategi for å vurdere det gjensidige samspillet mellom delsystemer og det multidisiplinære. Faktisk stopper arbeidsflyten i maritim industri ikke etter fartøyets levering. Gjennom systemoppdatering eller på grunn av vedlikehold, vil delsystemer endres gjennom hele livssyklusen. Den samlede oppførselen til hele fartøyet søkes fortsatt å være optimal gjennom hele syklusen. Dette krever sporbarhet gjennom et avansert datahåndteringsystem som spenner over hele produktets livssyklus.
De siste årene har interessen økt for å utvikle og ansette digitale tvillinger for maritim industriell systemdesign, "ship-intelligence" og operasjon, både gjennom behov og muliggjørende teknologier. Digitalisering har blitt et viktig aspekt ved å gjøre maritime næringer mer effektive og egnet for fremtidig drift. Økt bruk av avanserte verktøy for å designe og evaluere system-ytelse, sikkerhet og strukturell integritet, genererer en rekke digitale modeller av et fartøy og dets utstyr. I driftsfasen er billigere sensorer og økt tilgang, sammen med sterkt økende datalagring og regnekapasitet, med på å åpne for nye måter å håndtere fartøyets sikkerhet og ytelse på.
Målet er å utvikle digitale tvillinger til maritime systemer og operasjoner, som er en åpen virtuell simulator som neste generasjon av industriell infrastruktur for industrien, ikke bare for total systemdesign, noe som gjør det mulig å konfigurere systemer og verifisere operativ ytelse, men også gi tidlig advarsel, livssyklus-støtte (LCS), tilstand og prognoser.
Så langt i prosjektet har vi oppnådd følgende resultat:
1.Rammeverket for co-simulering er nesten ferdig. Testversjonen vil bli levert innen kort tid. Dette er hovedresultat for WP1.
2.Innenfor WP2 har vi publisert en high level journal om strategisk planlegging og optimalisering.
3.Innenfor WP3 har vi gjennomført analyse av ett case. En publikasjon er under arbeid.
Alle leveranser er fullført. Prosjektet er ferdigstilt i henhold til tidsplan.
We made a full scale digital twin of NTNU research vessel Gunnerus. It is a good demo for academia and industry.
Nowaday, modern marine vessels operate increasingly autonomous through strongly interacting subsystems. These systems are dedicated to a specific, primary objective of the vessel or may be part of the general essential ship operations. Between sub-systems, they exchange data and make coordinated operational decisions, ideally without any user interaction. Designing, operating and life cycle service supporting such vessels are complex, and require an efficient development approach to consider the mutual interaction between subsystems and the inherent multi disciplinarily. Indeed, the work flow in maritime industry does not stop after vessel delivery. Through system updating or due to life cycle maintenance, subsystems can change. The overall behaviour of the entire vessel still needs to be optimal. That requires traceability through a performant data management system that spans the entire product lifecycle.
The recent years have seen an increasing interest in developing and employing digital twins for maritime industrial system design, ship intelligence, and operational service. Digitalisation has become a key aspect of making the maritime industries more efficient and fit for future operations. Increased use of advanced tools for designing and evaluating system performance, safety and structural integrity are generating a range of digital models of a vessel and its equipment. In the operational phase, cheaper sensors and increased connectivity together with increasing data storage and computational power are enablers for new ways of managing a vessel safety and performance.
The goal of this research is to develop digital twins of maritime systems and operations, which is an open virtual simulator as next generation of marine industrial infrastructure not only for overall system design, allowing configuration of systems and verification of operational performance, but also providing early warning, life cycle service support, and system behaviour prediction.