Trygg og energioptimal autonom seilas

Prosjektet arbeider med å utvikle et system for å styre en fiskebåt på en tryggere og mer energivennlig måte enn det blir gjort i dag. Systemet skal være energisparende ved å tilpasse seg varierende vær, sjøtilstander og driftskondisjoner, samt styre skipet mer stabilt i sjøen for å øke fangst av fisk. For å klargjøre ideen, så kan man sammenligne dette med en bil med cruise-kontroll og automatisk girkasse. Når bilen kommer til en motbakke vil den tilpasse seg ved å sørge for å endre både turtall og moment slik at motoren ikke kveles. På samme måte bør styring av motor og propell på skip baseres på ytre påvirkninger. Ved å benytte seg av informasjon tilgjengelig på skipet, kan et datasystem selv ta en ekspertvurdering på hvordan motor og propell bør styres. I utviklingen benyttes det kunnskap om hydrodynamikk og kraftsystem for å få på plass systemet som holder både propell og motor på optimale driftspunkt. Systemet beskrives på en systematisk måte som gjør det mulig å analysere deler av systemet ved bruk av matematiske verktøy. I tillegg skal systemet styre skipet i en ønsket bane, samt å holde konstant hastighet gjennom bølger for å skape gode forhold for linefiske. I dagens linefiske følger operatøren med på bølgene som kommer, og justerer pådraget tilsvarende for å klare å holde skipet i stabil hastighet. Et styresystem som forutser skipets bevegelse i bølger, skal kunne ta over denne oppgaven til operatøren. I skipet som brukes til prototypen i prosjektet er det installert et måleinstrument som registrerer skipets bevegelse. Analyser av historisk data fra dette instrumentet blir essensiell i utviklingen av systemet som kompenserer for innkommende bølger. For å oppnå tilstrekkelig tillit til et slikt system som i større og større grad tar over oppgavene til operatøren, vil det kreves mye testing, og testing der faktisk fartøy brukes for å gjennomføre testene vil mest sannsynlig ikke være gjennomførbart da systemet bør utsettes for mange ulike scenarier som potensielt kan medføre fare for å ødelegge utstyr eller fartøy. For å sikre at kontrollsystemet reagerer på en trygg og sikker måte vil det i dette prosjektet utvikles en metodikk for automatisk, simulatorbasert testing. Tanken er å kjøre ett sett av initielle tester, der resultatene fra disse initelle testene brukes for å automatisk generere nye tester der usikkerhet rundt resultat er størst eller resulatet tilsier at kontrollsystem snart kan feile. Det vil i tillegg utvikles en metodikk for å sikre at simulator tilfredsstiller krav satt for å gjennomføre testene og for å sikre at simulator gjengir virkeligheten med nødvendig nøyaktighet. Det vil bli utviklet en Recommended Practice som deretter skal brukes for å verifisere og validere simumator og dens komponenter. Dette vil skape en større sikkerhet om at systemet håndterer reelle operasjoner på en god måte. Testsystemet skal kunne benyttes både under utvikling av nye styresystem, og i driftsfasen, da endringer og oppdateringer av programvare normalt skjer gjennom hele livssyklusen.

-

Innovasjonsprosjektet skal utvikle en generisk løsning for trygg og energioptimal autonom seilas for skip i sjøgang ved ulike driftsmoder. Prototypen skal testes på linefartøyet MS Geir for å effektivisere operasjonen og minske skade og tap av fangst. Prosjektet skal se på løsninger for å automatisk optimalisere lastfordeling, rorbruk og propellstigning/rpm under ulike driftskondisjoner slik at motor og propell opererer på optimalt driftspunkt. Settpunkt blir i dagens system i dag satt ut ifra forhåndsdefinerte kombinatorkurver for spesifikke kondisjon(er). Typisk er noen få kurver implementert, og operatøren må selv bestemme når det skal byttes mellom kurvene. Innovasjonsprosjektet skal utvikle ny metodikk for etablering av optimal lastfordeling mellom propellere, optimal rorbruk og optimale kombinatorkurver som inkluderer hybride fremdriftssystem, miljøkrefter, dragkrefter fra fiskeredskap og batterienes ladestatus. Løsningen skal gi automatisk regulering av lastfordeling, kombinatorkurver og kraftkilder basert på utviklet metodikk, algoritmer og løpende målinger. Løsningen skal inkludere kobling mot navigasjonssystem herunder automatisk kurskontroll. Løsningene skal implementeres i et styringssystem for autonom seilas. Løsninger for å forbedre hastighet og kurskontroll inkluderer bruk av måledata fra thrust, dreiemoment på aksel og krefter fra vinsjer. For linefartøy vil små forbedringer i hastighetsstyringen kunne gi store utslag under setting av line, der man med jevnere hastighet reduserer tap av agn og dermed øker fangst per kWh. For å oppnå tilstrekkelig tillit til komplekse programvarebaserte styrefunksjoner som støtter eller tar over oppgaver til kompetente operatører, kreves det testing der styresystemet utsettes for ulike scenarioer. I innovasjonsprosjektet skal det utvikles konsepter og løsninger for simulatorbasert testing, inkludert generering av scenarier og evaluering av resultater.