Промышленный ИИ — как модели машинного обучения заполняют пробелы в данных для соответствия нормативным требованиям
Цифровой двойник обеспечивает предупредительный мониторинг выбросов и соответствие экологическим нормативам даже в случае отказа отдельного газоанализатора.
Углекислый газ в двух словах
- Поскольку судоходные компании обязаны постоянно контролировать выбросы своих судов в море, неполная документация может привести к дополнительным трудозатратам и финансовым расходам.
- Именно здесь на помощь приходят цифровые решения, такие как Maritime Suite MARpems. В рамках пакета Maritime Suite это решение (сокращённо от Maritime Predictive Emission Monitoring System, что означает «предупредительная система мониторинга выбросов на морских судах») обеспечивает наличие данных о выбросах на борту судна даже в случае отказа системы непрерывного мониторинга выбросов.
- Для этого модели машинного обучения анализируют исторические данные и формируют цифровой двойник бортовой измерительной системы судна. Это стало возможным благодаря алгоритму, который в случае отказа отдельных измерительных параметров рассчитывает выбросы выхлопных газов на основе оставшихся данных, обеспечивая полное соответствие требованиям для операторов судов.
- Разработанное в сотрудничестве с классификационными обществами, такими как DNV и RINA, проектными партнёрами и судоходными компаниями решение в последнее время было успешно внедрено на нескольких судах.
Требуется непрерывный мониторинг значений выбросов
Все более строгие законы и нормативные требования к мониторингу выбросов создают вызовы для судостроительных верфей, операторов судов и судовладельцев. Например, строгие экологические требования обязывают осуществлять постоянный мониторинг и документирование выбросов судов:
Регулирование в судоходной отрасли уже существенно ужесточилось. В 2020 году во всём мире были введены ограничения на содержание серы в судовом топливе. А с 2024 года в ЕС действуют правила, обязывающие суда оплачивать свои выбросы CO2. Также ведётся работа над глобальными нормативными требованиями: Международная морская организация устанавливает цель достижения нулевых чистых выбросов парниковых газов в мировой судоходной отрасли к 2050 году. Заказчики и инвесторы уже давно требуют прозрачности в отношении экологического следа отрасли, поэтому всё более важным становится точное измерение выбросов и их быстрое сокращение.
В связи с этим суда, работающие на тяжелом топливе, могут оснащаться скрубберами для снижения содержания серы в выхлопных газах. Эффективность работы скрубберов затем анализируется с помощью систем непрерывного мониторинга выбросов (CEMS). Такие системы — например, Анализаторы MARSIC300 — измеряют концентрацию соответствующих загрязняющих веществ в выхлопных газах двигателя до и после очистки. Иными словами, измеренные значения не только отображают объем выбросов в окружающую среду, но и позволяют контролировать эффективность работы самих скрубберов и каталитических нейтрализаторов.
Как обеспечить соответствие выбросов нормативам в любое время?
Операторы судов должны непрерывно контролировать и регистрировать эти значения выбросов и сообщать о них органам власти в случае необходимости. В случае отказа системы непрерывного мониторинга выбросов часть значений параметров выхлопных газов становится недоступной, и судовой оператор больше не может подтвердить соответствие судна установленным нормативным ограничениям. Это создаёт риск несоответствия требованиям и возможного применения санкций, поскольку отсутствует возможность доказать соблюдение предписанных лимитов.
Как правило, ремонт неисправного датчика может выполнять только обученный специалист. Это подвергает оператора судна непредсказуемым рискам — от дополнительных ручных операций и роста затрат из-за необходимости использования более качественного топлива до штрафов за несоблюдение нормативных требований.
Цифровой двойник системы мониторинга выбросов на борту
Решение Maritime Suite MARpems (т. е. «морская система предупредительного мониторинга выбросов») предлагает выход из этой ситуации — по сути, это цифровой двойник системы непрерывного мониторинга выбросов. Если системы непрерывного мониторинга выбросов (независимо от поставщика такой системы) выходит из строя или отказывает, цифровое решение берёт на себя его функции. Модели машинного обучения рассчитывают текущие значения выбросов на основе доступных эксплуатационных данных судна и скруббера.
Таким образом решение Maritime Suite MARpems обеспечивает временное соответствие требованиям по выбросам и, следовательно, выполнение требований IMO. Эти модели машинного обучения одинаковы для всех судов, однако для каждого судна они обучаются индивидуально на основе системных данных за несколько предыдущих месяцев.
Maritime Suite: панель MARpems
Авторизация по государствам флага
Решение Maritime Suite MARpems является локальным, поэтому его данные остаются на серверах судоходной компании. В настоящее время это единственное решение на рынке, принятое ведущими государствами флага — такими как Либерия, Германия и Мальта — а также классификационными обществами, такими как DNV. Государства флага устанавливают правила, регулирующие надзор за техническими и административными вопросами на судах, плавающих под их флагом. В ближайшее время ожидаются дополнительные одобрения со стороны государств флага и классификационных обществ. Это постепенно будет способствовать дальнейшему распространению и признанию решения.
Инструмент для повышения эффективности и конкурентоспособности
Помимо обеспечения соответствия требованиям и сокращения времени и трудозатрат при выходе из строя системы непрерывного мониторинга выбросов, наше решение имеет ещё один положительный эффект: оно повышает прозрачность состояния оборудования мониторинга выбросов и скрубберов, что помогает предотвращать или планировать краткосрочные ремонты и техническое обслуживание. Соответственно, система повышает надёжность процессов и сводит количество сервисных вызовов к минимуму. В целом решение MARpems повышает операционную эффективность, конкурентоспособность и позволяет экономить средства.
