Till sjöss måste en IIoT-lösning kunna fungera utan tillgång till Internet. En mer omfattande programvara för Edge Gateway måste utvecklas. Detta projekt och andra industriella lösningar inom marint har lett fram till en ny marin vertikal för Connectitude IIoT Platform ™.

Ballasthantering och miljörisker

En av de stora fördelarna när fartyg började använda skrov av metall var att havsvatten kunde användas till ballast. Med dagens moderna styrsystem och motoriserade pumpar kan ballasten optimeras genom en exakt fördelning mellan olika tankar utifrån exempelvis sjögång, fraktlast och önskad vattenlinje. Den stora nackdelen med att använda havsvatten som ballast är miljöriskerna. Föroreningar, bakterier, mikrober, larver och ägg med mera sprids mellan olika marina miljöer. Små populationer av nya och mer dominanta arter eller skadedjur kan på kort tid slå ut välmående och välbalanserade ekosystem.

Varför exakta och snabba ballastrapporter är så viktiga

I väntan på en tydlig och global lagstiftning kring hantering av ballastvatten är det främst USA:s regler som är måttstocken de flesta stora rederierna försöker anpassa sig till. Där kräver kustbevakningen att alla skepp som ska anlöpa landets hamnar skickar särskilda ballastvatten-rapporter minst 24 timmar innan de når USA:s vatten. Kustbevakningen har även rätten att borda fartyg för inspektioner av kvaliteten på ballastvatten, skicket på tankar och pumpar samt kontrollera loggbok över hanteringen. Brister mot regelverket innebär rejäla böter och andra strafförelägganden.

Därför var manipulationssäkra rapporter med hög spårbarhet av tidstämplade GPS-positioner extremt viktigt för vår kund. Lösningen måste dessutom kunna fungera offline.

Vad våra kunder också önskade

Framgångskriterier för vår kunds ballastvattensystem är bland annat hög effektivitet, tillförlitlighet och en lång och kostnadseffektiv livslängd. Att förutse och undvika maskinstillestånd och planera förebyggande reparationer var en av våra kunds mål med lösningen. Redan i ett tidigt skede av projektet var ytterligare två kunder involverade i de agila utvecklingsgrupperna. Här är några av deras fokusområden som bidrar till hur lösningen designades.

• R&D ville ha mer data från maskinerna och deras omgivande förhållanden för en bättre och snabbare produktutveckling.
• Serviceavdelningen ville ha verktyg för att förutse med större tillförlitlighet om var och när deras kund skulle behöva service och reservdelar. Fjärråtkomst till ballastsystemets PLC:er och HMI ombord önskades för snabbare felsökning och konfigurering av inställningar.
• Försäljning ville tillföra mervärden till systemen genom att erbjuda sina kunder rapporter, bättre servicevillkor och attraktiva verktyg för övervakning och larmhantering.

Utmaningarna

Utöver de specifika miljörapporterna ska alla delar i plattformen uppfylla olika marina krav. För att kunna öka verkningsgraden och livslängden för ballastsystemen vill vår kund kunna erbjuda effektiva verktyg som oavsett bandbredd kan underlätta det underhåll och den service som görs av fartygens besättningar. Likaså vill kunden erbjuda rederierna möjligheten att överblicka status på flera fartyg och kunna se mer komplexa samband för anläggningarna. För detta krävs normalt sett stora mängder data. Till havs kan tillgången på bandbredd och priset för den variera stort. Lösningens systemarkitektur måste därför fungera både off- och on-line och styra samt filtrera dataströmmarna till molnet på ett effektivt vis och utifrån tillgänglig bandbredd.

Lösningen

Vi utvecklade en hybrid av molnlösning och lokal installation där systemets Gateway har en central och viktig roll för att uppnå en sömlös användarupplevelse. Den viktigaste skillnaden för edge-mjukvaran, installerad på en fysisk lokal gateway, är att molntjänsterna kan skala kapaciteten för datorer och lagring på begäran.

Uppgiften för en lokal Gateway i en IIoT-lösning är oftast att samla och eventuellt översätta signaler från olika givare och PLC:er och skicka dessa vidare till molnet. Utöver att agera brandvägg och IoT-agent har ballastsystemets gateway försetts med den logik, grafikstöd/webbläsare och intern databas som krävs för att kunna stödja alla nödvändiga funktioner på lokal nivå, dvs på fartyget, även under längre perioder utan uppkoppling mot lösningens molnserver. Mer komplex analys av exempelvis aggregerad data från flera olika fartyg och rederier görs däremot med kraftfulla verktyg för BI och Machine Learning som ligger i direkt koppling mot molnserverns samlade databas.

Alla användarfunktioner utformades som widgets för att göra det enkelt att skapa anpassade dashboards inklusive de specifika verktyg som en person eller roll behöver. Granulära åtkomsträttigheter ner till alla anslutna enheter, maskiner och sensorer, gör det enkelt att hantera så att olika användare endast kan se relevant och auktoriserad information.

Erfarenheter

Feedbacken på lösningens första Proof-of-Concepts visade att användarna upplevde gränssnitten enkla att använda och intuitiva. Besättningen på fartygen uppskattade att alltid ha tillförlitlig realtidsinformation till hands utan att behöva övervaka de fasta HMI:erna som är installerade lokalt på ballastsystemen.

Möjligheten att kontrollerat dela tillgången till olika funktioner och realtidsrapporter gjorde samarbeten enklare och felsökning snabbare. Vår kund insåg att de mer generiska delarna av lösningen kunde användas lika framgångsrikt i andra system, maskiner och affärssegment. Fler funktioner utvecklas och förfinas kontinuerligt, och idag distribueras lösningen på mer än 300 platser till sjöss och på land.

Marinklassad för den marina vertikalen

Lösningen utvecklades tillsammans med en av våra kunder. För oss innebar detta en solid grund för den vidare utvecklingen av Connectitude IIoT Platform ™. För dig betyder det att du enkelt kan skapa ett konto gratis för att uppleva en detaljrik och beprövad plattform för industriell IoT. Vi har också förfinat verktygen och funktionerna i Connectitude IIoT Platform ™, anpassade för marin användning. Kontakta oss kring dina marina behov.