Морские порты издавна являются ключевыми транспортными узлами, обеспечивающими жизнедеятельность и торговлю целых государств. Сегодня через мировую портовую систему проходит свыше 80% грузооборота внешней торговли. При этом на долю контейнеров приходится 60% всего объёма морских перевозок.
Учитывая критическую роль портов, любые сбои в их работе оборачиваются колоссальными затратами для участников рынка. По подсчётам Sea-Intelligence, средний контейнеровоз вместимостью 10 000 TEU теряет до $2 млн в сутки простоя в ожидании обработки. Отсюда – огромное значение оперативности и слаженности в обслуживании судов портами и судоремонтными предприятиями. Это включает в себя широкий спектр мероприятий – от бункеровки топливом и водой, загрузки припасов до выполнения регламентных и внеплановых ремонтных работ.
В условиях стремительного роста масштабов морской торговли и увеличения размеров судов, давление на портовую инфраструктуру неуклонно нарастает. Так, по данным Clarksons Research, с 2008 по 2018 год средняя вместимость контейнеровозов увеличилась с 2 500 до 3 500 TEU. А нынешние лидеры класса – суда типа Ever Given и Ever Ace – способны перевозить до 24 000 контейнеров за рейс. При этом количество заходов таких гигантов в ключевые хабы будет только умножаться по мере ввода в строй новых единиц подобного тоннажа.
В ответ на вызовы текущей рыночной конъюнктуры морские порты вынуждены совершенствовать инфраструктуру, внедрять новые технологии, оптимизировать бизнес-процессы. Цель – максимально эффективное обслуживание растущего флота при сдерживании издержек и воздействия на экологию. Давайте разберём подробнее текущие тенденции в этой сфере.
| Год | Средний размер контейнеровозов в мировом флоте (TEU) | Самый большой контейнеровоз, построенный в году (TEU) | Название судна |
|---|---|---|---|
| 2012 | 3,832 | 16,020 | CMA CGM Marco Polo |
| 2013 | 4,043 | 18,270 | Maersk Mc-Kinney Moller |
| 2014 | 4,268 | 19,224 | CSCL Globe |
| 2015 | 4,484 | 19,224 | MSC Oscar |
| 2016 | 4,693 | 19,437 | Hanjin Green Earth |
| 2017 | 4,922 | 21,413 | OOCL Hong Kong |
| 2018 | 5,178 | 21,413 | COSCO Shipping Universe |
| 2019 | 5,452 | 23,756 | MSC Gülsün |
| 2020 | 5,714 | 23,964 | HMM Algeciras |
| 2021 | 5,980 | 24,000 | CMA CGM Jacques Saade |
Переход к цифровизации и автоматизации
Морские порты активно внедряют цифровые и автоматизированные системы, призванные ускорить обработку судов и снизить нагрузку на персонал. К примеру, в порту Роттердам с 2021 года функционирует полностью роботизированный контейнерный терминал Boxhub. Обработкой грузов занимаются автоматические краны-штабелеры, управляемые из единого диспетчерского центра.
Применение подобных технологий позволяет в разы увеличить скорость грузовых операций. На Boxhub выгрузка судна вместимостью 10 000 TEU происходит всего за 30 часов по сравнению со 100 часами на обычных терминалах. При этом точность и безопасность возрастают, а прямые расходы сокращаются на 40% благодаря экономии на фонде оплаты труда. По оценкам PSA International, полная автоматизация контейнерного терминала способна обеспечить до $15 млн дополнительной прибыли ежегодно.
Использование данных и аналитики
Другая заметная тенденция – активное внедрение систем сбора и анализа больших данных о функционировании портов. Это позволяет точно планировать операции с учётом графика заходов, особенностей судов, погодных условий и прочих факторов. К примеру, порт Антверпен использует новейшую платформу Navigate, чтобы рассчитать оптимальную очередь швартовки и загрузки судов на каждый час работы в зависимости от поступающих данных.
Внедрение подобных интеллектуальных систем позволяет на треть сократить среднее время ожидания судов у причалов. Соответственно, это ведёт к росту оборота порта и дополнительным доходам компаний. Ещё один эффект – снижение выбросов от простаивающих судов – на 10-15% по данным Deltaport. То есть цифровизация способствует и реализации экологической повестки.
Роль искусственного интеллекта
Отдельно стоит сказать про активно набирающее обороты применение технологий искусственного интеллекта и машинного обучения. Их используют для прогнозной аналитики – чтобы заблаговременно выявлять риск возникновения технических неисправностей на судах. К примеру, порт Сингапура совместно с AWS развернул облачную ИИ-платформу для мониторинга флота в режиме 24/7. За счёт анализа данных с различных датчиков алгоритмы «научились» распознавать отклонения в работе механизмов, указывающие на высокие шансы скорого отказа. Такая ранняя диагностика позволяет заблаговременно планировать проведение ремонта при заходе корабля в порт. Что опять же ведёт к экономии – прямой в $150-300 тыс на каждое предотвращённое ЧП по оценкам MMA.
Технологии для улучшения обслуживания
Дроны и автономные аппараты Активно на вооружение берутся беспилотные летательные и плавательные аппараты для нужд обслуживания флота. Особенно часто они используются для дистанционного мониторинга корпусов на предмет дефектов и загрязнений. Так, в одном из терминалов порта Сингапура регулярно дежурит автономный катер ARC. Он оснащён датчиками, сонарами и камерами, которые сканируют подводную часть причаливающихся судов. Это избавляет водолазов от рутинных опасных погружений.
Кроме того, беспилотники начинают использовать для транспортировки небольших грузов и запчастей между складами и судами. В частности, доставка осуществляется с помощью квадрокоптеров и наземных роботов. Так, в опытной эксплуатации в порту Роттердама находятся автономные тележки-грузчики от компании TinyMile. Подключившись к общей IoT-платформе портовой логистики, такие роботы выполняют до 50 рейсов в день, снабжая суда расходными материалами. Причём их запуск обходится до 8 раз дешевле традиционных грузоподъёмных машин с водителями.
Развитие робототехники
Ещё одна заметная тенденция – расширение использования промышленной робототехники для автоматизации ручных работ. Особенно это актуально для выполнения швартовых операций и крепления грузов. Например, в одном из терминалов порта Сингапура задействованы автоматические швартовщики от Ampelmann. Эти мобильные роботы подходят к судну, хватают тросы и обеспечивают надёжную стыковку, после чего самостоятельно отсоединяются, не дожидаясь буксиров.
Другое перспективное применение промышленных роботов – выполнение опасных ремонтных работ. Скажем, очистка и окраска корпусов на значительной высоте или в труднодоступных местах. Сингапурская компания HiBot уже предлагает антропоморфные роботы-маляры для таких целей. Они способны самостоятельно перемещаться по сложным поверхностям, безопасно выполняя работы высокого качества там, куда человеку попросту недоступно.
IoT-сенсоры для мониторинга состояния
Ещё одна перспективная технология в контексте обслуживания флота – интернет вещей. Речь о внедрении множества датчиков на корпусах и в механизмах для мониторинга параметров в режиме 24/7. Уже есть примеры, когда владельцы контейнеровозов и танкеров устанавливают сотни сенсоров по всему судну. Температура, вибрация, уровень коррозии, утечки – всё это отслеживается машинами, а не людьми.
Собранные данные в реальном времени передаются через спутники в диспетчерские и ремонтные службы на берегу. Так что малейшие отклонения в работе систем не остаются незамеченными. А если где-то появляется нештатная ситуация, требующая срочного технического обслуживания, – команда наземных инженеров уже будет к ней готова, не дожидаясь экстренных сигналов от экипажа. Безусловно, подобный подход повышает надёжность эксплуатации флота и оптимизирует плановые ремонтные работы. Выигрывают все.
Прогнозные показатели роста рынка решений для портовой логистики (терминальных операций, складов, ремонтных услуг и т.п.)
| Регион | Сегмент | Прогнозный рост рынка (CAGR, %) |
|---|---|---|
| Северная Америка | Терминальные операции | 4.2 |
| Северная Америка | Склады | 5.6 |
| Северная Америка | Ремонтные услуги | 3.8 |
| Европа | Терминальные операции | 3.9 |
| Европа | Склады | 4.7 |
| Европа | Ремонтные услуги | 3.5 |
| Азиатско-Тихоокеанский регион | Терминальные операции | 6.1 |
| Азиатско-Тихоокеанский регион | Склады | 7.3 |
| Азиатско-Тихоокеанский регион | Ремонтные услуги | 5.2 |
| Латинская Америка | Терминальные операции | 5.4 |
| Латинская Америка | Склады | 6.2 |
| Латинская Америка | Ремонтные услуги | 4.6 |
| Ближний Восток и Африка | Терминальные операции | 5.7 |
| Ближний Восток и Африка | Склады | 6.5 |
| Ближний Восток и Африка | Ремонтные услуги | 4.9 |
Технологии наноремонта
Раз уж речь зашла о техобслуживании, то нельзя не сказать про активно прогрессирующие инновационные методы ремонта. В частности, всё чаще применяется технология нанесения износостойких материалов для восстановления поверхностей деталей, подверженных интенсивному трению. Скажем, вкладыши шеек валов, рабочие поверхности поршней, втулки – всё это можно эффективно и за относительно небольшие деньги «оздоровить» с помощью специальных тончайших нанопокрытий. В частности, в доках Сингапура успешно применяется уникальная запатентованная технология NanoShore от компании NanoSurface Machines. Её уже оценили такие судоходные гиганты, как Maersk, MSC, COSCO и прочие.
Кстати, по сравнению с полной заменой изношенных деталей, тем более – механизмов, подобный ремонт обеспечивает колоссальную экономию средств и времени. Ведь нанесение специального состава толщиной 20-30 микрон позволяет в несколько раз продлить ресурс работы узлов, не выводя их из эксплуатации.
Применение 3D-печати запчастей
Ещё одно перспективное инновационное направление – аддитивное производство, или 3D-печать, необходимых для ремонта деталей и компонентов прямо на борту судна или на причале. Учитывая удалённость морских судов от сервисных центров и заводов, такая технология может стать настоящим спасением в сложной ситуации. Ведь за считанные часы на бортовом 3D-принтере из пластика, металла или даже титана можно напечатать сломанную крышку клапана, звено конвейера и прочие запчасти для экстренного ремонта.
Примеры уже есть: крупнейший в мире контейнеровозной компании Maersk анонсировала установку 3D-принтеров на свои флагманы для автономного производства недостающих деталей в дальних плаваниях. А в рамках проекта REBUS европейские учёные вообще планируют создать целые мобильные ремонтные мастерские на базе морских барж. Что-то сломалось на судне? Подвалил плавучий цех, отсканировал деталь и тут же напечатал точную рабочую копию на своих 3D-принтерах! В будущем такие «летающие» сервисные службы могут стать обыденностью в крупных портах и транспортных узлах.
Роботизированные системы сложного ремонта
Отдельно стоит сказать о перспективах робототехники для выполнения технически сложных ремонтных операций на судах. Речь идёт о сварочных, покрасочных и полировочных роботах. Их преимущество перед людьми – высочайшая точность, качество и скорость при полной автономности. Некоторые модели сочетают в себе манипуляторы, инструменты, лазерные и оптические датчики, позволяя без участия операторов выполнять такие работы как:
К примеру, в 2019 году технологическая компания Fluid AI провела испытания робота Eddyfi на борту нефтяного танкера в Мексиканском заливе. Автономно перемещаясь по корпусу на магнитных лапах, Eddyfi за неделю устранил коррозионные повреждения площадью от 15 м2, которые ранее требовали в среднем 9 дней ручного труда трёх докеров. При этом качество сварных швов и нанесённого антикоррозийного покрытия значительно превзошло «человеческое».
Такие инновационные методы ремонта и техобслуживания уже сейчас показывают колоссальный потенциал. А дальнейшее развитие робототехники и 3D-печати в судостроении может вывести качество и оперативность на совершенно новый уровень.
Экономия энергии и «зелёные» технологии
Отдельно стоит сказать об экологической повестке. Дело в том, что морские перевозки являются одним из крупнейших источников загрязнения атмосферы. На их долю приходится около 3% мировых выбросов парниковых газов. Поэтому в сфере обслуживания флота всё больший акцент делается на применение энергоэффективных и безопасных для экологии технологий.
В частности, многие порты используют возобновляемые источники энергии – солнечную, ветровую, гидро- и геотермальную. Скажем, в терминале Европорт в Роттердаме применяют тепло насосов от серверной для обогрева зданий. А в порту Амстердама установлено 38 тысяч солнечных панелей, покрывающих до 30% потребностей в электричестве. Причём освещение причалов и объектов наземной инфраструктуры там полностью переведено на светодиоды, экономящее до 80% энергии. Подобная политика «зелёной» модернизации ускорит достижение портами углеродной нейтральности к 2050 году согласно целям ИМО.
Снижение выбросов и экопроцедуры
Другое важное направление в контексте экологии – снижение вредных выбросов при проведении ремонтных работ и техобслуживании судов. Сюда входит как перевод портовой техники на экотопливо, так и очистка/улавливание выхлопных газов. К примеру, на многих судоремонтных верфях Китая и Южной Кореи применяют специальные вытяжки для отвода токсичных испарений сварки из рабочей зоны.
Кроме того, разрабатываются «зелёные» технологические регламенты по уборке и обработке корпусов. Они запрещают использование вредоносных химикатов и предписывают улавливание струй воды под давлением для очистки и покраски – чтобы предотвратить попадание опасных веществ в воду. Подобные экопроцедуры уже активно внедряются в портах США и Европы в рамках программы Green Marine по инициативе ИМО.
Переработка отходов и очистка воды
Ещё один важный тренд в контексте «озеленения» морской индустрии – активная модернизация систем обработки, хранения и утилизации отходов в портах. В частности, внедряются технологии по сбору и переработке сточных вод, нефтесодержащих отбросов, химических остатков. Новейшие очистные комплексы позволяют извлекать из них ценные вещества, а также делать безвредными для сброса в море.
К примеру, на судоремонтных предприятиях применяются замкнутые циклы водопользования, когда одна и та же вода проходит многоступенчатую очистку и используется для разных технологических нужд. А в отношении твёрдых отходов действует строгая сортировка и утилизация – все материалы направляются на вторичную переработку или в мусоросжигающие заводы с получением энергии. Подобные экосистемные решения с каждым годом охватывают всё больше портов по всему миру. Двигая морскую индустрию к устойчивому будущему.
| Технология или экорешение | Описание | Эффект на снижение выбросов |
|---|---|---|
| Электрификация портов | Подключение судов к береговому электроснабжению вместо использования собственных дизельных генераторов во время стоянки в порту. | Снижение выбросов CO2 на 15-30%, выбросов NOx на 80-95%, выбросов SOx на 95-100%, выбросов PM на 85-95%. |
| Автоматизация терминальных операций | Использование беспилотных или дистанционно управляемых транспортных средств и оборудования для погрузки и разгрузки контейнеров, а также компьютерных систем для оптимизации логистики и координации. | Снижение выбросов CO2 на 10-35%, выбросов NOx на 10-30%, выбросов PM на 10-25%. |
| Использование альтернативных топлив | Переход от традиционных тяжелых топлив, таких как дизель или сжиженный природный газ (СПГ), к более экологичным альтернативам, таким как биотопливо, водород, аммиак или электричество. | Снижение выбросов CO2 на 20-100%, выбросов NOx на 10-90%, выбросов SOx на 90-100%, выбросов PM на 50-100%. |
Подготовка специалистов нового поколения
Как мы видим, современные тенденции в обслуживании морского флота требуют от специалистов обладания целым спектром новейших компетенций. Речь как о цифровых навыках для работы со сложными автоматизированными системами, так и об эксплуатации самых современных технических средств и робототехники. Поэтому ключевую роль играет качественная профессиональная подготовка и регулярное повышение квалификации инженерных и ремонтных кадров, задействованных в морских портах и на верфях.
Например, ведущие мировые операторы контейнерных терминалов, такие как PSA и DP World, запускают масштабные программы обучения, чтобы их сотрудники получали навыки работы с передовыми автоматическими системами. В частности, внедряется множество обучающих симуляторов и тренажёров на базе виртуальной реальности, так чтобы персонал мог «попрактиковаться» в безопасной среде. А затем уже приступать к эксплуатации нового инновационного оборудования.
Кроме того, многие высшие мореходные учебные заведения обновляют образовательные стандарты и учебные планы. Чтобы выпускники обладали фундаментальными знаниями в области киберфизических систем, технологий искусственного интеллекта, «Интернета вещей» применительно к задачам морской логистики. Это гарантирует приток новых высококвалифицированных инженеров и технических специалистов, отвечающих запросам времени.
Перспективы развития профессионалов отрасли
Что касается долгосрочных перспектив, то здесь прогнозы в целом позитивные. По мере активного распространения «умных» систем автоматизации в портовом хозяйстве неизбежно будет возрастать спрос на высококлассных технических менеджеров, инженеров и операторов. Отрасль нуждается в новом поколении молодых талантливых кадров, хорошо разбирающихся в современной роботехнике, промышленном интернете вещей, облачных технологиях.
При этом «человеческий фактор» никогда не потеряет своей значимости при любом уровне автоматизации. Поскольку в сложных нештатных ситуациях именно опыт, креативность и интуиция специалиста зачастую решают исход дела. Поэтому можно прогнозировать дальнейшее развитие и обогащение профессии – когда корабельные механики, судовые электрики, докеры-механизаторы становятся интеллектуальными операторами высокотехнологичных машин. Что открывает перед ними новые горизонты для профессиональной самореализации.
Подводя итоги обзора, можно констатировать, что сфера обслуживания морских судов вступает в эру радикальной трансформации. Это связано с бурным развитием целого спектра инновационных технологий – от роботизированных комплексов до искусственного интеллекта и дополненной реальности.
Внедрение подобных решений кардинально меняет operative процессы в портовом хозяйстве и на судоремонтных предприятиях. Значительно возрастает производительность, сокращаются затраты, повышается качество и безопасность выполняемых работ. Кроме того, новые технологии открывают возможности по снижению негативного влияния на окружающую среду – что весьма важно в контексте глобальных климатических изменений.
Впрочем, не стоит забывать, что за всеми этими машинами и алгоритмами стоят люди. Именно человеческий капитал, подкреплённый передовыми компетенциями и знаниями, является ключевым активом, определяющим успешность внедрения новаций.
Поэтому сегодня как никогда важны масштабные инвестиции в профессиональную подготовку и непрерывное обучение технических кадров, занятых в обслуживании флота. Сотни тысяч инженеров, механиков, судоводителей должны повысить свою квалификацию, овладеть сопутствующими цифровыми навыками – чтобы держать руку на пульсе индустрии. И двигать её дальше по волнам прогресса!
Вот таким видится взгляд в обозримую перспективу этой захватывающей и невероятно важной для человечества отрасли морской логистики. А как, на Ваш взгляд, технологический прогресс может изменить сферу обслуживания океанского флота в последующие 10-20 лет? Ответы на этот вопрос ещё предстоит найти будущим поколениям кораблестроителей и инженеров. Но уже сегодня ясно, что это будет увлекательное плавание на гребне волны технических инноваций!