‍

نظرًا لأن الموانئ تتبنى التكنولوجيا الرقمية أكثر فأكثر في عملياتها، هناك ابتكار مثير آخر يجعل وجودها ملموسًا: تقدم إلى الأمام التوأم الرقمي. تتيح لنا هذه التكنولوجيا رؤية ما يحدث الآن - وفي المستقبل - لأصولنا المادية وبنيتنا التحتية.

‍

ليس هناك شك في أن التوأم الرقمي هو المستقبل. القدرة على التنبؤ بالمخاطر المحتملة وإنشاء التصميم الأمثل، ستعزز السلامة والتشغيل بشكل كبير. مع عنصر المجهول المحدود بشكل كبير، يمكن لمفهوم التوأم الرقمي أن يساعد صناعة الشحن على الاستفادة بشكل أفضل من الرقمنة والانتقال إلى عصر جديد». هناك ثلاثة مجالات من المرجح أن تستفيد من التوائم الرقمية وهي تحسين الأسطول وتحسين الموانئ إلى أقصى حد وتحسين سلسلة التوريد وزيادة الوعي الظرفي لدى أصحاب المصلحة الرئيسيين.

يمكن للتوائم الرقمية مساعدة الموانئ في تنفيذ المهام وتحسين عمليات السلامة والسماح لأصحاب المصلحة البحريين بمشاركة البيانات بفعالية. بدأت سلطات الموانئ ومشغلو المحطات ومتخصصو الخدمات اللوجستية بالفعل في رؤية قيمة تنفيذ التوأم الرقمي.

بعض العمليات معقدة للغاية بحيث لا يمكنك المخاطرة بالفشل من خلال تجربة نهج مختلف. تعتبر العمليات الأخرى بالغة الأهمية للعمليات لدرجة أنك لا تجرؤ على عدم الاتصال بالإنترنت لاختبار طريقة مبتكرة وتتحرك العديد من العمليات الفيزيائية بهذه القوة بحيث لا يمكنك مقاطعتها لتجربة شيء جديد لاستخدام تشبيه قديم، فمن الصعب تغيير العجلات في قطار متحرك، يمكن أن يكون ذلك محبطًا عندما يوفر التصميم الجديد العشرات من الفوائد القيمة.

نظرًا لأن الرقمنة تتغلغل في صناعة الشحن أكثر فأكثر، يمكن للمشغلين الاستفادة من استخدامها. أحد جوانب هذا هو مفهوم التوأم الرقمي. يوفر هذا نموذجًا افتراضيًا لسفينة مادية، مما ينتج عنه رؤى قيمة من البيانات.

ما هو التوأم الرقمي؟

التوأم الرقمي هو عرض رقمي لسفينة مع العمليات والأنظمة المرتبطة بها، بناءً على جمع البيانات المستمر ويتم تقديم هذه العمليات أو الأنظمة رقميًا. بدلاً من الترتيب لدورة اختبار مادي، يمكن متابعة العمليات بسهولة وسرعة.

ومع ذلك، فإن جودة البيانات تحدد نجاح التوأم الرقمي. وبالتحديد، يمكن أن يؤثر استخدام المعدات الخاطئة وأجهزة الاستشعار والإعدادات الأخرى على جودة البيانات.

من أجل حل هذه المشكلة، يتم استخراج البيانات من سفينة فعلية، تحاكي خصائصها المرغوبة. يمكن أن يضمن ذلك جودة أفضل للبيانات من خلال تكييفها للسفينة المحددة.

المهم جدًا هو حقيقة أن التوأم الرقمي يمكنه محاكاة كيفية أداء السفينة دون الحاجة إلى اختبارها في العالم الحقيقي. يمكن أن يسمح هذا المفهوم أيضًا بالوصول إلى كل جزء من المعلومات على متن السفينة، بدءًا من أداء المحرك وحتى السلامة الكاملة، وهي متاحة في لمحة طوال العمر الكامل للسفينة.

يستوعب التوأم الرقمي بيانات تتراوح في أي مكان من مصادر إنترنت الأشياء (IoT) بما في ذلك معلومات AIS وتخزين البضائع من شركات النقل إلى إحصاءات الأداء وحالة صيانة جرارات الموانئ وشركات النقل. يمكن لـ Stevedore إرسال معلومات في الوقت الفعلي إلى عملاء الميناء لتقديم رؤى قابلة للتنفيذ من خلال الهاتف المحمول.

يمكن أن يوفر التوأم الرقمي العديد من الفوائد التي تتراوح من الصيانة التشغيلية إلى التحليل التنبئي للمشغل المزدوج.

قد يخلط البعض بين التوأم الرقمي وتقنيات المحاكاة، ولكن هناك اختلافات رئيسية بين الاثنين. يمكن للتوأم الرقمي الاستفادة من الاستيعاب المنتظم للبيانات في الوقت الفعلي من مجمع ميناء لحركة البضائع أو ازدحام النقل بالشاحنات، مقارنة بعمليات المحاكاة التقليدية التي قد لا تدمج المعلومات في الوقت الفعلي، على سبيل المثال - زيادة الدقة.

ما هي فوائد التوأم الرقمي؟

من خلال الجمع بين العالمين الافتراضي والمادي الذي نعمل فيه، تسمح لنا Digital Twins بإجراء تحليل مفصل للبيانات واستخدام أنظمة المراقبة للتعامل مع المشكلات حتى قبل حدوثها. باستخدام البيانات في الوقت الفعلي والمحاكاة والتعلم الآلي. تسمح Digital Twins للشركات والمؤسسات بزيادة الكفاءة إلى أقصى حد وتطوير فرص جديدة وإنشاء عمليات محاكاة مفصلة. في الواقع، تعمل Digital Twins على تحديث العملية بأكملها التي يمكن للمؤسسات من خلالها التقاط البيانات وتحليلها وتفسيرها لضمان اتخاذ قرارات أكثر فعالية.

إن إمكانات التوأم الرقمي هائلة لأنه من الممكن اتخاذ عدد من القرارات بشأن التحسين رقميًا بدلاً من الاختبارات البدنية. ستزداد هذه الإمكانات جنبًا إلى جنب مع تطوير الأدوات الرقمية.

الفوائد الرئيسية لاستخدام التوأم الرقمي في القطاع البحري هي:

النسخ المتطابق

تتمثل إحدى القدرات الرئيسية لتقنية التوأم الرقمي في أنها يمكن أن تساعد في مراقبة جميع العمليات في مجمع الموانئ.

يمكن تصميم المنفذ بأكمله على شكل منفذ رقمي مزدوج يساعدك على التنبؤ بتدفقات المياه والمشكلات المتعلقة بالبضائع المعالجة وما إلى ذلك واكتشاف أي مشاكل تتعلق بالسفينة.

«يمكن أن يساعد التوأم الرقمي في تحسين عمليات الإرساء والصب، والرافعات التي يتم التحكم فيها عن بُعد، والسفن المتصلة، وتتبع الأصول، وما إلى ذلك، هذه مجرد أمثلة قليلة يمكن أن تساعد العميل على تقليل التكاليف التشغيلية، وتحسين رضا العملاء، وتحسين الإيرادات، وحتى توليد تدفقات إيرادات جديدة».

صيانة

العمل مع أجهزة استشعار إنترنت الأشياء المثبتة والتي يمكنها قياس مصادر البيانات بدقة ورسم خرائط لها وإعطائها للأصول التي تشمل الرافعات ومعدات الفناء والمرافق الطرفية لتزويد العاملين في الميناء بمعرفة متقدمة باحتياجات الصيانة القادمة.

يمكن لهذه المستشعرات قياس الأصول بدقة وإرسال تقارير في الوقت الفعلي عن صحة كابل الرافعة. على سبيل المثال، يمكن لفريق صيانة الميناء (المهندسين) اكتشاف الأخطاء قبل حدوثها.

بالإضافة إلى ذلك، توفر التوائم الرقمية للمهندسين طريقة أكثر أمانًا لمراقبة المعدات حيث لم يعد عليهم تقييم صحة المعدات يدويًا.

المراقبة

ستلعب التوائم الرقمية والرقمنة دورًا محوريًا في تحسين الكفاءة ومراقبة الانبعاثات البيئية حيث يتطلع أصحاب المصلحة البحريون إلى تقليل بصمتهم الكربونية.

من خلال المنصات الرقمية المزدوجة المرئية، يمكن لمشغل المحطة مراقبة تتبع البضائع من البداية إلى النهاية وخدمات إدارة الأسطول والإشراف على القوى العاملة في هذا المجال.

والنتيجة هي أوقات تحميل وتفريغ أكثر دقة ودقة، على سبيل المثال، إنشاء أوقات تسليم أسرع للشاحنات والسفن.

يمكن أن تؤدي الدقة المحسنة مع المعلومات في الوقت الفعلي أيضًا إلى انخفاض محتمل في حالات الفشل في تحركات الحاويات بواسطة الرافعات والعاملين - مما يقلل من استخدام الطاقة والبصمة الكربونية الإجمالية للميناء.

كما تكتسب الحلول الموفرة للطاقة مع أجهزة الاستشعار التي تتحكم في استهلاك الطاقة والغاز والمياه أهمية أكبر من أجل ضمان استدامة الميناء.

التحليل التنبؤي

من الآن فصاعدًا، يمكن تزويد الميناء بقدر كبير من البصيرة والمعرفة التخطيطية من خلال التحليل التنبئي.

يمكن للمنافذ إعادة إنشاء سيناريوهات افتراضية بتكوينات بيئية مختلفة وأساطيل مختلفة ومستويات مختلفة من الاستقلالية.

يمكن استخدام التوأم الرقمي لـ AI Drivers عندما تكون هناك حاجة لدمج التقنيات المستقلة، على سبيل المثال، في محطة دون تعطيل العمليات.

«يخلق التوأم الرقمي الوعي بالمركبات التي تعمل بشكل مستقل، ويعرض حالات الاستخدام المعقدة المختلفة التي يصعب أو لا يمكن إعادة بنائها في بيئة العالم الحقيقي بسبب المخاطر،

التوائم الرقمية والمنافذ الذكية

يعد استخدام أنظمة Digital Twin إحدى خصائص المنفذ الذكي.

يتميز الميناء الذكي بأنه صديق للبيئة ورقمي وأكثر ارتباطًا بالخدمات اللوجستية والبيئات الصناعية وموارد التنمية المستدامة. إنها موانئ آلية تستخدم تقنيات جديدة مع الاهتمام أكثر بالبيئة البحرية.

تشمل تقنيات Smart Port البيانات الضخمة والذكاء الاصطناعي وإنترنت الأشياء (IoT) وتقنية blockchain واتصال 5G.

تساعد تقنية Digital Twin الموانئ على تحقيق كفاءة الأعمال - وحماية نظامنا البيئي البحري.

تعد Digital Twins أداة مهمة لتحسين العمليات وأداء الأعمال في الموانئ والصناعات الأخرى. ومع ذلك، يمكنهم أيضًا مساعدة القطاع البحري على اكتساب الوعي الظرفي على المدى الطويل من خلال فهم النظام البيئي المعقد المحيط بنا.