Temes

A

Cercar

Bessons digitals per a prendre decisions més segures i eficients als ports

Un digital twin, o bessó digital, és una representació virtual d'un sistema físic al llarg de la seva vida útil. Això ajuda als ports a convertir amplis índexs de dades en models més digeribles per a la vida portuària, en la qual la informació és fàcil de compartir i comprendre. Gràcies a les noves tecnologies, els bessons digitals estan revolucionant la manera en què els ports prenen decisions, ofereixen eficiència operacional de qualitat, gestionen dades i eviten situacions perilloses. De fet, Gartner prediu que al 2021 la meitat de les grans empreses industrials faran servir bessons digitals, el que augmentarà l'eficiència d'aquestes organitzacions fins a un 10%.

Publicat el 23.04.2020
Els sistemes digital twin permeten als ports millorar la seva eficiència operacional, gestionar dades i evitar situacions perilloses. (Foto: Port de Barcelona).

El primer dia de treball d'un nou empleat en el Port de Mont-real se centra en la introducció a la seguretat portuària de rigor, però duta a terme d'una manera poc convencional. En comptes de practicar sobre el terreny, el personal portuari primer ha de veure-les-hi amb un comandament de videojocs.

Per descomptat, no es tracta d'un videojoc qualsevol. És una simulació virtual (o bessó digital) del Port de Mont-real que permet als treballadors solucionar accidents i problemes típics del dia a dia abans d'enfrontar-se a ells en la vida real.

Aquestes simulacions preventives estan dissenyades per a donar l'oportunitat als usuaris de solucionar crisis hipotètiques d'alt risc sense sotmetre's a cap perill. Des de mercaderies en flames fins a vessaments tòxics, aquest bessó digital permet al personal portuari viure certs successos sense trepitjar el port.

Fent ús d'una caixa d'eines virtual, els usuaris segueixen el protocol com si el desastre ocorregués en temps real, una manera més segura de practicar l'aplicació de mesures de seguretat portuària. I igual que en un videojoc, es pot incrementar la dificultat a mesura que els treballadors guanyen habilitats i experiència.

Al port d'Anvers utilitzen el sistema APICA que sobreposa una capa de realitat augmentada i així l'usuari coneix tots els moviments en la infraestructura (Imatge: Port d'Anvers)

Però aquesta tecnologia és molt més que una forma interactiva d'aprendre sobre el dia a dia de la vida portuària. Està canviant la manera en què els ports operen els seus negocis perquè els ajuda a prendre decisions més eficients, ràpides i segures.

I aquest és tan sols un exemple de com els bessons digitals poden ajudar a millorar els serveis portuaris. Però els efectes d'aquesta tecnologia innovadora tenen un abast que va més enllà d'aquesta mera definició.

 

Què és un bessó digital? Una tecnologia definida per una visió

Un digital twin, o bessó digital, és una representació virtual d'un sistema físic al llarg de la seva vida útil. Encara que la popularitat de crear bessons digitals mitjançant xarxes IoT (internet de les coses, per les seves sigles en anglès) en el sector portuari es tracta d'una idea nova, la definició de la qual varia segons la visió del port que la dissenya. I aquesta visió es basa en els factors que van motivar el seu desenvolupament.

Des del simulador del Port de Mont-real fins a la xarxa 5G del Port d'Hamburg, els ports de tot el món estan demostrant que diferents reptes i necessitats porten a la creació d'una gran varietat de bessons digitals.

A continuació, s'enumeraran alguns casos en els quals ports del món han desenvolupat noves tecnologies que els ajuden a compartir la gran quantitat d'informació que emmagatzemen de manera integral per a crear experiències portuàries més segures i intel·ligents.

Consciència situacional en el Port d'Anvers

Al Port d'Anvers, amb les seves mines de dades procedents de múltiples sistemes portuaris, els interessava l'impacte que podria tenir la realitat augmentada en les seves operacions portuàries. Per això van dissenyar APICA, un bessó digital que sobreposa una capa de realitat augmentada a una foto, indicant a l'usuari tota la informació necessària per a conèixer l'estat dels moviments portuaris en qualsevol moment.

“Cadascun té la seva pròpia definició del que és un bessó digital”.
Piet Opstaele, Cap d'Innovació, Port d'Anvers

Al ser un dels ports més grans del món quant a superfície, un bessó digital d'aquesta índole proporciona a l'usuari una visió general del port que abans era impossible d’obtenir. Amb una perspectiva 8D que combina 12 bases de dades, els usuaris poden prendre nota a l'instant del nombre de vaixells que es troben en el port o fins i tot dels guanys de les turbines eòliques en temps real.

Segons Piet Opstaele, Cap d'Innovació en el Port d'Anvers, els bessons digitals no es tracten de simulacions, sinó de models de simulacions. I el seu els proporciona amb una consciència situacional sense precedents dels següents factors:

  • Moviments de mercaderies
  • Sistemes d'informació geográfica
  • 7 panys digitals connectats
  • Trajectòries de vol de drons
  • Vies navegables (més de 500 càmeres de vigilància)
  • Capacitat de detectar embarcacions il·legals i d’enviar alertes quan sigui necessari

 

Reproducció digital en el Port de Rotterdam (amb IoT d'IBM)

En col·laboració amb la xarxa IoT d'IBM, el Port de Rotterdam ha creat el seu propi clon digital que monitora els moviments de vaixells, infraestructura, clima, informació geogràfica i profunditat de l'aigua amb una precisió absoluta.

Compten amb dos elements tecnològics que els ajuden a aconseguir aquest nou nivell d'innovació:

En primer lloc, el seu Portbase Port System Community System, que combina les funcions d'aplicació, plataforma i base de dades. Aquest sistema innovador comparteix informació amb tot el port mitjançant connexions bilaterals.

La seva altra tecnologia és una terminal d'aigües profundes plenament automatitzada amb vehicles autònoms, que ha modernitzat la capacitat del port de monitorar i millorar els seus moviments en aigües profundes.

Tot això ajuda a reduir les taxes de consum de combustible, fer que les càrregues útils per vaixell siguin més rendibles i assegurar que les mercaderies arribin a la seva destinació de manera segura. També recolza la seva missió de mantenir un elevat estàndard de seguretat i alhora veuen quines parts del port necessiten millores.

 

Control intel·ligent en el Port d'Hamburg

Després de digitalitzar el 95% dels seus processos logístics, el Port d'Hamburg controla el trànsit ferroviari, marí i de carretera amb el seu sistema d'anàlisi i col·lecció de dades automatitzat, que ja és fa servir per part d’unes 2.000 empreses. Gràcies a aquest esforç, la integració d'un bessó digital amb tecnologia de realitat augmentada els ajuda a visualitzar tota aquesta informació digital des d'un sol lloc.

Una altra cara del projecte de bessó digital que ajuda al port a incrementar la seva capacitat d'optimitzar processos és el Project 5G MoNarch.

Gràcies a aquest projecte, la totalitat del port ha estat integrada amb 5G, amb el que la connexió d'informació dins del bessó digital resulta molt més completa.

Això implica que han pogut actualitzar els seus serveis de diverses maneres, per exemple, millorant el control dels semàfors per a perfeccionar el flux de trànsit, integrant sensors mòbils en les embarcacions connectades amb 5G, i, gràcies a l'amplada de banda, implementant fotos de realitat augmentada i realitat virtual en 360è del port, que podran ser monitorades a través del seu bessó digital.

Amb aquesta tecnologia 5G integrada en el seu model de bessó digital, el Port d'Hamburg pot controlar de manera més intel·ligent cadascuna de les parts mòbils del port.

 

Eficiència operacional en el Port de Singapur

Després de crear el seu Centre for Excellence in Modelling and Simulation of Next Generation Ports (C4NGP), el Port de Singapur haurà de treballar de valent per a mantenir els elevats estàndards de les seves pràctiques digitals.

En aquests moments, el centre està posant en marxa diversos plans per a ajudar investigadors a avaluar l'impacte que tindrà el disseny de traçat sobre la terminal Tuas usant la seva pròpia versió d'un bessó digital, que encara està en fase de desenvolupament. S'espera que aquesta tecnologia millori l'eficiència operacional a l'hora de gestionar desastres naturals i condicions climàtiques extremes quan es completi en 2021.

Tots aquests avanços innovadors estan estenent els límits del que es considera possible en els camps de l'eficiència, el servei i el moviment de mercaderies global.

Port de Barcelona: del monitoratge a la predicció

Des de fa anys, el port de Barcelona registra i monitora les operacions portuàries de tots els agents i operadors: Operacions com a aproximació del vaixell, assistència del pràctic, operació dels remolcadors, operació d'atracada i amarrament, descàrrega i càrrega de la mercaderia, operacions de les grues, tràfec dels contenidors dins de les terminals, recollida/recepció de les mercaderies per camions o tren, entrades i sortides de vehicles, etc.

En l'actualitat, totes aquestes informacions recopilades i amb la seva rèplica digital permet als gestors del port reproduir sobre un mapa 2D i en un moment en el temps, la situació de totes aquestes operacions. Aquestes dades registrades ja s'utilitzen per a anàlisis i la presa de decisions, encara que no sempre en temps real. El repte d'incorporar el twin port es planteja en 3 eixos:

  • Millorar la representació operativa del port.
  • Aconseguir una representació en temps real d'aquesta operativa.
  • Dotar de més intel·ligència a la gestió portuària.

Els bessons digitals ajuden els ports a compartir la gran informació que emmagatzemen. (Infografia: PierNext).

Per a la implantació del twin port en el port de Barcelona s'està treballant en tecnologies basades en:

- Representació 3D de l'espai portuari, per a caracteritzar digitalment les operacions portuàries amb gràfics i imatges reals en vídeo.
- Comunicacions 5G i wifi per a connectar més sensors i millorar les comunicacions en temps real.
- Intel·ligència artificial, per a interpretar les dades de sensors i negocis, i prendre automàticament algunes decisions.
- Anàlisi d'imatge de vídeo, com un sensor molt potent que és capaç de comptar, detectar canvis, manar avisos, mesurar ocupacions, etc.
- Plataforma de APIs obertes als operadors per a millorar el flux de dades en temps real.

Tot el desplegament tecnològic té els següents objectius:
- Representar dades en temps real, sobre un model de bessó digital. Això ajudarà als gestors amb la presa de decisions en temps real.
- Millorar la productivitat de les operacions portuàries.
- Garantir la seguretat de les empreses i treballadors portuaris
- Millorar la transparència de les operacions per als clients finals, mitjançant informacions apropiades al seu negoci i en temps real.
- Incorporar capacitat de predicció en les operatives de càrrega/descarrega de vaixells i en les recollides/lliures de contenidors.

 

El futur dels bessons digitals i els ports

Encara que no hi hagi dos bessons digitals iguals, els objectius que els ports esperen complir amb aquesta tecnologia sovint coincideixen.

La seguretat es troba en l'avantguarda de la revolució dels bessons digitals, la qual cosa dóna als ports l'oportunitat de millorar el coneixement de la totalitat de la seva superfície, incloent les vies navegables. Aquest nou nivell de seguretat no sols evitaria contratemps perillosos, sinó que brindaria un major control sobre les ineficiències i milloraria els temps de lliurament.

Els bessons digitals també permeten als ports anticipar mètodes més àgils de comunicació i gestió de dades entre xarxes IoT i ports, la qual cosa resultaria en una millor experiència per a tot aquell que trepitgi un port en el futur.

A mesura que millori la tecnologia de bessons digitals, els ports del futur s'aniran optimitzant i gaudiran de processos més eficients. I tal vegada en un futur no gaire llunyà, qualsevol podrà conèixer la vida portuària de primera mà i viure la seva pròpia experiència virtual.