Przemysłowa AI – w jaki sposób modele uczenia maszynowego wypełniają luki w danych, aby zapewnić zgodność z wymaganiami przepisów

Coraz bardziej rygorystyczne wymagania i regulacje dotyczące monitorowania emisji to poważne wyzwanie dla stoczni, armatorów i właścicieli statków.  Na przykład, rygorystyczne wymagania dotyczące ochrony środowiska nakładają obowiązek ciągłego monitorowania i dokumentowania ilości i składu spalin emitowanych przez jednostki pływające:

Przepisy regulujące działalność przedsiębiorstw żeglugowych już zostały znacznie zaostrzone. Limity zawartości siarki w paliwach do statków morskich wprowadzono na całym świecie już w 2020 r. Natomiast w 2024 r., Unia Europejska wprowadziła obowiązkowe opłaty za CO₂, emitowane w spalinach silników jednostek pływających. Trwają również prace nad regulacjami globalnymi, a Międzynarodowa Organizacja Morska (ang. International Maritime Organization, IMO) nakazała osiągnięcie zerowej emisji gazów cieplarnianych netto do 2050 r, i to dotyczy branży żeglugowej na całym świecie. Klienci i inwestorzy od dawna domagają się przejrzystości przepisów w zakresie wpływu żeglugi morskiej na środowisko i dlatego coraz ważniejsze stają się dokładne pomiary emisji i jej szybkie ograniczenie.

W związku z tym, jednostki napędzane ciężkim olejem opałowym mogą być wyposażone w skrubery obniżające zawartość siarki w spalinach. Skuteczność skruberów jest następnie analizowana za pomocą systemów ciągłego monitorowania emisji (CEMS). Rozwiązania takie – jak np. analizatory MARSIC300 – działają w oparciu o pomiar stężenia odpowiednich zanieczyszczeń w spalinach silnika, przed i po oczyszczeniu w skruberze. Krótko mówiąc, wyniki pomiarów służą nie tylko dokumentowaniu wielkości emisji do środowiska, ale także monitorowaniu efektywności skruberów i katalizatorów.

Armatorzy jednostek pływających muszą stale monitorować i rejestrować wartości emisji tak, aby móc je przedstawić odpowiednim władzom w razie potrzeby. Gdy system CEMS przestanie działać, niektóre parametry spalin będą niedostępne i armator nie będzie mógł wykazać, że statek spełnia wymagane limity. Brak dowodów na spełnianie wymagań może skutkować podejrzeniem o nieprzestrzeganie przepisów i nałożeniem odpowiednich sankcji.

W większości przypadków, naprawę czujnika mogą wykonać tylko przeszkoleni specjaliści. Dla armatora oznacza to dodatkowe problemy, takie jak konieczność wykonania nadprogramowych prac, koszty wynikające z zastosowania paliwa wyższej jakości i na koniec, kary za nieprzestrzeganie określonych przepisami limitów.

W takich przypadkach, skutecznym rozwiązaniem może być pakiet Maritime Suite MARpems (do “morskiego systemu predykcyjnego monitorowania emisji”) – czyli, w zasadzie, cyfrowy bliźniak systemu CEMS: jeśli system CEMS (niezależnie od jego dostawcy) jest niesprawny lub zostanie uszkodzony, to cyfrowe rozwiązanie przejmuje kontrolę: modele uczenia maszynowego obliczają bieżące wartości emisji na podstawie dostępnych danych operacyjnych ze statku i skrubera.

W ten sposób Maritime Suite MARpems może zapewnić tymczasową zgodność z normami emisji, a tym samym spełnienie wymagań IMO. Modele uczenia maszynowego są takie same dla wszystkich statków, niemniej każdy statek otrzymuje indywidualnie przygotowany model, powstały w oparciu o dane specyficzne dla danego systemu, zgromadzone w ciągu kilku ostatnich miesięcy.

Maritime Suite MARpems jest rozwiązaniem lokalnym, co oznacza, że ​​jego dane pozostają na serwerach danej firmy żeglugowej. Obecnie jest to jedyne rozwiązanie na rynku, akceptowane przez wiodące państwa bandery – takie jak Liberia, Niemcy i Malta – oraz towarzystwa klasyfikacyjne, takie jak DNV. Państwa bandery ustalają zasady regulujące nadzór nad kwestiami technicznymi i administracyjnymi odnośnie statków pływających pod ich banderą. Oczekuje się, że w najbliższym czasie państwa bandery i towarzystwa klasyfikacyjne zatwierdzą kolejne dopuszczenia. Dzięki temu, zastosowanie tego rozwiązania będzie stopniowo się zwiększać.

Oprócz zapewnienia zgodności z przepisami, a także skrócenia czasu i nakładów pracy w przypadku awarii systemu CEMS, rozwiązanie Maritime Suite MARpems ma jeszcze jedną istotną zaletę: zwiększa widoczność stanu urządzeń do monitorowania emisji i skruberów, co może pomóc w zaplanowaniu krótkoterminowych napraw i konserwacji lub ich uniknięciu. W ten sposób system zwiększa niezawodność procesów i minimalizuje liczbę zgłoszeń serwisowych. Podsumowując, zastosowanie MARpems oznacza wyższą wydajność pracy i większą konkurencyjność, a ponadto pozwala oszczędzać pieniądze.