Neste generasjons digitale tvillinger: Slik skal de redusere ulykker og utslipp i skipsfarten

Del

En av digitaliseringens mange hete buzzord om dagen er «digitale tvillinger». Kort fortalt handler det om nøyaktige digitale fremstillinger av fysiske objekter og prosesser, inkludert software og kontrollsystemer, som brukes for å optimalisere utvikling, bygging og drift av blant annet morgendagens skip.

Foto: Delta V

– Den siste tiden har vi sett at problemer knyttet til softwarebaserte systemer havner stadig høyere opp på agendaen i mediene, for eksempel i forbindelse med Boeing 737 Max og ulykker med autonome biler, forteller Øyvind Smogeli i DNV GL.

Utfordringen med denne type komplekse systemer er at de er satt sammen av en mengde ulike komponenter og delsystemer, gjerne levert av mange ulike leverandører. Selv om hvert delsystem fungerer isolert sett, vil det oppstå nye systemegenskaper når de integreres i et større system.

– Det er svært utfordrende å få oversikt over hvordan disse komplekse systemene fungerer sammen og hvordan feil kan oppstå, forteller han engasjert i det massive Veritas-senteret på Høvik.

En av utfordringene er at sentrale systemegenskaper, som sikkerhet og robusthet, ikke kan analyseres ved å se på hver enkelt komponent. For å få kontroll på disse komplekse, integrerte systemene er det bare en løsning; man må observere systemet som helhet, enten i operasjon eller ved å bruke simulering.

Open Simulation Platform – felles bransjeplattform for neste generasjons digitale tvillinger

Illustrasjon: DNV GL

– DNV GL har over mange år utviklet tjenester og verktøy for å håndtere prosessen rundt integrerte software-baserte systemer i maritim og offshore industri. Gjennom dette har vi gjort en mengde erfaringer om hvor skoen trykker og hva slags utfordringer bransjen har, forteller Smogeli.

Disse erfaringene førte i 2018 til etableringen av Open Simulation Platform (OSP) – et samarbeid med NTNU, SINTEF Ocean og Kongsberg Maritime (daværende Rolls-Royce Commercial Marine) – i tillegg til DNV GL. OSP blir støttet av en rekke norske og internasjonale industripartnere som spenner over hele den maritime verdikjeden, og er også delfinansiert av Norges Forskningsråd gjennom flere forskningsprosjekter.

– Kongstanken er å etablere et økosystem for digitale tvilling-simuleringer for å løse utfordringer med design, bygging og drift av komplekse, integrerte systemer i maritim industri, forteller han.

Med bruk av skyteknologi vil alle som er involvert i eksempelvis å bygge et skip kunne jobbe sammen virtuelt, selv om de befinner seg på ulike steder.

Vis mer

– I dag møtes alle involverte på verftet for å konfigurere og integrere sine systemer rett før overlevering, med stort tidspress og begrensede muligheter til å håndtere de nye utfordringene som skapes når mange ulike systemer skal fungere sammen. Med OSP skal alle kunne sitte og gjøre simuleringer «i sin egen bakgård». Ikke minst kan de begynne prosessen med virtuell systemintegrasjon og konfigurasjon lenge før den fysiske byggeprosessen begynner på verftet.

Åpen kildekode

– Sammen med industripartnerne våre utvikler vi en åpen kildekode for såkalt co-simulering og en ny maritim standard for modellering og simulering av systemer. Vi bygger også et bibliotek med åpne modeller som vil være tilgjengelige og tilgjengeliggjort for industrien våren 2020. Målet er det vi kaller interoperabilitet – eller kompatibilitet om du vil— mellom ulike aktører, ulike plattformer og ulike simuleringsverktøy, forteller Smogeli.

For å muliggjøre samarbeid rundt bygging av disse nye digitale tvillingene, der modeller og software fra mange ulike utstyrs- og systemleverandører skal spille sammen, jobber DNV GL videre med å etablere en åpen industriplattform for modeller og simulering. Denne skal tilby industrien et bibliotek for sikker og kontrollert tilgang til modeller, samt et «virtuelt verft» der modellene kan kobles sammen, konfigureres og brukes til alt fra systemdesign til virtuelle sjøprøver.

Dynamisk simulering i designfasen

OSP løser mange utfordringer knyttet til dagens prosess, der komponenter og delsystemer fra forskjellige leverandører kombineres og integreres i fartøyet.

– Programvaren skal fungere som en plattform for digitale tvillingskip, inkludert alle digitale systemer, der både designere, leverandører og verft skal kunne teste ut og eksperimentere med ulike alternativer i utviklingsfasen, før man velger endelig løsning, forteller Smogeli.

– Ambisjonen er at OSP skal gjøre det enklere å teste ut nye ideer, slik at man raskere og mer effektivt kan utvikle teknologi og realisere innovative løsninger, fortsetter han.

Skal bidra til å sikre liv, verdier og miljø

Foto: Delta V

Med OSP blir det også mulig å optimalisere design, drift, produksjon og bærekraft gjennom hele livssyklusen til skipet.

– Vi tror dette vil bidra massivt til å forbedre design for å redusere utslipp, og muliggjøre en langt bedre kontroll på systemintegrasjon for å forhindre ulykker forårsaket av feil i de digitale systemene ombord på fartøyene. Dette støtter oppunder formålet til DNV GL, som er nettopp å sikre liv, verdier og miljøet, poengterer han. I tillegg vil OSP gjøre selve integrasjonsprosessen, sjøprøver og igangkjøring mer effektivt.

Han mener Norge er blant landene med aller best forutsetninger for å lykkes med å utvikle sterke felles systemintegrasjonsprosesser for maritim sektor.

– Norge har virkelig sterke maritime cluster, og er i verdenssammenheng en foregangsnasjon på teknologifronten. Et bredt bransjesamarbeid har vært helt avgjørende for oss, avslutter han.