Til innholdet

Prosjektnummer

900426

Prosjektinformasjon

Prosjektnummer: 900426
Status: Avsluttet
Startdato: 01.01.2010
Sluttdato: 31.12.2015

Improved ship design and operation, by operational data aggregation, key performance indices and numerical optimization (ImproVEDO)

Sammendrag av resultater fra prosjektets sluttrapportering til Norges forskningsråd
Prosjektet har utviklet en demonstratorversjon av et skipsdesignverktøy. Basert på simulatormodeller av mulige komponenter i et designs energisystem, kan programmet finne hvilke komponenter som bør installeres for best mulig å passe designets forventede driftsprofil.

Prosjektet har utviklet et system for logging av distribuerte målinger. Dette inkluderer både funksjonalitet for å innhente målinger, lokal lagring og sentral lagring.

Det har videre blitt utviklet måltall (KPIer) for å kunne tallfeste hvor effektivt et fartøys operasjoner er.

Det har blitt utviklet metoder for å generere nye skrogformer basert på eksisterende skrog ved hjelp av 3D-morfing.

Prosjektet har utviklet et verktøy for analyse av store mengder operasjonelle data, slik at disse kan tas i bruk til både forskning, designutvikling og beslutningsstøtte om bord.

Resultatene fra prosjektet er allerede tatt i bruk i flere andre forskningsprosjekt.

I prosjektet har SINTEF Fiskeri og havbruk AS samarbeidet med Rolls-Royce Marine AS som har designet tråleren Prestfjord.

En av de viktigste oppgavene i prosjektet har vært å logge og bearbeide driftsdata fra tråleren Prestfjord. Eksempel på data som logges er: fart, posisjon, bevegelser og akselerasjoner, ytelse til propell, drivstofforbruk, elektrisk forbruk, vindstyrke/retning, rorutslag, turtall vinsjer, strekk på trålvinsjer (slepekraft) osv. Fra logge-data kan det avledes måltall KPIer som kan brukes til å sammenlige effektiviteten mellom ulike skip som har tilsvarende målinger.

Loggedata har også blitt brukt til å fortløpende registrering av driftsprofil som er nyttig i forbindelse med dimensjonering av effekt på fremdrifts- og hjelpemaskineri. Rolls-Royce har hatt svært god nytte av loggedata og avledede data i arbeidet med å designe nye skip.

Eksempelvis har man kunnet dokumentere hvor ofte maksimal ytelse blir tatt ut og under hvilke forhold. I enkelte prosjekt har man dermed kunnet argumentere for å redusere ytelsen til hovedmaskinen for at den skal kunne gå på en gunstigere belastning med hensyn til drivstofforbruk. En mindre maskin er også rimeligere i innkjøp og rimeligere å vedlikeholde.

Prosjektet vil være en forløper til kommende prosjekt innen “Big Data”-tankegang der analyse av store datamengder kan gi ny kunnskap som ikke er tilgjengelig ellers.
Background
Modern ships and vessels for marine operations are equipped with a considerable range of sensors monitoring onboard systems like for instance propulsion, engine, electric power, deck machinery and other auxiliary devices. In addition, other systems (i.e. fish handling and storage, state of cargo, navigation parameters, ship motion and certain environmental parameters) are or may be monitored.

The problem to be addressed is to provide solutions where onboard measurements are systematically acquired, validated and aggregated. This aggregation may be performed both for individual ships, a ship-owner’s fleet and in a national database. Such a database would offer important and long-lasting possibilities for future improvements in the fishing and offshore business. Important issues in building such a database are how to collect the data material, and how to reduce its volume while maintaining the necessary details. The presentation could be done for example as key performance indexes (KPIs) for optimal ship operation with respect to energy efficiency and emission of green-house gases (GHG). Another issue addressed by this project, is how available information can be utilized to improve the operation of the vessel at hand.

In addition, methods and tools for decision support and ship design will be developed.
Å utvikle metoder og verktøy innen både drift og design for å redusere energiforbruket i den norske skipsflåten.

Delmål
• Å utvikle anbefalinger og strategier for innhenting av operasjonelle data fra fartøy.
• Å utvikle system for systematisk aggregering av operasjonelle data.
• Å utvikle måltall (key performance indicators) for optimal drift av fartøy.
• Å utvikle system for beslutningsstøtte innen skipsdesign.
• Å utvikle system for operasjonell beslutningsstøtte.

Objectives
Main objective

To develop methods and tools to improve the energy efficiency in vessel design and operation.
 
Sub-objectives
• To develop recommendations and proposed strategies for on-line data acquisition onboard vessels;
• To develop systems for systematic aggregation of acquired information in databases;
• To develop key performance indexes (KPI) for optimal operation of vessels;
• To develop decision support and optimization systems for ship operation;
• To develop computer simulation tools for analysis and optimization of vessels in design stage.
Expected project impact
If such measurements can be analyzed and stored in a structured way, it may be of high value for several applications: Firstly, for optimization of ship operation both on a daily basis and at a strategic level for ship owners. Secondly, for improving the design of future vessels for comparable operation. In addition, there may be several side effects of providing such detailed information from operating vessels – for instance the possibility of accommodate maintenance programs and classification schemes for the vessel’s systems, or for documentation of emission of greenhouse gases (GHG) and other environmental impact. The latter may be relevant for documentation of NOx emission depending on map coordinates etc., and the taxes related to such in Norway. In despite of this, there are no common standards for assembling the data or directions for what parameters that should be acquired in order to establish tools for such applications.
Project design and implementation
The research tasks will be organized into the following work packages (WP):
WP1: Data acquisition and development of KPIs.
WP2: Development of unified ship models and state estimators based on acquired data.
WP3: Development of optimization strategies and tools for ship operation.
WP4: Development of optimization strategies and tools for ship design.
WP5: Development of prototype full-scale systems, case studies and verification.

The recommendations, methods and tools developed will be relevant for several vessel types. However, fishery operation, an anchor handling operation and a well boat operation will be subject to case studies. Other cases may be defined during the project according to the recommendations from the project’s reference group.
Dissemination of project results
The following publications are expected from the project:
WP1: A peer-reviewed publication on the development of KPIs.
WP2: A peer-reviewed publication describing the unified ship model.
WP3: A peer-reviewed publication on optimization of ship operation.
WP4: A peer-reviewed publication on optimization of ship design.
WP5: A peer-reviewed publication on the verification of the developed system for ship design.
WP5: A peer-reviewed publication on the verification of the developed system for ship operation.
PhD study: Three publications.
Post-doctoral research: Three publications.

The topics of the publications in PhD study and the post-doctoral research will be decided at a later stage.
keyboard_arrow_up