Til innholdet
fhf.no Prosjektbasen 900693

Prosjektnummer

900693

Prosjektinformasjon

Prosjektnummer: 900693
Status: Avsluttet
Startdato: 12.12.2011
Sluttdato: 30.12.2013
Fagfelt: Villfisk; Fiskeri- og fartøyteknologi

Utvikling av system for automatisk prøvetaking og vektestimering av pelagisk fisk ombord på fiskefartøy

Sluttrapporten oppsummerer resultatene fra Fase 1 av prosjektet I Fase 1 er det utviklet prinsipp for representativt prøveuttak av fisk, prinsipp for infeed-system til veieenhet, singulering og innmating, samt teknologi for verifisering av singulering og veiing av enkeltfisk ombord. Proof-of-concept for de valgte prinsippene er gjennomført. Prototypen som er testet i dette prosjektet oppfyller hastighetskravene for individuell veiing av fisk.

Realisering av en industrialisert løsning forutsetter videre FoU-arbeid innen detaljering av systemet, videre utvikling av singulatoren, utvikling av robuste algoritmer for identifisering av art, skadd fisk og singulert fisk versus flere fisk, immobilisering av fisken før den går inn i systemet, og testing av robusthet ombord på fartøy med de tilhørende utfordringer. Industrialisering av systemet vil frigjøre mannskapets kapasitet under lasting, føre til forbedret HMS for fiskerne og en mer nøyaktig estimering av enkeltfisk for hele fangsten og dermed en mer nøyaktig prissetting av fangsten ved auksjon, bedre planlegging av produksjonen ved landanleggene ved at de får mer informasjon om størrelse og kvalitet på fangsten, samt mindre svinn av fisk ombord da veid fisk kan gå tilbake til lagringstanker.
Prissetting av pelagisk fisk er i stor grad basert på individvekt og fastsatte vektklasser. Det er derfor av stor betydning å ha et godt estimat på vektfordelingen til fisken i hele verdikjeden, fra fangst til produkt—fra ombord på fartøy til foredling på mottaksanlegg. Vektfordelingsestimatet blir brukt når fangsten skal auksjoneres bort, og er således grunnlaget for et anslag på prissettingen som avtales mellom mottaksanlegg og fartøy.
 
Situasjonen i dag er at individbasert vektestimering ombord gjøres manuelt ved stikkprøver, noe som involverer at 1–2 fiskere tar ut stikkprøver og veier disse individuelt på prøvetakingsvekt. Dette gir så et estimat på vektfordelingen av fangsten. Ofte medfører denne arbeidsoppgaven tunge løft og usikret klatring, ofte under vanskelige værforhold. Fra et HMS (helse, miljø og sikkerhets)-perspektiv er det derfor ønskelig å foreta forbedringer.
 
Dette er tidkrevende og ofte er to fiskere opptatt med dette arbeidet kontinuerlig under ombordtakingen av fangsten. Ved dagens metode veies omtrent 200 kg fisk per 500 tonn fisk (antall, eksempel sild; 800 fisk i prøve av fangst på 2 000 0000 fisk = 0,04 %). Statistisk beregning av et slikt tallmateriale viser at dette normalt skal være tilstrekkelig prøvemengde. Fisken tas ombord i løpet av 30–60 minutter. Med en snittvekt på 250 gram betyr dette at man har behov for å veie 13–27 fisk per minutt, eller 0,2–0,45 fisk/sek. Ved manuell veiing oppnås typisk ca 10–15 fisk per minutt. Et automatisk (eller halvautomatisk) system vil kunne ha betydelig høyere kapasitet.
 
Når fangsten landes, gjennomfører mottaksanlegget en ny estimering av vektfordelingen og endelig pris for fangsten fastsettes. Dersom det er avvik mellom vektfordeling funnet ombord og vektfordeling funnet på mottaksanlegg, skaper det merarbeid i prissettingen og potensielle inntektstap hos begge parter.
 
Tidligere/pågående prosjekter, bl.a. FHF-prosjektet Individbasert kvalitetssortering og kvalitetsmerking av pelagisk fisk (FHF-900387) har vist potensialet for bruk av 3D-maskinsyn for vektestimering av sild på mottaksanlegg, med en nøyaktighet som er større enn dagens sortering basert på increasing-gap systemer. For at et system basert på maskinsyn skal fungere i industriell skala, må fisken skilles ut enkeltvis og vektestimeringen gjøres i høy hastighet.
 
I samarbeid med utstyrsleverandør (MMC Tendos) og fartøy har SINTEF Fiskeri og havbruk gjennomført et innledende arbeid med utvikling av et system for automatisk prøveuttak og vektestimering basert på maskinsyn ombord.
 
Et konsept med rennesystem for uttak av fisk i avsilingssonen og 2D-kamera for estimering av vekt ble testet. Resultatene viste at uttaket av fisk ikke var representativt nok for hele fangsten, og at det bør arbeides videre med et konsept basert på batch-uttak.

Veiing/vektestimering kan gjøres med bevegelseskompenserende vekt (veiecelle) og/eller ved bruk av maskinsyn-prinsipper (3D/2D) og bildebehandling. Førstnevnte er det som benyttes ved manuell veiing i dag, og sistnevnte har i andre prosjekter vist å være et alternativ. 
Å utvikle et system for automatisk prøveuttak og vektestimering av pelagisk fisk ombord på pelagiske fiskefartøy.
 
Delmål
Fase 1:
• Å utvikle og definere prinsipp for representativt prøveuttak fra hovedstrømmen av fisk (fra silkasse).
• Å utvikle og definere prinsipp for infeed-system til veie-/vektestimeringsenhet – skille ut enkeltvis og innmating.
• Å utvikle og definere teknologi for veiing/vektestimering av enkeltfisk om bord.

Fase 2:
• Å utvikle og lage integrert testmodell/prototyp for sammenstilling av elementene fra fase 1.
• Å verifisere testmodell.

Kapasitet- og nøyaktighetsmål:
• Kapasitet: 30 fisk/min.
• Nøyaktighet: +/- 3 gram per fisk (i forhold til referanseveiing på statisk vekt under stabile forhold).
• Automatiseringsgrad: maksimalt en person involvert.
Dette prosjektet vil kunne lede til utvikling av et nytt system for automatisk vektestimering ombord. Dette vil kunne:
• lette arbeidet for fiskerne ombord (HMS)
• rasjonalisere operasjonen ombord – frigjøre arbeidskraft
• gi et mer nøyaktig mål på størrelsesfordeling på fangsten

Hele den pelagiske flåten vil kunne ha nytte av resultatet fra dette prosjektet. I tillegg vil det også komme landsiden til gode da den er svært opptatt av å ha et riktig estimat på størrelsesfordelingen av fangsten allerede når den auksjoneres. Dette vil igjen kunne gi økt lønnsomhet for flåten ved at man vil kunne oppnå en høyere pris på auksjon når landsiden vet mer opp produktet de kjøper. Videre vil landsiden kunne oppnå økt lønnsomhet siden de lettere kan skreddersy produksjonen til markedet når de vet mer om størrelsesfordelingen på fangsten når de kjøper den.
 
Det er allerede stor interesse fra flåten og landsiden for dette prosjektet som har pågått i to år finansiert av MMC Tendos og flåten selv. Det er allerede lagt ned store ressurser i prosjektet.

Med bakgrunn i erfaringen fra de tidligere og pågående prosjektene, vil det i dette prosjektet utvikles et ombordbasert system for vektestimering av pelagisk fisk. Et slikt system ombord på fartøy vil, sammen med individbasert sortering på mottaksanlegg, kunne ivareta et godt estimat på vektfordelingen til fisken i hele verdikjeden, spare både fartøy og mottaksanlegg for kostbart merarbeid og redusere tapte inntekter for begge parter.

Systemet skal komme både sjø- og landside til gode. Prosjektet er planlagt gjennomført i to faser. Det er valgt å gjøre det slik for å sikre godt beslutningsgrunnlag underveis, hvor resultatene i første fase danner grunnlag for endelig definisjon av siste fase; bygging av helhetlig løsning. Fasedelingen er som følger:

Fase 1: Utvikle og definere delprinsipper
1. Utvikle og definere prinsipp for representativt prøveuttak fra hovedstrømmen av fisk (fra silkasse). Dette gjøres i samarbeid med MMC. Løsning skal defineres både for tradisjonell ombordtaking og for ny løsning med undertrykkslasting.

2. Utvikle og definere prinsipp for infeed-system til veie-/vektestimeringsenhet. Fra oppsamlingsbatch for prøvefisk skal fisk skilles ut enkeltvis og mates inn til veie/vektestimeringsenhet. Aktiviteten skal være koordinert med prosjektaktiviteten knyttet til sorteringssystem på landindustri. Løsning må være tilpasset forhold for montering om bord i fartøy, bl.a. plassbegrensning, bevegelige omgivelser, utendørs plassering m.m.

3. Utvikle og definere teknologi for veiing/vektestimering av enkeltfisk om bord. Det vil bli vurdert og testet anvendelse av veiecelle-basert vekt samt kamerabasert 3D/2D vektestimering. Sistnevnte vil være koordinert med aktivitet knyttet til prosjekt ang. sorteringssystem for landindustri. Hvilken teknologi som er best egnet for denne aktuelle anvendelsen (ombord) skal avklares og system defineres.

Aktivitetene i pkt. 1–3 vil skje i en kombinasjon mellom laboratoriearbeid og arbeid om bord i forbindelse med forskningstokt.

Fase 2 Bygging og testing av prototyp
Forutsatt finansiering, vil denne fasen omfatte:
1. Utvikle og lage integrert testmodell/prototyp for sammenstilling av elementene fra fase 1 (innmating, utskilling av fisk enkeltvis, veiing/vektestimering). I samarbeid med MMC vil en fullskala testmodell bygges med utførelse og komponentanvendelse tilpasset industrielt bruk.

2. Testing, verifisering og dokumentasjon av testmodell ombord. Dette forventes gjennomført i to runder i forbindelse med gjennomføring av forskningstokt. Mellom hver av de to testrundene forventes det videreutvikling / justering av konseptet. Systemet skal rapporteres og dokumenteres, bl.a. ved bruk av publiserbar video.

Organisering
Forskning og utvikling: SINTEF Fiskeri og havbruk som også er ansvarlig for prosjektledelse.
Utstyrsleverandør: MMC Tendos: Ansvarlig for utvikling av konsepter i samarbeid med SINTEF. Ansvarlig for utvikling av implementeringsplan.
Fartøy: Christina E (hvor toktene blir gjennomført), Kings Bay, Arnøytind.

Fase 1
Det skal leveres en rapport over gjennomført utviklingsarbeid, resultater, konklusjoner og anbefalinger. Arbeidet skal presenteres og diskuteres i møte med oppdragsgiver. Det skal utarbeides en plan for videre teknologiutviklingsprosjekt (Fase 2) basert på dette.
 
Det vil også bli utarbeidet et faktaark som dekker fase 1.

Fase 2
Dersom prosjektet videreføres med denne fasen, tar en sikte på utarbeidelse og presentasjon av video på nett, sluttrapport for fase 2, populærvitenskapelig artikkel samt presentasjon av prosjektfunn på formidlingssamling.

Relaterte FHF-prosjekter

Individbasert sortering av pelagisk fisk: Del 2 Prosjektnummer: 900923
Automatisk veiing av pelagisk fisk ombord: Hovedprosjekt, fase 1 Prosjektnummer: 900910
Individbasert kvalitetssortering og kvalitetsmerking av pelagisk fisk Prosjektnummer: 900387
keyboard_arrow_up