Digitalisering och automatisering - innehåll

Till skillnad från till exempel fossil- eller utsläppsfrihet, är digitalisering och automatisering inget mål i sig. Området – som ofta även inkluderar, och till naturen är beroende av uppkoppling/kommunikation – berör istället ett antal tekniker och tillämpningar som möjliggör radikalt annorlunda lösningar för att åstadkomma hållbarhet, ökad säkerhet och effektivitet inom sjöfartssystemet. Ett starkt motiv för att rikta forskningsinsatser mot de grundfunktioner som kan hänföras till digitalisering, automatisering och uppkoppling är att de har potential till förbättringar som inte bara är inkrementella utan även genomgripande (disruptiva) och kan förändra spelreglerna helt, även inom sjöfarten. Således är området brett. Avgörande för att effektivt uppnå samtliga tre hållbarhetsaspekter kommer att vara exakt hur nyttjande och tillämpning av digitalisering, automatisering och uppkoppling sker. Därför är området i högsta grad relevant för uppfyllandet av de transportpolitiska målen.

Digitalisering och automatisering möjliggör bl.a. ökad energieffektivitet och därmed minskad drivmedelsförbrukning, vilket är en viktig förutsättning för att kunna uppnå fossilfrihet och nollemissioner av skadliga utsläpp. Machine learning kan användas för att optimera ett fartygs prestanda i realtid så att drivmedelsförbrukningen blir så låg som möjligt utefter de förutsättningar som råder just då. Machine learning kan också användas för planering av underhåll så som rengöring av skrov eller propeller, skador på propellern kan också identifieras, m.m. Exempel på andra tillämpningar är rutt- och hastighetsoptimering med avseende på väder, sjögeografi, logistiska förutsättningar i transportkedjan såsom dynamisk ”omplanering” via s.k. prediktiv analys m.m.

Bidraget till omställningen kommer också mer direkt genom exempelvis utveckling av styr- och reglersystem och -komponenter som möjliggör kombination av utsläppsfria och konventionella drifttekniker i hybridsystem. Den sociala hållbarheten berörs inom området främst genom de nya möjligheter för ökad sjösäkerhet som i bästa fall följer av bättre navigationsstöd, kommunikation och styrning under drift, vilka förhoppningsvis minskar risken för incidenter, samt effektivare detektering och räddningsinsats när incidenter väl inträffar. Införandet av alla sådana tekniker måste dock ske utifrån ett användarcentrerat perspektiv, och med kontinuerlig validering mot den avsedda effekten eller nyttan. Exempelvis kan inget säkerhetssystem, oavsett om det är en flytväst eller ett navigationsstöd, bidra till ökad säkerhet om det förblir oanvänt på grund av krångligt handhavande.

Förmågan till prevention och räddningsinsats är kopplat till såväl liv och hälsa som miljö och egendom. Ur det ekonomiska hållbarhetsperspektivet är området relevant för ökad konkurrenskraft såväl med avseende på möjligheten att skapa effektivare tjänster med högre kvalitet och till lägre kostnad, som att skapa nya möjligheter för exportindustrin beträffande export av tjänster, produkter och innovationer som specifikt tas fram för att digitalisera och automatisera sjöfarten. 

Digitalisering och automatisering är relevant för, och påverkar, de övriga tre temaområdena Fartygsdesign, framdrivning och handhavande, Maritimt arbetsliv samt Effektiva transportsystem, styrmedel och affärsmodeller. Insatser inom övriga områden, på komponent- eller systemnivå eller för sin implementering, kommer att vara beroende av utvecklingen inom detta område. Till skillnad från förhållandet mellan de övriga tre temaområdena som består av eventuella målkonflikter/-synergier, så är utvecklingen av sjöfartens digitalisering och automatisering en möjliggörare och förutsättning för många av de innovationer som ryms inom de övriga tre temaområdena. Precis som inom flyg, järnvägs- och vägtrafiken är det heller inget självändamål med obemannade fartyg. Graden av automation till sjöss är redan relativt stor och digitalisering och uppkoppling kan snarare användas för ökad säkerhet, förbättrad miljö och ökad konkurrenskraft. Detta kan exemplifieras med utvecklingen inom digital infrastruktur och självlärande tekniker, styr- och reglersystem, optimering och realtidsutbyte av information, digital tillgänglighet och säkerhet eller trafikslagsövergripande trafikledning.

Initiativet Sea Traffic Management (STM) adresserar på ett holistiskt sätt: effektivitet, transportsäkerhet, sjösäkerhet, samhällssäkerhet, miljösäkerhet samt sjöfartens och sjötransportsystemets närmare integrering med andra trafikslag i ett sammanhållet transportsystem. STM är en svensk idé och ett koncept utvecklat i Europa men för en global tillämpning. För att tillgodose sjöfartens och Sjöfartsverkets behov har innovationsarbetet inspirerats av flygområdets SESAR med liknande fokus.

Grunden till STM är en digital infrastrukturmiljö som bygger på internationella standarder och gränssnitt som skapar förutsättningar för leverantörsoberoende informationsutbyte mellan system och aktörer. STM har designats för att leverera samhällsnytta och tjänster. Exempel på tjänster är ruttoptimeringstjänster, ruttinformationsutbyte fartyg till fartyg, förbättrad trafikövervakning, synkronisering av hamnanlöp och stöd för vintersjöfart.

STM-tjänster möjliggör för personal ombord och iland att fatta beslut baserade på realtidsinformation. Det möjliggör högre ankomstprecision, rätt anpassad fart, minskade administrativa bördor och ökat stöd till navigatörer, operatörer och andra användare. STM-projekten engagerar spetskompetenser i Sverige, Europa och världen inom akademi/institut, myndigheter och industri med koppling till sjöfarten och sjötransportområdet. För att driva STM vidare behöver Sverige fortsätta att vara ledande och utveckla konceptet och dess kringtjänster vidare på samma sätt som flyget vidareutvecklar SESAR.

Problemställningarna som adresseras inom digitaliserings- och automatiseringsområdet är mångfasetterade och tvärvetenskapliga. Flera olika typer av projekt kan bli aktuella, allt från teknisk utveckling av komponenter och system, tjänsteutveckling som kombinerar ny och befintlig teknik, nya logistiska och operativa lösningar och nya affärsmodeller som möjliggör så effektiv realisering av digitaliseringens och uppkopplade och/eller automatiserade fartygens potential som möjligt. I området ingår också utvärdering av effekterna, potentialen med olika tekniklösningar samt identifiering av hinder och möjliggörare för storskaligt genomslag för dessa tekniker även inom sjöfartsområdet.

Därvidlag är trafikslagsövergripande jämförande metoder tillämpbara. Även om utveckling av digitalisering och automatisering har varit snabb och accelererande, är den generella tekniska utvecklingen inom sjöfartsområdet historiskt eftersatt jämfört med övriga trafikslag. Trots de stora utmaningarna inom sjöfarten är graden av automation betydligt större inom flyg och för rälsbundna transporter, där det exempelvis finns åtskilliga förarlösa tunnelbanesystem. Inom vägtrafiken görs stora kommersiella investeringar i lösningar för automatiserad körning. Det görs först  inom avlysta områden som i gruvor, godsterminaler och hamnar. Även avancerat förarstöd, automatiserade bromssystem och system för längre och tyngre fordonståg som kan föras fram i s.k. kolonnkörning utgör exempel på tekniker som redan idag införts eller är under införande, och som är kostnadsbesparande och/eller förbättrar trafiksäkerheten. Detta öppnar för innovationer som bygger på anpassning av teknik som redan finns eller utvecklas inom andra områden, för tillämpning inom sjöfartsområdet. För att framgångsrikt åstadkomma detta krävs ny, domänspecifik kunskap vid sidan av utveckling och anpassning av tekniker från andra områden. 

Lighthouse fokuserade tidigt på området genom förstudien  Autonom säkerhet och har fortsatt med förstudien Positionering av fordon ombord RoRo-fartyg.samt VR till sjöss – VR-applikationer inom maritim industri som även kopplar till Maritimt Arbetsliv.