Opracowaniem modelu komputerowego, który będzie służył do symulowania procesów automatycznego sterowania dokiem zajmuje się polsko-norweskie konsorcjum, na którego czele stoi Politechnika Gdańska.
Ponad 150 lat po tym, jak w 1871 roku polski inżynier Stanisław Janicki wynalazł dok pływający – urządzenie służące do podnoszenia jednostek pływających w celu umożliwienia m.in. remontu ich części podwodnych – naukowcy z Polski i Norwegii przystępują do jego automatyzacji. Celem projektu DigiFloDock koordynowanego przez Politechnikę Gdańską jest opracowanie modelu komputerowego, który będzie służył do symulowania procesów automatycznego sterowania dokiem.
Naukowcy chcą poprawić wydajność i bezpieczeństwo funkcjonowania doku pływającego poprzez opracowanie jego „bliźniaka cyfrowego”, który może przewidywać, identyfikować i zapobiegać niebezpiecznym sytuacjom podczas zautomatyzowanego procesu dokowania. „Bliźniak cyfrowy” będzie integrował symulacje numeryczne z fizycznymi danymi pomiarowymi uzyskanymi z czujników. Jak wyjaśniają autorzy pomysłu, symulacje numeryczne obejmą zarówno analizę stateczności, jak i obliczenia wytrzymałościowe, które współdziałają ze sobą i mogą być wykonywane jednocześnie. Chodzi o to, by przewidywać i identyfikować sytuacje, w których krytyczne reakcje są zbliżone do dopuszczalnych granic wytrzymałości lub stateczności, tak, aby można było podjąć działania zapobiegawcze, zanim niebezpieczeństwo stanie się realne. W ten sposób symulacje pozwolą zmniejszyć ryzyko ludzkich błędów.
Zdaniem naukowców, wszechstronny i dokładny model matematyczny interakcji doku pływającego i statku podczas procesu podnoszenia i opuszczania doku musi umożliwiać co najmniej dwa poziomy analizy: analizę uproszczoną i szczegółową. Uproszczony poziom będzie miał zastosowanie, jeśli poda się tylko wagę i środek masy statku. W takim przypadku należy zastosować pewne przybliżenie kształtu kadłuba i rozkładu masy. Zostanie on wybrany przez użytkownika lub zaproponowany przez program. Poziom szczegółowy zostanie wykorzystany, gdy znany będzie kształt i rozkład masy statku. Zanim ten model powstanie, naukowców czeka cała masa wyzwań, m.in. dokładne monitorowanie stanu doku pływającego, w tym zanurzenia, przegłębienia, kołysania, poziomu zbiorników, naprężeń i odkształceń w kluczowych elementach konstrukcyjnych; dokładna identyfikacja obciążeń pochodzących od statku; osiągnięcie wydajności obliczeniowej umożliwiającej symulacje w czasie rzeczywistym; dokładne sterowanie pompami i układami zaworów doku pływającego w testach modelowych w skali.
W rozwiązaniu tych problemów inżynierom z Politechniki Gdańskiej, pracującym pod kierunkiem dr, inż. Aleksandra Kniata, pomagają partnerzy konsorcjum: Universitetet i Stavanger, Myklebust Verft CoreMarine AS. Efektem ich prac będzie adresowany do przemysłu okrętowego zaawansowany program symulacyjny, który pozwala na szybką predykcję przebiegu procesu dokowania, aby unikać zagrożeń i wypadków.
Projekt został wyłoniony przez Narodowe Centrum Badań i Rozwoju w konkursie POLNOR 2019 CALL w ramach Programu „Badania stosowane” realizowanego w części z budżetu Funduszy Norweskich. Całkowita wartość przedsięwzięcia to blisko 6,3 mln zł. Zakończenie planowane jest na początku 2024 roku.
MK, źródło: NCBR, DigiFloDock