CÁC XU HƯỚNG CÔNG NGHỆ CHÍNH TRONG NGÀNH ĐÓNG TÀU
Bất kỳ ngành công nghiệp nào trên thế giới cũng không thể phát triển ổn định nếu không sử dụng các công nghệ hiện đại. Ngành đóng tàu cũng đang tích cực áp dụng các công nghệ hiện đại và hiện đang phát triển với tốc độ ngày càng cao. Trong khi ngành công nghiệp ô tô và hàng không đã đi đầu trong lĩnh vực tự động hóa từ lâu, thì ngành đóng tàu vẫn còn ở giai đoạn sơ khai. Nhưng sự đa dạng của các công nghệ hiện đại sẽ sớm cho phép nó bắt kịp hai ngành được chỉ định trước đó và thậm chí vượt lên trong lĩnh vực ứng dụng CNTT. Một số công nghệ ngày nay có thể mang tính cách mạng cho ngành đóng tàu. Trong bài viết này, chúng tôi chỉ muốn phác thảo một phần nhỏ trong số đó, những lợi ích từ việc sử dụng chúng, chúng tôi tin rằng, sẽ được cảm nhận trong vòng 5 - 7 năm tới.
In 3D
Công nghệ này cho phép tạo ra các đối tượng thực từ các mô hình 3D ảo. Thiết bị đặc biệt tái tạo đối tượng 3D bằng cách in các phần mà đối tượng ảo được "cắt".
Ngày nay, công nghệ này được sử dụng nhiều để sản xuất các thiết bị khoa học, tạo ra các cấu trúc nhỏ, các bộ phận giả và mô hình cho các mục đích khác nhau. Ngành đóng tàu có thể sử dụng công nghệ này để tạo ra những con tàu có hình dạng phức tạp bằng cách in các yếu tố khác nhau của vỏ tàu trên máy in 3D. Hơn nữa, máy in 3D cho phép trong một thời gian ngắn có thể chế tạo lại một bộ phận bị hỏng và yêu cầu thay thế nhanh chóng.
Robot
Đây là một trong những công nghệ của cuộc cách mạng công nghiệp lần thứ ba đã trải qua những thay đổi do sự phát triển của công nghệ kỹ thuật số. Thực tế hiện đại buộc chúng ta phải tạo ra những người máy linh hoạt hơn, có thể thực hiện nhiều nhiệm vụ khác nhau chứ không phải sự lặp lại đơn điệu mà mọi người đã quen (băng chuyền). Hơn nữa, việc sử dụng các cảm biến hiện đại cho phép tích hợp giữa rô-bốt và người vận hành, dẫn đến tăng khả năng thực hiện các nhiệm vụ của rô-bốt. Mặc dù công nghệ này chủ yếu được sử dụng để thực hiện các hành động lặp đi lặp lại rất đơn giản, chẳng hạn như trên dây chuyền sản xuất, các nhà máy đóng tàu hàng đầu đã đưa công nghệ này vào hệ thống sản xuất của họ, làm tăng đáng kể quy mô và tốc độ sản xuất. Ngoài ra, những tiến bộ mới đã được thực hiện trong việc phát triển robot cho các nhiệm vụ đóng tàu cụ thể như kiểm tra đường ống hoặc làm sạch thân tàu.
Thực tế ảo và tăng cường (Virtual and Augmented Reality - VR/AR)
Nói cách khác, thực tế ảo chính là “sự đắm chìm” hoàn toàn của một người trong thế giới ảo bằng cách sử dụng một thiết bị đặc biệt được kết nối với mô phỏng. Trong thế giới ảo này, người dùng có thể tương tác với các yếu tố ảo để rèn luyện và nâng cao kiến thức một cách đáng kể. Nó cũng áp dụng để thử nghiệm và xác nhận các sản phẩm phức tạp.
Mặt khác, thực tế tăng cường kết nối thế giới thực với thế giới ảo với sự trợ giúp của một thiết bị, thêm dữ liệu từ hệ thống ảo (hoặc song sinh kỹ thuật số) vào chính xác nơi cần thiết. Công nghệ này không chỉ hữu ích trong quy trình sản xuất mà còn trong các nhiệm vụ bảo trì.
Thực tế mở rộng cũng cung cấp các ứng dụng để kiểm soát chất lượng, vị trí sản phẩm và công cụ, quản lý kho và hỗ trợ trực quan hóa các khu vực ẩn trong số những ứng dụng khác. Trong ngành đóng tàu, cả hai công nghệ này đã được sử dụng trong các ứng dụng định vị bộ phận và đào tạo quy mô nhỏ.
Động cơ chạy bằng LNG
Sự phổ biến của khí tự nhiên hóa lỏng (LNG) như một loại nhiên liệu thay thế cho tàu ngày nay là điều hiển nhiên do tính thân thiện với môi trường của nó. Do đó, thị trường động cơ hàng hải chạy bằng LNG đang ở giai đoạn sơ khai nhưng triển vọng cũng rất cao. Động cơ LNG giảm lượng khí thải CO2 từ 20-25% so với động cơ diesel, lượng khí thải NOX giảm gần 92%, SOX và khí thải dạng hạt gần như được loại bỏ hoàn toàn.
Hơn nữa, các động cơ hàng hải thế hệ mới bắt buộc phải tuân thủ các hạn chế của IMO. Những động cơ này là một trong những cách để tối ưu hóa mức tiêu thụ nhiên liệu cùng với hệ thống tối ưu hóa nhiên liệu FOS (Fuel Optimization System).
Các nhà thiết kế động cơ hàng hải lớn - Mitsubishi, Wartsila, Rolls-Royce và MAN Diesel & Turbo - đang tham gia phát triển công nghệ động cơ LNG. Ngoài việc là nhiên liệu thân thiện với môi trường, LNG còn rẻ hơn so với nhiên liệu diesel, giúp tàu tiết kiệm đáng kể chi phí theo thời gian.
Máy ốp laze (Lazer cladding machine)
Một trong những phát triển mới nhất của họ là máy ốp laze được sử dụng để ốp các thanh pít-tông bằng thép hoặc thép không gỉ cho xi lanh thủy lực. Công nghệ laser cung cấp độ chính xác cao hơn nhưng gây hại cho môi trường hơn. Với khả năng kết hợp các hợp kim, nó đang giúp nghiên cứu các loại lớp lót khác nhau có thể đưa ngành công nghiệp hàng hải loại bỏ lớp phủ gốm được ưa chuộng hiện nay cho tàu. Vì công nghệ này rút ngắn chuỗi cung ứng, cung cấp quy trình lót chất lượng cao hơn và có khả năng chống hư hỏng cao hơn trong quá trình vận chuyển, đây là một giải pháp đáng tin cậy sẽ mang lại lợi ích trong tương lai xa.
Giải pháp tàu thông minh
Ngành vận tải biển dễ bị tấn công mạng, như đã được chứng minh bởi một số công ty lớn và tàu của họ. Điều quan trọng là phải hiểu rằng tàu cũng là một phần của không gian mạng, điều đó có nghĩa là các biện pháp an ninh cần được thực hiện không chỉ trên bờ mà còn được tích hợp vào kiến trúc trên tàu. Giải pháp tàu thông minh sử dụng dữ liệu thời gian thực từ các cảm biến khác nhau (trên thân tàu, thiết bị, thuyền, v.v.), cũng như các nhà quản lý trên đất liền để nâng cao hiệu quả của tàu.
Các kỹ sư của hệ thống này nhận thức được rằng việc truyền dữ liệu này giữa tàu và bờ có rủi ro về an ninh mạng. Nhưng đồng thời, việc sử dụng đúng các cảm biến và việc chúng tuân thủ các yêu cầu về an ninh mạng sẽ khiến giải pháp tàu thông minh trở thành lựa chọn an toàn cho tất cả các chuyên gia vận chuyển quan tâm đến an ninh mạng. Điều này có nghĩa công nghệ này có thể là khởi đầu của một thế hệ tàu mới.
Hệ thống tối ưu hóa nhiên liệu (Fuel Optimization System)
Hệ thống này cho phép giám sát hoạt động của tàu và mức tiêu thụ nhiên liệu, đưa ra các khuyến nghị nhằm tối ưu hóa chi phí nhiên liệu và giảm tới 12% lượng khí thải độc hại ra môi trường. Hệ thống tối ưu hóa nhiên liệu có thể được lắp đặt ở giai đoạn đóng tàu, điều này sẽ cho phép sản xuất những con tàu cạnh tranh hơn, ban đầu sẽ tiêu thụ ít nhiên liệu hơn và thải ra ít khí thải độc hại hơn (khí nhà kính, lưu huỳnh, v.v.).
Việc giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại lên tới 12% đạt được thông qua kết nối tối ưu và chính xác hơn giữa nó và tất cả các cảm biến khác trên tàu, để việc truyền dữ liệu đáp ứng tất cả các tiêu chuẩn và khuyến nghị về an ninh mạng. Việc lắp đặt hệ thống này có thể thực hiện được trên các tàu đã ở trên biển. Ví dụ, Marine Digital FOS là giải pháp giảm khí thải và tiết kiệm nhiên liệu nhanh hơn, kinh tế hơn so với động cơ sử dụng khí hóa lỏng tự nhiên dành cho các công ty vận tải biển có đội tàu đã hoạt động trên 10, thậm chí 15 năm.
Công nghệ động cơ điện - sức mạnh của tương lai
Công nghệ đẩy điện tích hợp là một công nghệ năng lượng trong đó tuabin khí tạo ra điện ba pha để chạy động cơ điện làm quay cánh quạt hoặc tia nước. Hệ thống sử dụng truyền động điện thay vì truyền động cơ khí, loại bỏ sự cần thiết của ly hợp và giảm việc sử dụng hộp số.
Một số lợi ích của việc sử dụng công nghệ này là tự do bố trí động cơ, tàu ít ồn hơn, giảm trọng lượng và thể tích. Việc giảm tiếng ồn đặc biệt quan trọng đối với các tàu hải quân muốn tránh bị phát hiện và đối với các tàu du lịch muốn mang đến cho hành khách một chuyến đi thú vị, nhưng ít có lợi hơn đối với các tàu chở hàng. Công nghệ mới đang thay đổi kịch bản đóng tàu và kỹ thuật hàng hải một cách từ từ và chúng ta đang chứng kiến sự ra đời của những con tàu sạch hơn, nhanh hơn và thông minh hơn.
Năng lượng mặt trời và năng lượng gió cho tàu biển
Trong một thế giới đang thay đổi mạnh mẽ, nơi các nguồn năng lượng đang cạn kiệt nhanh chóng, việc chuyển sang sử dụng năng lượng tái tạo là phương châm chính của nhân loại. Giống như nhiều lĩnh vực của cuộc sống, năng lượng tái tạo có thể thay đổi cách thức thực hiện đội tàu biển ở nhiều cấp độ và ở các mức độ khác nhau, bao gồm các chuyến hàng, con người và dịch vụ vận tải quốc tế và nội địa, đánh bắt cá, du lịch và các hoạt động hàng hải khác.
Các ứng dụng năng lượng tái tạo trên tàu thuộc mọi kích cỡ bao gồm các tùy chọn cho động cơ đẩy chính, động cơ lai và động cơ phụ, cũng như sử dụng năng lượng trên tàu và trên bờ. Quá trình chuyển đổi sang lĩnh vực vận chuyển năng lượng sạch đòi hỏi một sự thay đổi lớn từ vận tải chạy bằng nhiên liệu hóa thạch sang các thiết kế tiết kiệm năng lượng và công nghệ năng lượng tái tạo như tàu chạy bằng năng lượng mặt trời và gió.
Hiện nay, tàu chạy bằng năng lượng mặt trời hoặc năng lượng gió không được sản xuất thương mại nhưng không thể loại trừ khả năng sử dụng trong tương lai với nhiều tiến bộ kỹ thuật hơn. Gần đây, nhiều công nghệ đã ra đời hỗ trợ những con tàu khổng lồ cắt giảm mức tiêu thụ nhiên liệu bằng cách sử dụng các tấm pin mặt trời hoặc buồm cứng. Ở giai đoạn này, chỉ năng lượng mặt trời không thể cung cấp năng lượng cần thiết cho động cơ đẩy trên các con tàu lớn. Tuy nhiên, nó sẽ là một nguồn năng lượng thay thế quan trọng cho các hệ thống điện trên tàu, qua đó giúp giảm mức tiêu thụ nhiên liệu và khí thải độc hại.
Thách thức đối với các nhà thiết kế hệ thống là phát triển một giải pháp cho những con tàu sẽ khai thác sức mạnh của gió và mặt trời – nhưng vẫn tiết kiệm chi phí và không gây nguy hiểm cho thủy thủ đoàn hoặc tàu. Không giống như các giải pháp năng lượng tái tạo trên đất liền như trang trại năng lượng mặt trời hoặc năng lượng mặt trời, diện tích hoặc không gian có sẵn trên tàu để lắp đặt hệ thống năng lượng gió và năng lượng mặt trời là khá hạn chế. Tuy nhiên, có thể phát triển một hệ thống sử dụng cả năng lượng gió và mặt trời làm nguồn năng lượng cộng với việc khai thác năng lượng này thông qua một hệ thống tương đương.
Ngân Hà (tổng hợp)
Theo (https://congnghieptauthuyvietnam.vn/)
