Robotergestützte Schiffsinspektionen auf dem Weg zur Zertifizierung
Schiffsinspektionen sind unerlässlich, um die Sicherheit eines Schiffes während seiner gesamten Nutzungsdauer zu gewährleisten. Diese regelmäßigen Untersuchungen werden von den Klassifikationsgesellschaften durchgeführt und beinhalten umfangreiche Prüfungen, um sicherzustellen, dass sich die Struktur, die Maschinen und die wichtigsten Systeme eines Schiffes in einem Zustand befinden, der allen Vorschriften und Bestimmungen entspricht. Traditionell werden diese Inspektionen von hochqualifiziertem Personal durchgeführt. Da Schiffe jedoch immer größer und komplexer werden, setzen viele Sachverständige Technologien ein, um die mit der Inspektion gefährlicher, rauer und schmutziger Umgebungen verbundenen Risiken und Kosten zu verringern. „Weite Räume mit beträchtlichen Höhen, wie der Laderaum eines Massengutfrachters, erfordern kostspielige Zugangsmittel wie Gerüste oder hydraulische Plattformen und stellen ein erhebliches Risiko für die Sachverständigen dar“, sagt Alessandro Maccari, Direktor für Forschung und Entwicklung in der Schifffahrt bei RINA Services. „Am anderen Ende des Spektrums sind enge und schwer zugängliche Räume vorhanden, die Gefahren in Bezug auf Zugang, Mobilität, Belüftung und Sauberkeit mit sich bringen.“ Robotische und autonome Systeme (RAS), wie Drohnen und Kletterroboter, werden zu einer attraktiven Alternative zu herkömmlichen Schiffsinspektionen. Sie sind nicht nur erschwinglicher und sicherer, sondern RAS-basierte Inspektionen können visuelle Daten schneller erfassen und verarbeiten, ohne die Genauigkeit zu beeinträchtigen, wodurch sich die Zeit, in der Schiffe zur Inspektion im Hafen liegen, erheblich verkürzt. Bevor Roboter jedoch zu einem Standardwerkzeug in der Ausrüstung von Sachverständigen werden, müssen sie zunächst zertifiziert werden. Der Zertifizierungsprozess erfordert Tests, Messgrößen, Protokolle und Richtlinien – und genau wird vom Projekt ROBINS (Robotics Technology for Inspection of Ships) angestrebt.
Traditionelle im Vergleich zu RAS-gestützten Inspektionen
Ziel von ROBINS war es, einen Rahmen für die Bewertung der Gleichwertigkeit von traditionellen und RAS-gestützten Inspektionen zu schaffen und messbare qualitative und quantitative Standards zu definieren. „Unser Ziel war es, die bestehenden technologischen und rechtlichen Lücken für den Einsatz von RAS bei der Untersuchung des Lebenszyklus von Schiffen zu schließen“, fügt Alessandro Giulio Grasso, Projektkoordinator bei RINA, hinzu. Zu diesem Zweck wurde im Rahmen des Projekts eine Reihe von RAS verbessert und getestet. Dazu gehörten eine kollisionstolerante Drohne für die Inspektion von unregelmäßigen, engen Räumen wie Ballasttanks sowie eine halbautonome Drohne für die Vermessung von Schotten und Strukturen in großen Frachträumen. ROBINS entwickelte auch einen Kletterroboter: ein kleines, wendiges Roboterfahrzeug für Untersuchungen im Nahbereich, das Stufen erklimmen, um Ecken manövrieren und Strukturen erreichen und untersuchen kann. Darüber hinaus wurden im Projekt innovative Software-Instrumente für autonome RAS-Inspektionen entwickelt. „Diese Programme nutzten neue Technologien wie LiDAR, Photogrammetrie, maschinelles Lernen, künstliche Intelligenz und 3D-Modellerweiterung für die Navigation, Lokalisierung und Datenerfassung“, erklärt Maccari, der das Projekt mitkoordinierte.
Schneller, günstiger und sicherer
Anschließend wurden Testkampagnen in Feldversuchen und in Prüfeinrichtungen durchgeführt. Diese dienten dazu, die Fähigkeiten der RAS zu messen, sie mit herkömmlichen Vermessungen zu vergleichen und auf dieser Grundlage Leistungsstandards zu entwickeln. „Wir haben festgestellt, dass diese Systeme Informationen schneller, günstiger und sicherer erfassen“, so Grasso. „Diese Technologien sind nicht nur in der Lage, Defekte auf dem gesamten Schiff zu erkennen und genau zu kartieren, sie sind auch in schwer zugänglichen Bereichen äußerst kosteneffizient.“ Zu den weiteren Vorteilen gehört die Möglichkeit, RAS auf den meisten Schiffstypen und Offshore-Einheiten einzusetzen und sofortiges Feedback vom Schiff an Land zu geben. Drohnen haben außerdem den Vorteil, dass sie leicht von einer einzigen Person eingesetzt und bedient werden können, ohne dass eine umfangreiche – und teure – Sicherheitsausrüstung erforderlich ist. „Wir haben den Weg für den massiven Einsatz von RAS bei Klasseninspektionen und gesetzlich vorgeschriebenen Schiffsinspektionen geebnet, indem wir die Gleichwertigkeit von RAS und herkömmlichen Inspektionstätigkeiten nachweisen konnten“, fasst Maccari zusammen. „Damit gehen nicht nur Sicherheits- und Kostenvorteile für Schiffsbetreiber und Sachverständige einher, sondern die Robotikindustrie in der EU wird belebt und das wirtschaftliche Potenzial neuer Märkte freigesetzt.“
Schlüsselbegriffe
ROBINS, Roboter, Schiffsbesichtigungen, robotische und autonome Systeme, Drohnen, Kletterroboter, Gutachter, Fracht
