E-22 El sector marítimo en la era de la digitalización

 

 

 

22 El sector marítimo en la era de la digitalización

Mapa de las tecnologías claves para un proyecto de Transformación Digital Marítima

 

Créditos del Artículo

1-     Referencia técnica	2 - Introducciones	3.- Contexto general
		Imagen generada x VANA-AI

 El sector marítimo se había resistido hasta 2020 en adoptar la digitalización de sus operaciones y servicios. Las empresas líderes del sector entendían que la digitalización es importante, sin embargo había obstáculos en el camino para una implantación a gran escala. Pero el escenario  actual : post-pandemia + crisis económica + guerra de Ucrania  ha cambiado su actitud.

 

Una investigación realizada en 2022  por Informa Engage, compañía socia de Lloyd’s List señala que las empresas navieras lideres tienen una percepción muy positiva respecto a la contribución que la digitalización puede proporcionar a sus negocios. Sin embargo hay consideraciones que antes deben ser atendidas.

Lo resultados muestran que 1 de cada 8 (13%) de los encuestados dijeron que las estrategias digitales son “extremadamente importantes” y 1 de cada 2 (52%) la describieron como “muy importante”. De igual modo los encuestados se les pregunto respecto a sus principales retos e identificaron los crecientes costos operacionales y de los combustibles, y la volatilidad del mercado como sus principales preocupaciones (25% y 24% respectivamente), seguido por seguridad, salud y ambiente (16%), en la lista también aparece la captación de tripulación capacitada y el financiamiento de activos.

Las tecnologías digitales fueron colocadas en el tope de la lista de soluciones, luego sigue el entrenamiento de tripulación y personal de muelle. La encuesta reveló que 75% de los encuestados han explorado soluciones digitales integradas. Casi un 20% ha invertido en análisis de datos (data analytics  para su flota, con similar proporción está la exploración en soluciones digitales para operaciones técnicas. Le sigue Cyber seguridad que está por delante de operaciones náuticas (tales como optimización de rutas). Solo el 10% ha utilizado soluciones de mantenimiento predictivo y después le sigue las inversiones en IA o en Blockchain.

1.-  Introducción

 La llamada "Cuarta revolución industrial", también denominada "Industria 4.0" en la literatura más amplia, está asociada con varias tecnologías punta. Ejemplos indicativos en esta categoría son aplicaciones avanzadas como :  

·       Inteligencia Artificial (AI),

·       Big Data Analytics (BDA),

·       Cloud Computing  (CC)

·       Internet of Things (IoT),  

que ya están influyendo la industria marítima. Es indicativo de que hay varios proyectos de construcción de barcos autónomos, como como el Yara Birkeland y el Autonomous Spaceport Drone Ship (ASDS), que dependen en gran medida de tecnologías asociadas con el concepto Industria 4.0. 

MV Yara Birkeland es un portacontenedores totalmente eléctrico,  autónomo y de cero emisiones de 120 TEU que navega entre los puertos de Herøya,  Brevik y Larvik en Noruega. El Yara Birkeland fue diseñado para servir como prueba de concepto para un barco totalmente autónomo capaz de viajar por todo el mundo y con múltiples funciones

La industria del transporte marítimo ya está en transición hacia una nueva operación. paradigma, a menudo denominado como "el transporte marítimo digital ". Las navieras apuestan por la digitalización como el futuro de la industria marítima y sus esfuerzos para establecer estrategias ya están en marcha.

  Examinando esas visiones y estrategias en relación con la digitalización serían beneficiosas para comprender mejor el camino hacia el que se dirige el sector marítimo. se dirige la industria. Este artículo  tiene como objetivo identificar las características de ese grupo de planes futuros a través de una revisión cualitativa.

 y con un enfoque particular en los principales actores comerciales marítimos, con base en la acción relevante de las compañías navieras planes que se recopilaron en línea. Una conclusión destacable es que las principales navieras han adoptado la digitalización para aumentar la rentabilidad, aumentar la competitividad y satisfacer las necesidades de sus clientes.

La  plataforma puerto aeroespacial autónoma, o  Autonomous Spaceport Drone Ship (ASDS),  es un plataforma marítima procedente del reacondicionamiento de una barcaza, equipado con motores para mantener una situación geoestacionaria y una base de aterrizaje flotante controlada por un robot autónomo

2.-  La Cuarta revolución industrial (Industria 4.0) y la industria marítima

 En el transcurso de la historia, el mundo se ha transformado dramáticamente por varias etapas del fenómeno más amplio de la revolución industrial.

La primera etapa de este cambio prolongado en el tiempo y obviamente multinivel, implicó la explotación de la energía del vapor y sus numerosas aplicaciones relevantes; Ocurrió durante los siglos XVIII y XIX y fue el punto de inflexión de nuestra sociedad de una sociedad agraria a una (altamente) industrializada.

La segunda etapa de esa revolución estuvo asociada al tema de la producción en masa (cadena de montaje y otros conceptos asociados), así como al aprovechamiento pleno de la energía eléctrica.

Adicionalmente, aproximadamente desde mediados del siglo XX, la tercera etapa de la revolución industrial fue un resultado directo de las computadoras y la introducción de aplicaciones de Tecnologías de la Información (TI) que deben ser vistas como una sociedad más “inteligente” (Dalaklis & Fonseca, 2019 ).

Por último, pero no menos importante, hoy ya estamos bajo la influencia de la "cuarta (etapa de la) revolución industrial", a menudo denominada "Industria 4.0" en la literatura más amplia.

El concepto de Industria 4.0 se acuñó originalmente en 2011 durante la Feria de Hannover; Posteriormente, el gobierno alemán desarrolló un plan estratégico basado en ese concepto en 2013 para convertir al país en líder en la industria manufacturera (Kosacka-Olejnik & Pitakaso, 2019; Kuo, Shyu & Ding, 2019; Yang & Gu, 2021).

 La primera versión de la industria 4.0 estaba compuesta por nueve pilares tecnológicos importantes: sistemas ciberfísicos (CPS), Internet de las Cosas (IoT), Big Data Analytics (BDA), impresión 3D, Robótica Avanzada, Simulación Avanzada, Realidad Virtual y Aumentada, Cloud Computing (CC) y Ciberseguridad.

Varios otros esfuerzos de investigación y trabajos revisados por pares publicados agregaron algunas otras aplicaciones tecnológicas en esa lista, con los problemas de Inteligencia Artificial (IA) e Integración de Sistemas Horizontales/Verticales (H/V SI) claramente destacándose (Bahrin, Othman, Azli, & Talib, 2016; Rüßmann et al., 2015). Es indicativo de la argumentación presentada por Yang y Gu (2021), que sugiere que el dominio de los sistemas ciberfísicos está muy claramente integrado con los conceptos de IA.

Lo que muestra el siguiente esquema es que el proceso de DIGITALIZACION aplicado a una embarcación convencional , puede producir dos tipos de embarcaciones diferentes, con distintas responsabilidades legales

 1)     Smart Ship o embarcación automatizada, con uno o más sistemas digitalizados, por ejemplo : sistema de navegación o sistemas de empuje, pero que sigue necesitando un capitán y una tripulación

2)     Autonomous  Ship o embarcación inteligente, totalmente digitalizado en todos los subsistemas, puede navegar sin intervención humana, guiado por una IA. Se encuentran  todavía en fase experimental y de pruebas de concepto.

En este ultimo caso, aun cuando se dispone de tecnología suficiente para pilotar una embarcación. Existen problemas legales , normativos y administrativos por parte de las compañías Clasificadoras y Aseguradoras, que no tienen claro el tema de responsabilidades en caso de fallos. Los proyectos relacionados de la IMO , ISO y de la UE  se dan como fecha limite el 2026 para resolver las dudas y fijar las normas.

3.- Característica clave de cada tecnología de la Industria 4.0 y sus aplicaciones en el sector marítimo

 Varios investigadores propusieron en 2019 la noción de que el término digitalización puede usarse en el sector marítimo, para describir proyectos más amplios que el simple uso de "tecnologías digitales" para la transformación efectiva del modelo de negocios de una empresa  del sector ,  con el fin de identificar/aprovechar nuevas oportunidades para agregar valor en un contexto de economía, transporte, turismo o industria 4.0. Identificaron las siguientes tecnologías clave como parte integral de proyectos amplios de Marirtime 4.0: IA, robótica avanzada,  BDA, Realidad aumentada, IoT, CC, Seguridad digital y Fabricación aditiva.

De manera similar, otros esfuerzos de investigación abordan el término digitalización marítima principalmente bajo el prisma de cambiar el modelo comercial predominante y cambiar el énfasis hacia la creación de más ingresos y la explotación de oportunidades comerciales mediante el uso de una mayor cantidad de tecnologías digitales.

 

Tecnología	Característica	Aplicaciones
IA Inteligencia Artificial	Un sistema informático que puede aprender de los datos, reconocer la correlación entre patrones de conjuntos de datos, y finalmente decidir direcciones de acciones con limitada intervención humana (o incluso sin ninguna )	·        detección de otras embarcaciones u obstáculos y medidas anticolisión, ·        embarcaciones autónomas ·        optimización de operaciones (operacionales o comerciales)
IOT Internet of Things	Una red dinámica mundial que vincula objetos físicos y digitales identificados de forma única para comunicación, configuración y actuación.	·        monitorización de la condición de la nave ·        monitorización remota de equipos críticos a bordo ·        seguimiento y supervisión de la carga
BDA Big  Data Analytics	Una forma de manejar una gran cantidad de datos para encontrar cualquier modelo útil, patrón o respuesta a una pregunta	·        BDA contribuye a una mejor planificación del servicio, asignación de flota, fletamento ·        BDA optimiza la operación de la nave, como la seguridad y operación eficiente de la energía y gestión de horarios
CC Cloud Computing	Software escalable en línea, que requiere usuarios con  y una web estándar, navegador y dispositivos accesibles para usarlo	·        CC proporciona flexibilidad, agilidad y escalabilidad y puede ser una opción económica para implementar un servicio digital en comparación con modelos con ordenadores locales.
SD Seguridad Digital	Esfuerzos necesarios para proteger la integridad, confidencialidad y accesibilidad de los datos para proceder a la digitalización	·        Una de las tecnologías más populares en este campo específico es Blockchain marítimo.

 

 

BC BlockChain	Blockchain mejora la seguridad de las transacciones	·        automatización de transacciones comerciales, como conocimiento de embarque
AR / VR Realidad Aumentada y Virtual	AR proporciona superposiciones de información en el entorno real circundante VR ofrece gráficos 3D de un entorno a través de pantallas montadas en la cabeza	·        formación de la  gente de mar de alta calidad con costes más económicos
AM Additive Manufacturing	transformación de materiales a objetos mediante datos 3D	·        producción de embarcaciones. ·        repuestos para cascos y yates de náutica deportiva
SA Simulación avanzada	un modelo virtual basado en datos en tiempo real obtenidos por técnicas IoT	·        Digital Twin. Especialmente para puertos industriales y puertos deportivos y marinas
RA Robótica Avanzada	mayor colaboración entre trabajadores y robots	·        embarcaciones autónomas ·        automatización del manejo de cargas

El programa de formación del proyecto MARINA DIGITAL 4.0 ofrece 9 Tecnologías y 3 Aplicaciones de las cuales coinciden con 9 de las 10 tecnologías analizadas aquí. La que falta es la Fabricación Aditiva

4.- Mapa conceptual de las tecnologías del sector marítimo

 A continuación, está uno de los pocos mapas de jerarquía y relaciones entre las tecnologías, aplicadas a proyectos de digitalización del sector marítimo, el cual incluye navegación, náutica transporte marítimo, puertos industriales y puertos deportivos.

 Los círculos de la figura indican nodos que son áreas de interés, objetivo de la digitalización o medidas para alcanzarlo. Los nodos azules son relevantes para los motivos de la digitalización y los nodos marrones están relacionados con las medidas para proceder con la digitalización.

 Los nodos rojos de tecnologías específicas de Industria 4.0 corresponden a áreas de interés de las empresas marítimas. Como se explicó antes, la digitalización es un cambio de formas de hacer negocios a través de las tecnologías punta de la Industria 4.0, por lo que el nodo de digitalización (recuadro verde) incluye los nodos de cada tecnología de la industria 4.0, como AI, IoT y Big Data.

  Las flechas representan relaciones entre nodos. La columna verde representa también la jerarquía o importancia de las tecnologías en un proyecto de Transformación Digital Marítima (TDM) . La mas  alta, la IA, es la que tiene mayor peso en un proyecto TDM. Por el mismo motivo AM no figura, y se supone que IOT incluye a RA.  Por ejemplo, hay una flecha entre los nodos 'IA' y competitividad' con la etiqueta 'aumento'. Significa que la IA aumenta la competitividad de la empresa.

 Las relaciones entre nodos a los que se refieren más de dos empresas se muestran como flechas en negrita. Las cifras junto a los nodos indican el número de empresas que hicieron referencia al concepto en sus estrategias.

 Los destinos finales de las flechas (nodos azules) indican el resultado esperado de la digitalización, por lo que dichos nodos se consideran objetivos de digitalización. Estos son '(aumentar) la competitividad', '(satisfacer) las necesidades de los clientes', '(aumentar) la rentabilidad', '(aumentar u optimizar) la calidad del servicio', '(contribuir a) la protección del medio ambiente', '(optimizar) la ', '(mejorar) el marketing' y '(mejorar) la educación y la formación'.

 

5.- Conclusiones 

Ninguna empresa se refirió en absoluto al tema más amplio de los barcos autónomos, que puede verse como una de las aplicaciones de la robótica avanzada más amplia y el dominio de la inteligencia artificial. Esto podría ser una indicación de que estos principales actores comerciales pueden no estar interesados en una aplicación de tecnología muy radical como los barcos autónomos. ; parecen estar más interesados en el uso de tecnologías digitales para aumentar la rentabilidad a través de la optimización de los activos y la cadena logística respectiva.

 Vale la pena mencionar que, aunque este trabajo no analizará los planes de Maersk (la compañía naviera más grande del mundo) en relación con los barcos autónomos, su CEO ya ha argumentado que sería imposible operar buques portacontenedores de 400 m de largo sin gente de mar a bordo, y que los barcos autónomos no son por ahora un impulsor de la eficiencia. Esta observación es compatible con la suposición de la sección 2 de que los barcos evolucionarán de dos maneras: barcos autónomos y barcos inteligentes.

 Dado que se pueden requerir diferentes modelos de negocios para barcos, es posible que las principales compañías navieras no prefieran tales barcos y no prioricen el desarrollo de barcos autónomos en sus estrategias. Más bien, los barcos autónomos pueden ser conducidos por recién llegados, como Yara y Space X, en lugar de las compañías navieras tradicionales.

Por otro lado, los barcos inteligentes podrían ser "más adecuados" para las compañías navieras tradicionales, porque abren la oportunidad de optimizar la operación a bordo y proporcionar información comercial significativa, como la ubicación/condición de la carga, lo que contribuye a la eficiencia de costos y cumple mejor con los requisitos. las necesidades de los clientes.

 

Por lo tanto, la observación de que ningún plan de acción se refiere a los barcos autónomos como aplicación de IA o robótica avanzada respalda la suposición de que los nuevos comerciantes pueden traer barcos autónomos debido a la diferencia del modelo comercial, lo que implica que podría ser beneficioso para las compañías navieras invertir más en la mejora tecnológica continua a través de la Industria 4.0 que en la innovación radical.

 Además, este estudio reveló que ninguna empresa está interesada en la simulación avanzada  ni la Fabricación Aditiva y solo una empresa mencionó el elemento humano. Las sociedades de clasificación podrían ser entidades adecuadas para usar simulación avanzada en lugar de las compañías navieras y podría ser necesario que las sociedades de clasificación establezcan la certificación adecuada esquemas para asegurar la calidad de las piezas de repuesto para barcos producidas por Fabricación Aditiva.

 Del mismo modo, los Estados podrían proporcionar Formación a la gente de mar en el uso de tecnologías digitales. Para continuar con la digitalización, es necesario que las compañías que utilicen  Fabricación Aditiva  y Simulación Avanzada y contraten personal altamente calificado que pueda aprovechar al máximo las tecnologías digitales. Por lo tanto, estas áreas deben ser abordadas por otras entidades además de las compañías navieras, es decir, las Sociedades de clasificación y los Estados de bandera.

 

La digitalización en la industria del sector  marítimo debe verse como un cambio en la forma de hacer negocios mediante la introducción de tecnologías de vanguardia de la Industria 4.0, que incluyen IA, BDA, CC, IoT, seguridad digital, AR/VR, robótica avanzada, AM y Simulación avanzada. . Se realizó una discusión de las estrategias de las principales empresas para la digitalización en términos de :

·        motivo (¿por qué intentan hacer frente a la digitalización?),

·        medidas (¿cómo intentan hacer frente a la digitalización?) y

·        áreas de interés (¿en qué tecnologías ¿Están interesados?)

 

Los grandes actores comerciales  del sector han tratado de hacer frente a la digitalización para aumentar la competitividad y la rentabilidad a través de la optimización de los activos y para satisfacer las necesidades de los clientes, con un ejemplo muy indicativo proporcionado por el seguimiento de contenedores en el sector de transportes, o de los clientes premium en el Turismo náutico. Las empresas interesadas intentan colaborar activamente con otras empresas que tengan capacidades más adecuadas para aprovechar estas tecnologías de vanguardia.

  Con tendencia a la innovación abierta, estas empresas consideran que es necesario establecer estándares dentro de la industria en relación con la digitalización, y así aprovecharla para la integración digital entre todos los actores de la cadena de suministro. El cambio en la cultura corporativa, como el aumento de la agilidad, también puede ser importante para hacer frente a la digitalización, como sugirió una empresa. Este punto se relaciona con la promoción de un futuro digitalizado saludable y realista como ecosistema para  todas la industria marítima, incluyendo puertos, buques, yates, transporte y turismo.

 En relación a las áreas de interés, las empresas están particularmente interesadas en tecnologías relacionadas con la utilización de datos, como AI, BDA e IoT. Sin embargo, ninguna empresa se refirió a la innovación radical, como las embarcaciones autónomas en sus estrategias. Esto podría deberse a que se requiere un modelo comercial diferente para los barcos autónomos y las compañías existentes no están tan interesadas en este campo. Más bien, las naves autónomas pueden ser más adecuadas para los recién llegados, como Yara y Space X.

 Por el momento, los barcos inteligentes parecen encajar mucho mejor con las compañías navieras tradicionales porque pueden optimizar la operación a bordo y aprovechar el poder de una información de mejor calidad para disfrutar de los beneficios de la rentabilidad y satisfacer mejor la diversidad y el crecimiento. necesidades de los clientes.