Select Page

Voertuigen en werkzaamheden veranderen door (semi-)autonoom

Industrial robots
– (Semi) Autonoom voertuig

 WAT HOUDT HET IN?

De komende tien jaar zijn er geen autonome schepen, maar wel schepen met meer geautomatiseerde systemen aan boord. Op het gebied van de visserij zal autonoom varen bijvoorbeeld nog minder een rol spelen, maar ook daar zal de automatisering van systemen zich verder ontwikkelen. Indien er autonome schepen zijn, zullen ze effecten hebben op de haveninfrastructuur voor het aanleggen en vertrekken van schepen door het opzetten van control centres (Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, 2019).

Gerelateerd aan de overgang naar (semi)autonoom varen, zijn automatisering en robotisering in de havens. De containerterminals op de Tweede Maasvlakte in Rotterdam horen bijvoorbeeld tot de meest geavanceerde geautomatiseerde terminals ter wereld. Ook infrastructuur en vervoersmodaliteiten worden steeds intelligenter door – al dan niet geautomatiseerde – gegevensverzameling, -analyses en onderlinge data-uitwisseling. Het maakt onder andere een toepassing mogelijk als smart shipping en het vergaand autonoom varen van zee- en binnenvaartschepen. Vaarwegbeheerders kunnen het verkeersmanagement verder ontwikkelen door optimalisering van bestaande processen, maar ook door zich voor te bereiden en in te zeten op ‘systeemsprongen’, zoals de overgang naar (semi)autonoom varende schepen. De nautische veiligheid kan hierdoor verbeteren, mede door een kleinere kans op menselijk falen. In ieder geval zullen verkeersmanagement en sensor- en digitale technologie in zeehavens geschikt moeten zijn voor de opkomst van (semi)autonoom transport. Een aandachtspunt is de transitiefase waarin schepen nog niet volledig autonoom zijn en waar nog ‘traditioneel’ scheepvaartverkeer op de zee en binnenwateren aanwezig is (Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, 2020b).

De opkomst van autonoom vervoer is dus een trend in het kader van o.a. digitalisering en automatisering. Schepen kunnen meer (semi)autonoom of zelfvarend worden van het ene gemarkeerde punt naar het andere, onder supervisie van een operator. De verwachtingen over hoe waarschijnlijk autonoom vervoer in 2030 is, zijn wisselend (Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, 2020a).

De ontwikkelingen van (semi)autonoom varen verschilt per sub-sector. Voor de visserij zal het onderwerp autonoom varen bijvoorbeeld een minder grote rol spelen, maar daar zal automatisering zich wel verder ontwikkelen.

Autonoom varen is niet hetzelfde als varen zonder bemanning. Bij autonoom varen maken digitale systemen keuzes zonder dat de mens hiervoor nodig is. Autonoom varen betekent niet altijd zonder bemanning varen. Zeker in het begin zullen slimme functies de schipper ondersteunen in zijn rol, waardoor er ruimte is om andere taken te verrichten.

In de ontwikkeling van traditionele schepen naar autonome schepen, onderscheiden we verschillende stadia. Die duiden aan in welke mate een schip geautomatiseerd is. De definities van de automatiseringsniveaus gaan van 0 tot 5. In 2020 voeren er nog geen volledig autonome schepen. In 2020 voeren in Nederland vooral schepen op niveau 0 en niveau 1. Op het water experimenteert men met slimme technieken op niveau 2 of 3.

  • Niveau 0: niet geautomatiseerd. De schipper verricht alle dynamische vaartaken, zo mogelijk ondersteund door informatiesystemen zoals radar.
  • Niveau 1: ondersteuning bij besturing. Aan boord is een stuurautomaat (autopilot) die de schipper kan inzetten op bepaalde stukken van de vaarweg. De overige dynamische vaartaken verricht de schipper zelf.
  • Niveau 2: gedeeltelijk geautomatiseerd. Aan boord gebruikt men een geautomatiseerd besturingssysteem voor zowel de besturing als de voortstuwing van het schip, bijvoorbeeld op een bepaald stuk van de vaarweg. De schipper verricht alle overige dynamische vaartaken.
  • Niveau 3: geautomatiseerd onder voorwaarden. Aan boord gebruikt men een geautomatiseerd besturingssysteem voor zowel de besturing als de voortstuwing van het schip, bijvoorbeeld op een bepaald stuk van de vaarweg. Het besturingssysteem is in staat aanvaringen te vermijden. De schipper verricht alle overige dynamische vaartaken.
  • Niveau 4: hoog geautomatiseerd. Aan boord voert een geautomatiseerd besturingssysteem alle vaartaken uit, met inbegrip van terugvalmaatregelen, waarbij in heel specifieke gevallen een persoon moet ingrijpen.
  • Niveau 5: autonoom = volledig geautomatiseerd. Een ononderbroken en onvoorwaardelijke toepassing van een geautomatiseerd systeem voor alle dynamische vaartaken, met inbegrip van terugvalmaatregelen, zodat de schipper niet hoeft in te grijpen.

Hoe ver autonomie zich ontwikkelt, is niet te voorspellen. Omdat de levensduur van schepen lang is, is de verwachting dat men nieuwe technologieën langzaam in gebruik zal nemen op schepen. Dit zorgt voor een hybride situatie op het water, waarbij het ene schip meer mogelijkheden heeft op het gebied van smart shipping dan het andere schip (Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, 2020c).

WAT VERANDERT ER?

(Semi)autonoom varen is in ontwikkeling. Men zet in op autonoom varen met als doelen effectiever gebruik van de infrastructuur, hogere veiligheid, vermindering van brandstofverbruik en uitstoot, en verlaging van de (bemannings)kosten.

“(Semi)autonoom varen begon in de zeevaart nog veel eerder dan in de automobielbranche. Want op zee was de satellietnavigatie als voorloper van gps al uitgevonden en in gebruik. De automobielbranche heeft dat overgenomen. Autonoom varen betekent dat er minder bemanning nodig is op het schip. Als een systeem deels zichzelf kan bemannen, dan heb je het personeel aan de wal nodig. In 2018 testten ze autonoom varen in de fjorden en over twintig jaar kan het echt realiteit zijn. Het oude gezegde ‘de beste stuurlui staan aan wal’ kan zo alsnog realiteit worden.’
– Arjan Nieuwenhuizen, Nova College

Semiautonoom varen verschilt ook per maritieme sub-sector, per verschillende fases.

“Autonoom varen in de waterbouw lijkt mij niet zo makkelijk realiseerbaar. In onze sector worden schepen als werktuig gebruikt voor het uitvoeren van waterbouwwerkzaamheden, zoals bijvoorbeeld zandsuppleties. Een hopper vaart op zee om zand in te nemen en elders land op te spuiten.
– Lea van Vlier, Vereniging van Waterbouwers

“De rondvaart heeft een entertainment factor. Stel je kan een scheepje autonoom op en neer laten varen dat is natuurlijk voor de gasten niet zo aansprekend. Dat is niet de entertainment factor die je verwacht. Ik denk dat het accent misschien nog meer zal liggen op de gastheerschap en iets minder op het varen ook als er meer geautomatiseerde voorzieningen zijn.”
– 
Patrick Randel, Nova College

Niet alle infrastructuren zijn geschikt voor autonoom varen. Er zijn havens die geen autonome schepen binnen willen krijgen. De toekomst in de binnenvaart zal ook niet volledig autonoom zijn, maar (semi)autonoom.

“Een ontwikkeling die ook al een paar jaar gaande is, is de ontwikkeling van (semi) autonoom varen. Daar zijn meerdere initiatieven alleen staat de wetgeving dat nog niet toe. Er mag wel proefgevaren worden onder begeleiding en met speciale vergunning uitgegeven door de vaarwegbeheerder. Wat ik zelf denk is dat de toekomst in de binnenvaart niet autonoom gaat zijn maar semi-autonoom. Ik zie het niet gebeuren dat binnenvaartschepen volledig zonder bemanning rondvaren omdat de infrastructuur dat gewoon niet overal toelaat..”
–  Bas Struijk, Koninklijke BLN-Schuttevaer

Er zijn verschillen per sector en soms ook per regio (bij rondvaartboten bijvoorbeeld, zijn regionale verschillen). Dat heeft ook invloed op de mate van semiautonoom varen. Schepen bestaan lang, dus daarom duren sommige technische ontwikkelingen ook wat langer. En indien een schip van een eigenaar is, waarom zou je dan autonoom gaan varen en heel veel gaan automatiseren?

“Schepen worden ontwikkeld voor dertig jaar, het zijn bijna enkele stuks die je maakt. Er worden soms wel series gebouwd, maar over het algemeen bouw je één schip en als je het geluk hebt nog een zusterschip en dan heb je geleerd van de fouten.”
– Annette Opstal, Netherlands Maritime Technology

De ontwikkelingen van autonoom varen verschilt per sub-sector. Voor de visserij zal het onderwerp autonoom varen een minder grote rol spelen, maar ook daar zal de automatisering van systemen wel verder ontwikkelen. 

Autonoom varen heeft niet alleen gevolgen voor de nautische branche, maar ook voor de maritieme maakindustrie.

WELKE VOORBEELDEN ZIJN ER UIT DE PRAKTIJK?

  • HamiltonJet en Sea Machines hebben een concept ontwikkeld dat gebruikmaakt van autonomie aan boord met verbeterd situationeel bewustzijn (via camera’s, radar, AIS, gps, enz.), op een manier die zeer wenselijk is in veel bemande toepassingen. Goed geïntegreerd doorgevoerd aan het roer en daardoor gemakkelijk te gebruiken voor zeelieden. Dit innovatieve, piloot ondersteunende product, dat momenteel in ontwikkeling is, zal naar verwachting in 2022 operationeel zijn. In de nabije toekomst zal het volledig worden geïntegreerd in het advanced vessel control-programma van HamiltonJet. (Maritieme technologie, 2021).
  • In augustus 2019 was het zover: het binnenvaartschip Factofour (135 x 17 meter) voer automatisch van Werkendam naar Willemstad. Op het schip werd een semiautonoom besturingssysteem getest van Shipping Technology. “Shipping Technology ontwikkelt intelligente software die het roer over kan nemen van binnenvaartschepen. De Factofour is mijn eigen binnenvaartschip en het schip waarmee we onze systemen testen”, vertelt Remco Pikaart, oprichter en mede-eigenaar van Shipping Technology (Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, 2020c).
  • VDL Automated Vehicles gaat vanaf eind 2021 tot medio 2023 liefst 77 automatisch geleide voertuigen leveren aan Hutchison Ports ECT Rotterdam, de grootste containerterminal van Europa. De modulair opgebouwde voertuigen worden centraal aangestuurd, maar voorkomen zelfstandig botsingen door een aanrijdingsbeveiliging. Een belangrijk hulpmiddel daarbij zijn automatisch geleide voertuigen die containers over het terrein heen voeren. De containers moeten gegarandeerd in de juiste volgorde bij het schip aankomen. De navigatiesystemen zijn voorbereid voor volledig zelfstandig rijden, maar dat kan pas als de vloot daartoe volledig klaar is (Maritiem Nederland, 2021a).

WAT IS DE IMPACT VAN (SEMI)AUTONOOM VAREN OP HET WERKVELD?

Werkzaamheden veranderen
De rol van de schipper en de bemanning is met het oog op deze ontwikkelingen aan verandering onderhevig. Sommige functies zullen door het (semi) autonoom varen verdwijnen, terwijl andere er juist door ontstaan.

Lea van Vlier, Vereniging van Waterbouwers

Waar er in de maritieme sector autonoom gevaren kan worden, zoals bijvoorbeeld containervaart, zal dat op termijn ten koste gaan van de werkgelegenheid aan boord van schepen. Hiervoor in de plaats zullen er andere werkzaamheden komen aan de wal. In de eerste fase zullen er schepen met minder bemanning gaan varen, op afstand bestuurd. De volgende fase zullen de schepen onbemand worden en volledig op afstand bestuurd worden en tenslotte is de verwachting dat er sprake zal zijn van volledig autonoom varende schepen.

Schepen hebben een lange levensduur, dus daarom veranderen sommige werkzaamheden voorlopig nog niet. 

“Maar het oude systeem zal ook nog een tijd blijven varen. Dat betekent dat oude schepen met oude techniek (volledig bemand) en schepen met de nieuwe techniek (autonoom varende schepen) tegelijk varen in dezelfde vaarwateren.
– Arjan Nieuwenhuizen, Nova College

In toenemende mate zullen de werkzaamheden van een maritiem professional onderhevig zijn aan veranderingen als gevolg van het verdergaande (semi)autonome varen. Van de maritiem professional wordt een flexibele instelling verwacht om op deze ontwikkelingen te kunnen inspelen en een attitude van ‘een leven lang leren’ om zich in de veranderende wereld staande te kunnen houden.

Om (semi)autonoom varende vaartuigen te kunnen bouwen en onderhouden zijn ook nieuwe competenties nodig, naast de oude competenties. Het gaat namelijk over een overgangssituatie. Conventioneel aangestuurde vaartuigen blijven nog wel een aantal jaren varen.

Benodigde vaardigheden
Voor (semi)autonoom varen zijn kennis en vaardigheden nodig. Men moet kunnen omgaan met de systemen en de processen. Meer operatorvaardigheden zijn ook nodig. Men moet ook kunnen handelen als de systemen niet goed werken. Daar zijn ICT-vaardigheden bij nodig.

“ Als (semi-)autonoom varen toegepast kan gaan worden, dan heb je bepaalde kennis en vaardigheden nodig om er meet te kunnen werken. Deze competenties zullen meer gericht zijn op het monitoren van het proces en het handelen bij afwijkingen of storingen. Je wordt meer een operator dan een schipper. Dan zijn we wellicht 10 of 15 jaar verder en moet het ook in de opleidingen geïmplementeerd zijn.”
– Bas Struijk, Koninklijke BLN-Schuttevaer

INHOUDSOPGAVE MARITIEM