الشحن المستقل: استكشاف المستقبل القريب والطويل الأجل

قبل بضع سنوات فقط، لم تكن فكرة السفن ذاتية الإبحار التي تعمل بدون طاقم أكثر من مجرد خيال. ومع ذلك، فإن هذه الأوهام تصبح حقيقة في ربيع عام 2022 مع تشغيل يارا بيركيلاند، أول سفينة حاويات كهربائية ومستقلة بالكامل في العالم، والتي تعمل بدون طاقم على متنها لعمليات محددة.

إذًا، ما هي بالضبط السفن ذاتية التحكم، والمعروفة أيضًا باسم السفن السطحية البحرية المستقلة (MASS)؟ وما هي الآثار المترتبة على تطبيقها في الشحن الدولي للبضائع؟ ففي نهاية المطاف، الكثير من التجارة العالمية - في الواقع، تقريبا شنومكس٪ منه - يحدث فوق البحر. تابع القراءة لمعرفة الإجابات بينما نستكشف التوقعات القصيرة والطويلة الأجل للشحن المستقل!

جدول المحتويات
1. ما هي السفينة المستقلة؟
2. التطورات قصيرة المدى في مجال الشحن المستقل
3. توقعات طويلة المدى للشحن المستقل
4. ستعمل السفن المستقلة على تبسيط عملية شحن البضائع عبر المحيطات

ما هي السفينة المستقلة؟

السفينة ذاتية القيادة، كما يوحي اسمها، هي سفينة ذاتية القيادة قادرة على الإبحار والمناورة بمفردها دون الحاجة إلى تشغيل بشري مباشر. وبدلاً من وجود أفراد الطاقم على متنها، تستخدم هذه السفن تقنيات متقدمة مثل الذكاء الاصطناعي (AI)، وأجهزة الاستشعار المتطورة، وخوارزميات المراقبة.

تعمل هذه السفن المستقلة وتتخذ قرارات مهمة، بما في ذلك التوجيه أو الإسراع أو الإبطاء، وتجنب الاصطدام بالسفن أو العوائق الأخرى. يمكن أن تختلف درجة الاستقلالية، ويوجد بشكل عام ثلاثة مستويات:

1. التحكم عن بعد: يتم تشغيل هذا النوع من السفن المستقلة من موقع مختلف، على غرار قيادة طائرة بدون طيار بجهاز تحكم عن بعد. ومع ذلك، يبقى أفراد الطاقم البشري على متن الطائرة لأداء مهام مختلفة والتدخل إذا لزم الأمر.
2. شبه مستقلة: يتمتع هذا النوع من السفن المستقلة بعمليات آلية ودعم القرار. قد يكونون قادرين على التوجيه والتحرك بسرعة ثابتة، لكنهم قد يحتاجون إلى شخص يتولى التحكم في الملاحة في المناطق المزدحمة، على سبيل المثال.
3. الحكم الذاتي الكامل: يتم تشغيل السفينة المستقلة بالكامل بواسطة أنظمة الذكاء الاصطناعي والآلات الموجودة على متنها دون أي تدخل بشري على الإطلاق. يبدو الأمر كما لو أن السفينة هي قائدها.

التطورات قصيرة المدى في مجال الشحن المستقل

إن التقدم السريع في أنظمة الملاحة الآلية، والذكاء الاصطناعي والتعلم الآلي، والاتصالات الساتلية عالية السرعة قد مكنت بالفعل من ظهور السفن السطحية البحرية المستقلة. ومع ذلك، فإن هذه التقنيات لم تصل بعد إلى مرحلة النضج اللازم لتطبيقها على سفن الشحن الكبيرة ضمن الشحن والخدمات اللوجستية الدولية.

فيما يلي بعض التطورات على المدى القريب التي قد نشهدها في الشحن المستقل خلال السنوات الثلاث إلى الخمس القادمة قبل أن نشهد سفن شحن كبيرة تنقل البضائع بشكل مستقل عبر البحر:

التحكم عن بعد سيكون الخطوة الأولى

وبالنظر إلى أن التقنيات المستقلة لا تزال في مراحل تجريبية إلى حد كبير والتكاليف المرتفعة المرتبطة بدمج هذه التقنيات في البنية التحتية البحرية الحالية، فمن المرجح أن يكون التحول إلى شحن البضائع المستقل عملية تدريجية. ومن المتوقع أن تتبنى الشركات العاملة في صناعة الشحن أولاً السفن التي يتم التحكم فيها عن بعد.

يجمع وضع التشغيل الهجين للسفن التي يتم التحكم فيها عن بعد بين كفاءة الأتمتة والقدرة على التكيف والسلامة عند وجود البشر على متنها. وهذا التحول التدريجي، إلى جانب كونه مجدياً اقتصادياً، سوف يسهل الاختبار في العالم الحقيقي لأنظمة الملاحة المستقلة، وأجهزة الاستشعار، والبرمجيات، وهو ما سيؤدي في النهاية إلى قدر أكبر من الاستقلالية.

المزيد من المشاريع التجريبية والاختبارات

نظرًا لأن الحكومات في جميع أنحاء العالم تدرك فوائد تقنيات الشحن المستقلة، فإنها تستثمر بكثافة في البحث والتطوير لاستيعاب السفن ذاتية القيادة في المياه الدولية.

على سبيل المثال، أنشأت الحكومة الصينية مؤخرًا منصة اختبار شحن مستقلة بمساحة 300 ميل مربع في قوانغدونغ. هذه الخطوة ليست مفاجئة، بالنظر إلى التقارير التي تفيد بأن الصين يحمل حوالي 96٪ من براءات الاختراع المسجلة المتعلقة بتطوير تكنولوجيا السفن المستقلة.

علاوة على ذلك، ستواصل شركات التكنولوجيا والبرمجيات الرائدة تعاونها مع شركات بناء السفن والمحركات لإجراء تجارب الشحن المستقلة. "تشي فاي"، والتي تُترجم إلى "الحكمة الطائرة"، هو مشروع رائد مثالي في تقدم الصين نحو الشحن البحري المستقل.

تبلغ سعة سفينة الحاويات المستقلة هذه، التي يبلغ طولها 120 مترًا وتستخدم نظام دفع كهربائي، 300 وحدة مكافئة لعشرين قدمًا (الحاويات) وهي قادرة على نقل حاويات البضائع بين الموانئ على طول الساحل الصيني.

تطوير وتحديث الإطار التنظيمي

يمثل الإطار التنظيمي الحالي تحديات كبيرة أمام نمو واعتماد الشحن المستقل. تم تصميم اللوائح والمبادئ التوجيهية الحالية بشكل وثيق حول العمليات المأهولة.

على سبيل المثال، كود STCW أ، القسم الثامن/2، الفقرة 8.4، يؤكد على أن الضباط المسؤولين عن واجبات المراقبة "يجب أن يحافظوا على المراقبة المناسبة، مع الاستفادة القصوى من جميع الموارد المتاحة". وهذا يعني وجود وواجبات الحراس والضباط البشريين على متن الطائرة.

وتعترف المنظمة البحرية الدولية (IMO) بهذه التحديات التنظيمية. خلال دورتها الثالثة بعد المائة في مايو 103، أجرت لجنة السلامة البحرية (MSC)، وهي لجنة رئيسية داخل المنظمة البحرية الدولية، بحثًا شاملاً ممارسة النطاق التنظيمي استهداف السفن السطحية البحرية المستقلة (MASS).

تلتزم MSC بمواصلة تطوير أداة قائمة على الأهداف تهدف إلى تنظيم تشغيل MASS. وتشارك الحكومات الوطنية أيضًا بنشاط في تشكيل المشهد التنظيمي لدمج السفن المستقلة بأمان في صناعتها البحرية. على سبيل المثال، قامت المفوضية الأوروبية بتطوير النسخة الأولى من المبادئ التوجيهية التشغيلية للاتحاد الأوروبي في تجارب MASS.

تعزيز البنية التحتية البحرية القائمة

لقد تم بناء البنية التحتية البحرية الحالية وتكييفها على مدار سنوات، إن لم يكن قرون، لاستيعاب السفن المأهولة. تم بناء الموانئ ومرافقها لتوقع التفاعل والرقابة البشرية. على سبيل المثال، تعتمد العديد من الموانئ على الطيارين البشريين وزوارق القطر لمساعدة سفن الشحن في الرسو.

وبالتوازي مع تطوير التقنيات المستقلة، من المتوقع أن تجتذب السنوات القادمة الاستثمار في تحسين البنية التحتية للموانئ. ومن المتوقع أن يتم تحديث المحطات لتمكين الاتصال المباشر مع أنظمة الشحن الخاصة بالسفن، وتسهيل تنسيق إجراءات التحميل والتفريغ الآلية.

بالإضافة إلى ذلك، ستعتمد خدمات حركة السفن (VTS) الخوارزميات المتقدمة والذكاء الاصطناعي لتبسيط تخطيط المسار وإدارة حركة المرور لكل من السفن ذاتية القيادة والسفن المأهولة. سيسمح ذلك بالتنبؤ الدقيق بحركات السفن المستقلة بناءً على بيانات الموقع الحالي والسرعة والاتجاه.

ونظرًا لأن سفن الشحن المستقلة تعتمد بشكل كبير على التقنيات المتكاملة للملاحة والاتصالات والتحكم في النظام، فمن المحتمل أن تكون عرضة للتهديدات السيبرانية. وكرد فعل على ذلك، سيتم تعزيز الأمن السيبراني البحري ببروتوكولات تشفير قوية مصممة لحماية البيانات أثناء النقل من الاعتراض والوصول غير المصرح به.

توقعات طويلة المدى للشحن المستقل

لقد استكشفنا مجموعة من التطورات المستقبلية قصيرة المدى حتى الآن، والتي من المتوقع أن تجعل النشر على نطاق واسع لسفن الشحن المستقلة ممكنًا في العقد المقبل. وفقا لتقرير تحليل السوق الصادر عن ذكاء موردورومن المتوقع أن يصل حجم سوق السفن ذاتية القيادة إلى 11.93 مليار دولار أمريكي بحلول عام 2029.

فيما يلي بعض التوقعات طويلة المدى للشحن المستقل والآثار التي قد تترتب على ذلك بالنسبة لشحن البضائع والخدمات اللوجستية:

سيصبح الأسطول العالمي مستقلاً بالكامل

نظرًا لأن عمليات السفن خارج الموقع أصبحت ممكنة بشكل متزايد من خلال السفن التي يتم التحكم فيها عن بعد في السنوات القليلة المقبلة، فمن المتوقع أن تكتسب الهيئات التنظيمية وشركات الشحن الثقة في التقنيات المستقلة. سيؤدي هذا التحول إلى قيام صناعة الشحن باعتماد السفن شبه المستقلة بشكل تدريجي.

ومع تطور وتكامل تكنولوجيا دمج أجهزة الاستشعار والاتصالات عبر الأقمار الصناعية المتقدمة، من المتوقع أنه خلال العقدين المقبلين، ستحل السفن المستقلة بالكامل محل السفن التقليدية إلى حد كبير، مما يجعل الشحن الدولي يعتمد في الغالب على الذكاء الاصطناعي.

سيؤدي هذا التحول إلى انخفاض كبير في الطلب على الأدوار البحرية التقليدية، مثل ضباط السفن، وعمال سطح السفينة، وأطقم الصيانة، مع انتقال القوى العاملة من المهام على متن السفينة إلى الأدوار القائمة على الشاطئ.

في الوقت نفسه، سيؤدي ظهور العمليات المستقلة إلى زيادة الحاجة إلى أدوار جديدة تتطلب متخصصين في المركبات ذاتية القيادة والتقنيات المتطورة لإدارة وصيانة واستكشاف الأنظمة المعقدة المشاركة في الشحن المستقل.

تخفيض كبير في تكاليف التشغيل البحرية

وفي صناعة الشحن المستقلة بالكامل، سيتم تجهيز سفن الشحن بأنظمة دفع وطاقة مبتكرة. وستعتمد مثل هذه الأنظمة على الطاقة الصديقة للبيئة والمتجددة، مما يساعد على تقليل الانبعاثات البحرية إلى ما يقرب من الصفر. وفي الوقت نفسه، ستكون أنظمة الصيانة التي تعمل بالذكاء الاصطناعي قادرة على تحليل البيانات من أجهزة الاستشعار في الوقت الفعلي.

يمكن لهذه الخوارزميات المستقلة التنبؤ بالوقت الذي قد تتعطل فيه الأنظمة أو تحديد متى قد تحتاج الأجزاء إلى الاستبدال - كل ذلك دون وجود أي من أفراد الطاقم على متنها. وبفضل هذه التطورات، يمكن لشركات الشحن أن تشهد انخفاضًا في تكاليفها الإجمالية بمقدار 1 يقدر 20 ٪.

وحتى في السفن ذاتية القيادة التي تعمل بالوقود، يمكن برمجة أنظمة الملاحة لتعمل باستمرار بالسرعات المثلى، مما يؤدي إلى تقليل هدر الوقود. بالإضافة إلى ذلك، يمكن للسفن ذاتية القيادة تحسين المسارات بناءً على الطقس والظروف البحرية وعوامل أخرى، وتعديل المسارات والسرعات المخططة بشكل استباقي لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة في استهلاك الوقود.

في دراسة تناولت المزايا التشغيلية والاقتصادية للشحن المستقل، تشير التقديرات إلى أنه بالنسبة لكل سفينة ذاتية القيادة، يمكن أن يصل التوفير في تكاليف الوقود ونفقات الطاقم إلى ما يصل إلى 4.3 مليون دولار خلال دورة حياتها البالغة 25 عامًا.

تعزيز السلامة البحرية وتقليل الأخطاء البشرية

يُعتقد أن الخطأ البشري هو العامل الرئيسي تقريبًا 80٪ إلى٪ 90 من الحوادث البحرية. فأعضاء الطاقم، بعد كل شيء، معرضون لمجموعة من العوامل، مثل التعب والإرهاق، وسوء اتخاذ القرار، وسوء التواصل.

في المقابل، تم تجهيز السفن ذاتية القيادة بأنظمة وعي حسية وظرفية متقدمة تتيح الكشف الدقيق عن الأجسام القريبة والشواطئ والسفن الأخرى. ويمكن لخوارزميات الذكاء الاصطناعي تحديد المسارات الملاحية الأكثر أمانًا وكفاءة، مما يسمح بالتعديل التلقائي لمسار السفينة لتجنب أي مخاطر مكتشفة.

علاوة على ذلك، تستخدم السفن المستقلة أنظمة آلية لإدارة الدفع والتوجيه والعمليات الحيوية الأخرى. وتعمل هذه الأنظمة بدقة واتساق، مما يقلل من احتمالية حدوث خطأ بشري في عمليات التحكم اليدوية، بما في ذلك تعديلات السرعة غير الدقيقة أو المناورات الملاحية. في السنوات العشرين المقبلة، يمكن أن تصل الصناعة البحرية إلى نقطة يتم فيها القضاء فعليًا على حوادث الاصطدام والأرض.

تصميمات السفن المبتكرة غير المقيدة بمتطلبات الطاقم

وبدون الحاجة إلى استيعاب الطاقم في السفن المستقلة، يمكن إعادة تشكيل المساحات المخصصة تقليديًا لأماكن المعيشة، ومرافق المطبخ، وغيرها من البنية التحتية الداعمة للحياة لزيادة سعة الشحن أو تحسين تخطيط المعدات لتحقيق كفاءة أفضل.

وقد يؤدي ذلك إلى تصميمات مستقبلية أكثر أناقة وانسيابية، مما يقلل من السحب واستهلاك الوقود. على سبيل المثال، يمكن أن تكون ناقلات البضائع مغمورة بالكامل وتسافر بالكامل تحت الماء، مع الاستفادة من الظروف الأكثر استقرارًا وتجنب المخاطر على مستوى السطح.

وبدلاً من ذلك، يمكن تصميم سفن الشحن لتحويل هيكلها وتكييفه استجابة لاحتياجات البضائع. على سبيل المثال، يمكن للتصميم المجزأ أن يمكّن أجزاء من السفينة من الانفصال والالتحام بشكل مستقل، مما يؤدي إلى تحسين استخدام المساحة وتحسين كفاءة عمليات التحميل والتفريغ.

ستعمل السفن المستقلة على تبسيط عملية شحن البضائع عبر المحيطات

من المقرر أن تحدث السفن المستقلة ثورة الشحن البحري والتجارة العالمية. ومع هذه التطورات، يمكننا أن نتوقع أوقات عبور أقصر، وانخفاض استهلاك الوقود، وانخفاض كبير في حوادث الملاحة بسبب الأخطاء البشرية.

علاوة على ذلك، من المحتمل أن تصل السفن المستقلة إلى مناطق خطيرة جدًا أو أقل اقتصادية بالنسبة للسفن التقليدية ذات الطاقم البشري. على سبيل المثال، يمكن للسفن ذاتية القيادة من الفئة الجليدية أن تبحر عبر طرق القطب الشمالي التي لا يمكن الوصول إليها عادة في معظم أيام العام، مما يفتح مسارات تجارية جديدة.

هل أنت مهتم بمعرفة المزيد حول كيفية تطبيق الأتمتة على عمليات سلسلة التوريد خارج نطاق الشحن؟ ألق نظرة على هذا بلوق وظيفة لاكتشاف كيف يمكن للذكاء الاصطناعي الإنتاجي أتمتة عملية الوساطة الجمركية بأكملها!