DNV船级社:在航运业转型时代弥合安全缺口

2021-04-13 20:04 | 国际船舶网 船级社


当所有人的目光都聚焦在以数字化和脱碳为代表的转型之时,整个航运业也需要格外关注,如何弥合相关新技术带来的安全风险。最新发布的DNV白皮书揭示了这些安全风险,并为战胜这些风险与挑战提供了可行的解决方案。

纵观航运业的发展历程,无论遇到任何挑战,整个行业都会主动求变,不断提高其生产力和生产效率,以适应新的发展需求。目前以数字化和脱碳为代表的两项新变革,正在对航运业未来的运营和相互合作产生巨大影响。数字化正在催生大数据,数据模型和远程检验的广泛使用。新技术和新型燃料也在脱碳领域发挥重要作用。但若想转型成功,还有一个重要问题亟待解答,那就是整个行业是否有能力识别和管控相关安全风险。

新版白皮书强调潜在的安全风险

DNV新版白皮书《在转型时代弥合安全缺口》中,对未来五年可能出现的由转型带来的新安全风险与现有风险管控方法之间的差距做出了预警。对当前安全,数字化转型,可持续发展和脱碳等概念也阐述了自己的见解。

“白皮书为我们敲响了警钟,数字化和脱碳使航运业越来越安全,越来越洁净的同时,也带来了新的安全风险。” DNV高级顾问兼本书主要作者Fenna Van de Merwe表示,虽然船东可以基于我们的观点,为数字化和脱碳方式提供透明,合理和可靠分析的良好基础,但他们也需要意识到,安全的航运系统依然是重中之重。本书与船舶从新造到营运阶段的整个生命周期都息息相关。

航运安全是基础

什么是航运安全?本书将其定义为航运系统的一种‘特质’,具备稳健的,弹性的和持续提高的特性。特质意味着航运安全比其他任何部分都重要。按照这一观点,一个系统是由人,组织和/或技术等要素共同作用,而非单一要素所能独立完成。

本书认为全面的风险管控,包括全方位的安全观,是实现数字化和脱碳领域管控安全风险的关键。

数字化转型中的安全风险

当创新技术和有价值数据被广泛应用时,数字化就为提高效率,安全性和成本控制提供了巨大的潜能。但随着这些新技术的不断涌现,系统的复杂性也随之增加。软件,传感器和依赖算法原则的机器控制系统相互关联并且相互依赖,当彼此协调一致时便可默契配合,反之在某一分部分受损时,则会一损俱损。

本书提出了与系统高度复杂性相关的三个主要的安全风险,并给出建议如何克服这些安全障碍。

第一,传统的风险管控方法已经变得日簿西山,面对日趋复杂的船舶系统,不仅需要关注单一组件的可靠性,更需要关注系统的整体性能。因为一套不可靠的系统可能是安全的,但一套可靠的系统也可能是不安全的。因此,不能仅仅因为有证据表明系统具备足够的可靠性,就断定系统是安全的。

复杂的软件密集型系统的安全性和可靠性,表明仅靠可靠性信息不能得出系统安全性的结论。

过程和完工检验是确保系统安全性和可靠性的方法之一。通过数字孪生仿真技术,使包括使用条件和操作参数的动态更新等,所有产品信息都能触手可及。在DNV参与开发的 “开放式仿真平台” 联合工业项目中,数字孪生仿真技术已被证明是支持未来航运系统研发和运营的一种物美价廉的手段。

业务集中化和支持团队分散化将增加

第二,数字化也会影响人们的工作方式。一方面,自动化水平不断提高,更多集中化业务的远程操作也在增加。另一方面,越发复杂和高度集成化的系统涉及更多不同的利益相关方,为保证顺利运行,需要带领更多分散的团队一起工作。到底谁要负责哪一部分?如果相互联系中断,或有表现消极的员工被催促工作,将会发生什么?

因此,公司需要支持员工的所承担的角色和需求。Van de Merwe认为,这需要两个要素,一是以人为中心的系统设计并采用支持人类发挥的技术,二是合理的“功能分配”。

在提高对风险的宏观理解的一个事例中,由DNV主导的某联合工业项目(JIP),是以人为中心设计的报警管理系统,解决了驾驶室报警泛滥的难题。该项目源自于普遍的共识,即作为决策支持工具的报警功能,实际表现不尽人意。往往在最需要报警功能的时候,它的作用发挥越小。这一关键结论说明系统集成和以人为本的设计理念,将为操作者快速反应并正确行动提供必要的信息。

第三,随着各个国际组织日益成为多个利益相关方和供应商的结合体,他们需要数字化转型战略以管控整个组织的潜在风险。

人员和技术之间的职能分配

本书认为“职能分配”,即技术和人员之间的职能划分,在数字化转型中尤为重要。Van de Merwe解释说,这是因为如果系统的设计不符合安全要求或不能正常工作,只有很少的技术人员能够进行干预。本书也指出,人比技术更能适应未来的挑战,并能利用包括技术手段在内的一切手段创造性的处理各种情况。

在某实际案例中,DNV一直同欧洲海事安全署合作,以发现与不同等级无人船舶相关的潜在风险和监管空白。这就涉及到如何在操作者和技术系统之间进行职能分配,然后进行风险分析以评估解决方案的可靠性。

Van de Merwe指出,数字化转型中的职能分配要求组织具备管控数字化如何影响职能成功分配的能力。

为什么需要数字化转型战略?

由于数字化能够实现安全风险管控,但同时也会产生新的风险。因此,国际组织需要数字化战略与流程来管控转型带来的革新。航运公司的决策应该支持其数字化的雄心壮志,并与所有利益相关方达成共识,并对数字化风险统一认识,以推动国际组织的战略目标。Van de Merwe强调,重要的是,转型过程中需要时常重新审视其公司战略,以跟上技术发展的步伐。安全咨询部主管Øystein Goksøyr指出 “我们DNV提供了一整套服务方法用以支持客户的个性化转型需求。” “我们为从战略和智能船队转型到管理实施及智能运营,制定了四个等级,我们在其中提供服务以确保认定的机遇是安全和高效的,并且得到有效实施。”

替代燃料存在特定的安全风险

在脱碳方面,现有的和未来的目标设定意味着倒计时已经开始,这为及时选择通往2050之路的有效方案带来了压力:包括新的可替代的碳中和燃料以及相应的加注系统和配套设施。国际航运业必须在2050年之前将温室气体(GHG)排放量减半,以实现国际海事组织(IMO)的目标,并在2100年之前实现完全脱碳。

但与传统燃料相比,新的可替代燃料所具有的特性也带来了新的,特别的安全挑战,这意味着需要有新的理解,不同的安全系统和操作方法。氨是一种令人激动的替代品,但它有剧毒和易燃性,并且需要低温储存。氢气作为液化气体储存需要(-235)的极低温度,作为压缩气体储存时则需要(250-700 bar)的极高压力。它的分子也是所有分子中的最小的,且它的可燃范围大,容易点燃,因此储存氢气非常具有挑战性。

替代燃料壁垒图,转载自DNV《面向2050年的海事展望》(2020年版),安全性是关键挑战之一。

脱碳过程中的安全障碍

《在转型时代弥合安全缺口》的白皮书,确定了与替代燃料发展及其运行模式相关的三个主要安全风险。第一,利益相关方可能专注于各自子系统的孤岛运行。因此DNV倡导进行系统整合以实现协作和透明。

“DNV主导着管控特殊燃料相关风险的工业项目,”Van de Merwe指出。“MarHySafe项目是我们与同行业各利益相关方在联合开发项目中的一个范例,它是为发展对氢气安全管控的共同理解,并为制订航运业氢气安全路线图提供基础。”

缺失的法规需要共同的努力去弥补知识缺口

第二,监管框架无法跟上技术发展。Van de Merwe解释道,“这就是为什么我们建议共同承诺,用知识和经验来补充现有法规的缺失。”“我们对液化天然气,燃料电池,甲醇,乙醇和液化石油气的分类规则是确保安全设计的关键步骤,通过隔离,双重屏障,泄露检测和自动隔离泄露来保护船舶免受火灾和有毒气体泄露造成的威害。”

在电池安全性的联合开发项目中,DNV率先提出与船舶电池相关的安全风险。为了进一步促进以氨和氢为燃料运行的船舶安全,目前DNV正在为这些燃料的选择制订规范,同时与业内其他伙伴合作,以消除对这些燃料使用的障碍,例如作为合作伙伴,加入绿色航运计划。

第三,供应商和终端用户可能缺乏对航运业和燃料特性的理解。DNV相信解决问题的方法是发展自身能力并培养持续其提高能力的文化。

减少安全风险,实现更安全更洁净的航运业未来蓝图

“我们的研究表明,在通往未来更安全更洁净的航运道路上,我们需要继续以人为本,” Van de Merwe总结道。“通过打破各自为战,我们可以对安全风险拥有整体认识,并在确认和实施管控措施上进行合作。” 这将有助于我们积极主动地理解,界定和应对我们需要克服的挑战,以实现航运业更大程度的数字化和脱碳转型。

 

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