حوزه های تحقیق و توسعه در حمل و نقل دریایی

حوزه های تحقیق و توسعه در حمل و نقل دریایی


مقدمه:
براساس آخرین اطلاعات بیش از 90 درصد تبادل تجاری کشور از طریق دریا انجام می گیرد. بنابراین صنایع دریایی یکی از مهمترین صنایع کشور محسوب می شوند. صنایع دریایی علاوه بر کشتیرانی شامل حوزه های دیگری نیز می گردد. صنایع کشتی سازی، نفت و گاز فراساحلی و همچنین صنایع پشتیبان مانند کارخانه های تولید کننده تجهیزات، بنادر و پایانه ها، حمل کنندگان کالا و اجاره دهندگان کشتی، کارگزاران حمل و نقل، شرکت های بیمه و موسسات مالی و اعتباری از آن جمله اند. حوزه های یاد شده را می توان به دو بخش اصلی تقسیم کرد:
•زنجیره حمل و نقل دریایی
•منابع دریایی
در زنجیره حمل و نقل دریایی، مقوله های کشتی سازی، کشتیرانی و بندر و در حوزه منابع دریایی تاسیسات فراساحلی، مناطق ساحلی و منابع دریایی قرار دارند. تحقیق و توسعه در حوزه های یاد شده زمینه دستیابی به چشم انداز بیست ساله جمهوری اسلامی ایران در حمل و نقل دریایی را فراهم می نماید.
مقاله حاضر به بررسی حوزه های پژوهش و توسعه فناوری در حمل و نقل دریایی می پردازد.
دست اندرکاران اصلی زنجیره حمل و نقل دریایی تفکر تحقیق و توسعه را در طرح خوشه ای عنوان شده در شکل 1 بنا نهاده اند. شکل (1) ساختارخوشه ها در صنعت حمل و نقل دریایی را نشان می دهد. سمت راست پیکان (الف) فرآیند را در طول چرخه عمر و سمت راست پیکان (ب) به محصول، یعنی کشتی و سیستم های کشتی، بندر و کشتیرانی به عنوان رابط بین کشتی و ساحل اشاره دارد.

علاوه بر آن موضوع استراتژیک ایمنی و محیط زیست مکمل ساختارخوشه ای است (ج) . بنابراین موصوعات اصلی تحقیق و توسعه عبارتنداز:
•کشتی سازی
•کشتیرانی
•بنادر
•ایمنی
•محیط زیست


اکنون به شرح موصوعی تحقیق و توسعه می پردازیم:
1- کشتی سازی
1-1- طراحی
اولین حوزه تمرکز در مقوله کشتی سازی بر روی مسائل مرتبط با فرآیند طراحی است. زیرا توسعه فناوری در این زمینه عملکرد کشتی را ارنقاء و هزینه های ساخت و عملیات را کاهش می دهد. در حوزه طراحی توجه ویژه به موارد زیر ضروری است:
•ابزار نو و ابتکاری برای فرآیند طراحی اولیه، به ویژه استفاده از سیستمهای خبره.
•بهبود ابزارهای فرآیند طراحی پایه هیدرودینامیک با تأکید بر بهبود موارد پیش بینی در محاسبات مقاومت کشتی در مقابل چگالی.
•اثر نیروهای خنثی کننده در طراحی بدنه، رفتار در هنگام مانور، و اثرات عمق محدود آّب.
•بهبود ابزار طراحی نیروی محرکه.
•بهبود ابزار پیش بینی رفتار ساختاری.

1-2- تولید
بهبود کارائی تولید حوزه دیگری است که در پروژه های زیر می توان به آن پرداخت.
•افزایش اتوماسیون و استفاده از روبات در تولید.
•بهبود روش در فرآیندهای جوشکاری.
•بهبود روش در ساخت قطعات و اجزاء.
•روشهای تضمین کیفیت و دقت در ساخت.

1-3- استاندارد سازی
استاندارد سازی و استفاده از پیمانه ها (Module) حوزه دیگری از تلاش های تحقیق و توسعه است که در پروژه های زیر محقق می شود:
•استاندارد کردن اجزاء (Component)
•استاندارد کردن حوزه های عملیاتی مهم
•پیمانه بندی (Modularization)

1-4- استفاده از مواد جدید
تحقیق در این زمینه با هدف کاهش هزینه ها و بهبود کیفیت اجزاء برای نیل به قابلیت اطمینان بیشتر انجام می شود. زمینه تحقیق و توسعه در این مقوله به پژوهش در انواع مواد باز می گردد.
انواع مواد عبارتند از:
•مواد کامپوزیت
•فولاد آلیاژی ویژه با مقاومت زیاد
•فناوری تست غیر مخرب و اتصالات
•مواد حفاظت از خوردگی

1-5- بهبود فناوری تبادل اطلاعات
هدف از بهبود فناوری تبادل اطلاعات پیاده سازی یک سیستم یکپارچه تولید به عنوان مرکز اطلاعات برای رسیدن به سطح بهینه اتوماسیون و قابل انعطاف در ساخت قطعات و اجزاء است. حوزه های تمرکز شامل موارد ذیل است:
•پدید آوری فرمت های خنثی برای تبادل اطلاعات
•پیاده سازی معماری CIM (سیستم یکپارچه تولید رایانه ای) در فرآیند طراحی و تولید
•پیاده سازی سیستم های نظارت و مراقبت تولید و بازخورد آن، شامل مدیریت کیفیت، پشتیبانی مدیریت از چرخه عمر اطلاعات و پدیدآوری استانداردهای بیتشر برای سیستم های کنترل کشتی.

1-6- استفاده از فناوری اطلاعات / ارتباطات
امروزه فناوری های جدیدی در مدیریت و تبادل اطلاعات در دسترس است. کاربرد بخش های مناسب این فناوری ها در حوزه دریانوردی امری ضروری برای رقابت در این صنعت است. زمینه تحقیق عبارتند از:
•فناوری های سطح بالا و چند سطحی ارتباطات.
•ابزارهای واقعیت مجازی (Virtual Reality) .
•توسعه فناوری برای پشتیبانی شرکت ها / کنسرسیوم ها ی مجازی
•بهبود فنون شبیه سازی و برنامه ریزی تولید.
•پیاده سازی سیستم های خبره برای پشتیبانی تصمیم گیری و استاندارد کردن ابزار طراحی EDI

1-7- بهبود محیط پشتیبان
برای بهبود کیفیت محیط پشتیبان با توجه به فاز طراحی، سه حوزه اصلی قابل بررسی خواهد بود:
•فرآیند آموزش
•مدیریت طراحی
•فلسفه و سازمان کار در ایجاد ساختار مجتمع دریایی

1-8- بهبود ایمنی
تمایل بین المللی ء تغییر قوانین ایمنی از دستوری به عملکردی است. با توجه به این رویکرد، قبول استانداردهای ایمنی، مبتنی بر ارزیابی جامع مخاطرات و کاهش اندازه ریسک های منتخب خواهد بود. توسعه و تطبیق فرآیند ارزیابی ریسک به نحوی که کلیه مراحل طراحی را پوشش دهد، امری ضروری است. موارد تحقیق و توسعه در سه مقوله دسته بندی می شوند:
•رعایت ایمنی در طراحی، شامل مقاومت سازه در مقابل آسیب، پایداری در مقابل خسارت، تجهیزات نجات، پیشگیری و اطفاء حریق.
•اجرای فرآیندهای ارزیابی ریسک شامل: توسعه روشهای ارزیابی ریسک، توسعه ابزار ارزیابی ریسک، توسعه رده بندی سیستم های شکست در کشتی، اجرای نمونه های کاربردی.
•ایمنی در فرآیندهای تولید

1-9- پایداری زیست محیطی
طراحی، «کشتی دوستدار محیط زیست» یک چالش است. ارائه راه حل باید ترکیبی از عملیات اقتصادی و حفاظت زیست محیطی باشد. روشها باید به نحوی طراحی شوند که از اثرات طراحی جدید، فرآیندها و اجزاء بر روی محیط زیست ارزیابی معقولی شود. حوزه های تمرکز به شرح ذیل است:
•محدود کردن آلودگی عملیاتی
•استفاده از مواد «دوستدار محیط زیست»
•طراحی کشتیهای «دوستدار محیط زیست»

1-10- شناورهای جدید برای کشتیرانی جدید
مبنای طراحی انواع جدید کشتی، رشد پایداری تجارت جهانی و فشارهای ناشی از رقابت در کشتیرانی است.
سرفصل های پژوهش در این زمینه عبارتند از:
•سرعت کشتی
•ایده های نو در صنعت کشتیرانی
•ایده های نو کاربردی در شناورهای دریارو و رودخانه رو، و شناورهای آبراههای داخلی

1-11- لجستیک دریایی
خدمات حمل و نقل دریایی فعالیت های مستقل نیستند، بلکه بخشی از الزامات لجستیکی و سیستمهای بین المللی تولید و تجارت می باشند. کارآئی لجستیک دریایی با توجه به کیفیت آن تعیین می شود. حوزه های پژوهش عبارتند از:
•مدیریت لجستیک، که نیازمند بهبود در مدل سازی لجستیک و فناوری سخت افزاری و نرم افزاری اطلاعات و ارتباطات است.
•تجهیزات روی عرشه و سیستم هائی که شامل طراحی یا بهبود سیستم ها و زیرسیستم های زیر می شود:
- سیستم یکپارچه کنترل کشتی
- سنسورهای مقاوم (Robust) برای پشتیبانی از طولانی کردن دوره تعمیرات اساسی
- آنتن های رادار
- توسعه مواد جدید برای افزایش عمر اجزاء ماشین آلات.
- بهبود تجهیزات مهاربندی
- بهبود سیستم های رانش دیزل ـ الکتریک

2- کشتیرانی
دومین حوزه تحقیق و توسعه ، صنعت کشتیرانی است. منظور از تحقیق وتوسعه در این صنعت یافتن نوآوریهای جدید و استفاده از فناوریهای نوین بصورت گسترده است. فناوری را به سادگی می توان نسخه برداری کرد اما این روش رقابت پایداری برای دست اندرکاران این صنعت خلق نمی کند. از سوی دیگر استفاده از فناوری های نوین که مبتنی بر دانش است به سادگی نسخه برداری نمی شود. تحقیق و توسعه در حوزه کشتیرانی در مقولات ذیل انجام می شود:

2-1- تغییرات در اقتصاد و بازار
تغییرات اصلی در بازارها و تولیدات بین المللی به وقوع می پیوندد. این روند، تأثیرات ژرفی بر تجارت و بازار کشتیرانی در دهه آینده خواهد گذاشت. موارد ذیل از عوامل اصلی این رخداد می باشند.:
- افزایش جمعیت و مصرف انرژی
- جهانی سازی
- خدمات لجستیک
- خدمات ICT

لذا هدف از پژوهش در این حوزه یافتن نیروهای پیش برنده پیشرفت های فوق الذکر و نیز ساختن مدل های عددی (کمی و کیفی) برای تجزیه و تحلیل پیامدهای حمل و نقل بین المللی و صنعت کشتیرانی خواهد بود.

2-2- لجستیک و حمل و نقل چند وجهی
امروزه مزیت حمل و نقل چندوجهی نسبت به حمل و نقل زمینی بر همگان روشن است. به ویژه که حمل و نقل آبی قادر به پوشش مسافات طولانی تر نیز می باشد. خدمات حمل و نقل چند وجهی باید با سیستم های یکپارچه مدیریت زنجیره تأمین پشتیبانی شود.
هدف از تحقیق و توسعه در این زمینه افزایش رقابت در سیستم های حمل و نقل چند وجهی است که حمل و نقل آبی بعنوان بخشی کلیدی از آن محسوب می شود.
موارد پژوهش در این مقوله عبارتند از:
•مسیرهای جدید کشتیرانی
•مدیریت زنجیره تأمین (SCM)
•توسعه معماری ICT برای عملیات حمل و نقل چند وجهی
•استفاده مشترک از اطلاعات بین دست اندرکاران حمل و نقل
•بازنگری استانداردهای واحد کالا

2-3- ملاحظات زیست محیطی و حمل و نقل پایدار
محیط زیست دریایی دارای اهمیت ویژه ای است. دریاها و اقیانوس ها علاوه بر سهولت بخشیدن به حمل کالا ها، خود نیز به عنوان منابع عظیمی از مواد غذایی و پروتئینی به شمار می روند. صورتهای مختلف استخراج انرژی موج، نیروی حرارتی و جزر و مد از دیگر ویژگیهای این محیط به شمار می رود. بستر دریا نیز در بسیاری از نقاط جهان دارای منابع سرشمار و غنی نفت و گاز و سایر فرآورده های معدنی است که تجارت جهانی نمی تواند از آن ها چشم پوشی کند. استخراج منابع و معادن از کف دریاها و اقیانوس ها، محیط زیست آنرا دچار مخاطرات جدی آلودگی ساخته است که می تواند زمینه ساز بروز مشکلات برای آیندگان شود.
با این مقدمه آگاهی و نگهداری از محیط زیست دریایی از الزامات صنعت حمل و نقل دریایی بوده و از طراحی کشتی و اجزاء و سیستم های آن تا عملیات کشتی در دریا باید مورد توجه قرار گیرد.
توسعه فناوری و پژوهش در موارد ذیل تمرکز می یابد:
• ارزیابی عملکرد زیست محیطی شامل مراقبت و مستند سازی
•تعریف استانداردها
•مدل سازی برای مراقبت از موارد آلودگی و حذف آثار آن از محیط زیست عملیاتی
•محاسبه هزینه های آلودگی ناشی از کشتیرانی (زیست محیطی، سوانح، آلودگی صدا، تراکم و زیرساخت ها) در مقایسه با سایر شیوه های حمل و نقل

2-4- منابع انسانی
استخدام افسران کارآزموده مهمترین چالش صاحبان کشتی در سر تا سر دنیاست. این چالش شامل بخش خشکی شرکت های کشتیرانی نیز می شود. در بعضی کشورها مانند کشور ما تقاضا برای استخدام افسران کارآزموده بیشتر از عرضه آن است. لذا از افسران خارجی برای کار بر روی کشتی استفاده می شود. بنابراین مهمترین هدف در مقوله منابع انسانی، تربیت و پرورش نیروی انسانی کارآمد برای استفاده در خطوط کشتیرانی است.

2-5- فناوری اطلاعات و ارتباطات در عملیات و نگهداری ماشین آلات
فناوری اطلاعات و ارتباطات (ICT) بعنوان یکی از فناوریهای توانمند ساز، تأثیرات مهمی بر صنعت کشتیرانی، سازمان آن، عملیات و مدیریت کشتی دارد.
افزایش دسترسی به اطلاعات در مورد وضعیت کشتی هزینه های نگهداری و تعمیرات را کاهش داده و دیدگاه عمیقی به مالک کشتی برای تصمیم گیری می دهد. تبادل اطلاعات بین تأمین کنندگان تجهیزات و موسسه رده بندی زمینه استفاده کارآمد از کارشناسان و نیز پشتیبانی را فراهم می نماید. حد اعلای این چالش، یکپارچگی نیروهای صاحب صلاحیت مستقر بر روی کشتی، دفاتر شرکت و صنایع پشتیبان است که موجب بهبود عملیات و نگهداری و تعمیرات کشتی می شوند و زمینه را برای پاسخگویی به عملیات ایمن و پیشگیری از آلودگی فراهم می سازند.
زمینه های پژوهش و توسعه فناوری اطلاعات و ارتباطات را می توان در موارد زیر مشاهده نمود:
• استاندارد سازی اطلاعات به نحوی که ناوبری و سیستم اتوماسیون بصورت یکپارچه عمل نمایند.
• استفاده از دستورالعمل های الکترونیکی برای تجهیزات و عملیات نگهداری و تعمیرات
• سیستم های نگهداری و تعمیرات مبتنی بر رایانه

3- بنادر
سومین حوزه در پژوهش و توسعه فناوری صنعت بندر است. اتصال بنادر به حمل و نقل ترکیبی و اجزای مختلف حمل و نقل ملی به یکدیگر، گلوگاه هایی را ایجاد کرده که کلیه عوامل داخلی بندر مانند تجهیزات بندری، محوطه های بندری، جاده های داخل بندر و دروازه گمرک و عوامل خارجی نظیر افزایش تولید صنایع، رشد صادرات، واردات و ترانزیت کالا، تحولات نظام اقتصادی جهانی، قوانین بین المللی و انجام پروژه ها در دیگر کشورها در جابجایی و شکل یافتن این گلوگاه ها مؤثر می باشد. توسعه بنادر تجاری کشور به دلیل تنوع و تعدد متغیرهای درونی و محیطی با چالشهای عمده زیر مواجه می باشند :

الف) عوامل تأثیرگذار داخلی شامل :
•قوانین جدید بازرگانی و گمرکی که ناشی از تغییر سیاستهای مختلف است.
•تغییرات سریع زیرساختهای حمل و نقل
•تغییر تجهیزات و غیره

ب) عوامل تأثیرگذار خارجی :
•تغییر شکل اقتصاد جهانی
•تغییر سیاستها و قوانین بین المللی
•تحولات نظام سیاسی جهان
نیاز به گسترش تجارت خارجی و کمک به رشد اقتصاد ملی، مسئولیت سنگینی را بر دوش بنادر همة کشورها به ویژه بسیاری از کشورهای در حال توسعه نهاده است. بنابراین، نقش بنادر دستخوش تغییر شده است. فعالیت بندر دیگر محدود به بارانداز و محوطة اطراف آن نیست. بنادر اکنون در زمینه کلیه فعالیتهایی که جزئی از زنجیره حمل و نقل هستند، فعالیت دارند. در برخی از بنادر، این فعالیتهای جدید افزون بر یک سوم از درآمد بندر را تشکیل می دهند. در طول دهه های 1950 و 1960، برخی از بنادر سنتی (که قبلاً تنها مراکز حمل و نقل بودند) به نحو فزاینده ای به مرکز خدمات تجاری و اقتصادی تبدیل شده اند و در برخی موارد به میزان قابل توجهی بر ارزش کالاهایی که جابجا می کنند، افزوده اند. طی ده سال اخیر، این فرآیند در برخی از بنادر بسیار پر رفت و آمد سرعت گرفته است. بنادر امروزی خدمات متنوعی ارائه می دهند که از مرزهای متعارف بنادر قبلی فراتر رفته است. از جمله می توان از فعالیتهای توزیع نام برد. امروزه یک زیربنای اطلاعاتی تمام عیار نیز به زیربنای فیزیکی
بنادر اضافه شده است که برخی آن را «ساختار اطلاعاتی» (Infostructure) نامیده اند. بنابراین، بنادری که به این سمت حرکت کرده اند به سکوهای لجستیکی واقعی برای تجارت بین المللی تبدیل شده اند.

تحولات یاد شده تحقیق و توسعه در باره نقش جدید بنادر را ضروری می سازد. مقولات اصلی پژوهش و توسعه فناوری عبارتند از:

3-1- توسعه ظرفیت
موارد پژوهش در زمینه توسعه ظرفیت بنادر عبارتنداز:
•زیر ساخت های پایه
شامل:
- لایروبی
- سازه های اسکله
- توسعه زمین بندر
- مراکز خدمات راه آهن و شناورهای کوچک
- زیرساخت ایمنی
- زیرساخت حمل و نقل در پایانه ها

-زیرساخت های پیشرفته
شامل:
- پایانه های پسکرانه ای(بنادر خشک)
- زیرساخت خط لوله صنعتی
- انبار
- مناطق توزیع
- تجیهزات تخلیه و بارگیری
- سیستم های حمل ونقل کالای ویژه
- تسهیلات تخلیه و بارگیری کالای ویژه(شامل کلیه تسهیلات مربوط به آب و هوا وکالاهای پروژه ای)
- تسهیلات مربوط به افزایش استفاده از زمین

•ارتقا بهره وری
شامل:
- سیستم جامعه بندری مبتنی بر WEB
- سیستم اطلاعات بندری
- سیستم های ICT برای تجارت کالا
•سرمایه گذاری
شامل:
- جذب سرمایه برای سرمایه گذاری مشترک
- سرمایه گذاری در توسعه زمین های بندر
- بازاریابی و تبلیغ بندر
- جذب شرکت ها
- زیر ساخت های آموزش نیروی انسانی

3-2- ایمنی
ایمنی در حمل و نقل بندری و دریایی عبارت است از سطح تضمینی که متولیان حمل و نقل دریایی و بندری در حفظ جان و مال کلیه ذی نفعان سیستم ارائه می دهند. ایمنی در حمل و نقل و بخصوص در زمینه حمل و نقل بندری و دریایی امری تخصصی است که مشتریان و کاربران این سیستم ها آشنایی زیادی با نحوه تامین و تضمین این امر ندارند. بر اساس ادبیات ایمنی حمل و نقل، ایمنی نتیجه اقدامات و برنامه ریزی¬ها در زمینه چند مقوله مختلف است:
- طراحی برای ایمنی، شامل مقاومت سازه های بندری در مقابل آسیب، پایداری در مقابل خسارت، تجهیزات نجات، پیشگیری و اطفاء حریق.
- پیاده سازی فرآیندهای ارزیابی ریسک شامل: توسعه روشهای ارزیابی ریسک، توسعه ابزار ارزیابی ریسک، توسعه رده بندی سیستم های شکست در بندر، اجرای نمونه های کاربردی.
- ایمنی در فرآیندهای عملیاتی

2 -3- محیط زیست
حمل و نقل دریایی شامل بخش بندر (بنادر تجاری ، پایانه های نفتی ، تعمیرگاه کشتیها و اسکله های صیادی) و بخش دریایی (واحدهای شناور) می باشد، هر کدام از این بخشها بسته به نوع فعالیتی که در آنها انجام می پذیرد منجر به تولید زائداتی می شوند که بطور بالقوه می توانند منبعی برای آلودگی دریا محسوب گردند. جمع آوری ، بازیافت، پردازش و دفع صحیح این مواد اثر قابل توجهی بر کاهش آلودگی دریا ناشی از حمل و نقل دریایی برجای خواهد گذاشت. گزینه دیگر برای کاهش مواد آلاینده در دریا، مقابله و پاکسازی این مواد پس از ریزش به دریا می باشد. زمینه های پژوهش در این مقوله عبارتند از:
- حفظ محیط زیست دریایی و مبارزه با آلودگی آب دریا
- ارزیابی عملکرد زیست محیطی شامل مراقبت و مستند سازی
- تعریف استانداردها
- مدل سازی برای مراقبت از موارد آلودگی و حذف آثار آن از محیط زیست عملیاتی

نتیجه
حوزه های اصلی توسعه فناوری در حمل و نقل دریایی عبارتند از:
• کشتی سازی
•کشتیرانی
• بندر
الف - کشتی سازی
تمرکز در حوزه کشتی سازی برای پژوهش و توسعه فناوری بر مقولات زیراست:
- طراحی
- تولید
- بازیافت
- انواع جدید کشتی
- تجهیزات و سیستم های کشتی
- ایمنی و نیازهای زیست محیطی
ب- کشتیرانی
مباحث قابل تعمق در حوزه کشتیرانی برای انجام پروژه های پژوهشی به قرار ذیل است:
- اقتصاد و تغییرات در بازار
- لجستیک و حمل و نقل چند وجهی
- منابع انسانی و تجهیز نیرو
- کاربرد ICT در عملیات و نگهداری و تعمیرات
- ایمنی کشتیرانی در آبهای ساحلی

ج- بنادر
در حوزه بنادر مطالعه و پژوهش بر روی سرفصل های ذیل انجام می شود:
- ظرفیت های پذیرش انواع کالا
- ارتقاء بهره وری
- ایمنی و امنیت
- محیط زیست دریایی

 

منبع: سایت دانشجو