Apunt monogràfic: bessons digitals


==Apunt monogràfic: bessons digitals==

Un bessó digital (''digital twin'')és una representació virtual d'un objecte o d'un sistema al llarg de tota la seva vida útil''. ''Veurem tot seguit uns quants exemples de l'aplicació dels bessons digitals en alguns ports marítims d'arreu del món.

==Introducció==

Mitjançant l'ús d'eines digitals i de dades en temps real, un bessó digital permet crear, assajar, construir i monitoritzar un producte o un procés sense posar en risc l'operativa normal de la infraestructura a què s'aplica. El seu ús permet convertir grans quantitats de dades en models de més fàcil comprensió i compartició. D'aquesta manera es facilita la tasca de presa de decisions en la gestió d'infraestructures i se'n millora l'eficiència operativa; altres objectius que poden ajudar a assolir els bessons digitals són l'increment de la seguretat, una major agilitat en les comunicacions o la millora ambiental.

Aquest article utilitza i amplia les informacions proporcionades per Port de Barcelona a l'adreça ''web ''de més avall, d'on també prové la imatge a continuació, amb esment dels elements principals que constitueixen un bessó digital –aplicat en aquest cas a ports marítims.


[[File:Draft_Alvarez_Puerta_801280314-image1.jpeg|235x235px]]

''Esquema port físic / bessó digital. L'ús d'aquestes representacions virtuals pot ajudar els ports a compartir volums d'informació cada cop més grans, a millorar l'eficiència operativa i la gestió de dades, i a evitar riscos (© PierNext Port de Barcelona)''

==Barcelona==

Port de Barcelona treballa en un seguit de tecnologies per implantar un sistema de bessó digital. D'una banda, s'estan duent a terme les tasques corresponents a la representació tridimensional dels espais portuaris barcelonins a fi de caracteritzar digitalment les operacions de la infraestructura amb l'ajut de gràfics i imatges reals; d'altra banda, es treballa per generalitzar a Port de Barcelona la connectivitat 5G i wifi, amb l'objectiu que es puguin gestionar més sensors en temps real. També es s'incideix en els instruments d'intel·ligència artificial (que al capdavall són els encarregats d'interpretar les dades recollides i de prendre algunes decisions) i d'anàlisi de vídeo (per a tasques de comptatge i control d'aforaments, de detecció de canvis i de tramesa d'avisos).

Tot plegat contribuirà a la presa de decisions en temps real per part dels gestors portuaris i a la millora de la productivitat del port. A més, ajudarà a garantir la seguretat dels treballadors i les companyies que operen al port, farà possible una major transparència de les operacions de cara als clients, i permetrà una certa capacitat predictiva en relació amb les operacions de càrrega i descàrrega i de recollida i lliurament de contenidors.

D'aquesta manera, es podrà anar un xic més enllà que el que permeten a hores d'ara les eines de monitorització de Port de Barcelona, que per bé que cobreixen un ampli ventall d'activitats (operació dels remolcadors, canvi modal cap a camió o tren, accés i sortida de vehicles...) només ofereixen de moment la possibilitat de consultes aïllades en el temps, de vegades de manera diferida, i sovint en un entorn cartogràfic bidimensional.

==Anvers==

El port d'Anvers (Bèlgica) va començar a implantar l'any 2018 APICA (Antwerp Port Information & Control Assistant), un bessó digital que sobreposa capes de realitat augmentada a fotografies i que transmet a l'usuari tota la informació necessària perquè conegui l'estat dels moviments portuaris en qualsevol moment. L'eina va esdevenir plenament operativa el mes de març de 2021, tot i que segons els responsables del port caldran dos o tres anys més per afinar la capacitat d'anàlisi deductiva de les eines d'intel·ligència artificial que utilitza el bessó digital APICA.

Atès que el d'Anvers és un dels ports més grans del món, aquesta visió general del port era abans quasi impossible d'obtenir d'un cop d'ull. Amb APICA, que combina dotze bases de dades, esdevé factible el coneixement en temps real del nombre de vaixells que es troben a port o d'aspectes com ara el rendiment dels aerogeneradors portuaris.


[[Image:Draft_Alvarez Puerta_801280314-image2.png|600px]]

''Capes de realitat augmentada sobre fotografies convencionals constitueixen la interfície d'operació que proporciona APICA (© Port of Antwerp)''


Altres factors que permet de copsar ràpidament APICA són els moviments de mercaderia, la presència d'embarcacions il·legals (amb possibilitat d'enviar alertes), les trajectòries de vols de drons, les imatges de les més de cinc-centes càmeres de vigilància que cobreixen les vies navegables associades al port (comunicat per canals i rutes fluvials amb el rerepaís), o el funcionament dels panys digitals connectats.

==Rotterdam==

El Port de Rotterdam (Països Baixos) ha creat el seu clon digital a partir de sensors instal·lats arreu de la infraestructura (de més de 100 km<sup>2</sup>), que faciliten l'obtenció de dades en temps real sobre temperatura ambiental, velocitat del vent i humitat relativa, així com terbolesa, salinitat, fluxos i nivells de l'aigua, moviments mareals i corrents. Mitjançant la utilització d'intel·ligència artificial per analitzar totes les dades recopilades, l'autoritat portuària pot predir amb precisió quins seran els millors horaris d'atracada i de sortida dels vaixells, de manera que se n'aconsegueix reduir els temps d'espera i consum de combustible, així com agilitzar els processos de càrrega i descàrrega i optimitzar la capacitat de transport de les naus.

Un dels elements més notables que per a la millora operativa del port és una terminal d'aigües profundes, automatitzada, que utilitza vehicles autònoms per fer seguiment dels moviments de les aigües profundes i mesuraments de calats amb un nivell de precisió del 100%. La utilització d'una interfície de visualització d'aquests paràmetres permet al port i a les companyies de transport estalvis importants de temps d'amarratge: això implica beneficis econòmics per als operadors, i major capacitat de rebre vaixells per al port.

Atès que el port de Rotterdam té connexions amb un miler d'altres ports del món, també li interessa de conèixer els paràmetres geofísics d'altres infraestructures portuàries. Amb aquesta finalitat, utilitza l'eina de recerca [https://weare42.io/ Container 42]: es tracta d'un contenidor de transport marítim, sensoritzat, que viatja allà on calgui i envia les informacions d'interès a la base de dades del port de Rotterdam, sempre en expansió.


[[Image:Draft_Alvarez Puerta_801280314-image3.png|600px]]

''(© WeAre42)''


Vehicles subaquàtics autònoms, boies amb captadors, molls sensoritzats, Container 42... Aquesta aplicació massiva de la Internet de les coses (''Internet of Things, ''IoT), desenvolupada pel port de Rotterdam conjuntament amb IBM, Cisco Systems i Axians, hauria de permetre a la infraestructura neerlandesa d'esdevenir abans de 2030 el primer port digital del món.

==Hamburg==

El port d'Hamburg té digitalitzada la pràctica totalitat dels seus processos logístics, incloent-hi el control del trànsit viari, ferroviari i marítim. Prop de dues mil companyies es poden beneficiar d'aquest conjunt de dades, i amb la visualització i la integració que en permet el bessó digital (de realitat virtual i de realitat augmentada), l'accés a la informació és molt més fàcil i immediat, des d'un sol lloc.

El bessó digital del port d'Hamburg s'ha desenvolupat en tres fases: en primer lloc, la creació de la infraestructura digital; després, l'escaneig dels espais i els edificis rellevants; i finalment, la implantació d'eines d'anàlisi de les dades obtingudes pels sensors.

El projecte de ''digital twin ''d'Hamburg ha anat acompanyat a més de la incorporació de tecnologia 5G a tot el port (en el marc del [https://5g-monarch.eu/smart-sea-port-use-case/ Projecte 5G MoNarch]), cosa que contribueix a fer que la informació proporcionada pel bessó digital sigui més completa i de més ràpid accés. Alguns dels serveis que han estat millorats gracies a 5G MoNarch són per exemple els controls semafòrics per optimitzar els fluxos de trànsit, la sensorització d'embarcacions. I pel que fa pròpiament al bessó digital, la major amplada de banda ha permès d'incorporar-hi visions de realitat augmentada o virtual en 360 graus.

La combinació de ''digital twin ''i de 5G permet al port d'Hamburg de controla de manera més efectiva totes les parts del port, especialment les mòbils. A més llarg termini, haurà de servir també per recolzar la planificació dels futurs desenvolupaments de la infraestructura, tot il·lustrant de manera més fiable i eficient els complexos procediments que comportarà aquesta evolució.

==Singapur==

L'any 2018 el port de Singapur va inaugurar el seu [https://www.porttechnology.org/news/singapore_to_develop_digital_twin_tech/ Centre for Excellence in Modelling and Simulation of Next Generation Ports (C4NGP)], com a primera peça per a la digitalització total del port de la ciutat a fi d'incrementar-ne la competitivitat.

Un dels projectes de recerca en marxa dins el C4NGP és precisament la creació d'un bessó digital que permeti assajar virtualment l'eficiència operativa del port real, amb remarca de possibles escenaris disruptius, com els que podrien tenir lloc en situacions de desastre natural o d'episodis meteorològics extrems.

La versió de bessó digital del port de Singapur, encara en desenvolupament, també hauria de sevir per ajudar en l'avaluació de l'impacte en el funcionament del port la construcció de la nova [https://www.ship-technology.com/projects/tuas-terminal-singapore/ Terminal Tuas], que serà la més gran del món un cop es completi (horitzó 2040) i permetrà acollir naus de major capacitat.

Cal assenyalar que el bessó digital del port de Singapur empetitirà en comparació amb altres projectes de bessó digital a la ciutat-estat, com ara el que proposa de completar un bessó digital de tota la ciutat-estat, en un projecte de llarg termini i en constant evolució anomenat [https://www.nrf.gov.sg/programmes/virtual-singapore Virtual Singapore] i desenvolupat per la Fundació Nacional per a la Recerca d'aquell país.


[[Image:Draft_Alvarez Puerta_801280314-image4.jpeg|600px]]

''Singapur: no només el seu port tindria un bessó digital, sinó tota la ciutat (© Virtual Singapore) ''


==Autors==

Redactat per: [mailto:alfonso.martinezjaume@gencat.cat Alfonso Martínez Jaume]

<span id="_GoBack"></span>Per saber-ne més: [https://piernext.portdebarcelona.cat/ca/tecnologia-ca/ports-bessons-digitals/ Port de Barcelona], [https://www.portofantwerp.com/en/news/meet-apica-our-digital-brain Port d'Anvers], [https://www.ibm.com/blogs/internet-of-things/iot-digital-twin-rotterdam/ Porr de Rotterdam], [https://www.hamburg-port-authority.de/en/themenseiten/digital-testing-ground Port d'Hamburg], [https://www.transportandlogisticsme.com/smart-sea-freight/singapore-to-build-digital-twin-port Port de Singapur].