Op zoek naar een marktpartij met interesse in de dronetechnologie van Demcon Unmanned Systems raakte managing director Fedor Ester zes jaar geleden in gesprek met Van Oord, welbekend internationaal waterbouwbedrijf. Daardoor verschoof de focus naar onbemande vaartuigen en alle slimme automatiseringsoplossingen die daarmee samenhangen. Gekoppeld aan de brede maritieme kennis van Van Oord, werd eerst een uncrewed surface vessel (USV) voor binnenwateren ontwikkeld. En eind dit jaar starten de watertesten voor de eerste offshore variant, die eveneens in cocreatie tot stand kwam.
‘Certificering verbetert het uiteindelijke resultaat’
Destijds werkte Van Oord zelf al met USV’s, maar deze bleken te weinig robuust voor de werkprocessen. ‘Met Van Oord spraken we af dat we op basis van hun specificaties en prestatie-eisen een onbemand vaartuig zouden opleveren. Dit met exact dezelfde functionaliteiten, kwaliteit en data-output als hun bestaande, 8 meter lange, bemande peilboot. Maar dan volledig digitaal, kleiner, lichter, goedkoper én duurzamer’, vertelt Fedor Ester van de Delftse dochteronderneming van de Demcon Groep. Demcon Unmanned Systems heeft inmiddels vijftien medewerkers in dienst en sluit met haar propositie goed aan bij de kernactiviteiten van het moederbedrijf: hightech en roboticaoplossingen voor uiteenlopende markten als maritiem, hightech, medisch, agro en defensie/space.
Wim Balvert van Van Oord is voorstander van certificering van de offshore USV. ‘Hoewel je volgens de regels daar nu nog niet toe verplicht bent, vinden we het voor onze klanten belangrijk om dit wel te doen.’ Foto: Van Oord
‘Alles is dubbel, soms driedubbel en kruiselings aan elkaar verbonden, zodat systemen elkaar kunnen overnemen als er iets misgaat’
Van Oord legde een aantal minimumeisen op tafel. ‘Om met ons sonarsysteem nauwkeurig het bodemprofiel in kaart te kunnen brengen, moeten we de geluidssnelheid in het water weten. Hiervoor moet zo’n bootje naar het midden van het surveygebied kunnen varen en zelfstandig die sensor laten zakken om op diepte kwalitatief hoogwaardige survey-correctiedata te verkrijgen’, stelt Wim Balvert, verantwoordelijk voor beheer en innovatie van alle survey-equipment bij Van Oord. Dit familiebedrijf, met de hoofdvestiging in Rotterdam, heeft ruim 150 jaar ervaring als maritiem aannemer. Er werken ruim 5.800 medewerkers. ‘Verder wilden we het liefst een vaste schroef zonder schroefas: dat maakt het beter bestand tegen vuil in het water en zorgt voor zo min mogelijk bewegende delen voor makkelijker onderhoud.’
Continu doorontwikkelen
Doordat USV’s geen bemanning aan boord hebben, kunnen deze schepen een stuk kleiner zijn, wat de operationele kosten verlaagt. ‘Per definitie moeten ze ook geheel digitaal zijn, omdat ze op afstand gestuurd worden. Door deze digitalisering kun je het vaartuig en het werkproces verder automatiseren. Zo maken we autonoom surveyen mogelijk’, verklaart Ester. Die mate van autonomie wordt continu doorontwikkeld. ‘Denk aan nieuwe sensoriek of algoritmen die nieuwe autonome functionaliteiten voor de gebruiker mogelijk maken.’
USV’s zijn bovendien duurzamer in vergelijking tot bemensde peilboten, want geheel elektrisch, en bovendien wordt het personeel niet langer blootgesteld aan gevaarlijke situaties op het water.
De grootste puzzel voor Demcon was de verplichting om binnen de afmetingen van een kleine zeecontainer te blijven. ‘Heel complex om een kleine boot te laten voldoen aan de hoge operationele, stabiliteits- en zeewaardigheidseisen, en om alle benodigde elektronica voor onbemand en autonoom varen in die kleine ruimte te krijgen’, aldus Fedor Ester. Foto: Demcon Unmanned Systems
Offshore windparken
De eerste keer dat Van Oord een Demcon USV inzette, was bij werkzaamheden aan de snelweg A16, waarbij met multi-beam sonar de bodem van tien bouwkuipen onder water in kaart gebracht werd. ‘Een gewone bemande boot is te groot, daarmee kun je niet in dergelijke geïsoleerde natte constructiegebieden komen. Dan is zo’n USV ideaal’, zegt Balvert, die de eerste ervaringen ‘heel goed’ noemt. Na deze succesvolle introductie nam Van Oord nog eens drie USV’s van dit type in gebruik.
Daarnaast ontstond bij de Rotterdamse maritiem specialist de vraag naar een USV voor survey-activiteiten in offshore windparken op de Noordzee. ‘Voor offshore moet uiteraard de range vergroot worden, zodat de boot niet na een dag op het water aan de stekker hoeft. Anders ben je net buitengaats en moet je weer terug naar de haven’, zegt Balvert. ‘En als de boot zo ver de zee opgaat, is deze uit het zicht. Ook daarom moet de offshore variant een slag robuuster.’ Reden voor Demcon om veel aandacht te besteden aan de componentselectie, de aanpassing van de rompvorm en het naval design van het casco. ‘Op die manier borgen we dat de USV in slecht weer en uitdagende omgevingscondities veilig en stabiel blijft varen en opereren’, aldus Ester.
Redundante uitvoering
Momenteel loopt een certificeringstraject bij DNV, een classificatie-instelling voor de scheepvaart en de offshore-industrie. Want hoewel een USV niet past in een bestaande klasse, willen beide partijen de offshore USV wel laten toetsen aan de strenge eisen rond veiligheid, stabiliteit en kwaliteit in de bestaande klasserichtlijn. ‘Hoewel je volgens de regels daar nu nog niet toe verplicht bent, vinden we het voor onze klanten belangrijk om dit wel te doen. Ook onze operationele blauwdruk voor het autonoom, onbemand en op afstand besturen van een schip willen we onder een DNV-klasse krijgen’, zegt Balvert. ‘Best veel werk, maar het dwingt je om alles van tevoren te doordenken en dat verbetert het uiteindelijke resultaat.’
Link magazine oktober/november 2023. Thema circulair ondernemen: meer toegevoegde waard, kleiner footprint? Lees Link magazine digitaal of vraag een exemplaar op bij mireille.vanginkel@linkmagazine.nl
Voor Demcon betekende dit een paar extra uitdagingen. ‘Je moet rekening houden met klassevoorschriften die nog zijn gebaseerd op grote bemande scheepsbouw. Dat levert op verschillende vlakken nieuwe discussies op tussen ons als ontwikkelaar, de bouwer, eigenaar en certificeringsinstantie. Inmiddels zijn we voor 98 procent uit de engineeringfase’, zegt Ester. ‘Bovendien moet qua constructie alles dikker en robuuster, waarbij je moet nadenken over de ophang, krachten, stabiliteit en de temperatuur- en schokbestendigheid van de constructie, elektrische systemen en componenten.’
Verder is het hele ontwerp redundant gemaakt. ‘Alles is dubbel, soms driedubbel en kruiselings aan elkaar verbonden, zodat systemen elkaar kunnen overnemen als er iets misgaat en de kernfunctionaliteiten altijd blijven werken. Denk aan de communicatie, datanetwerken aan boord, het energiesysteem en de aandrijving.’ De grootste puzzel was echter de verplichting om binnen de afmetingen van een kleine zeecontainer te blijven met het oog op het vervoer. ‘Heel complex om een kleine boot te laten voldoen aan de hoge operationele, stabiliteits- en zeewaardigheidseisen, en om alle benodigde elektronica voor onbemand en autonoom varen in die kleine ruimte te krijgen.’
Meters maken
De eerste watertesten met de offshore USV staan gepland voor december; in het eerste kwartaal van 2024 wordt het sensorplatform naar verwachting operationeel ingezet op een project. Zowel Balvert als Ester karakteriseert de samenwerking als prettig en open. ‘Door dit ontdekkingstraject gezamenlijk in te gaan, kom je nu bij de certificering tot iets waarvan iedereen denkt: dat is een goed uitgangspunt. Daarom doen we dit ook: het is pionieren, maar door erbij te zijn, kunnen we wel mede de richting bepalen’, zegt Balvert. ‘En als in de toekomst een kleine baggerzuiger vanuit ons remote control center moet worden bediend, van waaruit ook de USV wordt bestuurd, hebben we al heel veel uitgezocht en geleerd om dat mogelijk te maken.’
Leren en innoveren eindigen nooit, weet Ester. ‘Het is een relatief nieuwe technologie, we kunnen nog verder automatiseren en werkprocessen verder integreren.’ Inmiddels kijken Demcon en Van Oord ook naar gezamenlijke Europese onderzoeks- en ontwikkelingsprojecten. Balvert: ‘Bijvoorbeeld naar een nieuwe ontwikkeling om te zorgen dat een boot meer data aan boord kan verwerken en deze efficiënter kan versturen. De chips die daarvoor nodig zijn, moeten nog gemaakt worden. Een kwestie van samen meters maken en zo steeds meer voordelen en toepassingen creëren.’
