كيفية صنع القرار الذي يحركه البيانات عمليات النقل البحري

وأصبح اتخاذ القرارات التي تحركها البيانات حجر الزاوية في عمليات النقل البحري الحديثة، وتحويل صناعة ما بمجرد الاعتماد على حدس وخبرة في آلة مصممة بدقة، ومن خلال استخدام البيانات المستمدة من أجهزة الاستشعار، والنظام العالمي لتحديد المواقع، والأجهزة التي تستخدم فيها الأجهزة، والنظم التشغيلية، أصبحت شركات النقل قادرة الآن على تحقيق الحد الأمثل من الطرق، والحد من استهلاك الوقود، وتحسين السلامة، وتقديم نهج أكثر دقة بشأن تحديد المواقع التجارية، وكل ذلك مع خفض التكاليف وتعزيز رضا العملاء.

تطور من مرحلة إلى مرحلة البيانات

وقد اعتمدت عمليات الشحن البحري على مدى عقود اعتمادا كبيرا على خبرة القبطان ومديري الموانئ والمهنيين في مجال اللوجستيات، واتخذت قرارات بشأن الطرق، وشحن البضائع، والجدول الزمني للصيانة، وإحالة أفراد الطاقم على أساس سنوات من الخبرة وأحيانا الشعور بالجمود، وفي حين أن هذا النهج يعمل بشكل معقول، فإنه لا يترك مجالا كافيا لتحقيق الحد الأمثل أو لحل المشاكل بصورة استباقية، وقد يؤدي الانحراف الطفيف إلى تأخير الشحنة بأيام، كما أن فشل المعدات كثيرا ما كان يحدث في حالة غير ملحوظة.

وقد جاء نقطة التحول إلى اعتماد أجهزة الاستشعار الرقمية، وتتبع السواتل، وشبكة المعلومات على نطاق واسع، واليوم، يمكن لسفينة واحدة من الحاويات أن تولد تيرابايت من البيانات لكل رحلة من حرارة المحرك وتدفق الوقود إلى ضغط وتيارات المحيط، وتكشف هذه البيانات، عند تجهيزها وتحليلها، عن أنماط كانت غير مرئية في السابق، مما يمكّن المشغلين من اتخاذ قرارات تستند إلى أدلة بدلا من افتراضها.

ووفقا لما ذكره ماكينزي، يمكن لسلاسل الإمداد التي تحركها البيانات أن تحقق تخفيضا بنسبة 15 في المائة في تكاليف اللوجستيات وتحسينا بنسبة 35 في المائة في مستويات المخزون، وفي قطاع الشحن، فإن الأثر يتحول بنفس القدر، وتُبلغ الشركات التي احتضنت محللي البيانات عن مكاسب كبيرة في الكفاءة التشغيلية، واستخدام الأسطول، وولاء العملاء.

الفوائد الرئيسية لصنع القرار في مجال الشحن

تعزيز الكفاءة التشغيلية

ومن بين الفوائد المباشرة لعملية اتخاذ القرارات التي تحركها البيانات القدرة على تحقيق الحد الأمثل من كل مرحلة من مراحل الرحلة، ويمكن أن تجهز أدوات التحليل المتقدمة بيانات آنية عن الطقس، والتيار، وأسعار الوقود، وازدحام الموانئ، وأداة السفن للتوصية بأكثر الطرق كفاءة، ويمكن تحديث هذه التوصيات باستمرار مع تغير الظروف، ونتيجة لذلك انخفاض استهلاك الوقود، وقصر أوقات الرحلة، وانخفاض مستوى الانبعاثات - وهو فوز ثلاثي بالنسبة لسطر الأساس.

فعلى سبيل المثال، تستخدم شركة الشحن العالمية مايرسك بيانات من نظام إدارة أسطولها لتعديل سرعة السفن وطريقها بصورة دينامية، وقد ساعد هذا النهج، المعروف ب " وصولها في الوقت المناسب " ، الشركة على خفض تكاليف الوقود بنسبة تصل إلى 10 في المائة مع الحفاظ على موثوقية الجدول الزمني، وبالمثل، أبلغ أصحاب ومشغلون مستقلون يستخدمون منابر تحليلية قائمة على الغيوم عن تحقيق وفورات مماثلة، مما يدل على أن الاستخدام الأمثل للبيانات يمكن أن يكون متاحا لأساطيل من جميع الأحجام.

الصيانة الافتراضية وإدارة الأصول

إن وقت التعطل غير المخطط له هو أحد أكثر الأحداث تكلفة في الشحن البحري، إذ يمكن أن تتحمل السفينة التي تحاصرها في البحر بسبب فشل المحرك تكاليف إصلاح، وفقدت الإيرادات، وفرض عقوبات على الشحنات المتأخرة، فالالصيانة الافتراضية، التي تستمد طاقتها من بيانات الاستشعار والتعلم الآلي، تغير هذه المعادلة، وبرصد صحة المعدات من المحركات الرئيسية إلى المضخات والمولدات، ونماذج تحليل المعدات يمكن أن تكشف عن حدوث إخفاقات في وقت مبكر.

وهذا يتيح للمشغلين تحديد مواعيد الصيانة خلال المكالمات المعتزمة في الموانئ، وتقليل التعطل إلى أدنى حد، فعلى سبيل المثال، قام عامل خط رئيسي باستخدام تحليلات متوقعة على أسطوله بتخفيض عدد أنشطة الصيانة غير المخطط لها بنسبة 25 في المائة وخفض تكاليف الإصلاح بنسبة 20 في المائة على مدى سنتين، كما يجري تطبيق التكنولوجيا على تنظيف المحركات، وتحقيق كفاءة الدفع، وحتى رصد حالة الشحن، وتوسيع نطاق حياة الأصول وتحسين موثوقية الأسطول عموما.

تحسين إدارة السلامة والمخاطر

فالسلامة هي الهيمنة في مجال النقل البحري، كما أن اتخاذ القرارات التي تحركها البيانات يجعل السفن أكثر أمانا من أي وقت مضى، كما أن نماذج البيانات في الوقت الحقيقي المستمدة من نظم الملاحة، والرادار، ونظام المعلومات المسبقة عن علم، وخدمات الطقس تسمح لأفرقة الجسور بتقييم مخاطر الاصطدام، وتفادي الطقس الخطر، واتخاذ قرارات مستنيرة بشأن السرعة والمسار.

فعلى سبيل المثال، تستخدم بعض الأساطيل الآن تحليلات سلوكية لرصد تنبيه الطاقم والامتثال لإجراءات السلامة، وتكشف الكاميرات والمجسات في غرفة المحرك عن الدخان أو تسرب الغاز أو الهتزازات الشاذة، وتخطر الطاقم والدعم القائم على الشواطئ على الفور، وتجمع البيانات المستمدة من هذه الحوادث لتحسين بروتوكولات التدريب والسلامة في جميع أنحاء المنظمة، ووفقا للمنظمة البحرية الدولية، فإن 50 في المائة من نظم إدارة السلامة البحرية يمكن أن تؤدي إلى الحد من الحوادث.

رضا العملاء والشفافية

وفي عصر التجارة الإلكترونية وسلاسل الإمداد العالمية، يتوقع العملاء أن يبرزوا الشحنات في الوقت الحقيقي، فالشحن الموجه نحو البيانات ينص على الشفافية، فتكامل بيانات تتبع السفن والموانئ والنقل بين الوسائط يعطي العملاء اتفاقات تجارية دقيقة، وتحديثات استباقية بشأن التأخيرات، وإثبات حالة التسليم، وهذه الشفافية تُنشئ الثقة وتخفف العبء الإداري الذي تتحمله تحقيقات العملاء.

وعلاوة على ذلك، يساعد تحليل البيانات الشركات على تحقيق مستويات المخزون على النحو الأمثل والحد من المخزون، ومن خلال تحليل أنماط النقل البحري التاريخية والتنبؤات بالطلب، يمكن لمديري اللوجستيات أن يعدل توزيع الشحنات، وتحديد مواقع الحاويات، واختيار الموانئ للوفاء بالتزامات التسليم على نحو أكثر موثوقية، وأفاد مقدم الخدمات اللوجستية الرئيسي بأنه بعد تنفيذ برنامج للرؤية المرتكزة على البيانات، ارتفعت درجات رضا العملاء بنسبة 30 في المائة، وزادت الأعمال التجارية المتكررة بنسبة 15 في المائة.

التكنولوجيات التي تُنقل البيانات

تحليل البيانات الضخمة وبحيرات البيانات

ويتطلب حجم البيانات التي تنتج عن عمليات الشحن الحديثة قدرات قوية للتخزين والتجهيز، كما أن منابر تحليل البيانات الضخمة التي كثيرا ما تستخدم في استخدام البحيرات التي تستخدم فيها البيانات التي تبنى على بيانات مجمّعة للهياكل الأساسية السحابية من مصادر متفرقة: أجهزة استشعار السفن، ونظم الموانئ، وأجهزة البث الجوي، وبيانات الشحن، وأوامر العملاء، وتستخدم هذه المنصات حاسوبا موزعا لتجهيز مجموعات البيانات الضخمة بسرعة، مما يتيح الاطلاع على معلومات قريبة من الزمن.

وأصبحت أدوات مثل أباتشي هودوب، وسكر، وخدمات التحليل السحابي (مثلاً، الأمازون ريدشيفت، أو غوغل بيكري، أو ميكروسوفت أزور سينابسي) معياراً في شحن أكوام تكنولوجيا المعلومات، وهي تتيح لعلماء البيانات أن يديروا استفسارات معقدة، وأن يبنيوا لوحات للدبابات، وأن يدربوا نماذج للتعلم الآلات على نتائج التاريخي والتدفق.

الاستخبارات الفنية والتعلم الآتي

والتعلم الآلي هما العقلان وراء التحليلات، ويمكن للنموذجين الافتراضيين المدربين على البيانات التاريخية أن يتوقّع استهلاك الوقود استنادا إلى بيانات الرحلة، وتقدير الوقت اللازم للوصول بدقة عالية، بل وحتى أن يُحدّدا أقصى قدر من الحاويات للتقليل من الإجهاد على السفينة، ويجري اختبار خوارزميات التعلّم على الإنفاذ من أجل الملاحة المستقلة، حيث يتعلم النظام أفضل الطرق في ظروف مختلفة.

فعلى سبيل المثال، نشرت شركة الشحن اليابانية نظاماً للتعلم العالي يستخدم في تحسين سرعة السفينة وكفاءة الوقود، ويتعلم النظام باستمرار من البيانات التشغيلية والتنبؤات الجوية، ويكيف البارامترات لتحقيق الأداء الأمثل، وتظهر النتائج المبكرة انخفاضاً بنسبة 4 في المائة في استهلاك الوقود دون التضحية بموثوقية الجدول الزمني، وبما أن نماذج التنفيذ المتقدمة النمو لن تؤدي إلا إلى نمو دورها في صنع القرار في الوقت الحقيقي، مما يتيح في نهاية المطاف زيادة عدد السفن شبه المستقلة أو المتمتعة بالحكم الذاتي تماماً كاملاً.

شبكة الإنترنت للأشياء (IoT) وحساب إدج

أجهزة الإيوت هي الشبكة الحسية للسفينة الذكية، إذ يقيس آلاف أجهزة الاستشعار درجة الحرارة والضغط والهتز والرطوبة والرطوبة والحركة عبر السفينة، وتنقل هذه الأجهزة البيانات إلى خواديم الحافة التي تسبق إرسالها قبل إرسال ملخصات إلى السحابة، ويقلل حساب الحوسبة من تكاليف الرطوبة وزوارق النطاق، مما يسمح بإجراء الإنذارات الحرجة على الفور، حتى عندما تكون الاتصالات الساتلية محدودة.

وتقوم شركات الشحن حاليا بنشر أجهزة استشعار للوقود في الحاويات لرصد درجة الحرارة بالنسبة للسلع القابلة للتلف، والرطوبة بالنسبة للمستحضرات الصيدلانية، والصدمة بالنسبة للأصناف الهشة، وتمتد هذه القدرة إلى ما يتجاوز السفينة بكامل سلسلة الإمداد، مما يعطي الشاحنين رؤية نهائية ويتيح التدخلات القائمة على الظروف، على سبيل المثال، إعادة توجيه حاوية لحم البقر لتجنب موجة حرارية، ومن المتوقع أن يزيد معدل النمو العالمي في سوق الشحن بنسبة تزيد على 15 في المائة.

التوائم الرقمية والحساب الإلكتروني

وتوفر الحواسيب السحابية العمود الفقري لتخزين البيانات وتجهيزها والتعاون، ويمكن للشركات المعنية بالنقل البحري أن تصل إلى لوحات سطوح تحليلية من أي مكان، وأن تتقاسم البيانات مع الشركاء، وأن تضخ الموارد الحاسوبية عند الطلب، وهذا التحول الديمقراطي في البيانات له قيمة خاصة بالنسبة للمشغلين الأصغر حجما الذين لا يستطيعون تحمل تكاليف مراكز بيانات كبيرة في مرحلة الاستهلاك.

ويتخذ التوأم الرقمي قدرة السحاب خطوة أخرى، فالتوأم الرقمي هو نسخة افتراضية من شحنة مادية من الأصول، وقد يكون سفينة أو ميناء أو أسطولا كاملا، وبتحفيز ظروف العالم الحقيقي، يمكن للمشغلين اختبار سيناريوهات " ما إذا كانت " دون مخاطر، فعلى سبيل المثال، يمكن للواخر الرقمية أن تحاكي خطط تحميل مختلفة، وطرق جوية، وجداول زمنية للاستمرار في إيجاد التواريخ الأمثل.

التطبيقات العالمية الحقيقية ودراسات الحالات الإفرادية

الطريق الأمثل في سكال

وقد قامت سفن شحن رئيسية بين آسيا وأوروبا بتنفيذ نظام آلي للتعلم على الطرق، حيث اعتبر النموذج بيانات الرحلة التاريخية، والطقس في الوقت الحقيقي، والتنبؤات الجارية للمحيطات، باقتراح تعديلات سريعة ومدارية كل ست ساعات، وخلال فترة 12 شهرا، أدى النظام إلى خفض استهلاك الوقود بنسبة 6 في المائة لكل رحلة، وخفض انبعاثات ثاني أكسيد الكربون بمقدار 000 8 طن سنويا، وتحقق وفورات في الوقود وحده مقابل الاستثمار التكنولوجي في غضون السنة الأولى.

الصيانة الافتراضية للمكونات الهندسية

وقامت شركة ناقلة بتجهيز أسطولها بمجسات وأجهزة رصد حالة النفط على المحركات الرئيسية، وباستخدام منصة صيانة متوقعة قائمة على الغيوم، قام النظام بتصوير أنماط غير طبيعية من الاهتزاز في غرفة الاحتراق التابعة لسفينة واحدة، وقام الطاقم بتفتيش الحقن المستتر وحل محله قبل أن يتسبب في انهيار، وقد استغرق الإصلاح نصف يوم في الميناء مقابل توقف طارئ محتمل مدته ثلاثة أيام في البحر.

رصد حركة السيارات في الوقت الحقيقي

وقد قام مقدم خدمات اللوجستيات الذي يتعامل مع المستحضرات الصيدلانية ذات القيمة العالية، بشراكة مع بائع للتكنولوجيا لنشر أجهزة استشعار باليوت داخل حاويات الشحن، وتتبع أجهزة الاستشعار درجة الحرارة والرطوبة والموقع كل 15 دقيقة، وعندما تعرضت حاوية في طريقها إلى مستشفى لتصلب درجة حرارة بسبب إخفاق وحدة التبريد، قام النظام بتنبيه الناقل تلقائيا، وقام الناقل بإعادة توجيه الحاوية إلى مرفق قريب للتخزين البارد من أجل إصلاح الشحنات.

التحديات والحواجز أمام التبني

أمن البيانات والمخاطر الأمنية السيبرية

ومع زيادة قابلية الوصل للتأثر، أصبحت شركات الشحن هدفا للهجمات الإلكترونية، بما في ذلك الفدية التي يمكن أن تعطل نظم السفن أو تعرض البيانات التجارية الحساسة للخطر، ويتطلب اتخاذ القرارات التي تحركها البيانات اتخاذ تدابير قوية لأمن الفضاء الإلكتروني: التشفير، ومراقبة الدخول، ومراجعة الحسابات المنتظمة، وتدريب الموظفين، ويمكن أن تكون تكلفة الخرق كارثية، مالية وسمعية على السواء.

وقد بدأت الأطر التنظيمية مثل المبادئ التوجيهية للمنظمة البحرية الدولية بشأن إدارة المخاطر السيبرانية في تكليف الحد الأدنى من الممارسات الأمنية السيبرانية، إذ أن الشركات التي لا تمتثل لغرامات المخاطر وفقدان الأعمال التجارية، والاستثمار في أمن الفضاء الإلكتروني ليس اختيارياً، بل هو شرط أساسي للعمليات الآمنة التي تحركها البيانات.

التكامل

ويعمل العديد من شركات النقل البحري مع مزيج من النظم القديمة والبرمجيات الحديثة، حيث إن إدماج البيانات من مختلف البائعين ومنابر وأشكالها أمر صعب، ولا تزال احتمالات اتخاذ القرارات التي تحركها البيانات غير مكتملة، دون وجود هيكل موحد للبيانات.

ومن أجل التغلب على ذلك، تعتمد الشركات الرائدة حلولاً متوسطة، وعمليات تكامل قائمة على أساس تطبيق المعايير، وبحيرات البيانات التي تغري وتطبيع البيانات من مصادر متعددة، غير أن هذه المشاريع تتطلب استثمارات كبيرة في البداية وموظفين ذوي مهارات، وبالنسبة للمشغلين الأصغر حجماً، يمكن أن تكون التكلفة والتعقيدات باهظة، مما يؤدي إلى صناعة ذات مستويين تستفيد منها جهات فاعلة كبيرة بينما تتقلص أعداد صغارها.

قفزة المهارات وقص المواهب

إن علوم البيانات والتعلم الآلي والهندسة السحابية هي ميادين متخصصة، وكثيرا ما تفتقر صناعة النقل البحري، التي تركز تقليديا على الهندسة البحرية والسوقيات، إلى الخبرة الداخلية اللازمة لبناء وصيانة نظم تحليلية متقدمة، كما أن من الصعب توظيف علماء البيانات الذين يفهمون مجال النقل البحري، ويستغرق تدريب الموظفين الحاليين وقتا، وهذا النقص يبطئ وتيرة التحول الرقمي.

وتعالج الشركات هذا الأمر من خلال إقامة شراكات مع موردي التكنولوجيا، باستخدام منابر تحليلية غير رمزية/دونية، أو الاستثمار في برامج التدريب، وقد بدأت بعض الأكاديميات البحرية في تقديم دورات في مجال تحليل البيانات والتكنولوجيات الرقمية للشحن، ومع مرور الوقت، سيحسن خط أنابيب المواهب، ولكن الفجوة في المهارات لا تزال تشكل عائقاً.

نوعية البيانات وتوحيدها

والقرارات التي تتخذ بناء على البيانات لا تعدو أن تكون جيدة كما هي البيانات التي تعتمد عليها، إذ أن صيغ البيانات غير متسقة، والقراءات المفقودة، وأخطاء معايرة الاستشعار، وأخطاء إدخال البيانات يدويا تضعف الدقة، وبدون ضوابط على جودة البيانات، يمكن أن تسفر نماذج التحليل عن نتائج مضللة، ولا تزال مبادرات توحيد المعايير مثل نظام جمع البيانات التابع للمنظمة البحرية الدولية ومعايير التنسيق الرقمية للشحن بعيدا عن بعضها.

ويجب على الشركات أن تنفذ أطراً لإدارة البيانات تحدد ملكية البيانات، ومقاييس الجودة، وإجراءات التحقق من صحة البيانات، ويمكن أن تُظهر عمليات التحقق من صحة البيانات آلياً شذوذ قبل أن تؤثر على صنع القرار.

مستقبل الشحنات من البيانات إلى الـ ديريفن

Vessels and Remote Operations

فالتعبير النهائي عن اتخاذ القرارات التي تحركها البيانات في مجال النقل البحري هو السفينة المستقلة، وهناك عدة مشاريع، منها يارا بيركلاند (النرويج) وسفن الشاحن ذاتية الوردية، تجري اختبارات للسفن المستقلة أو الخاضعة للمراقبة عن بعد، وتعتمد هذه السفن على طبقات أجهزة الاستشعار ونظم القرارات والاتصالات الساتلية، وفي حين أن الاستقلال الكامل يرجح أن يبعد عن عقود بسبب العقبات التنظيمية والأمنية، ويتقدم الرصد عن بعد، والآلية الذاتية الجزئية بسرعة.

الاستدامة وخفض الانبعاثات

ويواجه النقل البحري ضغوطاً لخفض الانبعاثات بما يتماشى مع أهداف المنظمة البحرية الدولية، فالتعظيم الذي تحركه البيانات أداة حاسمة لتحقيق هذه الأهداف، وبتحسين السرعة والترم وحالات التهوية، يمكن للسفن أن تخفض استهلاك الوقود بنسبة 10 إلى 20 في المائة، وتخفض انبعاثات غازات الدفيئة بشكل مباشر، كما أن الوقود البديل مثل غاز النيتروجين والهيدروجين والأمونيا يتطلب نظماً جديدة للرصد والسلامة، ولكن يمكن أن تساعد المعلومات التحليلية على إدارة هذه المواد بكفاءة.

Blockchain for Trust and Transparency

وفي حين أن تكنولوجيا تحليل البيانات ليست مجردة، فإن الاختراعات في شكل أداة تكميلية للشحن المدفوع بالبيانات، ويمكن لبلوكشاين أن يقدم سجلاً لا يمكن تحصينه للمعاملات والتصديقات وإثبات الشحنات، وعندما يدمج مع أجهزة الاستشعار التابعة للشركة، فإنه يتيح " عقود الذكاء " التي تنفذ تلقائياً المدفوعات أو التخليص الجمركي عند استيفاء الشروط، مما يقلل من الأوراق المالية، والاحتيال، والتأخيرات.

دور معهد إدج إيه و5 زاي

ويمكن للسفن، التي تُستخدم في حساب الارتفاعات، إلى جانب شركة AI - المعروفة باسم " حافة AI " ، أن تتيح مزيدا من التجهيز على متن السفن، مما يقلل من الاعتماد على وصلات ساتلية عالية التردد، ويمكن للسفن أن تُرفع مجموعات بيانات كبيرة بسرعة، وأن تتلقى تحديثات تحليلية في الوقت الحقيقي، مما سيمكن من زيادة الاستجابة للطرق، والتنبؤ بالإنترنت، وتنبيهات المتعلقة بالسلامة.

خاتمة

إن اتخاذ القرارات التي تحركها البيانات ليس مفهوماً لا جدوى منه بالنسبة للشحن البحري - وهو هنا الآن، إذ يحقق فوائد ملموسة في الكفاءة والسلامة والاستدامة وترضية العملاء، ومن تحقيق الاستخدام الأمثل للطرق والصيانة المتوقعة إلى رصد الشحنات في الوقت الحقيقي والعمليات المستقلة، فإن البيانات هي الوقود الجديد الذي يُمكن الصناعة، والشركات التي تستثمر في البنية الأساسية الصحيحة للبيانات والمواهب وقدرات التحليلات ستتفوق على أقرانها، بينما تُترك المخاطر.

ولا توجد تحديات في الرحلة إلى نضج البيانات الكاملة: فالتهديدات المتعلقة بالأمن السيبراني، وإصابة الصداع، ونقص المواهب، وقضايا جودة البيانات، ولكن المسار واضح، وبما أن التكنولوجيا لا تزال تتطور، فإن ترسيخ ثقافة تحركها البيانات لن يصبح مجرد خيار وإنما ضرورة للبقاء والنمو في المشهد التجاري التنافسي، والمستقبل يعود إلى أولئك الذين يمكنهم تحويل مسارات البيانات إلى أفكار عملية، مما يؤدي إلى تحويل السلع إلى آفاق عالمية.

لمزيد من المعلومات عن كيفية إعادة تحليل البيانات لتشكيل اللوجستيات، انظر McKinsey's insights on data-driven supply chains] و]IMO Data Collection System].