Perspectivas para el desarrollo de vehículos de superficie no tripulados en Colombia: El caso de Cotecmar

The fourth industrial revolution began a few years ago with the advancement and integration of artificial intelligence, digitalization, and automation in different economic sectors. The naval industry in different countries has also been at the forefront of this revolution, introducing robotics to achieve ships with levels of automation and surface vehicles with autonomous navigation, which can operate without crew on board. This is how the Colombian naval industry has also started this path towards maturity in the development and integration of 4.0 technologies in unmanned surface vehicles (USV), being pointed out in the naval development plan 2042 [1] of the Colombian Navy as an opportunity for technological advancement. COTECMAR, being a fundamental part in the support and projection of the Colombian Navy\u27s capabilities, proposes a route for the design and construction of the first Colombian USV; for this reason, this article presents through a review, the efforts and progress made in the past and to date, as well as what is proposed for the future, the challenges and impact on the Colombian naval industry. This review will allow the generation of a strategic vision in the current members of the project and may also generate new interested parties that, through their knowledge, will generate valuable contributions that can promote a project that will guide the Colombian Navy towards the technological vanguard.La cuarta revolución industrial comenzó hace unos años con el avance e integración de la inteligencia artificial, la digitalización y la automatización en diferentes sectores económicos. La industria naval en diferentes países también ha estado a la vanguardia de esta revolución, introduciendo la robótica para lograr barcos con niveles de automatización y vehículos de superficie con navegación autónoma, que pueden operar sin tripulación a bordo. Así es como la industria naval colombiana también ha iniciado este camino hacia la madurez en el desarrollo e integración de tecnologías 4.0 en vehículos de superficie no tripulados (USV), siendo señalado en el plan de desarrollo naval 2042 [1] de la Armada Colombiana como una oportunidad para el avance tecnológico. COTECMAR, siendo una parte fundamental en el apoyo y proyección de las capacidades de la Armada Colombiana, propone una ruta para el diseño y construcción del primer USV colombiano; por esta razón, este artículo presenta a través de una revisión, los esfuerzos y avances realizados en el pasado y hasta la fecha, así como lo que se propone para el futuro, los desafíos e impacto en la industria naval colombiana. Esta revisión permitirá la generación de una visión estratégica en los actuales miembros del proyecto y también puede generar nuevos interesados que, a través de sus conocimientos, generarán valiosas contribuciones que pueden promover un proyecto que guiará a la Armada Colombiana hacia la vanguardia tecnológica

Desafíos en el proceso de integración de sistemas en unidades navales. Caso de estudio: Proyecto Unidad de Distribución de Datos

This article presents the challenges faced by the Research and Development Department of COTECMAR in the process of systems integration in naval units. For this purpose, it is used as a case study, the project through which a Data Distribution Unit (DDU) designed for ships of the Colombian Navy was developed and implemented. The methodology implemented for the development of the DDU is shown in summary form, with special emphasis on the implementation and testing phase; likewise, the main drawbacks identified and the most relevant lessons learned related to the integration of hardware and software modules that make up the DDU are presented. In this sense, it was found that in about 30% of the cases, the novelties or difficulties that arose, especially in the software implementations, were due to inaccurate information from the original manufacturers\u27 manuals and undocumented updates. Finally, recommendations are made to improve onboard systems integration processes.Este artículo presenta los desafíos que enfrenta el Departamento de Investigación y Desarrollo de COTECMAR en el proceso de integración de sistemas en unidades navales. Para ello, se emplea como caso de estudio, el proyecto mediante el cual se desarrolló e implementó una Unidad de Distribución de Datos (DDU) diseñada para buques de la Armada de Colombia. Se muestra de forma resumida la metodología implementada para el desarrollo de la DDU, haciendo especial énfasis en la fase de implementación y pruebas; así mismo, se presentan los principales inconvenientes identificados y las lecciones aprendidas más relevantes, relacionadas con la integración de los módulos de hardware y software que componen la DDU. En este sentido, se encontró que en alrededor del 30% de los casos, las novedades o dificultades que se presentaron, especialmente en las implementaciones de software, obedecieron a información imprecisa de manuales de los fabricantes originales y actualizaciones no documentadas. Finalmente, se emiten recomendaciones orientadas a mejorar los procesos de integración de sistemas a bordo

Navegando hacia embarcaciones sostenibles: estado de la industria y su relación con los ODS

It is a fact that the maritime industry is betting on sustainability and decarbonization in its value chain. This implies designing and building sustainable vessels, which requires focusing not only on technical aspects of functionality and quality, but also on solutions that reduce the environmental impacts of the product throughout its life cycle while generating a positive social impact. This paper answers the question: What are the sustainable technology solutions - products and services - that, aligned with the SDG agenda, are being adopted by global shipyards today? The study follows a mixed methodology with a quantitative descriptive approach and qualitative approach using the content analysis technique by reviewing the sustainability reports available for public consultation of global shipbuilding companies as of 2021. (1) the average number of SDGs to which the industry claims to contribute is provided: 3, 7, 8, 9, 12, 13, 14 y 17. The industry is contributing through innovation projects focused on the design and construction of intelligent, efficient and sustainable vessels, including platforms for the off-shore wind power market, zero-emission hydrogen-powered ships, technologies to reduce waste, technologies for automation and energy efficiency, and solutions for social benefit in communities, among others. This study has practical implications for emerging markets wishing to venture into sustainability issues as it provides a global perspective, trends and portfolio of solutions being adopted in the industry.Es un hecho que la industria marítima le está apostando a la sostenibilidad y la descarbonización en su cadena de valor. Eso implica, diseñar y construir embarcaciones sostenibles lo cual requiere enfocarse no solo en aspectos técnicos de funcionalidad y calidad, sino también en soluciones mediante las cuales se reducen los impactos ambientales del producto a lo largo de su ciclo de vida generando paralelamente un impacto social positivo. Este documento responde a la pregunta ¿Cuáles son las soluciones tecnológicas -productos y servicios- sostenibles que, alineadas con la agenda de los ODS, están adoptando hoy los astilleros globales?. El estudio sigue una metodología mixta con un enfoque cuantitativo de tipo descriptivo y el enfoque cualitativo utilizando la técnica de análisis de contenido revisando los informes de sostenibilidad disponibles para consulta pública de empresas globales de construcción naval a fecha de 2021. (1) se facilita el promedio de ODS en los que la industria declara que aporta así: 3, 7, 8, 9, 12, 13, 14 y 17. Se observa como la industria está contribuyendo a través de proyectos de innovación enfocados en el diseño y construcción de embarcaciones inteligentes, eficientes y sostenibles, incursionando desde plataformas para el mercado de la eólica marina, buques propulsados por hidrógeno cero emisiones, tecnologías para la disminución de los residuos, tecnologías para la automatización y la eficiencia energética, soluciones de beneficio social en las comunidades, entre otros. Este estudio tiene implicaciones prácticas en mercados emergentes que deseen incursionar en los temas de sostenibilidad pues proporciona una perspectiva global, tendencias y portafolio de soluciones que se están adoptando en la industria

Diseño de una lancha piloto autoadrizable de 9m de eslora

Pilot service is the logistic activity provided to ships to facilitate the entry and exit in a specific port, which are knowledgeable about the area and the maneuvers to be performed. Currently the port of Cartagena de Indias is a strategic being in the Caribbean Sea, being located near the Panama Canal and in front of the crossroads of the main maritime routes of global trade. Where there is a high maritime traffic of merchant ships, which require a pilot service for entry and exit to the port, this service must be accompanied by a means to mobilize the pilot to the point of boarding the ship, serving as a logistical transport necessary to fulfill a role of comprehensive maritime security for the assistance of these ships that require the service to enter the port of Cartagena. Therefore, COTECMAR corporation has seen the need to have its own design for this type of vessel complying with all national and international regulations established, based on the classification society Bureau Veritas, and allowing self-righting in case of capsizing with the high speed of 27 knots for its approach to the authorized point to perform the maneuvers. This work presents numerical regressions, structural calculations, stability calculations, propulsion and generation design, general layout, seakeeping, and cost analysis.El practicaje es la actividad logística que se brinda a los buques para facilitar el ingreso y salida en un puerto especifico, que son conocedores de la zona y las maniobras a realizar. Actualmente el puerto de Cartagena de Indias es estratégico en el mar Caribe, al estar ubicado cerca al canal de Panamá y frente al cruce de las principales rutas marítimas del comercio global. Donde hay un tráfico marítimo alto de buques mercantes, los cuales requieren un servicio de piloto práctico para la entrada y la salida al puerto, este servicio debe estar acompañado de un transporte para movilizar al piloto hacia el punto de embarque en el buque, sirviendo como transporte logístico necesario para cumplir un rol de seguridad integral marítima para la asistencia de estos buques que requieran el servicio para ingresar al puerto de Cartagena. Por eso, COTECMAR ha visto la necesidad de tener un diseño propio de este tipo de buques cumpliendo con todas las normativas nacionales e internacionales establecidas, basándose en la sociedad de clasificación Bureau Veritas y que permita autodrizarse por sí solo en caso de volcamiento con la alta velocidad que maneja de 27 nudos para su aproximación al punto autorizado para realizar las maniobras. Este trabajo presenta regresiones numéricas, cálculos estructurales, cálculos estabilidad, diseño de propulsión y generación, disposición general, comportamiento en la mar y análisis de costos

Barreras y facilitadores para la implementación de cadenas de suministro sostenibles en la industria naval

Sustainability is a topic of interest on the agenda of governments, companies and academics worldwide. Changing practices in supply chain management to decrease environmental and social impact has become more important. The shipping industry is also facing these challenges and is looking to incorporate new technologies and processes for supply chain management. However, depending on the context, previous studies have identified different factors that influence the successful implementation of sustainable practices. The objective of this study is to review the barriers and facilitators that influence the implementation of sustainable supply chain management policies in the shipping industry through a literature review and evaluate their relationships.La sostenibilidad es un tema de interés en la agenda de los gobiernos, las empresas y académicos a nivel mundial. Cambiar las prácticas en la gestión de la cadena de suministro para disminuir el impacto ambiental y social se ha vuelto más importante. La industria naval se enfrenta también a estos desafíos, por lo que busca la incorporación de nuevas tecnologías y procesos para la gestión de su cadena de suministro. Sin embargo, dependiendo del contexto estudios previos han identificado diferentes factores que influyen en el éxito de la implementación de prácticas sostenibles. El objetivo de este estudio es realizar una revisión sobre las barreras y facilitadores que influyen en la implementación de políticas de gestión sostenible de la cadena de suministro en la industria naval a través de una revisión de literatura y evaluar sus relacione

Estudio de interacción fluido-estructural por condiciones de transito costero en el arreglo estructural de un bote de combate fluvial de bajo calado

The Riverine low draft combat boats are aluminium-built crafts designed to operate exclusively in low-depth riverine environments. Given the Colombian geography, these operations might be extended to estuaries or coastal transit conditions. Consequently, there is a need of studying the structural integrity of the hull in the case of coastal transit. A fluid-structural interaction study was performed in which the hydrodynamic hull pressures are associated as an input in a static structural finite element analysis. The obtained hull pressures were compared with the values suggested by the classification rules.Los botes de combate fluvial de bajo calado son embarcaciones fluviales con un arreglo estructural en aluminio exclusivamente diseñado para operar en ríos de baja profundidad. No obstante, debido a la geografía nacional, estas operaciones pudieran extenderse a condiciones de estuario o tránsitos costeros. De esta manera, surge la necesidad de evaluar la resistencia estructural del casco en condiciones de tránsito costero. Para tal fin, se realizó un estudio de interacción fluido estructural en la que se enlaza las presiones hidrodinámicas en el casco como entrada para un análisis por elementos finitos. Las presiones en el casco fueron contrastadas con los valores obtenidos con el uso reglas de las Sociedades de Clasificación

Participación del Sistema de Gestión de Calidad de un Astillero durante el proceso de clasificación en fase de construcción

The Quality Management System (QMS) of a shipyard is considered as a dynamic system which ameliorates in parallel with the evolution of the shipyard, having as purpose to optimize construction performance, to reduce risks, costs and time. The interaction and participation with external organizations play an important role in the cycle processes of maintenance and improvement of the Shipyard QMS. Bureau Veritas (BV) being a Ship Classification Society, contributes to the certification process through compliance with regard to BV technical rules and statutory requirements for each ship configuration. This paper illustrates the importance of the interaction between shipyard and class society starting at early design phase until delivery of the ship. Process described is based on specifics BV rules and New Building procedures which are continuously updated based on new international regulations, experiences, researches and developments. The pre-project process is founded on the definition of the scope of work, a thorough review of the contract, familiarization with the shipyard’s facilities, and the definition and agreement of all activities to be addressed throughout the entire construction. The construction process unfolds according to the agreements outlined during the pre-project phase. This part is specifically concentrated on Design Review (drawings and documents), Documentation System (procedures and methods), the Verification System (monitoring, control & reporting, witnessing, inspection & test), and the Management System (but not limited to); all of which are managed under a specific BV IT Tool. The result of all this is an efficient classification process that ensures ships remain safe, compliant, efficient, and environmentally friendly throughout their operating life.El Sistema de Gestión de la Calidad (SGC) de un astillero se considera como un sistema dinámico que mejora simultáneamente con la evolución del astillero, y cuyo objetivo es optimizar la ejecución de la construcción, reducir los riesgos, los costos y tiempos. La interacción y participación conjunta con organizaciones externas también desempeñan un papel importante en los procesos del ciclo de mantenimiento y la mejora del SGC del Astillero. Bureau Veritas (BV) en su papel como Sociedad de Clasificación, contribuye al proceso de certificación mediante el cumplimiento de las normas técnicas propias y los requisitos legales para cada configuración de barco. Este artículo refleja la importancia de la relación mutua entre el astillero y la sociedad de clasificación desde la fase inicial de diseño hasta la entrega del barco. El proceso descrito se basa en la normativa de BV y procedimientos de nuevas construcciones las cuales se actualizan apoyados en nuevas normativas internacionales, experiencias, investigaciones y desarrollo. El proceso de anteproyecto se basa en la definición del alcance del trabajo, la revisión del contrato, la familiarización con las instalaciones del Astillero, la definición y el acuerdo frente a todas las actividades que se abordarán durante el proceso de construcción. Dicho proceso se realiza según los acuerdos enumerados durante el anteproyecto y se focaliza en la revisión del diseño (planos y documentos), el sistema de documentación (procedimientos y métodos), el sistema de verificación (monitoreo, control e informes, observación, inspección y actividades de pruebas) y el Sistema de Gestión (sin limitación a lo mencionado anteriormente); todo se gestiona utilizando una herramienta informática propia de BV que ha sido desarrollada para este propósito. El resultado, es un proceso eficaz de clasificación que mantiene a los barcos seguros, conformes a las normas, eficientes y respetuosos con el medio ambiente durante la totalidad de su vida operativa

Diseño centrado en el usuario para el sector naval caso: recomendaciones para futuras casamatas

User-Centered Design (UCD) is an approach to the design of objects and spaces that focuses on satisfying the needs and expectations of users in all phases of design, considering both the physical and tangible characteristics as well as the intangible ones, referring to their behaviors, reactions, thoughts and interpretations. The objective is to create an efficient user experience for the people who are part of the designed service, and that will be translated into benefits derived from interaction, confidence in the use of the service, user satisfaction, reduced execution times, increased productivity, feedback and continuous improvement of the service. In this context, this case study presents the process of research, analysis and ergonomic and user experience recommendations, from the UCD for the design of casemates designed in Cotecmar for river vessels, in order to demonstrate the importance of design methodologies in systems and combat elements in ships. The objective is to allow that the scenarios where human beings interact with their workspaces have optimal conditions, enable the comfort of users, and offer the conditions to achieve maximum productivity and efficiency on board.Al considerar el diseño de objetos/espacios, debe contarse con una filosofía que considere las características, físicas y tangibles del usuario, así como aquellas, inherentes a su carácter intangible humano, como psicológicos, culturales y simbólicos. Por medio de un enfoque que tenga como eje central, la priorización del ser humano, en cada fase del diseño es posible acercarse ampliamente a suplir las necesidades y expectativas de las personas, y a través de la interacción, cumplir las expectativas de funcionamiento del servicio durante la actividad. A esta filosofía, se le denomina Diseño centrado en el Usuario, y su sentido primordial es el de incorporar una experiencia de uso eficiente para las personas, que, al integrarlo, perciban beneficios que permitan el incremento de la productividad, la confianza en el uso del servicio, la satisfacción al usuario, la reducción en tiempos de ejecución, y el soporte y mantenimiento del “servicio diseñado”. Este documento presenta el proceso de investigación, análisis y recomendaciones antropométricas y ergonómicas desde el diseño centrado en el usuario, para las futuras casamatas con el propósito de crear la inquietud respecto a las principales áreas que abarca el tema la ergonomía y el diseño centrado en el usuario, sin entrar al detalle en ellas, de modo que en los futuros sistemas o elementos de combate en los buques que se construyan, como también cuando sea necesario definir procedimientos, planes y grados de alistamientos, se tenga presente cómo esta disciplina puede contribuir a crear experiencias de usuario confortables y espacios con condiciones óptimas para obtener la máxima productividad de los tripulantes, logrando así la mayor eficiencia a bordo