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   AKTUELLES

Denken Sie mit ! Handeln Sie mit !

Ihr Wissen und Wollen werden dringend benötigt.

 

In diesem Forum biete ich Ihnen meine Kenntnisse und Erfahrungen als erste Orientierung an.  Durch meine Arbeiten sollen Sie einen  spezifischen inhaltlichen Zugang zu der Thematik erhalten.

 

Die Schiffsführung kommt heute nicht mehr ohne die Erfassung mas-senhaft anfallender Daten aus und wird dabei durch technische Lösungen unterstützt.

Sie erfordert aber auch moderne Verfahren der wissensbasierten Prozessdatenbewertung ganzheitlicher maritimer Mensch-Maschine-Systeme. Ziel ist der Vergleich  des  erreichten qualitativen Zustan-des der Schiffsführung  mit der "guten Seemannschaft".

 

Die traditionellen technischen Voraussetzungen an Bord, die Verfüg-barkeit über Simulatoren, die Existenz von Operationszentren an Land sowie die Möglichkeiten von Kommunikation und Datener-fassung / - speicherung dafür sind gut.

 

Während die Datenerfassung und -übertragung heute schon die Gefahr der "Überflutung" der Nutzer mit sich bringen, stehen die Bewertung von Prozess-Zustandsqualitäten, die Wissenssammlung und -verwertung erst ganz am Anfang.

 

In der Ausübung der  "Macht über die Daten" aber liegt die Zukunft einer modernen Gesellschaft.

 

Dazu werden Wissen, Verantwortlichkeit und Weitsicht benötigt.

 

 

                                                   Diethard Kersandt,  Februar 2017

 

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Foto : Kersandt, D. / Die Ostsee vor Warnemünde 2015
Foto : Kersandt D. / Die Elbe vor Wedel 2017

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5 Jahre nach der "COSTA CONCORDIA"- Haben wir etwas gelernt ?

Ausnutzung der Datenressourcen von  „NACOS“ / Sam Electronics durch das nautische Assistenzsystem  „NTM“ von D. Kersandt oder eine vorhersagbare und vermeidbare Katastrophe

 

Diethard Kersandt, Januar 2017

 

 

Das an Bord der „Costa Concordia“ eingesetzte integrierte Navigationssystem verfügte über die technischen Möglichkeiten und hochgenauen Messwerte, die für eine echtzeitfähige intelligente Prozesszustandsdiagnose erforderlich gewesen wären.

Der Verzicht auf ihre Nutzung als Datenquelle für eine qualitative ganzheitliche Bewertung von Prozesszuständen hat die „Schere“ zwischen menschlichen Fähig-keiten und technischen Möglichkeiten der Datenpräsentation weiter vergrößert und eine wesentliche Ursache menschlichen Versagens gebildet.
Intelligente Assistenzsysteme können die Verlässlichkeit integrierter Mensch – Maschine - Systeme erhöhen und eine neue Generation der Steuerung von Schiffsführungsprozessen einleiten.

Präsentation / 160 Bilder : Ausnutzung der Datenressourcen von „NACOS“ / Sam Electronics durch das nautische Assistenzsystem „NTM“ von D. Kersandt oder eine vorhersagbare und vermeidbare Katastrophe
Kersandt, D./ Januar 2017 : Grundlage der operativen Arbeit des Nautikers sind Informationen und Informationsverarbeitungsvorgänge, d.h. Prinzipien, Verfahren und Methoden zur Aufnahme, Verarbeitung, Speicherung und Weitergabe von Informationen in ihrer Art und Weise, zweckmäßigen Auswahl und rationellen, situationsbedingten Kombination. Am Beispiel des Seeunfalles der "Costa Concordia" wird gezeigt, welche Daten wie hätten verarbeitet und dargestellt werden können, um eine intelligente Prozesszustandsbewertung zu erreichen, die handlungs-
regulierende Aktionen hätte auslösen können.
NTM_NACOS_KE_2.pdf
PDF-Dokument [20.2 MB]
Präsentation / 121 Bilder : Menschliches Versagen und Risikoab-schätzung in der Schiffsführung
Kersandt, Diethard / überarbeitet Jan. 2017 Menschliches Versagen ist kein „Tatbestand mit Vorsatz“, sondern zeigt sich in der Regel in einer Überforderung menschlicher Leistungseigenschaften in Verbindung mit situationsspezifischer Beanspruchung und unzureichender Technik.
Die Präsentation ergänzt die vorhergehende Untersuchung : "Ausnutzung der Datenressourcen ... durch das nautische Assistenzsystem „NTM“ ...
HumanError1a.pdf
PDF-Dokument [6.6 MB]

DATEN - WISSEN - NUTZEN

Obwohl die Möglichkeit der Sammlung und Speicherung von Prozessdaten besteht, gelingt der Umschlag in Wissen kaum, da Bewertungs- und Vergleichsverfahren noch unüblich sind und lediglich in Testreihen untersucht wurden (s. NARIDAS (Navigational Risk Identification and Assessment- System) in HANSA, Heft 07 / 2007). Simulatoren, die mit solchen Komponenten ausgerüstet sind, könnten bei Kapitänen und Schiffsoffizieren vorhandene Potenziale erschließen und die Produktivität des Wissens im Schiffsführungsprozess steigern. Derartige Unter-stützungssysteme sind eine Möglichkeit für die Verwertung von Wissen für die Prozessdiagnose und / oder – steuerung. Die Anlage von Wissensressourcen, ihre „Veredelung“, ihre Umwandlung in praktisch nutzbare produktive Kraft sowie ihre Pflege und Fortentwicklung erfordern einerseits praxisadäquate Prozess-bedingungen und andererseits Werkzeuge („Maschinen“) für ihre Bearbeitung.

 

Das gewollte rasante Wachstum von Signalen und Daten in der Schiffsführung führte zu immer komplexeren und immer weniger beherrschbaren Abbildern von Prozesszuständen (Situationen). Analysten weisen auf mangelhafte „situation awareness“, d.h. auf Mängel in der Erfassbarkeit und Bewertbarkeit des Ange- botenen hin.

Der Anteil des „menschlichen Versagens“ als Begründung für die Ursachen von Seeunfällen blieb anfangs konstant.

Es ist notwendig, sinnvoll und zeitgerecht, dass sich die Fachwelt verstärkt mit neuen Inhalten und Anforderungen der Schiffsführung beschäftigt, existierende praktische Lösungen und ihre Grundlagen kritisch analysiert, diskutiert und erneuert. Aus Gründen der wissenschaftlichen Effizienz aber auch aus kommerziellen Ursachen erscheint es angebracht darauf hinzuweisen, dass Stillstand in Bildung und Wissenschaft einerseits sowie ungebremstes Wachstum von Datenmengen andererseits zu nachhaltigen negativen Auswirkungen auf die Qualität der Nahtstellen zwischen Theorie und Praxis sowie die Schnelligkeit und Güte von Rückkopplungseffekten aus der Praxis führen.

 

Die IMO beschreibt in ihrem Papier ROLE OF HUMAN ELEMENT (MSC 88/16/1 vom 20.August 2010) diesen Zustand wie folgt :

 

... Decisions based on wrong interpretations of complicated or ambiguous information are usually the result of insufficient training or experience, or bad communications.“

 

Fehler werden u.a. verursacht durch „... inadequate design – poor design of equipment, user controls and interfaces, or work procedures, increases workload, response times, fatigue and stress levels. ...“

 

Weiter wird beklagt : „... mistakes are invisible when they are made – an error is usually only noticed or labelled as such when it has already contributed to catastrophe. ...“

 

Diese traditionelle Sicht muss durch eine neue Betrachtungsweisen des Problems verändert werden : „... driven by a number of observations about the way in which the world has changed in recent years....“

 

Zwei der angesprochenen Veränderungen sind :

 

... Technology is changing too fast for managers and engineers to keep up. This is affecting all parts of the maritime industry, e.g., bridge automation and navigation systems, real-time global tracking and management of vessels by their land-based owners, and high-tech vessel design and operation ...“

 

... Digital technologies create new kinds of failure and new kinds of accident. The traditional safety engineering approach of using redundancy to minimize risks does not work with (e.g.,) computer systems where redundancy adds complexity and thereby actually increases risk. ...“

 

...The development of highly complex systems frequently means that no one person understands the whole system or has complete control of it. Furthermore, the circumstances of their use can never be completely specified and the resulting variability of performance is unavoidable. ...“

 

„Maschinen“ für die Sammlung und Speicherung von Daten aus der Schiffs-führung sind vorhanden; „Maschinen“ für die Gewinnung von Wissen für die Schiffsführung fehlen.

 

                                                      ***

10 Jahre zuvor :

 

48. Fachausschusssitzung Anthropotechnik zum Thema „Cognitive Systems Engineering in der Fahrzeug- und Prozessführung“; Frauenhofer – IITB, Karlsruhe,

24. – 25. 10. 2006 :

 

Vom 'Datensalat' zur aufgabenorientierten Lösung – Erfahrungen bei der Entwicklung eines Assistenzsystems zur Erkennung, Berechnung und Darstellung von Gefahren und Risiken in der Schiffsführung

(siehe PDF-Datei am Ende der Vorbemerkungen)

 

Diethard Kersandt

 

Die Verbesserung von Wirtschaftlichkeit und Sicherheit des Schiffs-betriebes waren, sind und bleiben Prozessziele eines jeden Reeders für sein Unternehmen im weltweiten Wettbewerb.

Er bewegt sich dabei im Rahmen nationaler und internationaler Gesetze, Vorschriften, Regeln und Konventionen und erwartet, dass seine Nach-frage nach Transportkapazität von der Schiffbauindustrie befriedigt wird.

Bildungseinrichtungen sehen es als ihre vorrangige und vom Gesetzgeber geforderte Pflicht an, seefahrendes Personal nach den Vorgaben von Reedern, nationalen und internationalen Organisationen auszubilden. In der Regel soll dieses Personal mit angepasstem bildungs-ökonomischen Aufwand die vorhandene Technik mit möglichst geringen Kosten beherrschen.

Hersteller konzentrieren ihre Anstrengungen darauf, die von ihnen bereits erfolgreich verkauften technischen Produkte weiterzuentwickeln und potentielle Kunden davon zu überzeugen, dass sie sie dem allgemeinen und speziellen technischen Fortschritt anzupassen vermögen. ...

 

... Die Verfügbarkeit über außerordentlich große Datenmengen in der Seefahrt hat die Gefahr ihrer schnellen Inflation mit sich gebracht. Wir sind heute zwar in der Lage, dem Prozess größte Datenmengen zu entnehmen und sie zu speichern, müssen sie aber bis auf Ausnahmen sofort in dem „Müll“ ableiten. Dort verfallen sie, zersetzen sich, werden unbrauchbar.

 

Niemand hat in Zusammenhang mit der Verschmelzung technischer Teillösungen zu einem integrierten Schiffsführungssystem daran gedacht, Verfahren und Methoden zur Datenverwertung bereitzustellen. Auch die erst seit einigen Jahren vorgeschriebene Mitführung von Datenrecordern („black boxes“) an Bord, geht ganz ausschließlich von der Datennutzung nach Unfällen aus.

Der Grund dafür liegt in einem veralteten Systemkonzept für die Prozessführung. Noch immer werden Daten fast ausschließlich für ihre physikalische Darstellung verarbeitet und aus dieser Sicht in einer „modernen Verpackung“ (Displays) angeboten. Der für eine zeitnahe und aufgabenorientierte Prozessführung notwendige Übergang vom syntaktischen zum semantischen Aspekt der Informationsverarbeitung steht gerade erst am Anfang.

Die Folge davon ist eine Überbetonung dieser „Verpackung“ und eine Überforderung des Nutzers. Daraus ergibt sich das Spannungsfeld des „menschlichen Versagens“ als „Tummelwiese“ für Sachverständige, Seeämter und Versicherungen.

Schon 1999 äußerte sich der Verfasser in einem Beitrag für die HANSA („Warum es in der Seefahrt immer wieder zu Katastrophen kommt und Konsequenzen für technische Entwicklungen“) bezüglich des auf der SMM („Schiff-Maschine-Meerestechnik“) 1998 vorgezeigten Entwicklungsstandes : ...

 

"... Mehrere, mit Informationen gefüllte „Töpfe“ werden nicht mehr an verschiedenen Orten der Brücke ausgeschüttet, die der Nautiker dann nach den besten (Informations-) Brocken absuchen muß. Dafür füllt man die gesamte Informationsmenge in einen großen Kessel, taucht seinen Kopf dort hinein und läßt ihn nach der richtigen Menge und Qualität der Informationen suchen, in der Hoffnung, daß er schon die richtigen finden werde. Inhalt und Struktur der Informationen sind noch nicht den operationellen Erfordernissen und dem menschlichen Entscheidungsverhalten angepaßt und können auch nicht in entsprechender Form serviert werden. Satt werden, heißt noch nicht, sich gesund zu ernähren !

 

Und weiter heißt es :

Hauptmangel ist die ausschließliche Orientierung der Informa-tionsverarbeitung auf rein physikalische Aspekte (Datennetz, Zuverläs-sigkeit, Sicherheit, Verteilung, Darstellung, Abruf, Überwachung, Struk-turen, Formate, ...). Im Sinne der kognitiven Seite bei der Informa-tionsaufnahme und -verarbeitung (Menge, Art, Selektion, Verarbeitung, Weitergabe, Kette ‘Erkennen - Entscheiden - Handeln’) findet man keine befriedigenden Lösungen.

                                                      ***

 

Fragen zum MONALISA - Projekt

 

Seeverkehrsmanagement auf Europäisch: Dritte Phase des MONALISA-Projekts

http://www.cml.fraunhofer.de/de/forschungsprojekte/aktuelle-forschungsprojekte.html

 

Videos that explain the context

STM-Validation Oct 2016 : 300 ships testing Sea Traffic Management

 

Der Verfasser des Forum Schiffsführung kommt dem Wunsch nach Meinungs-äußerung nach. Seine Fragen beziehen sich ausschließlich auf die nautische Sicherheit, d.h. Schwerpunkte sind ausschließlich Schiffsführungsprozesse. In der INTERNET- Präsentation des o.g. Videos zum MONALISA - Projekt heißt es :

 

"Decreased risk related to human factors"

Erste Frage des Verfassers :

Wie definieren Sie „risk“ ? Welches Risiko meinen Sie ?

An welche Wirkungen auf den menschlichen Faktor haben Sie gedacht ?

Um welchen 'Betrag' soll das Risiko abnehmen ?

 

"We are recruiting 300 ships for one of the largest maritime test ever made ..."

Zweite Frage des Verfassers :

Wodurch wollen Sie einen Reeder bzw. einen Kapitän hinsichtlich der Reduzie- rung des Risikos überzeugen ?

Wie können Sie glaubhaft vermitteln, dass sich das Risiko (welches denn über- haupt ?) reduziert ?

Sie haben sich das Ziel gestellt, 300 (!) Schiffe in den größten maritimen Test einzubeziehen, den es je gab ! Hoffentlich wird mindestens ein Reeder fragen, um welches 'Maß' seine Schiffe dann sicherer fahren !

 

"The enhanced situational awareness leads to increased safety"

Dritte Frage des Verfassers :

Haben Sie sich jemals mit den Problemen des ' Situationsbewusstseins ' beschäftigt ?

Beweisen Sie, dass eine „enhanced situational awareness“ zu höherer Sicherheit führt ! Ihre Behauptung ist suggestiv und natürlich immer richtig !

Aber wie wollen Sie das in MONALISA hinbekommen ?

 

"… And the safety at sea will of course increase"

Vierte Frage des Verfassers :

Ja ! Aber wem nutzt diese Feststellung ?

Natürlich ist es immer gut, wenn auch die Sicherheit auf See zunimmt !

Messen Sie das Wachstum an Sicherheit oder die Minderung des Risikos !

 

- while „Monitoring Services“ reduce accident risk.

Fünfte Frage des Verfassers :

Das müssen Sie nun aber wirklich beweisen : Während des Überwachungs-dienstes soll sich das Unfallrisiko reduzieren.

Da kann doch kein Reeder „NEIN“ sagen !

 

 

Unschwer sind hier die Differenzen zwischen den Ansprüchen der Forscher und der Realität zu erkennen.

Die für vergleichbare qualitative Aussagen erforderlichen Kengrößen von  Prozesszuständen, ihre Struktur, fachliche Zusammensetzung und mathematische Berechnung  bleiben ungenannt und stellen damit das benannte Ziel in Frage.

 

Aus der Sicht vorliegender Lösungsvorschläge kann  nur die Empfehlung gegeben werden, die Zustimmung zu einer Beteiligung von Schiffen eines Reeders mit der wissenschaftlichen Pflicht zur exakten mathematischen Beweisführung für die Güte der Ergebnisse (eigentlich der Qualität der untersuchten Schiffsfüh-rungsprozesse) zu verbinden.

 

Unschwer kann aus diesen Anmerkungen die Schlussfolgerung gezogen werden, dass auch die Prozesszustandsüberwachung in einem FOC (fleet control center) ähnlich ernsthaften Nachfragen an die Hersteller unterzogen werden muss.

 

Die installierte Datenerfassungs- und Kommunikationstechnik ist hervorra- gend, Verfahren zur aufgabenspezifischen Prozesszustandsberechnung und zum Vergleich unterschiedlicher Prozessqualitäten wären mit geringem Aufwand und hohem Nutzen realisierbar.

 

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Vom 'Datensalat' zur aufgabenorientierten Lösung – Erfahrungen bei der Entwicklung eines Assistenzsystems zur Erkennung, Berechnung und Darstellung von Gefahren und Risiken in der Schiffsführung
Vortrag Dethard Kersandt (17 Seiten), 2006
48. Fachausschusssitzung Anthropotechnik
„Cognitive Ssytems Engineering in der Fahrzeug- und Prozessführung“
Frauenhofer – IITB, Karlsruhe, 24. – 25. 10. 2006
CognitVORTRAG1.pdf
PDF-Dokument [1.3 MB]
Kersandt, D./ Gauss, B. : NARIDAS - Ergebnisse einer zweiten Expertenbefragung
Veröffentlichung in : HANSA, Oktober 2006
V50 HANSA 200610 AVECS Naridas Ergebniss[...]
PDF-Dokument [1.2 MB]
Kersandt, D. : Test des Assistenzsystems NARIDAS auf einem Schiffsführungssimulator unter Berücksichtigung seiner Auswirkungen auf die Navigationsleistungen (113 Seiten)
F/E-Bericht, 2006 : Der Verfasser hat sich entschieden, diesen Bericht nach seiner Fertigstellung vor fast genau 10 Jahren erneut zu veröffentlichen und keinerlei nachträgliche Änderungen vorzunehmen. Die Leser mögen selbst beurteilen, welcher Erkenntnisstand vorgelegen hat und ob und wie die Ergebnisse auch heute noch in die Software von FOC eingearbeitet werden sollten oder könnten. (Wedel, Oktober 2016)
FE-Bericht Elsfleth2neu.pdf
PDF-Dokument [5.7 MB]
FOC Interschalt mit KNOWLEDGE POOL - "Werkzeugen" von Kersandt, D. (s. a. folgende Präsentation : FLEET OPERATION CENTER)
Präsentation (108 Bilder) : Nautical Task Manager – an assistant system for safe nautical task management – application for FLEET OPERATION CENTER (FOC), 2015/16
Mit vielen Beispielen wird der NTM in die „Werkzeuge“ eines FOC eingeordnet. Dabei wird insbesondere das von der INTERSCHALT GmbH verwendete technische System als Basis verwendet. Berücksichtigt werden die Leistungsmerkmale des NTM für die Datenfusion und Situationsdiagnose und die Verbindungen See – Land. Vorschläge zur Wissensgewinnung und Lagedarstellung werden unterbreitet. Hnweise werden bezüglich der mangelhaften Berücksichtigung der nautischen Sicherheit gegeben und auf die Möglichkeiten für ein "Knowledge Centre" aufmerksam gemacht.
NTM_FOC_HH_KEneu1.pdf
PDF-Dokument [20.9 MB]

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Kersandt, D., September / Oktober 2016 :

 

 

Die Güte eines Produktes wird zunehmend daran gemessen, welche Möglichkeiten zur Prozessanalyse, Datengewinnung, Diagnose, Wissens-sammlung und -auswertung geboten werden.

 

Neben Stoffen und Energien gelten bereits heute Informationen / Daten als Rohstoff-quelle, und nur derjenige wird daraus einen Nutzen ziehen, der das Handwerk der Rohstoffgewinnung, -verarbeitung und –nutzung  für die weitere Wertschöpfung be-herrscht.

 

Die strukturierte, fach- und aufgabenorientierte Zusammenführung von Echtzeitdaten aus unterschiedlichen Quellen könnte helfen, Antworten auf komplexe Fragen zu finden und eine völlig neue Aussagekraft für die Prozessgestaltung, die Prozessführung und die produktbezogene Rück-führung von Wissen und Erfahrungen erzeugen .

 

Wissen auf dem Gebiet der Datenverwertung wird immer stärker zu einem

wichtigen Wettbewerbsfaktor.

 

Wissen ist mehr als die Kenntnis von Informationen und Daten. Es entsteht nicht im Hörsaal / Simulator allein, sondern im Verlaufe von Steuerungsprozessen, im Ergebnis von unzähligen Widersprüchen und ihren Lösungen : es entsteht in der Praxis während der individuellen Auseinandersetzung des Menschen mit dem Schiff in einer oft zufallsabhängigen Umwelt.

 

Maritime Steuerungs- und Überwachungssysteme sind ein reales Ergeb- nis von Wissenschaft, Praxis und Leistungskraft der Herstellerindustrie.

Sie bestimmen heute weitgehend den Charakter von Schiffsführungs-prozessen an Bord und machen in ihren Widersprüchen Konflikte sichtbar.

 

Einer der aktuell herangereiften Widersprüche ist, dass trotz großen Aufwandes der Hersteller und immer wieder vorgenommenen technisch-funktionellen Verbesserungen der Systeme für die Führung von Schiffen auf See  sowie modifizierter Ausbildungsformen und Trainingsverfahren die Nautiker „vor Ort“ ihre Leistungsgrenzen erreicht haben. Sie machen Fehler - trotz aller guter Absichten !

 

Wenn Reeder nicht oder zu spät erkennen, dass die von ihnen gewollten und bezahlten technischen Systeme an Land (FOC) fast ausschließlich zur Prozessdatenanzeige bzw. -überwachung genutzt werden und nicht auch der Sammlung, Aufbereitung, Rückführung und  kommerziellen Verwen-dung von Wissen und Erfahrungen dienen, werden sie diesen  aktuellen Widerspruch nicht zu ihrem Vorteil lösen.

 

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http://www.seatrade-maritime.com/news/americas/human-and-technology-interaction-key-to-future-safe-navigation.html

 

Mensch- und Technik-Interaktion – Schlüssel für eine zukünftige sichere Navigation (Übersetzung: Kersandt, D.)

 

 

Mit den weiteren Entwicklungen der e-Navigation wird die Mensch-Maschine-Schnittstelle immer wichtiger, wobei die menschliche Kontrolle als Schlüssel der Sicherheit verbleibt.Anlässlich der International Safety @ Sea-Konferenz in Singapur, hob der IMO-Generalsekretär Kitack Lim hervor, dass im Zeitraum 2006 - 2015 die Schiffsverluste um "erstaunliche" 45% zurückgegangen sind.

 

"Es ist klar, dass Schiffe noch nie sicherer gewesen sind aber die IMO sucht nach weiteren Verbesserungen," erklärt Lim. ...

"Die moderne Technik bietet die noch nie dagewesene Gelegenheit, die Chancen für menschliche Fehler zu reduzieren und somit dazu beizutragen, die Sicherheit zu erhöhen und die Verluste weiter zu reduzieren", sagte er in seiner Keynote ...

 

Während in den letzten Jahren viel über autonome Schiffe geredet wurde, war Lim der Ansicht, dass das menschliche Element in der Zukunft der Schlüssel für die sichere Navigation von Schiffen bleiben wird.

 

"Ich glaube nicht, dass Sie den Menschen vom Schiff nehmen können, wenn es um Navigation geht, besonders in stark frequentierten Gewässern, in denen die Augen des Wachoffiziers immer noch schneller sind. Die Unvorhersehbarkeit auf hoher See wird eine Angelegenheit menschlicher Übersicht bleiben, egal wie fortschrittlich die Technologie ist." ...

 

..."Aber die zukünftigen intelligenten Schiffe können Seeleuten in einem noch größeren Ausmaß helfen, wenn es um Navigation geht und immer mehr Unter-stützung für den Entscheidungsprozess anbieten. Letztlich ist es immer das Ziel, die Person im Entscheidungsprozess zu unterstützen ", erklärte Lim.

 

Die Direktorin für Maritime Sicherheitsstandards der UK Maritime & Coastguard Agency, Katy Ware, stimmt mit Lim 's Ansichten über die Bedeutung der menschlichen und technologischen Interaktion für die zukünftge Sicherheit der Navigation überein.

 

"Es ist die gesamte Mensch-Maschine-Schnittstelle und das wird immer wichtiger. Wir entwickeln alle diese wunderbaren Systeme, aber der Schlüssel dafür ist, dass die Menschen wissen, wie sie zu nutzen sind und dass sie von ihnen überzeugt sind", sagte Ware ...

 

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Kersandt, D.: KNOWLEDGE POOL - Wissensgewinnung und Wissensverwertung als Gegenstand moderner Prozessführung
Präsentation (21 Bilder); Rostock, März 2015 : Die Güte eines Produktes wird daran gemessen werden, welche Möglichkeiten zur Prozessanalyse, Datengewinnung, Diagnose, Wissenssammlung und -auswertung geboten werden; neben Stoffen und Energien gilt bereits heute die Information als Rohstoffquelle, und nur derjenige wird daraus einen Nutzen ziehen, der das Handwerk der Rohstoffgewinnung, -verarbeitung und –nutzung beherrscht.
KNOW_POOL_KE1_kurz.pdf
PDF-Dokument [3.2 MB]
Kersandt, D. : Herausforderung an Reeder und Hersteller : Erschließung des Wissens und der Erfahrungen als Produktivkraft im maritimen Transportprozeß
Ausarbeitung ( 14 Seiten); Rostock, 2009 : Wissen ist mehr als die Kenntnis von Informationen und Daten. Es entsteht nicht im Hörsaal allein, sondern im Verlaufe von Steuerungsprozessen, im Ergebnis von unzähligen Widersprüchen und ihren Lösungen : es entsteht in der Praxis während der individuellen Auseinandersetzung des Menschen mit seiner Umwelt. Woher aber nimmt man das Wissen ? Wo wird es produziert ? Wer „baut“ es mit welchem Recht „ab“ ? Wird der Erwerb und die Nutzung von Wissen bezahlt ? Gibt es „Maschinen“ für die Gewinnung von Wissen ?
Wissen.pdf
PDF-Dokument [1.8 MB]
Kersandt, D. : Aus Daten Wissen machen – eine neue und anspruchsvolle Aufgabe für das Management eines Reedereiunternehmens (86 Seiten, 2016)
Im Schiffsführungsprozess fallen massenhaft Daten an. Ihre Quellen sind technischer und nichttechnischer Natur. Ungebremst breitet sich die Datenflut aus. Schiffsführungssysteme sind ein reales Ergebnis von Wissenschaft, Praxis und Leistungskraft der Herstellerindustrie.
Die teils aufwendig „hergestellten“ Daten werden den potentiellen Kunden angeboten und verkauft. In ihnen steckt die Eigenschaft der Beschreibbarkeit von Zuständen / Situationen. Für ihre Darstellung sind technische Vorrichtungen erforderlich. Für ihre Interpretation wird Wissen benötigt.
Daten_Wissen_02.pdf
PDF-Dokument [11.0 MB]
Kersandt, D. : Aus Daten Wissen machen – Kurzdarstellung (12 Seiten, Wedel, 2016)
Ziel einer modernen, zukunftsweisenden Unternehmensführung ist die „zeitnahe, nachhaltige und nutzerorientierte Verwendung von Daten als Rohstoff für die weitere Wertschöpfung“.
Daten werden bereits jetzt aus anderem Grund in großen Mengen in Datenaufzeichnungsmaschinen an Bord und in Simulatoren erfasst, analysiert und teilweise, allerdings im Bereich der Landkontrollzentren völlig unzureichend, visualisiert.
Die strukturierte, fach- und aufgabenorientierte Zusammenführen von Echtzeitdaten aus unterschiedlichen Quellen können helfen, Antworten auf komplexe Fragen zu finden und eine völlig neue Aussagekraft erzeugen. … „Das Know-How um innovative Datennutzung und -vernetzung wird heute mehr denn je zum entscheidenden Wettbewerbsfaktor. ..“
Wissen_kurz_1.pdf
PDF-Dokument [218.2 KB]
Kersandt, D. : Schiffsführung als Nautische Wissenschaft – Entwicklung, Anforderungen und Konsequenzen für die Praxis - eine Diskussionsgrundlage
Ausarbeitung (73 Seiten) ( 2014-2016) : Schiffsführungssysteme sind ein reales Ergebnis von Wissenschaft, Praxis und Leistungskraft der Herstellerindustrie. Sie bestimmen heute weitgehend den Charakter von Schiffsführungsprozessen an Bord und machen in ihren Widersprüchen Konflikte sichtbar. Häufen sich die Widersprüche, steht ein Umschlag in eine neue Qualität bevor. Einer der aktuell herangereiften Widersprüche ist, dass trotz großen Aufwandes der Hersteller und immer wieder vorgenommenen technisch-funktionellen Verbesserungen der Schiffsführungssysteme sowie modifizierter Ausbildungsformen und Trainingsverfahren die Nautiker „vor Ort“ ihre Leistungsgrenzen erreicht haben. Sie machen Fehler.
Daten_Wissen_Management_01.pdf
PDF-Dokument [6.9 MB]

NAUTICAL TASK MANAGER :

 

Der Schwerpunkt liegt auf der aufgabenorientierten, strukturierten Fusion von Daten mit dem Ziel, aktuelle Prozessdiagnosen zu liefern und als Entschei-dungshilfen zu verwenden. Er arbeitet wissensbasiert und kann sich an veränderte Betriebszustände anpassen. Seine Aufnahme als Bestandteil der beiden anderen Lösungen stellt eine wesentliche Erhöhung der Funktionalität derartiger Systeme an Bord und an Land dar.
Er ist die“menschliche“ Hilfe bei der Bewertung der „guten Seemannschaft“ und der Ermittlung von qualitativen Unterschieden in der Prozesssteuerung. In fern- gesteuerten Systemen kann die Qualität zu einer maßgeblichen Regelgröße werden.

                                           

Prototypische Lösungen existierten auf dem Passagierschiff "AIDA" und im Schiffsführungssimulator des Fachbereiches Seefahrt in Elsfleth. Erpro- bungsberichte liegen vor und wurden veröffentlicht.

                                            

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Wie ist ein NTM (Nautical Task Manager) einzuordnen ?

 

SCHIFFSFÜHRUNG kann als die Steuerung der ‚Bewegung’ (Bewegung als Zu- standsänderung über die Zeit) des Schiffes vom Ausgangs- zum Zielhafen definiert werden. Sie bedient sich zur Prozessüberwachung (Zustandsdiagnose, Situations-bewußtsein) der Gesamtheit von Prinzipien, Verfahren und Methoden zur Aufnahme, Verarbeitung, Speicherung und Weitergabe von Informationen und fusioniert / strukturiert diese nach spezifischen Aufgaben. Der Steuerungsprozess hat dabei unter umgebungs- und funktionsbedingten Beanspruchungen, unter Berücksichti-gung der technischen Charakteristika der Arbeitsmittel, der psychischen und physischen Einflussfaktoren auf die menschliche Arbeitskraft sowie unter Beachtung der organisationellen Bedingungen des Seetransportes während einer vorgegebenen Zeitdauer und in einem vorgegebenen Raum den Forderungen der Verlässlichkeit (mit den verlangten Qualitäten : Wirtschaftlichkeit und Sicherheit) zu genügen und damit die Stabilität des Systems zu bewahren („gute Seemannschaft“).

 

Gute Seemannschaft beruht auf wissens- und erfahrungsbasierten Normen hinsichtlich der Erfüllung von Qualitätsparametern von Aufgaben unter Beachtung spezifischer Bedingungen in der Schiffsführung. Sie setzt sich aus der Gesamtheit von Bewertungen aufgabenorientierter partieller Prozesszustände, der Findung von Prioritäten und der Einschätzung möglicher Wirkungsfolgen zusammen. Ein Prozesszustand kann durch die Differenz zwischen der aktuellen Qualität der Aufgabenerfüllung und der normierten Qualität der „guten Seemannschaft“ dieser Aufgabe bestimmt werden.

Diese Differenz bestimmt die Höhe der „Gefahr“ für Erfüllung der geplanten Aufgaben und stellt zugleich die „Verständigungsbasis“ für Mensch und Maschine bei fernge-steuertem autonomem Schiffsbetrieb dar.

 

Bei autonom arbeitenden Systemen wandelt sich der für die Seefahrt so bedeut- same Kontakt zwischen dem Prozess der Schiffsführung selbst und den ihn überwachenden und steuernden Menschen. Das direkte, subjektive Erleben einer Gefahr verändert sich in eine indirekte Abbildung der Realität und in eine zuneh- mende „Überwachung von außen“.

Daraus entwickelt sich die sogenannte „Prozessentfremdung“. Das persönliche nachhaltige Erleben einer Gefahr mit einem hohen Anteil an Lernbestandteilen wird zu einer beobachteten, weit weg befindlichen Gefahr, für deren Auflösung zu- nächst „die Maschine“ und dann erst der entfernte, in Sicherheit befindlichen Mensch zuständig ist.

Autonom arbeitende Systeme müssen aus diesem Grund über Assistenten verfü- gen, die in gleicher Weise wie das kognitive Modell im Menschen arbeiten und die Gefahr in einer Art und Weise abbilden, die in hohem Grade eine handlungsregu-lierende und lernfördernde Wirkung erzeugt.

 

Sowohl an Bord als auch an Land sind Verfahren zur Prozessbeschreibung erfor-derlich, die aktuell und vorausschauend Zustände erkennen können. Zustands-beschreibungen müssen einen hohen Grad an Komplexität, visueller Klarheit, verständlicher Ursachenpräsentation und gegenseitig abwägbarer Prioritäten für den Entscheidungsfindungsprozess besitzen.

Dabei geht es erstrangig nicht um die Beschaffenheit einzelner Messgrößen, sondern vor allem um die Abbildung von aufgabenspezifischen Prozessqualitäten.

Die Prozesssteuerung wandelt ihre Beobachtungs-, Kontroll- und Steuerungs-grundlagen von Einzelkennwerten zur komplexen Abbildung von Aufgabenprofilen mit zugeordneten Indikatoren für die Bestimmung der Güte der Aufgabenqualität / Höhe der Gefahr für die Aufgabenerfüllung.

 

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Der mühsame Weg einer neuen Technologie
Präsentation / 162 Bilder : 1994 – 2016 / Von den Anfängen bis zur Gegenwart oder der mühsame Weg einer neuen Technologie -
Beispiele aus einer Dokumentation über die Entwicklung eines Assistenzsystems sowie zeitliche und inhaltliche Einordnung des Projektes "MUNIN"
NTM_ENTW_03.pdf
PDF-Dokument [48.6 MB]

Die gegenwärtige Situation enthält viele Merkmale dafür, dass die funktional-technisch integrierten Brückensysteme an ihrem Endpunkt angelangt sind. Die Führung eines Schiffes über See steht vor dem Übergang in eine neue, qualitativ höhere Systemebene. Diese muss von dem Betreiber verstanden,

strukturiert, dimensioniert und ihre Zustände für Steuerungsoperationen bestimmt (gemessen) werden können.

 

Ausdruck einer bis heute großartigen Entwicklung von Kontroll-, Überwachungs- und Steuerungssystemen an Bord sind zuverlässige, hochgenaue Sensoren, moderne Darstel-lungssysteme und ergonomisch gestaltete Hardware. Die Zusammenfügung von Anzeigen auf wenigen Bildschirmen täuscht allerdings über die Qualität der Prozess- und Zustands-identifikation hinweg. Eine Vielzahl von Daten, Bildern und Informationen stellt den Operateur vor die unlösbare Aufgabe ihrer aufgabenspezifischen Selektion, ihrer Bewertung und Zusam-menfügung zu Abbildern der aktuellen Realität. Das zieht Fehler im Vergleichsvorgang mit den qualitativen Zielen einer Aufgabe nach sich, woraus sich Fehlhandlungen des Menschen entwickeln.

 

Mehr Informationen, schönere Darstellungen und Sensorfusionen allein  lösen das Problem nicht, ob der Mensch nun an Bord ist oder nicht. Auch noch mehr Raben können eben nur noch mehr Informationen liefern, nicht mehr !

 

Ein möglicher Ausweg besteht im Einsatz intelligenter, aufgabenspezifischer und wissensbasierter Assistenten, die als Bindeglied zwischen Mensch, Technik und Umwelt sowohl auf traditionellen  und auf  besatzungslosen Schiffen als auch in einer landseitigen Operationszentrale arbeiten. Dafür aber waren die nordischen Raben nicht vorgesehen !

 

Die Steuerung des Seeverkehr erfordert die Akzeptanz einer höheren Systemebene, die, wenn sie beherrscht werden kann, zu besseren wirtschaftlichen Ergebnissen in einer maritimen Transportkette führen wird.

 

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„Mit der reinen Sammlung von Informationen ist es [...] nicht getan.

Man muss [...] die Informationen möglichst so integrieren, dass sich eine Art Gesamtbild, ein Modell der Realität, mit der man umgeht, ergibt. Eine ungegliederte Anhäufung von Informationen über diese oder jene Merkmale der Situation vermehrt allenfalls noch die Unübersichtlichkeit und ist keine Entscheidungshilfe.

Es muss alles irgendwie zusammenpassen; man braucht keine Informationshau- fen, sondern ein Bild von der Sache, damit man Wichtiges von Unwichtigem trennen kann und weiß, was zusammengehört und was nicht. Man braucht Strukturwissen.“ (D. Dörner, 1979)

 

Prof. Dr. Dr. Dietrich Dörner, ehemals Direktor des Instituts für Theoretische Psychologie, Otto-Friedrich-Universität Bamberg

 

 

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Die Verlagerung von Entscheidungsakten an Land setzt voraus, dass die Entwicklung eines partiellen Prozesses auf der Grundlage seiner Gefahrenentwicklung voausberechnet werden kann.

Der Operator an Land muss wissen, in welchem Operationsbereich sich das zu überwachende Schiff aufhält bzw. in den es zu kommen scheint. Das ist aus zeitlichen Gründen mindestens ebenso wichtig wie die Voraussage-funktion eines Assistenten an Bord, ob das Schiff nun bemannt ist oder nicht.

Derartige Berechnungsverfahren wurden in der nationalen und internationalen Literatur seit langem veröffentlicht. Entwickelte Assistenzsysteme zur Situationsdiagnose wurden sowohl an einem Schiffsführungssimulator als auch auf einem realen Schiff erprobt. Für die Ermittlung der Gebrauchseigenschaften wurden mehrere F/ E-Themen, Diplomarbeiten und eine Dissertation be- bzw. erarbeitet. (Hinweis auf Quellen u.a.  in http://www.forum-schiffsfuehrung.com)

 

Ein entscheidender, wenn nicht der entscheidende Mangel (und möglicherweise eine der Hauptursachen für menschliches Versagen), ist der Sachverhalt, dass für die Steuerung eines Hochrisiko-Systems keine diesbezüglichen risikobasierten Steuerungsgrößen existierten und dass die auf der Grundlage diskreter Zustands-beschreibungen vermittelten Abbilder der objektiven Realität fast ausschließlich subjektiv interpretiert, zusammengefügt und mit den eigenen, momentan verfüg- baren subjektiven Vorstellungen über Risiko oder Gefahr (innere Modelle, bestimmt durch Wissen, Erfahrungen) verglichen werden.
Nur die festgestellten Abweichungen zwischen dem (per Information) gelieferten Abbild und dem eigenen „inneren Modell“ (bestehend aus Wissen, Erfahrungen usw.) aktivieren Steuerungsoperationen. Diese können nun „richtig“ oder „falsch“ sein.
Der breite Spielraum zwischen Sicherheit und Gefahr, die freie Interpretation der Größe „Risiko“ unterliegt beim heutigen Stand der Technik den überaus viel- schichtigen Niveaus der menschlicher Leistungsfähigkeit.
Es erscheint aus heutiger Sicht undenkbar, dass ein Hochrisikosystem ohne die Berechnung der Größe auskommt, durch die es charakterisiert ist : das Risiko.

 

                                                   ***

 

Der „Nautical Task Manager“ (NTM) kann eine Lücke in der technologischen Entwicklung der Schiffsführung schließen.

Das gelingt durch den Charakter der Lösung selbst : sie entspricht dem praktischen und wissenschaftlichen Inhalt der Schiffsführung, stellt eine Verbindung zwischen Mensch, Technik und Umwelt dar, berücksichtigt das nautische Wissen und die Erfahrungen von Menschen und stellt sowohl ein Hilfsmittel für die aktuelle Prozesssteuerung als auch für die Analyse von Daten und ihre Verwertung dar.

 

Die Bindung an den technologischen Charakter der Schiffsführung, die sich über viele Jahrhunderte entwickelt hat, erweist sich als stabile Entwicklungsgrundlage. 

In ihrer modernen Interpretation tritt sie als informationsverarbeitender Prozess auf.

Dabei ist es unerheblich, ob Schiffe direkt auf See oder von Land geführt werden oder ob sie als autonome Einheit operieren.

 

Immer wird es ein Prozess der Auseinandersetzung des Menschen mit der Natur bleiben, der mit den Vor- und Nachteilen des Menschen behaftet ist und zu Fehlern führen kann, aus denen jedoch Schlußfolgerungen für zukünftige Lösungen abge-leitet werden können. 

Die bisher größte Schwäche des Menschen ist darin begründet, dass er die anfallenden Datenmengen nicht mit seinen Fähigkeiten allein in der verfügbaren Zeit verarbeiten und die Situation richtig bewerten kann und es dadurch zu Hand-lungsfehlern kommt.

 

Mit dem in dem Assistenzsystem verarbeiteten Prozesswissen gelingt es, Gefahren für diese Fehlermöglichkeiten zu erkennen und ihre Höhe zu berechnen.

 

Der „Nautical Task Manager“ (NTM) kann neben der aktuellen Diagnose mit den ihn stützenden Analytics-Verfahren auch das Risikoverhalten der Menschen bewerten und aufzeichnen, Ursachen feststellen, Voraussagen machen und Empfehlungen geben.

Das hebt seine vielseitige Verwendung an Bord von Schiffen, in Operationszentralen an Land und in Simulatoren hervor.

 

Langfristig kann das gesammelte Prozesssteuerungswissen für die Definition von Kompetenzanforderungen und für ein die „BIG DATA“- Mengen nutzendes „KNOW-LEDGE CENTRE“ verwendet werden.

 

Die Güte eines Produktes wird daran gemessen werden, welche Möglichkeiten keiten zur Prozessanalyse, Datengewinnung, Diagnose, Wissenssammlung und -auswertung geboten werden. Neben Stoffen und Energien gilt bereits heute die Information als Rohstoffquelle, und nur derjenige wird daraus einen Nutzen ziehen, der das Handwerk der Rohstoffgewinnung,- verarbeitung und –

nutzung beherrscht.

 

Wenn die Möglichkeit der Steuerung von Schiffen von Land ausschließlich darauf konzentriert werden würde, dafür die Umgebung des Schiffes visuell zu erfassen und in einer Art Echtzeitübertragung an Land zu übermitteln sowie die Anzeigen der Bildschirme von Bord auf Bildschirme in Operationszentren an Land zu projezieren, werden sich die „menschlichen Fehler“ auf die Operateure an Land mitverlagern. Das Spannungsfeld zwischen Mensch und Technik wird sich verstärken und durch die örtliche Trennung zwischen Operateur und Steuerobjekt eine neue Dimension in der kognitiven Verarbeitung und Bewertung der Daten / Informationen erreichen.

 

                                                       

 Diethard Kersandt, Wedel, September 2017

 

                                                         ***

 

 

Technologie und Sicherheit:

VDR-Analytik – die Telematik der Meere

 

Dieser Artikel wurde zuerst im AGCS Global Risk Dialogue veröffentlicht, einem Magazin mit Expertenmeinungen und News rund um das Thema Unternehmensrisiken von Allianz Global Corporate & Specialty ( AGCS)

 

"Die Technologie wird in den kommenden Jahren eine immer wich-tigere Rolle in der Verbesserung der Sicherheit und Leistung der Schifffahrtsindustrie spielen. Autonome Schiffe sind womöglich sicherer als herkömmliche, doch ein breiter Einsatz in der kommerziellen Schifffahrt wird noch mehrere Jahrzehnte auf sich warten lassen.

 

Der Schwerpunkt wird zunächst auf kleineren Schiffen liegen, die in Küstennähe verkehren, etwa auf kleinen Inselfähren, Schleppdampfern, Frachtkähnen und Versorgungsschiffen. Derweil profitiert die Schifffahrts-industrie längst von sicherheitstechnischen Verbesserungen – von elektro-nischen Navigationsinstrumenten bis zur ferngesteuerten Überwachung von Maschinen und gar des Wohls der Besatzung.

 

Die Schifffahrt kann von technologischen Neuerungen enorm profi-tieren. Etwa in der Hinsicht, dass kritische Situationen rechtzeitig er-kannt werden und entsprechend eingegriffen wird, bevor es zu einem gravierenden Zwischenfall kommt“,  so Turberville.

So können sowohl menschliches Versagen als auch Maschi-nenausfälle reduziert werden.“

 

In der Autoindustrie zum Beispiel wird die Telematik bereits erfolgreich eingesetzt, um das Fahrverhalten zu verbessern. Auch die Schifffahrts-industrie könnte davon profitieren.

 

AGCS arbeitet seit kurzem gemeinsam mit Schiffseigentümern daran, die Sicherheit durch Voyage Data Recorder (VDR)-Analysen zu ver-bessern.

 

Durch die Analyse der VDR-Ergebnisse lässt sich riskantes Verhalten identifizieren und beeinflussen.

 

In Unfalluntersuchungen kommen VDR-Informationen bereits zum Einsatz. Aber auch Analysen des Tagesbetriebs können sehr lehrreich sein und in Schulungen genutzt werden.

 

Letztlich könnten sich VDR-Analysen als Branchenstandard etab-lieren, bessere Risikomanagement-Entscheidungen ermöglichen und sich gegebenenfalls auch in den Versicherungsprämien niederschla-gen.

 

                                                      ***     

 

s.a. PDF- Datei :   NTM_Einordnung_01.pdf

 

Kersandt, D.:

Autonome Schiffe, Probleme ihrer Steuerung von Land und Charakter der Schiffsführung – eine kritische Betrachtung der „Schere“ zwi-schen Datengewinnung, -übertragung und -bewertung

                                     

Kersandt, D.: Autonome Schiffe, Probleme ihrer Steuerung von Land und Charakter der Schiffsführung – eine kritische Betrachtung der „Schere“ zwischen Datengewinnung, -übertragung und -bewertung
NTM_Einordnung_01.pdf
PDF-Dokument [1.2 MB]

                                   ***

 

Unter dem folgenden LINK finden Sie weitergehende Informa- tionen zum Nautical Task Manager :                                      

Hier finden Sie mich :

Dr. Diethard Kersandt
Wiedestrasse 4 a
22880 Wedel

Kontakt:

Telefon: +49 4103/9673850 +49 4103/9673850
Telefax:
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E-Mail :

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