Alewijnse 为海上设施实施新控制概念

Alewijnse Marine 与罗克韦尔自动化和世界上最大的疏浚公司之一合作，开发了一种基于虚拟平台的创新控制概念。通过 Alewijnse 虚拟化和可视化 (AlViVi) 平台，船上的所有疏浚过程相关系统都被集中和集成。此外，这些系统可以在船上的所有屏幕上进行可视化和操作。

Alewijnse 拖船和海上作业产品经理 Johan van Rikxoort 解释道：“拖船和其他海上设施的控制解决方案需要满足高标准要求。硬件老化速度较快，因为它们持续暴露在振动和盐雾环境中。这就是为什么船上完整的 PC 基础设施通常每五年更换一次的原因。这不仅仅是硬件和布线的更换问题。由于操作系统的不断发展，用户软件也必须定期升级和更新。这种定期更换是一项艰巨且耗时的工作，涉及数十个系统。客户希望简化和加快船上 IT 系统的维护。”

虚拟服务器解决方案

Alewijnse Marine 自 1997 年起与罗克韦尔自动化合作，于 2017 年底向疏浚客户介绍了一个概念，该公司已将其以略有不同的形式应用于多个工业客户。该解决方案的关键特征是，应用程序和过程信息不再位于船上单独的 PC 上，而是在中央服务器上虚拟化。借助“零客户端”，信息和应用程序可供船上工作流程中的所有角色使用。该疏浚公司拥有现代化的疏浚船和拖吸式挖泥船舰队，对该解决方案非常感兴趣。客户在概念验证测试之前一直积极参与开发工作，并已成功在多艘船上安装了该系统。

这一新理念使船员能够轻松获取与其相关的信息，从而加快船上工作流程并提高效率。该理念的一个关键组成部分是罗克韦尔自动化的 ThinManager 内容交付软件，它取代了该解决方案中成本高昂的 KVM 交换机，使用户能够访问物理和虚拟服务器环境中的信息。

挖泥船控制系统

挖泥船配备了许多专门的系统来执行主要过程。Alewijnse 在挖泥船上安装了吃水和装载系统，用于持续测量和调节装载、吃水和料斗容积，以及吸管系统，用于计算、监测和控制吸管的位置。这些系统集成到挖泥控制系统中，监测和控制所有挖泥设备和系统。除了这些与过程相关的功能外，电力系统、推进系统以及雷达和导航设备在船上也同样至关重要。通过将所有关键业务信息和系统集中并放置在虚拟服务器上，不再需要本地 PC，信息可以在每个工作场所供每位员工访问。

可视化

Van Rikxoort 解释说：“在开发过程中出现的一个新挑战是信息可视化。显然，所有系统的所有信息都必须在驾驶台上可用。对于船上的大多数其他位置，监控和控制特定的子过程和系统就足够了。从技术上讲，从中央系统同时操作显示终端很困难，因为屏幕信息通常会在网络中的所有监视器上同时重复显示。然而，对于 AlViVi 平台，每个显示屏都应该能够独立显示信息，而在其他监视器上则应同时显示多个应用程序。”

技术解决方案

Alewijnse 开发的 AlViVi 平台的概念设计非常简单。新平台的基础是一个容错虚拟服务器，而不是一系列各自运行应用程序的 PC。应用程序在该服务器上运行，该服务器还充当虚拟存储区域网络。虚拟服务器的所有部分都进行了复制。如果服务器的某个部分发生故障，另一部分会立即接管工作，且不会中断。

在以前的设计中，通常选择 KVM 交换机（键盘、视频和鼠标）进行操作，但对于这一新解决方案，使用了 VersaView^® 瘦客户端和罗克韦尔自动化的 ThinManager^® 软件。内容交付系统与瘦客户端配合使用，后者通过以太网与虚拟服务器一对一连接。该解决方案节省了大量硬件和布线，因此购买成本更低。原则上，服务器的所有信息都可以在所有工作场所提供，但授权系统决定了谁可以访问哪些信息以及谁可以执行哪些活动。对于声纳和雷达图像的传输，选择了不同的解决方案，因为不允许对这些系统进行虚拟化。相反，视频输出被转换为流媒体视频，并通过 ThinManager 分发到各个工作场所。

测试和安装

Alewijnse 在荷兰奈梅亨的测试中心构建并广泛测试了 ALViVi 平台的整个安装和基础设施。“这个概念本身可能是新的，”IT 团队负责人 Anton Evens 说，“但我们只使用在海上经过验证并获得相应应用认证的组件。一旦硬件和平台经过测试，整个安装就会被打包并安装在船上。因为最终需要构建的组件更少，所以与传统的替换相比，安装速度要快得多。这可以节省大量的时间和成本。”

新概念的另一个巨大优势是，我们使用与硬件无关的模板来配置虚拟服务器。这使得核心能够非常灵活地适应船上的特定应用程序和工作流程。Alewijnse 会存储每个环境的备份，以便在紧急情况下将原始配置在几分钟内完全复制到船上。Van Rikxoort 表示，这为下一步实现每台服务器的数字孪生体奠定了基础。然后可以模拟场景和事件来解决问题或测试新应用程序。这可能是一个有趣的选择，因为工作船通常没有专门的 IT 人员在船上。

优势

除了由于新 IT 系统的快速开发、构建和安装而节省的时间外，硬件的大幅减少尤其引人注目。使用虚拟服务器和瘦客户端解决方案可将硬件和布线数量减少约 75%。现在，船桥上只需一个半服务器机柜，而不需要几个 19 英寸机架。虽然硬件的采购成本较低，但每艘船上 AlViVi 平台的总构建和安装成本最初并不比传统 IT 环境便宜多少。

Van Rikxoort 表示，最大的节省在于系统维护。显然，硬件越少，维护工作就越少，但由于应用程序实际上与硬件断开连接，因此可以在不关闭系统的情况下更换硬件组件。当更换 VersaView 零客户端时，新固件会自动下载，新终端在几分钟内即可重新投入使用。此外，操作系统和应用程序不再依赖于硬件，因此平台上使用的软件不必在每次更换硬件时进行调整，因此使用寿命更长。所有软件都可以简单地复制到新的硬件环境中。