This article proposes a comprehensive framework for enhancing information exchange in ship maintenance through the integration of Digital Twins (DTs) and the Internet of Things (IoT). The maritime industry faces significant challenges in maintaining ships due to issues like data silos, delayed information flow, and insufficient real-time updates. By leveraging advanced technologies such as DTs and IoT, this framework aims to optimize maintenance processes, improve decision-making, and increase the operational efficiency of maritime vessels. Digital Twins create virtual replicas of physical assets, allowing for continuous monitoring, simulation, and prediction of ship conditions. Meanwhile, IoT devices enable real-time data collection and transmission from various ship components, facilitating a seamless flow of information. This integrated approach enhances predictive maintenance capabilities, reduces downtime, and improves resource allocation. The article will delve into the architecture of the proposed framework, implementation steps, and potential challenges, supported by case studies that demonstrate its practical application and benefits. By addressing these aspects, the framework aims to provide a robust solution for modernizing ship maintenance operations and ensuring the longevity and reliability of maritime assets.

New+Geotechnical and Mining Mechanical Engineering, Machine Building +https://doi.org/10.33271/nvngu/2023-5 +/jdownloads/pdf/2023/5/05_2023_contents-en-GB.pdf

This study develops a physics-informed digital twin framework for quasi-real-time assessment and forecasting of marine plate heat exchanger performance under variable environmental and operational conditions. Unlike conventional steady-state or purely data-driven approaches, the proposed framework integrates first-principles thermohydraulic modeling, an iterative successive-approximation solver, and continuous synchronization with operational ship data, enabling adaptive state estimation and degradation tracking. The methodology explicitly accounts for coupled thermal, hydraulic, and fouling processes, and incorporates uncertainty-aware validation under real ship operating conditions. A case study based on a central cooling system of a cargo vessel demonstrates that seawater temperature variations of 3–4 K can induce nonlinear system responses, including up to a fourfold increase in coolant demand, a 10–15% reduction in heat-transfer efficiency, and a 15–25% rise in hydraulic losses. A threshold operating regime is identified, characterized by rapid degradation and fouling amplification. Comparative analysis against a static baseline model shows that the digital twin improves predictive accuracy and enables early detection of performance deterioration. Energy-efficiency assessment indicates that adaptive cooling control supported by the digital twin can reduce auxiliary power demand and contribute to fuel savings. The proposed framework provides a scalable foundation for predictive maintenance and intelligent thermal management in maritime systems.

У статті розглядаються сучасні проблеми запобігання забруднення повітря в процесі експлуатації судна. Вказані проблеми зумовлені тим, що викиди вуглекислого газу сприяють глобальному потеплінню, а гази оксидів сірки і оксидів азоту швидко перетворюються на кислотні речовини, які впливають на хімічний склад морських, поверхневих вод та ґрунту, що має наслідки для організмів, які населяють підкислену воду. Всі фізіологічні і ферментативні процеси є чутливими до водневого показнику і, отже, можуть мати великий вплив, наприклад, на ріст мікроорганізмів, а також на більших тварин, наприклад, впливаючи на відчуття і органи нюху живих організмів. В теперішній час національні та міжнародні екологічні норми визначають необхідність покращення стану навколишнього середовища. Проведений аналіз попередніх досліджень і публікацій свідчить про те, що питанням визначення оптимального способу запобігання забруднення повітря в процесі експлуатації судна не приділено належної уваги. З огляду на прогнозування очікування збільшення глобальних морських перевезень приблизно на 3 % на рік з 2021 по 2030 рік через економічне зростання та сприяння морському транспорту, цей прогноз формує необхідність аналізу та застосування дієвих засобів запобігання забруднення повітря. Метою статті є аналіз динаміки забруднення повітря від судноплавства і визначенні оптимального способу запобігання забруднення повітря в процесі експлуатації судна. А також аналіз нормативно правової бази, що регулює питання запобігання забруднення повітря і аналіз існуючих способів запобігання забруднення повітря в процесі експлуатації судна. Результати. Запропоновані заходи та надані рекомендації щодо вибору оптимального способу запобігання забруднення повітря в процесі експлуатації судна. Висновки. Таким чином, проблеми запобігання забруднення повітря в процесі експлуатації судна повинні вирішуватися в комплексі, з урахуванням того, що найефективнішими, менш витратними, такими, що не потребують значної модернізації самого судна, є наступні способи запобігання забруднення повітря: очищення відпрацьованих газів, їх рециркуляція, попередня обробка палива і застосування емульсій води та палива.