Modulair ontwerpen is belangrijk voor de toekomst van de scheepsbouw

Tot maximaal tachtig procent reductie in engineering-uren, een kwart minder productie-uren en een doorlooptijd die de helft korter is. Dat zijn de voorspelde resultaten van het modulair ontwerpen van een low-impact e-ferry, een low-impact werkboot en een megawatt oplader in het NAVAIS-project. “Het lijkt een beetje op online 3D-configurators zoals bekend van de auto industrie.”

Door Pieter Pulleman

“Eigenlijk gaat het om standaardisatie bij het ontwerpen van schepen”, zegt Dominique Nieuwpoort van NMT. “Een schip is opgebouwd uit meerdere functionele systemen, zoals bijvoorbeeld een bilgesysteem. Door deze te standaardiseren, kun je delen van het ontwerp hergebruiken, en bespaar je tijd en dus kosten.”

NAVAIS

De genoemde resultaten zijn behaald in het Europese onderzoeksproject NAVAIS: New, Advanced and Value-added Innovative Ships. Het project kent een looptijd van vier jaar en eindigt dit jaar mei. In totaal doen achttien partners uit zes verschillende landen mee, deze partners bestaan uit scheepswerven, engineers- en onderzoeksbureaus en toeleveranciers. NMT verzorgt het projectmanagement en is verantwoordelijk voor het delen van de kennis voor de Nederlandse markt. Eind mei volgt de slotconferentie waar de deelnemers de opgedane inzichten en de resultaten delen. De openbare kennis komt beschikbaar op de website van NAVAIS.

Demonstrators

“Hoe kan ik een schip opknippen in engineeringmodules en die standaardiseren in samenwerking met de toeleveranciers, dat was eigenlijk de kernvraag in NAVAIS.” Om dat te bereiken is modularisatie gecombineerd met system based engineering en dit is toegepast op het 3D-softwareplatform van projectdeelnemer Dassault Systèmes, legt Nieuwpoort uit. De ontwerpmethode werd toegepast op de genoemde e-ferry en werkboot. “Er zijn softwarematige demonstrators gemaakt, een soort digital twins, die laten zien dat het concept werkt.”

Modules classificeren

De modulaire ontwerpmethode is belangrijk voor de toekomst van de Europese scheepsbouw, zegt Nieuwpoort. “We zijn in Europa goed in het bouwen van complexe schepen, maar verliezen het nog wel eens op prijs. Deze methode gaat helpen om competitiever te worden.” Modulair ontwerpen kan nog een ander probleem oplossen, namelijk dat van classificering. “Nu zie je dat er relatief laat in het proces nog zaken aangepast moeten worden. In de modulaire aanpak classificeer je de modules vooraf waardoor de kans dat je bij de finale classificering veel moet aanpassen, afneemt.” De modules komen beschikbaar in een bibliotheek wat hergebruik mogelijk maakt.”

Informatie hergebruiken

Tot tachtig procent minder engineeringuren wordt bereikt door het hergebruiken . “Het grote voordeel van de ontwikkelde methode in combinatie met het softwareplatform is dat je informatie op een gestructureerde manier opslaat. Doordat je bij een volgend project met dezelfde modules kunt werken, betaalt dat zich uit. Dit is ook van belang in relatie tot de human capital-factor; het zorgt ervoor dat kennis in de organisatie blijft, wat zeker in tijden van vergrijzing en personeelstekorten van belang is.”

Seriematig en efficiënter produceren

Het hergebruik van modules verkort de doorlooptijd met de helft. “Je gaat van een engineering-to-order naar een assemble-to-order businessmodel, wat de benodigde engineeringtijd dus reduceert. Daarbij komt dat je seriematig kunt gaan produceren, vergelijkbaar met de automotive, doordat je weet welke modules er gevraagd gaan worden. Dit maakt robotisering van bepaalde
productietaken mogelijk. Je hele productieproces wordt voorspelbaarder.” Het is niet zo dat met de nieuwe methode engineers alleen nog maar ‘legoblokken in elkaar hoeven te schuiven’, verklaart Nieuwpoort. “Zij kunnen zich juist focussen op de complexere zaken. Dat is op de snijvlakken waar de verschillende systemen samenkomen; daar liggen de uitdagingen
waarvoor engineers naar oplossingen moeten zoeken.” Modulair ontwerpen helpt ook in de transitie naar nieuwe energiesystemen. “Het ene energiesysteem eruit en het andere erin wordt gemakkelijker doordat je beter weet waar de knelpunten zitten. Dat geldt voor nieuwbouw en voor refit. Dit is echt een kans voor de sector.”

Low impact

Binnen NAVAIS is ook gekeken naar mogelijkheden om de impact van geluid op het zeeleven (URN: underwater radiated noise) en de CO2-uitstoot van zeeschepen te verminderen. Marin ontwikkelde een nieuw rekenmodel voor de cavitatie van propellers. Damen onderzocht manieren om de machinekamer stiller te maker. Bureau Veritas en TU Delft keken naar de gevolgen van bepaalde ontwerpbeslissingen voor de CO2-uitstoot. Voor deze modellen zijn softwareapplicaties ontwikkeld die ontwerpers kunnen gebruiken om al in vroeg stadium van het ontwerp op deze aspecten te optimaliseren. De applicaties zijn toegankelijk vanuit het softwareplatform, maar ook stand alone te gebruiken. Het eerder genoemde marketingcommunicatieplan moet helpen om de acceptie en implementatie van de nieuwe ontwerpmethode te stimuleren. “We zullen de benefits voor het voetlicht brengen, onder meer met lezingen.”

NAVAIS is onderdeel van het EU Horizon 2020 onderzoeks- en innovatieprogramma met contractnummer 769419. Meer weten over de nieuwe ontwerpmethode? Neem contact op met Dominique Nieuwpoort van NMT via nieuwpoort@maritimetechnology.nl.