Μελέτη περίπτωσης: Σχεδιασμός C-Job & Accelerated Concept

Ρυμουλκούμενη δεξαμενή αναρρόφησης ρυμουλκών με σχολιασμένες μεταβλητές απόφασης. Εικόνα: C-Job

Κύκλος Σχεδιασμού Ναυτικών Αρχιτεκτόνων C-Job. Εικόνα: C-Job

Previous Next

Η C-Job Naval Architects έχει εφαρμόσει μια νέα μέθοδο βελτιστοποίησης των σχεδίων πλοίων. Η ολιστική μέθοδος βελτιστοποίησης επιτρέπει γρήγορες επαναλήψεις σχεδιασμού, συναρπαστικές καινοτομίες και εξοικονομεί σημαντικό χρόνο στον ναυπηγικό αρχιτέκτονα.

Η C-Job Naval Architects είναι η μεγαλύτερη ανεξάρτητη εταιρία σχεδιασμού και μηχανικής πλοίων στις Κάτω Χώρες. Η εταιρεία απασχολεί πάνω από 130 εσωτερικούς ναυτικούς μηχανικούς και ναυτικούς αρχιτέκτονες σε τέσσερα γραφεία και ειδικεύεται σε διάφορους τομείς, όπως βυθοκόρηση, βαριά ανύψωση, υπεράκτια (αιολική), πορθμεία και υπεράκτια. Από τον πρώτο σχεδιασμό πλοίων σχεδιασμού, μέσω των βασικών και λεπτομερών μηχανικών πακέτων, οι ναυπηγοί της C-Job επιδιώκουν να παράγουν καινοτόμες και βιώσιμες λύσεις για την παγκόσμια ναυτιλιακή βιομηχανία.

Αντί της κλασσικής σπειροειδούς σχεδίασης, η C-Job έχει εφαρμόσει ένα νέο τρόπο εργασίας στη φάση σχεδιασμού της ιδέας: Η μεθοδολογία της επιταχυνόμενης σχεδίασης. Αυτή η νέα ολιστική μέθοδος σχεδιασμού του πλοίου θεωρεί ταυτόχρονα όλες τις πτυχές σχεδιασμού του πλοίου, κάτι που είναι δυνατό καθώς κάθε πτυχή του σχεδιαστικού κύκλου (βλέπε σχήμα 1) έχει αυτοματοποιηθεί στο C-Job. Ο αυτοματοποιημένος κύκλος σχεδιασμού δίνει στην εταιρεία τη δυνατότητα να βελτιστοποιήσει οποιοδήποτε σχέδιο σχεδιασμού.

Η διαδικασία βελτιστοποίησης μπορεί να ξεκινήσει αφού ένας ναυπηγός έχει δημιουργήσει και παραμετροποιήσει ένα σχεδιασμό ιδεών (βλ. Σχήμα 2). Το λογισμικό στη συνέχεια δοκιμάζει διαφορετικούς συνδυασμούς των μεταβλητών απόφασης. Οι πτυχές που μπορούν να βελτιωθούν, για παράδειγμα, είναι το συνολικό κόστος ιδιοκτησίας και οι περιβαλλοντικές επιπτώσεις. Το λογισμικό βελτιστοποιεί τον σχεδιασμό της ιδέας μεταβάλλοντας το σχήμα του σκάφους, τη γεωμετρία και τη διαμέριση. Το κάνει με τέτοιο τρόπο ώστε ο σχεδιασμός να συμμορφώνεται με όλες τις απαιτήσεις που επιβάλλονται από τη φυσική, τις ρυθμιστικές αρχές και τον πελάτη.

Επειδή είναι αδύνατο για έναν ναυπηγικό αρχιτέκτονα να εξετάσει όλες τις εξαρτήσεις μεταξύ των μεταβλητών απόφασης, τους περιορισμούς και τους στόχους, η διαδικασία βελτιστοποίησης καθοδηγείται από έναν αλγόριθμο βελτιστοποίησης. Ο αλγόριθμος που χρησιμοποιείται στο C-Job είναι CEGO (Constrained Efficient Global Optimization). Το CEGO αναπτύσσεται από τον επιστήμονα δεδομένων της C-Job, Roy de Winter, σε στενή συνεργασία με το Ινστιτούτο Προηγμένων Υπολογιστών του Leiden. Επειδή το CEGO είναι πολύ αποτελεσματικό και είναι σε θέση να διαμορφώσει τα κριτήρια βελτιστοποίησης και τους περιορισμούς, είναι κατάλληλο για τη βελτιστοποίηση των πλοίων. Χρησιμοποιώντας τον αλγόριθμο βελτιστοποίησης, ο άνθρωπος αφαιρείται από τον βρόχο, ο οποίος εξοικονομεί πολύ επαναλαμβανόμενη εργασία και επιτρέπει στον αλγόριθμο να παρουσιάσει συναρπαστικές καινοτομίες.

Το αποτέλεσμα της διαδικασίας βελτιστοποίησης είναι μια συλλογή βελτιστοποιημένων παραλλαγών σχεδιασμού. Η συλλογή τυπικά αποτελείται από πολλαπλά βέλτιστα σχέδια. Όταν ένα σχέδιο μπορεί να είναι φτηνότερο για να χτίσει, αλλά πιο ακριβά για να λειτουργήσει, ενώ το άλλο σχέδιο μπορεί να είναι πιο δαπανηρή για την κατασκευή, αλλά λιγότερο δαπανηρή στη λειτουργία. Σε συνεννόηση με τον πελάτη, επιλέγεται ένα από τα βελτιστοποιημένα σχέδια. Για τον επιλεγμένο σχεδιασμό, η γενική διάταξη, το κύτος, η γεωμετρία και η διαμέριση υπογραμμίζονται λεπτομερέστερα. Αυτός ο πιο λεπτομερής σχεδιασμός μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί για το επόμενο στάδιο στην ανάπτυξη του πλοίου.