Ship design

Ship design

Researchonderwerpen TKI Maritiem op het gebied van maritieme ontwerpsystemen en engineering.

Het thema shipdesign and operation kent de volgende hoofdlijnen:
1. Ontwerpsystemen voor standaardschepen
2. Ontwerpsystemen voor complexe specials
3. Informatiebeheer in ontwerp en engineeringfase

Researchonderwerpen TKI Maritiem op het gebied van maritieme ontwerpsystemen en engineering.

Het thema’s Shipdesign and operation kent de volgende hoofdlijnen:
1.    Ontwerpsystemen voor standaardschepen
2.    Ontwerpsystemen voor complexe specials
3.    Informatiebeheer in ontwerp en engineeringfase

1. Ontwerpsystemen voor standaardschepen

A ship design in 7 days.

Alleen mogelijk voor de bouw van min of meer standaardschepen. Deze methodiek vraagt verregaande automatisering, standaardisatie en bouw in modulen. Past in de technologieontwikkeling en leent zich voor een JIP.
Er is behoefte een instrument waarmee sneller concept ontwerpen of procesinrichtingen op basis van een snelle raming van de (bouw)kosten kunnen worden beoordeeld. (bv vergelijkbaar met ‘bouwkosten.nl’ van de Nederlandse branche-organisatie voor de Bouw).

2. Ontwerpsystemen voor complexe specials

Set Based Design:

De USNavy heeft, gebaseerd op ervaringen in de auto- en vliegtuig industrie,- een nieuwe ontwerpsystematiek voor complexe specials ontwikkeld. Het is de bedoeling om in de vroege ontwerpfase, wanneer de ontwerpruimte nog zo groot mogelijk is, meer ruimte te creëren voor onderzoek naar alternatieven. Niet alleen is het de bedoeling dat in de vroege fase de interactie en afstemming  tussen specialisten maximaal is, waardoor de systeemintegratie gewaarborgd  wordt, maar ook moet de betrokkenheid van de opdrachtgever bij het proces verbeterd worden. Door deze systematiek te koppelen aan een kennismanagement systeem, waarbij zowel reeds aanwezige kennis over mogelijke deeloplossingen alsmede de tijdens het ontwerpproces gecreëerde kennis geïntegreerd wordt, kan het proces verder worden verbeterd en worden versneld zonder dat de ruimte voor creativiteit verloren gaat. Voor toepassing in de Nederlandse situatie is verder onderzoek en ontwikkeling nodig.

 

Design for operations:

essentieel is dat de potentiële operationele prestaties en eventuele variaties tijdens het ontwerp continu gemeten worden met behulp van op praktijkanalyse gebaseerde  operationele modellen.  Daartoe dienen voor diverse scheepstypen generieke MOP’s ( Measure of Performance) en MOE’s (Measure of Effectiveness) gedefinieerd te worden. Verdere uitwerking is noodzakelijk.

 

Design for maintenance:

Onderhoud is een belangrijke kostenpost in de operationele fase, die door het ontwerp sterk beïnvloed kan worden. Simulatie en analyse van onderhoudsprocessen en levensduurgegevens in de gebruikersfase  ondersteunen het optimalisatie proces. Dergelijke systemen zijn nog niet in voldoende mate beschikbaar.

 

Goal based design:

Overheden gaan steeds meer uit van het voorzorgsprincipe, waarbij de gebruiker zelf verantwoordelijk is voor veiligheid en de gevolgen van een ongeval. Veiligheidsregelgeving zou dan ook zoveel mogelijk gebaseerd moeten zijn op het principe van doel regelgeving, wat leidt tot groter veiligheidsbewustzijn bij de ontwerper. Voorts wordt ruimte gecreëerd om voor specifieke toepassingen tot betere en veiliger oplossingen te komen. Het gewenste veiligheidsniveau wordt nu bepaald op basis van statistische informatie over incidenten uit het verleden. Onzeker is of dit veiligheidsniveau ook voor nieuwe, nog niet eerder toegepaste oplossingen zal gelden.  Deze principes behoeven verdere uitwerking door nader onderzoek naar de mogelijkheden van goal based design in de maritieme sector met het oogmerk te komen tot verantwoord risk management binnen het kader van het voorzorgsprincipe.

3. Informatiebeheer in ontwerp en engineeringfase

Er is behoefte aan een goed gedefinieerde, gestandaardiseerde informatie architectuur voor zowel de techniek als voor planning en performance. In een multidisciplinaire ontwerpomgeving leidt dit tot een betere beheersing van de informatiestromen en biedt de mogelijkheid om optimaal gebruik te maken van eerdere ervaringen.

Er ligt verder voor Shipdesign and Operation een duidelijke link naar Sustainability & Marine environment.

Documenten (afhankelijk van uw toegangsrechten)

Researchonderwerpen ‘Maritieme systemen en processen’


De Nederlandse Maritieme sector, in het bijzonder de Maritieme Maakindustrie en de Maritieme Dienstverleners, richt zich op onderscheidende wijze vooral op activiteiten met een hoge toegevoegde waarde, wat in zijn algemeenheid inhoudt dat zij zich hierbij in niches positioneert en dat haar producten en diensten complex van aard zijn en dat daar veel kennis bij nodig is.

 

Het gaat hierbij om complexe schepen en varende / drijvende werktuigen, zoals offshore installatie vaartuigen, baggerwerktuigen, snelle ondersteuningsvaartuigen, marinevaartuigen, megajachten, enz.  De complexiteit komt met name naar voren doordat voor het realiseren van de veelal specialistische functionaliteit op zich al complexe systemen en componenten nodig zijn. Deze dienen binnen de context ‘schip’ nauwkeurig op elkaar en op het schip afgestemd zijn, d.w.z. een plaats (ruimte) moeten krijgen, gedragen (gewicht) moeten worden, van energie moeten worden voorzien, gemonitord en bediend moeten worden en daarbij ook nog eens betrouwbaar met elkaar moeten kunnen communiceren.

 

In feite betreft het systeemintegratie, waarbij het bij de bepaling van de systeembehoefte in eerste instantie gaat om de beoogde functionaliteit: welke systemen zijn nodig om binnen de maritieme operationele context (omgevingscondities), de gewenste taken veilig te kunnen vervullen. Het betreft hierbij onder meer:
•    Systemen voor het vervullen van operationele taken, zoals hijs- en hef-, boor-, pijpenleg of baggerinstallaties, maar ook in het geval van marineschepen, om bijv. wapensystemen.
•    Energiesystemen, inclusief systemen voor peakshaving en energieterugwinning
•    Voortstuwingssystemen
•    Sensorsystemen
•    Positioneringsystemen, zowel aan het wateroppervlak als daaronder.
•    Monitoring- bewaking- automatisering- en besturingsystemen (geïntegreerd).
•    Hotelsystemen (er wonen mensen aan boord)
•    Overige scheepssystemen

 

Deze systemen zullen in hun samenhang onder uiteenlopende omstandigheden ook variabel belast worden, d.w.z. dynamisch op hun taak berekend en onderling gekoppeld moeten zijn.

 

Dit vraagt om veel inzicht in zowel de operationele als de gekoppelde systeemprocessen. Hierbij is een grote variabiliteit aan combinaties mogelijk. Om het systeemgedrag te analyseren zijn dynamische simulatietechnieken onontbeerlijk. Zowel het systeemontwerp als de realisatie vragen veel kennis van de uiteenlopende hierbij betrokken disciplines, die om integraal met elkaar samen te werken ook begrip van elkaars vakgebieden nodig hebben.

 

Hoe complexer de systemen en hoe dynamischer de omgevingscondities, hoe groter de kans dat een van de componenten al of niet in onderlinge samenhang faalt. Om deze risico’s te managen zijn probabilistische modellen voor het inschatten van risico’s en faalkansen nodig.

 

Nieuwe uitdagingen vragen om nieuwe kennis. Een van de meest grensverleggende nieuwe uitdagingen, waarmee de Nederlandse Maritieme Industrie zich toekomstgericht wil onderscheiden, is de Diepzee Mijnbouw van zeldzame aardmetalen.
Voor het ontginnen van zeldzame aardmetalen is kennis nodig van ondermeer grondbewerking op grote diepte, van verticaal slurry transport van de diepzeebodem naar het zeeoppervlak, van materialen en systeemgedrag onder grote druk; ook voor de energievoorziening op grote diepte lijken paradigmaverschuivingen nodig.

 

Naast het exploreren en exploiteren van de diepzee, worden ook grenzen verlegd waar het gaat om het uitvoeren van offshore operaties onder Arctische condities. Dat gebeurt in gebieden die uit marien ecologisch oogpunt bovendien nog extra kwetsbaar zijn. Dit vraagt om specifieke kennis om grenzen te bepalen voor de in te zetten systemen en de daarmee bedreven operationele processen.

 

Tenslotte: om een antwoord te geven aan de uitdaging van efficiënte milieuvriendelijke energievoorziening zou veel meer gebruik moeten worden gemaakt van LPG als brandstof. Dit vraagt om kennis van cryogene techniek voor toepassing op zee, transport en opslag.


Documenten


De zichtbaarheid van documenten is afhankelijk van uw toegangsrechten.

 

Een visie op Maritieme Veiligheid

18 november 2013 rondde Scheepsbouwkundig Ingenieur Ed Keizer (Ktz b.d.) een essay af over Maritieme Veiligheid, dat hij de titel gaf "Is het Maritieme Veiligheidsbeleid toekomstbestendig?", met als ondertitel "Een essay over complexe en onzekere zaken."

In deze door hem nadrukkelijk als essay bestempelde serie artikelen geeft Ed ons op uiterst boeiende wijze een beeld van de achtergrond en de verdere ontwikkeling van het maritieme veiligheidsbeleid, waarbij hij het geven van zijn persoonlijke visie - zoals een essay betaamt - niet schuwt. Hierbij baseert hij zich op jarenlange gedegen kennisopbouw t.b.v. de materieelontwikkeling van de Koninklijke Marine.

Voor zijn conclusie waarin hij antwoord geeft op de in de titel gestelde - wie weet retorische bedoelde  -  vraag wordt verwezen naar de tekst.

De inhoudsopgave volgend, komen de volgende onderwerpen aan bod:

-  Maritieme Veiligheid, een aanzet tot een discussie over de vraag of de huidige benadering voldoende toekomstbestendig is.

-  Hoe gaan we om met veiligheid?

-  Ongevallen zijn ook leermomenten en bronnen van kennis.

-  De belangrijkste factoren.

-  Maatschappelijk Ondernemen, (WRR rapport 82 “Onzekere Veiligheid”)

-  Veiligheid van onderzeeboten, een intermezzo.

-  Veiligheid in complexe systemen: is een schip een complex systeem?

-  Stand van zaken, zijn we toekomstbestendig?

-  Mogelijke Oplossingsstrategieën

-  Regelgeving.

-  Life cycle Safety Concept.

-  Conclusies en opties.

In de bijlagen analyseert Ed tot slot, een viertal karakteristieke ongevallen en probeert hij daar enkele algemene conclusies over de aard van maritieme ongevallen en hoe we van deze ongevallen kunnen leren aan te verbinden.

Documenten (afhankelijk van uw toegangsrechten)


Bij System Integratie gaat het om de onderlinge technische afstemming van en communicatie tussen deelsystemen, die samen een functioneel geheel vormen.

Documenten


De zichtbaarheid van documenten is afhankelijk van uw toegangsrechten.

 

© Copyright MKC - 2021