利用PLM解锁船舶建造的数字潜力

2023-11-07 19:09 | 国际船舶网 配套动态


Cadmatic自80年代初以来一直处于船舶设计和造船解决方案的前沿,随着计算机辅助设计和数字化的IT能力的进步,推动了这一领域的发展。今年早些时候,Cadmatic和CONTACT软件达成了战略OEM合作伙伴关系,旨在为市场提供一项重大的行业首创——首个面向船舶建造的PLM(产品生命周期管理)解决方案。这标志着该行业开始了一场重大转变,以充分实现数字资产的价值和流程的数字化。这也是着手开展数字化转型专业知识和能力的第一步,这些知识和能力专门针对我们的行业,而不是从其他学科,如汽车或工艺工程中引入。

这为什么如此重要呢?正如我们每天都经历的那样,船舶设计和建造已经是复杂的过程,需要在全球范围内,使用不同语言,跨越数年的时间,数百人甚至上千人的合作,以及数百万个零部件、成千上万张图纸和数百万美元的预算。对于一些拥有重要船舶建造行业的较小国家,大型船舶的交付可能会在国内生产总值上显现出来,这就是这些项目的规模。

管理这些项目中的信息对于它们的成功至关重要,无论是在商业绩效方面,还是在按规格和预算交付船舶方面,以及在提供行业所需的性能和安全性方面。随着时间的推移,这也变得越来越具有挑战性,因为新船需要集成新燃料、新绿色技术,而且要比以往更快,这要归功于不断加速的法规和可持续发展目标。数字化转型是使这些庞大而分散的项目保持在正轨上的关键因素。

为什么我们需要一个专门的船舶建造工具?产品、数据和流程

PLM通常被称为产品生命周期管理,但在应用于航运行业时,它可能更适合被称为流程生命周期管理。例如,用于汽车或航空业的工具是基于产品的。以汽车为例,进行广泛的研究、设计、原型制作,一旦设计完成,就可以生产成百上千辆相同的汽车。飞机设计也遵循类似的模式。

然而,当涉及到船舶建造时,每艘船都是独特的,设计以满足特定的商业需求或任务要求。即使在姐妹船之间,也有限制性的设计信息可以复制。同时,由于要求船厂保持充分利用,船厂可能会同时设计并开始切割一艘船的钢材;船厂不能承受干船坞处于空闲状态而导致损失。这是一个基本不同的动态,以及比其他行业更不线性的轨迹,这也是我们需要专门的航运软件和流程的原因。

掌握产品数据和流程可以显著影响船厂的执行时间、工作负荷和商业盈利能力。

Ludmila Seppälä相信,面向船舶建造的PLM系统可以帮助船厂充分利用数字资产和流程的力量,以确保最佳的效率、盈利能力和质量。

Document-driven versus data-driven

在船舶建造领域,从概念到切割钢材可能需要1到5年的时间。在此期间,可能会有500到数千人参与项目,处理1,000,000至5,000,000个独立部件,每个部件都有独立的数据记录和一套文件。

在这种情况下,大部分复杂性都在3D CAD设计和相关文件中处理。项目经理必须能够访问每个部件的设计和相关文件,并能够跟踪谁何时以及如何批准了什么。

例如,如果有人决定某个泵不适用,而船只需要另一种具有不同特性的泵来自另一家制造商。这就产生了一连串的任务。有人需要检查泵的新规格,看它是否符合需要,然后在3D模型中替换泵。其他人需要确保管道的连接适合 - 然后需要有人批准所有这些操作。在典型的船舶建造项目中,可能会有50,000个这类情况同时发生。从项目管理的角度来看,了解正在发生什么以及谁批准了什么是至关重要的,这就创造了管理人员可以控制流程的时机。

除了极其复杂,船舶建造也是一个以文件为基础的行业。当与造船厂首次达成项目协议时,他们会制定项目交付时间表,概述哪些图纸等将在哪个日期收到,这仅仅是众多相关文件中的第一个。将这些文件与彼此以及迅速发展的3D模型相匹配并不容易。由于涉及的变量较多,如果项目没有经过精心管理,通常可以在“按设计工程”,“按视觉设计”,“按设计”和“按实际建造”之间存在显著的偏差。减少这种变化是数据和流程管理的主要挑战之一。

建立智能连接

那么,我们如何建立一个适用于航运的框架,将这种复杂性转化为某种秩序呢?关键挑战不仅仅是将所有数据放在一个地方,而是建立数据模型和文件之间以及涉及的所有信息之间的有意义的连接。

建立这些有意义的连接是我们战略OEM合作伙伴关系的重点。CONTACT的Elements平台提供了未来可行、特定于PDM的应用程序的广泛组合。Cadmatic将在此基础上增加船舶建造特定的专业知识,以最大程度地利用这项技术,并根据船舶建造的要求灵活扩展和调整解决方案。如果每个产品中的信息量如同一个数据湖,那么就需要船舶建造特定的知识来提取其中最有用的见解。

处理这些数据是航运特定领域专业知识如此重要的地方。船舶CAD非常具体化 - 单个部件不是一起存储的,而是作为部件之间的拓扑关系,其中每个元素与其他许多元素相连接。只有通过创建一个稳固的存储数据平台 - 并添加有关如何提取数据湖中信息的行业特定智能 - 我们才能最大程度地利用这些好处,并创建行业所需的解决方案。

将生命周期管理纳入考虑

专用PLM的好处不仅限于项目管理船舶的设计和建造。目前,除了海试和船舶首年的运营之外,船厂对船舶性能负有很少的责任。在那之后的船舶寿命周期的接下来的二到三十年里,船舶的所有者和运营商需要费力地重建船舶的设计数据,以处理船体清洁、改装或其他维护活动等服务。已经存在于设计阶段的数据集,已经催生了整个产业来重新创建这些数据。构建一个面向航运的PLM系统使得可以创建数字孪生,船舶的所有者和运营商可以在船舶的整个寿命周期内有效地使用它,从而为船厂增加价值的另一种方式。PLM使船厂能够更加灵活地采用这些技术或交付用于未来船队的改装。同时,在一个平台上管理PLM有助于船厂适应行业范围的数字化转型,将关键流程数字化以提取见解并更紧密地管理它们。

这再次与其他行业有所不同。在过程制造业中,设计工厂的一方通常也是管理其整个生命周期的一方,从生产一直到停产。在汽车行业,汽车制造商正在使用数字孪生来更好地为汽车提供服务,延长其整个生命周期的服务。专门为航运设计的生命周期管理使该行业能够实现这一目标 - 在航运以前无法实现的方式下,有效地管理船舶的整个生命周期。

船厂是集成各种专业知识和技能的中心 - 包括工程、信息技术、项目管理等。为船舶建造而设计的PLM系统将为船厂在交付未来船队时充分发挥这些技能奠定基础。

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