Navio gêmeo digital

Por Gareth Evans

Em setembro passado, a BAE Systems revelou planos para construir um estaleiro digital de US $ 100 milhões em Adelaide, se o candidato da empresa vencer a competição pelo programa SEA 5000 Future Frigate. da Marinha Australiana Australiana. Embora a decisão final esteja entre o F-100 evoluído da Navantia, o FREMM modificado da Fincantieri e a variante Type 26 ‘Global Combat Ship’ da BAE, não esteja programada para ser feita até o final deste ano, o anúncio focalizou a atenção em um dos temas mais quentes do setor, discutido, porém menos conhecido – construção digitalizada.



Ao longo dos últimos anos, os construtores de navios têm se afastado de seus métodos de produção antigos e cada vez mais desatualizados, e muitas vezes fora de sincronização, para adotar abordagens de fabricação “inteligente”, oferecendo uma eficiência dinâmica e rica em dados para o processo de projeto e construção. Agora, com os orçamentos navais sob pressão e gastos de defesa em geral sujeitos a um escrutínio sem precedentes, esses movimentos ganharam ainda mais importância, uma vez que a demanda para construir navios de guerra melhores, mais rápidos e mais baratos tornou-se o mantra do dia.

GCS Type 26 concorre no programa SEA 5000 autraliano

A próxima geração de estaleiros digitalizados é baseada em dados e não só promete design e construção mais barato e mais eficiente, como também deve reduzir o custo de produção também. A chave é criar um fio digital, um conjunto de informações sincronizado que engloba toda a cadeia de suprimentos e se baseia no que foi chamado de “versão única da verdade” que rege tudo desde a concepção, projeto e construção, até atualizações e modificações ao longo da vida em serviço do navio.

Construção Naval 4.0: uma revolução de automação e troca de dados

Sob o modelo tradicional de construção naval, os fluxos de trabalho separados e discretos da unidade foram a ordem do dia, com o design geral dividido em uma série de áreas de tarefa individuais, cada uma não conectada ao próximo, e essencialmente sem qualquer nível de interação direta. À medida que o trabalho progrediu, os planos iriam para trás e para frente entre as equipes individuais, para que as mudanças e os desenvolvimentos pudessem ser reconciliados manualmente, o que, obviamente, prolonga o tempo de construção, ao mesmo tempo em que multiplica o potencial de erros ou omissões. Além disso, nega o imediatismo de colaboração em tempo real, qualquer fertilização cruzada de idéias entre as diferentes equipes também foi praticamente impossível.

Como eram as coisas; um desenhista verifica as medidas de um navio modelo em escala em Joseph L Thompson and Sons.

O avanço, que alguns apelidaram “construção naval 4.0” em referência à adoção da chamada “indústria 4.0” de automação e revolução de troca de dados que está revolucionando a fabricação em geral, se tornam uma coisa do passado. O estaleiro digital substitui as antigas plataformas de tecnologia isoladas e seus dados compartimentados, com ferramentas de planejamento de última geração e um único repositório comum de dados de design, que é sempre atual e disponível para quem precisa.

Economia de verdade: abrangendo toda a cadeia de suprimentos

Estender essa ideia para abranger toda a cadeia de suprimentos e todas as partes interessadas relevantes em todo o projeto fornece uma economia de verdade, centralizada e acessível para o navio desde o berço até o desmanche, o que significa que o design do navio e os custos de construção se tornam significativamente menores.

Conceito artístico do futuro porta aviões USS Enterprise (CVN 80) que deverá se beneficiar da construção digitalizada

De acordo com Matt Mulherin, presidente da Newport News Shipbuilding – a empresa responsável por projetar e construir os porta-aviões da Marinha dos EUA – caminham para “planos sem desenho” para o próximo USS Enterprise (CVN-80), o que poderia significar economias acima de 15%. Para adeptos do “melhor, mais rápido, mais barato”, isso é música para os ouvidos, mas o estaleiro naval digital promete ainda mais.

Modelagem 3D: soluções de melhor ajuste e simulações de “verdade única”

Embora a injeção do software avançado de gerenciamento do ciclo de vida do produto (PLM) no processo de construção naval, tenha feito uma mudança gradual no gerenciamento de dados desde o início do projeto, uma mudança semelhante ocorreu em termos do planejamento tridimensional também. O software de modelagem 3D de última geração, traz a capacidade de examinar partes, espaços e estruturas internas antes de serem construídos, permitindo que os designers verifiquem e otimizem onde o equipamento, a tubulação e as fiações serão localizados, resolvendo eventuais problemas e conflitos muito antes de se tornar uma realidade física.

Isso também significa que diferentes recursos, acessórios e funções, também podem ser testados antecipadamente para otimizar a eventual ergonomia de operação e futuras rotinas de manutenção, com a solução melhor ajustada, sendo imediatamente alimentada de volta para formar parte da “verdade única”.

Evento do primeiro corte de aço para iniciar a construção do terceiro porta aviões classe Gerald R. Ford, Enterprise (CVN 80). Crédito: Newport News Shipbuilding

Há grandes ganhos a serem feitos também durante a fase de fabricação. A modelagem digital 3D permite que as simulações de todo o processo de fabricação sejam executadas, permitindo que os construtores de navios examinem cada passo e, assim, otimizem os fluxos de materiais ao longo do processo de montagem, até o ponto em que o navio sai do estaleiro, e os benefícios de um navio ter seu próprio gêmeo digital persistente não pára por aí.

Gêmeo digital persistente: Adaptação para otimização

A evolução dos navios de guerra deu origem a frotas que são mais tecnologicamente avançadas e complexas do que nunca, e agora as marinhas estão cada vez mais querendo que esses navios durem mais e permaneçam à prova de futuro durante essa vida prolongada. Assegurar a adaptabilidade necessária às exigências em mudança e aos papéis em que eles podem ser encarregados com mais de 50 anos de serviço, inevitavelmente, envolverá upgrades e retro-fits, que pode ser onde o conceito dual digital realmente começará a surgir.

No final mais simples desse espectro, ter uma réplica virtual exata do design de classe disponível deve significar que quando um ajuste retroativo ou atualização está sendo planejado, os engenheiros e os arquitetos navais responsáveis ​​podem ver como tudo se encaixará, e assim otimizar o redesenho. Além disso, o gêmeo digital também pode desempenhar um papel importante na investigação do maior impacto contínuo de novas formas de fabricação e nos sistemas de embarcações, possibilitando simulações altamente realistas para explorar o desempenho em uma variedade de cenários hipotéticos, sem realmente arriscar o próprio navio. In extremis, poderia mesmo fornecer os meios aos especialistas em terra para ajudar a equipe a resolver problemas sérios ou inesperados no mar.

Ilustração do futuro porta aviões USS John F. Kennedy (CVN 79) Ilustração Newport News Shipbuilding

Modelos exclusivos para as Futuras Fragatas

Seja ou não a BAE, em última instância a vencer o contrato para construir as nove novas fragatas da Austrália e construir seu estaleiro digital em Adelaide, não há dúvida de que a construção naval digitalizada é o caminho do futuro.

A Huntington Ingalls Industries, dona do Newport News Shipbuilding, propôs usar planos apenas para o próximo porta aviões, o futuro Enterprise. Isso vem contra um trabalho com várias iniciativas piloto implementadas com êxito, incluindo a digitalização de mais de 1.000 pacotes de trabalho individuais para o antecessor, o futuro John F. Kennedy (CVN-79), e a construção retrospectiva de imagens 3D dos espaços internos dos porta aviões da classe Nimitz.

Eles já geraram, o que foram descritos como “economias bastante significativas” na nova construção e ajudaram a simplificar a revisão da vida média das navios mais antigos, apesar de usar apenas uma parte muito pequena do que a construção naval digital pode potencialmente fazer, e isso é apenas o começo. Como o gerente-geral da BAE Systems, Glynn Phillips, disse em setembro, “a digitalização permite uma mudança de passo significativa em todos os elementos de um projeto tradicional de construção e construção de navios.” Há muito mais por vir.

TRADUÇÃO E ADAPTAÇÃO: DAN

FONTE: Naval Technology

COLABOROU: Angelo Almeida



 

1 Comment

 

  1. 14/02/2018  19:45 by Beto Santos Responder

    Isso sim é o futuro que diga de passagem já esta atrasado, esta forma de projetar não é somente desenhar mas sim pensar digitalmente para que depois seja desenhado e testado digitalmente e assim então oferecer o melhor e mais rápido desenho para construção, outra coisa que esta atrasada é a propulsão de nossos meios seja ela marítima, de aviação ou de carros, deveríamos estar desenvolvendo meios diferentes de fazer estas máquinas se moverem com custo menor, desempenho maior e sem poluir o planeta e não procurando criar ou pesquisar novas formas de propulsão, devemos estar uns 20 anos atrasados no mínimo neste quesito (quando falo nós falo de toda a humanidade).

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