Risteilylaivan konseptisuunnitteluvaiheen painolaskenta : työkalu painon arviointiin

Abstract

Laivan painolaskenta, -hallinta ja painojen arviointi ovat yksiä tärkeimpiä toimintoja laivan suunnittelu- ja rakennusprosessin aikana. Laivan aikaisessa suunnitteluvaiheessa tarkan ja yksityiskohtaisen tiedon puuttuminen hankaloittaa painolaskennan suorittamista. Perinteisten painolaskumenetelmien sijasta aluksen painoa täytyy arvioida. Mikäli painotilastoja jo rakennetuista laivoista on käytettävissä, voidaan niitä hyödyntää tarkan ja luotettavan arvion saamiseksi jo laivan konseptisuunnittelu-vaiheessa. Painotilastojen rakentaminen ja ylläpito vaativat kuitenkin paljon resursseja.

Tämän työn tavoitteena oli tutkia painonarviointimenetelmiä, tunnistaa niistä hyödyllisimmät ja rakentaa niiden perusteella risteilylaivan painon ja painopisteiden arviointiin työkalu, jota sen käyttäjä pystyy hyödyntämään suunnittelussa. Tämän mahdollistamiseksi oli perinpohjaisesti tutustuttava työn toimeksiantajan, Meyer Turku Oy:n, painolaskentaprosessiin ja aiheesta julkaistuun kirjallisuuteen.

Työkalun paino- ja painopistearviot sekä muiden suureiden arviointi toteutettiin regressio- ja kerroinmenetelmien avulla. Näiden lisäksi työkalun geometrisen menetelmän avulla pystytään arvioimaan aluksen tilavuuksia ja pinta-aloja. Työkalua testattiin tapaustutkimuksella, jossa kolmen jo rakennetun laivan arvojen avulla tutkittiin työkalun tarkkuutta. Regressiomenetelmän kaavat optimoitiin luotettavuuden parantamiseksi. Tulosten tarkkuus ylitti odotukset ja asettui selkeästi asetetulle vaihteluvälille.

Weight calculation, control and estimation are among the most important procedures and functions in designing and building a ship. In the early phase of the ship design process, the lack of information prevents the conventional calculating of weight. Instead, in the concept phase, the weight has to be estimated. To obtain a valid estimate of a ship’s weight as early as possible, it is beneficial to be able to use statistical data. This naturally requires thorough collection and maintenance of weight data from already-built ships.

This thesis aimed to investigate the possibilities to estimate a ship’s weight in an early stage of design and build an instrument with which an end-user can easily and quickly run an estimation of the ship’s weight. To achieve this, comprehensive research into the current weight calculation process of the work’s client, Meyer Turku Oy, was needed. In addition, fundamental studies of the literature of the field were necessary.

Regression and coefficient methods were used in the tool to estimate weight and other values. Additionally, a geometric definition method was provided to help in defining volumes and areas. The built estimation tool was tested with the data from three existing ships and some reliability factors were accounted for in the used formulas. The accuracy of the results was better than expected and landed distinctly in the assigned range.