Development of weight estimation : in concept phase of ship design

Abstract

Aluksen kevytpainon määrittäminen ja sen painolaskentaprosessi on monimutkainen yhtälö, jossa monet tekijät vaikuttavat sen ratkaisuun ja lopputulokseen aluksen kevytpainon ja sen painopisteen ollen tämän yhtälön lopputulos. Suunnittelun alkuvaiheessa monet näistä tekijöistä määritetään alustavasti, mutta suuri osa yhtälön osista jää vielä tuntemattomiksi. Lisäksi yhtälön osat voivat muuttua laivasuunnitteluprosessin aikana ja vaikuttaa yhtälön tulokseen sekä aluksen kevytpainon oikeaan määrittämiseen. Nämä puuttuvat tekijät määritetään vasta suunnittelun myöhäisemmissä vaiheissa. Tämä asettaa suuren haasteen aluksen painolaskijalle, jonka on määritettävä alkuvaiheessa nämä tekijät pystyäkseen ratkaisemaan kevytpainoyhtälön. Tämä yhtälö vaikuttaa suorasti aluksen muihin osa-alueisiin, kuten tehontarpeeseen, rungon tehovastukseen, runkomuodon kantavuuteen ja siten myös aluksen vakavuuteen.

Tämä tutkimus keskittyy suunnittelutoimisto Deltamarin Oy:n nykyisen painolaskentaprosessin kehittämiseen suunnittelun alkuvaiheessa. Tutkimuksen tavoite on ensisijaisesti kehittää Deltamarinin kevytpainon määrittämisprosessia. Toissijainen tavoite on tutkia Deltamarinin nykyistä konseptivaiheen teräspainolaskentaprosessia ja pyrkiä tehostamaan erityisesti tätä suunnitteluvaihetta hyödyntäen 3D -suunnitteluohjelmistoa. Tutkimus toteutetaan perehtymällä Deltamarinin konseptisuunnitteluvaiheen kevytpainolaskentaprosessin työnkulkuun ja siihen vaikuttaviin tekijöihin. Tutkimus keskittyy yrityksen suunnittelemiin referenssialuksiin ja sen kautta haetaan parametrisia tietoja tallennettavaksi tietokantaan. Tämän tietokannan avulla on tarkoitus hyödyntää parametrista arviointimenetelmää aluksen alustavan kevytpainon määrittämiseen. Tutkimus määrittää tarvittavat parametrit, toteuttaa laivatietokannan tietojen tallentamisen ja samalla tutkii niiden hyödyntämistä kevytpainolaskennassa.

Kehitystyössä hyödynnetään kevytpainotietoja Deltamarin Oy:n aiemmista projekteista. Kerättyjen tietojen avulla tutkitaan, miten tässä opinnäytetyössä esitettyä metodia voisi hyödyntää aluksen suunnittelun alkuvaiheen kevytpainolaskennassa ja sen tehostamisessa. Tietojen ryhmittelyssä käytetään apuna kansainvälistä SFI-koodiin perustuvaa järjestelmää sekä Deltamarinin kehittämää DM-littera -järjestelmää.

The determination of a vessel's lightweight and its weight calculation process is a complex equation in which many factors influence its solution and outcome, the lightweight of the vessel and its center of gravity, being the result of this equation. In the early stages of planning, many of these factors are preliminarily determined, but much of the elements of the equation remain unknown. In addition, parts of the equation can change during the ship design process and affect the result of the equation, as well as the correct determination of the light weight of the vessel. These missing factors will only be identified at later stages of planning. This poses a major challenge for the ship's weight calculator, who must determine these factors at the initial stage to solve the lightweight equation. This equation directly affects other aspects of the vessel, such as power demand, hull power resistance, hull load capacity and thus vessel stability.

This study focuses on the development of Deltamarin Ltd current weight calculation process in the early stages of design. The aim of the study is primarily to develop the process of determining the lightweight of projects in early phases of concept design. A secondary objective is to study Deltamarin's current steel weight calculation process in the concept phase and to try to make this design phase more efficient, especially by utilizing 3D design software. The study will be carried out by studying the workflow of the lightweight calculation process in Deltamarin's concept design phase and the factors affecting it. The research focuses on reference vessels designed by the company and seeks parametric data to be stored in the database. This database is intended to use a parametric assessment method to determine the initial light weight of a vessel. The study determines the necessary parameters, implements the storage of ship database data and at the same time studies their utilization in lightweight calculations.

The development work utilizes data from Deltamarin Ltd previous projects. The collected data is used to study how the method presented in this thesis could be utilized in the lightweight calculation in the early stages of vessel design and in making it more efficient. The data is grouped using the international SFI code system and the DM-littera system developed by Deltamarin.