بناء السفن: إعادة كتابة الكتاب

الصورة مجاملة: فيلستراند

نظرًا لأن قطاع النقل البحري يستوعب عددًا من التغييرات التاريخية ، فإن حوض بناء السفن Fjellstrand في النرويج يريد وضع دفتر القواعد جانباً والنظر في العملية برمتها بطريقة جديدة ، مما يقلل تكاليف الهندسة بنسبة تصل إلى 70٪ وتكاليف الإنتاج تصل إلى 20٪.

لا تزال عملية تصميم وبناء سفينة ، حتى في بيئة التصنيع الشامل الموحد للغاية ، إلى حد كبير تصميم وبناء لمرة واحدة ، فريدة من نوعها. غالبًا ما يتم تصميم السفن وفقًا لمتطلبات مالك السفينة أو المشغل المحددة ، والتي تستند غالبًا إلى معايير ثابتة مثل السرعة أو استهلاك الوقود أو الطريق أو سعة الركاب.

يتم إنشاء المخططات والموافقة على الخطط التفصيلية من قبل مجتمع التصنيف وتأمين التمويل والبدء في البناء والكتل من كتلة فريدة.
تعد Fjellstrand جزءًا من مشروع Transport: Advanced and Modular (TrAM) الذي يموله الاتحاد الأوروبي ، والذي ينسقه مجلس مقاطعة Rogaland من خلال شركة النقل Kolumbus. يهدف المشروع الذي تبلغ تكلفته 13.2 مليون دولار والذي أطلقته مجموعة الصناعة NCE Maritime CleanTech إلى بناء ما يمكن اعتباره أسرع عبارة ألمنيوم تعمل بالبطارية ، بدون انبعاثات ، وعالية السرعة ، بناءً على مستوى متزايد من كفاءة الانبعاثات الصفرية في أوروبا وفي نفس الوقت إعادة تقييم التصميم الفعلي وعملية البناء.

النهج المعياري
يعتبر اتباع "نهج شركة الطيران" تعويذة تُسمع في الأوساط البحرية في كثير من الأحيان ، على الصعيد العالمي ، حيث يُنظر إلى صناعة الطيران على أنها "المعيار الفعلي للتوحيد القياسي" في كثير من النواحي. لذا ، ماذا لو كان بناء السفن يمكن أن يحاكي بعض أوجه التقدم الملحوظة في بناء شركات الطيران أو حتى صناعة السيارات؟ ماذا لو كان النهج المعياري ، حيث يمكن تحديد المكونات الأساسية أو الإطارات المركزية الثابتة عبر مجموعة من النماذج بينما يمكن اختيار مكونات أو أنظمة متغيرة أخرى بناءً على المتطلبات المتغيرة؟

بقدر ما يتعلق مشروع TRAM ببناء عبارة نظيفة عالية السرعة ، فهو يتعلق أيضًا بإنشاء قالب عملية يمكن نسخه بعد ذلك للسفن الأخرى. سيقوم المشروع بتطوير ثلاثة استخدامات مميزة للعبّارة المصنوعة من الألمنيوم التي لا تحتوي على أي انبعاثات: واحدة للطرق المائية الداخلية الأوروبية الأخرى لمركبة Thames لركاب مدينة لندن وأول سفينة يتم بناؤها لخدمة مجتمع بالقرب من ستافنجر من عام 2022.

وفقًا لإدموند تولو ، رئيس البحث والتطوير في شركة Fjellstrand ، لبناء حوض سفن Fjellstrand ، فإن هذا النهج المعياري يمكن أن يساعده في سوق مليء بالتحديات لبناء السفن حيث يظل خفض التكاليف يمثل أولوية. الصورة مجاملة: فيلستراند

كل ثلاثة لديهم سرعة مختلفة ، وعمق ، وقدرة الركاب ومتطلبات المدى والضوضاء ، ولكن الثلاثة لديهم ميزات تصميم متطابقة. قد يختار حوض بناء السفن أن يمر بنفس عملية التصميم التقليدية لكل العبارات الثلاث ، لكن ماذا لو كانت الأشياء الوحيدة التي تم تغييرها في ترتيبات أنظمة التصميم للسفن ، هي تلك التي تحتاج إلى تغيير؟

صرحت الدكتورة كريستوف يورنهاك ، مديرة المجموعة بمعهد فراونهوفر الألماني لتصميم نظام الميكاترونيك ، وهو أحد أعضاء اتحاد شركات TRaM ، أن جميع الأوعية الحديثة تقريبًا قد تم تصميمها مع الأخذ في الاعتبار عملها. Fraunhofer IEM هي منظمة بحثية موجهة نحو التطبيق. ينصب تركيزها على كيفية عمل الكائنات والأنظمة ، بما في ذلك عمليات التصنيع ، والعمل بشكل أفضل. يمكن لموظفيها الذين يتمتعون بخبرة في مجال الطيران وإنتاج السيارات ، الاطلاع على متطلبات المستوى الأعلى للسفينة أو السيارة ، ومن ثم كيف يمكن أن تتأثر معايير عملية البناء المختلفة. في TrAM Fraunhofer ، يتولى IEM دور الريادة في تقييم كيفية تحسين منهجيات التخطيط والبناء الهندسي لتقليل التكاليف والوقت. هذا هو لب هذا الجزء من المشروع: لتحديد كيفية إنشاء نهج وحدات لبناء السفن التي تخلق وفورات كبيرة من خلال تمكين الهندسة والإنتاج لتكون قابلة للتكرار وحدات.

قال الدكتور Jürgenhake أن هدف المشروع هو العثور على الجزء الرئيسي من التصميم المشترك بين هذه التصميمات الثلاثة المحتملة ومن ثم بناء وحدات هناك. من خلال استعارة هذا النهج من صانعي السيارات وشركات الطيران ، فإن الهدف هو الحصول على مجموعة من التصاميم التي لا يزال من الممكن تصميمها لتلبية الاحتياجات التشغيلية. على سبيل المثال ، يلاحظ أن شركة فولكس فاجن تستخدم وحدة مركزية في الهيكل المعدني يمكن حولها بناء العديد من الطرز المختلفة. إنها طريقة جديدة للتفكير لأصحاب السفن والمشغلين. يحتاجون إلى إلقاء نظرة على التكلفة الإجمالية لدورة الحياة عند النظر في خيارات تصميم النظام.

في حين أن مشروع TRAM لم يجد بعد تصميمًا مثاليًا ، إلا أن الرسومات الأولية تشير إلى طوف بدن مزدوج.

بالنسبة إلى حوض بناء السفن Fjellstrand ، يمكن لهذا النهج المعياري أن يساعدهم في سوق مليئة بالتحديات حيث لا يزال خفض التكاليف يمثل أولوية. وقال إدموند تولو ، رئيس قسم البحث والتطوير في فيلدستراند: "بالطبع ، هناك تخفيض في تكلفة العمالة إذا كان أي من العمليات قد يكون آلياً ولكن هذا النهج المعياري للتصميم قد يؤدي أيضًا إلى استخدام أكثر كفاءة للمواد". "نرى أن العديد من أنواع السيارات مبنية على نفس المنصة ونرى أن هناك فائدة في التكلفة داخل هذه الصناعة. ليس لدينا أي سبب للاعتقاد بأن هذا لا ينبغي أن يكون هو الحال أيضًا في الصناعة البحرية ".

إذا كان الأمر كذلك ، فبإمكان الشركاء الآخرين في المشروع ، مثل شركة Hydro Extrusions للألمنيوم ، أو Leirvik ، وهي شركة تركز على الهياكل الفوقية ، إنشاء وحدة نمطية قياسية يمكن استخدامها في تصميمات مختلفة للسفن ، مثل العبارة عالية السرعة في المياه العميقة أو مسطح ضحل ، سرعة بطيئة ، وعاء سريع الدوران بسعة أكبر للركاب.

يدرك شركاء المشروع أنه من خلال إعادة تقييم عملية تصميم وبناء تكاليف هندسة السفن يمكن تخفيضها بنسبة تصل إلى 70 ٪ ، وتكاليف الإنتاج بنسبة 20 ٪.