O estaleiro naval 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.

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.

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.

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”.

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.

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