ATCx2016 shipbuilding seminar NAPA presentation (Japanese)

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1 © NAPA NAPA Steel HyperWorks が創る造船 設計 プロセス 村上 貴志 NAPA Japan株式会社 2016 ATCx 造船技術セミナー 5 August 2016

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NAPA Steel と HyperWorksが創る造船設計プロセス

村上貴志NAPA Japan株式会社

2016 ATCx 造船技術セミナー5 August 2016

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Agenda

NAPA Group

船舶設計におけるFE解析

NAPA + HyperWorksによる効率化

NAPA Designer & Drafting最新情報

Summary

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プレゼンテーションでお話した内容を吹出しで追記しています

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NAPA Group

海事専門ソフトウェア企業

1989年 フィンランドで創業

12カ国で従業員 約180名

全世界新造船の95%がNAPAを利用

2000隻以上へ運航支援ソフト搭載

2014年 ClassNK完全子会社化

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NAPA Group

Design設計支援システム

Operation運航支援システム

Lines Hydrostatics / Hydrodynamics Structure Design Final Booklet ...

Performance Monitoring Voyage Optimization Electric Logbook Loading Computer ...

船の設計・運航両方を扱う唯一のソフトウェア企業です

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国内

国内

NAPA Design Solutions

Naval Architecture

基本設計モジュールLines, Hydro, 配置計画 等3D

Model

43users

NAPA Steel

構造設計モジュール構造検討, 承認図面, 管理量計算 等

14users

特に船型計画の分野においてはデファクトスタンダードとして評価頂いております

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NAPA Steel

Lines

区画配置

重量・溶接長

船級規則算式PrimeShipデータ連携

FE解析メッシュデータ連携

HCSR強度評価

3Dモデル

Block検討

3面合わせ

振動解析・局部強度解析

造船所固有の検討

ロンジ・ランディング

機能カスタマイズ

IGES出力 生産・艤装設計へ

データ引き継ぎ

* 全て,NAPAお客様の実業務で利用された実績あり

NAPA Steel

CAD図面

NAPA Steelは解析以外にも船殻設計全体をカバーするソリューションです

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船舶設計におけるFE解析

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適用規則 主要寸法 ハイドロ計算 概略構造 機関室・主機 出力推定 速力 燃費 ・・・

船舶設計プロセスとFE解析

船型 契約

仕様書 一般配置 居住区配置 機関室配置 Trim Stability 縦強度 メーカリスト ・・・

詳細

構造設計詳細構造強度評価

• 規則算式• FE解析

振動検討詳細重量

配置設計 配管設計 配線設計

市場 船主 船級

建造

生産設計 材料発注 機器発注

完成図

完成計算

工場

* 関西造船協会資料より改変設計プロセス全体として見れば,FE解析は必要な検討のごく一部

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重要性を増すFE解析

規則強化HCSR

FE解析→増す重要性・増す作業負担

CAE活用振動・騒音

メカニズムの理解

フロントローディング検討早期化

「経験工学」からの脱却 ・技術の突き詰め

一方,FE解析は近年特に重要性・作業負担が増加している項目でもあります

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一般的なFE解析のプロセス

Pre Processing解析に必要なデータ作成

Main Processing行列組立て・数値計算

Post Processing設計者による結果の判断

* 谷口健男: 3次元FEMのための自動要素分割より改変

HyperWorksによりFE解析は完全に実行できますしかし,造船特有の設計プロセスを考えるとより良い手段

があるのではないか,ということがNAPA社の提案です

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NAPA + HyperWorkによる効率化

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FE解析の効率化に向けて

船舶設計におけるFE解析の特徴

3Dモデルの作成・活用

造船設計におけるFE解析の難しさを2つの視点から考察してみます

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船舶設計におけるFEAの特徴

曲線構造 複雑な曲面の外板形状

薄板防撓構造 モールド面でのShell Mesh 板厚・Stiffener寸法の属性 部材の理想化

受注生産 厳密な工程管理が要求される 「販売延期」はあり得ない!

船級規則 詳細な手順・評価規定 基準化しやすい

非常に特殊な設計条件・環境が求められています

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曲面構造のMesh分割

外板曲面を容易にメッシュ分割・内構材も分割

多くの造船所でNAPAを用いてLines検討されており外板情報の活用にNAPAは強みを持っています

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Stiffenerの理想化

Beamでモデル化(Coarse Meshに)

WebをShell化(詳細検討などに)

すべてShell化(Local Fine Meshなど)

同じNAPA Steelモデル

船の構造情報を持つNAPAでは,様々な理想化を同一のモデルから実施できます

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Openingの理想化

同じNAPA Steelモデル開口を無視

要素を削除(OMIT_ELEMENT)

同じ面積の矩形(RECTANGLE)

パネル板厚控除(CSR-T)

船の構造情報を持つNAPAでは,様々な理想化を同一のモデルから実施できます

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3Dモデルの作成・活用

承認図までは設計が固まっていない

→何度も修正

生産計画生産設計詳細設計開発設計

計画的でない3Dシステム導入は,設計作業の増加を招く

NAPA 船型・区画配置検討

構造3D 図面下絵・重量

HyperWorks 規則解析・振動解析

PrimeShip 規則算式

生産3D 工事図・一品・艤装・組立て

忙しいのになんぼ3Dモデル作んねん

労力のかかる3Dモデル作成,1つのモデルを広く活用する事が省力化のカギ

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NAPA Design Solutions

設計開始

排水量計算

CFD

区画配置

区画容積計算

積付計算

復原性計算非損傷時,損傷時確率論,第2世代海洋構造物

縦強度計算

形状検討支援

馬力・EEDI

船体運動耐航性・操縦性

船体形状

Naval ArchitectureNAPA 3Dモデルは設計プロセス全体で活用する事ができます

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NAPA Design Solutions

CAD図面

重量・溶接長

完成計算Statutory Compliance Manager

生産フェアリングHull Surface Editor

3D CAD I/FDXF, IGES, CADMATIC, Tribon

船台進水計算Launching Manager

船級規則算式PrimeShip等データ連携

FEメッシュPrimeShip等データ連携

FEA強度評価

構造設計

傾斜試験Inclining Test Manager

運航データに基づく設計

運航支援

NAPA Steel Operation

NAPA 3Dモデルは設計プロセス全体で活用する事ができます

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NAPA活用でFEA作業を削減

NAPA Steel Model FE Mesh≅

3DモデルからFE Meshを切出して解析実行

NAPA 3DモデルベースでMeshを作りFEモデリングの労力を減らしませんか?

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NAPA FEMの制約と解析実行

NAPAは自動Mesh生成強度評価にそのまま利用できる

100%品質のMesh仕上げは困難

優れたMesh編集機能HyperMeshで効率良くMesh修正

境界条件を付加して解析実行

BDF

ただし,適切な強度評価のためには専門ソフトによる調整が必要Mesh編集に優れるHyperWorksは

NAPA Steelデータの活用にとても向いているソフトウェアです

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FEA with NAPA & HyperWorks

Pre Processing船舶解析に必要なデータ作成を効率良く実施するために

Main Processing行列組立て・数値計算

Post Processing設計者による結果の判断

境界条件

最終調整

節点座標

要素情報

Ship Designspecialty

Simulationspecialty

材料定数

NAPA・HyperWorksそれぞれの強みを活かして全体省力化を

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Summary

FE解析の必要性・作業負担が増加

NAPA~HyperWorks解析プロセス

船特有のモデル化基準・限られた工程

単純作業を減らし,設計品質の向上へ

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Appendix

NAPA Designer + Drafting最新情報NAPA Shipping Solution

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Latest news of NAPA Designer

NAPAモデリングツールの再設計 完全Windowsベースでゼロから再開発

最新Ver.2016.2ではStiffener・Seam等へも対応

NAPA Designer

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Latest news of NAPA Designer

形状モデリング スキン材・大骨・区画作成

NAPA完全互換のコマンド生成

構造部材モデリング 承認図レベルの部材モデル化

使いやすいグラフィック操作

省力化への配慮 一括処理・コピー・PS反転 etc...

Naming Ruleの設定

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Latest news of NAPA Drafting

AutoCADとNAPAの完全連携 Powered by AUTODESK AUTOCAD® OEM

非力だったDrawing機能の全面改訂・Ver.2016.2より提供開始

NAPA Drafting

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Latest news of NAPA Drafting

3D~2Dのシームレス連携 3Dモデルから随時「切出す」図面

モデル変更は断面図へも反映

3面合わせのミス削減に

モデル属性(板厚・Scantling)ベースの自動注釈

船舶設計のための作図機能 X・Y・Z断面 および X・Y・Z投影図

外板展開図

AutoCADベース,DWGデータ 汎用ソフトの操作性・データ形式でNAPAユーザ以外もNAPAデータ活用

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NAPA Shipping Solutions

Loading Computer

積付計算機

Planning Monitoring Follow-up

Voyage Reporting

通信・レポート作成Performance Analysis

性能解析サービス

NAPA Office (Web Portal)

データ閲覧Webサイト

Voyage Optimization

航路最適化

Departure Arrival

Real Time Monitoring

状態モニタリング

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NAPA Group, FinlandTEL: +358–9–22–813–1E-Mail: [email protected]

NAPA JapanTEL: +81–78–325–2160, [email protected]

NAPA ChinaTEL: +86–21–6217–3231, [email protected]

NAPA KoreaTEL: +82–51–780–8890, [email protected]

Local offices: www.napa.fi/contact-us