CAD i varvsindustrin
av Bjarne Nyman Forum 1985-05, sida 08-09, 20.03.1985
FRUN FRUN Wärtsilä tror på CAD:
Datorstödd konstruktion höjer kvaliteten,
Av BJARNE NYMAN
BH Satsningarna på datorstödd konstruktion vid Wärtsiläs skeppsvarv började egentligen redan för femton år sedan, innan begreppet CAD överhuvudtaget hade myntats. Då anskaffades den första versionen av mjukvaran Styrbjörn, som ännu idag används vid planeringen av fartygens stålkonstruktioner. Det är naturligtvis inte fråga om exakt samma Styrbjörn som för femton år sedan. Programvaran i fråga har utvecklats och CAD-specialisterna talar nuförtiden om Styrbjörn av tredje generationen.
Tre olika CAD-system samarbetar
Vid sidan av Styrbjörn har skeppsvarven idag tillgång till två andra CADsystem, Napa och Medusa-Ship. Napasystemet, som används vid konstruktion av skrovformer, däckslinjer och inre utrymmen och för fartygstekniska beräkningar, har utvecklats helt och hållet inom Wärtsilä.
— Vi har helt enkelt varit tvungna att själva utveckla Napa-systemet, därför att det inte finns något system på marknaden som skulle klara av sådana fartyg som Wärtsilä bygger, säger Ray Essén.
Wärtsiläs tredje CAD-system, MedusaShip, är en specialversion av det allmänna CAD-systemet Medusa. Systemet anskaffades så sent som våren 1983 efter en ordentlig genomgång av vad marknaden hade att erbjuda. Suffixet -Ship är Wärtsiläs eget påhitt.
— Dagens allmänna CAD-system är uppbyggda enligt principen att de skall passa in på så många områden som möjligt. Resultatet är att de inte är perfekta för något område, säger Essén.
— Vårt Medusa-Ship är skräddarsyt spar kostnader
Datorstödd konstruktion är dagens melodi inom skeppsbyggnadsbranschen. Hos oss har Wärtsiläs skeppsvarv i i Helsingfors och Åbo under de senaste åren satsat kraftigt på att bygga upp CAD-system, skräddarsydda för skeppsbyggnad.
— Mest är vi ute efter att förkorta genomloppstiderna och höja kvaliteten. På längre sikt tror vi att våra CAD-satsningar också kommer att minska materialkostnaderna, eftersom det blir lättare att undersöka olika alternativ, säger DI Ray Essén, som vid Wärtsiläs varv i Åbo drar CAD-satsningarna.
för Wärtsiläs egna behov. Anpassningen är så pass omfattande att vi anser det berättigat att kalla systemet Medusa-Ship.
Nya symboler och kyrilliska bokstäver
Och visst är förändringarna betydande. Alla menyer har gjorts om för att bättre passa in på varvens behov, nya symbolbibliotek har byggts upp, nya Fortran-programsnuttar har bakats in och Medusa har kopplats ihop med företagets övriga CAD-system, Napa och Styrbjörn.
Systemet är dessutom helt och hållet översatt till finska och det kyrilliska alfabetet har byggts in. När det gäller enskilda fackord kan finska texter på ritningarna bytas ut mot ryska genom att trycka på ett par knappar.
Datorstödd konstruktion är emellertid inte bara fråga om programvarusystem. CAD ställer också hårda krav på maskin Wärtsilä-varvens satsning på datorstödd konstruktion har redan börjat ge utdelning i form av kortare genomloppstider och högre kvalitet. På bilden jobbar DI Ray Essén och ing Timo Granberg vid en av Åbovarvets typiska CADarbetsstationer.
utrustningen. Wärtsilä-varven i Helsingfors, Åbo och Perno använder sig av Prime-datorer i olika versioner. Alla de sex datorer som idag är i bruk är 32 bitars s k superminidatorer. Ytterligare två datorer av den nya Prime 9955 -modellen har beställts,
Komplicerade arbetstationer
Den synliga delen av ett CAD-system är arbetsstationerna, som till sin utformning är betydligt mer komplicerade än normala dataterminaler. En CAD-arbetsstation består normalt av en grafikterminal för framställning av figurer, en alfanumerisk terminal som noterar alla kommandon i form av bokstavs- och sifferkombinationer, ett digiteringsbord för menyerna och ett joy-stick för dirigering av kursorn [hårkorset) på grafikterminalens skärm.
Menyerna är kommandokartor i plast och kommandana väljs med hjälp av en s k
JR
R IN ET | Aa Sn
Så här kan en tredimensionell bild av en fartygsdel se ut. Bilden föreställer kommandobryggan ombord på mis Mariella. lakttagaren kan placera sig själv varsom helst i rummet och titta ut över interiören från olika vinklar. Perspektivet kan också ändras.
puck, som fritt kan flyttas från symbol till symbol på menyerna.
Ytterligare krävs minneskapacitet av stora mått för arkivering av ritningar och symbolbiblioteken. Hos Wärtsilä har man tillsvidare alla ritningar som gjorts med hjälp av Medusa lagrade i skivminnen med snabb åtkomst. Omfattningen på ritningsarkivet är idag ca 250 Megabyte och upptar en bråkdel av den minneskapacitet om 1500 Megabyte som finns i systemet. En ritning konsumerar minnesutrymme från 20 till 300 kilobyte.
Meduse-ritningarna överförs på papper med hjälp av pennskrivare eller elektrostatiska skrivare.
Enklare att använda CAD genomgående
Användningen av CAD vid Waärtsilävarven börjar redan i projekteringsstadiet då men bl a definierar formen på fartyget, mått och andra grova specifikationer. Då beställningen har rotts iland vidtar förplaneringen [kallas ibland systemplaneringen) som resulterar i fastslagna system, utrymmesdispositioner och dimensioner. Från förplaneringen går arbetet vidare till ritkontoret som producerar arbetsritningarna för maskiner, utrustning och stålkonstruktioner.
— Vi har med tillfredsställelse kunnat notera att också arbetsritningarna blir betydligt enklare i de fall då också projektplaneringen görs med hjälp av MedusaShip, säger Ray Essén.
— Men tillsvidare görs inte alla projekt med hjälp av CAD.
Arbetsfördelningen mellan de tre systemen Napa, Styrbjörn och Medusa-Ship är noggrant definierad. När formen på ett fartyg och dess dimensioner konstruera med hjälp av Napa-systemet kan resultatet överföras till både Styrbjörn och Medusa. Styrbjörn tar sedan hand om stålkonstruktionerna och systemarbetet kan påbörjas i Medusa-systemet. Ritningar som gjorts med hjälp av Styrbjörn kan också överföras på Medusa-Ship.
Farväl plastmodeller
Då tredimensionella modeller används kan de idag allmänna modellerna i plast för krävande konstruktionsdetaljer förpassas till historien. T ex när det gäller att konstruera maskinutrymmens på ett fartyg är det mycket svårt att klara sig med två dimensioner. Och med plastmodeller är det arbetsdrygt att förändra dimensioner.
Men med hjälp av tredimensionell CADkonstruktion med informationen om maskinrummet lagrad i numerisk form är det relativt enkelt att göra ommöbleringar och införa nya dimensioner. Om dessutom komponentbiblioteket innehåller materialuppgifter kan både arbetsritningar och materiallistor fås så gott som automatiskt.
Då datorstödd konstruktion tas i bruk förändras många rutiner på konstruktionsavdelningarna. En sådan funktion är arkiveringen av ritningar och produktmodeller.
Eftersom ritningarna och övrigt material som ingår i konstruktionsarbetet behandlas elektroniskt är det naturligt att också arkiveringen är elektronisk. Men den är inte problemfri. Det gäller att skapa ett säkert system, som samtidigt är lättillgängligt.
— Då ett elektroniskt arkiv införs existerar det inte längre någon klar skillnad mellan orginal och kopia. Det betyder bl a att nya rutiner för hur en ritning skall godkännas måste införas, säger Ray Essén.
Två parallella arkiv
I detta nu när antalet ritningar i det elektroniska arkivet vid Wärtsiläs Åbovarv är relativt litet upprätthålls tillsvidare parallella arkiv. I praktiken betyder det bär att en CAD-ritning också lagras som papperskopia i det manuella arkivet. Denna kopia är då ett orginal — När antalet CAD-ritningar så småningom stiger kommer vi förmodligen att frångå denna praxis. Då kommer alla ritningar att lagras elektroniskt och eventuellt samtidigt på mikrofich. Men problemet med dubbelrutiner kommer vi inte ifrån ännu på länge.
Arkivfunktionen är speciellt viktig med tanke på att tre olika CAD-system används och att ritningarna lagras både elektroniskt och manuellt. Det måste finnas ett effektivt administrationssystem, som gör det lätt att söka fram ritningar och att godkänna ritningar. Dessutom måste systemet behärska hela kedjor av ritningar. Om förändringar i en grundritning görs måste systemet alarmera om vilka ritningar som påverkas av förändringarna, 0 s v.
— Det finns inget system på marknaden som motsvarar våra krav på arkiveringern. Också på denna punkt har vi beslutat utveckla egna system, säger Essén.
Garantier mot sårbarhet
Mera elektronik innebär vanligtvis också högre sårbarhet. Det gäller att gardera sig mot maskinfel, elavbrott och andra störningar, som kan betyda allvarliga bakslag.
Vid Wärtsiläs varv görs dagligen backup kopior av alla förändringar som införs i det elektroniska ritningsarkivet. Med två veckors mellanrum överförs arkivet i sin helhet på magnetband, av vilka en del lagras brandsäkert,
Gentemot maskinfel har Wärtsilä garanterat sig genom att satsa på samma datorleverantör. Vid behov kan vilken dator som helst fungera som reserv för en annan dator. Arkivet är givetvis också skyddat så att ingen av misstag eller med flit skall kunna gå in och göra förändringar i en annan konstruktörs ritningar.
Att kombinera CAD-systemen med själva tillverkningen har man ännu inte klara planer för. Datorstödd tillverkning — CAM — existerar i alla fall i viss mån sedan flera år tillbaka, eftersom CAD-systemet Styrbjörn från första början var ett CAMsystem. Stålkonstruktionerna fås tack vare Styrbjörn ut som stansade hålremsor som kan användas direkt till att styra skärbränningsmaskinerna ute i tillverkningen.
Vid varvet i Helsingfors jobbar man dessutom med ett robotprojekt och försöker den vägen automatisera vissa svetsningsrutiner.