Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
Kruiisilaevade ehitus ja disainminevik – olevik - tulevikEero Avi
Eesti Meretööstuse Liidu visiooniseminar, Saaremaa 09.08.2019
Eero Avi
• WORK HISTORY• LTH Baas, Turku
• Senior designer (2018 to present)
• Meyer Turku Oy, Turku• Structural analyst (2014 to 2018)
• STX Finland Oy, Turku• Structural analyst (2011 to 2014)
• EDUCATION
• D.Sc. (2014 to present) Aalto University (Marine Technology)
• Thesis topic: Equivalent shell element for ship design
• M.Sc. (2012) Aalto University (Naval Architecture)• B.Sc. (2009) Tallinn University of Technology (Shipbuilding)
...selja taha on jäänud palju toredaid projekte
Miks investeerida innovatsiooni?
Innovatsiooni alamjaotus
Suurinnovatsiooni on kui maailmamere hoovus, mis kannab
riigi majandust pikalt edasi
väikeinnovatsiooni on kui tugev merelaine, mis annab majandusele
lühiajalise/lokaalse tõuke
Kondratiev’i lained võib käsitleda kui hoovuseid
EURO STOXX 50
Kondratiev’i lained mõju piirkonna majandusele
S&P 500
Mobiilse interneti võidukäik
Mobiilse interneti võidukäik
Mobile phones with 3G was released Mobile phones with
3G was released
EURO STOXX 50
Kondratiev’i lained mõju piirkonna majandusele
S&P 500
Volkswagen (14 years)
Kondratiev’i lained mõju piirkonna majandusele
Siemens (14 years)
Facebook (7 years)
Amazon (14 years)
Laevaehituse minevik ja olevik
Kaubalaevade innovatsioon VS laevaehituse riigid
Suured innovatsioonid on muutnud laevaehituse jõujooni
Laevade tellimusraamat laeva tüüpide lõikes
Kruiisilaevad on näidanud tõusvat trendi
Kaubalaevad on näidanud langevat trendi
Kas kaubalaevad on valmis?
• Suurimad kaubalaevade innovatsioonid on jäänud minevikku• Mootorite kütuse effektiivsuses suuri murranguid pole olnud• Tänu täpsemate arvutusmeetoditele on ka laeva
konstruktsioonide eluiga planeeritust pikem• Kõik see kokku on pikendanud effektiivset eluiga ning
vähendanud vanade laevade mahakandmist• Paralleelle võib tõmmata hetkel mobiiliturul toimuvaga
Suurimad laevaehitajad erinevate laevatüüpide lõikes• Ligi 50% kruiisilaevaehitusest on
koondunud kahe ettevõtte kätte: Fincantieri ja Meyer Werften
• Uute kruiisilaevade nõudlus püsib kõrge, kuid vanade laevatehaste tellimusraamat on täis
• See on tekitanud turule uusi kruiisilaevaehitajaid MV Werften, Xiamen Shipbuilding Industry , Mitsubishi etc.
• Uutel laevatehastel ei ole oma kindlat partnership networki välja kujunenud, mis annab hea võimaluse uutele entusiastlikele tegijatele.
• Võimalust ei tohi kuritarvitada!
Kruiisilaevade ehituse kasv
• Kruisilaevad muutuvad suuremateks ning keerukamateks
• Suurematele laevadele mõjuvad suuremad koormused → rohkem terast tähendab rohkem massi
• Rohkematele reisijatele peab pakkuma ka rohkem meelelahutust, suuremaid basseine, veeparke ning mitmekülgsemaid vaba-aja tegevusi →modernsed kruiisilaevad vajavad järjest enam kasulikku massi.
• Et seda disanikonflikti hallata, on vaja kasutada järjest täpsemaid arvutusmeetodeid
Kruiisilaevade konstruktsioonide arvutusmeetodid
• Laeva globaal- ja lokaaltugevuse ning vibratsiooni hindamiseks kasutatakse lõplike elementide meetodit
• Tähtis on teha arvutused võimalikult varases disaini faasis, kui laeva struktuuride muutuste hind on kõige odavam
Laeva globaalne lõplike elementide mudel
Laeva lokaalne lõplike elementide mudel
Kruiisilaevade klaaside arvutusmeetodid
• Kruiisilaevas leidub tuhandeid ruutmeetreid klaaspindu• Klassiühingu reeglid nende arvutamiseks on äärmiselt konservatiivsed• Täpsemad arvutusmeetodid võimaldavad neid optimeerida ja hoida kokku tuhandeid kilosid ning
sadu tuhandeid eurosid.
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5 4 4.5
Ma
x d
efle
ctio
n [m
m]
1xDesign Pressure
8+10 PVB
Kruiisilaevadel leidub palju teisigi põnevaid ja keerukaid konstruktsioone
Nutikas interjööri disain avab uued massi kokkuhoiu kohad
2500 reisija ja meeskonna kajuti kohta tähendab see 70 000 kg kokkuhoidu!
Üks võimalus on kasutada innovatsioonilisi valguslahendusi
Kruiisilaevade ja tehaste tulevik
Kruiisilava reisijate hulk ajas
• Kruisilaeva reisijate hulk on näidanud tugevat tõusutrendi
• Viimase 30-aastaga on resijate hulk 8 kordistunud
• Isegi 2008.a majanduskriisi ajal suurenes reisijate hulk
• Hetkel pidurdab kasvu pigem uute kruisilaevade pikad tarneajad
• Kas pidu kestab lõputult?
Kes reisivad kruiisilaevaga?
• Enamus krusiisilaevade kliente on inimesed vanuses 65-75 aastat
• Enamus reisijatest on ka püsikliendid• Kõige vähem reisib inimesi vanuses 30-40
aastat• Mis juhtub 10 aasta pärast?• Kas on karta nõudluse tugevat langust?
10
yea
rs
• See nn laevaromantika kogemus, mis töötas 50 ndate põlvkonnaga, ei pruugi enam peale minna uuema generatsiooni inimestele
• Internet peab olema elementeerne võimalus, mitte teenimiskoht
• Laev jääb ööseks sadamasse, mis annab võimalust noortel ka kohaliku ööeluga tutvuda
• Noored eelistavad lühemaid kruiise, vaja oleks leida sünergia ka sisemaa transpordist, näiteks rongiliiklusest ning muuta kruiisid mitmekesisemaks – meri ja sisemaa
23
Kruiisid peavad muutuma noorte seas atraktiivsemaks
Uued lootuskiired Aasiast?
Hiina kruiisituristi eripära
• Suur rõhk on hasartmängudel, kuna Hiina territooriumil on need keelatud v.a Macao• Hiina sisemaa turist ei osta kruiisi tavaliselt kruiisi ettevõtte käest, vaid kohalikust
reisivahendusfirmast• Kruiisiettevõtted peavad omama head müügi networki, mis tähendab ka suuremaid kulutusi• Mis juhtub kruiisituristidega, kui Hiina poliitika hasartmängude osas peaks muutuma?
Kruisilaevad vajavad uusi sihtkohti looduskaunitesse kohtadesse
Looduskaunid kohad nõuavad keskonnasõbralikemaid laevu
• LNG kütus
• Päikesepaneelidand fuel cells tehnoloogia kasutamine
• Tark kajuti kliimajuhtimine
• Kui reisija on ekskursioonil, siis konditsioneer on väljas ja lülitab siis sisse, kui reisija läheneb laevale.
• Keskonnasõbralikud värvid
LTH-Baas ja innovatsioon
Laeva keskkonna nõuded muutuvad aastalt-aastasse järjest rangemaks
• IMO’s MEPC 70, in october 2016 decided that 0,5% sulphur cap should apply from 2020.
Big ships spends hundreds of tons of fuel per day
Revenue Expenses
2018 average cruise revenue and expense per passenger
Suurendada laevaomaniku tulu ja vähendada kulu
Uued regulatsioonid tekitavad ka uusi võimalusi
Turnover, M€ Employees
2016 21,4 220
2017 22,3 370
2018 49,1 620
2019 80* 1000*
• Innovatiivsed lahendused annavad konkurentsieelise ning tagavad ettevõtte kasvu• Laevaehitus on meeskonna mäng, ka samal lainel mõtlevaid partnereid on vaja
Vähenda laevale kulutatavat kuivdokki aega
• Iga päev kaotab suurem kruiisilaev 0.5 MEUR kasumit + kuivdokkile kulutatav raha
• Ole konkurentidest kiirem ja laevaomanik on meeledi nõus seda võidetud sinuga preemiat jagama
Paku laevaomanikele terviklahendust disanist kuni installatsioonini
• Parem kvaliteedikontroll• Laevaomanikupoolsemaid vähem kulutusi ning selgem arusaam, kes vastutab.• Lihtsamad garantiiküsimused ning hilinemisekaasused• Full tun-key → üks ettevõte, üks vastutaja• Tõstab installerija kompoetenssi ning tööd väärtusahela kõrgemasse ossa
Concept design Basic design Detail design Installation
Scrubberi installerimine väga kuum teema
Hybrid system
• 2020 aastani on jäänud 4 kuud• Väga paljudel laeva-omanikel
on scrubberid siiani paigaldamata
• See muudab scrubberi projektid äärmiselt ajakriitiliseks
• Uudseid lahendusi on vaja leida, mis vähendab installeerimisaega
Scrubberi süsteemide disain
• Scrubberi paigaldamiseks on laeva tootmisjoonised kohati liiga ebatäpsed
• Konstruktsioonide tolerantsid on teatud kohtades väga väiksed
• Vaja on laeva tegeliku geomeetriat
• point-cloud tehnoloogia
Generated 3D model according to point cloudScrubber covers were designed according to point cloud model, which accuracy is less than 0.1 mm
Design teostatakse point-cloud põhjal
Vajaduse korral on võimalik ka rakendada ülikergeid konstruktsioone
Aluminum honeycomb panel
Steel stiffened plate
Aluminum stiffened plate
Honeycomb panel
Mass per 1 m2 60 kg/m2 20 kg/m2 9 kg/m2
Väga hea kodutöö alandab installatsioonile kulutatavat aega märgatavalt
Scrubber covers production assembly drawing 2 x Scrubber cover lifting and welding took less than 24 hours
Ship real deck shape is taken into account
Real shape of funnel is taken into account
VR – vähem sõidukulutusi ning parem suppervisorite ettevalmistus
Ayelix portal for design vizualization VR model for better vizualization for engineers and supervisors
Laeva pragude paranduses kasutame terviklahendusi
Found cracks Measurements Analüüsid
LTH-Baasi moto: parem teha üks kord ja korralikult
LEM (lõplike elementide meetod) vibratsioonianalüüs
• Tank bottom structure between floors started to globally vibrate at 39.26 Hz, which corresponds to vibration measurements, where highest peaks occured at 40 Hz
#56
#59
Vibration point nr. 3
Significant vibration causes high stresses at bracket connection
LEM vibratsioonianalüüs
LEM analüüs aitab väljatöödata kõige optimaalse parandusplaani
• According to calculation, the natural frequencies increase from 39.3 to 41.2 Hz
• However, this small increase might be enough to get the structure out from the resonance range
Old After repair
Small change in eigenvalues might be enough to get out from the resonance range
Tunduvalt väiksem pingekonsentratsioon
KÜSIMUSI?