Le chantier naval numérique

En septembre dernier, BAE Systems a révélé son intention de construire un chantier naval numérique de 100 millions de dollars australiens à Adélaïde, si le concurrent de l’entreprise remporte la compétition pour le programme SEA 5000 Future Frigate de la Royal Australian Navy. Alors que la décision finale entre le F-100 évolué de Navantia, le FREMM modifié de Fincantieri et la variante 26 de BAE, Global Combat Ship, ne devrait être prise que plus tard dans l’année, l’annonce a attiré l’attention. , sujets – construction navale numérisée.

 

Au cours des dernières années, les chantiers navals s’éloignent progressivement de leurs méthodes de production traditionnelles et deviennent de plus en plus démodés et souvent désuets pour adopter des méthodes de fabrication «intelligentes» et rationaliser le processus de conception et de construction.

Maintenant, avec des budgets navals sous la pression et les dépenses de défense en général soumis à un examen sans précédent, ces mouvements ont gagné encore plus de traction que la demande de construire des navires de guerre mieux, plus vite et moins cher est devenu le mantra du jour.

Le chantier naval numérisé et daté de la prochaine génération promet non seulement une conception et une construction moins coûteuses et plus efficaces, mais devrait également faire baisser le coût de possession.

 La clé est de créer un fil numérique, un ensemble d‘informations synchronisé qui englobe toute la chaîne d’approvisionnement et de construire ce qu’on appelle une «version unique de la vérité» qui régit tout, de la conception, la conception et la construction aux mises à niveau et modifications la vie en service du navire.

 

 

Shipbuilding 4.0: une révolution de l’automatisation et de l’échange de données

Dans le modèle traditionnel de la construction navale, des workflows unitaires distincts et discrets étaient à l’ordre du jour, avec la conception globale décomposée en une série de domaines de tâches individuels, chacun non lié au suivant, et essentiellement sans aucun niveau d’interaction directe. 

Au fur et à mesure que le travail avançait, les plans allaient et venaient entre les différentes équipes afin que les changements et les développements puissent être réconciliés manuellement, ce qui prolongeait évidemment le temps de construction, tout en multipliant le potentiel d’erreurs ou d’omissions. de la collaboration en temps réel, toute fertilisation croisée des idées entre les différentes équipes était également pratiquement impossible.

Aller de l’avant avec ce que certains ont appelé le modèle «shipbuilding 4.0» en référence à l’adoption de la révolution de l’automatisation et de l’échange de données «industrie 4.0» qui balaie la fabrication en général, et ces problèmes sont révolus. 

Le chantier naval numérique remplace les vieilles plates-formes technologiques isolées et disparates et leurs données compartimentées, avec des outils de planification unifiés de pointe, et un seul référentiel commun de données de conception qui est toujours à jour et accessible à tous ceux qui en ont besoin.

Économies de vérité uniques: englober toute la chaîne d’approvisionnement

L’extension de cette idée à l’ensemble de la chaîne d‘approvisionnement et à toutes les parties prenantes du projet fournit une «vérité unique» centralisée et accessible pour le navire du berceau à la tombe, ce qui signifie que les coûts de conception et de construction des navires deviennent nettement inférieurs.

Selon Matt Mulherin, président de Newport News Shipbuilding  la société chargée de la conception et de la construction des porte-avions de l’US Navy a passé à des «plans sans dessin» pour la prochaine USS Enterprise (CVN-80) pourrait signifier des économies supplémentaires de 15%. 

Pour les acolytes de la construction navale « meilleure, plus rapide et moins chère », cela seul est de la musique aux oreilles, mais le chantier naval numérique tient la promesse d’encore plus.

 Modélisation 3D: solutions optimales et simulations de «vérité unique»

Alors que l’injection de logiciels de gestion du cycle de vie des produits (PLM) dans le processus de construction navale a considérablement modifié la gestion des données du début à la fin du projet, un changement similaire s’est produit dans la planification tridimensionnelle. 

Un logiciel de modélisation 3D de pointe permet d’examiner les pièces, les espaces et les structures internes avant leur construction, ce qui permet aux concepteurs de vérifier et d’optimiser l’emplacement des équipements, tuyauteries et câblages et de résoudre les problèmes et les conflits potentiels longtemps avant qu’ils ne deviennent une réalité physique.

Cela signifie également que différentes fonctions, qui peuvent également être testées à l’avance afin d’optimiser l’ergonomie finale des opérations et les routines de maintenance futures, avec la solution la mieux adaptée puis instantanément réinjectée pour faire partie de la «vérité unique». .

Il y a des gains importants à faire aussi pendant la phase de fabrication. La modélisation numérique 3D permet de simuler l’ensemble du processus de fabrication, permettant ainsi aux constructeurs d’examiner chaque étape à tour de rôle, optimisant ainsi les flux de matériaux tout au long du processus d’assemblage, jusqu’à la sortie du chantier et les avantages d’un navire avoir son propre jumeau numérique persistant ne s’arrête pas là.

Twin numérique persistant: Adaptation pour l’optimisation

L’évolution des navires de guerre a donné naissance à des flottes technologiquement plus avancées et plus complexes que jamais, et maintenant les marines réclament de plus en plus que ces navires durent plus longtemps et restent à l’épreuve de leur survie. 

Assurer l’adaptabilité nécessaire aux demandes changeantes et aux rôles changeants auxquels ils peuvent être assignés dans plus de 50 ans de service impliquera inévitablement des mises à niveau et des retouches, ce qui pourrait être l’endroit où le concept de jumeau numérique commencera réellement à prendre toute sa mesure.

À l’extrémité la plus simple de ce spectre, avoir une réplique virtuelle exacte de la conception de classe disponible devrait signifier que quand un ajustement ou une mise à niveau est planifié, les ingénieurs et les architectes navals responsables peuvent voir comment tout va s’emboîter pour optimiser la refonte.

 Pour aller plus loin, le jumeau numérique pourrait également jouer un rôle majeur dans l’étude de l’impact continu de nouveaux rôles sur le tissu et les systèmes des vaisseaux, permettant des simulations très réalistes pour explorer la performance dans une gamme de scénarios hypothétiques sans risquer de le navire lui-même. 

In extremis, il pourrait même fournir aux experts en mer les moyens d’aider l’équipage à résoudre des problèmes graves ou inattendus en mer.

Plans numériques uniquement pour les futures frégates

Que BAE remporte ou non le contrat de construction des neuf Future Frigates d’Australie et construise son chantier naval numérique à Adélaïde, il ne fait aucun doute que la construction navale numérisée est la voie de l’avenir. Huntington Ingalls Industries, la société mère de Newport News Shipbuilding, a proposé d’utiliser des plans numériques seulement pour son prochain porte-avions, le futur Enterprise .

 

 

futur Enterprise 

 

 

 Il s’inscrit dans le cadre de plusieurs initiatives pilotes mises en œuvre avec succès, notamment la numérisation de plus de 1 000 lots de travaux individuels pour son prédécesseur, le futur  John F. Kennedy (CVN-79), et la création rétrospective d’images 3D scannées au laser. Les transporteurs de classe Nimitz.

Ils ont déjà généré ce que l’on a décrit comme des «économies substantielles» sur la nouvelle construction et ont aidé à simplifier la révision à mi-vie des transporteurs plus âgés, même s’ils n’utilisent qu’une infime partie de ce que la construction navale numérique peut potentiellement faire.

 

 

Ceci n’est que le début. Comme l’a déclaré Glynn Phillips, directeur général de BAE Systems, en septembre, «la numérisation permet un changement important dans tous les éléments d’un programme traditionnel de conception et de construction de navires.» Il y a encore beaucoup à faire.