Allseas Gruppe

Das größte Schiff der Welt muss man wirklich aus der Nähe sehen, um es zu glauben. Die Pioneering Spirit, das Schwergut- und Pipelay-Schiff von Allseas, ist so ehrgeizig, dass es erst jetzt, fast 30 Jahre nach dem ursprünglichen Entwurf, ausgeliefert wird.

Aufgrund der Komplexität des Schiffes – und der kontinuierlichen Ingenieursarbeit, die für seinen Bau erforderlich ist – wurde bisher kein Simulationsmodell entwickelt, das alle Systeme und die Physik der 3 Milliarden Dollar teuren Megastruktur erfasst. „Das ist im Grunde unser Ziel mit Vortex“, sagt Ate te Voortwis, Ingenieur für Forschung und Entwicklung bei Allseas.

Allseas verfolgt mit der Simulation letztlich drei Ziele:

1. Schulung von Bedienern auf dem Schiff für teamarbeitsintensive Tätigkeiten wie Ballastkontrolle, Top-Side-Lift-System und Schiffssteuerung

2. Testen neuer Konzepte und Entwicklungen zur Unterstützung der kontinuierlichen Forschung und Entwicklung von Schiffen

3. Bereitstellung eines Tools für Projektteams zur Visualisierung verschiedener Projekte (z. B. zur Bewertung der Freigabe für Operationen, zur Ermittlung von Kamerastandorten usw.)

„Wir sind hier alle Maschinenbauingenieure“, sagt Ates Kollege, der F&E-Ingenieur Ad de Jong, „und wir haben ziemlich schnell festgestellt, dass die Entwicklung eines eigenen 3D-Simulations-Toolsets zu viel wäre. Wir machen viele Simulationen in MATLAB™, alles ingenieurmäßig, detaillierte Hydraulik usw., aber man muss immer Abstriche beim Maßstab der Simulation machen, wenn man die mechanische Dynamik einbeziehen will.“

„Vortex nimmt uns eine Menge Arbeit ab“, fügt Voortwis hinzu, „nämlich bei der dynamischen Simulation und der 3D-Visualisierung.“

Unser Ziel war es also, mit Vortex ein realistisch reagierendes Schiff zu erhalten und je nach Bedarf untergeordnete Tools für detaillierte hydraulische oder strukturelle Berechnungen zu verwenden. Über alle spezifischen Komponenten wissen wir eine Menge, aber sie alle in einem Modell in Originalgröße zusammenzubringen, ist einfach nicht machbar.“

„Vortex nimmt uns eine Menge Arbeit ab“, fügt Voortwis hinzu, „insbesondere bei der dynamischen Simulation und der 3D-Visualisierung.“ Vortex verkürzt die Konstruktionszeit und reduziert kostspielige Feldversuche Um seine Leistungsfähigkeit unter Beweis zu stellen, führte CM Labs zunächst ein Pilotprojekt für Allseas durch, bei dem eine technische Simulation für einen Schiff-zu-Schiff-Rohrumschlagkran einschließlich eines neu entwickelten Spreadersystems erstellt wurde. Dieser Spreader verfügte über einen Mechanismus zum Ausgleich von Hebungen, der manuelle Anpassungen durch den Bediener überflüssig machte.

„Wir haben verschiedene Kabel und Winden simuliert“, sagt CM Labs Engineering Content Manager Nicolas Grisé. „Das hat ihnen geholfen, ihr mechanisches Design schneller zu verfeinern und ihre Kontrollsysteme und Größenkomponenten zu prototypisieren.“ „Ohne die Möglichkeiten von Vortex“, fügt er hinzu, „wäre so etwas gar nicht machbar… die Kosten für Feldtests wären astronomisch.“

„Auf der Grundlage ihrer CAD-Modelle für das Schiff, einen Schiffssockelkran und die Takelage sowie des grundlegenden Simulationsalgorithmus, den sie verwenden wollten, lieferten wir eine genaue Kran- und Schiffssimulation sowie Schnittstellen für Allseas, um anspruchsvollere Algorithmen für die Schiffsbewegung zu integrieren.“ Das Urteil: Vortex passte hervorragend zu Allseas und war eine Ergänzung zu den vorhandenen Engineering-Tools wie MATLAB. „Wir haben auch andere potenzielle Partner eingehend geprüft“, sagt de Jong, „und uns vor allem wegen der Flexibilität für Vortex entschieden – wir wussten schon vorher, dass wir viele fortgeschrittene Simulationen benötigen würden.“ „Im Offshore-Geschäft ist es sehr üblich, einen Simulator zu kaufen, der vom Endkunden nicht verändert oder erweitert werden kann.

Das war nicht das, was wir anstrebten. Daher war Vortex einfach die beste Wahl, da es uns ermöglichte, erweiterbare Simulationen zu erstellen, die mit der Lebensdauer des Schiffes verbessert/verändert werden können.“ Die Pläne von Allseas für Vortex sind im Wesentlichen so umfangreich wie die der Pioneering Spirit selbst. „Wir investieren derzeit viel Zeit und Arbeitskraft in den Simulator“, sagt de Jong.

„Vortex ist sehr beeindruckend. Die Benutzerfreundlichkeit ist eines der wichtigsten Dinge, die uns daran gefallen. Im Vergleich zu anderen Systemen, bei denen Sie Ihre Simulationen immer noch im Code erstellen müssen, ist der Vortex-Desktop-Editor ganz einfach zu bedienen.“

„Wir haben vor kurzem eine Demonstration des Simulators für Shell durchgeführt – Pioneering Spirit wird einige der Plattformen entfernen, so dass der Aufbau im Moment aus drei Computer-PCs besteht, die alle MATLAB-Simulationen durchführen, sowie einem separaten Vortex-Computer für die Physik.“

„Vortex ist sehr beeindruckend. Die Benutzerfreundlichkeit ist eines der wichtigsten Dinge, die uns daran gefallen. Im Vergleich zu anderen Systemen, bei denen Sie Ihre Simulationen immer noch in Code erstellen müssen, ist der Vortex-Desktop-Editor ganz einfach zu bedienen.“ Auf die Frage, wie hoch die Einsparungen durch den Einsatz von Vortex bei der Simulation der Pioneering Spirit sind, antwortet te Voortwis offen: „Wir arbeiten jetzt mit einem Unternehmen zusammen, das uns bei der Weiterentwicklung der Vortex-Simulationen hilft. Früher hätte diese Arbeit 6 Mannmonate gedauert, bei 100 Euro pro Stunde… Ich denke, Sie können sich das ausrechnen. Und wir hätten am Ende einen maßgeschneiderten Simulator gehabt, nicht aber eine so flexible und erweiterbare Simulationsplattform, wie wir sie mit Vortex haben.“