Công nghệ tin học hỗ trợ công nghiệp tàu thủy phát triển (Phần 2)

Tính chất tích hợp của hệ thống được thể hiện ở các điểm sau:

- Hệ thống dùng chung một cơ sở dữ liệu. Mỗi dữ liệu cần thiết chỉ cần tạo ra và lưu giữ một lần.

- Mỗi bộ phận tạo ra và quản lý dữ liệu cho nhu cầu riêng của mình, đồng thời cung cấp phần dữ liệu cần thiết cho các bộ phận khác để dùng chung. Các mô đun phần mềm phải tự động giao tiếp được với nhau, hỗ trợ nhau thực hiện các chức năng như một thể thống nhất

- Hệ thống tự động thực hiện các chuỗi công việc theo thứ tự hệ thống.

Đặc điểm nổi bật của ngành đóng tàu là sản xuất đơn chiếc nên việc quản lý mạng lưới cung cấp vật tư, thiết bị là khó nhất và cũng là điểm mấu chốt của hệ thống.

 

Quản lý vòng đời sản phẩm PLM (Product Lifecycle Management:

Quản lý vòng đời sản phẩm PLM là một phần mềm tương đối mới và là một trong 4 trụ cột của hệ thống tin học công nghiệp như đã dẫn ở bảng trên. Quản lý vòng đời sản phẩm là một biện pháp chiến lược trong kinh doanh nhằm quản lý và sử dụng có hiệu quả vốn trí thức của doanh nghiệp”.

Nói chung, chu trình đóng tàu trong các nhà máy thường phải trải qua các giai đoạn như: Thiết kế, Triển khai lập kế hoạch và Tiến hành sản xuất. Tùy theo đặc thù công việc trong từng giai đoạn mà áp dụng từng công cụ tin học cụ thể cho phù hợp.

Dưới đây là bảng thống kê sơ bộ nội dung công việc trong từng giai đoạn và những phần mềm tin học được áp dụng:

Các công cụ tin học được áp dụng

+ Trong giai đoạn thiết kế, các phần mềm tin học CAD/CAE/PDM được áp dụng và trợ giúp cho việc thực hiên các công việc có liên quan để trả lời cho câu hỏi: Làm cái gì ?

Phần mềm CAD (Computer Aided Design): thiết kế có trợ giúp bằng máy tính

Phần mềm CAE (Computer Aided Engineering): kỹ thuật có trợ giúp bằng máy tính

Phần mềm PDM (Product Data Management): quản lý dữ liệu sản phẩm

Các công việc thực hiện có thể được liệt kê ra như sau:

- Kết cấu tàu

- Mô hình 3 chiều của tàu

- Mô phỏng tàu

- Các bản kê vật tư

- Các bản vẽ

- Các thuyết minh kỹ thuật

- Các bản tính

+  Trong giai đoạn công cụ sản xuất, các phần mềm tin học MPM /CIM/MDM trợ giúp cho việc thực hiên các công việc có liên quan để trả lời cho câu hỏi:

Làm bằng cách nào ?

Phần mềm CAM (Computer Aided Manufacturing): sản xuất có trợ giúp bằng máy tính.

Phần mềm MPM (Manufacturing Process Management): quản lý các quá trình sản xuất.

Phần mềm CIM (Computer Intergrated Manufacture): sản xuất có tích hợp máy tính

Các công việc thực hiện có thể được liệt kê ra như sau:

- Kết cấu lắp ráp

- Các quy trình chế tạo

- Các quy trình lắp ráp

- Các quy trình kiểm tra và thử

- Các công cụ thực hiện

- Các chương trình cho máy NC

- Sơ bộ bản vẽ chế tạo

- Hướng dẫn công việc

+  Trong giai đoạn thực hiện thi công, các phần mềm tin học ERP/MES trợ giúp cho việc thực hiên các công việc có liên quan để trả lời cho câu hỏi: Thời gian nào làm ?

Các công việc thực hiện có thể được liệt kê ra như sau:

- Tiến độ thực hiện

- Các đơn hàng mua vật tư, thiết bị

- Thông báo vận chuyển

- Chế tạo các chi tiết

- Thu xếp tài chính

Sau đây chúng ta sẽ đi sâu tìm hiểu một số phần mềm được ứng dụng trong đóng tàu:

1. Phần mềm CAD (Computer Aided Design): thiết kế có trợ giúp bằng máy tính

Phần mềm CAD là một phần mềm chung có thể ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau. Trong thiết kế tàu thủy, các nội dung của CAD bao gồm:

- Thiết kế hình học vỏ tàu trong không gian 3 chiều

- Thiết kế hình học kết cấu thép thân tàu trong không gian 3 chiều

- Tạo mô hình vật thể và có kèm theo các yếu tố dữ liệu như: vật liệu, trọng lượng, trọng tâm, phần đặc, phần rỗng v.v...

- Thiết kế các cụm lắp ráp và tạo bản vẽ lắp ráp trong không gian 3 chiều

- Tự động tạo ra các bản vẽ kỹ thuật trong không gian 2 chiều, 3 chiều từ mô hình vật thể.

- Kiểm tra thiết kế theo các tiêu chuẩn, quy phạm, công ước quốc tế

- Mô phỏng hình tàu thay cho việc làm mô hình thật

- Tự động xuất ra các bản vẽ thi công, chế tạo trong không gian 2 chiều, 3 chiều và bảng thống kê vật liệu.

- Trao đổi dữ liệu với các phần mềm khác và truyền dữ liệu tới các máy gia công.

- Tự động tính toán khối lượng, trọng tâm, diện tích, chiều dài đường hàn v..v và các chi tiết, cụm lắp ráp.

- Gắn các chi tiết, cụm, toàn tàu theo các tham số (khi thay đổi các tham số của một chi tiết hoặc một cụm chi tiết thì những phần có liên quan cũng thay đổi theo và được tự động tính toán lại).

- Việc thiết kế được tối ưu hóa

- Có thể dùng các công cụ trực quan như biểu đồ cong, biểu đồ màu v..v để kiểm tra và điều chỉnh độ trơn của vỏ tàu.

2. Phần mềm CAE (Computer Aided Engineering): kỹ thuật có trợ giúp bằng máy tính

Đây là phần mềm sử dụng máy tính và công nghệ số để hỗ trợ các công tác kỹ thuật như tính toán thiết kế, tối ưu hóa, kiểm tra sai sót v..v của một bản thiết kế

Trong thiết kế tàu thủy, phần mềm CAE áp dụng các nội dung sau:

- Tính toán ứng suất và biến dạng kết cấu thân tầu bằng phương pháp phần tử hữu hạn.

- Tính toán thủy động bằng máy tính

- Tính ổn định, cân bằng

- Và các phép tính toán kỹ thuật khác.

Trong nội dung tính toán của phần mềm CAE thường có 3 giai đoạn:

- Chuẩn bị: lập mô hình tính, xác định các yếu tố môi trường tác động lên mô hình. Thí dụ: trong phương pháp phần tử hữu hạn chia hệ thống thành các phần tử, xác lập các điều kiện liên kết, các tải trọng tác dụng v.v...

- Thực hiện phép tính: giải bài toán trên máy tính. Thí dụ: giải hệ phương trình của phương pháp phần tử hữu hạn.

- Trình bày kết quả: biểu diễn các kết quả thu được dưới dạng trực quan để hỗ trợ cho việc ra quyết định. Thí dụ: biểu diễn ứng suất, biến dạng dưới dạng các biểu đồ hình học, biểu đồ mầu v.v...

Các phần mềm CAE có thể độc lập hoặc tích hợp trong phần mềm CAD.

(Xem tiếp kỳ sau)

T.My