複雑性の管理：なぜ造船業者はPLMを利用してデジタル資産の潜在能力を引き出す必要があるのか

「Cadmatic（カードマティック）は1980年代初めから船舶設計と造船分野のソリューション開発をリードしてきました。CADおよびデジタル化のIT基盤機能とともに、この分野を発展させてきました。今年の初め、CadmaticとCONTACT softwareは戦略的なOEM（OEM製造業者）パートナーシップを結び、業界で初めて船舶建造のためのPLM（製品ライフサイクル管理）ソリューションを提供することを目指しました。これはデジタルアセットの価値とプロセスのデジタル化を完全に実現するための重要な業界内変革の始まりです。また、これは自動車やプロセスエンジニアリングなど他の分野から移植されたものではなく、当社の産業に特化したデジタル変革の専門知識と能力を開発するための最初のステップです。

なぜこれが重要な問題なのでしょうか？私たちが日常的に経験しているように、船舶設計と建造は既に複雑なプロセスであり、世界中で異なる言語を話す数年間、数十人、あるいは数百人の人々の協力が必要です。このプロセスでは数百万の部品、数千の図面、何十億ドルもの費用がかかります。小さな国々の中には大型船舶の提供によってGDPが年々増加しているところもあります。これらのプロジェクトの規模は非常に大きいのです。

このようなプロジェクト内の情報管理は彼らの成功に不可欠です。商業的な成果、仕様と予算に基づく船舶の提供、そして産業が必要とするパフォーマンスと安全性の提供の観点から非常に重要です。さらに、新しい船舶は新しい燃料や新しいグリーンテクノロジーを統合する必要があり、加速する規制と持続可能性の目標により、これらすべてを以前よりも迅速に実現する必要があります。デジタル変革は、これらの巨大で広範なプロジェクトを追跡するための要素です。」

なぜ船舶建造に特化したツールが必要なのでしょうか？

製品、データ、およびプロセス

PLMは一般的には製品ライフサイクル管理として知られていますが、船舶産業に適用される際にはプロセスライフサイクル管理としてもよく知られています。自動車や航空産業向けのツールはほとんどが製品中心で動作します。例えば自動車の場合、広範な研究、設計、およびプロトタイピングが行われた後、デザインが完成すれば数百万台の同じ車両を生産することができます。航空機の設計も同様のパターンに従います。

しかし、船舶建造では各船舶が特定の商業的なニーズや要求に合わせてカスタムメイドされるという特徴があります。同じ系列の船舶間でも一部の設計情報を共有できる場合がありますが、その限界があります。同時に、造船所は船舶の設計と鋼材切断を同時に進めるために最大限活用されなければならないというプレッシャーがあります。造船所は閑散としたドックを許す余裕がありません。これは他の産業でこのようなプロジェクトが機能する方法と根本的に異なるダイナミックを持ち、船舶建造に特化したソフトウェアとプロセスが必要な理由です。

製品データとプロセスの制御は、造船所の実行時間、作業負荷、商業的な収益性に大きな影響を与える可能性があります。

文書中心的なアプローチ(document-driven)とデータ中心的なアプローチ(data-driven)は、2つの異なるアプローチ方法を示しています

船舶の建設には、概念段階から鋼材の切断までの期間が1年から5年の間かかることがあります。この期間中、プロジェクトには500人から数千人の労働者が参加することができます。100万から500万個の個別の部品を扱い、それぞれの部品には個別のデータトレイルと文書セットが添付されることがあります。

このような複雑さの大部分は、3D CAD設計および関連文書内で処理されます。各部品の設計と関連文書へのプロジェクトマネージャーのアクセスが重要であり、誰がいつどの作業を承認したかを追跡できる必要があります。

例えば、特定のポンプが不適切であると判断し、船舶には異なる仕様を持つ別の製造業者のポンプが必要な場合、これには連鎖的なプロセスが発生します。新しいポンプの仕様を確認し、必要な要件を満たしているかどうかを確認し、3Dモデルでポンプを交換する必要があります。別の人はパイプの接続が適切かどうかを確認する必要があり、すべての作業に対する承認が必要です。一般的な船舶建造プロジェクトでは、このような状況が同時に5万件発生する可能性があります。プロジェクト管理の観点からは、何が起こっているのか、誰が何を承認したのかを把握することが重要です。これにより、管理者がプロセスを調整できるポイントが生まれます。

船舶建造は非常に複雑であり、同時に文書中心の産業です。プロジェクトが造船所と合意されると、造船所はプロジェクトの納期を示し、いつどの図面などが提供されるかを記述します。これは後に出てくる多くの関連文書の最初のものです。これらの文書を3Dモデルと迅速に整合させることは容易な作業ではありません。さまざまな変数が関与するため、プロジェクトが適切に管理されないと、「エンジニアリングどおり」、「視覚化どおり」、「デザインどおり」、「建造どおり」というデザイン間に相当な差異が生じる可能性があります。このような変異を最小限に抑えることは、データおよびプロセス管理の主要な課題の1つです。

知的な接続を作る

船舶産業に適したフレームワークを構築し、この複雑さを一種の秩序に変える方法についての話です。本質的な課題は、単にすべてのデータを1つの場所に集めることではなく、データモデルと文書、および関連するすべての情報の間に意味のある接続を構築することです。

意味のある接続を構築することは、私たちの戦略的なOEMパートナーシップの焦点です。CONTACTのElementsプラットフォームは、将来に備えたさまざまなPDM（製品データ管理）専門アプリケーションを提供しています。Cadmaticは、これを基に船舶建造に特化した専門知識を加えて、この技術を最大限に活用し、船舶建造の要件に柔軟に対応し、適応するソリューションを提供します。各製品に含まれる膨大な量の情報がデータの湖であるならば、それを効果的に活用するには、船舶建造に特化した知識が必要であり、データを探索し分析することで最も有益なインサイトを得る必要があります。

船舶建造に特化した知識は、このようなデータの処理に非常に重要です。船舶建造用のCADは非常に特殊であり、個々の部品が一緒に保存されるのではなく、部品間の位相関係として保存されます。各要素は他の多くの要素と接続されています。頑健なプラットフォームを構築し、データの湖から必要な情報を抽出するための産業固有のインテリジェンスを追加することで、産業が必要とするソリューションの恩恵を最大限に活かすことができます。

ライフサイクル管理を図に追加する

専用PLMの利点は、船舶の設計と建設を管理することを超えています。現在、試験航行と船舶運航の最初の年を超える期間において、造船所は船舶の性能についてほとんど責任を負っていません。最初の年を過ぎてから、船舶の寿命が2〜30年間続く間に、所有者や運航者は船体清掃、改造、その他のメンテナンス活動などのサービスを処理するために船舶の設計データを再構築する必要があります。既存の設計段階で存在するデータセットを再生するために、様々な産業が生まれました。船舶建造に特化したPLMシステムを構築することで、所有者や運航者は船舶の寿命にわたって効果的に利用できるデジタルツインを作成することができます。これは造船所にプロセスに価値を付加する別の方法を提供します。PLMは、造船所がこのような技術をより迅速に採用したり、将来の船舶艦隊向けの改修を提供したりするのに役立ちます。同時に、1つのプラットフォームでPLMを管理することで、造船所は産業全体のデジタル変革に適応し、核心プロセスをデジタル化してインサイトを抽出し、より体系的に管理することができるようになります。

また、これは他の産業とは異なります。プロセス製造業では、工場を設計する関係者はしばしば生産から廃棄までのライフサイクル全体を管理します。自動車産業では、自動車メーカーはデジタルツインを活用して車両を長期間にわたってより効果的に保守できます。船舶のための専用のライフサイクル管理は、船舶産業が従来ではできなかった方法で船舶のライフサイクル全体を効果的に管理することを可能にします。

造船所は、エンジニアリング、IT、プロジェクト管理など、さまざまな専門知識と技術を有する中心地です。船舶建造のために設計されたPLMシステムは、造船所が将来の船舶艦隊を提供するプロセスで、これらの技術を最大限に活用するための基盤となるでしょう。