SHIP DESIGN PROCESS 2

SHIP DESIGN PROCESS 2

A. DESIGN CONSTRAINTS

Kita menggunakan Design constraints sebagai istilah yang biasa digunakan untuk menyatakan permintaan, tujuan disain, faktor keberhasilan, dan lain sebagainya. Daftar dari design constraints dibuat pada awal proses dan harus mudah dimengerti. Sasarannya adalah menuju pada sebuah hasil dari beberapa daftar dari design constraints, dengan hasil yang setiliti mungkin dan semaksimal mungkin.

Setiap desain kapal harus memenuhi dari sebuah tujuan/maksud dan biasanya tujuan tersebut didefinisikan pada permintaan dari calon pemilik kapal (Shipowner’s Requirements). Meskipun permintaan dari calon pemilik kapal benar-benar tidak cukup untuk membatasi disain, maka desainer harus mengatur batasan-batasan untuk desain itu sendiri.

Batasan-batasan desain diterapkan pada setiap desain kapal, baik pada saat proses produksi dan hasil produksi. Waktu dan biaya adalah hal pokok yang biasanya dibatasi, sebisa mungkin waktu dan biaya yang dibutuhkan seminim mungkin. Ini diterapkan baik pada saat proses desain kapal maupun proses pengiriman bahan baku. Contoh lain dari proses desain ini mungkin adalah tidak tersedianya personel dengan kemampuan yang cukup atau membutuhkan bantuan perangkat lunak komputer, perangkat keras komputer, ataupun jaringan yang mendukung.

Batasan fisik mungkin diterapkan pada disain itu sendiri untuk alasan : kebutuhan untuk membangun kapal pada galangan tertentu dan kemudian cara meluncurkannya ke laut, kebutuhan pemeliharaan kapal, dan kebutuhan kapal untuk bersandar ke dermaga tertentu.

Seringkali galangan, dermaga atau pelabuahan harus dipertimbangkan. Kedalaman pelabuhan atau kedalaman jalur untuk menuju ke dermaga (misal dermaga berada di sungai) dapat menentukan batasan tinggi sarat kapal sehingga hal tersebut harus dipertimbangkan. Panjang badan kapal mungkin dibatasi oleh ketersediaan tempat di galangan. Itu adalah beberapa contoh pertimbangan-pertimbangan yang dapat menentukan pertimbangan fisik pada desain kapal baru.

B. CONCEPT DESIGN

Konsep desain kapal merupakan tahap lanjutan setelah adanya Owner design requirement dimana konsep desain juga merupakan basic design dalam proses perancangan kapal. Konsep desain kapal adalah tugas untuk mendefinisikan sebuah objek untuk memenuhi persyaratan misi dan mematuhi seperangkat kendala. Desain dari artefak rekayasa biasanya dilakukan oleh sebuah-sintesis-evaluasi siklus analisis. Dalam perancangan sistem yang terintegrasi, analisis secara keseluruhan biasanya tidak mungkin dan solusinya yaitu dikelola serta dibagi menjadi beberapa bagian. Bagian ini kemudian dapat dianalisis secara individual dan digabungkan untuk memberikan data keseluruhan. Jika bagian-bagian individu tidak sepenuhnya independen, pada tahap integrasi dilakukan metode iteratif. Desain kapal melibatkan berbagai teknologi, sehingga dituntut adanya integrasi secara keseluruhan. Kesulitan lainnya tugas desain kapal disebabkan oleh. persyaratan desain dan kendala lainnya. Maka dapat dilakukan pendekatan untuk membangun sistem pakar berbasis pengetahuan dari desainer kapal, misalnya peraturan dan kasus-kasus dari desain kapal sebelumnya. Pendekatan kapal dibagi menjadi tiga komponen yang berbeda, salah satunya yaitu menggunakan pendekatan top down. Desain model dikembangkan sebagai contoh kasus. menunjukkan dekomposisi dan penalaran logis berdasarkan dan komponen ini kemudian dikembangkan dan disajikan.

Dalam konsep desain kapal ada 2 model, yaitu domain-spesifik dan banyak proses desain, tapi desain spiral 'Evans mungkin adalah yang paling terkenal. Model ini menekankan bahwa banyak masalah desain yang saling berinteraksi dan harus dipertimbangkan dalam urutan, dan dalam peningkatan detail masing-masing yang kemudian membentuk spiral sampai diperoleh desain tunggal yang memenuhi semua kendala dan semua pertimbangan bisa tercapai. Pendekatan ini dasarnya adalah desain berbasis titik. Disebut demikian karena pada akhirnya nanti akan mengarah pada satu titik dalam desain ruang. Kerugian dari pendekatan ini adalah bahwa hal itu tidak mungkin menghasilkan solusi optimal global. Saat ini, pendekatan yang berbeda, yang diambil dari otomotif industri, digunakan dalam desain konseptual kapal. Hal ini digunakan,sebagai fitur utama, mendefinisikan luas set untuk parameter desain itu sendiri, dalam rangka untuk memungkinkan desain konkuren, maka set ini akan terus terbuka sehingga tim desain dapat melihat perbedaan dalam kinerja dan biaya antara solusi yang berbeda.

Proses desain konseptual mencakup beberapa desain tahapan, yaitu identifikasi kebutuhan, persyaratan definisi, desain kriteria seleksi, dan kerangka pembangunan solusi. Desain konseptual mempengaruhi bagian terbesar dari biaya siklus produk, dan dengan demikian, penggunaan optimal pendekatan desain akan lebih tepat digunakan untuk menemukan pendekatan optimal solusi global. Dalam mencari solusi yang optimal, tidak selalu mungkin untuk menggunakan metode preskriptif tradisional yang mana pada metode ini sering menimbulkan kesulitan untuk berkembangnya desain baru. Karena itu. metode alternatif harus dicoba. Dalam hal ini, prinsip-prinsip metode yang digunakan semakin banyak, yang berarti banyak model analisa yang akan digunakan untuk menghubungkan atribut fungsional sebagai desain parameter. Berdasarkan atribut, manfaat yang dibangun, persyaratan desain disesuaikan dalam rangka untuk membimbing proses optimasi.

Dalam melakukan konsep desain perlu diperhatikan:


Aturan kepatuhan / keselamatan evaluasi	· Utuh stabilitas / pemuatan dan stabilitas · Stabilitas Kerusakan / probabilistik aturan · Kapal kerentanan terhadap banjir / banjir simulasi dinamis / pengendalian banjir kerusakan · Sarana melarikan diri & rencana evakuasi / simulasi evakuasi · Alternatif desain & pengaturan / keselamatan studi
Evaluasi kinerja kapal	· Lambung dan optimasi embel-embel · Kenyamanan penumpang · Manoeuvrability · Perlawanan dan hidrodinamika umum / CFD dan model pengujian · Saluran dan optimasi suprastruktur / CFD dan model pengujian · Penghematan energi / pemodelan dinamis · HVAC comfort and noise HVAC

Dalam mengkonsep desain kapal, Safety at Sea telah mendukung pengembangan dan verifikasi tujuan keamanan dalam kaitannya dengan stabilitas kapal, kerusakan, survivabilitas kapal , pemadam kebakaran, dan evakuasi. Tujuannya adalah untuk memastikan bahwa standar keselamatan sesuai dengan harapan keamanan modern. Selain itu analisis resiko juga penting dan pengkosepan desain kapal. Selama tahap awal konsep desain kapal, penggunaan analisis risiko menjadi banyak digunakan sebagai alat inovatif untuk mengevaluasi dan alternatif pengaturan terkait, tetapi tidak terbatas untuk stabilitas kerusakan dan masa hidup, perlindungan, serta pengaturan evakuasi kebakaran. Risiko desain dengan menggunakan analisis risiko eksplisit mendukung pengambilan keputusan desain.

Bahan bakar merupakan komponen vital dalam dunia industri termasuk di dalamnya industri kapal di negara kita. Tidak bisa dipungkiri bahwa komponen biaya bahan bakar mengambil porsi sekitar 40% dari total biaya operasional sebuah kapal. Bahan bakar yang dipergunakan oleh industri perkapalan tidak disubsidi oleh negara, tetapi untuk industri kapal ikan yang dijalankan oleh nelayan masih disubsidi oleh negara. Ini akan membuat beban APBN semakin berat. Dari hal ini maka diperlukan sebuah konsep baru tentang kapal yang mampu menekan penggunaan bahan bakar dan ramah lingkungan.

Contoh konsep desain kapal terbaru dari Samskip Multimodal Container Logistics BV di Rottedam tengah merencanakan pembangunan kapal kargo untuk perjalanan jarak pendek dengan konsep desain terbaru, yang dinamakan CREATE35. Proyek yang didanai oleh Komisi Eropa ini diharapkan akan meningkatkan potensi dengan meningkatnya kompetisi di negara-negara Eropa. Kompetisi industri tersebut mengakibatkan peningkatan jumlah kargo yang harus diangkut dengan kapal, dengan jarak perjalanan yang eraltif pendek. Untuk itu diperlukan kapal yang lebih besar dan mampu menangani bongkar-muat kargo dengan lebih cepat.

Kapal kargo terbaru ini didesain agar dapat digunakan untuk muatan kering dan kargo cair. Dengan desain terbaru ini, saat mencapai dermaga kapal akan dapat lebih cepat melepas kargo dari kapal dan menaruhnya di dermaga. Desain kapal ini akan meminimalkan jumlah kru, sistem mesin dan navigasi, untuk meminimalisasi biaya operasional saat kapal berlabuh, dan juga biaya pembuatan kapal. Unit kargo juga disusun untuk siap dibongkar kembali. Dengan desin ini, diperkirakan waktu pembuatan kapal akan berkurang sekitar 10%.

Potensi utama dari konsep desain CREATE35 ini adalah kemampuan untuk memindahkan kargo secara lengkap hanya dalam satu langkah. Tetapi, kadang juga dalam satu kapal memuat lebih dari satu jenis kargo, yang akan memerlukan lebih dari satu kali proses pemindahan atau pembongkaran kargo. Dalam kasus seperti ini, keuntungan dari CREATE35 adalah mampu mengangkut lebih banyak kargo dalam satu kali pengangkutan, karena kapasitas pemindahan CREATE35 dapat mencapai kontainer berukuran 45 kaki atau tanki berukuran 20 kaki. Konsep CREATE35 ini juga dapat diaplikasikan pada beberapa tipe kargo, meliputi kontainer, produk serbuk kasar dan cairan, serta bahan kimia dan gas cair.

C. PRELIMINARY DESIGN

Pada preliminary design stage ini dikembangkan hasil dari tahap conceptual dengan menetapkan alternatif kombinasi yang jelas, sehingga pada akhirnya didapatkan gambaran utama kapal dan kecepatan servicenya, begitu juga daya motor yang diperlukan, demikian pula dengan daftar sementara peralatan permesinan. Selama Preliminary design, perancangan kapal dikembangkan untuk mendapatkan tingkatan tertentu untuk menjamin secara teknis bahwa semua persyaratan perancangan kapal dapat terpenuhi

Dalam mendesain kapal, langkah awal dimulai dengan preliminary design, menentukan banyaknya tim desain, dan biaya pendesainan. berikut adalah tujuan dari fase ini:

- Menetapkan permintaan kemampuan kapal maksimum dan membuat permintaan berikutnya

- Menentukan ukuran kapal dan konfigurasi keseluruhan

- Memilih sistem utama kapal

- Mengukur performa kapal

- Mengurangi atau mengeliminasi resiko tentang hal teknis, biaya, dan penjadwalan.

- Menyaring modal dan perkiraan biaya operasi

- Menentukan perencanaan sesuai Build Strategy

Karena biaya akhir dan performa dari kapal baru akan menjadi lebih besar pada akhir dari fase preliminary design, selesainya fase ini secara tepat waktu sangat penting. Sebuah studi untuk mempelajari kemungkinan-kemungkinan yang terjadi atau konsep desain yang telah memenuhi persyaratan performa yang ditentukan pada tahap sebelumnya akan tersedia dan hal ini akan menjadi titik awal dari preliminary design. Selama tahap ini, sebuah trade off studies menunjukkan persoalan desain yang akan memberikan efek global pada ukuran kapal, konfigurasi keseluruhan performa, biya atau resiko. Studi dari permasalahan tersebut yang tidak memiliki pengaruh global pada batasan-batasan tadi, maka tidak bisa digunakan pada fase ini dan harus kembali ke langkah awal. Kesalahan yang dilakukan dapat menyia-nyiakan sumber dan mengalihkan perhatian dari tim desain.

Beberapa contoh dari permasalahan yang berkaitan dengan trade off studies pada tahap ini:

- Perbandingan ukuran utama kapal (L/B, B/D, ect.)

- Bentuk lambung (transom atau cruiser stern, dengan bulb bous bow atau tanpa bulb bous bow, topside flare atau tumblehome)

- Rencana umum

- Sistem penggerak utama kapal

- Lokasi dan ukuran deckhouse

- Payload

- Konfigurasi struktur lambung

- Jumlah kru

Preliminary design dikembangkan melalui awal concept design pada seluruh area teknis, tanpa memperhatikan apakah mengikuti trade-off studies. Pada area design yang tidak berdasar dari desain alternatif sebuah landasan yang cukup beralasan harus dipilih dan diartikan sesuai tingkatan detail. Untuk kebanyakan sistem kapal, terdapat identifikasi dan perkiraan ukuran dari komponen utama sistem dan pembuatan sebuah one line diagram sederhana pada sistem tersebut. Sistem alternatif akan dipelajari pada fase berikutnya.

CONTRACT DESIGN

Tujuan dari contract design stage adalah untuk mengembangkan perancangan kapal dalam bentuk yang lebih mendetail yang memungkinkan pembangun kapal memahami kapal yang akan dibuat dan mengestimasi secara akurat seluruh beaya pembuatan kapal. Dalam detailnya contract guidance drawing dibuat untuk menggambarkan secara tepat perancangan yang diinginkan. Contract design biasanya menghasilkan satu set spesifikasi dan gambar, serta daftar peralatan permesinan.

Hasilnya sesuai dengan namanya dokumen kontrak pembuatan kapal. Langkah-langkahnya meliputi satu , dua atau lebih putaran dari desain spiral. Oleh karena itu pada langkah ini mungkin terejadi perbaikan hasil-hasil preliminary desain. Tahap ini merencanalan menghitung lebih teliti hull form atau bentuk badan kapal dengan memperbaiki linesplan dengan tenaga penggerak dengan memakai model test , seakeeping dan manouvering characteristic , pengaruh jumlah prop. Terhadap badan kapal , detail konstruksi , pemakaian jenis baja , jarak & tipe gading. Pada tahap ini dibuat juga estimasi berat & tidak berat yang dihitung berdasarkan posisi & berat masing-masing item dari konstruksi. General arrangement detail dibuat juga pada tahap ini. Kepastian : kapasitas, permesinan, gudang, bahan bakar, air tawar, ruang-ruang akomodasi. Kemudian dibuat spesifikasi rencana standar kualitas dari bagian badan kapal serta peralatan. Juga uraian mengenai metode pengetesan dan percobaan sehingga akan didapatkan kepastian kondisi kapal yang sebaiknya.

Tujuan dari contract design adalah untuk mendefinisikan kapal dengan tingkatan dari ketelitian berdasarkan sebuah pengalaman pembangunan kapal yang dapat membuat sebuah estimasi biaya konstruksi. Produk dari kontrak desain adalah rencana kontrak dan spesifikasi. Pekerjaan dalam kontrak desain dibagi menjadi 3 bagian :

Ø The hull section

Ø The machinery section

Ø The electrical section

“The hull section”

· Penggambaran dari garis untuk skala besar

· Perhitungan kurva hidrostatik & bonjean

· Perhitungan kurva dari stabilitas statik

· Persiapan dari rencana umum untuk skala besar.

· Persiapan dari perhitungan kekuatan umum

· Persiapan dari rencana struktur tengah kapal dan tipe bagian , deck , sekat & sistem kontruksi ujung , dll.

· Persiapan dari rencana diagram perpipaan bagian lambung dan ventilasi & sistem pendingin udara.

· Persiapan dari estimasi berat kapal.

· Untuk semua kapal , persiapan dari spesifikasi detail lambung.

“The machinery section”

· Persiapan dari kesetimbangan panas

· Perencanaan umum dari permesinan.

· Diagram rencana dari sistem permesinan.

· Spesifikasi detail untuk propeller dan permesinan.

“The electrical section”

· Analisis beban umum

· Rencana diagram dari semua sistem elektris

· Spesifikasi detail untuk instalasi elektrik.

E. DETAIL DESIGN

The final stage of ship design is the development of detailed working plan (gambar kerja). Hasilnya dari langkah ini adalah berisi petunjuk atau intruksi mengenai instalasi dan detail konstruksi pada fitters (tukang pasang), wilders (tukang las), outfitters (tukang perlengkapan), metal workers (tukang plat), machinery vendors (penjual mesin), pipe fitters (tukang pipa), dan lain-lainnya. Langkah ini perubahan dari engineer (ahli teknil) untuk artisan (tukang) oleh karena itu tidak bisa diinterpretasikan.

Dalam stage ini gambar kerja dan kebutuhan data lainnya untuk membuat kapal dikembangkan. Final design stage, dan seluruh keputusan perancangan seperti seleksi tipe permesinan, dll. Telah dibuat dan dikonfirmasikan dengan baik. Seluruh sistem yang dibutuhkan kapal, mesin utama dan mesin bantu telah dibuat secara terperinci, demikian pula pabrik pembuat yang diinginkan.

Final design adalah detail design mencakup semua rencana dan perhitungan yang diperlukan untuk proses konstruksi dan operasional kapal. Bagian terbesar dari pekerjaan ini adalah produksi gambar kerja yang diperlukan untuk penggunaan mekanik yang membangun lambung dan berbagai unit mesin bantu dan mendorong lambung, fabrikasi, dan menginstal perpipaan dan kabel.

Bgian dari proses final desgin ada 7 :

1. Fairing garis biasanya untuk skala yang lebih besar

2. Penyusunan model plating

3. Menjalankan model untuk ketahanan dan koefisien pendorong jika tidak dilakukan sebelumnya

4. Perhitungan berat rinci

5. Penyusunan meluncurkan perhitungan dan pengajaran

6. Penyusunan agenda uji

7. Persiapan instruksi operasi untuk sistem dan peralatan