8
Summary (in Dutch)
Heerema Marine Contractors (HMC) is een schip aan het ontwerpen bedoeld om twee functies te vervullen. De eerste functie is de installatie en verwijdering van grote offshore onderdelen, die zal worden gerealiseerd met twee kranen aan de achterzijde van het schip, beide met een
hefvermogen van 5500 [MT]. De tweede functie is diepzee pijpleggen. Dit worden gedaan met behulp van een J-lay systeem, dat een pijp van het schip heeft hangen.
Geprefabriceerde buizen worden opgeheven en in de toren vastgehouden, terwijl onderin de toren deze buizen aan de pijp worden gelast. (Zie figuur S1) De toren kan verschillende hoeken met het deck maken om verschillende soorten pijpen op verschillende dieptes te kunnen leggen. Het werkgebied ligt tussen de 60 en 110 [graden]. Om verschillende redenen
kan de toren ook plat op het deck worden gelegd. Het lasproces in de toren zal worden uitgevoerd op een werkvloer dat onder alle hoeken binnen het werkgebied horizontaal kan worden gehouden. Ook kan de werkvloer een aantal meter in de toren naar voren worden geschoven om niet standaard pijpen, als bijvoorbeeld een T-stuk, ruimte te kunnen geven. In aanvulling op het lasproces zullen een combinatie van processen worden uitgevoerd op deze vloer, als bijvoorbeeld stralen en coaten. Deze processen vereisen apparatuur en verbruiksartikelen.
Het doel van dit rapport is om een betrouwbare en veilig bevoorradingssysteem te ontwikkelen dat het lasproces in de toren (door de levering van verbruiksartikelen en apparatuur) zo goed mogelijk kan ondersteunen. Om zoveel flexibiliteit te creëren heeft HMC besloten om voor het transport van de apparatuur en verbruiksartikelen gebruik te maken van 20 voet containers. De apparatuur is geplaatst aan beide zijden en aan de voorkant van de werkvloer, zoals geschetst in figuur S2
Figuur S10: De werkvloer met apparatuur Figuur S11: Toren bovenaanzicht met container posities
9 Containers met de apparatuur en verbruiksartikelen worden op het dek geplaatst aan de zijkant van de opening in het schip (blauw afgebeeld in figuur S3). Vanaf dit punt dienen de containers langs de werkvloer (rood) te worden getransporteerd naar de voorzijde van de toren vanwaar ze op de juiste positie aan de voorzijde (groen) kunnen worden gepositioneerd. Om de containers aan de voorzijde (schipzijde) van de werkvloer te positioneren is niet mogelijk omdat de loader (inclusief de pijp die wordt geladen) daar gehinderd zouden worden door de containers.
HMC heeft besloten om gebruik te maken van drie apparatuur containers en twee verbruiksartikelen containers. Twee van de apparatuur containers moeten worden opgelijnd met de rails naast de werkvloer zoals getekend in figuur S3. De andere drie containers moeten in lijn worden gehouden met de werkvloer. Wanneer de werkvloer een slag naar de voorzijde van de toren moet maken om een niet standaard pijp te laten passeren, zullen deze containers ruimte moeten maken voor de werkvloer. In aanvulling op deze eisen moeten de containers horizontaal kunnen worden gehouden in het geval dat de toren platgelegd word. Dit heeft twee redenen:
• Om de apparatuur te kunnen beschermen.
• Om verschillende materialen van de werkvloer veilig op te kunnen slaan in de verbruiksartikelen containers.
Figuur S12: Vooraanzicht van de toren met de containers in hun positie voor de werkvloer
Figuur S13: Zijaanzicht met de bewegingen van de containers.
Er was een systeem ontwikkeld dat voldeed aan bijna alle (hier genoemde en niet genoemde) systeem eisen en is weergegeven in figuren S6 & S7.
10 Dit systeem had echter een aantal nadelen:
• Het ontwerp van de toren maakt het onmogelijk op containers in lijn met de werk vloer te houden bij toren hoeken tussen de 100 en 110 [graden].
• De complexiteit van het ontwerp is groot. (Dit komt niet helemaal duidelijk naar voren uit de plaatjes, maar wanneer men probeert het ontwerp te detaileren wordt dit zeer snel duidelijk.)
Om deze redenen is er besloten om zeer kritisch naar het programma van eisen te kijken om te zien of er een eenvoudiger ontwerp mogelijk was. Daarbij zijn voor de aanpassingen van eventuele eisen twee criteria gebruikt:
• Het pijpleg proces mag niet negatief beïnvloed worden.
• De ontwerpen van zowel het schip als van de toren mogen niet gewijzigd worden. Met de nieuwe set van eisen is het mogelijke gebleken het volgende verbeterde ontwerp te ontwikkelen. (Zei figuur S8)
Figure S8: 3D view improved design
Met dit ontwerp is rail voor de apparatuur aan de stuurboord en voorzijde van de werkvloer
gepositioneerd. De verbruiksartikelen container is gepositioneerd aan de bakboord zijde van de vloer. Dit bevoorradingssysteem heeft de mogelijkheid op containers met apparatuur langs de werkvloer tot de voorzijde van de toren te transporteren. Vanaf deze positie kan een lift frame deze containers op tillen en in lijn brengen met de apparatuur rails. Deze container zijn uitgerust met dezelfde rail waardoor het mogelijk is de apparatuur over te rollen. In het geval dat de toren platgelegd wordt kan de apparatuur horizontaal worden gehouden in de rails die is bevestigd aan de toren.
Een container met gebruiksartikel wordt nadat deze langs de werkvloer is gerold opgepakt door het zijtransport. Deze brengt de container naar de andere kant van de toren waar het op een trolley wordt geplaatst. Deze trolley kan de container met zijdeuren vervolgens naast de werkvloer rollen waar deze kan worden opgelijnd met de werkvloer.
11 Dit verbeterde ontwerp heeft minder (bewegende) onderdelen. Dit is duidelijk gemaakt door het minimaal aantal benodigde aantal aandrijving te vergelijken. Het nieuwe ontwerp heeft minimaal 9 aandrijvingen nodig terwijl het eerste ontwerp een minimum van 15 aandrijvingen nodig had. (Deze getallen zijn exclusief de aandrijvingen van de apparatuur zelf.)
Een andere verbetering is dat het probleem bij torenhoeken tussen de 100 en 110 [graden] opgelost is.
Voor deze verbeteringen zijn er slecht enkele concessies gedaan die verder weinig invloed hebben op het pijpleg process:
• Er wordt gebruik gemaakt van slechts een verbruiksartikelen container i.p.v. twee. • De apparatuur is anders gepositioneerd
• De apparatuur wordt bij het plat leggen van de toren in de rails horizontaal gehouden i.p.v. in de containers.
• De vorm van de werkvloer is aangepast.
Met dit verbeterde ontwerp lijkt het mogelijk om de gevraagde betrouwbaarheid te behalen en daarmee is de doel van deze opdracht berijkt.
Wel moet in gedachten genomen worden dat het ontwerp waarschijnlijk een stuk minder
gecompliceerd had kunnen zijn, wanneer het transport systeem bij het begin van het toren ontwerp was meegenomen. Dit had beter gekund door gebruik te maken van een uniforme ontwerpbenadering als bijvoorbeeld een "divergentie en convergentie"-aanpak. Bij deze benadering wordt de ontwerper gedwongen te beginnen met het ontwerpen van sub-functies. (bijvoorbeeld de bevoorrading van het systeem). Door het combineren van deze sub ontwerpen wordt het totale ontwerp gevormd. Hierdoor zullen onderdelen van een ontwerp niet snel verwaarloosd, waardoor het totale ontwerp
