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Die Ansicht zeigt die Struktur einer 40-m-Motorjacht.
Die 3D-Ansicht zeigt das fertige Design der Jacht mit allen Details.
Mit Modulen für das Design und die Herstellung der Stahlstruktur des Schiffes konnten die Techniker die Primärstruktur des kompletten Schiffes schnell modellieren.

Die Werft Monty North in Barcelona beauftragte ein Team von Designern und Schiffsingenieuren der Firma Isonaval mit dem Design und der Konstruktion eines 45-m-Bootes. Die Ingenieure setzten das Projekt mit den Softwaretools Catia, Delmia und 3DVIA Composer von Dassault Systèmes um und waren damit in der Lage 3D-Konstruktionsdaten zu liefern. „Wir sind ein junges Unternehmen und setzten nicht immer Catia ein“, erklärt William Pegram, Geschäftsführer von Isonaval. „Unserer früheren Lösung fehlte jedoch die Möglichkeit, ein komplettes Modell zu bearbeiten, was aber für ein effizientes Schiffsdesign erforderlich ist. Das war einer der Gründe, warum wir uns entschlossen haben, das gesamte Projekt mit Dassault-Systèmes-Lösungen zu realisieren.“

In der ersten Projektphase – Entwurf oder auch Styling genannt – setzte das Unternehmen die Catia-Lösung für Jachten und mittelgroße Schiffe ein, um eine digitale Illustration der Jacht zu erstellen, die das Schiff so realistisch definierte, dass der Kunde eine klare Vorstellung davon hatte, wie das Schiff aussehen, welche Kosten entstehen und wie viel Zeit es brauchen würde, um es zu bauen. Die ­Designer nutzten die realistischen Darstellungsmöglichkeiten der Software, um die Formen des Schiffes schnell und gemäß den Kundenwünschen in 3D zu modellieren und anzupassen. „Der Bootsrumpf, das Hauptdeck, der Aufbau und das Oberdeck, die wir später für die Struktur genutzt haben, entstanden direkt aus dem ersten Oberflächenmodell“, erklärt William Pegram.

Designfunktionen speziell für Schiffe

Die Form des Rumpfes haben die Konstrukteure mithilfe der Oberflächenfunktionalitäten der CAD-Software erzeugt, die speziell auf die Technik der stromlinienförmigen Verkleidung von Bootskörpern ausgerichtet sind. Das Unternehmen setzte außerdem die Planfunktion mit automatischen Linien ein, um eine Zeichnung zu erstellen, die der Zertifizierungsstelle zur Genehmigung vorgelegt wurde.

Die Funktionen zur Berechnung des Schiffsgewichts, zusammen mit den Kalkulationsmöglichkeiten zu Hydrostatik und Gleichgewicht, ermöglichten den Technikern einen schnellen Überblick. Die Gewichtsentwicklung ließ sich so während aller Projektphasen kontrollieren. Wichtige Ausstattungen wie Motoren, Generatoren und die Kühlanlage haben sie schon frühzeitig in das 3D-Modell aufgenommen, um entsprechend Platz zu reservieren und den genauen Schwerpunkt des Bootes zu ermitteln. „Durch die Verknüpfung der Rumpfform mit den Kabinen und den Tankvolumen waren wir in der Lage, das Projekt sehr viel schneller zu optimieren und zu validieren sowie die Einhaltung der Klassifikationskriterien sicherzustellen“, erläutert Pegram.

Sobald Entwurf und Schiffskonstruktion validiert waren, legten die Entwickler die Struktur des Bootes fest. Dies lieferte den Technikern das genaue Gewicht der Bootsstruktur. Dann generierten sie alle Produktionsdaten, die für die Vorbereitung der Schnittdateien und ­-formen zur Erweiterung der Außenhaut benötigt werden. Mit Modulen für das Design und die Herstellung der Stahlstruktur konnten die Techniker die Primärstruktur des kompletten Schiffes schnell modellieren und die Details, wie Plattenkonturen mit Aussparungen und Versteifungen mit Endschnitten, automatisch generieren. Auch die Produktion konnte mit den speziellen Delmia-Funktionalitäten digital vorbereitet werden. Diese halfen dabei, die Expansion der Platten der Bootshaut und die Extraktion der Schnitt- und Markierungsdaten zu automatisieren und diese Daten dann im DXF-Format an den Lieferanten des Stahlkits zu übermitteln.

Herstellungs- und Montageverfahren ­verschlanken

Die Produktion startete weniger als zwei Monate nach der Vertragsunterzeichnung mit Monty North. Durch das Erstellen eines detaillierten digitalen Prototyps in einer frühen Prozessphase konnte Isonaval, mithilfe des Structure-Manufacturing-Preparation-Moduls damit beginnen die Stahlteile aus dem ersten Block zu schneiden. Das Risiko, etwas aufgrund von Montageproblemen ändern zu müssen, war nur gering.

Wenn Hunderte von einzelnen Stahlteilen in der Werft eintreffen, um verschweißt zu werden, ist es wichtig, die Arbeiter mit zuverlässigen und einfach verständlichen Montageanleitungen zu versorgen. „Wir nutzten den 3DVIA Composer, um unsere Dokumentation direkt aus den digitalen 3D-Produktdaten zu erstellen. Dementsprechend waren für den Produktionsprozess praktisch keinerlei Papierpläne nötig. Die meisten Informationen wurden von uns in Form von elektronischen Dateien übermittelt und im Werk auf einem Laptop eingesehen“, erklärt Pegram.

Der Fertigungsleiter setzte den 3DVIA Composer Player ein, um sich die 3D-Prototpyen der unterschiedlichen Blocks und auch die Teilenummern anzeigen zu lassen. „Mit dem 3DVIA Composer können wir uns exakt anzeigen lassen, was wir brauchen. Dadurch vermeiden wir unnötige und nicht immer präzise Montagezeichnungen, die oftmals auch schwer verständlich sind“, erklärt Pegram. „Dies machte die Projekt-Meetings produktiver. Mit dem 3DVIA Composer konnten wir die Art und Weise, wie unterschiedliche Teile im Schiff montiert oder wie Leitungen im Boot verlegt werden müssen, klar aufzeigen.“

Produktivität gesteigert

Mit der Catia-Lösung für Jachten und mittelgroße Schiffe konnte Isonaval mit nur neun Mitarbeitern und drei Arbeitsplätzen ein neues Schiff von A bis Z mit Produktivitätssteigerung von bis zu 40 % entwerfen und entwickeln. Die Software-Lösung verbesserte außerdem die Qualität der Entwicklung und des Designs, verringerte die Projektlieferzeiten und verschlankte den Montageprozess in der Werft. „Die simultane Entwicklung half Technikern dabei, Zeit bei der Vorbereitung, Herstellung und Konstruktion aller Systeme zu sparen, während gleichzeitig in der Werft schon die Stahlstruktur des Bootes montiert wurde. In der Vergangenheit wäre zunächst die Struktur konstruiert und dann die Entwicklungssysteme vorbereitet worden“, erklärt William Pegram.

Es ist das erste Mal, dass das Unternehmen ein so großes Projekt, wie dieses 45-m-Boot, vollständig betreut hat. Das Unternehmen konnte so seinen Leistungsumfang erweitern und ist aufgrund der kürzeren Entwicklungszeit in der Lage, Projekte anzunehmen, die größer und komplexer sind. „Wir haben endlich eine Lösung gefunden, die auf den Schiffbau ausgerichtet ist und unsere ganz speziellen Anforderungen erfüllt“, erklärt William Pegram abschließend.