Kustomoidun alusprojektin tuottavuuden varmistaminen konseptointi- ja suunnitteluvaiheissa
Kemppainen, Pekka (2021)
Diplomityö
Kemppainen, Pekka
2021
School of Energy Systems, Konetekniikka
Kaikki oikeudet pidätetään.
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021042611969
https://urn.fi/URN:NBN:fi-fe2021042611969
Tiivistelmä
Diplomityössä on tutkittu mallipohjaisen järjestelmätekniikan periaatteiden soveltamista kustomoituihin alusprojekteihin konseptointi- ja suunnitteluvaiheissa. Alukset ovat teknisesti suorituskykyisiä ja järjestelmiltään monimutkaisia. Merenkulun ohjeisto, luokitusyhteisön säännöt, lippuvaltioiden lait ja omistajien vaatimukset luovat rajat kehitysprojektille. Projektin kannattavuus määritellään konseptointivaiheessa.
Tutkimusongelma muodostuu edellä mainittujen sisäisten ja ulkoisten suunnittelun reunaehtojen sekä asetettujen teknisten ja taloudellisten tavoitteiden muodostamasta monisyisestä kokonaisuudesta. Tutkimuksen tavoitteena on löytää uusia menetelmiä monimutkaisuuden ja samalla kustannusten sekä riskien hallintaan annetun tehtävän puitteissa.
Tutkimusmenetelminä käytettiin sidosryhmäkyselyjä, kirjallisuustutkimusta ja empiiristä mallipohjaisen järjestelmäsuunnittelun periaattein luotua järjestelmämallia. Kysely toteutettiin ulkoisille ja sisäisille sidosryhmille koskien yhden projektin (n=10) alusta ja yhteensä (n=18) henkilön omakohtaista kokemusta projektista vuoden 2020 aikana. Suunnittelu-, tuotanto-, ja projektitoimintojen nykytila-arviointi tehtiin katselmoimalla vuonna 2018 laaditun projektien hallinnan kehitysraportin pohjalta soveltuvin osin.
Järjestelmämallissa käytettävä laskentaperiaate tutkittiin vertaamalla ennalta valitun diesel moottorin stoikiometristä suorituskykyä moottorivalmistajan käsikirjan antamaan tietoon ja toiseen vastaavaan tutkimukseen. Tuloksista johdettua ilmanvaihdon määrää verrattiin EN-ISO 8861 standardin ja kaupallisen lähteen yleiseen suositukseen. Empiirisen konehuoneen tuuletuksen mitoituksen järjestelmämalli toteutettiin taulukkolaskentaohjelmalla. Mallin tavoitteena on korvata hidas tekstipohjainen työskentelytapa täsmällisyydellä ja uudelleenkäytettävyydellä, parantaen samalla työn tehokkuutta. Tutkimustulosten pohjalta mallipohjaisen järjestelmäsuunnittelun avulla on luotavissa hyvät edellytykset kustannustehokkaaseen toimintaan koko järjestelmän elinkaaren ajaksi. In this thesis, the principles of model-based systems engineering to customized vessel projects in the concept and design phases has been studied. The vessels are high performing and are equipped with number of complex systems. Comprehensive maritime guidelines, classification society rules, flag state laws, and owner requirements create strict boundaries for a development project. The profitability of a project is determined in the concept phase.
The research problem consists of a many-sided entity formed by the above-mentioned internal and external design boundary conditions and the set technical and economic targets. The goal of the study is to find new methods to manage complexity and at the same time cost and intended risk levels within given assignment.
The research methods used were stakeholder surveys, literature research and a system model created from the principles of empirical model-based system design. The survey was conducted for external and internal stakeholders regarding the start of one project (n = 10) and the total (n = 18) personal experience of the project during 2020. The current status assessment of design, production and project operations was performed retrospectively on the basis of the project management development report prepared in 2018, as applicable.
The theory used in the system model was researched by comparing the stoichiometric performance of a preselected diesel engine with the information provided in the engine manufacturer’s manual and another similar study. The amount of ventilation derived from the results was compared with the general recommendation of the EN-ISO 8861 standard and a commercial source. The system model of the empirical engine room ventilation sizing was implemented with a spreadsheet program. The goal of the system model is to replace the slow text-based way of working with precision and reusability, while improving work efficiency. Based on the research results, model-based system engineering can enable good conditions for cost-effective operations throughout the system's life cycle.
Tutkimusongelma muodostuu edellä mainittujen sisäisten ja ulkoisten suunnittelun reunaehtojen sekä asetettujen teknisten ja taloudellisten tavoitteiden muodostamasta monisyisestä kokonaisuudesta. Tutkimuksen tavoitteena on löytää uusia menetelmiä monimutkaisuuden ja samalla kustannusten sekä riskien hallintaan annetun tehtävän puitteissa.
Tutkimusmenetelminä käytettiin sidosryhmäkyselyjä, kirjallisuustutkimusta ja empiiristä mallipohjaisen järjestelmäsuunnittelun periaattein luotua järjestelmämallia. Kysely toteutettiin ulkoisille ja sisäisille sidosryhmille koskien yhden projektin (n=10) alusta ja yhteensä (n=18) henkilön omakohtaista kokemusta projektista vuoden 2020 aikana. Suunnittelu-, tuotanto-, ja projektitoimintojen nykytila-arviointi tehtiin katselmoimalla vuonna 2018 laaditun projektien hallinnan kehitysraportin pohjalta soveltuvin osin.
Järjestelmämallissa käytettävä laskentaperiaate tutkittiin vertaamalla ennalta valitun diesel moottorin stoikiometristä suorituskykyä moottorivalmistajan käsikirjan antamaan tietoon ja toiseen vastaavaan tutkimukseen. Tuloksista johdettua ilmanvaihdon määrää verrattiin EN-ISO 8861 standardin ja kaupallisen lähteen yleiseen suositukseen. Empiirisen konehuoneen tuuletuksen mitoituksen järjestelmämalli toteutettiin taulukkolaskentaohjelmalla. Mallin tavoitteena on korvata hidas tekstipohjainen työskentelytapa täsmällisyydellä ja uudelleenkäytettävyydellä, parantaen samalla työn tehokkuutta. Tutkimustulosten pohjalta mallipohjaisen järjestelmäsuunnittelun avulla on luotavissa hyvät edellytykset kustannustehokkaaseen toimintaan koko järjestelmän elinkaaren ajaksi.
The research problem consists of a many-sided entity formed by the above-mentioned internal and external design boundary conditions and the set technical and economic targets. The goal of the study is to find new methods to manage complexity and at the same time cost and intended risk levels within given assignment.
The research methods used were stakeholder surveys, literature research and a system model created from the principles of empirical model-based system design. The survey was conducted for external and internal stakeholders regarding the start of one project (n = 10) and the total (n = 18) personal experience of the project during 2020. The current status assessment of design, production and project operations was performed retrospectively on the basis of the project management development report prepared in 2018, as applicable.
The theory used in the system model was researched by comparing the stoichiometric performance of a preselected diesel engine with the information provided in the engine manufacturer’s manual and another similar study. The amount of ventilation derived from the results was compared with the general recommendation of the EN-ISO 8861 standard and a commercial source. The system model of the empirical engine room ventilation sizing was implemented with a spreadsheet program. The goal of the system model is to replace the slow text-based way of working with precision and reusability, while improving work efficiency. Based on the research results, model-based system engineering can enable good conditions for cost-effective operations throughout the system's life cycle.