Hình 5.1: Sơ đồ liên kết máy cắt tự động với máy tính - hệ thống Ferranti
Hình 5.2: Máy cắt tôn điều khiển chương trình số của hãng Cristal (Liên Xô cũ)
Một ứng dụng rất cần thiết hiện nay là phác thảo bố trí trong không gian ba chiều và bóc tách chi tiết hệ thống đường ống. Các phần mềm loại này có thể kể ra các phần mềm thiết kế ống chuyên nghiệp cho công nghiệp, tất nhiên với một số cải tiến về thư viện mẫu cho các loại van và phụ tùng đường ống dùng theo tiêu chuẩn ngành đóng tàu và hàng hải.
Cũng cần nhắc đến nhiều ứng dụng khác nữa trong quá trình đóng tàu mà phổ biến sớm nhất phải kể đến dự trù vật thi công (gồm các phần tôn thép, cơ cấu và trang bị) và các chương trình ứng dụng về quản lý dự án.
5.1.1 Ứng dụng máy tính trong phóng dạng tàu và khai triển tôn vỏ
Tiếp theo các tiến bộ về phóng dạng tỉ lệ 1:1 nhờ kỹ thuật chụp hình và dùng máy chiếu phóng lớn trong các nhà phóng dạng, ngày nay nhiều nơi đã ứng dụng máy tính và các phần mềm đồ họa chuyên ngành để phóng dạng và khai triển tôn vỏ tàu trực tiếp trên máy tính. Sau đó, các kết quả phóng dạng sẽ được xuất ra ở dạng các bảng trị số đường hình kết cấu, cũng như các bản vẽ từng tấm tôn vỏ và tôn boong đã trải phẳng.
Rất nhiều các công ty nước ngoài đang chào các phần mềm hỗ trợ mô phỏng hình bao bề mặt của vỏ tàu và từ đó cho phép xuất các bảng trị số sườn thật (bảng offset) với các mức độ trơn khác nhau như:
các ví dụ cho tàu đánh cá, tàu hàng đi biển... (có thể tìm đọc trong giáo trình "Tin học ứng dụng trong thiết kế và đóng tàu" của Tiến sĩ Trần Công Nghị, NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2002).
Các phần mềm như Prolines, Nautilus, MaxSurf là các phần mềm mà Bộ môn Kỹ thuật Tàu thủy, Trường Đại học Bách khoa - Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh đang áp dụng trong giảng dạy và thiết kế chuyên ngành từ năm 1998 đến nay. Bạn đọc quan tâm có thể tìm hiểu qua các tài liệu:
- "Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế tàu - Prolines, Nautilus" - ĐHBK, 1999
- "Hướng dẫn sử dụng phần mềm thiết kế tàu - MaxSurf" - NXB Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh, 2002
Việc ứng dụng các phần mềm thiết kế tuyến hình, phóng dạng và triển khai đường hình kết cấu hiện nay trong các nhà máy và viện thiết kế còn chưa phổ biến. Đi tiên phong về phương diện này, ở Thành phố Hồ Chí Minh, có thể kể ra Xí nghiệp liên hiệp Bason đã sớm có sự đầu tư tương ứng và sử dụng các phần mềm đồng bộ về thiết kế, phóng dạng, khai triển, sắp xếp tôn và kết nối điều khiển máy cắt tôn tự động từ những năm 1995 - 1998 bằng phần mềm của Nga. Gần đây nhất là Tổng Công ty Công nghiệp Tàu thủy Việt Nam đã đầu tư phần mềm AutoShip (kết hợp với AutoStructure, AutoPlate và AutoNC) cho một số đơn vị thành viên để có thể trực tiếp đi từ thiết kế, sang phóng dạng, khai triển tôn vỏ và xuất kết nối điều khiển máy cắt tôn tự động.
Ngoài ra, một loạt các đề tài nghiên cứu khoa học cấp nhà nước và cấp bộ có liên quan đến mô hình hóa vỏ tàu và ứng dụng CAD trong thiết kế và khai triển tôn vỏ, cũng như xuất điều khiển - kết nối với máy cắt CNC trong giai đoạn 2002-2005 sẽ giúp đẩy nhanh sự ứng dụng vi tính trong công nghệ đóng tàu.
5.1.2 Ứng dụng máy tính trong điều khiển máy cắt tôn
Tiếp sau giai đoạn thiết kế, phóng dạng và khai triển tôn vỏ trên máy tính thì việc kết nối máy tính với các máy công cụ để điều khiển trong khâu hạ liệu và gia công uốn tấm tôn vỏ tàu rất đang được quan tâm.
Hiện nay, phần lớn các nhà cung cấp máy cắt CNC đều có chào hàng kèm theo các phần mềm điều khiển tương thích với các phần mềm đồ họa chuẩn thường được dùng trong vẽ tàu như AutoCAD, qua các định dạng file theo chuẩn DXF hay DWG, CNC với giá cả khá cao kèm theo hợp đồng huấn luyện trọn gói. Song chúng ta cũng có thể tìm thấy các ứng dụng miễn phí từ internet, ví dụ như Gcode, phục vụ cho việc xuất từ AutoCAD ra các file dạng chuẩn cho các hệ máy cắt tôn CNC. Đây là các phần mềm có khả năng biên dịch các đường hình đã vẽ và chọn lọc, xuất ra theo một trật tự gồm các mã hình học và công nghệ cho trước (ví dụ: chạy nhanh, chạy chậm chờ hãm cuối hành trình, chạy bù bên trái hay bên phải, nhấc đầu cắt, tắt - mở lửa, cắt thẳng đứng hay cắt vát mép...). Về các phương án mô phỏng hành trình dịch chuyển đầu cắt theo biên dạng có thể giới thiệu tiếp theo dưới đây (H.5.3).
Các phương án mô phỏng đoạn cong và đoạn thẳng
Trong các phần mềm hiện nay chủ yếu sử dụng ba phương án mô phỏng sau đây để đi từ điểm hiện tại đến một điểm kế cận:
+ Theo đoạn thẳng: với khoảng cách (∆ ∆x y, ) (H.5.3a)
+ Theo cung tròn: với khoảng cách(∆ ∆x y, ), có tâm tại một điểm cách nơi xuất phát một khoảng (Xc, Yc), theo chiều quay dương hay âm (H.5.3b)
+ Theo cung parabol: với khoảng cách (∆ ∆x y, ), có tâm tại một điểm cách nơi xuất phát một khoảng (Xp, Yp), theo chiều quay dương hay âm (H.5.3c)
Hình 5.3: Các phương án mô phỏng cho đoạn thẳng và đoạn cong a) Theo đoạn thẳng; b) Theo cung tròn; c) Theo cung parabol
thác phương tiện thủy và tiếp đó là quản lý bảo dưỡng kỹ thuật các phương tiện ngày càng được sự quan tâm nhiều hơn của các công ty. Hiệu quả kinh tế mang lại do quản lý kỹ thuật bằng máy tính thể hiện càng rõ hơn, đặc biệt khi ứng dụng trong các công việc sau:
- Theo dõi sự hoạt động của phương tiện và thiết bị.
- Cập nhật kịp thời và quản lý rất linh hoạt các hồ sơ kỹ thuật. - Dự báo và lên kế hoạch bảo dưỡng, kiểm tra, sửa chữa các cấp. - Tổng hợp-dự trù khối lượng công việc, vật và nhân lực.
Tất cả các công việc trên đều bắt đầu từ việc số hóa toàn bộ dữ liệu kỹ thuật của con tàu. Bắt đầu từ hình dạng con tàu, các thông tin cần thiết về các trang thiết bị và phụ tùng thay thế .... và cuối cùng là tổng hợp vật tư, thời gian, nhân lực cho từng công việc bảo dưỡng sửa chữa cần thiết.
Cũng như các phần mềm hỗ trợ thiết kế và khai triển tôn vỏ phục vụ công nghệ đóng mới, thì các phần mềm quản lý kỹ thuật, đặc biệt là phần tôn vỏ và kết cấu, phải đáp ứng được nhu cầu bóc tách chi tiết chuẩn bị cho gia công thay thế các phần bị ăn mòn, nứt gãy và biến dạng trong quá trình sửa chữa thân vỏ tàu. Sau đó phần mềm phải có khả năng cập nhật được tình trạng của các bộ phận đã được kiểm tra, đo đạc hoặc đã thay thế để theo dõi cho các lần kiểm tra và sửa chữa định kỳ tiếp theo.
Hiện nay trên thế giới đã có nhiều phần mềm cung cấp trọn gói cho việc quản lý bảo dưỡng kỹ thuật các thiết bị và đội tàu (Computerized Maintenance Managment Systems - CMMS). Các cơ quan Đăng kiểm quốc tế cũng đang ráo riết triển khai các phần mềm quản lý kỹ thuật thiết bị và thân vỏ tàu. Ví dụ như Det Norsk Veritas (Đăng kiểm Na Uy) có phần mềm DNV-exchange, cho phép các đăng kiểm viên và chủ tàu trực tiếp truy cập vào các hồ sơ của tàu trong phạm vi mà DNV trao cấp. Hiện nay, các tàu mới đóng muốn đăng ký nhận cấp của DNV thì phải cung cấp các dữ liệu ở dạng số hóa để cài đặt vào
phần mềm nói trên.
PTSC-CMMS: Quản lý thiết bị
Hình 5.4: Phần mềm PTSC-CMMS (ver1.0) quản lý bảo trì thiết bị PTSC-CMMS: Quản lý tài liệu
mềm quản lý đội tàu PTSC-CMMS do một công ty của Việt Nam thiết kế, phục vụ cho việc quản lý bảo dưỡng kỹ thuật các thiết bị trên đội tàu của ngành dầu khí.
Hệ thống quản lý thiết bị có thể tích hợp nghiệp vụ bảo dưỡng với tình hình sản xuất như được thực hiện theo sơ đồ dưới đây.
Hình 5.5: Sơ đồ chức năng của hệ thống quản lý thiết bị
Hệ thống CMMS là một phần trong tổ chức nghiệp vụ bảo dưỡng, có thể giải quyết các vấn đề như: quản lý thiết bị, quản lý bảo dưỡng và quản lý nguồn tài nguyên dùng trong nghiệp vụ bảo dưỡng.
Hệ thống CMMS có thể thực hiện các bước sau: Lập lý lịch thiết bị:
- Xác định thiết kế và cấu trúc hệ thống - Nhập liệu từng thiết bị và toàn bộ cấu trúc
- Quản lý hệ thống các tài liệu có liên quan Ghi nhận báo cáo sự cố:
- Xác định bảng mã (code) các sự cố - Ghi nhận các sự cố vào cơ sở dữ liệu
- Báo cáo diễn tiến theo thời gian và phương pháp Pareto Kiểm tra chất lượng bảo dưỡng:
- Cập nhật phiếu công tác
Hệ thống CMMS hoạch định lịch trình công tác cho cả 2 phạm vi: bảo trì và cải tiến thiết bị. Công tác bảo trì gồm công tác theo kế hoạch và công tác đột xuất:
Công tác theo kế hoạch: bao gồm bảo dưỡng định kỳ (PM), bảo
dưỡng dự phòng (PDM) và sửa chữa lớn theo kế hoạch, cần phải chuẩn bị vật tư và nhân sự chu đáo.
Công tác đột xuất: xử lý các sự cố nằm ngoài kế hoạch, cần phải
có sự trợ giúp của nhân viên vận hành thiết bị.
Công tác cải tiến: thường bao gồm việc đánh giá và thiết kế hồ
sơ mời thầu hoặc có sự kết hợp chặt chẽ với nhân viên vận hành và nhà cung cấp thiết bị.