Estudo de caso: C-Job & Accelerated Concept Design

Draga de sucção de reboque com variáveis ​​de decisão anotadas. Imagem: C-Job

Círculo de Design dos Arquitetos Navais da C-Job. Imagem: C-Job

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A C-Job Naval Architects implementou um novo método para otimizar projetos de navios. O método de otimização holística permite iterações de projeto rápidas, inovações empolgantes e economiza um tempo significativo para o arquiteto naval.

A C-Job Naval Architects é a maior empresa independente de projeto e engenharia naval dos Países Baixos. A empresa emprega mais de 130 engenheiros navais e arquitetos navais em quatro escritórios e é especializada em diferentes setores, incluindo dragagem, elevação pesada, offshore (eólica), balsas e superiates. Desde o primeiro conceito de projeto de embarcação, passando pelos pacotes de engenharia básicos e detalhados, os arquitetos navais da C-Job visam produzir soluções inovadoras e sustentáveis ​​para o setor marítimo global.

Em vez da clássica espiral de design, a C-Job implementou uma nova maneira de trabalhar na fase de design de conceito: A metodologia de Design Acelerado. Este novo método holístico de projeto de navios considera todos os aspectos do projeto de navios simultaneamente, o que é possível, já que todos os aspectos do círculo de projeto (veja a Figura 1) foram automatizados no C-Job. O círculo de design automatizado dá à empresa a possibilidade de otimizar qualquer projeto conceitual.

O processo de otimização pode começar depois que um arquiteto naval criou e parametrizou um projeto de conceito (veja a figura 2). O software então tenta diferentes combinações das variáveis ​​de decisão. Aspectos que podem ser melhorados, por exemplo, são o custo total de propriedade e o impacto ambiental. O software otimiza o design conceitual, alterando a forma do casco, a geometria e a compartimentação. Ele faz isso de tal forma que o projeto ainda está em conformidade com todos os requisitos impostos pela física, pelas autoridades reguladoras e pelo cliente.

Como é impossível para um arquiteto naval considerar todas as dependências entre as variáveis ​​de decisão, as restrições e os objetivos, o processo de otimização é guiado por um algoritmo de otimização. O algoritmo usado no C-Job é o CEGO (Constrained Efficient Global Optimization). O CEGO é desenvolvido pelo cientista de dados da C-Job, Roy de Winter, em estreita colaboração com o Leiden Institute of Advanced Computer Science. Como o CEGO é muito eficiente e é capaz de modelar os critérios de otimização e as restrições, ele é adequado para a otimização de navios. Usando o algoritmo de otimização, o ser humano é retirado do loop, o que economiza muito trabalho repetitivo e permite que o algoritmo apresente inovações excitantes.

O resultado do processo de otimização é uma coleção de variações de design otimizadas. A coleção normalmente consiste em múltiplos designs ótimos. Onde um projeto pode ser mais barato de construir, mas mais caro para operar, enquanto o outro projeto pode ser mais caro de construir, mas menos dispendioso de operar. Em consulta com o cliente, um dos projetos otimizados é escolhido. Para o projeto escolhido, o arranjo geral, o casco, a geometria e a compartimentação são desenhados com mais detalhes. Esse projeto mais detalhado pode ser usado para o próximo estágio no desenvolvimento de navios.