Minimalizacja czasu projektowania oraz jego kosztów
Jednym z głównych założeń, jakie przyświeca projektowi „Zintegrowanego systemu modelowania oraz graficznego projektowania instalacji elektrycznych na statkach”, jest redukcja czasu, jaki obecnie jest potrzebny na stworzenie lub odwzorowania w pełni sieci elektrycznej statku w postaci cyfrowej.
Zgodnie z normą IEEE Std 45.3-2015 modelowanie i symulacja odgrywają kluczową rolę we wszystkich aspektach integracji systemu i powinny być szeroko stosowane na wszystkich etapach projektowania. Zestaw narzędzi do modelowania powinien zawierać spektrum modeli od prostych po złożone.
Począwszy od fazy projektowania koncepcyjnego, proste modele powinny badać czy zaprojektowana sieć spełnia wszystkie stawiane jej wymagania. W miarę postępów w projektowaniu poziom szczegółowości i odzwierciedlenia rzeczywistych obiektów sieci powinien rosnąć i służyć jako inżynieryjny zapis oczekiwanej sprawności statku i systemu elektroenergetycznego. Ważne jest, aby zachować informacje wspierające decyzję podjętą na wcześniejszych etapach projektowania (fazy baseline, concept, preliminary).
Żadne istniejące do tej pory środowisko symulacyjne nie jest w stanie sprostać wszystkim wyzwaniom projektowym systemów zasilania. Dla projektanta dostępnych jest wiele narzędzi do modelowania, ale żadne z nich nie jest w stanie rozwiązać wszystkich problemów projektowych, z którymi się boryka. Zaprojektowane narzędzie do modelowania oparte będzie o rzeczywiste wymagania projektantów systemu. Dla Stowarzyszenia Towarzystw Klasyfikacyjnych kluczowe są obliczenia dotyczące harmonicznych dla różnych konfiguracji systemu uwzględniając również awarię filtrów harmonicznych. W przypadku zaprojektowanego przez nas środowiska, przeprowadzenie stymulacji przy zmianie konfiguracji czy wprowadzeniu scenariusza testowego, zakładającego awarię filtrów harmonicznych, jest stosunkowo łatwe i nie wymaga tworzenia od nowa całego układu symulacyjnego. W systemie zaimplementowano również własne dedykowane algorytmy do przetwarzania sygnałów również o zmiennej częstotliwości.
Kluczowe etapy projektowania instalacji elektrycznej na statku
Każdy projekt tworzenia instalacji elektrycznej statku, rozpoczyna się od analizy dostarczonej dokumentacji, która jasno określa jakie wymagania stawiane są wobec statku.
Sam wybór urządzeń i uzyskanie danych katalogowych to dopiero początek procesu projektowania. Kolejnym etapem jest zbudowanie ich cyfrowych odpowiedników dla środowiska symulacyjnego. Dopiero takie odwzorowanie umożliwia wykorzystanie tych urządzeń przy projektowaniu schematu sieci elektrycznej. Każde z takich urządzeń będzie mieć inną parametryzację i właściwości, gdyż ich działanie jest opisane innymi modelami matematycznymi.
Przy każdorazowej zmianie schematu (dodanie, usunięcie nowego urządzenia lub modyfikacja połączenia), cały model musi być wstępnie kompilowany, aby zapewnić jego poprawność i natychmiastowo wykryć błędy.
Każdy z elementów musi zostać właściwe skalibrowany w celu poprawnego współdziałania z resztą urządzeń w oczekiwanej konfiguracji. Ponieważ środowiska symulacyjne są bardzo wrażliwe na błędy (a przy tym niedoskonałe), proces parametryzacji modelu często jest przeplatany dużą ilością testów. Ma to na celu sprawdzenie, czy nie występują anomalie w działaniu symulacji.
Przy każdorazowej zmianie kluczowych elementów modelu wymagane jest przeprowadzenie testów z wykorzystaniem środowiska symulacyjnego. Jego celem jest wykrycie i wyeliminowanie błędów oraz anomalii na jak najwcześniejszym etapie projektowania. cyjne są bardzo wrażliwe na błędy (a przy tym niedoskonałe), proces parametryzacji modelu często jest przeplatany dużą ilością testów. Ma to na celu sprawdzenie, czy nie występują anomalie w działaniu symulacji.
Po zakończeniu procesu tworzenia schematu musi on zostać gruntownie przebadany, zanim zostaną przeprowadzone na jego podstawie kolejne prace. Proces testowania polega na przeprowadzeniu szeregu symulacji uwzględniających konkretne dane wejściowe, interpretacji wyników uzyskanych z wykorzystaniem algorytmów przetwarzania sygnałów oraz porównaniu wyników z pomiarami rzeczywistych urządzeń.
W celu ukończenia etapów wymienionych powyżej, firma musi posiadać szeroką kadrę specjalistów z wieloma kompetencjami nie tylko z branży stoczniowej, ale też elektrycznej czy naukowej.
Celem projektu jest pomoc firmom w zautomatyzowaniu części prac, a co za tym idzie, możliwość tworzenia mniejszych zespołów na potrzeby jednego projektu, co może skutkować większą ilością projektów realizowanych w tym samym czasie.
Baza wiedzy jaką otrzyma użytkownik wraz oprogramowaniem
Dzięki zebranym danym na etapie prac badawczych możliwe jest zbudowanie systemu, który wykona za użytkownika dużą część m. in. obliczeń, przetwarzania sygnałów, wstępnej interpretacji danych, ale to nie wszystko. W ramach systemu użytkownik będzie mieć dostęp do olbrzymiej bazy wiedzy wspierającej w poprawnym tworzeniu projektu. I tak np. oprogramowanie samo będzie pilnować by projekt był:
- zgodny z normami
- zgodny z wytycznymi towarzystw klasyfikacyjnych
- poprawny pod kątem technicznym
- poprawny pod kątem wykorzystania w środowisku symulacyjnym HIL
Dodatkowo w oprogramowaniu zaimplementowana będzie olbrzymia biblioteka:
- gotowych do wykorzystania architektur sieci okrętowych
- modeli matematycznych urządzeń czołowych producentów w branży morskiej wraz z ich parametryzacją wg. danych katalogowych
- algorytmów przetwarzania danych
- algorytmów interpretacji danych
- scenariuszy testowych zgodnych z tymi, jakich używają towarzystwa klasyfikacyjne