3D based design is not common in ship design due to its unique design process and market. But the combination of NAPA's flexible 3D model and HyperWorks's well proofed simulation technology will make change in ship design field.

1. 1 © NAPA
NAPA Steel と HyperWorks
が創る造船設計プロセス
村上 貴志
NAPA Japan株式会社
2016 ATCx 造船技術セミナー
5 August 2016

2. 2 © NAPA
Agenda
NAPA Group
船舶設計におけるFE解析
NAPA + HyperWorksによる効率化
NAPA Designer & Drafting最新情報
Summary
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5
プレゼンテーションでお話した
内容を吹出しで追記しています

3. 3 © NAPA
NAPA Group
海事専門ソフトウェア企業
1989年 フィンランドで創業
１２カ国で従業員 約180名
全世界新造船の95%がNAPAを利用
2000隻以上へ運航支援ソフト搭載
2014年 ClassNK完全子会社化

4. 4 © NAPA
NAPA Group
Design
設計支援システム
Operation
運航支援システム
 Lines
 Hydrostatics / Hydrodynamics
 Structure Design
 Final Booklet
 ...
 Performance Monitoring
 Voyage Optimization
 Electric Logbook
 Loading Computer
 ...
船の設計・運航両方を扱う
唯一のソフトウェア企業です

5. 5 © NAPA
国内
国内
NAPA Design Solutions
Naval Architecture
基本設計モジュール
Lines, Hydro, 配置計画 等
3D
Model
43
users
NAPA Steel
構造設計モジュール
構造検討, 承認図面, 管理量計算 等
14
users
特に船型計画の分野においては
デファクトスタンダードとして評価頂いております

6. 6 © NAPA
NAPA Steel
Lines
区画配置
重量・溶接長
船級規則算式
PrimeShipデータ連携
FE解析メッシュ
データ連携
HCSR
強度評価
3Dモデル
Block検討
3面合わせ
振動解析・局部強度解析
造船所固有の検討
ロンジ・ランディング
機能カスタマイズ
IGES出力 生産・艤装設計へ
データ引き継ぎ
* 全て，NAPAお客様の実業務で利用された実績あり
NAPA Steel
CAD図面
NAPA Steelは解析以外にも
船殻設計全体をカバーするソリューションです

7. 7 © NAPA7 © NAPA
船舶設計におけるFE解析

8. 8 © NAPA
 適用規則
 主要寸法
 ハイドロ計算
 概略構造
 機関室・主機
 出力推定
 速力
 燃費
 ・・・
船舶設計プロセスとFE解析
船型 契約
 仕様書
 一般配置
 居住区配置
 機関室配置
 Trim
 Stability
 縦強度
 メーカリスト
 ・・・
詳細
 構造設計
詳細構造
強度評価
• 規則算式
• FE解析
振動検討
詳細重量
 配置設計
 配管設計
 配線設計
市場 船主 船級
建造
 生産設計
 材料発注
 機器発注
 完成図
 完成計算
工場
* 関西造船協会資料より改変設計プロセス全体として見れば，FE解析は
必要な検討のごく一部

9. 9 © NAPA
重要性を増すFE解析
規則強化
HCSR
FE解析→増す重要性・増す作業負担
CAE活用
振動・騒音
メカニズムの理解
フロント
ローディング
検討早期化
「経験工学」からの脱却 ・ 技術の突き詰め
一方，FE解析は近年特に
重要性・作業負担が増加している項目でもあります

10. 10 © NAPA
一般的なFE解析のプロセス
Pre Processing
解析に必要なデータ作成
Main Processing
行列組立て・数値計算
Post Processing
設計者による結果の判断
●
●
●
* 谷口健男: 3次元FEMのための自動要素分割より改変
HyperWorksによりFE解析は完全に実行できます
しかし，造船特有の設計プロセスを考えるとより良い手段
があるのではないか，ということがNAPA社の提案です

11. 11 © NAPA11 © NAPA
NAPA + HyperWork
による効率化

12. 12 © NAPA
FE解析の効率化に向けて
船舶設計におけるFE解析の特徴
3Dモデルの作成・活用
造船設計におけるFE解析の難しさを
2つの視点から考察してみます

13. 13 © NAPA
船舶設計におけるFEAの特徴
曲線構造
 複雑な曲面の外板形状
薄板防撓構造
 モールド面でのShell Mesh
 板厚・Stiffener寸法の属性
 部材の理想化
受注生産
 厳密な工程管理が要求される
 「販売延期」はあり得ない！
船級規則
 詳細な手順・評価規定
 基準化しやすい
非常に特殊な設計条件・環境が求められています

14. 14 © NAPA
曲面構造のMesh分割
外板曲面を容易にメッシュ分割・内構材も分割
多くの造船所でNAPAを用いてLines検討されており
外板情報の活用にNAPAは強みを持っています

15. 15 © NAPA
Stiffenerの理想化
Beamでモデル化
（Coarse Meshに）
WebをShell化
（詳細検討などに）
すべてShell化
（Local Fine Meshなど）
同じNAPA Steelモデル
船の構造情報を持つNAPAでは，
様々な理想化を同一のモデルから実施できます

16. 16 © NAPA
Openingの理想化
同じNAPA Steelモデル
開口を無視
要素を削除
（OMIT_ELEMENT）
同じ面積の矩形
（RECTANGLE）
パネル板厚控除
（CSR-T）
船の構造情報を持つNAPAでは，
様々な理想化を同一のモデルから実施できます

17. 17 © NAPA
３Dモデルの作成・活用
承認図までは
設計が固まっていない
→何度も修正
生産計画生産設計詳細設計開発設計
計画的でない3Dシステム導入は，設計作業の増加を招く
NAPA 船型・区画配置検討
構造3D 図面下絵・重量
HyperWorks 規則解析・振動解析
PrimeShip 規則算式
生産3D 工事図・一品・艤装・組立て
忙しいのになんぼ
3Dモデル作んねん
労力のかかる3Dモデル作成，
1つのモデルを広く活用する事が省力化のカギ

18. 18 © NAPA
NAPA Design Solutions
設計開始
排水量計算
CFD
区画配置
区画容積計算
積付計算
復原性計算
非損傷時，損傷時
確率論，第２世代
海洋構造物
縦強度計算
形状検討支援
馬力・EEDI
船体運動
耐航性・操縦性
船体形状
Naval ArchitectureNAPA 3Dモデルは設計プロセス
全体で活用する事ができます

19. 19 © NAPA
NAPA Design Solutions
CAD図面
重量・溶接長
完成計算
Statutory Compliance Manager
生産フェアリング
Hull Surface Editor
3D CAD I/F
DXF, IGES, CADMATIC, Tribon
船台進水計算
Launching Manager
船級規則算式
PrimeShip等データ連携
FEメッシュ
PrimeShip等データ連携
FEA強度評価
構造設計
傾斜試験
Inclining Test Manager
運航データに基づく設計
運航支援
NAPA Steel Operation
NAPA 3Dモデルは設計プロセス
全体で活用する事ができます

20. 20 © NAPA
NAPA活用でFEA作業を削減
NAPA Steel Model FE Mesh≅
3DモデルからFE Meshを切出して解析実行
NAPA 3DモデルベースでMeshを作り
FEモデリングの労力を減らしませんか？

21. 21 © NAPA
NAPA FEMの制約と解析実行
NAPAは自動Mesh生成
強度評価にそのまま利用できる
100%品質のMesh仕上げは困難
優れたMesh編集機能
HyperMeshで効率良くMesh修正
境界条件を付加して解析実行
BDF
ただし，適切な強度評価のためには専門ソフトによる調整が必要
Mesh編集に優れるHyperWorksは
NAPA Steelデータの活用にとても向いているソフトウェアです

22. 22 © NAPA
FEA with NAPA & HyperWorks
Pre Processing
船舶解析に必要なデータ作成を効率良く実施するために
Main Processing
行列組立て・数値計算
Post Processing
設計者による結果の判断
●
●
●
境界条件
最終調整
節点座標
要素情報
Ship Design
specialty
Simulation
specialty
材料定数
NAPA・HyperWorksそれぞれの
強みを活かして全体省力化を

23. 23 © NAPA
Summary
FE解析の必要性・作業負担が増加
NAPA～HyperWorks解析プロセス
船特有のモデル化基準・限られた工程
単純作業を減らし，設計品質の向上へ
1
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24. 24 © NAPA24 © NAPA
Appendix
NAPA Designer + Drafting最新情報
NAPA Shipping Solution

25. 25 © NAPA
Latest news of NAPA Designer
NAPAモデリングツールの再設計
 完全Windowsベースでゼロから再開発
 最新Ver.2016.2ではStiffener・Seam等へも対応
NAPA Designer

26. 26 © NAPA
Latest news of NAPA Designer
形状モデリング
 スキン材・大骨・区画作成
 NAPA完全互換のコマンド生成
構造部材モデリング
 承認図レベルの部材モデル化
 使いやすいグラフィック操作
省力化への配慮
 一括処理・コピー・PS反転 etc...
 Naming Ruleの設定

27. 27 © NAPA
Latest news of NAPA Drafting
AutoCADとNAPAの完全連携
 Powered by AUTODESK AUTOCAD® OEM
 非力だったDrawing機能の全面改訂・Ver.2016.2より提供開始
NAPA Drafting

28. 28 © NAPA
Latest news of NAPA Drafting
3D～2Dのシームレス連携
 3Dモデルから随時「切出す」図面
 モデル変更は断面図へも反映
 3面合わせのミス削減に
 モデル属性（板厚・Scantling）ベースの自動注釈
船舶設計のための作図機能
 X・Y・Z断面 および X・Y・Z投影図
 外板展開図
AutoCADベース，DWGデータ
 汎用ソフトの操作性・データ形式でNAPAユーザ以外もNAPAデータ活用

29. 29 © NAPA
NAPA Shipping Solutions
Loading Computer
積付計算機
Planning Monitoring Follow-up
Voyage Reporting
通信・レポート作成
Performance Analysis
性能解析サービス
NAPA Office (Web Portal)
データ閲覧Webサイト
Voyage Optimization
航路最適化
Departure Arrival
Real Time Monitoring
状態モニタリング

30. 30 © NAPA
NAPA Group, Finland
TEL: +358–9–22–813–1
E-Mail: sales@napa.fi
NAPA Japan
TEL: +81–78–325–2160, japan@napa.fi
NAPA China
TEL: +86–21–6217–3231, ni.bo@napa.fi
NAPA Korea
TEL: +82–51–780–8890, korea@napa.fi
Local offices: www.napa.fi/contact-us