Maritiem Masterplan: Vier digitaliseringsexperts bundelen krachten voor JMDP

Het potentieel van Digital Twins

Een belangrijk aspect van de digitale transformatie die wordt benoemd in het Maritiem Masterplan is het gebruik van Digital Twins. Hoffmans verduidelijkt: “Digital Twin is een brede term. Men denkt daarbij vaak aan een digitale kopie van een 3D-model, maar een Digital Twin is veel meer. Het bevat gedetailleerde informatie over de componenten aan boord, zoals onderhoudsgegevens en sensorinformatie, en wordt voortdurend bijgewerkt tijdens de bouw en inzet van het schip. Ik noem het daarom liever de Adaptive Digital Twin. Het weerspiegelt de actuele status aan boord en geeft inzicht in wanneer en waar onderhoud nodig is. De Digital Twin is zeker ook een 3D-plaatje van het schip, maar dan aangevuld met informatie van alle componenten, informatie die er eenvoudig in kan worden aangepast. Zo zet je een Digital Twin succesvol in.”

De rol van Model-Based Systems Engineering in de maritieme sector

Model-Based Systems Engineering (MBSE) is een ander cruciaal element in het digitale landschap van het Maritiem Masterplan. Hoffmans: “MBSE is veel meer dan een modewoord. MBSE helpt bij het vereenvoudigen van complexe systemen door ze terug te brengen naar beheersbare componenten. Op datzelfde componentniveau kun je controleren of alles goed functioneert.” Hij vult aan: “Met een Digital Twin maak je gebruik van diezelfde componenten als binnen het MBSE. Daarmee kijk je niet alleen naar de component zelf, maar ook naar de interactie en randvoorwaarden met overige componenten. Je wilt problemen in componenten juist in het begin oplossen. Binnen een Digital Twin kun je de context zien en de relaties in de omgeving begrijpen.”

Vooruitkijken: retrofitting en duurzaamheid

Een belangrijke toekomstige ontwikkeling is de inzet van een Digital Twin bij retrofitting. Hoffmans benadrukt: “We willen in de toekomst gemakkelijk de nieuwe aandrijflijnen kunnen onderhouden en vervangen. Als je dat nu al in de eigenschappen en randvoorwaarden van je ontwerp opslaat en meeneemt in de Digital Twin, dan is een retrofit tegen die tijd veel makkelijker uit te voeren, wat ook duurzamer is.” En nog een ander essentieel punt. De consortia kunnen weer een deel van 20 punten scoren voor duurzaamheid wat ook een belangrijk criterium is in de beoordeling van de aanvraag. Hoffmans roept de consortia op maximaal gebruik te maken van de Maritiem Digital Masters. “Vergroot de kans van slagen van de aanvraag door maximaal gebruik te maken van de kennis en ervaring van onze groep bedrijven.”

SARC laat al decennialang mens en computer optimaal samenwerken

De tweede expert die wil bijdragen aan het digitale succes van het Maritiem Masterplan is Herbert Koelman. Hij is de oprichter van SARC, acroniem voor Scheepsbouwkundig Advies en Reken Centrum. Al ruim veertig jaar is het bedrijf dé expertpartner op het vlak van software voor het ontwerpen van schepen. De computer het werk laten doen heeft altijd aan de basis gestaan van het bedrijf. Toen het computertijdperk nog flink in de kinderschoenen stond, kwam Herbert zo zijn opleiding aan de TU Delft fluitend door. SARC is anno 2024 met een team van ervaren naval architects, actief in de software engineering, software support, projectmanagement en projectsupport. Koelman: “De grote uitdaging die we met het Maritiem Masterplan willen aangaan is de realisatie van schepen die gaan varen op alternatieve brandstoffen zoals waterstof en methanol. In de ontwerpfase van een schip maak je doorgaans dankbaar gebruik van beschikbare operationele data. Door inzet van MBSE en kunstmatige intelligentie kun je daarmee bijzonder veel nauwkeurig doorrekenen.”

Geen prototypes, alles in één keer kloppend

Bij de nieuwe typen schepen die men wil gaan bouwen binnen het Maritiem Masterplan, is de genoemde data er nog niet. Traditioneel werd in de naval architecture veel gebruik gemaakt van vuistregels zoals, het roeroppervlakte moet 2 procent zijn van het onderwaterschip. Koelman haalt deze vuistregel aan om uit te leggen wat hybridemogelijkheden zijn om kennis met data te combineren: “Als je met behulp van sensoren operationele data verzamelt en daarmee gaat bijhouden wat manoeuvreermogelijkheden zijn, dan stelt het je in staat om veel exactere verbanden te leggen in plaats van een vuistregel te hanteren.”

Hij vervolgt: “De rekenmodellen voor de nieuwsoortige schepen die we binnen het Maritiem Masterplan willen ontwikkelen, kunnen pas worden verrijkt als ze in de operationele fase komen. We gaan daarom allereerst inzetten op simuleren, die simulaties gaan we later in de praktijk toetsen en zo bouwen we waardevolle kennis op.” Anders dan in de aerospace of automobielindustrie, worden er in de maritieme industrie geen prototypes gebouwd. Koelman: “Eigenlijk is dat behoorlijk bijzonder. In de maritieme industrie moet alles in één keer kloppen. Dat maakt het ontwerpen van deze innovatieve schepen uitdagend.”

Graph database

Als het gaat om de operationele software, voor het berekenen van de krachten, stabiliteit en andere belangrijke waardes heeft SARC alle maritieme kennis aan boord. Dit bedrijf biedt het digitale raamwerk die aangevuld kan worden met data. Koelman: “Binnen dit raamwerk, kan volop verder worden ontwikkeld en geïnnoveerd.” Voor het JMDP adviseert SARC aan de slag te gaan met graph open source databases voor databeheer. Traditionele databases zijn gebaseerd op een uniforme structuur, waarbij iedereen dezelfde soort databases gebruikt. Koelman: “Deze benadering gaat ervan uit dat de informatie gelijksoortig is, zoals bij het inrichten van een schip met lampen, armaturen en tapkranen. In de ontwerpfase vertonen gegevens echter vaak grotere verschillen en complexere relaties. Graph databases bieden de flexibiliteit die nodig is om deze niet-systematische en diverse gegevens effectief te beheren. Hiermee kunnen specifieke details, zoals afzonderlijke gewichten, constructieafmetingen en functionele verbanden tussen ruimtes beter worden georganiseerd en aangepast. Daarom is een flexibeler en beter georganiseerde aanpak van gegevens met behulp van graph databases noodzakelijk om aan de complexe eisen van de ontwerpfase van de nieuwe duurzame schepen te voldoen.”

Shipbuilder benadruk belang industrieel onderzoek

Het succes van het JMDP hangt af van de bereidheid van de maritieme sector om echt te digitaliseren. Industrieel onderzoek is daarvoor nodig. Zo kan worden ontdekt wat nodig is om het plan en de sector technisch 100 procent aan te laten sluiten. Daarvoor kunnen we bij Geert Schouten aankloppen, de derde maritiem expert. Shipbuilder, het door hem opgerichte bedrijf, heeft daar veel ervaring mee. “Het Maritiem Masterplan biedt een unieke kans om de concurrentiepositie van de Nederlandse maritieme sector te versterken door duurzaamheidsinitiatieven en digitale samenwerking te bevorderen. Datagedreven documentbeheer op basis van MBSE is dé succesformule.”

Datagedreven documentbeheer de eerste logische stap

Via het JMDP moet de digitale samenwerking tussen ketenpartners worden verbeterd. In dit artikel is al naar voren gebracht dat Digital Twins uitstekend het organiseren van data-uitwisseling volgens gezamenlijk gekozen en ontwikkelde ketenstandaarden en modellen mogelijk maken. Schouten voegt daaraan toe dat het uitgangspunt moet zijn dat “iedereen in de maritieme sector aangesloten moet kunnen worden, ongeacht het niveau van digitale volwassenheid.” Hij adviseert als eerste stap naar dit doel in te zetten op datagedreven documentbeheer: “Met documenten kan een Digital Twin worden gebouwd, maar documenten zijn slechts één aspect van een Digital Twin. Door datagedreven document control in te gaan zetten kunnen relevante documenten per systeem, equipment, eis of klasseregel eenvoudig worden gevonden. Dit voorkomt dat er verschillende documentversies over de servers heen gaan dwalen. Het creëren van deze single source of truth zorgt ervoor dat alle betrokken partijen real-time en altijd toegang hebben tot de meest actuele en betrouwbare informatie.”

De voordelen van datagedreven documentbeheer

Een van de grootste voordelen van datagedreven documentbeheer is dat repetitief werk kan worden overgenomen door een computer. De computer legt daarbij veel beter en sneller verbanden dan de mens. Schouten: “Hierdoor houden professionals kostbare tijd over. Alleen het mailverkeer neemt al af met 90% na introductie van datagedreven documentbeheer. Ook hoeft niet meer te worden gezocht naar documenten, laat staan dat moet worden nagegaan of er wordt gewerkt met de juiste versie. Fouten worden zo voorkomen. Door programma’s vervolgens ook te koppelen en gegevensuitwisseling te automatiseren, kan de kennis en kunde van professionals beter worden benut.”
Toch komt het team van Shipbuilder nog geregeld ketenpartners tegen die zeggen dat ze al digitaal samenwerken. Schouten vervolgt: “Dan wordt al snel gevraagd, wat is het nut? Maar het delen van data via mail, SharePoint en een FTP server is toch niet de toekomst? Juist de partijen die anders willen kijken naar digitaal samenwerken, krijgen met het Maritiem Masterplan een gouden kans om naar een hoger niveau te komen. Het digitale aspect kan een enorme boost geven aan de efficiëntie en effectiviteit van samenwerking.”

Model Based Systems Engineering (MBSE) en datagedreven documentbeheer

Hoe verhoudt MBSE zich tot datagedreven documentbeheer? Schouten: “Er zijn enkele grote werven die een hybride systeem van MBSE en datagedreven documentbeheer succesvol in de engineering én bouwfase inzetten. Het combineren van digitale modellen met slim datagedreven documentbeheer resulteert in snelle én zeer betrouwbare resultaten. Het hybride toepassen van MBSE in datagedreven documentbeheer binnen het JMDP versterkt deze voordelen aanzienlijk: review- en goedkeuringsprocessen verlopen meer automatisch en alle commentaren zijn 100% traceerbaar. Vergeet niet dat de engineers, die werken binnen de consortia, tijd overhouden voor het werken aan de gewenste innovaties. Dit zorgt er trouwens ook voor dat alle betrokken partijen altijd werken met een single source of truth, wat cruciaal is voor de nauwkeurigheid en betrouwbaarheid van het ontwerp- en ontwikkelingsproces.”

Floorganise zet in op verbetering concurrentiepositie maritieme sector

Volgens Ronald de Vries, de vierde expert van de groep én CEO van Floorganise, heeft Nederland zeer veel maritieme competenties in huis. Specialisten die op topniveau weten te presteren bij een veelheid aan verschillende bedrijven verspreid over heel Nederland. De Vries: “Op veel buitenlandse scheepswerven zijn de diverse competenties zoals engineering, elektrotechniek en allerhande productfabricatie aanwezig op één locatie. Deze concentratie van kennis en ervaring geeft hen veelal een concurrentievoorsprong op het vlak van efficiëntie en kostenbeheersing. Dan rijst de vraag: Hoe kun je in Nederland, waar de situatie anders is, effectief samenwerken? Om dat te realiseren moeten alle partijen op de één of andere manier succesvol integreren. Juist ook op het vlak van informatievoorziening.”

De Vries ziet in het Maritiem Masterplan een uitstekende aanleiding om die samenwerking, die naar een hoger plan getild moet worden in de maritieme sector, digitaal vorm te gaan geven. Hij meldt: “Met het Maritiem Masterplan gaat de Nederlandse maritieme industrie een interessante uitdaging aan op het vlak van informatievoorziening en samenwerking. Floorganise pleit ervoor deze samenwerking digitaal vorm te geven. Wat ons betreft is digitale samenwerking essentieel voor het succes van het Maritiem Masterplan.”

Floorganise heeft jarenlange ervaring met digitaal samenwerken gedurende de hele levenscyclus van een schip. De expertise van het bedrijf ligt in het integraal samenwerken, plannen en beheersen van processen, wat cruciaal is voor de voorspelbaarheid en het succes van scheepsbouwprojecten. Door een stabiel framework te bieden voor planning, samenwerking en procesbeheersing, kunnen zij maximale stabiliteit garanderen voor de complexe projecten binnen het Maritiem Masterplan. Deze aanpak is al succesvol gebleken bij verschillende scheepswerven, zowel in Nederland als internationaal.

‘Kies voor deze unieke combinatie van vier digitale partijen’

Om het bredere verhaal van digitale samenwerking te ondersteunen, spreekt Ronald zich uit naar de betrokkenen bij het Maritiem Masterplan. “Kies voor deze unieke combinatie van vier digitale partijen. MasterShip, SARC, Shipbuilder en Floorganise hebben internationaal op het hoogste niveau bewezen hoe integrale samenwerking georganiseerd kan worden. Nu de overheid erkent dat digitale samenwerking een belangrijke pijler is voor een efficiëntere, effectievere en innovatievere maritieme sector, is het logisch om te kijken naar partijen met internationale ervaring in de maritieme sector. Ik ben ervan overtuigd dat wij een JMDP kunnen neerzetten dat eraan bijdraagt projecten goedkoper en efficiënter te realiseren, wat uiteindelijk resulteert in een concurrentievoordeel voor Nederland. Als groep hebben wij ieder onze eigen expertise. Het inschakelen van de gezamenlijke expertise zal de competenties binnen de Nederlandse maritieme sector naar een hoger niveau tillen. Ik denk dat het mogelijk is hierdoor onze bouwkosten met ongeveer 20% te verlagen. Digitale samenwerking en integratie zijn de sleutel tot het versterken van de concurrentiepositie van de Nederlandse maritieme sector op het wereldtoneel. Wat ons betreft slaagt het Maritiem Masterplan alleen door échte maritieme digitalisering.”