Salmon Emergency Response Vessel Design of a new vessel type using system based ship design with added insight through discrete event simulation

Abstract

Den norske lakseoppdrettsnæringa har eit behov for å forbetre beredskapen for krisesituasjonar. Dette blei tydeleg mellom anna våren 2019 då ein storskala algeoppblomstring råka Nord-Noreg. Resultatet var massedødelegheit av laks og eit stort tap av potensiell mat for samfunnet, samt økonomisk tap for oppdrettarar. Med denne masteroppgåva blir det ønskja å betre beredskapen i næringa ved å designe eit beredskapsfartøy. Fokuset for avhandlinga og designet vil bli retta mot fisken, der målet er å sikre god fiskevelferd, samt verdiane til den truga ressursen som biomassen er. Dette sett frå både samfunnet og fiskeoppdrettaren sin ståstad.

Skipsdesignet er utvikla gjennom ein designprosess beståande av ein fase for avklaring av oppgåve der dei første modulane frå metoden `accelerated business development’ blir brukt for å identifisere forventningane til designet frå næringa. Vidare blir behova identifisert for forskjellege ulykkesscenario. Eit sett med funksjonskriterier som vil bli fokusert på blir valt basert på det uttalte målet om å få mest mogleg verdi ut av fisken. Hovudresultatet frå denne delen er eit designkonsept for eit skip med buffertankkapasitet og moglegheit for å sende lasta vidare til støttefartøy. Å bløgge og nedkjøle fisken i RSW blir valt som handteringsmetode for fisken som går til konsum, mens nedkjøling av heil fisk blir valt som handteringsmetode for den allereie døde fisken, som vil bli brukt i produksjon av fiskemjøl og fiskeolje. Vidare blir det gjort ein konseptfase av designet. I denne fasen blir `system based ship design’ brukt som metode for å identifisere plassen ein treng til dei ulike funksjonane og blir deretter brukt til å finne fram til hovuddimensjonane til skipet, samt eit første utkast av designet. Resultatet er eit skip med lengde 60,8 meter og ei bredde på 12 meter, ein lastekapasitet på 400 m3 for fisk til konsum, samt 200 m3 for den allereie døde fisken.

Ein analyse blir deretter gjort for designutkastet ved hjelp av ein diskret-hendelses simulering. Resultatet viser at designet utkonkurerer allereie etablerte skipstypar i akvakultur med god margin.

Til slutt blir eit detaljert design utvikla for å vise korleis hovudfunksjonane kan arrangerast. Det resulterande arrangementet er designa med god arbeidsflyt i hovudfunksjonane, med ei klar segregering mellom handteringa av den døde fisken og fisken til konsum. Støttefunksjonane er også plassert på ein god måte, som til dømes innkvartering av mannskapet som er ordna slik at kvile for arbeidarane er sikra. Vidare viser tankarrangementet og stabilitetstestar at designet er stabilt og har tilfredsstillande trim i alle kondisjonar.

Resultatet av det endelege designet er eit design som tilfredsstiller målet med å auke beredskapen gjennom å bidra til sikring av fiskevelferd og verdiane av den truga biomassen.

The Norwegian salmon aquaculture industry has a need of improving its preparedness for emergency situations. This has become apparent due to events such as the large-scale toxic algae bloom that affected the whole region of Northern Norway during the spring of 2019. The results were mass mortality of salmon and a large loss of potential food for the society, as well as a large economic loss to the fish farmers. This thesis seeks to improve the emergency preparedness of the industry by designing a response vessel. The focus for the thesis and design is directed towards the fish, where the goal is to secure fish welfare as well as the value of the threatened biomass asset during a crisis, both to the society and to the farmers.

The vessel design is developed through a task clarification phase where a short accelerated business development is used to identify the expectations of the industry. Further, the needs are identified for different emergency scenarios. A set of functional requirements for the main function is selected based on the stated goal of maximizing the value of the fish. The main result from this phase is the selection of a concept of a vessel with a buffer tank capacity and the possibility to transfer the fish to support vessels. Stunning and bleeding fish and cooling it down in RSW tanks is selected as the method of handling fish for consumption while cooling whole fish is selected as the preferred method of handling the all ready dead fish, which will be used in production of fish meal and fish oil.

Further, a phase of concept design is carried out. System based ship design is used as the method for identifying the spaces needed for the different functions and further establishing the main dimensions of the ship as well as an outline of the design. The result is a length of 60,8 meters and a beam of 12 meters, a cargo capacity of 400 m3 for fish to consumption, and 200 m3 for the already dead fish.

An analysis of the outline using a discrete-event simulation is then done to assure a good dimensioning of the main function of the ship. The results show that the design outperforms already established design types such as a dedicated stun and bleed vessel, by a good margin.

Finally, a detailed design is developed in the embodiment phase. This to show how the functions could be arranged. The resulting arrangement is designed with a good workflow for the main function, with clear segregation between the handling of dead fish and fish for consumption. The support functions are also placed in a satisfying manner, for example accommodation which is situated in a way that ensures good rest for the workers. Furthermore, the tank arrangement and stability test show that the design is stable and with satisfying trim in all conditions. The result is a final design that satisfies the objective of increased preparedness through contributing to securing fish welfare and the value of the threatened biomass asset.