Technologies for process traceability in the shipbuilding industry : the West Sea Viana Shipyard case study

Abstract

Traceability of materials and elements in any type of industry is essential and of great value although it is currently gaining even more importance due to the factories of Industry 5.0. This is important in the context of the manufacture of any product This allows the user to know the origin of a particular element, whether it is a raw material or a component made of other previously manufactured elements. This chain of traceable information can be persisted by several technologies, one of which is the blockchain. This concept of traceability is applied in any type of industry in some way, but sometimes there are more appropriate methods that can even add value to the final product Therefore, this process enables the tracking of products components throughout the chain of production, from raw materials to the final product, passing through each intermediate component and process stage, on every industrial player in the chain. The information generated through the manufacturing process, including certificates and inspection results, is registered and thus trackable. In the shipbuilding industry, the process of building a ship is complex, has several stages, and it is important to guarantee high-quality levels during the manufacturing process. For this, the methods and technologies adopted for process traceability must be selected, having in mind the specific requirements and constraints of the shipbuilding industry in the most efficient way. In addition, process traceability may add value to the ship, as all the traceable information may be easily transferred to the end customer. This way, the customer can have the information of any material, component, part, and block of the ship easily and reliably, as well as all the certificates and documents necessary for any process. This thesis proposes a blockchain-centered system architecture that fosters the traceability of the production processes applied to the shipbuilding industry, based on the West Sea Viana Shipyard. The system will be implemented as a case study in the manufacturing process of a shipbuilding block, and therefore readily extendable to the overall ship manufacturing process, thus contributing with a blockchain containing or referring to all relevant documents (certificates, warranties, etc.) and other pertinent manufacturing data that can be delivered to the customer together with the ship, and thus increasing trustability.

A rastreabilidade de materiais e elementos em qualquer tipo de indústria é essencial e de grande valor, embora atualmente esteja a ganhar ainda mais importância devido às fábricas da Indústria 5.0. Isto é importante no contexto do fabrico de qualquer produto, isto porque, permite que o utilizador conheça a origem de um determinado produto, seja uma matéria-prima ou um componente fabricado através outros elementos, posteriormente fabricados. Esta cadeia de informações rastreáveis pode ser mantida através de várias tecnologias, uma das quais é o 'blockchain'. Este conceito de rastreabilidade é aplicado em qualquer tipo de indústria de alguma forma, mas por vezes existem métodos mais adequados que podem até acrescentar valor ao produto final. Portanto, este processo permite a rastreabilidade dos componentes de produtos em toda a cadeia de fabrico, desde a matéria-prima até o produto final, passando por cada componente intermediário e etapa do processo, em todos os participantes industriais da cadeia de fabrico. As informações geradas durante o processo de fabrico, incluindo certificados e resultados de inspeção. também são registadas e, portanto, rastreáveis. Na indústria naval, é essencial garantir altos níveis de qualidade durante o processo de fabrico. Para isso, é importante selecionar os métodos e tecnologias adequados para a rastreabilidade dos processos, considerando as exigências e restrições específicas da indústria naval. Desta forma, o cliente pode ter as informações de qualquer material, componente, peça e bloco do navio de forma simples e confiável. A rastreabilidade do processo pode acrescentar valor ao navio, pois todas as informações rastreáveis podem ser facilmente transferidas para o cliente final, incluindo todos os certificados e documentos necessários. Nesta tese é proposta uma arquitetura de sistema cerrada em tecnologia blockchain que promove a rastreabilidade dos processos de produção aplicados à indústria naval, com base no Estaleiro West Sea Viana. O sistema será implementado como um caso de estudo no processo de fabrico de um bloco de construção naval e, portanto, prontamente extensível ao processo geral de fabrico de navios, contribuindo assim com uma 'blockchain' contendo ou referindo-se a todos os documentos relevantes (certificados, garantias, etc.) e outros dados de fabrico pertinentes que podem ser entregues ao cliente junto com o navio, aumentando assim a confiabilidade. Além disto, é também feita a implementação de duas provas de conceito de interfaces visuais, tudo isto é testado com informação proveniente do Estaleiro West Sea Viana e validado pelos mesmos.