Using AI to audit concurrent engineering : a case study in marine vessel design and VDI 2221 compliance

Abstract

Marine vessel design is often described as the “art of balancing compromises.” The complexity of naval engineering and challenging project timelines demand increasingly sophisticated project organization and deeply layered concurrent engineering. This research investigates whether the combination of artificial intelligence and VDI 2221 systematic design guidelines can be used to audit how a design engineering team proceeds in a project.

Two research methodologies are compared: a traditional participant observation and a fully automated process using a Retrieval-Augmented Generation (RAG) -enhanced artificial intelligence. The case study being examined is the design engineering project of a water taxi boat destined for a major European city.

The study reveals that the water taxi project is an example of a highly agile concurrent engineering process, but that the project also exhibits violations of the VDI 2221 guidelines. Most notable of these is the practice of “stage-jumping”, which means, for example, advancing into detailed design before the conceptual solution is mature.

The study demonstrates that a suitably trained AI can create a high-level view of a project in a fraction of the time a human requires to do the same. It is plausible that AI could even be used for real-time project situational feedback. However, for that to be possible, a project should follow a systematic process such as VDI 2221 to provide a contextual framework for the AI analysis. In conclusion, the combination of AI and VDI 2221 could be an interesting foundation for the development of novel project management tools.

Veneen suunnittelua kuvataan usein ”kompromissien tasapainottamisen taiteeksi.” Meritekniikan suunnitteluprojektien monimutkaisuus ja alati tiukentuvat aikataulut edellyttävät yhä korkeatasoisempaa projektien organisointia ja rinnakkaissuunnittelua (concurrent engineering). Tässä tutkimuksessa tarkastellaan, voidaanko systemaattisen suunnittelun VDI 2221 -ohjeistoa ja tekoälyä käyttää yhdessä projektiryhmän tekemän rinnakkaissuunnittelun seuraamiseen ja arviointiin.

Tutkimuksessa hyödynnetään kahta menetelmää: perinteistä osallistuvaa havainnointia sekä täysin automatisoitua prosessia, joka käyttää RAG-pohjaista (Retrieval-Augmented Generation) tekoälyä. Näitä menetelmiä sovelletaan eurooppalaiseen kaupunkiin suunniteltavan vesitaksin tapaustutkimukseen.

Tutkimuksen näkökulmasta vesitaksiprojekti on esimerkki tehokkaasta rinnakkaissuunnittelusta, mutta VDI 2221:n kannalta projektissa on poikkeamia. Projekti mm. hyppää usein yksityiskohtaiseen suunnitteluun tilanteissa, joissa tarvittava esisuunnittelu on vielä kesken.

Tutkimus osoittaa, että tekoälyllä voidaan luoda nopeasti yleiskatsaus projektiin. Jopa reaaliaikainen projektin tilan seuranta voisi olla mahdollista. Tämä edellyttäisi, että projektissa noudatettaisiin systemaattista prosessia, kuten VDI 2221 -standardia, jotta tekoälyanalyysille olisi kontekstuaalinen viitekehys. Tekoälyn ja VDI 2221:n yhdistelmä voisikin toimia mielenkiintoisena perustana täysin uudenkaltaisten projektinhallintatyökalujen kehittämiselle.