إمكانات التوفير من خلال الأتمتة في صناعة السفن

في مقالتنا حول تأثير الأتمتة على صناعة السفن، تناولنا بالفعل الأسس التكنولوجية. وفي هذا المقال، سنتعمق في الموضوع ونوضح بشكل ملموس ما هي إمكانات التوفير التي تتكبدها أحواض بناء السفن من حيث المواد والطاقة وساعات العمل – بما في ذلك مثال حسابي لثلاثة مشاريع سفن مختلفة الحجم.

كيف يقلل القطع الآلي من هدر المواد؟

يمكن لأنظمة القطع والتصنيع الآلية معالجة المكونات بدقة وبجودة ثابتة. وبفضل البرمجة والإعدادات المناسبة، يمكن بذلك تقليل الأخطاء في القطع وفقدان المواد. عند قص الألواح الفولاذية، تساهم القطع الدقيقة والترتيب الفعال للمكونات في الاستفادة بشكل أفضل من المواد المتاحة. وهذا من شأنه خفض تكاليف المواد والحفاظ على الموارد.

كيف تعمل برامج التجميع الذكية على زيادة كفاءة استخدام الموارد؟

تعمل برامج الترتيب على تحسين ترتيب المكونات المراد قصها على سطح المادة، مثل لوح فولاذي. وبذلك يمكن الاستفادة من المساحة المتاحة بشكل أفضل وتقليل الفاقد. وهذا من شأنه خفض تكاليف المواد والمساهمة في بناء سفن أكثر استدامة من حيث الموارد.

كيف تساهم الأتمتة في خفض التكاليف المتغيرة لكل مكون؟

يمكن للأتمتة أن تخفض التكاليف المتغيرة لكل مكون من خلال تقليل حجم العمل واستهلاك المواد وعمليات المعالجة اللاحقة. ويمكن الاستفادة بشكل متكرر من العمليات المُحسَّنة، لا سيما في الإنتاج المتسلسل للمكونات والوحدات القياسية. ويعتمد حجم الوفورات، من بين أمور أخرى، على مدى تعقيد المكونات، ومعدل استغلال الطاقة الإنتاجية للمصانع، ودرجة الأتمتة. لذلك، ينبغي لأحواض بناء السفن أن تسجل وتقيّم بانتظام الاستهلاك الفعلي للعمالة والموارد.

كيف يساهم جمع البيانات والتوثيق في إدارة الجودة؟

يمكن لأنظمة التصنيع الآلية تسجيل بيانات الإنتاج وتوفيرها للتحليل. وتتوقف الخطوات العملية وعمليات التجميع ومعلمات اللحام التي يتم توثيقها على التقنية المستخدمة وتكوينها. تساعد هذه البيانات المتخصصين المعنيين على تتبع سير العمليات، والتحقيق في الأسباب المحتملة للأخطاء، واستنباط تدابير لتحسين العمليات.

تساهم التوثيق الرقمي في زيادة شفافية عمليات التصنيع. ويمكن أن تساعد الرؤى المستمدة من بيانات الإنتاج السابقة في تحديد مصادر الأخطاء قبل الشروع في دورة تصنيع جديدة. وإذا تم رصد أي انحرافات أثناء الإنتاج، يمكن للمتخصصين التحقق من أسبابها وإجراء التعديلات اللازمة على المعدات عند الحاجة. وبذلك يمكن تقليل مخاطر تكرار الأخطاء وتقليل الجهد المبذول في أعمال الإصلاح.

يساعد التسجيل والتوثيق المنهجي للبيانات في إدارة الجودة. فهو يجعل العمليات ونتائج الاختبارات قابلة للتتبع، ويشكل أساسًا للتحسين المستمر. كما يمكن أن تُستخدم المعلومات الموثقة كأدلة في عمليات التدقيق وإجراءات الاعتماد، شريطة أن تستوفي المتطلبات ذات الصلة.

هل الأتمتة مناسبة أيضًا للتصنيع الفردي مثل اليخوت وسفن الأبحاث؟

توفر الأتمتة مزايا خاصة في عمليات التصنيع القياسية والمتكررة. ومع ذلك، فهي تُعتبر خيارًا مناسبًا أيضًا لخطوات عمل محددة في بناء اليخوت الفردية أو سفن الأبحاث. ويمكن أن تساعد التخطيط الرقمي، والتوائم الرقمية، والعمليات المدعومة بالذكاء الاصطناعي عند الاقتضاء، في مواءمة العمليات مع المكونات والمتطلبات المختلفة. حتى السفن المصنوعة حسب الطلب تحتوي على مكونات يتضمن تصنيعها خطوات عمل متكررة. ويعتمد ما إذا كانت أتمتة هذه العمليات مجدية اقتصاديًا، من بين أمور أخرى، على تكلفة البرمجة والتجهيز، فضلاً عن معدل استغلال الطاقة الإنتاجية للمصانع.

في مجال بناء اليخوت وسفن الأبحاث، يمكن الجمع بين العمليات الآلية والعمل اليدوي. وفي هذا السياق، يتم أتمتة خطوات التصنيع المناسبة، بينما يتولى العمال المهرة إجراء التعديلات الفردية وأعمال التجميع المعقدة.

مثال حسابي: كيف تؤثر الأتمتة على تكاليف ثلاثة أنواع من السفن؟

يمكن توضيح كيفية حساب الوفورات الناتجة عن الأتمتة باستخدام يخت صغير وفرقاطة متوسطة وسفينة سياحية كبيرة كأمثلة توضيحية. القيم التالية تُستخدم حصريًّا كافتراضات نموذجية مبسطة، ولا تُعتبر قيمًا إرشادية للتكاليف الفعلية لهذه الأنواع من السفن.

تنطبق الافتراضات التالية على النموذج:

• ينخفض حجم العمل اليدوي بنسبة 30 %.
• يتم استخدام معدل تكلفة قدره 35 يورو لكل ساعة عمل.
• ينخفض استهلاك الطاقة بمقدار 10 %. ويبلغ سعر الطاقة المفترض 0,20 يورو لكل كيلوواط/ساعة.
• تنخفض كمية النفايات بنسبة 15 % مقارنة بالقيمة الأولية.
• ينخفض نصيب أعمال المراجعة من إجمالي ساعات العمل من 5 % إلى 1 %.

لإجراء الحساب التالي، لا يزال من الضروري تحديد أمرين:

• يجب تحديد كمية المخلفات الأصلية أو قيمتها المادية. انخفاض الفاقد بمقدار 15 % لا يعني انخفاض تكاليف المواد الإجمالية بمقدار 15 %.
• يجب التأكد مما إذا كانت ساعات العمل الإضافية التي تم توفيرها مضمنة بالفعل في الـ 30 %. وإلا، فهناك خطر احتسابها مرتين. علاوة على ذلك، يحتاج الجزء البالغ 1 % إلى معيار مرجعي واضح.

يُفترض أن القيم الأولية للمشاريع النموذجية الثلاثة هي كما يلي:

نوع السفينة	ساعات العمل	تكاليف المواد	استهلاك الطاقة
يخت صغير	20,000 ساعة	300.000 €	50,000 كيلوواط/ساعة
فرقاطة متوسطة الحجم	150,000 ساعة	2,5 مليون يورو	500.000 كيلوواط/ساعة
سفينة سياحية كبيرة	1,2 مليون ساعة	25 مليون يورو	5 ملايين كيلوواط/ساعة

لتطبيق النموذج على مشروع بناء سفينة محدد، يجب استبدال افتراضات النموذج ببيانات خاصة بالمشروع.

في المقال التالي، سنقوم على هذا الأساس بحساب الوفورات التقديرية لجميع أنواع السفن الثلاثة.

ملاحظة: حتى عند تشغيل أنظمة التصنيع الآلية، لا يزال وجود الكوادر المؤهلة في مجالات البرمجة والمراقبة وإعادة الضبط أمراً لا غنى عنه. ويمكن توفير هذه الكوادر بطريقة تتوافق مع القوانين من خلال التوظيف المؤقت وفقاً لقانون التوظيف المؤقت (AÜG). يمكنكم قراءة المزيد حول هذا الموضوع في مقالتنا حول قانون العمل المؤقت (AÜG). يمكنكم الاطلاع على الأسس التكنولوجية للأتمتة في صناعة السفن في مقالتنا السابقة حول الأتمتة في صناعة السفن.

خاتمة

يمكن للأتمتة في مجال بناء السفن أن تقلل من عبء العمل، وتحسّن استغلال المواد، وتدعم إدارة الجودة. أما ما إذا كان استهلاك الطاقة سينخفض أم لا، فهذا يعتمد على المنشآت والعمليات المستخدمة. وإلى جانب الإنتاج المتسلسل، يمكن أيضًا تطبيق بعض الاستخدامات المختارة في بناء اليخوت الفردية وسفن الأبحاث. ومن العوامل الحاسمة في هذا الصدد وجود عمليات مناسبة، وعمالة متخصصة مؤهلة، وتكامل اقتصادي منطقي. وتشكل الافتراضات النموذجية المعروضة الأساس للحسابات التوضيحية الواردة في المقال التالي. أما مقدار الوفورات الفعلية، فيجب تحديده لكل مشروع على حدة استنادًا إلى بيانات محددة.

التعليمات

ما مقدار التوفير في تكاليف المواد الذي يمكن تحقيقه من خلال القطع الآلي؟

يمكن أن يؤدي القص الدقيق والترتيب المُحسَّن للمكونات على الألواح الفولاذية إلى تقليل هدر المواد وبالتالي خفض تكاليف المواد. ويعتمد مقدار هذه الوفورات، من بين أمور أخرى، على الشكل الهندسي للمكونات ومستوى الاستفادة من المواد حتى الآن. ولا يمكن تحديد نسبة مئوية عامة لهذا الأمر.

ما هو حجم الوفورات التي يمكن تحقيقها من خلال الأتمتة في التصنيع المتسلسل؟

في حالة المكونات والوحدات القياسية، يمكن للأتمتة أن تقلل التكاليف المتغيرة لكل مكون. ويعتمد مقدار الوفورات، من بين أمور أخرى، على درجة الأتمتة، ومعدل استغلال طاقة المنشآت، وعمليات التصنيع المتبعة حتى الآن. وتشير الأرقام 30 % المفترضة في المثال الحسابي إلى انخفاض ساعات العمل اليدوي، وليس إلى إجمالي التكاليف المتغيرة.

ما الغرض من جمع البيانات في عمليات التصنيع الآلية؟

يتيح تسجيل البيانات تتبع عمليات التصنيع الموثقة، ويساعد في تحليل أسباب الأخطاء والتحسين المستمر للعمليات. كما يمكن أن تُستخدم البيانات المسجلة كأدلة في إجراءات الاعتماد، شريطة أن تستوفي المتطلبات ذات الصلة. ويعتمد نطاق التوثيق على النظام المستخدم.

هل تستحق الأتمتة العناء حتى في حالة المنتجات المصنوعة حسب الطلب مثل اليخوت؟

قد تكون الأتمتة مجدية حتى في حالة الإنتاج الفردي، لا سيما عند وجود خطوات عمل متكررة أو مكونات متشابهة. ويعتمد الجدوى الاقتصادية لاستخدامها، من بين أمور أخرى، على الجهد المبذول في البرمجة والإعداد، وكذلك على معدل استغلال الطاقة الإنتاجية للمنشآت. ويمكن أن تتكامل العمليات المؤتمتة مع العمل اليدوي في هذا الصدد.

ما هي الافتراضات التي يستند إليها المثال الحسابي؟

يفترض النموذج المبسط انخفاضًا في ساعات العمل اليدوي بمقدار 30 %، وتكلفة تقدر بـ 35 يورو لكل ساعة عمل، وانخفاضًا في استهلاك الطاقة بمقدار 10 % بسعر 0,20 يورو/كيلوواط ساعة. بالإضافة إلى ذلك، يُفترض انخفاض في نفايات المواد بمقدار 15 %، وانخفاض نسبة المعالجة اللاحقة من 5 % إلى 1 %. هذه القيم تُستخدم لأغراض التوضيح وليست قيمًا إرشادية عامة للقطاع.

كم عدد ساعات العمل اللازمة لتصنيع السفن المذكورة في المثال؟

كقيم أولية قبل الأتمتة المفترضة، تم تحديد 20,000 ساعة عمل لليخت الصغير، و150,000 ساعة عمل للفرقاطة المتوسطة، و1.2 مليون ساعة عمل لسفينة الرحلات البحرية الكبيرة في النموذج. وهذه قيم نموذجية توضيحية، وليست قيمًا إرشادية عامة لهذه الأنواع من السفن.

هل لا تزال هناك حاجة إلى العمالة الماهرة على الرغم من الأتمتة؟

يجب برمجة المنشآت الآلية ومراقبتها وإعادة ضبطها عند الحاجة، ولهذا السبب يظل وجود موظفين مؤهلين أمرًا لا غنى عنه.