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؟

تعمل أنظمة القطع الآلي والتصنيع الآلي بنظام تحكم مبرمج، يعمل بدقة تفوق بكثير ما يمكن للإنسان تحقيقه. وهذا لا يرفع جودة المنتج النهائي فحسب، بل يقلل أيضًا من هدر المواد والموارد. ومن الأمثلة على ذلك قص الألواح الفولاذية: بفضل الدقة المتزايدة، تقل كمية الفضلات بشكل كبير. وبذلك يتم استخدام كمية أكبر من الفولاذ فعليًّا في بناء السفينة، مما يؤدي بدوره إلى خفض تكاليف المواد، ويحقق بالطبع فوائد بيئية أيضًا.

كيف تعمل برامج التجميع الذكية على زيادة كفاءة استخدام الموارد؟

وتعمل ما يُعرف ببرامج الترتيب الذكية على زيادة هذه الدقة بشكل أكبر. فإلى جانب خفض تكاليف المواد، تساهم هذه البرامج أيضًا في تعزيز كفاءة استخدام الموارد. وهذا بدوره يمثل جانبًا مهمًا في السعي نحو تحقيق بناء سفن مستدام.

كيف تساهم الأتمتة في خفض التكاليف المتغيرة لكل مكون؟

تؤدي الأتمتة إلى خفض التكاليف المتغيرة لكل مكون على حدة. ويرجع ذلك إلى أن العمليات يتم تحسينها أولاً، ثم يمكن تكرارها أي عدد من المرات بفضل البرمجة. وبذلك تتحقق وفورات كبيرة، لا سيما في الإنتاج المتسلسل للوحدات المختلفة أو المكونات والمنشآت الفردية المعيارية. وغالبًا ما تصل هذه الوفورات إلى 30 %. غير أن حجم الوفورات الفعلي يعتمد أيضًا على مدى تعقيد الأجزاء ودرجة تكامل الأتمتة، ولذلك يجب مراقبة استهلاك الموارد في أحواض بناء السفن باستمرار.

كيف يساهم جمع البيانات والتوثيق في إدارة الجودة؟

ولهذا السبب بالتحديد تعتمد الأتمتة على جمع البيانات وتحليلها في مرحلة الإنتاج. وفي هذا السياق، تقوم البرامج بتوثيق كل خطوة وكل حركة تجميع وكل خط لحام بدقة. وبذلك، يمكن لمهندسي التصميم تتبع ما يحدث، والتحقق من الأماكن التي قد تظهر فيها العيوب، وأسباب هذه العيوب، وكيفية تجنب هذه الأعطال في المستقبل.

وبالتالي، فإن الأتمتة لا تقتصر على التحكم في عملية التصنيع فحسب، بل تضمن أيضًا، من خلال التوثيق الذي توفره، مستوى جديدًا تمامًا من الشفافية. وهذا يتيح اكتشاف مصادر الأخطاء قبل بدء الإنتاج. ولكن إذا ظهرت هذه الأخطاء أثناء عملية التصنيع، فيمكن للخبراء إعادة ضبط المعدات. وبذلك يتجنبون تكرار هذه الأخطاء في الدورة التالية، مما يوفر بالطبع الجهد والموارد الأخرى.

ويتيح هذا النمط من العمل في الوقت نفسه إدارة متكاملة للجودة. فالتوثيق الشامل هو دليل على الجودة وأساس للتحسينات. كما أنه يخدم قابلية التتبع واعتماد العمليات والمنتجات – وهذا أمر مرحب به أيضًا.

هل الأتمتة مناسبة أيضًا للتصنيع الفردي مثل اليخوت وسفن الأبحاث؟

يرى الكثيرون أن الأتمتة هي تطور لا يستحق العناء إلا في حالة المنتجات القياسية. وفي هذا الصدد، فإنهم ليسوا – أو لم يكونوا – مخطئين بالضرورة. إلا أن الأوضاع قد تغيرت بعض الشيء، وأصبح هناك اليوم المزيد من العوامل التي يجب أخذها في الاعتبار. فاليوم، تتيح «التوائم الرقمية» والتخطيط المدعوم بالذكاء الاصطناعي دمج عمليات التصنيع غير المتكررة في برنامج حاسوبي. وهذا يعني أنه بفضل هذه الأنظمة التكيفية، وبالاعتماد على التخطيط الرقمي، أصبح بإمكان الأنظمة المؤتمتة الآن العمل بسهولة تامة في تصنيع السفن الفردية. علاوة على ذلك، توجد حتى في هذه السفن الفردية منشآت يتم تصنيعها من خلال عمليات متكررة.

وهذا يعني أن الأتمتة أصبحت اليوم نموذجًا هجينًا. ويمكن تطبيقها أيضًا على اليخوت وسفن الأبحاث، لأنها أصبحت الآن تُكمل الحرف اليدوية بفضل قدرتها على التصنيع حسب الطلب.

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

فيما يلي مثال يوضح كيف يمكن أن تؤثر الأتمتة على تكاليف المشروع. ولتوضيح ذلك، سنأخذ يختًا صغيرًا وفرقاطة متوسطة الحجم وسفينة رحلات كبيرة كأساس للحساب. وفيما يلي الافتراضات التي تنطبق على هذا المثال:

• ويبلغ إجمالي الوفورات – وفقًا لحسابات متحفظة – 30 % ساعة عمل يدوية
• يبلغ أجر العمل 35 يورو في الساعة
• في مجال الطاقة، توفر العمليات المؤتمتة 10 %، على أساس سعر افتراضي يبلغ 0,20 يورو لكل كيلوواط/ساعة
• تقل كمية المخلفات من المواد بمقدار 15 %
• تنخفض ساعات العمل الإضافية من 5 % من إجمالي ساعات العمل إلى 1 % فقط بفضل الأتمتة وما يرافقها من دقة أعلى

بالنسبة للسفن الثلاث الواردة في المثال، فإن هذا الجهد يمثل القيمة الأولية:

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

وبطبيعة الحال، يمكن استبدال هذه الأرقام بقيم حقيقية وفقًا للمثال الفعلي، إذا أراد أحدهم تطبيق الحساب على مشروع معين لبناء سفينة.

في مقال قادم، سنواصل هذا الحساب ونحلل الوفورات المحددة لجميع أنواع السفن الثلاثة بمزيد من التفصيل.

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

لا تقتصر فوائد الأتمتة في صناعة السفن على توفير الوقت فحسب، بل تشمل أيضًا توفيرًا ملموسًا في المواد والطاقة وساعات العمل — بدءًا من القطع الدقيق مرورًا ببرامج التجميع الذكية وصولاً إلى التسجيل الشامل للبيانات لأغراض إدارة الجودة. وبفضل «التوائم الرقمية» والتخطيط المدعوم بالذكاء الاصطناعي، أصبحت حتى المنتجات المصنعة حسب الطلب، مثل اليخوت وسفن الأبحاث، تستفيد الآن من هذه المزايا. ويوضح المثال الحسابي الخاص باليخت والفرقاطة وسفينة الرحلات البحرية حجم هذه الوفورات بشكل ملموس – وسيتم تناول هذا الموضوع بمزيد من التفصيل في المقالة التالية.

التعليمات

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

بفضل الدقة العالية وتقليل الفاقد عند قص الألواح الفولاذية، تنخفض تكاليف المواد بشكل ملحوظ، حيث تعتمد القيمة الدقيقة على مدى تعقيد القطع.

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

في حالة المكونات والوحدات القياسية، يمكن أن تصل الوفورات في التكاليف المتغيرة لكل مكون في كثير من الأحيان إلى 30 %.

ما الغرض من جمع البيانات في عمليات التصنيع الآلية؟

فهي توثق كل خطوة من خطوات العمل بشكل كامل، وتتيح تتبع العيوب وأسبابها، وتشكل الأساس للتحسين المستمر للعمليات والحصول على الشهادات.

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

نعم. تتيح «التوائم الرقمية» والتخطيط المدعوم بالذكاء الاصطناعي اليوم أتمتة عمليات التصنيع غير المتكررة أيضًا، بحيث تتكامل الأتمتة والحرف اليدوية.

ما هي الافتراضات التي يستند إليها المثال الحسابي؟

30 % ساعة عمل يدوية أقل، وأجر ساعي قدره 35 يورو، 10 % توفير في الطاقة بسعر 0,20 يورو/كيلوواط ساعة، و15 % انخفاض في هدر المواد، وانخفاض ساعات العمل المخصصة للمعالجة اللاحقة من 5 % إلى 1 %.

كم عدد ساعات العمل اللازمة لتصنيع السفن المذكورة في المثال؟

في المثال، تبلغ الساعات 20,000 ساعة لليخت الصغير، و150,000 ساعة للفرقاطة المتوسطة، و1.2 مليون ساعة لسفينة الرحلات البحرية الكبيرة.

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

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