Možnosti úspor díky automatizaci v lodním průmyslu

V našem článku o vlivu automatizace na stavbu lodí jsme se již zabývali technologickými základy. V tomto článku se tomuto tématu budeme věnovat podrobněji a konkrétně ukážeme, jaké Možnosti úspor které vznikají loděnicím v souvislosti s materiálem, energií a odpracovanými hodinami – včetně příkladu výpočtu pro tři projekty lodí různé velikosti.

Jak automatizované řezání snižuje plýtvání materiálem?

Systémy pro automatizované řezání a automatizovanou výrobu pracují s programovatelným řízením, které funguje mnohem přesněji, než by toho byl schopen člověk. To však nejen zvyšuje kvalitu konečného produktu, ale také snižuje plýtvání materiálem a zdroji. Příkladem je řezání ocelových plechů: díky vyšší přesnosti vzniká mnohem méně odpadu. Díky tomu se ve lodi skutečně spotřebuje více oceli, což zase snižuje náklady na materiál a samozřejmě přispívá k ochraně životního prostředí.

Jak inteligentní programy pro optimalizaci rozvržení zvyšují efektivitu využívání zdrojů?

Takzvané inteligentní programy pro rozvrhování zvyšují uvedenou přesnost ještě více. Kromě snížení nákladů na materiál s nimi roste i efektivita využívání zdrojů. To je zase důležitým aspektem v úsilí o udržitelnou lodní stavbu.

Jak automatizace snižuje variabilní náklady na jeden díl?

Automatizace snižuje variabilní náklady na jednotlivý díl. Důvodem je to, že procesy jsou nejprve optimalizovány a poté je díky programování možné je opakovat libovolně často. Zejména při sériové výrobě různých modulů či jednotlivých standardizovaných komponent a zařízení tak vznikají značné úspory. Ty mohou často dosáhnout až 30 %. Jak vysoké budou úspory ve skutečnosti, závisí však také na složitosti dílů a míře integrace automatizace, a proto je nutné neustále sledovat spotřebu zdrojů v loděnicích.

Jak přispívá sběr dat a dokumentace k řízení kvality?

Právě proto se automatizace opírá o sběr a analýzu dat z výroby. Programy přitom přesně dokumentují každý krok, každý montážní pohyb a každý svar. Konstruktéři tak mohou sledovat, co se děje, a ověřit, kde se mohou objevit závady, jaké jsou jejich příčiny a jak lze těmto poruchám v budoucnu předejít.

Automatizace tedy nejen řídí výrobu, ale díky své dokumentaci zajišťuje také zcela novou transparentnost. Ta umožňuje odhalit zdroje chyb ještě před zahájením výroby. Pokud se však tyto chyby projeví až během výroby, mohou odborníci zařízení znovu seřídit. Tím zabrání tomu, aby se chyby při dalším cyklu opakovaly, a samozřejmě tak ušetří práci i další zdroje.

Tento způsob práce s sebou zároveň přináší soustavné řízení kvality. Úplná dokumentace slouží jako důkaz a základ pro zlepšování. Kromě toho zajišťuje sledovatelnost a certifikaci procesů a výrobků – i to je vítáno.

Je automatizace vhodná i pro kusovou výrobu, jako jsou jachty a výzkumné lodě?

Mnozí vnímají automatizaci jako trend, který se vyplatí pouze u standardizovaných výrobků. V tom se – nebo se dříve – nutně nemýlili. Časy se však poněkud změnily a dnes je třeba zohlednit mnohem více faktorů. Díky digitálním dvojčatům a plánování podporovanému umělou inteligencí je dnes možné integrovat do softwaru i výrobní procesy, které nejsou repetitivní. To znamená, že s pomocí takových adaptivních systémů a na základě digitálního plánování mohou automatizované systémy nyní zcela snadno fungovat i při výrobě jednotlivých lodí. Navíc i v těchto jednotlivých lodích lze nalézt zařízení, jejichž výroba probíhá v opakujících se procesech.

To znamená, že automatizace se dnes již stává hybridním modelem. Lze ji uplatnit i u jachet a výzkumných plavidel, protože díky své schopnosti individuální výroby nyní doplňuje i řemeslnou výrobu.

Výpočtový příklad: Jaký vliv má automatizace na náklady tří typů lodí?

Zde je příklad toho, jak může automatizace ovlivnit náklady na projekt. Pro ilustraci vezmeme jako základ pro výpočet malou jachtu, středně velkou fregatu a velkou výletní loď. Pro tento příklad platí následující předpoklady:

• Úspora celkově představuje – podle konzervativního odhadu – o 30 % méně ručně odpracovaných hodin
• Mzda za práci činí 35 € za hodinu
• V oblasti energetiky přinášejí automatizované procesy úsporu 10 % při předpokládané ceně 0,20 € za kWh
• Ztráta materiálu je o 15 % menší
• Díky automatizaci a s ní spojené vyšší přesnosti se čas potřebný na dodatečné úpravy snižuje z 5 % celkového počtu odpracovaných hodin na pouhých 1 %.

Pro tři lodě v tomto příkladu je tato náročnost následující:

Typ lodi	Pracovní hodiny	Náklady na materiál	Energetická náročnost
Malá jachta	20 000 hodin	300.000 €	50 000 kWh
Střední fregata	150 000 hodin	2,5 mil. €	500 000 kWh
Velká výletní loď	1,2 milionu hodin	25 milionů €	5 milionů kWh

Tyto čísla lze samozřejmě nahradit skutečnými hodnotami podle konkrétního příkladu, pokud by někdo chtěl tento výpočet použít pro konkrétní projekt stavby lodi.

V následujícím článku budeme v tomto výpočtu pokračovat a podrobněji analyzujeme konkrétní úspory u všech tří typů lodí.

Poznámka: I při provozu automatizovaných výrobních systémů jsou kvalifikovaní odborníci pro programování, dohled a seřizování nepostradatelní. Tyto pracovníky lze v souladu s právními předpisy zajistit prostřednictvím agenturního zaměstnávání podle zákona o agenturním zaměstnávání (AÜG). Více se o tom dočtete v našem článku o Zákon o dočasném zaměstnávání (AÜG). O technologických základech automatizace v lodním stavitelství si můžete přečíst v našem předchozím příspěvku na téma Automatizace v lodním průmyslu.

Závěr

Automatizace v lodním stavitelství šetří nejen čas, ale také měřitelně materiál, energii a pracovní hodiny – od přesnějšího řezání přes inteligentní programy pro optimalizaci rozvržení až po bezchybný sběr dat pro řízení kvality. Díky digitálním dvojníkům a plánování podporovanému umělou inteligencí nyní z těchto efektů těží i zakázková výroba, jako jsou jachty a výzkumné lodě. Jak velké jsou tyto úspory konkrétně, ukazuje výpočetní příklad pro jachtu, fregatu a výletní loď – a bude dále podrobněji rozebrán v příštím článku.

ČASTO KLADENÉ DOTAZY

Kolik lze ušetřit na nákladech na materiál díky automatizovanému řezání?

Díky vyšší přesnosti a menšímu množství odpadu při řezání ocelových plechů se náklady na materiál znatelně snižují, přičemž přesná hodnota závisí na složitosti dílů.

Jak vysoké mohou být úspory díky automatizaci při sériové výrobě?

U standardizovaných komponentů a modulů mohou úspory u variabilních nákladů na jeden díl často dosáhnout až 30 %.

K čemu slouží sběr dat v automatizovaných výrobních procesech?

Komplexně dokumentuje každý pracovní krok, umožňuje sledovat vady a jejich příčiny a tvoří základ pro neustálé zlepšování procesů a certifikaci.

Vyplatí se automatizace i u zakázkové výroby, jako jsou jachty?

Ano. Digitální dvojčata a plánování s využitím umělé inteligence dnes umožňují automatizovat i nerespetivní výrobní procesy, takže se automatizace a řemeslná výroba vzájemně doplňují.

Z jakých předpokladů vychází tento výpočetní příklad?

30 % méně ručně odpracovaných hodin, hodinová mzda 35 €, 10 % úspora energie při ceně 0,20 €/kWh, 15 % méně odpadu z materiálu a snížení počtu pracovních hodin potřebných na dodatečné úpravy z 5 % na 1 %.

Kolik pracovních hodin je zapotřebí k výrobě těchto vzorových lodí?

V tomto příkladu je to 20 000 hodin pro malou jachtu, 150 000 hodin pro střední fregatu a 1,2 milionu hodin pro velkou výletní loď.

Budou se i přes automatizaci stále potřebovat kvalifikovaní pracovníci?

Ano, automatizovaná zařízení je třeba naprogramovat, monitorovat a v případě potřeby seřídit, a proto je kvalifikovaný personál i nadále nepostradatelný.