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?

Automatizované systémy pro řezání a výrobu dokážou zpracovávat součásti přesně a s konstantní kvalitou. Při vhodném naprogramování a nastavení lze tímto způsobem omezit chybné řezy a ztráty materiálu. Při řezání ocelových plechů přispívají přesné řezy a efektivní uspořádání dílů k lepšímu využití dostupného materiálu. To může snížit náklady na materiál a šetřit zdroje.

Jak inteligentní programy pro optimalizaci rozvržení zvyšují efektivitu využívání zdrojů?

Programy pro rozvrhování optimalizují rozmístění dílů určených k vyřezání na ploše materiálu, například na ocelovém plechu. Díky tomu lze lépe využít dostupnou plochu a snížit množství odpadu. To může snížit náklady na materiál a přispět k šetrnější spotřebě zdrojů při stavbě lodí.

Jak automatizace snižuje variabilní náklady na jeden díl?

Automatizace může snížit variabilní náklady na jeden díl tím, že omezí pracovní náročnost, spotřebu materiálu a následné úpravy. Zejména při sériové výrobě standardizovaných komponentů a modulů lze optimalizované procesy opakovaně využívat. Výše úspor závisí mimo jiné na složitosti dílů, vytíženosti zařízení a míře automatizace. Loděnice by proto měly pravidelně zaznamenávat a vyhodnocovat skutečnou spotřebu práce a zdrojů.

Jak přispívá sběr dat a dokumentace k řízení kvality?

Automatizované výrobní systémy mohou zaznamenávat výrobní data a poskytovat je k vyhodnocení. To, které pracovní kroky, montážní operace a parametry svařování se dokumentují, závisí na použité technologii a její konfiguraci. Tyto údaje pomáhají příslušným odborníkům pochopit průběh procesů, prozkoumat možné příčiny chyb a odvodit opatření ke zlepšení procesů.

Digitální dokumentace zvyšuje transparentnost výrobních procesů. Závěry vyvozené z dosavadních výrobních dat mohou pomoci odhalit zdroje chyb ještě před zahájením dalšího výrobního cyklu. Pokud jsou během výroby zjištěny odchylky, mohou odborníci prověřit jejich příčiny a v případě potřeby zařízení seřídit. Tím lze snížit riziko opakujících se chyb a omezit náklady na dodatečné opravy.

Systematický sběr dat a dokumentace podporují řízení kvality. Zajišťují přehlednost procesů a výsledků kontrol a vytvářejí základ pro neustálé zlepšování. Zdokumentované informace mohou navíc sloužit jako podklady při auditech a certifikačních řízeních, pokud splňují příslušné požadavky.

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

Automatizace přináší výhody zejména u standardizovaných a opakujících se výrobních procesů. Je však vhodná i pro vybrané pracovní kroky při stavbě jednotlivých jachet nebo výzkumných plavidel. Digitální plánování, digitální dvojčata a případně postupy založené na umělé inteligenci mohou pomoci přizpůsobit procesy různým komponentům a požadavkům. I individuálně stavěné lodě obsahují komponenty, jejichž výroba zahrnuje opakující se pracovní kroky. Zda je jejich automatizace ekonomicky výhodná, závisí mimo jiné na náročnosti programování a přípravy, jakož i na vytíženosti zařízení.

Při stavbě jachet a výzkumných plavidel lze kombinovat automatizované procesy s ruční prací. Vhodné výrobní kroky se přitom automatizují, zatímco kvalifikovaní pracovníci provádějí individuální úpravy a složité montážní práce.

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

Na příkladu malé jachty, střední fregaty a velké výletní lodi lze názorně ukázat, jak lze vypočítat úspory díky automatizaci. Následující hodnoty slouží výhradně jako zjednodušené modelové předpoklady. Nejedná se o orientační hodnoty pro skutečné náklady u těchto typů plavidel.

Pro tento model platí následující předpoklady:

• Objem ruční práce se sníží o 30 %.
• Za každou odpracovanou hodinu se uplatňuje sazba 35 €.
• Spotřeba energie klesá o 10 %. Předpokládaná cena energie činí 0,20 € za kWh.
• Množství odpadu se ve srovnání s výchozí hodnotou sníží o 15 %.
• Podíl dodatečných úprav na celkovém počtu odpracovaných hodin klesá z 5 % na 1 %.

Pro následující výpočet je třeba ještě stanovit dvě veličiny:

• Je třeba uvést původní množství odpadu, resp. jeho hodnotu materiálu. O 15 % méně odpadu neznamená o 15 % nižší celkové náklady na materiál.
• Je třeba jasně určit, zda úspora v dodatečné úpravě je již zahrnuta v těch 30 % pracovních hodinách. V opačném případě hrozí riziko dvojího započítání. Kromě toho je třeba, aby podíl 1 % měl jednoznačný referenční údaj.

Pro tyto tři modelové projekty se předpokládají následující výchozí hodnoty:

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

Pro použití v konkrétním projektu stavby lodi je nutné nahradit modelové předpoklady údaji specifickými pro daný projekt.

V následujícím článku na tomto základě vypočítáme příkladné úspory pro všechny tři typy 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 může v lodním stavitelství snížit pracovní náročnost, zlepšit využití materiálu a podpořit řízení kvality. Zda dojde také ke snížení spotřeby energie, závisí na použitých zařízeních a procesech. Kromě sériové výroby přicházejí v úvahu také vybrané aplikace při stavbě individuálních jachet a výzkumných plavidel. Rozhodující jsou vhodné procesy, kvalifikovaní odborníci a ekonomicky smysluplná integrace. Představené modelové předpoklady tvoří základ pro příkladový výpočet v následujícím článku. Jak vysoké budou úspory ve skutečnosti, je třeba pro každý projekt určit na základě konkrétních údajů.

ČASTO KLADENÉ DOTAZY

Kolik lze ušetřit na nákladech na materiál díky automatizovanému řezání?

Přesný řez a optimalizované uspořádání součástí na ocelových deskách mohou snížit ztráty materiálu a tím i náklady na materiál. Výše úspor závisí mimo jiné na geometrii dílů a dosavadním využití materiálu. Nelze k tomu uvést obecné procentní číslo.

Jak vysoké mohou být úspory díky automatizaci při sériové výrobě?

U standardizovaných komponentů a modulů může automatizace snížit variabilní náklady na jeden díl. Výše úspor závisí mimo jiné na stupni automatizace, vytížení zařízení a dosavadních výrobních procesech. Hodnota 30 % použitá v příkladu výpočtu se vztahuje k menšímu počtu manuálních pracovních hodin, nikoli k celkovým variabilním nákladům.

K čemu slouží sběr dat v automatizovaných výrobních procesech?

Sběr dat umožňuje sledovat zdokumentované výrobní postupy a podporuje vyšetřování příčin chyb i neustálé zlepšování procesů. Zaznamenaná data mohou navíc sloužit jako podklady pro certifikační řízení, pokud splňují příslušné požadavky. Rozsah dokumentace závisí na použitém systému.

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

Automatizace se může vyplatit i při výrobě jednotlivých kusů, zejména v případě opakujících se pracovních kroků nebo podobných součástí. To, zda je její nasazení ekonomicky výhodné, závisí mimo jiné na náročnosti programování a přípravy, jakož i na vytížení zařízení. Automatizované postupy a ruční práce se dabei mohou vzájemně doplňovat.

Z jakých předpokladů vychází tento výpočetní příklad?

Zjednodušený model předpokládá o 30 % méně ručních pracovních hodin, náklady ve výši 35 € za pracovní hodinu a o 10 % nižší spotřebu energie při ceně energie 0,20 €/kWh. Dále se předpokládá o 15 % méně odpadu z materiálu a snížení podílu dodělávek z 5 % na 1 %. Tyto hodnoty slouží pouze pro ilustraci a nejedná se o obecné odvětvové referenční hodnoty.

Kolik pracovních hodin je zapotřebí k výrobě těchto vzorových lodí?

Jako výchozí hodnoty před předpokládanou automatizací se v modelu uvádí 20 000 pracovních hodin pro malou jachtu, 150 000 pro střední fregatu a 1,2 milionu pro velkou výletní loď. Jedná se o ilustrativní modelové hodnoty, nikoli o obecné orientační hodnoty pro tyto typy plavidel.

Budou se i přes automatizaci stále potřebovat kvalifikovaní pracovníci?

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