Besparelsesmuligheder gennem automatisering inden for skibsbygning

I vores artikel om automatiseringens indflydelse på skibsbyggeriet har vi allerede gennemgået de teknologiske grundlag. I denne artikel går vi mere i dybden med emnet og viser konkret, hvilke Besparelsesmuligheder der opstår for skibsværfter i form af materialer, energi og arbejdstimer – inklusive et regneeksempel for tre skibsprojekter af forskellig størrelse.

Hvordan mindsker automatiseret tilskæring materialespild?

Automatiserede tilskærings- og fremstillingssystemer kan bearbejde komponenter præcist og med ensartet kvalitet. Med korrekt programmering og indstilling kan man dermed reducere fejl i udskæringerne og materialetab. Ved tilskæring af stålplader bidrager præcise snit og en effektiv placering af komponenterne til en bedre udnyttelse af det tilgængelige materiale. Det kan sænke materialomkostningerne og skåne ressourcerne.

Hvordan øger intelligente nesting-programmer ressourceeffektiviteten?

Nesting-programmer optimerer placeringen af de komponenter, der skal skæres ud, på en materialeflade, for eksempel en stålplade. På den måde kan den tilgængelige flade udnyttes bedre, og spild reduceres. Dette kan sænke materialomkostningerne og bidrage til en mere ressourcebesparende skibsbygning.

Hvordan sænker automatisering de variable omkostninger pr. komponent?

Automatisering kan sænke de variable omkostninger pr. komponent ved at reducere arbejdsindsatsen, materialeforbruget og efterbearbejdningen. Især ved serieproduktion af standardiserede komponenter og moduler kan optimerede processer anvendes gentagne gange. Hvor store besparelserne bliver, afhænger blandt andet af komponenternes kompleksitet, anlæggenes udnyttelsesgrad og automatiseringsgraden. Skibsværfter bør derfor regelmæssigt registrere og analysere det faktiske forbrug af arbejdskraft og ressourcer.

Hvordan bidrager dataindsamling og dokumentation til kvalitetsstyring?

Automatiserede produktionssystemer kan indsamle produktionsdata og stille dem til rådighed til analyse. Hvilke arbejdstrin, monteringsprocesser og svejseparametre der dokumenteres, afhænger af den anvendte teknik og dens konfiguration. Dataene hjælper de ansvarlige fagfolk med at gennemskue forløbene, undersøge mulige fejlårsager og udlede foranstaltninger til forbedring af processerne.

Den digitale dokumentation gør produktionsprocesserne mere gennemsigtige. Indsigt fra tidligere produktionsdata kan hjælpe med at identificere fejlkilder, inden en ny produktionsomgang påbegyndes. Hvis der konstateres afvigelser under produktionen, kan fagfolk undersøge årsagerne og om nødvendigt justere anlæggene. Derved kan risikoen for tilbagevendende fejl mindskes, og omfanget af efterarbejde reduceres.

En systematisk dataindsamling og dokumentation understøtter kvalitetsstyringen. Den gør processer og testresultater gennemsigtige og skaber et grundlag for løbende forbedringer. De dokumenterede oplysninger kan desuden fungere som bevis ved audit og certificeringsprocedurer, forudsat at de opfylder de relevante krav.

Er automatisering også velegnet til enkeltproduktion, såsom yachter og forskningsskibe?

Automatisering byder på fordele, især i forbindelse med standardiserede og gentagne produktionsprocesser. Den kan dog også komme på tale i forbindelse med udvalgte arbejdstrin ved bygningen af enkelte lystbåde eller forskningsskibe. Digital planlægning, digitale tvillinger og eventuelt AI-baserede metoder kan her hjælpe med at tilpasse processerne til forskellige komponenter og krav. Selv individuelt byggede skibe indeholder komponenter, hvis fremstilling omfatter tilbagevendende arbejdstrin. Om automatiseringen af disse er økonomisk rentabel, afhænger blandt andet af programmerings- og opsætningsomkostningerne samt anlæggenes udnyttelsesgrad.

I bygningen af lystbåde og forskningsskibe kan automatiserede processer og håndværksmæssigt arbejde kombineres. Her automatiseres egnede produktionsfaser, mens fagfolk varetager individuelle tilpasninger og komplekse monteringsopgaver.

Regneeksempel: Hvordan påvirker automatisering omkostningerne for tre skibstyper?

Ved hjælp af en lille yacht, en mellemstor fregat og et stort krydstogtskib kan man illustrere, hvordan besparelser gennem automatisering kan beregnes. De følgende tal tjener udelukkende som forenklede modelantagelser. De er ikke retningsgivende for de faktiske omkostninger for disse skibstyper.

Følgende antagelser gælder for modellen:

• Den manuelle arbejdsindsats falder med 30 %.
• Der anvendes en omkostningssats på 35 € pr. arbejdstime.
• Energiforbruget falder med 10 %. Den antagne energipris er 0,20 € pr. kWh.
• Spildmængden falder med 15 % i forhold til udgangsværdien.
• Andelen af efterbehandling i det samlede antal arbejdstimer falder fra 5 % til 1 %.

Til den efterfølgende beregning er der endnu to forudsætninger, der skal fastlægges:

• Den oprindelige mængde afklip eller dens materialeværdi skal angives. 15 % mindre spild betyder ikke 15 % mindre i samlede materialomkostninger.
• Det skal fastslås, om den sparede efterbehandling allerede er medregnet i de 30 % færre arbejdstimer. Ellers er der risiko for dobbeltopgørelse. Desuden skal andelen på 1 % have en entydig referenceværdi.

For de tre modelprojekter antages følgende udgangsværdier:

Skibstype	Arbejdstimer	Materialeomkostninger	Energiforbrug
Lille yacht	20.000 timer	300.000 €	50.000 kWh
Mellemstor fregat	150.000 timer	2,5 mio. €	500.000 kWh
Stort krydstogtskib	1,2 mio. timer	25 mio. €	5 mio. kWh

For at kunne anvende modellen på et konkret skibsbygningsprojekt skal modelantagelserne erstattes med projektspecifikke data.

I det følgende afsnit beregner vi på dette grundlag de eksemplariske besparelser for alle tre skibstyper.

Bemærk: Også ved drift af automatiserede produktionssystemer er der stadig et uundværligt behov for kvalificeret personale til programmering, overvågning og justering. Disse medarbejdere kan formidles på en juridisk sikker måde via udlejning af arbejdskraft i henhold til AÜG. Du kan læse mere om dette i vores artikel om Lov om midlertidig ansættelse (AÜG). De teknologiske grundlag for automatisering inden for skibsbygning kan du læse om i vores tidligere indlæg om Automatisering inden for skibsbygning.

Konklusion

Automatisering kan i skibsbyggeriet reducere arbejdsbyrden, forbedre materialudnyttelsen og understøtte kvalitetsstyringen. Om energiforbruget også falder, afhænger af de anvendte anlæg og processer. Ud over serieproduktion kan udvalgte anvendelser også komme på tale ved bygningen af individuelle lystbåde og forskningsskibe. Afgørende er egnede processer, kvalificeret personale og en økonomisk fornuftig integration. De præsenterede modelantagelser danner grundlaget for eksempelberegningen i det følgende afsnit. Hvor store besparelserne rent faktisk bliver, skal fastslås for hvert enkelt projekt på baggrund af konkrete data.

FAQ

Hvor meget kan man spare på materialomkostningerne ved automatiseret tilskæring?

Præcis tilskæring og en optimeret placering af komponenterne på stålpladerne kan reducere materialetab og dermed materialomkostningerne. Hvor store besparelserne bliver, afhænger blandt andet af komponenternes geometri og den hidtidige materialudnyttelse. Der kan ikke angives en generel procentdel herfor.

Hvor store kan besparelserne ved automatisering af serieproduktion være?

Ved standardiserede komponenter og moduler kan automatisering sænke de variable omkostninger pr. komponent. Størrelsen af besparelserne afhænger blandt andet af automatiseringsgraden, anlæggenes udnyttelsesgrad og de hidtidige produktionsprocesser. De 30 %, der er antaget i regneeksemplet, henviser til færre manuelle arbejdstimer, ikke til de samlede variable omkostninger.

Hvad er formålet med dataindsamling i automatiserede produktionsprocesser?

Dataindsamlingen gør de dokumenterede produktionsprocesser gennemsigtige og understøtter undersøgelsen af fejlårsager samt den løbende forbedring af processerne. De indsamlede data kan desuden fungere som dokumentation i forbindelse med certificeringsprocedurer, forudsat at de opfylder de relevante krav. Omfanget af dokumentationen afhænger af det anvendte system.

Er automatisering også rentabel ved specialfremstillede produkter som f.eks. lystbåde?

Automatisering kan også være rentabel ved enkeltproduktion, især ved tilbagevendende arbejdstrin eller ensartede komponenter. Om det er økonomisk fordelagtigt, afhænger blandt andet af omkostningerne til programmering og opsætning samt anlæggenes udnyttelsesgrad. Automatiserede processer og håndværksmæssigt arbejde kan i den forbindelse supplere hinanden.

Hvilke antagelser ligger til grund for regneeksemplet?

Den forenklede model antager 30 % færre manuelle arbejdstimer, en omkostningssats på 35 € pr. arbejdstime og 10 % lavere energiforbrug ved en energipris på 0,20 €/kWh. Derudover antages der 15 % mindre materialespild og et fald i andelen af efterbearbejdning fra 5 % til 1 %. Disse værdier er kun til illustrative formål og udgør ikke generelle retningslinjer for branchen.

Hvor mange arbejdstimer kræver fremstillingen af eksempelskibene?

Som udgangsværdier før den antagede automatisering er der i modellen lagt 20.000 arbejdstimer til den lille yacht, 150.000 til den mellemstore fregat og 1,2 millioner til det store krydstogtskib. Der er tale om illustrative modelværdier, ikke om generelle retningslinjer for disse skibstyper.

Er der stadig brug for faglært arbejdskraft på trods af automatiseringen?

Automatiserede anlæg skal programmeres, overvåges og om nødvendigt justeres, hvorfor kvalificeret personale fortsat er uundværligt.