Laivanrakennuksen automatisoinnin tuomat säästömahdollisuudet

Artikkelissamme, joka käsittelee automaation vaikutusta laivanrakennukseen, olemme jo käsitelleet teknologian perusteita. Tässä artikkelissa syvennämme aihetta ja esittelemme konkreettisesti, mitkä Säästömahdollisuudet telakoille materiaalin, energian ja työtuntien osalta – mukaan lukien laskelmaesimerkki kolmesta erikokoisesta laivaprojektista.

Miten automatisoitu leikkaus vähentää materiaalihukkaa?

Automatisoidut leikkaus- ja valmistusjärjestelmät pystyvät työstämään komponentteja tarkasti ja tasalaatuisesti. Asianmukaisella ohjelmoinnilla ja asetuksilla voidaan näin vähentää virheellisiä leikkauksia ja materiaalihukkaa. Teräslevyjen leikkauksessa tarkat leikkaukset ja komponenttien tehokas sijoittelu auttavat hyödyntämään käytettävissä olevaa materiaalia paremmin. Tämä voi alentaa materiaalikustannuksia ja säästää luonnonvaroja.

Miten älykkäät pesäohjelmat parantavat resurssitehokkuutta?

Nesting-ohjelmat optimoivat leikattavien osien sijoittelun materiaalin pinnalle, esimerkiksi teräslevylle. Näin käytettävissä oleva pinta-ala voidaan hyödyntää paremmin ja hävikkiä vähentää. Tämä voi alentaa materiaalikustannuksia ja edistää resursseja säästävämpää laivanrakennusta.

Miten automatisointi alentaa kappalekohtaisia muuttuvia kustannuksia?

Automaatio voi alentaa kappaleittaisia muuttuvia kustannuksia vähentämällä työmäärää, materiaalikulutusta ja jälkikäsittelyä. Erityisesti standardoitujen komponenttien ja moduulien sarjatuotannossa optimoituja prosesseja voidaan hyödyntää toistuvasti. Säästöjen suuruus riippuu muun muassa komponenttien monimutkaisuudesta, laitteiden käyttöasteesta ja automatisoinnin asteesta. Telakoiden tulisi siksi säännöllisesti seurata ja analysoida todellista työvoiman ja resurssien kulutusta.

Miten tietojen kerääminen ja dokumentointi tukevat laadunhallintaa?

Automatisoidut tuotantojärjestelmät voivat kerätä tuotantotietoja ja toimittaa ne analysoitavaksi. Se, mitkä työvaiheet, asennusprosessit ja hitsausparametrit dokumentoidaan, riippuu käytetystä tekniikasta ja sen konfiguraatiosta. Tiedot auttavat vastuullisia asiantuntijoita ymmärtämään prosessien kulkua, tutkimaan mahdollisia vikojen syitä ja määrittelemään toimenpiteitä prosessien parantamiseksi.

Digitaalinen dokumentointi lisää tuotantoprosessien läpinäkyvyyttä. Aiemmista tuotantotiedoista saadut havainnot voivat auttaa tunnistamaan virhelähteet ennen seuraavan tuotantokierroksen aloittamista. Jos tuotannon aikana havaitaan poikkeamia, asiantuntijat voivat selvittää niiden syyt ja tarvittaessa säätää laitteita. Tällä tavoin voidaan vähentää toistuvien virheiden riskiä ja vähentää jälkikäsittelyyn kuluvaa työtä.

Systemaattinen tietojen kerääminen ja dokumentointi tukevat laadunhallintaa. Ne tekevät prosesseista ja testituloksista jäljiteltäviä ja luovat perustan jatkuville parannuksille. Dokumentoidut tiedot voivat lisäksi toimia todisteina auditoinneissa ja sertifiointimenettelyissä, edellyttäen että ne täyttävät kyseiset vaatimukset.

Soveltuuko automaatio myös yksittäistuotantoon, kuten jahtien ja tutkimusaluksien valmistukseen?

Automaatio tarjoaa etuja erityisesti standardoiduissa ja toistuvissa tuotantoprosesseissa. Sitä voidaan kuitenkin harkita myös tietyissä työvaiheissa yksittäisten purjeveneiden tai tutkimusaluksien rakentamisessa. Digitaalinen suunnittelu, digitaaliset kaksoset ja tarvittaessa tekoälyyn perustuvat menetelmät voivat auttaa prosessien sovittamisessa erilaisiin komponentteihin ja vaatimuksiin. Myös yksilöllisesti rakennetuissa aluksissa on komponentteja, joiden valmistus käsittää toistuvia työvaiheita. Onko niiden automatisointi taloudellisesti kannattavaa, riippuu muun muassa ohjelmointi- ja käyttöönottokustannuksista sekä laitteiden käyttöasteesta.

Yachtien ja tutkimusaluksien rakentamisessa voidaan yhdistää automatisoituja prosesseja ja käsityötaitoa. Tällöin sopivat valmistusvaiheet automatisoidaan, kun taas ammattilaiset huolehtivat yksilöllisistä mukautuksista ja monimutkaisista asennustöistä.

Laskelmaesimerkki: Miten automatisointi vaikuttaa kolmen alustyypin kustannuksiin?

Pienen jahdin, keskikokoisen fregatin ja suuren risteilyaluksen avulla voidaan havainnollistaa esimerkkinä, miten automatisoinnin avulla saavutettavat säästöt voidaan laskea. Seuraavat arvot ovat pelkästään yksinkertaistettuja mallioletuksia. Ne eivät ole suuntaviivoja näiden alustyyppien todellisille kustannuksille.

Mallissa sovelletaan seuraavia oletuksia:

• Manuaalisen työn määrä vähenee 30 %.
• Työtuntia kohti käytetään 35 euron kustannusarviota.
• Energiankulutus laskee 10 %. Oletettu energian hinta on 0,20 €/kWh.
• Hävikin määrä pienenee lähtötasoon verrattuna 15 %.
• Jälkikäsittelyn osuus työtunneista laskee 5 %:stä 1 %:hen.

Seuraavaa laskelmaa varten tarvitaan vielä kaksi määritelmää:

• Alkuperäinen hävikin määrä tai sen materiaaliarvo on ilmoitettava. 15 % vähemmän hävikkiä ei tarkoita 15 % pienempiä kokonaismateriaalikustannuksia.
• On selvitettävä, sisältyykö säästynyt jälkikäsittely jo niihin 30 % työtuntiin. Muussa tapauksessa on vaarana, että ne lasketaan kahteen kertaan. Lisäksi 1 %:n osuudelle tarvitaan selkeä vertailukohta.

Kolmelle mallihankkeelle oletetaan seuraavat lähtöarvot:

Aluksen tyyppi	Työtunnit	Materiaalikustannukset	Energiankulutus
Pieni jahti	20 000 tuntia	300.000 €	50 000 kWh
Keskikokoinen fregatti	150 000 tuntia	2,5 miljoonaa euroa	500 000 kWh
Suuri risteilyalus	1,2 miljoonaa tuntia	25 miljoonaa euroa	5 miljoonaa kWh

Jotta mallia voidaan soveltaa tiettyyn laivanrakennushankkeeseen, mallin oletukset on korvattava hankekohtaisilla tiedoilla.

Seuraavassa artikkelissa laskemme tämän perusteella esimerkilliset säästöt kaikille kolmelle alustyypille.

Huomautus: Myös automatisoitujen tuotantojärjestelmien käytössä pätevät ammattilaiset ohjelmointiin, valvontaan ja hienosäätöön ovat edelleen välttämättömiä. Heitä voidaan välittää oikeudellisesti turvallisesti työntekijöiden vuokrauksen (AÜG) mukaisesti. Lisätietoja aiheesta löytyy artikkelistamme, joka käsittelee Laki vuokratyöstä (AÜG). Laivanrakennuksen automaation teknologisista perusteista voit lukea edellisestä artikkelistamme, joka käsittelee Automaatio laivanrakennuksessa.

Päätelmä

Automaatio voi laivanrakennuksessa vähentää työmäärää, parantaa materiaalien hyödyntämistä ja tukea laadunhallintaa. Se, laskeeko myös energiankulutus, riippuu käytettävistä laitteista ja prosesseista. Sarjatuotannon lisäksi valikoituja sovelluksia voidaan käyttää myös yksilöllisten huviveneiden ja tutkimusaluksien rakentamisessa. Ratkaisevia tekijöitä ovat sopivat prosessit, pätevät ammattilaiset ja taloudellisesti järkevä integrointi. Esitetyt mallioletukset muodostavat perustan seuraavassa artikkelissa esitettävälle esimerkkilaskelmalle. Todelliset säästöt on määritettävä jokaisessa projektissa konkreettisten tietojen perusteella.

FAQ

Kuinka paljon materiaalikustannuksia voidaan säästää automatisoidun leikkauksen avulla?

Tarkka leikkaus ja komponenttien optimoitu sijoittelu teräslevyille voivat vähentää materiaalihukkaa ja siten materiaalikustannuksia. Säästöjen suuruus riippuu muun muassa komponenttien geometriasta ja aiemmasta materiaalin hyödyntämisasteesta. Tätä varten ei voida antaa yleistä prosenttilukua.

Kuinka suuria säästöt voivat olla sarjatuotannon automatisoinnin ansiosta?

Standardoitujen komponenttien ja moduulien kohdalla automatisointi voi alentaa kappaleittaisia muuttuvia kustannuksia. Säästöjen suuruus riippuu muun muassa automatisoinnin asteesta, laitteiden käyttöasteesta ja aiemmista tuotantoprosesseista. Laskelmaesimerkissä oletetut 30 % viittaavat manuaalisen työn tuntimäärän vähenemiseen, eivät kokonaisvaihteleviin kustannuksiin.

Mihin tarkoitukseen tietojen keräämistä käytetään automatisoiduissa valmistusprosesseissa?

Tietojen kerääminen tekee dokumentoiduista tuotantoprosesseista jäljitettävissä olevia ja tukee virheiden syiden selvittämistä sekä prosessien jatkuvaa parantamista. Kerätyt tiedot voivat lisäksi toimia todisteina sertifiointimenettelyissä, edellyttäen että ne täyttävät asiaankuuluvat vaatimukset. Dokumentoinnin laajuus riippuu käytetystä järjestelmästä.

Kannattaako automatisointi myös yksittäistuotannossa, kuten jahtien valmistuksessa?

Automaatio voi olla kannattavaa myös yksittäistuotannossa, erityisesti toistuvien työvaiheiden tai samankaltaisten komponenttien kohdalla. Se, onko automaation käyttö taloudellisesti kannattavaa, riippuu muun muassa ohjelmointiin ja asetusten tekemiseen kuluvaa työmäärää sekä laitteiden käyttöasteesta. Automaattiset menetelmät ja käsityö voivat tässä yhteydessä täydentää toisiaan.

Mitkä oletukset ovat laskuesimerkin taustalla?

Yksinkertaistetussa mallissa oletetaan, että manuaalista työtä kuluu 30 % vähemmän, kustannusarvio on 35 € työtunnilta ja energiankulutus on 10 % pienempi, kun energian hinta on 0,20 €/kWh. Lisäksi oletetaan, että materiaalihukkaa on 15 % vähemmän ja jälkikäsittelyn osuus laskee 5 %:stä 1 %:hen. Nämä arvot ovat havainnollistavia eivätkä ne ole yleisiä alan viitearvoja.

Kuinka monta työtuntia esimerkkialusten valmistus vaatii?

Mallissa oletetaan, että ennen automatisointia pienen jahdin työtuntimäärä on 20 000, keskikokoisen fregatin 150 000 ja suuren risteilyaluksen 1,2 miljoonaa. Kyseessä ovat havainnollistavat malliarvot, eivät yleiset ohjeelliset arvot näille alustyypeille.

Tarvitaanko automatisoinnista huolimatta edelleen ammattitaitoista työvoimaa?

Automatisoidut laitteistot on ohjelmoitava, valvottava ja tarvittaessa säädettävä uudelleen, minkä vuoksi pätevää henkilöstöä tarvitaan edelleen välttämättä.