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 toimivat ohjelmoidun ohjauksen avulla, joka toimii huomattavasti tarkemmin kuin ihminen pystyisi. Tämä ei kuitenkaan ainoastaan paranna lopputuotteen laatua, vaan myös vähentää materiaali- ja resurssihukkaa. Esimerkkinä tästä on teräslevyjen leikkaus: tarkkuuden parantumisen ansiosta hävikkiä syntyy huomattavasti vähemmän. Näin ollen suurempi osa teräksestä päätyy tosiasiallisesti aluksen rakenteisiin, mikä puolestaan alentaa materiaalikustannuksia ja on luonnollisesti myös ympäristön kannalta edullista.

Miten älykkäät pesäohjelmat parantavat resurssitehokkuutta?

Niin sanotut älykkäät sijoitusohjelmat parantavat mainittua tarkkuutta entisestään. Materiaalikustannusten alentamisen lisäksi ne parantavat myös resurssitehokkuutta. Tämä puolestaan on tärkeä tekijä pyrkimyksissä kohti kestävää laivanrakennusta.

Miten automatisointi alentaa kappalekohtaisia muuttuvia kustannuksia?

Automaatio alentaa yksittäisen komponentin muuttuvia kustannuksia. Tämä johtuu siitä, että prosessit optimoidaan ensin ja ne voidaan sitten ohjelmoinnin ansiosta toistaa niin monta kertaa kuin halutaan. Erityisesti erilaisten moduulien tai yksittäisten, standardoitujen komponenttien ja laitteiden sarjatuotannossa syntyy tällä tavoin huomattavia säästöjä. Säästöt voivat usein nousta jopa 30 %:hen. Säästöjen todellinen suuruus riippuu kuitenkin myös osien monimutkaisuudesta ja automaation integrointitasosta, minkä vuoksi telakoiden resurssienkulutusta on seurattava jatkuvasti.

Miten tietojen kerääminen ja dokumentointi tukevat laadunhallintaa?

Juuri tästä syystä automaatio perustuu tuotantotietojen keräämiseen ja analysointiin. Ohjelmat dokumentoivat tarkasti jokaisen vaiheen, jokaisen asennusliikkeen ja jokaisen hitsaussauman. Näin suunnittelijat voivat seurata, mitä tapahtuu, ja selvittää, missä puutteita saattaa ilmetä, mitkä ovat niiden syyt ja miten häiriöt voidaan välttää tulevaisuudessa.

Automaatio ei siis ainoastaan ohjaa tuotantoa, vaan se tarjoaa dokumentoinnillaan myös aivan uudenlaista läpinäkyvyyttä. Tämän ansiosta virhelähteet voidaan havaita jo ennen tuotannon aloittamista. Jos virheet kuitenkin ilmenevät vasta tuotannon aikana, asiantuntijat voivat säätää laitteistoja uudelleen. Näin he estävät virheiden toistumisen seuraavalla tuotantokierroksella ja säästävät luonnollisesti työtä ja muita resursseja.

Tämä työskentelytapa mahdollistaa samalla jatkuvan laadunhallinnan. Puutteeton dokumentointi toimii todisteena ja perustana parannuksille. Lisäksi se edistää prosessien ja tuotteiden jäljitettävyyttä ja sertifiointia – myös tämä on tervetullutta.

Soveltuuko automaatio myös yksittäistuotantoon, kuten jahtien ja tutkimusaluksien valmistukseen?

Monet pitävät automaatiota kehityssuuntana, joka kannattaa vain standardoitujen tuotteiden kohdalla. Tässä he eivät ole – tai eivät olleet – välttämättä väärässä. Ajat ovat kuitenkin hieman muuttuneet, ja nykyään on otettava huomioon paljon enemmän tekijöitä. Nykyään digitaaliset kaksoset ja tekoälypohjainen suunnittelu mahdollistavat ei-toistuvien valmistusprosessien integroimisen ohjelmistoon. Tämä tarkoittaa, että tällaisilla mukautuvilla järjestelmillä ja digitaalisen suunnittelun tuella automatisoidut järjestelmät voivat nyt toimia vaivattomasti myös yksittäisten alusten valmistuksessa. Lisäksi jopa näissä yksittäisissä aluksissa on laitteistoja, joiden valmistus tapahtuu toistuvissa prosesseissa.

Tämä tarkoittaa, että nykyään automaatio on jo muuttumassa hybridimalliksi. Sitä voidaan soveltaa myös huviveneissä ja tutkimusaluksissa, sillä sen kyky räätälöityyn tuotantoon täydentää nyt myös käsityötaitoa.

Laskelmaesimerkki: Miten automatisointi vaikuttaa kolmen alustyypin kustannuksiin?

Tässä on esimerkki siitä, miten automatisointi voi vaikuttaa projektin kustannuksiin. Havainnollistamiseksi käytämme laskelmien perustana pientä jahtia, keskikokoista fregattia ja suurta risteilyalusta. Tässä ovat tämän esimerkin oletukset:

• Säästö tarkoittaa yhteensä – varovaisen arvion mukaan – 30 % manuaalisen työn tuntia vähemmän
• Työn palkka on 35 € tunnilta
• Energia-alalla automatisoidut prosessit säästävät 10 %, kun oletetaan, että hinta on 0,20 €/kWh
• Materiaalijäämät ovat 15 % pienemmät
• Jälkikäsittelyn osuus kokonaistyötunneista laskee 5 %:stä vain 1 %:hen automatisoinnin ja sen myötä parantuneen tarkkuuden ansiosta

Esimerkissä mainittujen kolmen aluksen osalta tämä työmäärä on lähtöarvona seuraava:

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

Nämä luvut voidaan tietysti korvata todellisilla arvoilla konkreettisen esimerkin mukaan, jos joku haluaa soveltaa laskelmaa tiettyyn laivanrakennushankkeeseen.

Seuraavassa artikkelissa jatkamme tätä laskelmaa ja analysoimme tarkemmin konkreettisia säästöjä kaikkien kolmen alustyypin osalta.

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

Laivanrakennuksen automatisointi säästää paitsi aikaa myös mitattavasti materiaalia, energiaa ja työtunteja – tarkemmasta leikkauksesta älykkäiden nestausohjelmien kautta laadunhallintaa varten tehtävään aukottomaan tiedonkeruuseen. Digitaalisten kaksosten ja tekoälypohjaisen suunnittelun ansiosta myös yksilölliset tuotteet, kuten jahdit ja tutkimusalukset, hyötyvät nykyään näistä eduista. Laskelmaesimerkki jahdista, fregatista ja risteilyaluksesta osoittaa, kuinka suuria säästöt konkreettisesti ovat – ja aihetta syvennetään seuraavassa artikkelissa.

FAQ

Kuinka paljon materiaalikustannuksia voidaan säästää automatisoidun leikkauksen avulla?

Teräslevyjen leikkauksessa saavutettava suurempi tarkkuus ja pienempi hävikki laskevat materiaalikustannuksia huomattavasti, vaikka tarkka määrä riippuu osien monimutkaisuudesta.

Kuinka suuria säästöt voivat olla sarjatuotannon automatisoinnin ansiosta?

Standardoitujen komponenttien ja moduulien kohdalla säästöt muuttuvissa kustannuksissa komponenttia kohden voivat usein nousta jopa 30 %:hen.

Mihin tarkoitukseen tietojen keräämistä käytetään automatisoiduissa valmistusprosesseissa?

Se dokumentoi jokaisen työvaiheen aukottomasti, mahdollistaa virheiden ja niiden syiden jäljittämisen sekä muodostaa perustan jatkuvalle prosessien parantamiselle ja sertifioinnille.

Kannattaako automatisointi myös yksittäistuotannossa, kuten jahtien valmistuksessa?

Kyllä. Digitaalisten kaksosten ja tekoälypohjaisen suunnittelun ansiosta nykyään voidaan automatisoida myös ei-toistuvia valmistusprosesseja, jolloin automatisointi ja käsityö täydentävät toisiaan.

Mitkä oletukset ovat laskuesimerkin taustalla?

30 % manuaalisen työn tuntimäärän väheneminen, tuntipalkka 35 €, 10 % energiansäästöä hintaan 0,20 €/kWh, 15 % vähemmän materiaalihukkaa sekä jälkikäsittelyyn käytettyjen työtuntien väheneminen 5 %:stä 1 %:hen.

Kuinka monta työtuntia esimerkkialusten valmistus vaatii?

Esimerkissä pienen jahtin käyttöaika on 20 000 tuntia, keskikokoisen fregatin 150 000 tuntia ja suuren risteilyaluksen 1,2 miljoonaa tuntia.

Tarvitaanko automatisoinnista huolimatta edelleen ammattitaitoista työvoimaa?

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