Automatisering i skipsbygging: Innvirkning og lønnsomhet

Automatisering i skipsbygging endrer fundamentalt måten skip planlegges, bygges og vedlikeholdes på – fra CNC-maskiner og sveiseroboter til digitale tvillinger og Industri 4.0. Hvis du som verft eller underleverandør ønsker å vite hvordan denne endringen påvirker økonomien og hvilke fagfolk den krever, gir denne artikkelen deg en oversikt over både teknologien og de økonomiske konsekvensene.

Hvordan har skipsbyggingen utviklet seg fra håndverk til automatisering?

Akkurat som i produksjonen generelt i alle bransjer, har automatiseringen også ført til dyptgripende endringer innen skipsbygging. I dag planlegges, bygges og vedlikeholdes skip på en annen måte. Digitale systemer, kunstig intelligens og roboter overtar stadig flere oppgaver i alle faser av arbeidet.

Spesielt innen tysk skipsbygging bidrar automatiseringen til å styrke bedriftenes posisjon i den internasjonale konkurransen. Denne endringen medfører økonomiske og sosiale konsekvenser og tegner allerede viktige trender for fremtiden.

Skipsbygging var og er en håndverkspreget bransje. Derfor var det tidligere først og fremst manuelle produksjonsprosesser som dominerte på verftene. Skipene var alle forskjellige, delene enorme, og byggingen foregikk ofte utendørs. Dermed var det ikke nødvendigvis mye rom for de første maskinene å spille en rolle i produksjonen. Det vil si at det var mennesker som sto for tilskjæringen av stålplatene, sveisingen av seksjonene og hele innredningen. Maskiner, i den grad de i det hele tatt ble brukt, ble styrt manuelt.

Hvordan har digitaliseringen endret skipsbyggingen?

Men så kom digitaliseringen, som førte med seg automatiseringens begynnelse. Inntil da hadde de enkelte skipene og konstruksjonene utelukkende blitt tegnet på papir. Nå kunne konstruktørene og ingeniørene modellere dem digitalt. Dermed kunne de testes og planlegges bedre på datamaskinen, og tegningene kunne utformes mye mer presist.

Hvilken rolle spiller CNC-maskiner i moderne skipsbygging?

Deretter kom innføringen av CNC-maskiner. CNC står for „Computerized Numerical Control“. Disse maskinene var i stand til å utføre presise skjæringer av metallplater. De kunne også brukes i automatiserte sveiseanlegg. Dermed begynte prosessen med å supplere og delvis erstatte rent håndarbeid med nye prosesser.

For øyeblikket gjennomgår skipsbyggingsindustrien i Tyskland fortsatt en raskt skiftende utvikling. Endringen er for tiden den eneste konstanten i bedriftene. Det finnes nye digitale produksjonssystemer, roboter, AI-styringssystemer og lignende, som nå gjør sitt inntog overalt.

Hvor brukes roboter i skipsbygging i dag?

Et stort anvendelsesområde for roboter er de ulike sveisemetodene, gass- og laserskjæring, påføring av lakk og presis montering av deler. Her viser de seg å være svært nyttige, fordi de til dels kan holde mennesker unna disse farlige oppgavene og ofte kan utføre dem med mye større presisjon. Det siste gjelder ikke bare i et bestemt øyeblikk, men også ved arbeid som varer i timer og dager. Der mennesker blir slitne og gjør feil, kan en sveiserobot fremdeles lage nøyaktige sveisesømmer selv etter tolv timer.

Hvordan drar marineskip og cruiseskip nytte av sveiseroboter?

Spesielt på marineskip og store cruiseskip kan roboter med sine armer utnyttes godt. De utfører sveisesømmene presist og med høy kvalitet. Men fremfor alt kan de gjenta disse oppgavene så mange ganger som ønskelig, samtidig som de opprettholder samme nivå av presisjon og kvalitet.

Hva er digitale tvillinger, og hvordan bruker AI dem?

Digitale tvillinger er avbildninger eller modeller av virkelige skip som finnes i datamaskinen. Disse modellene ligner det virkelige skipet de avbilder, og brukes til planlegging av konstruksjon, vedlikehold, oppgraderinger og bruk.

Kunstig intelligens kan nå arbeide med disse modellene. For eksempel simulerer den strømningsforholdene for å finne bedre skrog- og propellformer. AI-en kan også beregne energiforbruket og bestemme materialbelastningen. Dermed kan de digitale tvillingene planlegges mer nøyaktig. I stedet for for eksempel å forsterke kritiske områder for lite og ikke-kritiske områder for mye, kan ingeniørene planlegge forsterkningene akkurat der de virkelig trengs i skipets levetid.

Hvordan knytter Industri 4.0 sammen produksjonstrinnene på verftet?

Også prinsippet om Industri 4.0 har nådd verftene. Her blir de enkelte produksjonstrinnene og oppgavene fullstendig koblet sammen. Dette strekker seg fra planlegging og materialinnkjøp til sluttmontering og utrustning. Takket være denne sammenkoblingen blir disse mange enkelttrinnene til én enkelt, kontinuerlig prosess.

Ved å koble sammen alle trinnene blir det mulig å oppdage feilkilder og, fremfor alt, unngå flaskehalser fra starten av eller planlegge dem slik at de ikke har noen negativ innvirkning på den samlede prosessen. Feil som likevel oppstår, kan oppdages direkte i sanntid og rettes umiddelbart. De enkelte oppgavene i de respektive fasene gjennomføres i tett samspill, slik at de støtter hverandre og ikke hindrer hverandre.

Når for eksempel segmentene kommer fra prefabrikasjonen, installerer fagfolkene anleggene og forsyningssystemene direkte i fellesskap, før tilgangene blir stengt eller vanskeliggjort ved at skroget settes sammen. Ved å planlegge hele prosessen som én sammenhengende prosess kan man på denne måten samle ulike team for ulike oppgaver direkte, slik at de deretter samarbeider med hverandre på stedet.

Hvilke økonomiske konsekvenser har automatiseringen innen skipsbygging?

Automatiseringen i den tyske skipsindustrien er en teknologisk faktor som også medfører betydelige økonomiske konsekvenser. Disse spenner fra økt kostnadseffektivitet og høyere produktivitet til konkurransefortrinn, forsyningskjeden og ulike støtteordninger.

Hvilke fordeler gir automatisering når det gjelder kostnadseffektivitet og produktivitet?

Automatisering er en av de viktigste faktorene når det gjelder å øke produktiviteten og dermed også kostnadseffektiviteten. Tidligere utførte de ansatte på verftene mange arbeidstrinn manuelt. Dette strakte seg fra plasmaskjæring av de enkelte stålplatene til sveising av de ulike seksjonene. I dag tar roboter seg av disse oppgavene, i tillegg til digitale styringssystemer og CNC-styrte maskiner. Fordelene som følger av dette fører til kostnadsbesparelser og høyere produktivitet. De består av:

• Høyere nøyaktighet og lavere feilprosent
• Kortere gjennomløpstider og mer effektiv produksjon
• Effektivisert materialbruk
• Jevn kvalitet til lavere enhetskostnader
• Bedre planleggbarhet og kvalitetssikring
• Fleksibilitet også ved komplekse prosesser

Verft som driver disse automatiserte anleggene, trenger kvalifisert personell som kan programmere, overvåke og vedlikeholde systemene. Nettopp denne kombinasjonen av tradisjonelt håndverk og kompetanse innen digital styring er ofte en mangelvare på arbeidsmarkedet, og kan suppleres målrettet gjennom spesialisert vikararbeid.

Hvorfor bidrar repeterbarhet til å øke kvaliteten i produksjonen?

Automatiserte prosesser har mange fordeler, men en av de viktigste blir ofte oversett. Takket være automatiseringen og den presise styringen kan de gjentas så ofte man ønsker. Mens et menneske ved hver gjentakelse stadig gjør nye, små avvik, gjentar en robot prosessen med millimeterpresisjon om og om igjen.

Robotene, for eksempel ved sveising, følger en forhåndsbestemt plan. Hvis det oppstår feil, kan planen justeres. Dette gjøres inntil den er perfeksjonert, og deretter gjentar robotene instruksjonene ved hvert gjennomløp. Dette skjer uten utmattelse og uavhengig av ytre forhold.

Resultatet er en langt høyere kvalitet. Sveisene trenger dermed nesten ikke etterbehandling lenger, og avfallet ved produksjon av deler er betydelig mindre. I praksis kan feilene reduseres med opptil 70 %, noe som selvfølgelig også gjenspeiles i produksjonskostnadene.

Hvordan bidrar automatisering til å redusere gjennomføringstiden for store prosjekter?

Så snart produksjonssystemene er koblet sammen digitalt, kan de utføre ulike arbeidstrinn parallelt. Dermed får de gjort det samme arbeidet på mye kortere tid. Mens det tidligere tok uker å fullføre skipsseksjoner, kan dette nå reduseres til dager.

Dette lønner seg spesielt for store verft. Her foregår det en produksjon som, på grunn av prosjektenes størrelse og antall bestillinger, ligner på serieproduksjon. Dette gjelder for eksempel særlig ferger og marinefartøy. Parallell utførelse av arbeidet gir tidsbesparelser som raskt summerer seg.

I tillegg gjør automatiseringen det mulig å utnytte anleggene, som i seg selv var kostbare, mye bedre. Roboter kan uten problemer arbeide døgnet rundt uten at det går ut over kvaliteten.

Merknad: Fagpersonell som programmerer, overvåker og vedlikeholder automatiserte produksjonssystemer, kan formidles på en juridisk sikker måte gjennom bemanningsvirksomhet i henhold til AÜG. Du kan lese mer om dette i vår artikkel om Lov om midlertidig ansettelse (AÜG). Hvordan digitalisering og videreutdanning henger sammen, kan du lese om i vår artikkel om Digitalisering og videreutdanning innen skipsbygging.

Konklusjon

Automatiseringen har forvandlet den tyske skipsbyggingsindustrien fra et rent håndverksbasert yrke til en sterkt nettverksbasert, digitalt styrt industri. CNC-maskiner, sveiseroboter, digitale tvillinger og Industri 4.0-nettverk øker presisjonen, kvaliteten og produktiviteten målbart – samtidig som gjennomløpstidene blir kortere og kostnadseffektiviteten bedre. For verftene betyr dette samtidig et økende behov for fagfolk som kombinerer tradisjonelt håndverk med kompetanse innen digital styring.

VANLIGE SPØRSMÅL

Hvordan har skipsbyggingen utviklet seg fra håndverk til automatisering?

Tidligere var manuelle produksjonsprosesser dominerende, inntil digitale konstruksjonsmodeller og senere CNC-maskiner kom til å supplere og delvis erstatte det rene håndarbeidet.

Hva brukes CNC-maskiner til i skipsbygging?

CNC står for „Computerized Numerical Control“ og muliggjør presis tilskjæring av metallplater samt drift av automatiserte sveiseanlegg.

Hvor brukes roboter i skipsbygging oftest i dag?

Spesielt ved sveising, gass- og laserskjæring, lakkering og presis montering av deler, særlig på marinefartøy og store cruiseskip.

Hva er en digital tvilling innen skipsbygging?

En digital tvilling er en datamaskinbasert modell av et virkelig skip som brukes til planlegging, vedlikehold, oppgraderinger og simuleringer med kunstig intelligens.

Hva betyr Industri 4.0 for skipsverftene?

Industri 4.0 knytter alle produksjonsledd sammen, fra planlegging til sluttmontering, til en sammenhengende prosess, slik at feilkilder og flaskehalser oppdages på et tidlig stadium.

I hvor stor grad reduserer automatisering feilprosenten i skipsbyggingen?

I praksis kan feil reduseres med opptil 70 % ved hjelp av automatiserte, repeterbare prosesser, noe som også reduserer produksjonskostnadene betydelig.

Hvordan påvirker automatisering gjennomføringstiden i store prosjekter?

Digitalt nettverkstilkoblede produksjonssystemer kan utføre arbeidstrinn parallelt, noe som gjør at det tar færre uker – i stedet for uker – å fullføre skipseksjoner.

Hvilke fagfolk trengs det på automatiserte verft?

Det er behov for fagfolk som kan kombinere tradisjonelt håndverk med kompetanse innen digital styring, for eksempel når det gjelder programmering, overvåking og vedlikehold av CNC-maskiner og robotteknologi.