Besparingspotensial gjennom automatisering i skipsbygging

I vår artikkel om automatiseringens innvirkning på skipsbyggingen har vi allerede gått inn på de teknologiske grunnprinsippene. I denne artikkelen går vi dypere inn på temaet og viser konkret hvilke Besparelsespotensialer som oppstår for verftene når det gjelder materialer, energi og arbeidstimer – inkludert et regneeksempel for tre skipsprosjekter av ulik størrelse.

Hvordan reduserer automatisert tilskjæring materialspill?

Automatiserte skjære- og produksjonssystemer kan bearbeide komponenter med høy presisjon og jevn kvalitet. Med riktig programmering og innstilling kan man dermed redusere feil i tilskjæringen og materialtap. Ved tilskjæring av stålplater bidrar presise kutt og en effektiv plassering av komponentene til å utnytte det tilgjengelige materialet bedre. Dette kan redusere materialkostnadene og spare på ressursene.

Hvordan øker intelligente nestingprogrammer ressurseffektiviteten?

Nesting-programmer optimaliserer plasseringen av komponentene som skal skjæres ut på en materialflate, for eksempel en stålplate. På denne måten kan den tilgjengelige flaten utnyttes bedre og avfallet reduseres. Dette kan senke materialkostnadene og bidra til en mer ressursbesparende skipsbygging.

Hvordan reduserer automatisering de variable kostnadene per komponent?

Automatisering kan redusere de variable kostnadene per komponent ved å redusere arbeidsinnsatsen, materialforbruket og etterbearbeidingen. Spesielt ved serieproduksjon av standardiserte komponenter og moduler kan optimaliserte prosesser brukes gjentatte ganger. Hvor store besparelsene blir, avhenger blant annet av komponentenes kompleksitet, anleggenes utnyttelsesgrad og automatiseringsgraden. Verft bør derfor regelmessig registrere og analysere det faktiske forbruket av arbeidskraft og ressurser.

Hvordan bidrar datainnsamling og dokumentasjon til kvalitetsstyring?

Automatiserte produksjonssystemer kan registrere produksjonsdata og gjøre dem tilgjengelige for analyse. Hvilke arbeidstrinn, monteringsprosesser og sveise-parametere som dokumenteres, avhenger av den anvendte teknologien og dens konfigurasjon. Dataene hjelper de ansvarlige fagpersonene med å forstå prosessene, undersøke mulige feilårsaker og utlede tiltak for å forbedre prosessene.

Digital dokumentasjon gjør produksjonsprosessene mer gjennomsiktige. Innsikt fra tidligere produksjonsdata kan bidra til å identifisere feilkilder før en ny produksjonsrunde. Hvis det oppdages avvik under produksjonen, kan fagpersonell undersøke årsakene og justere anleggene om nødvendig. Dette bidrar til å redusere risikoen for gjentatte feil og minimere behovet for etterarbeid.

Systematisk datainnsamling og dokumentasjon støtter kvalitetsstyringen. Det gjør prosesser og testresultater sporbare og legger grunnlaget for kontinuerlige forbedringer. Den dokumenterte informasjonen kan dessuten brukes som bevis ved revisjoner og sertifiseringsprosesser, forutsatt at den oppfyller de gjeldende kravene.

Er automatisering også egnet for enkeltproduksjon, som for eksempel yachter og forskningsfartøy?

Automatisering gir fordeler, særlig ved standardiserte og gjentakende produksjonsprosesser. Den kan imidlertid også komme til anvendelse i utvalgte arbeidstrinn ved bygging av enkeltstående yachter eller forskningsfartøy. Digital planlegging, digitale tvillinger og eventuelt AI-støttede metoder kan bidra til å tilpasse prosessene til ulike komponenter og krav. Selv individuelt bygde skip inneholder komponenter hvis produksjon omfatter gjentakende arbeidstrinn. Hvorvidt automatisering av disse er økonomisk lønnsomt, avhenger blant annet av programmerings- og oppsettkostnadene samt anleggets utnyttelsesgrad.

I byggingen av yachter og forskningsfartøy kan automatiserte prosesser og håndverksarbeid kombineres. Her automatiseres egnede produksjonstrinn, mens fagfolk tar seg av individuelle tilpasninger og komplekse monteringsoppgaver.

Regneeksempel: Hvordan påvirker automatisering kostnadene for tre skipstyper?

Ved hjelp av en liten yacht, en mellomstor fregatt og et stort cruiseskip kan man illustrere hvordan besparelser gjennom automatisering kan beregnes. De følgende verdiene tjener utelukkende som forenklede modellforutsetninger. De er ikke retningsgivende for de faktiske kostnadene for disse skipstypene.

Følgende forutsetninger gjelder for modellen:

• Den manuelle arbeidsinnsatsen reduseres med 30 %.
• Det legges til grunn en kostnad på 35 € per arbeidstime.
• Energiforbruket synker med 10 %. Den antatte energiprisen er 0,20 € per kWh.
• Avfallsmengden reduseres med 15 % sammenlignet med utgangspunktet.
• Andelen arbeidstid brukt på etterbehandling synker fra 5 % til 1 %.

For den påfølgende beregningen er det fortsatt behov for to forutsetninger:

• Den opprinnelige mengden avklipp, henholdsvis materialverdien av denne, må oppgis. 15 % mindre avfall betyr ikke 15 % mindre i totale materialkostnader.
• Det må avklares om den sparte etterbehandlingen allerede er inkludert i de 30 % færre arbeidstimene. Ellers er det fare for dobbelttelling. Videre må andelen på 1 % ha et entydig referansepunkt.

For de tre modellprosjektene legges følgende utgangsværdier til grunn:

Skipstype	Arbeidstimer	Materialkostnader	Energiforbruk
Liten yacht	20 000 timer	300.000 €	50 000 kWh
Mellomstor fregatt	150 000 timer	2,5 millioner euro	500 000 kWh
Stort cruiseskip	1,2 millioner timer	25 millioner euro	5 millioner kWh

For å kunne anvende modellen på et konkret skipsbyggingsprosjekt må modellforutsetningene erstattes med prosjektspesifikke data.

I neste artikkel beregner vi på dette grunnlaget de illustrative besparelsene for alle tre skipstypene.

Merknad: Selv ved drift av automatiserte produksjonssystemer er det fortsatt uunnværlig med kvalifisert fagpersonell til programmering, overvåking og justering. Slike medarbeidere kan formidles på en rettssikker måte gjennom utleie av arbeidskraft i henhold til AÜG. Du kan lese mer om dette i vår artikkel om Lov om midlertidig ansettelse (AÜG). Du kan lese om de teknologiske grunnprinsippene for automatisering i skipsbygging i vårt forrige innlegg om Automatisering i skipsbygging.

Konklusjon

Automatisering kan i skipsbygging redusere arbeidsinnsatsen, forbedre materialutnyttelsen og støtte kvalitetsstyringen. Om energiforbruket også reduseres, avhenger av hvilke anlegg og prosesser som tas i bruk. I tillegg til serieproduksjon kan utvalgte anvendelser også komme i betraktning ved bygging av individuelle yachter og forskningsfartøy. Avgjørende er egnede prosesser, kvalifisert fagpersonell og en økonomisk fornuftig integrering. De presenterte modellforutsetningene danner grunnlaget for eksempelberegningen i neste artikkel. Hvor store besparelsene faktisk blir, må fastslås for hvert enkelt prosjekt på grunnlag av konkrete data.

VANLIGE SPØRSMÅL

Hvor mye kan man spare på materialkostnadene ved automatisert tilskjæring?

Nøyaktig tilskjæring og en optimalisert plassering av komponentene på stålplatene kan redusere materialtap og dermed materialkostnadene. Hvor store besparelsene blir, avhenger blant annet av komponentgeometrien og den tidligere materialutnyttelsen. Det er ikke mulig å oppgi en generell prosentandel for dette.

Hvor store kan besparelsene ved automatisering i serieproduksjon være?

Når det gjelder standardiserte komponenter og moduler, kan automatisering redusere de variable kostnadene per komponent. Størrelsen på besparelsene avhenger blant annet av automatiseringsgraden, utnyttelsesgraden på anleggene og de eksisterende produksjonsprosessene. De 30 % som er lagt til grunn i beregningseksemplet, refererer til færre manuelle arbeidstimer, ikke til de totale variable kostnadene.

Hva er formålet med datainnsamling i automatiserte produksjonsprosesser?

Datainnsamlingen gjør dokumenterte produksjonsprosesser sporbare og bidrar til å kartlegge årsaker til feil samt til kontinuerlig forbedring av prosessene. De innsamlede dataene kan dessuten brukes som dokumentasjon i sertifiseringsprosesser, forutsatt at de oppfyller de gjeldende kravene. Omfanget av dokumentasjonen avhenger av hvilket system som brukes.

Er automatisering lønnsomt også ved spesialproduksjon, som for eksempel yachter?

Automatisering kan også være lønnsomt ved enkeltproduksjon, særlig når det gjelder gjentakende arbeidstrinn eller lignende komponenter. Hvorvidt det er økonomisk lønnsomt, avhenger blant annet av programmerings- og oppsettkostnadene samt anleggets utnyttelsesgrad. Automatiserte prosesser og håndverksarbeid kan utfylle hverandre i denne sammenhengen.

Hvilke forutsetninger ligger til grunn for regneeksemplet?

Den forenklede modellen legger til grunn 30 % færre manuelle arbeidstimer, en kostnadsats på 35 € per arbeidstime og 10 % lavere energiforbruk ved en energipris på 0,20 €/kWh. I tillegg antas det 15 % mindre materialavfall og en reduksjon i andelen etterbehandling fra 5 % til 1 %. Disse verdiene er kun ment som illustrasjon og er ikke generelle retningslinjer for bransjen.

Hvor mange arbeidstimer kreves det for å bygge eksempelskipene?

Som utgangspunkt før den antatte automatiseringen er det i modellen lagt til grunn 20 000 arbeidstimer for den lille yachten, 150 000 for den mellomstore fregatten og 1,2 millioner for det store cruiseskipet. Dette er illustrative modellverdier, ikke generelle retningslinjer for disse skipstypene.

Er det fortsatt behov for fagarbeidere til tross for automatiseringen?

Automatiserte anlegg må programmeres, overvåkes og justeres ved behov, og derfor er kvalifisert personell fortsatt uunnværlig.