Besparingsmogelijkheden door automatisering in de scheepsbouw

In ons artikel over de invloed van automatisering op de scheepsbouw hebben we de technologische basis al besproken. In dit artikel gaan we dieper op het onderwerp in en laten we concreet zien welke Besparingsmogelijkheden die voor scheepswerven voortvloeien uit materiaal, energie en arbeidsuren – inclusief een rekenvoorbeeld voor drie scheepsprojecten van verschillende omvang.

Hoe zorgt geautomatiseerd snijden voor minder materiaalverspilling?

Systemen voor het geautomatiseerd op maat snijden en de geautomatiseerde productie werken met een geprogrammeerde besturing die veel nauwkeuriger functioneert dan een mens dat zou kunnen. Dit verhoogt echter niet alleen de kwaliteit van het eindproduct, maar vermindert ook de verspilling van materiaal en hulpbronnen. Een voorbeeld hiervan is het op maat snijden van staalplaten: dankzij de grotere precisie is er veel minder afval. Daardoor wordt er daadwerkelijk meer staal in het schip verwerkt, wat op zijn beurt de materiaalkosten verlaagt en uiteraard ook het milieu ten goede komt.

Hoe zorgen slimme nestingprogramma's voor een efficiënter gebruik van grondstoffen?

Zogenaamde intelligente nestingprogramma's verhogen die precisie nog verder. Naast een verlaging van de materiaalkosten zorgen ze ook voor een grotere efficiëntie in het gebruik van hulpbronnen. Dat is op zijn beurt weer een belangrijk aspect in het streven naar een duurzame scheepsbouw.

Hoe zorgt automatisering ervoor dat de variabele kosten per onderdeel dalen?

Automatisering verlaagt de variabele kosten per afzonderlijk onderdeel. Dit komt doordat de processen eerst worden geoptimaliseerd en vervolgens dankzij de programmering zo vaak als gewenst kunnen worden herhaald. Juist bij de serieproductie van de verschillende modules of afzonderlijke, gestandaardiseerde componenten en installaties leidt dit tot aanzienlijke besparingen. Deze kunnen vaak oplopen tot 30 %. Hoe hoog de besparingen in de praktijk uitvallen, hangt echter ook af van de complexiteit van de onderdelen en de mate van integratie van de automatisering; daarom moet het verbruik van middelen in de scheepswerven voortdurend in de gaten worden gehouden.

Hoe dragen gegevensverzameling en documentatie bij aan kwaliteitsmanagement?

Juist daarom is automatisering gebaseerd op het verzamelen en analyseren van productiegegevens. Daarbij leggen de programma’s elke stap, elke montagebeweging en elke lasnaad nauwkeurig vast. Zo kunnen de constructeurs nagaan wat er gebeurt en controleren waar zich mogelijk gebreken voordoen, wat de oorzaken daarvan zijn en hoe dergelijke storingen in de toekomst kunnen worden voorkomen.

Automatisering stuurt dus niet alleen de productie aan, maar zorgt met haar documentatie ook voor een geheel nieuwe mate van transparantie. Hierdoor kunnen foutbronnen al vóór de productie worden opgespoord. Als deze zich echter pas tijdens de productie voordoen, kunnen de specialisten de installaties bijstellen. Zo voorkomen ze dat de fouten bij de volgende productieronde opnieuw optreden en besparen ze natuurlijk werk en andere middelen.

Deze manier van werken gaat tegelijkertijd gepaard met een doorlopend kwaliteitsbeheer. De volledige documentatie vormt zowel het bewijs als de basis voor verbeteringen. Bovendien draagt deze bij aan de traceerbaarheid en de certificering van processen en producten – ook dat wordt zeer gewaardeerd.

Is automatisering ook geschikt voor de productie van unieke exemplaren, zoals jachten en onderzoeksschepen?

Velen zien automatisering als een ontwikkeling die alleen bij gestandaardiseerde producten de moeite waard is. Daarmee hebben – of hadden – ze niet per se ongelijk. De tijden zijn echter enigszins veranderd en tegenwoordig moet met veel meer factoren rekening worden gehouden. Tegenwoordig maken digitale tweelingen en AI-gestuurde planning het mogelijk om niet-repetitieve productieprocessen in software te integreren. Dat betekent dat geautomatiseerde systemen, dankzij dergelijke adaptieve systemen en op basis van digitale planning, nu ook heel eenvoudig kunnen worden ingezet bij de productie van unieke schepen. Bovendien zijn er zelfs in deze unieke schepen installaties te vinden waarvan de productie via repetitieve processen verloopt.

Dat betekent dat automatisering tegenwoordig al een hybride model aan het worden is. Het kan ook worden toegepast op jachten en onderzoeksschepen, omdat het met zijn vermogen tot maatwerk nu ook een aanvulling vormt op het ambacht.

Rekenvoorbeeld: Welke invloed heeft automatisering op de kosten van drie scheepstypen?

Hier volgt een voorbeeld van hoe automatisering van invloed kan zijn op de kosten van een project. Ter illustratie nemen we een klein jacht, een middelgroot fregat en een groot cruiseschip als uitgangspunt voor onze berekening. Dit zijn de aannames die voor dit voorbeeld gelden:

• De besparing komt in totaal – volgens een conservatieve schatting – neer op 30 % minder handmatige werkuren
• Het loon voor het werk bedraagt 35 € per uur
• Op het gebied van energie besparen de geautomatiseerde processen 10 % bij een veronderstelde prijs van 0,20 € per kWh
• De materiaalverspilling is 15 % minder
• Het aantal uren dat aan nabewerking wordt besteed, daalt van 5 % van het totale aantal werkuren tot slechts 1 % dankzij de automatisering en de daarmee gepaard gaande grotere nauwkeurigheid

Voor de drie schepen in het voorbeeld bedraagt deze inspanning als uitgangswaarde:

Scheepstype	Werkuren	Materiaalkosten	Energieverbruik
Klein jacht	20.000 uur	300.000 €	50.000 kWh
Middelgroot fregat	150.000 uur	2,5 miljoen euro	500.000 kWh
Groot cruiseschip	1,2 miljoen uur	25 miljoen euro	5 miljoen kWh

Deze cijfers kunnen uiteraard, afhankelijk van het concrete voorbeeld, worden vervangen door werkelijke waarden, mocht iemand de berekening willen toepassen op een specifiek scheepsbouwproject.

In een volgend artikel gaan we verder met deze berekening en analyseren we de concrete besparingen voor alle drie de scheepstypen nader.

Opmerking: Ook bij het gebruik van geautomatiseerde productiesystemen blijven gekwalificeerde vakmensen voor programmering, toezicht en bijstelling onmisbaar. Deze kunnen op een juridisch verantwoorde manier worden ingezet via uitzendwerk volgens de Duitse wet op de uitzendarbeid (AÜG). Meer hierover leest u in ons artikel over de Tijdelijke werkgelegenheidswet (AÜG). De technologische basisprincipes van automatisering in de scheepsbouw kunt u nalezen in ons vorige artikel over de Automatisering in de scheepsbouw.

Conclusie

Automatisering in de scheepsbouw bespaart niet alleen tijd, maar ook meetbaar materiaal, energie en arbeidsuren – van nauwkeuriger snijden en intelligente nestingprogramma’s tot een volledige gegevensregistratie voor het kwaliteitsmanagement. Dankzij digitale tweelingen en AI-ondersteunde planning profiteren inmiddels ook unieke constructies zoals jachten en onderzoeksschepen van deze voordelen. Hoe groot de besparingen concreet zijn, blijkt uit het rekenvoorbeeld voor een jacht, een fregat en een cruiseschip – en wordt in het volgende artikel verder uitgediept.

FAQ

Hoeveel materiaalkosten kunnen worden bespaard door geautomatiseerd snijden?

Door een hogere precisie en minder afval bij het op maat snijden van staalplaten dalen de materiaalkosten aanzienlijk, waarbij de exacte waarde afhangt van de complexiteit van de onderdelen.

Hoe groot kunnen de besparingen door automatisering bij serieproductie zijn?

Bij gestandaardiseerde componenten en modules kunnen de besparingen op de variabele kosten per onderdeel vaak oplopen tot 30 %.

Waarvoor dient de gegevensverzameling bij geautomatiseerde productieprocessen?

Het documenteert elke werkstap volledig, maakt het mogelijk om gebreken en de oorzaken daarvan te traceren en vormt de basis voor voortdurende procesverbetering en certificering.

Is automatisering ook rendabel bij maatwerk, zoals jachten?

Ja. Dankzij digitale tweelingen en AI-gestuurde planning is het tegenwoordig mogelijk om ook niet-repetitieve productieprocessen te automatiseren, waardoor automatisering en vakmanschap elkaar aanvullen.

Op welke aannames is het rekenvoorbeeld gebaseerd?

30 % minder handmatige werkuren, een uurloon van 35 €, 10 % energiebesparing bij 0,20 €/kWh, 15 % minder materiaalverspilling en een afname van de nabewerking van 5 % naar 1 % werkuren.

Hoeveel werkuren zijn er nodig voor de bouw van de voorbeeldschepen?

In het voorbeeld gaat het om 20.000 uur voor het kleine jacht, 150.000 uur voor het middelgrote fregat en 1,2 miljoen uur voor het grote cruiseschip.

Zijn er ondanks automatisering nog steeds geschoolde arbeidskrachten nodig?

Ja, geautomatiseerde installaties moeten worden geprogrammeerd, gecontroleerd en indien nodig bijgesteld, waardoor gekwalificeerd personeel onmisbaar blijft.