Możliwości oszczędności dzięki automatyzacji w przemyśle stoczniowym

W naszym artykule poświęconym wpływowi automatyzacji na przemysł stoczniowy omówiliśmy już podstawy technologiczne. W niniejszym artykule pogłębimy ten temat i pokażemy konkretnie, jakie Możliwości oszczędnościowe jakie wynikają dla stoczni w zakresie materiałów, energii i godzin pracy – wraz z przykładowym obliczeniem dla trzech projektów statków o różnej wielkości.

W jaki sposób automatyczne przycinanie ogranicza marnotrawstwo materiału?

Systemy do automatycznego cięcia i automatycznej produkcji działają w oparciu o zaprogramowany układ sterowania, który działa znacznie precyzyjniej niż byłby w stanie człowiek. Zwiększa to nie tylko jakość produktu końcowego, ale także ogranicza marnotrawstwo materiałów i zasobów. Przykładem tego jest cięcie blach stalowych: dzięki większej precyzji powstaje znacznie mniej odpadów. Dzięki temu większa część stali jest faktycznie wykorzystywana do budowy statku, co z kolei obniża koszty materiałów i oczywiście ma pozytywny wpływ na środowisko.

W jaki sposób inteligentne programy do zagnieżdżania zwiększają efektywność wykorzystania zasobów?

Tak zwane inteligentne programy do rozmieszczania elementów jeszcze bardziej zwiększają tę precyzję. Oprócz obniżenia kosztów materiałów przyczyniają się one również do poprawy efektywności wykorzystania zasobów. To z kolei stanowi ważny aspekt dążenia do zrównoważonego budownictwa okrętowego.

W jaki sposób automatyzacja obniża koszty zmienne na jeden element?

Automatyzacja obniża koszty zmienne w przeliczeniu na pojedynczy element. Wynika to z faktu, że procesy są najpierw optymalizowane, a następnie – dzięki oprogramowaniu – mogą być powtarzane dowolną liczbę razy. Zwłaszcza w przypadku produkcji seryjnej różnych modułów lub pojedynczych, znormalizowanych komponentów i urządzeń pozwala to osiągnąć znaczne oszczędności. Oszczędności te często sięgają nawet 30 %. Jednak rzeczywista wysokość oszczędności zależy również od złożoności części oraz stopnia integracji automatyzacji, dlatego też należy stale monitorować zużycie zasobów w stoczniach.

W jaki sposób gromadzenie danych i dokumentacja przyczyniają się do zarządzania jakością?

Właśnie z tego powodu automatyzacja opiera się na gromadzeniu i analizie danych z procesu produkcyjnego. Programy dokładnie dokumentują każdy etap, każdy ruch montażowy i każdy spaw. Dzięki temu konstruktorzy mogą śledzić przebieg procesu i sprawdzać, gdzie mogą pojawić się wady, jakie są ich przyczyny oraz jak można zapobiegać tym usterkom w przyszłości.

Automatyzacja nie tylko steruje produkcją, ale dzięki prowadzonej dokumentacji zapewnia również zupełnie nowy poziom przejrzystości. Pozwala to na wykrywanie źródeł błędów jeszcze przed rozpoczęciem produkcji. Jeśli jednak ujawnią się one dopiero w trakcie produkcji, specjaliści mogą dokonać ponownej regulacji urządzeń. W ten sposób zapobiegają ponownemu wystąpieniu błędów w kolejnej serii, co oczywiście pozwala zaoszczędzić pracę i inne zasoby.

Taka forma pracy wiąże się jednocześnie z kompleksowym zarządzaniem jakością. Kompletna dokumentacja stanowi dowód i podstawę do wprowadzania usprawnień. Ponadto służy ona zapewnieniu prześledzalności oraz certyfikacji procesów i produktów – co również jest mile widziane.

Czy automatyzacja sprawdza się również w produkcji jednostkowej, takiej jak jachty i statki badawcze?

Wiele osób postrzega automatyzację jako rozwiązanie opłacalne wyłącznie w przypadku produktów standardowych. Niekoniecznie się mylą – a przynajmniej mylili się w przeszłości. Czasy jednak nieco się zmieniły i obecnie należy uwzględnić znacznie więcej czynników. Obecnie cyfrowe bliźniaki i planowanie oparte na sztucznej inteligencji pozwalają na integrację procesów produkcyjnych, które nie mają charakteru powtarzalnego, z oprogramowaniem. Oznacza to, że dzięki takim adaptacyjnym systemom oraz w oparciu o cyfrowe planowanie zautomatyzowane systemy mogą teraz z łatwością funkcjonować również przy produkcji pojedynczych statków. Ponadto nawet w tych pojedynczych statkach można znaleźć podzespoły, których produkcja odbywa się w ramach procesów powtarzalnych.

Oznacza to, że obecnie automatyzacja staje się już modelem hybrydowym. Można ją stosować również w przypadku jachtów i statków badawczych, ponieważ dzięki swojej zdolności do produkcji jednostkowej stanowi teraz uzupełnienie rzemiosła.

Przykład obliczeniowy: Jak automatyzacja wpływa na koszty trzech typów statków?

Oto przykład tego, jak automatyzacja może wpłynąć na koszty projektu. Aby to zilustrować, jako podstawę obliczeń przyjmiemy mały jacht, średnią fregatę oraz duży statek wycieczkowy. Oto założenia przyjęte w tym przykładzie:

• Oszczędność ta oznacza łącznie – według ostrożnych szacunków – 30 % mniej godzin pracy ręcznej
• Wynagrodzenie za pracę wynosi 35 € za godzinę
• W sektorze energetycznym zautomatyzowane procesy pozwalają zaoszczędzić 10 % przy założonej cenie 0,20 € za kWh
• Strata materiału jest o 15 % mniejsza
• Dzięki automatyzacji i wynikającej z niej większej precyzji czas poświęcany na obróbkę wykończeniową zmniejsza się z 5 % wszystkich godzin pracy do zaledwie 1 %

W przypadku trzech statków z przykładu nakład ten wynosi, jako wartość początkowa:

Typ statku	Godziny pracy	Koszty materiałów	Zużycie energii
Mały jacht	20 000 godzin	300.000 €	50 000 kWh
Fregata średniej wielkości	150 000 godzin	2,5 mln euro	500 000 kWh
Duży statek wycieczkowy	1,2 mln godzin	25 mln euro	5 mln kWh

Liczby te można oczywiście zastąpić rzeczywistymi wartościami w oparciu o konkretny przykład, jeśli ktoś chciałby zastosować te obliczenia w konkretnym projekcie stoczniowym.

W kolejnym artykule będziemy kontynuować te obliczenia i dokładniej przeanalizujemy konkretne oszczędności dla wszystkich trzech typów statków.

Uwaga: Nawet w przypadku eksploatacji zautomatyzowanych systemów produkcyjnych wykwalifikowani specjaliści ds. programowania, monitorowania i regulacji pozostają niezbędni. Można ich zatrudnić zgodnie z przepisami prawa poprzez agencje pracy tymczasowej na podstawie ustawy o pracy tymczasowej (AÜG). Więcej na ten temat przeczytasz w naszym artykule na temat Ustawa o pracy tymczasowej (AÜG). Podstawy technologiczne automatyzacji w przemyśle stoczniowym można znaleźć w naszym poprzednim artykule poświęconym Automatyzacja w przemyśle stoczniowym.

Wnioski

Automatyzacja w przemyśle stoczniowym pozwala nie tylko zaoszczędzić czas, ale także w wymierny sposób zmniejszyć zużycie materiałów, energii i godzin pracy – od precyzyjnego cięcia, przez inteligentne programy do zagnieżdżania, aż po kompleksowe gromadzenie danych na potrzeby zarządzania jakością. Dzięki cyfrowym bliźniakom i planowaniu opartemu na sztucznej inteligencji z tych korzyści korzystają obecnie również projekty indywidualne, takie jak jachty i statki badawcze. Jak duże są konkretnie te oszczędności, pokazuje przykład obliczeniowy dotyczący jachtu, fregaty i statku wycieczkowego – kwestia ta zostanie szerzej omówiona w następnym artykule.

FAQ

O ile można obniżyć koszty materiałów dzięki zautomatyzowanemu cięciu?

Dzięki większej precyzji i mniejszej ilości odpadów podczas cięcia blach stalowych koszty materiałowe wyraźnie się obniżają, przy czym dokładna wartość zależy od stopnia złożoności elementów.

Jak duże mogą być oszczędności wynikające z automatyzacji w produkcji seryjnej?

W przypadku standardowych komponentów i modułów oszczędności w zakresie kosztów zmiennych na jeden element mogą często sięgać nawet 30 %.

Do czego służy gromadzenie danych w zautomatyzowanych procesach produkcyjnych?

System ten kompleksowo dokumentuje każdy etap pracy, umożliwia identyfikację nieprawidłowości i ich przyczyn oraz stanowi podstawę do ciągłego doskonalenia procesów i certyfikacji.

Czy automatyzacja opłaca się również w przypadku produkcji jednostkowej, takiej jak jachty?

Tak. Cyfrowe bliźniaki i planowanie oparte na sztucznej inteligencji pozwalają dziś na automatyzację nawet niepowtarzalnych procesów produkcyjnych, dzięki czemu automatyzacja i rzemiosło wzajemnie się uzupełniają.

Jakie założenia leżą u podstaw tego przykładu obliczeniowego?

30 % mniej godzin pracy ręcznej, stawka godzinowa 35 €, 10 % oszczędności energii przy cenie 0,20 €/kWh, 15 % mniej odpadów materiałowych oraz spadek liczby godzin poświęconych na obróbkę wykończeniową z 5 % do 1 %.

Ile godzin pracy zajmuje wyprodukowanie przykładowych statków?

W tym przykładzie jest to 20 000 godzin dla małego jachtu, 150 000 godzin dla średniej fregaty i 1,2 miliona godzin dla dużego statku wycieczkowego.

Czy pomimo automatyzacji nadal potrzebni są wykwalifikowani pracownicy?

Tak, zautomatyzowane instalacje wymagają programowania, monitorowania i, w razie potrzeby, regulacji, dlatego wykwalifikowany personel pozostaje nadal niezbędny.