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?

Zautomatyzowane systemy cięcia i produkcji umożliwiają precyzyjną obróbkę elementów przy zachowaniu stałej jakości. Dzięki odpowiedniemu oprogramowaniu i ustawieniom można w ten sposób ograniczyć liczbę wadliwych cięć i straty materiału. Podczas cięcia blach stalowych precyzyjne cięcia i efektywne rozmieszczenie elementów konstrukcyjnych przyczyniają się do lepszego wykorzystania dostępnego materiału. Pozwala to obniżyć koszty materiałów i oszczędzać zasoby.

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

Programy do rozmieszczania elementów optymalizują rozmieszczenie elementów przeznaczonych do wycięcia na powierzchni materiału, na przykład blachy stalowej. Pozwala to na lepsze wykorzystanie dostępnej powierzchni i zmniejszenie ilości odpadów. Może to obniżyć koszty materiałów i przyczynić się do bardziej oszczędnego wykorzystania zasobów w przemyśle stoczniowym.

W jaki sposób automatyzacja obniża koszty zmienne na jeden element?

Automatyzacja może obniżyć koszty zmienne w przeliczeniu na jeden element poprzez zmniejszenie nakładu pracy, zużycia materiałów i konieczności wykonywania dodatkowych czynności. Szczególnie w przypadku produkcji seryjnej znormalizowanych komponentów i modułów zoptymalizowane procesy można wielokrotnie wykorzystywać. Wysokość oszczędności zależy między innymi od złożoności elementów, wykorzystania mocy produkcyjnych urządzeń oraz stopnia automatyzacji. Stocznie powinny zatem regularnie rejestrować i analizować rzeczywiste zużycie siły roboczej i zasobów.

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

Zautomatyzowane systemy produkcyjne mogą rejestrować dane produkcyjne i udostępniać je do analizy. To, które etapy pracy, operacje montażowe i parametry spawania są dokumentowane, zależy od zastosowanej technologii i jej konfiguracji. Dane te pomagają odpowiednim specjalistom w prześledzeniu przebiegu procesów, zbadaniu potencjalnych przyczyn błędów oraz wypracowaniu działań mających na celu usprawnienie procesów.

Dokumentacja cyfrowa zwiększa przejrzystość procesów produkcyjnych. Wnioski wyciągnięte z dotychczasowych danych produkcyjnych mogą pomóc w wykryciu źródeł błędów przed kolejnym cyklem produkcyjnym. W przypadku stwierdzenia odchyleń podczas produkcji specjaliści mogą zbadać ich przyczyny i w razie potrzeby dokonać regulacji urządzeń. Pozwala to zmniejszyć ryzyko powtórzenia się błędów i ograniczyć nakłady związane z poprawkami.

Systematyczne gromadzenie danych i dokumentacja wspierają zarządzanie jakością. Zapewniają one przejrzystość procesów i wyników kontroli oraz stanowią podstawę do ciągłego doskonalenia. Udokumentowane informacje mogą ponadto służyć jako dowody podczas audytów i procedur certyfikacyjnych, o ile spełniają odpowiednie wymagania.

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

Automatyzacja oferuje korzyści zwłaszcza w przypadku znormalizowanych i powtarzalnych procesów produkcyjnych. Można ją jednak również zastosować w wybranych etapach budowy poszczególnych jachtów lub statków badawczych. Planowanie cyfrowe, cyfrowe bliźniaki oraz, w razie potrzeby, procesy oparte na sztucznej inteligencji mogą pomóc w dostosowaniu procesów do różnych elementów konstrukcyjnych i wymagań. Również statki budowane na indywidualne zamówienie zawierają elementy, których produkcja obejmuje powtarzalne etapy pracy. To, czy ich automatyzacja jest opłacalna, zależy między innymi od nakładu pracy związanego z programowaniem i przygotowaniem linii produkcyjnej, a także od stopnia wykorzystania urządzeń.

W budowie jachtów i statków badawczych można łączyć procesy zautomatyzowane z pracą rzemieślniczą. Odpowiednie etapy produkcji są zautomatyzowane, podczas gdy wykwalifikowani pracownicy zajmują się indywidualnymi dostosowaniami i złożonymi pracami montażowymi.

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

Na przykładzie małego jachtu, średniej fregaty i dużego statku wycieczkowego można zilustrować, w jaki sposób można obliczyć oszczędności wynikające z automatyzacji. Poniższe wartości służą wyłącznie jako uproszczone założenia modelowe. Nie stanowią one wartości orientacyjnych dla rzeczywistych nakładów związanych z tymi typami statków.

W odniesieniu do tego modelu przyjmuje się następujące założenia:

• Nakład pracy ręcznej zmniejsza się o 30 %.
• Za każdą godzinę pracy przyjmuje się stawkę w wysokości 35 €.
• Zużycie energii spada o 10 %. Zakładana cena energii wynosi 0,20 € za kWh.
• Ilość odpadów zmniejsza się o 15 % w porównaniu z wartością początkową.
• Udział prac wykończeniowych w łącznej liczbie godzin pracy spada z 5 % do 1 %.

Do dalszych obliczeń konieczne są jeszcze dwa założenia:

• Należy podać pierwotną ilość odrzutów lub ich wartość materiałową. 15 % mniej odpadów nie oznacza 15 % mniej całkowitych kosztów materiałów.
• Należy ustalić, czy zaoszczędzony czas na obróbkę końcową jest już uwzględniony w 30 % godzinach pracy. W przeciwnym razie istnieje ryzyko podwójnego zaliczenia. Ponadto część wynosząca 1 % wymaga jednoznacznego punktu odniesienia.

W przypadku trzech projektów modelowych przyjęto następujące wartości początkowe:

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

Aby zastosować ten model do konkretnego projektu stoczniowego, założenia modelowe należy zastąpić danymi specyficznymi dla danego projektu.

W kolejnym artykule na tej podstawie obliczymy przykładowe 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

W przemyśle stoczniowym automatyzacja może zmniejszyć nakład pracy, poprawić wykorzystanie materiałów oraz wspierać zarządzanie jakością. To, czy zmniejszy się również zużycie energii, zależy od zastosowanych instalacji i procesów. Oprócz produkcji seryjnej wybrane zastosowania mogą znaleźć zastosowanie również przy budowie indywidualnych jachtów i statków badawczych. Kluczowe znaczenie mają odpowiednie procesy, wykwalifikowana kadra oraz ekonomicznie uzasadniona integracja. Przedstawione założenia modelowe stanowią podstawę dla przykładowego obliczenia w kolejnym artykule. Rzeczywistą wysokość oszczędności należy ustalić dla każdego projektu na podstawie konkretnych danych.

FAQ

O ile można obniżyć koszty materiałów dzięki zautomatyzowanemu cięciu?

Precyzyjne cięcie i zoptymalizowane rozmieszczenie elementów na blachach stalowych mogą ograniczyć straty materiałowe, a tym samym obniżyć koszty materiałów. Wysokość oszczędności zależy między innymi od geometrii elementów oraz dotychczasowego wykorzystania materiału. Nie można podać w tym przypadku ogólnej wartości procentowej.

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

W przypadku standardowych komponentów i modułów automatyzacja może obniżyć koszty zmienne na jeden element. Wysokość oszczędności zależy między innymi od stopnia automatyzacji, wykorzystania mocy produkcyjnych oraz dotychczasowych procesów produkcyjnych. Założone w przykładzie obliczeniowym 30 % odnoszą się do mniejszej liczby godzin pracy ręcznej, a nie do całkowitych kosztów zmiennych.

Do czego służy gromadzenie danych w zautomatyzowanych procesach produkcyjnych?

Rejestracja danych zapewnia prześledzenie udokumentowanych procesów produkcyjnych oraz ułatwia analizę przyczyn błędów, a także wspiera ciągłe doskonalenie procesów. Zebrane dane mogą ponadto służyć jako dokumentacja w ramach procedur certyfikacyjnych, o ile spełniają odpowiednie wymagania. Zakres dokumentacji zależy od zastosowanego systemu.

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

Automatyzacja może być opłacalna nawet w przypadku produkcji jednostkowej, zwłaszcza gdy chodzi o powtarzające się etapy pracy lub podobne elementy. To, czy jej zastosowanie jest opłacalne, zależy między innymi od nakładu pracy związanego z programowaniem i przygotowaniem maszyn, a także od stopnia wykorzystania urządzeń. Procesy zautomatyzowane i praca ręczna mogą się w tym zakresie wzajemnie uzupełniać.

Jakie założenia leżą u podstaw tego przykładu obliczeniowego?

W uproszczonym modelu przyjęto o 30 % mniej godzin pracy ręcznej, koszt w wysokości 35 € za godzinę pracy oraz o 10 % mniejsze zużycie energii przy cenie energii wynoszącej 0,20 €/kWh. Ponadto zakłada się o 15 % mniej odpadów materiałowych oraz spadek udziału obróbki wykończeniowej z 5 % do 1 %. Wartości te mają charakter poglądowy i nie stanowią ogólnych wartości orientacyjnych dla branży.

Ile godzin pracy zajmuje wyprodukowanie przykładowych statków?

Jako wartości wyjściowe przed zakładaną automatyzacją w modelu przyjęto 20 000 godzin pracy dla małego jachtu, 150 000 dla średniej fregaty oraz 1,2 miliona dla dużego statku wycieczkowego. Są to wartości modelowe o charakterze ilustracyjnym, a nie ogólne wartości orientacyjne dla tych typów statków.

Czy pomimo automatyzacji nadal potrzebni są wykwalifikowani pracownicy?

Zautomatyzowane instalacje wymagają programowania, monitorowania i, w razie potrzeby, ponownego regulowania, dlatego wykwalifikowany personel pozostaje nadal niezbędny.