Возможности экономии за счет автоматизации в судостроении

В нашей статье о влиянии автоматизации на судостроение мы уже рассмотрели технологические основы. В этой статье мы более подробно рассмотрим эту тему и конкретно покажем, какие Возможности для экономии которые возникают у судостроительных верфей в плане материалов, энергии и рабочего времени — включая пример расчета для трёх проектов судов разного размера.

Как автоматическая обрезка позволяет сократить отходы материала?

Системы автоматической раскройки и автоматизированного производства работают с помощью программируемого управления, которое функционирует гораздо точнее, чем это мог бы сделать человек. Это не только повышает качество конечного продукта, но и сокращает потери материала и ресурсов. Примером этого может служить раскрой стальных листов: благодаря повышенной точности отходов становится гораздо меньше. Таким образом, большая часть стали фактически используется при строительстве судна, что, в свою очередь, снижает затраты на материалы и, разумеется, благотворно сказывается на окружающей среде.

Как интеллектуальные программы раскроя повышают эффективность использования ресурсов?

Так называемые интеллектуальные программы раскроя позволяют ещё больше повысить указанную точность. Помимо снижения затрат на материалы, они также способствуют повышению эффективности использования ресурсов. Это, в свою очередь, является важным аспектом в стремлении к устойчивому судостроению.

Как автоматизация позволяет снизить переменные затраты на единицу продукции?

Автоматизация снижает переменные затраты на каждую отдельную деталь. Это объясняется тем, что процессы сначала оптимизируются, а затем, благодаря программированию, могут повторяться столько раз, сколько необходимо. Именно при серийном производстве различных модулей или отдельных стандартизированных компонентов и установок это позволяет добиться значительной экономии. Часто они могут достигать 30 %. Однако реальный размер экономии зависит также от сложности деталей и степени интеграции автоматизации, поэтому необходимо постоянно контролировать потребление ресурсов на верфях.

Какую роль играют сбор данных и ведение документации в управлении качеством?

Именно поэтому автоматизация основана на сборе и анализе данных в процессе производства. При этом программы точно фиксируют каждый шаг, каждое движение при сборке и каждый сварной шов. Таким образом, конструкторы могут отслеживать происходящее и проверять, где могут возникнуть дефекты, каковы их причины и как избежать таких сбоев в будущем.

Таким образом, автоматизация не только управляет производством, но и благодаря своей документации обеспечивает совершенно новый уровень прозрачности. Это позволяет выявлять источники ошибок еще до начала производства. Однако если они проявляются только в ходе производства, специалисты могут произвести повторную настройку оборудования. Таким образом, они предотвращают повторное возникновение ошибок в следующем цикле и, естественно, экономят трудовые и другие ресурсы.

Такой подход к работе одновременно обеспечивает непрерывное управление качеством. Полная документация служит подтверждением и основой для внедрения улучшений. Кроме того, она способствует прослеживаемости и сертификации процессов и продукции — и это также высоко ценится.

Подходит ли автоматизация также для единичного производства, такого как яхты и научно-исследовательские суда?

Многие считают, что автоматизация — это направление, которое оправдывает себя только в случае стандартизированных продуктов. В этом они не обязательно ошибаются — или, по крайней мере, ошибались раньше. Однако времена несколько изменились, и сегодня необходимо учитывать гораздо больше факторов. Сегодня «цифровые двойники» и планирование на основе искусственного интеллекта позволяют интегрировать в программное обеспечение производственные процессы, не носящие повторяющийся характер. Это означает, что благодаря таким адаптивным системам и опираясь на цифровое планирование, автоматизированные системы теперь могут с легкостью применяться и при производстве единичных судов. Кроме того, даже на этих единичных судах можно найти установки, производство которых осуществляется с помощью повторяющихся процессов.

Это означает, что в наши дни автоматизация уже превращается в гибридную модель. Её можно применять и на яхтах, и на научно-исследовательских судах, поскольку благодаря своей способности к индивидуальному производству она теперь дополняет и ремесленное производство.

Пример расчёта: как автоматизация влияет на затраты при эксплуатации трёх типов судов?

Вот пример того, как автоматизация может повлиять на стоимость проекта. Для наглядности в качестве основы для расчётов возьмём небольшую яхту, фрегат среднего размера и большой круизный лайнер. Ниже приведены допущения, лежащие в основе данного примера:

• В целом экономия составляет — по самым скромным подсчетам — 30 % часов ручного труда
• Оплата труда составляет 35 евро в час
• В сфере энергетики автоматизированные процессы позволяют сэкономить 10 % при предполагаемой цене 0,20 € за кВт·ч
• Отходы материала уменьшаются на 15 %
• Благодаря автоматизации и связанному с ней повышению точности доля времени, затрачиваемого на доработку, сокращается с 5 % от общего количества рабочих часов до всего лишь 1 %

Для трёх судов, приведённых в примере, эти затраты составляют следующее исходное значение:

Тип судна	Рабочие часы	Затраты на материалы	Энергозатраты
Небольшая яхта	20 000 часов	300.000 €	50 000 кВт·ч
Средняя фрегата	150 000 часов	2,5 млн евро	500 000 кВт·ч
Большой круизный лайнер	1,2 млн часов	25 млн евро	5 млн кВт·ч

Разумеется, эти цифры можно заменить реальными значениями в зависимости от конкретного примера, если кто-то захочет применить эти расчёты к конкретному проекту судостроения.

В следующей статье мы продолжим эти расчёты и более подробно проанализируем конкретную экономию для всех трёх типов судов.

Примечание: Даже при эксплуатации автоматизированных производственных систем по-прежнему необходимы квалифицированные специалисты по программированию, контролю и донастройке. Их можно нанять с соблюдением всех правовых норм через агентства по предоставлению временного персонала в соответствии с Законом о предоставлении временного персонала (AÜG). Подробнее об этом читайте в нашей статье, посвященной Закон о временном трудоустройстве (AÜG). О технологических основах автоматизации в судостроении вы можете прочитать в нашей предыдущей статье, посвященной Автоматизация в судостроении.

Заключение

Автоматизация в судостроении позволяет не только сэкономить время, но и ощутимо сократить расход материалов, энергии и трудозатрат — от более точной раскройки и интеллектуальных программ раскроя до беспрерывного сбора данных для управления качеством. Благодаря цифровым двойникам и проектированию на основе искусственного интеллекта от этих преимуществ теперь получают выгоду даже единичные изделия, такие как яхты и научно-исследовательские суда. Насколько велики эти экономии на практике, показывает расчетный пример для яхты, фрегата и круизного лайнера — и будет более подробно рассмотрено в следующей статье.

ЧЗВ

Насколько можно сократить затраты на материалы за счет автоматизированной раскройки?

Благодаря более высокой точности и меньшим отходам при раскрое стальных листов затраты на материалы заметно снижаются, при этом конкретная величина зависит от сложности деталей.

Насколько велика может быть экономия за счет автоматизации при серийном производстве?

В случае стандартизированных компонентов и модулей экономия на переменных затратах на единицу продукции часто может достигать 30 %.

Для чего нужен сбор данных в автоматизированных производственных процессах?

Она обеспечивает полное документирование каждого этапа работы, позволяет отслеживать неисправности и их причины, а также служит основой для постоянного совершенствования процессов и сертификации.

Оправдана ли автоматизация даже при изготовлении единичных изделий, таких как яхты?

Да. Цифровые двойники и планирование с использованием искусственного интеллекта сегодня позволяют автоматизировать даже нерепетитивные производственные процессы, благодаря чему автоматизация и ручной труд дополняют друг друга.

На каких допущениях основан данный расчетный пример?

30 % часов ручного труда, почасовая ставка 35 €, 10 % экономии энергии при цене 0,20 €/кВт·ч, 15 % сокращения отходов материала и снижение объема последующей обработки с 5 % до 1 % рабочих часов.

Сколько рабочих часов требуется для изготовления примеров судов?

В приведенном примере это 20 000 часов для небольшой яхты, 150 000 часов для средней фрегаты и 1,2 миллиона часов для большого круизного лайнера.

Несмотря на автоматизацию, по-прежнему нужны ли специалисты?

Да, автоматизированные установки необходимо программировать, контролировать и, при необходимости, корректировать, поэтому квалифицированный персонал по-прежнему остается незаменимым.