Možnosti úspor vďaka automatizácii v lodnom priemysle

V našom článku o vplyve automatizácie na lodné staviteľstvo sme sa už venovali technologickým základom. V tomto článku sa tejto téme venujeme podrobnejšie a konkrétne ukážeme, ktoré Možnosti úspor ktoré vznikajú v lodeniciach v súvislosti s materiálom, energiou a odpracovanými hodinami – vrátane príkladu výpočtu pre tri projekty lodí rôznej veľkosti.

Ako automatizované rezanie znižuje plytvanie materiálom?

Automatizované systémy na rezanie a výrobu dokážu spracovávať súčiastky presne a s rovnakou kvalitou. Pri vhodnom naprogramovaní a nastavení je možné týmto spôsobom znížiť počet chybných výrezov a strát materiálu. Pri rezaní oceľových plechov presné rezy a efektívne usporiadanie komponentov prispievajú k lepšiemu využitiu dostupného materiálu. To môže znížiť náklady na materiál a šetriť zdroje.

Ako inteligentné programy na vkladanie zvyšujú efektívnosť využívania zdrojov?

Programy na rozvrhnutie optimalizujú rozmiestnenie dielcov určených na vyrezanie na ploche materiálu, napríklad na oceľovej doske. Týmto spôsobom je možné lepšie využiť dostupnú plochu a znížiť množstvo odpadu. To môže znížiť náklady na materiál a prispieť k šetrnejšiemu využívaniu zdrojov v lodnom staviteľstve.

Ako automatizácia znižuje variabilné náklady na jeden komponent?

Automatizácia môže znížiť variabilné náklady na jeden komponent tým, že znižuje pracovnú náročnosť, spotrebu materiálu a potrebu dodatočnej úpravy. Najmä pri sériovej výrobe štandardizovaných komponentov a modulov je možné opakovane využívať optimalizované procesy. Výška úspor závisí okrem iného od zložitosti komponentov, vyťaženia zariadení a stupňa automatizácie. Lodné stavby by preto mali pravidelne zaznamenávať a vyhodnocovať skutočnú spotrebu práce a zdrojov.

Ako prispieva zber údajov a dokumentácia k riadeniu kvality?

Automatizované výrobné systémy dokážu zaznamenávať výrobné údaje a sprístupňovať ich na vyhodnotenie. To, ktoré pracovné kroky, montážne operácie a parametre zvárania sa dokumentujú, závisí od použitej technológie a jej konfigurácie. Tieto údaje pomáhajú príslušným odborníkom sledovať priebeh procesov, skúmať možné príčiny chýb a odvodzovať opatrenia na zlepšenie procesov.

Digitálna dokumentácia zvyšuje transparentnosť výrobných procesov. Poznatky z doterajších výrobných údajov môžu pomôcť odhaliť zdroje chýb ešte pred ďalším výrobným cyklom. Ak sa počas výroby zistia odchýlky, odborníci môžu preskúmať ich príčiny a v prípade potreby zariadenia opäť nastaviť. Tým sa dá znížiť riziko opakovaných chýb a obmedziť náklady na dodatočné opravy.

Systematické zaznamenávanie údajov a dokumentácia podporujú riadenie kvality. Zabezpečujú prehľadnosť procesov a výsledkov kontrol a vytvárajú základ pre neustále zlepšovanie. Zdokumentované informácie môžu okrem toho slúžiť ako podklady pri auditoch a certifikačných postupoch, pokiaľ spĺňajú príslušné požiadavky.

Je automatizácia vhodná aj pre individuálnu výrobu, ako sú jachty a výskumné lode?

Automatizácia ponúka výhody najmä pri štandardizovaných a opakovaných výrobných procesoch. Je však vhodná aj pre vybrané pracovné kroky pri stavbe jednotlivých jácht alebo výskumných lodí. Digitálne plánovanie, digitálne dvojčatá a prípadne postupy podporované umelou inteligenciou môžu pomôcť prispôsobiť procesy rôznym komponentom a požiadavkám. Aj individuálne postavené lode obsahujú komponenty, ktorých výroba zahŕňa opakujúce sa pracovné kroky. To, či je ich automatizácia ekonomicky rentabilná, závisí okrem iného od nákladov na programovanie a prípravu zariadení, ako aj od vyťaženia zariadení.

Pri stavbe jachtov a výskumných lodí je možné kombinovať automatizované postupy s ručnou prácou. Vhodné výrobné kroky sa automatizujú, zatiaľ čo kvalifikovaní pracovníci vykonávajú individuálne úpravy a zložité montážne práce.

Príklad výpočtu: Aký vplyv má automatizácia na náklady troch typov lodí?

Na príklade malej jachty, strednej fregaty a veľkej výletnej lode je možné názorné ilustrovať, ako sa dajú vypočítať úspory vďaka automatizácii. Nasledujúce hodnoty slúžia výlučne ako zjednodušené modelové predpoklady. Nie sú to orientačné hodnoty pre skutočné náklady týchto typov lodí.

Pre tento model platia nasledujúce predpoklady:

• Objem manuálnej práce klesá o 30 %.
• Na jednu pracovnú hodinu sa uplatňuje sadzba 35 €.
• Spotreba energie klesá o 10 %. Predpokladaná cena energie je 0,20 € za kWh.
• Množstvo odpadu sa v porovnaní s východiskovou hodnotou zníži o 15 %.
• Podiel dodatočnej úpravy na celkovom počte pracovných hodín klesá z 5 % na 1 %.

Na následný výpočet sú potrebné ešte dve špecifikácie:

• Je potrebné uviesť pôvodné množstvo odpadu, resp. jeho materiálovú hodnotu. Zníženie odpadu o 15 % neznamená zníženie celkových nákladov na materiál o 15 %.
• Je potrebné ujasniť, či úspora času na dodatočné spracovanie je už zahrnutá v tých 30 % pracovných hodinách. V opačnom prípade hrozí riziko dvojitého započítania. Okrem toho podiel 1 % potrebuje jednoznačný referenčný údaj.

Pre tri modelové projekty sa predpokladajú nasledujúce východiskové hodnoty:

Typ lode	Pracovné hodiny	Náklady na materiál	Energetická náročnosť
Malá jachta	20 000 hodín	300.000 €	50 000 kWh
Stredná fregata	150 000 hodín	2,5 milióna €	500 000 kWh
Veľká výletná loď	1,2 milióna hodín	25 miliónov €	5 miliónov kWh

Na účely použitia v konkrétnom projekte lodného staviteľstva je potrebné nahradiť modelové predpoklady údajmi špecifickými pre daný projekt.

V nasledujúcom článku na tomto základe vypočítame príkladné úspory pre všetky tri typy lodí.

Poznámka: Aj pri prevádzke automatizovaných výrobných systémov sú kvalifikovaní odborníci na programovanie, monitorovanie a dodatočné nastavovanie naďalej nenahraditeľní. Týchto odborníkov je možné legálne zabezpečiť prostredníctvom poskytovania pracovníkov podľa zákona o poskytovaní pracovníkov (AÜG). Viac informácií nájdete v našom článku o Zákon o dočasnom zamestnávaní (AÜG). Technologické základy automatizácie v lodnom priemysle si môžete prečítať v našom predchádzajúcom príspevku o Automatizácia v lodnom priemysle.

Záver

Automatizácia môže v lodnom priemysle znížiť pracovnú náročnosť, zlepšiť využitie materiálu a podporiť riadenie kvality. Či sa zníži aj spotreba energie, závisí od použitých zariadení a procesov. Okrem sériovej výroby prichádzajú do úvahy aj vybrané aplikácie pri stavbe individuálnych jácht a výskumných lodí. Kľúčové sú vhodné procesy, kvalifikovaní odborníci a ekonomicky zmysluplná integrácia. Predstavené modelové predpoklady tvoria základ pre príkladový výpočet v nasledujúcom článku. Aká vysoká bude skutočná úspora, je potrebné určiť pre každý projekt na základe konkrétnych údajov.

ČASTO KLADENÉ OTÁZKY

Koľko nákladov na materiál je možné ušetriť vďaka automatizovanému rezaniu?

Presný rez a optimalizované usporiadanie komponentov na oceľových plechoch môžu znížiť straty materiálu a tým aj náklady na materiál. Výška úspor závisí okrem iného od geometrie komponentov a doterajšieho využitia materiálu. Nie je možné uviesť všeobecné percentuálne číslo.

Aké úspory môže priniesť automatizácia pri sériovej výrobe?

V prípade štandardizovaných komponentov a modulov môže automatizácia znížiť variabilné náklady na jeden komponent. Výška úspor závisí okrem iného od stupňa automatizácie, vyťaženia zariadení a doterajších výrobných procesov. Hodnota 30 % uvedená v príklade výpočtu sa vzťahuje na zníženie počtu manuálnych pracovných hodín, nie na celkové variabilné náklady.

Na čo slúži zber údajov v automatizovaných výrobných procesoch?

Zaznamenávanie údajov umožňuje sledovať zdokumentované výrobné postupy a podporuje vyšetrovanie príčin chýb, ako aj neustále zlepšovanie procesov. Zaznamenané údaje môžu okrem toho slúžiť ako podklady pre certifikačné konania, pokiaľ spĺňajú príslušné požiadavky. Rozsah dokumentácie závisí od použitého systému.

Oplatí sa automatizácia aj pri výrobe na mieru, ako sú jachty?

Automatizácia sa môže oplatí aj pri výrobe jednotlivých kusov, najmä v prípade opakujúcich sa pracovných krokov alebo podobných komponentov. To, či je jej použitie ekonomicky výhodné, závisí okrem iného od náročnosti programovania a prípravy, ako aj od vyťaženia zariadení. Automatizované postupy a ručná práca sa v tomto smere môžu navzájom dopĺňať.

Na akých predpokladoch je založený tento výpočtový príklad?

Zjednodušený model predpokladá o 30 % menej ručných pracovných hodín, náklady vo výške 35 € za pracovnú hodinu a o 10 % nižšiu spotrebu energie pri cene energie 0,20 €/kWh. Okrem toho sa predpokladá o 15 % menej odpadu z materiálu a zníženie podielu dodatočnej úpravy z 5 % na 1 %. Tieto hodnoty slúžia na ilustráciu a nie sú všeobecnými referenčnými hodnotami pre dané odvetvie.

Koľko pracovných hodín je potrebných na výrobu týchto vzorových lodí?

Ako východiskové hodnoty pred predpokladanou automatizáciou sa v modeli uvádzajú 20 000 pracovných hodín pre malú jachtu, 150 000 pre strednú fregatu a 1,2 milióna pre veľkú výletnú loď. Ide o ilustratívne modelové hodnoty, nie o všeobecné orientačné hodnoty pre tieto typy plavidiel.

Budú sa aj napriek automatizácii naďalej potrebovať kvalifikovaní pracovníci?

Automatizované zariadenia je potrebné programovať, monitorovať a v prípade potreby prispôsobovať, preto je kvalifikovaný personál naďalej nenahraditeľný.