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?

Systémy na automatické rezanie a automatizovanú výrobu pracujú s programovateľným riadením, ktoré funguje oveľa presnejšie, než by to dokázal človek. To však nielen zvyšuje kvalitu konečného výrobku, ale aj znižuje plytvanie materiálom a zdrojmi. Príkladom je rezanie oceľových plechov: vďaka vyššej presnosti vzniká oveľa menej odpadu. Vďaka tomu sa väčšia časť ocele skutočne použije na stavbu lode, čo následne znižuje náklady na materiál a samozrejme prispieva aj k ochrane životného prostredia.

Ako inteligentné programy na vkladanie zvyšujú efektívnosť využívania zdrojov?

Takzvané inteligentné programy na rozvrhovanie ešte viac zvyšujú uvedenú presnosť. Okrem zníženia nákladov na materiál sa vďaka nim zvyšuje aj efektívnosť využívania zdrojov. To je zase dôležitým aspektom v snahe o udržateľnú lodnú stavbu.

Ako automatizácia znižuje variabilné náklady na jeden komponent?

Automatizácia znižuje variabilné náklady na jeden komponent. Je to preto, že procesy sa najprv optimalizujú a potom sa vďaka programovaniu môžu opakovať ľubovoľne často. Práve pri sériovej výrobe rôznych modulov, resp. jednotlivých štandardizovaných komponentov a zariadení, sa tak dosahujú značné úspory. Tie môžu často dosiahnuť až 30 %. Aká vysoká bude úspora v skutočnosti, závisí však aj od zložitosti dielov a stupňa integrácie automatizácie, preto je potrebné neustále sledovať spotrebu zdrojov v lodeniciach.

Ako prispieva zber údajov a dokumentácia k riadeniu kvality?

Automatizácia práve preto pracuje so zberom a analýzou údajov vo výrobe. Programy pritom presne dokumentujú každý krok, každý montážny pohyb a každý zvar. Konštruktéri tak môžu sledovať, čo sa deje, a overiť, kde sa môžu vyskytnúť chyby, aké sú ich príčiny a ako sa dajú poruchám v budúcnosti predísť.

Automatizácia teda nielen riadi výrobu, ale vďaka svojej dokumentácii zabezpečuje aj úplne novú úroveň transparentnosti. Tá umožňuje odhaliť zdroje chýb ešte pred samotnou výrobou. Ak sa však prejavia až počas výroby, odborníci môžu zariadenia prispôsobiť. Tým zabránia tomu, aby sa chyby pri ďalšom cykle opäť vyskytli, a samozrejme tak šetria prácu a ďalšie zdroje.

Táto forma práce so sebou zároveň prináša komplexné riadenie kvality. Úplná dokumentácia slúži ako dôkaz a základ pre zlepšenia. Okrem toho prispieva k vysledovateľnosti a certifikácii procesov a výrobkov – aj to je vítané.

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

Mnohí vnímajú automatizáciu ako vývoj, ktorý sa oplatí len v prípade štandardizovaných výrobkov. V tom sa – alebo sa v tom – nemusia nutne mýliť. Časy sa však trochu zmenili a v súčasnosti je potrebné zohľadniť oveľa viac faktorov. Dnes digitálne dvojčatá a plánovanie podporované umelou inteligenciou umožňujú integrovať do softvéru výrobné procesy, ktoré nie sú opakované. To znamená, že vďaka takýmto adaptívnym systémom a s podporou digitálneho plánovania môžu automatizované systémy teraz veľmi ľahko fungovať aj pri výrobe jedinečných plavidiel. Navyše aj v týchto jednotlivých plavidlách sa nachádzajú zariadenia, ktorých výroba prebieha v rámci opakovaných procesov.

To znamená, že automatizácia sa v súčasnosti už mení na hybridný model. Dá sa uplatniť aj na jachtách a výskumných lodiach, pretože vďaka svojej schopnosti individuálnej výroby teraz dopĺňa aj remeselnú výrobu.

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

Tu je príklad toho, ako môže automatizácia ovplyvniť náklady na projekt. Na ilustráciu použijeme ako základ pre výpočet malú jachtu, strednú fregatu a veľkú výletnú loď. Tu sú predpoklady, ktoré platia pre tento príklad:

• Táto úspora celkovo predstavuje – podľa konzervatívneho odhadu – zníženie počtu manuálnych pracovných hodín o 30 %
• Mzda za prácu je 35 € za hodinu
• V oblasti energetiky automatizované procesy prinášajú úsporu 10 % pri predpokladanej cene 0,20 € za kWh
• Odpad z materiálu je o 15 % menší
• Vďaka automatizácii a s ňou spojenej vyššej presnosti sa podiel dodatočnej úpravy znižuje z 5 % celkového počtu pracovných hodín na iba 1 %

Pre tri lode v tomto príklade je táto náročnosť stanovená ako východisková hodnota:

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

Tieto čísla je samozrejme možné nahradiť skutočnými hodnotami podľa konkrétneho príkladu, ak by niekto chcel tento výpočet použiť pre konkrétny projekt stavby lode.

V nasledujúcom príspevku budeme v tomto výpočte pokračovať a podrobnejšie analyzujeme konkrétne 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 v lodnom priemysle šetrí nielen čas, ale aj merateľné množstvo materiálu, energie a pracovných hodín – od presnejšieho rezania cez inteligentné programy na rozvrhovanie až po bezchybné zaznamenávanie údajov pre riadenie kvality. Vďaka digitálnym dvojčatám a plánovaniu podporovanému umelou inteligenciou teraz z týchto efektov ťažia aj jedinečné výrobky, ako sú jachty a výskumné lode. Ako veľké sú konkrétne úspory, ukazuje výpočtový príklad pre jachtu, fregatu a výletnú loď – a bude sa tomu venovať podrobnejšie v nasledujúcom príspevku.

ČASTO KLADENÉ OTÁZKY

Koľko nákladov na materiál je možné ušetriť vďaka automatizovanému rezaniu?

Vďaka vyššej presnosti a menšiemu množstvu odpadu pri rezaní oceľových plechov sa výrazne znižujú náklady na materiál, pričom presná hodnota závisí od zložitosti dielov.

Aké úspory môže priniesť automatizácia pri sériovej výrobe?

V prípade štandardizovaných komponentov a modulov môžu úspory na variabilných nákladoch na jeden komponent často dosiahnuť až 30 %.

Na čo slúži zber údajov v automatizovaných výrobných procesoch?

Komplexne dokumentuje každý pracovný krok, umožňuje vysledovať chyby a ich príčiny a tvorí základ pre neustále zlepšovanie procesov a certifikáciu.

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

Áno. Digitálne dvojčatá a plánovanie s využitím umelej inteligencie dnes umožňujú automatizovať aj nerépetitívne výrobné procesy, takže automatizácia a remeselná výroba sa navzájom dopĺňajú.

Na akých predpokladoch je založený tento výpočtový príklad?

30 % menej ručných pracovných hodín, hodinová mzda 35 €, 10 % úspora energie pri cene 0,20 €/kWh, 15 % menej odpadu z materiálu a zníženie počtu pracovných hodín potrebných na dodatočné opracovanie z 5 % na 1 %.

Koľko pracovných hodín je potrebných na výrobu týchto vzorových lodí?

V tomto príklade je to 20 000 hodín pre malú jachtu, 150 000 hodín pre strednú fregatu a 1,2 milióna hodín pre veľkú výletnú loď.

Budú sa aj napriek automatizácii naďalej potrebovať kvalifikovaní pracovníci?

Áno, automatizované zariadenia je potrebné programovať, monitorovať a v prípade potreby dodatočne nastavovať, preto je kvalifikovaný personál naďalej nenahraditeľný.