Можливості економії завдяки автоматизації в суднобудуванні

У нашій статті про вплив автоматизації на суднобудування ми вже розглянули технологічні основи. У цій статті ми детальніше розглянемо цю тему та конкретно покажемо, які Можливості економії що виникають у суднобудівних заводах у зв’язку з матеріалами, енергією та робочим часом — включаючи приклад розрахунку для трьох проектів суден різного розміру.

Як автоматизоване розкроювання зменшує витрати матеріалу?

Системи автоматизованого розкрою та автоматизованого виробництва працюють на основі програмованого управління, яке функціонує набагато точніше, ніж це могла б зробити людина. Це не тільки підвищує якість кінцевого продукту, а й зменшує витрати матеріалів та ресурсів. Прикладом цього є розкрій сталевих листів: завдяки підвищеній точності відходів стає набагато менше. Таким чином, більша частина сталі фактично використовується при будівництві судна, що, у свою чергу, знижує витрати на матеріали та, звісно, позитивно впливає на навколишнє середовище.

Як інтелектуальні програми розкладки підвищують ефективність використання ресурсів?

Так звані інтелектуальні програми розкрою ще більше підвищують зазначену точність. Окрім зниження витрат на матеріали, вони також сприяють підвищенню ефективності використання ресурсів. Це, у свою чергу, є важливим аспектом у прагненні до сталого суднобудування.

Як автоматизація знижує змінні витрати на одиницю виробу?

Автоматизація знижує змінні витрати на одиницю деталей. Це пояснюється тим, що процеси спочатку оптимізуються, а потім, завдяки програмуванню, можуть повторюватися скільки завгодно разів. Саме при серійному виробництві різних модулів або окремих стандартизованих компонентів та установок це забезпечує значну економію. Вони часто можуть сягати до 30 %. Однак реальний розмір економії також залежить від складності деталей та ступеня інтеграції автоматизації, тому необхідно постійно контролювати споживання ресурсів на верфях.

Як збір даних та документація сприяють управлінню якістю?

Саме тому автоматизація базується на збиранні та аналізі даних у виробничому процесі. При цьому програми точно фіксують кожен крок, кожен рух під час складання та кожен зварювальний шов. Таким чином, конструктори можуть відстежувати, що відбувається, та перевіряти, де можуть виникнути дефекти, які їхні причини та як уникнути таких збоїв у майбутньому.

Отже, автоматизація не лише керує виробництвом, а й завдяки своїй документації забезпечує абсолютно новий рівень прозорості. Це дозволяє виявляти джерела помилок ще до початку виробництва. Однак якщо вони виявляються лише під час виробництва, фахівці можуть провести повторне налаштування обладнання. Таким чином вони запобігають повторному виникненню помилок під час наступного циклу, що, звісно, економить робочу силу та інші ресурси.

Такий спосіб роботи водночас передбачає безперервне управління якістю. Повна документація є підтвердженням та основою для вдосконалень. Крім того, вона забезпечує прозорість та сертифікацію процесів і продукції — це також позитивно оцінюється.

Чи підходить автоматизація також для одиничного виробництва, наприклад, яхт та науково-дослідних суден?

Багато хто вважає автоматизацію процесом, який виправданий лише у випадку стандартизованих продуктів. У цьому вони не обов’язково помиляються — або помилялися раніше. Однак часи дещо змінилися, і сьогодні слід враховувати набагато більше факторів. Сьогодні цифрові двійники та планування на основі штучного інтелекту дозволяють інтегрувати в програмне забезпечення виробничі процеси, що не є повторюваними. Це означає, що завдяки таким адаптивним системам та на основі цифрового планування автоматизовані системи тепер можуть з легкістю працювати навіть під час виробництва одиничних суден. Крім того, навіть у цих окремих суднах можна знайти обладнання, виготовлення якого відбувається за допомогою повторюваних процесів.

Це означає, що на сьогодні автоматизація вже перетворюється на гібридну модель. Її можна застосовувати також на яхтах і науково-дослідних суднах, адже завдяки своїй здатності до індивідуального виробництва вона тепер доповнює й ремесло.

Приклад розрахунку: Як автоматизація впливає на витрати для трьох типів суден?

Ось приклад того, як автоматизація може вплинути на вартість проекту. Для наочності візьмемо за основу розрахунків невелику яхту, середню фрегату та великий круїзний лайнер. Ось припущення, які застосовуються в цьому прикладі:

• Загалом економія становить — за найскромнішими підрахунками — 30 % годин ручної праці
• Оплата праці становить 35 євро за годину
• У сфері енергетики автоматизовані процеси забезпечують економію 10 % при передбачуваній ціні 0,20 € за кВт·год
• Відходи матеріалу зменшуються на 15 %
• Завдяки автоматизації та пов’язаній з нею підвищеній точності час на доопрацювання скорочується з 5 % від загальної кількості робочих годин до всього 1 %

Для трьох суден у цьому прикладі ці витрати становлять таке початкове значення:

Тип судна	Робочі години	Витрати на матеріали	Енерговитрати
Невелика яхта	20 000 годин	300.000 €	50 000 кВт·год
Середня фрегата	150 000 годин	2,5 млн євро	500 000 кВт·год
Великий круїзний лайнер	1,2 млн годин	25 млн євро	5 млн кВт·год

Звісно, ці цифри можна замінити реальними значеннями відповідно до конкретного прикладу, якщо хтось захоче застосувати ці розрахунки до певного проекту суднобудування.

У наступній статті ми продовжимо ці розрахунки та детальніше проаналізуємо конкретну економію для всіх трьох типів суден.

Примітка: Навіть під час експлуатації автоматизованих виробничих систем кваліфіковані фахівці з програмування, контролю та коригування залишаються незамінними. Їх можна залучити з дотриманням усіх правових вимог через агентства з надання тимчасової робочої сили відповідно до Закону про надання тимчасової робочої сили (AÜG). Детальніше про це читайте в нашій статті про Закон про тимчасове працевлаштування (AÜG). Про технологічні основи автоматизації в суднобудуванні ви можете прочитати в нашій попередній статті про Автоматизація в суднобудуванні.

Висновок

Автоматизація в суднобудуванні дозволяє заощадити не лише час, а й, що можна виміряти, матеріали, енергію та робочі години — від більш точного розкрою та інтелектуальних програм розкладки до безперервного збору даних для управління якістю. Завдяки цифровим двійникам та плануванню на основі штучного інтелекту від цих переваг тепер отримують користь навіть одиничні замовлення, такі як яхти та науково-дослідні судна. Якою саме є економія, показує розрахунковий приклад для яхти, фрегата та круїзного лайнера — і це питання буде детальніше розглянуто в наступній статті.

FAQ

На скільки можна заощадити на витратах на матеріали завдяки автоматизованому розкрою?

Завдяки вищій точності та меншим відходам під час розкрою сталевих листів витрати на матеріали помітно знижуються, причому точна величина залежить від складності деталей.

Наскільки великою може бути економія завдяки автоматизації серійного виробництва?

У разі використання стандартизованих компонентів і модулів економія на змінних витратах на один вузол часто може сягати до 30 %.

Для чого служить збір даних у автоматизованих виробничих процесах?

Вона безперервно документує кожен етап роботи, дозволяє відстежувати недоліки та їхні причини, а також слугує основою для постійного вдосконалення процесів та сертифікації.

Чи вигідна автоматизація навіть у випадку індивідуального виробництва, наприклад, яхт?

Так. Цифрові двійники та планування на основі штучного інтелекту сьогодні дають змогу автоматизувати навіть нерепетитивні виробничі процеси, завдяки чому автоматизація та ремесло доповнюють одне одного.

На яких припущеннях ґрунтується цей розрахунковий приклад?

30 % годин ручної праці менше, погодинна заробітна плата 35 €, 10 % економії енергії при ціні 0,20 €/кВт·год, 15 % менше відходів матеріалу та скорочення часу на доопрацювання з 5 % до 1 % робочих годин.

Скільки робочих годин потрібно для будівництва зразкових суден?

У наведеному прикладі це 20 000 годин для маленької яхти, 150 000 годин для середньої фрегати та 1,2 мільйона годин для великого круїзного лайнера.

Чи потрібні фахівці, незважаючи на автоматизацію?

Так, автоматизовані установки потрібно програмувати, контролювати та, за необхідності, коригувати, тому кваліфікований персонал і надалі залишається незамінним.