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?

Автоматизовані системи розкрою та виробництва дозволяють обробляти деталі з високою точністю та стабільною якістю. За умови правильного програмування та налаштування це дозволяє зменшити кількість бракованих заготовок та втрати матеріалу. Під час розкрою сталевих листів точні розрізи та ефективне розміщення деталей сприяють кращому використанню наявного матеріалу. Це дозволяє знизити витрати на матеріали та заощадити ресурси.

Як інтелектуальні програми розкладки підвищують ефективність використання ресурсів?

Програми розкрою оптимізують розміщення деталей, що підлягають вирізанню, на поверхні матеріалу, наприклад, сталевої пластини. Це дозволяє ефективніше використовувати наявну площу та зменшити відходи. Це може знизити витрати на матеріали та сприяти більш раціональному використанню ресурсів у суднобудуванні.

Як автоматизація знижує змінні витрати на одиницю виробу?

Автоматизація дозволяє знизити змінні витрати на кожну деталь за рахунок скорочення трудових затрат, споживання матеріалів та обсягу доопрацювання. Особливо під час серійного виробництва стандартизованих компонентів та модулів оптимізовані технологічні процеси можна використовувати багаторазово. Розмір економії залежить, серед іншого, від складності деталей, завантаженості обладнання та рівня автоматизації. Тому суднобудівні заводи повинні регулярно фіксувати та аналізувати фактичні показники витрат праці та ресурсів.

Як збір даних та документація сприяють управлінню якістю?

Автоматизовані виробничі системи можуть збирати виробничі дані та надавати їх для аналізу. Те, які робочі етапи, операції складання та параметри зварювання документуються, залежить від використовуваної техніки та її конфігурації. Ці дані допомагають відповідальним фахівцям простежити хід процесів, дослідити можливі причини помилок та визначити заходи щодо вдосконалення процесів.

Цифрова документація робить виробничі процеси прозорішими. Висновки, зроблені на основі попередніх виробничих даних, можуть допомогти виявити джерела помилок ще до початку нового виробничого циклу. Якщо під час виробництва виявляються відхилення, фахівці можуть перевірити їхні причини та, за необхідності, відрегулювати обладнання. Це дозволяє зменшити ризик повторних помилок та скоротити витрати на доопрацювання.

Систематичний збір даних та документація сприяють управлінню якістю. Вони забезпечують прозорість процесів та результатів перевірок і створюють основу для постійного вдосконалення. Крім того, задокументована інформація може слугувати підтвердженням під час аудитів та процедур сертифікації, за умови, що вона відповідає відповідним вимогам.

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

Автоматизація має переваги, особливо у стандартизованих та повторюваних виробничих процесах. Однак її також можна застосовувати для окремих етапів будівництва окремих яхт або науково-дослідних суден. Цифрове проектування, цифрові двійники та, за необхідності, методи на основі штучного інтелекту можуть допомогти адаптувати процеси до різних компонентів і вимог. Навіть судна, побудовані за індивідуальним замовленням, містять компоненти, виготовлення яких передбачає повторювані етапи роботи. Економічна доцільність їхньої автоматизації залежить, серед іншого, від витрат на програмування та налагодження, а також від завантаженості обладнання.

У суднобудуванні яхт та науково-дослідних суден можна поєднувати автоматизовані процеси та ручну роботу. При цьому відповідні етапи виробництва автоматизуються, тоді як кваліфіковані фахівці виконують індивідуальні налаштування та складні монтажні роботи.

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

На прикладі невеликої яхти, середньої фрегати та великого круїзного лайнера можна проілюструвати, як можна розрахувати економію завдяки автоматизації. Наведені нижче значення слугують виключно спрощеними модельними припущеннями. Вони не є орієнтовними показниками фактичних витрат для цих типів суден.

Для цієї моделі застосовуються такі припущення:

• Обсяг ручної роботи зменшується на 30 %.
• За кожну робочу годину застосовується ставка витрат у розмірі 35 євро.
• Споживання енергії знижується на 10 %. Прийнята ціна на енергію становить 0,20 € за кВт·год.
• Обсяг відходів зменшується порівняно з початковим значенням на 15 %.
• Частка доопрацювання у загальній кількості робочих годин зменшується з 5 % до 1 %.

Для подальшого розрахунку потрібно ще визначити дві величини:

• Необхідно вказати початковий обсяг відходів або вартість матеріалу, що в них входить. Зменшення відходів на 15 % не означає зменшення загальних витрат на матеріали на 15 %.
• Необхідно з’ясувати, чи заощаджений час на подальшу обробку вже враховано у 30 % робочих годин. В іншому разі існує ризик подвійного обліку. Крім того, частка 1 % потребує чіткого орієнтира.

Для трьох модельних проєктів приймаються такі вихідні 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

Для застосування до конкретного проекту суднобудування модельні припущення необхідно замінити даними, що стосуються саме цього проекту.

У наступній статті ми розрахуємо на цій основі орієнтовну 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

В суднобудуванні автоматизація може зменшити трудомісткість, покращити використання матеріалів та сприяти управлінню якістю. Чи знизиться також споживання енергії, залежить від використовуваних установок та процесів. Окрім серійного виробництва, окремі застосування можуть розглядатися також при будівництві індивідуальних яхт та науково-дослідних суден. Вирішальне значення мають відповідні технологічні процеси, кваліфіковані фахівці та економічно доцільна інтеграція. Представлені модельні припущення становлять основу для прикладу розрахунку, наведеного в наступній статті. Фактичний розмір економії для кожного проекту необхідно визначати на основі конкретних даних.

FAQ

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

Точне розкроювання та оптимізоване розміщення деталей на сталевих листах дозволяють зменшити втрати матеріалу, а отже, і витрати на нього. Розмір економії залежить, зокрема, від геометрії деталей та рівня використання матеріалу, що було досягнуто раніше. Загального відсотка для цього вказати неможливо.

Наскільки великою може бути економія завдяки автоматизації серійного виробництва?

У разі використання стандартизованих компонентів та модулів автоматизація дозволяє знизити змінні витрати на одиницю продукції. Розмір економії залежить, серед іншого, від ступеня автоматизації, завантаженості обладнання та існуючих виробничих процесів. Прийняті в розрахунковому прикладі 30 % стосуються зменшення кількості годин ручної праці, а не загальних змінних витрат.

Для чого служить збір даних у автоматизованих виробничих процесах?

Збір даних забезпечує прозорість задокументованих виробничих процесів та сприяє аналізу причин помилок, а також постійному вдосконаленню процесів. Крім того, зібрані дані можуть слугувати підтвердженням для процедур сертифікації, за умови, що вони відповідають відповідним вимогам. Обсяг документації залежить від використовуваної системи.

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

Автоматизація може бути вигідною навіть у разі виготовлення одиничних виробів, особливо якщо мова йде про повторювані робочі операції або подібні деталі. Економічна доцільність такого підходу залежить, серед іншого, від витрат на програмування та налагодження, а також від завантаженості обладнання. Автоматизовані процеси та ручна робота можуть у цьому випадку доповнювати одне одного.

На яких припущеннях ґрунтується цей розрахунковий приклад?

У спрощеній моделі передбачається зменшення кількості ручної праці на 30 % годин, вартість праці — 35 євро за робочу годину, а також зменшення споживання енергії на 10 % при ціні на енергію 0,20 євро/кВт·год. Крім того, передбачається на 15 % менше відходів матеріалу та зменшення частки доопрацювання з 5 % до 1 %. Ці значення наводяться для ілюстрації та не є загальними галузевими орієнтирами.

Скільки робочих годин потрібно для будівництва зразкових суден?

Як вихідні значення до передбачуваної автоматизації в моделі прийнято 20 000 робочих годин для малої яхти, 150 000 — для середньої фрегати та 1,2 мільйона — для великого круїзного лайнера. Це ілюстративні модельні значення, а не загальні орієнтовні показники для цих типів суден.

Чи потрібні фахівці, незважаючи на автоматизацію?

Автоматизовані установки потребують програмування, контролю та, за необхідності, коригування, тому кваліфікований персонал і надалі залишається незамінним.