Start einer Wiederbelebung der Flotte bei Seaspan

Hier sehen wir Fortschritte beim Joint Support Ship Anfang Mai 2023. Seaspan

Die Rationalisierung der Abläufe in jeder Werkstatt kann eine Herausforderung sein, aber wenn Sie Teil eines großen Schiffbaubetriebs sind, ist es besonders schwierig herauszufinden, wo Effizienzsteigerungen zu finden sind und wie diese umgesetzt werden können. Seaspan Vancouver Shipyards hat es jedoch geschafft, intelligente Methoden für die Projektdurchführung zu finden und in die Automatisierung zu investieren, wo es seinen Betrieben die beste Kapitalrendite bietet.

Die Arbeit, die Seaspan auf seinen Vancouver Shipyards durchführt, ist Teil der National Shipbuilding Strategy (NSS), die im Juni 2010 ins Leben gerufen wurde. Die NSS ist eine langfristige, milliardenschwere Verpflichtung zur Erneuerung der kanadischen Bundesflotte. Daran sind drei Werften beteiligt: ​​Seaspan, das verschiedene Nichtkampfschiffe baut; Irving, das Kampfschiffe baut; und Chantier Davie, der für den Bau mehrerer Eisbrecher engagiert wurde.

Der Zweck des NSS besteht darin, den Aufbau und die Aufrechterhaltung einer effektiven Bundesflotte für maritime Sicherheit und Dienste zu unterstützen und gleichzeitig den wirtschaftlichen Nutzen im ganzen Land zu maximieren. Es soll den typischen Aufschwung- und Abschwungzyklus vermeiden, der den traditionellen Ansatz im Schiffbau kennzeichnet.

Bei einer kürzlichen Präsentation auf der Metalworking & Manufacturing Expo in Langley, BC, zeigte Dan Southern, Direktor für Personalentwicklung bei Vancouver Shipyards, dem Publikum, wie das geplante Bauprogramm des Unternehmens die Arbeit an neuen Schiffen über 2040 hinaus aufrechterhalten wird.

Drei Schiffe aus dem Offshore-Fischerei-Wissenschaftsschiffprojekt wurden bereits von Seaspan in Dienst gestellt. Das erste Schiff, CCGS Sir John Franklin, wurde im Juni 2019 in Dienst gestellt, gefolgt vom zweiten Schiff, CCGS Captain Jacques Cartier, im Dezember 2019. Das letzte Schiff, CCGS John Cabot, wurde im Oktober 2020 der Küstenwache übergeben.

Obwohl es sich um erfolgreiche Markteinführungen handelte, war es für Seaspan aus strategischer Sicht wichtig, weiterhin in seinen Wertstrom zu investieren, um die Effizienz seiner Prozesse zu verbessern und zukünftige Projekte auf Kurs zu halten. In den Jahren 2021 und 2022 investierte das Unternehmen mehr als 27 Millionen US-Dollar, um seine Leistungsfähigkeit und Kapazität zu erhöhen. Neue Bauvorhaben haben von diesen Investitionen in Technologie und Infrastruktur profitiert.

Derzeit sind drei Schiffe bei Seaspan Shipyards im Bau. Das erste Joint Support Ship (JSS), das das Unternehmen für die Royal Canadian Navy baut, sei „vollständig konsolidiert“, wie Southern feststellte, und der Bau des zweiten JSS begann im Mai. Auch an einem Offshore Oceanographic Science Vessel (OOSV) für die kanadische Küstenwache wurden bedeutende Arbeiten abgeschlossen.

Corey Lutes, Leiter der Fertigung bei Seaspan Shipyards, bemerkte, dass „die besten Werften der Welt vielleicht 60 Rümpfe pro Jahr produzieren werden.“

Aber die Arbeit am NSS ist eine ganz andere Angelegenheit.

„Die Programme, an denen wir für unseren Kunden arbeiten, sind ziemlich maßgeschneidert und sehr auftragsspezifisch auf die Bedürfnisse der Marine und der Küstenwache abgestimmt“, bemerkte er. „Es gibt viele einzigartige Details, die die Komplexität erhöhen und damit die Gesamtzykluszeit verlängern.“

Die Untermontagewerkstatt umfasst diesen automatisierten Suprarex-Portal-Plasmaschneidetisch, Roboterprofilschneiden, eine automatisierte T-Träger-Schweißlinie und eine Mikroplatten-Roboterschweißlinie. Die typische Plattengröße, die auf diesem Tisch verarbeitet wird, beträgt 40 x 10 Fuß, und die Stangen sind 40 Fuß lang. Seespanne

Um die Zykluszeiten zu verkürzen und die Gesamttaktzeit zu verbessern, zerlegt Seaspan die Schiffe in kleinere Komponenten, um sich wirklich darauf zu konzentrieren, wie die Gesamttaktzeit dieser kleineren Komponenten verbessert werden kann, um das Schiff letztendlich schneller zu bauen.

Der Entwurf beginnt mit der Ermittlung der Kundenbedürfnisse in Bezug auf Schiffsmissionen und Betriebsbereiche; Dann beginnt die Schiffskonstruktion mit der Definition der Hauptabmessungen des Schiffes, der Schiffsrumpfform, der allgemeinen Anordnung und aller zugehörigen Systeme, wie z. B. Antrieb, Rohrleitungen, HVAC, Elektrik und spezielle Missionssysteme. All dies ist in eine 3D-Modellumgebung integriert, aus der die Produktionszeichnungen extrahiert und der Produktion bereitgestellt werden.

„Immobilien sind kostbar, daher ist die Designreife von Anfang an entscheidend“, sagte Lutes. „Normalerweise dauert die Entwicklung eines solchen Modells etwa ein Jahr. Von der Struktur über Rohrleitungssysteme, Elektrik, Kabeltrasse bis hin zu wichtigen Geräten ist alles im Modell enthalten. Wir minimieren so viele Änderungen wie möglich vor Baubeginn.“

Das Design des Schiffes bestimmt, wie seine kleineren Komponenten für die Fertigung zerlegt werden können. Ein Block hat in der Regel eine volle Breite von 20 bis 24 m und eine Länge von 12 m.

„Im Baugewerbe sind die Blöcke im Allgemeinen umgekehrt, um eine effektive Ausführung der Arbeit von unten zu ermöglichen, anstatt alles über Kopf zu erledigen“, sagte Lutes. „Es ist viel ergonomischer und effizienter.“

„Je größer das Produkt wird und wir es auf dem Hof ​​sehen, desto abhängiger werden wir von unseren Arbeitskräften“, bemerkte Lutes. „Wir versuchen, in den frühen Bauphasen so viel wie möglich zu automatisieren. Letztendlich sind wir angesichts der Größe und des Umfangs des Projekts jedoch immer noch stark auf qualifizierte Arbeitskräfte angewiesen. Daher liegt auch großer Wert darauf, wie wir unsere Arbeitskräfte effizienter und effektiver machen können.“

Während das Unternehmen die Automatisierung eingeführt hat, um die Produktionsgeschwindigkeit zu erhöhen, hat es dies auch getan, um die Qualität zu verbessern und insgesamt „das Potenzial für Sicherheitsvorfälle“ für seine Belegschaft zu verringern, erklärte Lutes. „Wenn wir einen erheblichen Teil der Arbeit, die sie auf Händen und Knien verrichten müssen, eliminieren und eine Automatisierung hinzufügen können, die sie unterstützt, führt das zu einer viel geringeren Rate an ergonomischen oder langfristigen Verletzungen.“

Um die Arbeitseffizienz in Bereichen zu verbessern, in denen eine vollständige Automatisierung nicht möglich ist, hat das Unternehmen den Einsatz von Traktorschweißgeräten und Orbitalrohrschweißgeräten eingeführt.

„Ein Bediener betreibt diese Ausrüstung immer noch, aber er tut dies in einiger Entfernung von der Schweißnaht“, sagte Lutes.

Der Produktionsbereich der Werft ist so angelegt, dass der Produktionsfluss vom Rohmaterial bis zum Schiffsbauliegeplatz und von der Untermontage bis zur Vorausrüstung möglichst geradlinig verläuft.

Ein Teil stammt aus der automatisierten T-Träger-Schweißlinie von Seaspan, einer der Maschinen, die das Unternehmen bei seinen Vorab-Automatisierungsbemühungen unterstützt. Ryan McLeod

Der erste Schlüsseleffekt im Herstellungsprozess ist die Farbcodierung des Stahls, der vor Ort ankommt. Stahl wird mit einer andersfarbigen, schweißbaren Grundierung auf die Werft gebracht, je nachdem, auf welchem ​​Schiff er verwendet wird.

„Jedes Stück Stahl sieht gleich aus, daher ist dies eine zusätzliche Hilfe, um sicherzustellen, dass die Materialien den richtigen Aufgaben zugeführt werden“, sagte Lutes.

Der Großteil der Automatisierung konzentriert sich auf drei Gebäude: die Untermontage-, Platten- und Umformwerkstätten. Hier wurde in den letzten Jahren ein Großteil der Automatisierungsinvestitionen getätigt. Angesichts der Tatsache, dass das Unternehmen typischerweise zwischen 3.000 und 4.000 Tonnen Stahl pro Jahr verarbeitet, ist dies keine Kleinigkeit.

Die Untermontagewerkstatt umfasst automatisiertes Plasmaplattenschneiden, Roboterprofilschneiden, eine automatisierte T-Träger-Schweißlinie und eine Mikroplatten-Roboterschweißlinie.

„Der gesamte Stahl, den wir auf dem Schiff verwenden, durchläuft unseren HGG-Roboter-Profilschneide- und Plattenschneidebereich“, sagte Lutes. „Der Suprarex-Portal-Plasmaschneidtisch war Teil unserer Neuinvestition, und die typische Plattengröße, die wir verarbeiten, beträgt 40 x 10 Fuß, und die Stangen sind 40 Fuß lang.

„Die T-Träger- und PEMA-Mikroplattenlinie waren ebenfalls neue Investitionen. Da es sich bei beiden um übliche Baugruppen auf dem Schiff handelt, war es sinnvoll, sie zu automatisieren“, fuhr er fort. „Die T-Träger sind ein übliches Versteifungselement für die Decks. Diese Maschine verfügt über ein Doppelkopf-Schweißsystem und eine Induktionsheizung, um Verformungen zu vermeiden, die durch den Schweißprozess selbst verursacht werden könnten.“

„Die Mikropanel-Linie verfügt über einen vollständig robotergestützten Kopf. Es verfügt über einen optischen Sensor, der das Produkt scannt und die Schweißverbindungen erkennt, und dann ist der Roboterkopf in der Lage, einfachere Baugruppen in flachen und vertikalen Positionen zu schweißen.“

Der nächste Prozess, der laut Lutes das größte wiederholbare Produkt des Shops ist, ist die Panel-Linie. In diesem Bereich werden große flache Platten (jeweils 12 x 12 m groß) durch ein Frässystem geführt, das die Platten für eine einseitige Unterpulverschweißung vorbereitet, bei der zwei Platten zusammengeschweißt werden. Die Plattenlinie befindet sich auf einem Rolltisch. Auf dem Rolltisch befindet sich außerdem eine Telerex-Plasmaschneidemaschine, die einen Umfangsschnitt der geschweißten Deckplatten durchführt. Außerdem wird das Layout für die Struktur, Rohrhalterungen, elektrische Halterungen und alles andere markiert, was in das Deck geheftet und geschweißt wird.

„Dieser letzte Schritt reduziert den manuellen Layoutaufwand erheblich“, sagte Lutes. „Auf demselben Rolltisch werden die Stäbe platziert und mithilfe des Steifener-Montageportals in Position gebracht. Später verfügt das Stiffener Welding Portal über sechs Schweißmaschinen, die drei Stäbe gleichzeitig an die Platten schweißen.“

In dieser Werkstatt werden dann die Schotten und T-Träger montiert.

Hier sehen wir eine Teilansicht zweier im Bau befindlicher „Blöcke“. Ein Block hat in der Regel eine volle Breite von 20 bis 24 m und eine Länge von 12 m. Ryan McLeod

„Das ist derzeit ein rein manueller Prozess“, sagte Lutes. „Diese werden ein paar Schritte weiter in einem Blockshop zusammengefasst.“

Die Profil- und Blechumformerei ist mit einer Nieland-Dreipunkt-Rahmenbiegemaschine und einer Nieland-1.000-Tonnen-Presse ausgestattet.

„Hier werden alle unsere Profile und Platten geformt“, sagte Lutes. „Wir bauen Sichtlinienschablonen aus Sperrholz, um sicherzustellen, dass wir die Form beibehalten, sodass wir die Form der Platte im weiteren Verlauf überprüfen können.“

Sobald das Material aus den Umform-, Platten- und Untermontagewerkstätten kommt, beginnt die Konsolidierung einzelner Blöcke.

„Ein typisches Produkt, das wir hier sehen werden, ist 20 bis 24 Fuß lang. Blöcke, eindeckig hoch mit Seitenschalen“, sagte Lutes. „Für eine effektive Installation auf dem Deckskopf bleibt alles umgekehrt.“

Von der Blockmontage geht es weiter zur Vorausrüstung, wo eine beträchtliche Menge an Rohrinstallationen, Gerätemodulen und elektrischen Anschlusskabeln zusammengeführt werden.

„Der Grund, warum wir in dieser Phase versuchen, so viel Ausstattung vorzunehmen, liegt darin, dass es sich um einen offenen Raum handelt, wir über einen Kranzugang verfügen und sie nicht durch einen anderen Block begrenzt sind“, sagte Dan Southern. „Wenn wir es früher schaffen, versuchen wir es.“

Von dort aus beginnt der Bau des großen Blocks.

„In dieser Phase müssen wir sicherstellen, dass alles wie ein Puzzle zusammenpasst. Deshalb haben wir während des gesamten Bauprozesses Haltepunkte für die Genauigkeitskontrolle, um Toleranzen einzuhalten und Nacharbeiten während der Konsolidierung zu minimieren“, sagte Lutes.

Sobald die strukturelle Konsolidierung abgeschlossen ist, geht das Team hinein und beginnt mit der Ausstattung dieser Konsolidierungszone. Im mittlerweile vollkonsolidierten JSS waren im Sommer bis zu 700 Mitarbeiter beschäftigt.

Hier sehen wir das System, mit dem die Blöcke auf jedem Schiff umgedreht und angehoben werden. Ryan McLeod

„Dies stärkt die menschliche Seite unserer Arbeit bei Seaspan“, sagte Lutes. „Wir sind immer noch sehr menschenabhängig.“

Zwischen den Stufen werden Blöcke mit selbstfahrenden modularen Transportern bewegt, eine weitere Möglichkeit, durch Automatisierung das Verletzungsrisiko zu verringern.

Zur Unterstützung des Herstellungsprozesses und zur Schulung hat Seaspan an seinem Standort in Nord-Vancouver ein Kompetenzzentrum für Schweißtechnik eingerichtet. Für die Schulung stehen 24 Schweißkabinen zur Auswahl, darunter vier Spezialkabinen.

„Wir können alle Schweißtische herausbewegen, den 10-Tonnen-Laufkran der Werkstatt nutzen und vor Ort die Schiffsmontage lehren“, sagte Southern. „Unsere Rohrmontageteams kommen hierher, um das richtige Kantenanfasen zu erlernen. Wir führen auch Schulungen und Qualifikationen zum Rohrschweißen sowie alle unsere Schweißer-Rezertifizierungen durch.“

Ebenso wichtig ist die Schweißforschung, die im Metallurgielabor des Zentrums durchgeführt wird. Das Labor ist ein Ort, an dem das Unternehmen seine eigenen Schweißprozesse testen und seine Arbeit analysieren kann, um sicherzustellen, dass sie die CWB- und Schiffsklassifizierungsstandards übertrifft. Das Labor ist mit Geräten für Härteprüfungen, Charpy-Tests und chemische Analysen ausgestattet. Es verfügt außerdem über einen Gefrierschrank, sodass Tests für Polaranwendungen durchgeführt werden können, beispielsweise die Prüfung von Schweißnähten für Polarschiffe. Dies ist von entscheidender Bedeutung, da sich die Stahlsorten für diese Anwendungen stark von anderen unterscheiden.

Für das Seaspan-Team ist es besonders wichtig, dass es Tests innerhalb von zwei Wochen durchführen kann, während es viel länger gedauert hätte, wenn es auf externe Testunterstützung angewiesen gewesen wäre.

Um seine Forschungsbemühungen zu erweitern, hat Seaspan auch in einen Forschungslehrstuhl am BCIT investiert.

„Wir investieren in den Lehrstuhl und BCIT, um Fortschritte in der gesamten Branche zu unterstützen“, sagte Southern. „Wir hoffen, dass die Forschung und Erkenntnisse positive Veränderungen für die nächste Generation von Schiffbauern bewirken werden.“

Nächsten Monat werden wir uns eingehend mit den Rekrutierungs- und Bindungsbemühungen von Seaspan befassen.

Herausgeber Robert Colman ist unter [email protected] erreichbar.

Seaspan Vancouver Shipyards, www.seaspan.com