Woran mit Unterstützung des Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geforscht wird

  • In dem Forschungsprojekt ACTRESS (Architekturen, Verifikation und Validierung für sichere echtzeitfähige Systeme) werden resiliente Systemarchitekturen zum Umgang mit Cyberangriffen entwickelt.
  • Neue intelligente Systemkomponenten benötigen Verfahren, um deren Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit nachzuweisen. Im Projekt werden dazu ein Methodenpool entwickelt und eine Technologieentwicklungsplattform bereitgestellt, die auch über das Projektende hinaus für die Forschung und Entwicklung genutzt werden kann. Dazu gehören eine Simulationsumgebung, Prüfeinrichtungen und eine Plattform für Experimente auf See.
  • Das Forschungsprojekt mit dem Namen WASSER (Wartung und Service von Schiffen mit erweiterter Realität) soll durch die Entwicklung eines Augmented-Reality(AR)-gestützten Service-Dokuments Servicetechniker, Bordpersonal und an der Ausrüstung oder dem Umbau beteiligte Werker bei Wartungsarbeiten auf Schiffen unterstützen.
  • Das Vorhaben gliedert sich in die Themengebiete AR-gestützte Wartungsunterlagen, Inhaltsgenerierung und digitale Arbeitsunterlagen für flexible Bauteile sowie integrative und kooperative Nutzung digitaler Wartungsunterlagen. Den Themengebieten übergeordnet ist eine ganzheitliche Bewertung der Produktivitätsverbesserungen durch den Einsatz digitaler, AR-gestützter Wartungsunterlagen.
  • SmartPS („ERA-NET MARTEC SmartPS – Smart Propulsion System“) soll die Ausbreitung des Körperschalleintrages des Getriebes in die Schiffsstruktur reduzieren.
  • Der Körperschall entsteht überwiegend in den Verzahnungsstufen und wird über das Gehäuse in das Fundament und die Schiffsstruktur übertragen.
  • Durch passive, etwa konstruktive Optimierungen, und aktive Maßnahmen wie am Getriebefuss montierte Aktoren, die gemeinsam mit den Partnern entwickelt und validiert werden, sollen diese Schalleinträge deutlich reduziert werden.

Die Rolle der Digitalisierung für die Werften

„Als Schiffsbauer von Fracht- und Passagierfähren gibt es für uns zwei Aspekte hinsichtlich Industrie 4.0: Bau und Betrieb des Schiffes. Dabei liegen die größten Potenziale zum einen im Produkt-entstehungsprozess, der Lieferanteneinbindung aber auch dem weiteren Ausbau der Automatisierung des Fertigungsprozesses und zum anderen im Schiffsbetrieb selbst sowie bei der Anbindung des Schiffes an die Hafenlogistik und die externe Umgebung“, sagt Rüdiger C. Fuchs, Geschäftsführer der Flensburger Schiffbaugesellschaft.

Die Herausforderung ist dabei der Spagat, die hochgradig kundenspezifischen Schiffe bei einer Stückzahl eins mit höchster Qualität günstig zu fertigen. Vorgaben zur Schiffssicherheit und Einzelkomponenten wie Motor, Getriebe oder Abgasanlage, die keine Typklassifizierung haben, werden während des Produktdesigns von externen Klassifizierungsgesellschaften wie DNV-GL oder Lloyds Register abgenommen. Ein großer Anteil der Wertschöpfung, bei manchen Schiffen bis zu 75 Prozent, wird angeliefert und während des Schiffbaus sind bis zu 2.000 Personen in der Flensburger Werft. Da kann die Digitalisierung helfen, den Überblick über die Steuerung aller Prozesse zu behalten. Auch während des Schiffbetriebs ist das Potenzial groß. Entweder bei der Überwachung der Flotte, die bei manchen Reedereien gut 200 Schiffe umfassen kann und bei jedem Wetter sicher und im optimalsten Betriebspunkt fahren soll oder bei der Logistik zwischen Reederei, Hafen und Spedition oder Passagieren.

Forschungsprojekt ACTRESS, Bild: Bonnie Bartusch, OFFIS
Im Forschungsprojekt ACTRESS werden resiliente Systemarchitekturen zum Umgang mit Cyberangriffen im Schiffbau entwickelt. Bild: Bonnie Bartusch, OFFIS

Letztere erwarten in ihrem schwimmenden Hotel einwandfreien und jederzeit verfügbaren Service, sei es im Restaurant, in der klimatisierten Kabine oder bei der Unterhaltung an Bord. IT-Systeme mit tausenden Kilometer Strom- und Datenkabel und hunderten von WLAN-Spots müssen dafür ausfallsicher konzipiert sein. „Die Beherrschung komplexer Abläufe und Systeme wird für die Schiffsbauer zu einer wichtigen Herausforderung“, weiß auch Norman Südekum, Leiter Branchenmanagement Schiffstechnik bei Wago Kontakttechnik. „Die Werft muss hier sehr eng mit dem Lieferanten des übergeordneten Monitoring- und Kontrollsystems zusammenarbeiten.“ Der Gesamtsystemintegrator hat eine Schlüsselfunktion während der Inbetriebnahme. Er muss Änderungen sowie den Integrationstest an Bord durchführen. Arbeiten sind teilweise nur nacheinander möglich. Reeder hängen zur Abbildung ihrer weltumspannenden Logistikkette ebenfalls eng an dem Integrator. Bei Änderungen in Teilsystemen muss der Lieferant an Bord und der Integrator die zusätzlichen Variablen oder Messwertbereiche in das übergeordnete System einpflegen.

Bild: IBM Global Business Services

„Zukünftige kognitive Lösungen werden bei der Fertigungssteuerung im Schiffbau eine zentrale Rolle spielen; Abläufe in komplexen Produktionsnetzen können durch eine kontinuierliche und dynamische Anpassung effizienter gestaltet und Leerlaufzeiten reduziert werden.“

Robert Drygas, Managing Consultant, Unternehmensberatung IBM Global Business Services

Bild: Rolls-Royce Power Systems

„Die VR-Technologie hilft uns, dem Kunden die Stärken unserer Produkte zu veranschaulichen und ihm komplexe, technische Details zu erklären. Gleichzeitig verbessern wir damit die Qualität von Abläufen und Produkten.“

Matthias Schräder, Virtual Reality-Experte,Rolls-Royce Power Systems

Bild: Wago

„Schon heute werden terabyteweise Daten auf Schiffen gesammelt. Die Arbeit von Werften und Systemintegratoren wird jedoch durch die allgegenwärtige Anforderung, die Voraussetzungen für das Datensammeln zu schaffen, erschwert. Sie müssen Systeme verschiedener Hersteller während der Inbetriebnahme in Einklang bringen.“

Norman Südekum, Leiter Branchen-management Schiffstechnik, Wago

Bild: Wago

Bild: VDMA

„Die intensive und zielgerichtete Beschäftigung mit der Digitalisierung und Vernetzung in seiner Gesamtheit ist für die maritime Industrie ein Muss, damit neue Produkte und Dienstleistungen, neue Geschäftsmodelle entstehen und sich so die Schifffahrt über die gesamte Logistikkette weiter vernetzen kann.“

Hauke Schlegel, Geschäftsführer, VDMA Arbeitsgemeinschaft Marine Equipment and Systems

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