Schiffbau

 

Die Größe und Komplexität sowie der Unikatcharakter maritimer Produkte stellen Werften und Zulieferer im Schiffbau vor große Herausforderungen. Ziel der Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in diesem Zusammenhang ist es, ganzheitliche Lösungen zu entwickeln, die den maritimen Kunden eine effiziente, kostengünstige und qualitätsgerechte Fertigung ermöglichen. Bestandteile des Portfolios sind:

Planung und Entwicklung schiffbaulicher Produktionsstätten sowie die Auslegung, Entwicklung und Implementierung durchgängiger digitaler Prozessketten über den gesamten Produktlebenszyklus

Entwicklung effizienter Automatisierungskonzepte und neuartiger Konstruktionsansätze (z. B. Leichtbau, Optimierung des Lärm- und Schwingungsverhaltens)

Innovativer Einsatz neuester Technologien wie z. B. die Entwicklung und Qualifizierung neuartiger Fügetechnologien (z. B. Schweißen, Kleben, mechanisches Fügen) oder eine Qualitätssicherung durch hochgenaue geometrische Vermessung großer Bauteile

 

Werftplanung und -betrieb

© Fraunhofer IGP

Die Schiffbauindustrie ist gekennzeichnet durch komplexe Materialflüsse innerhalb der Fertigung und Logistik sowie durch umfangreiche Interdependenzen innerhalb der Prozessstufen. Diese massive Komplexität der Planungsaufgabe bringt statische Planungswerkzeuge schnell an ihre Grenzen. Im Bereich der Werftplanung besteht daher ein enormes Potenzial für den Einsatz neuester Methoden und Werkzeuge der Digitalen Fabrik, wie etwa Materialflusssimulation, 3D-Layoutplanung und Robotersimulation. Mit Hilfe dieser Tools können Schiffbaubetriebe unter anderem bei der Absicherung von Reorganisations- oder Investitionsprojekten unterstützt werden. Zudem können individuell zugeschnittene Softwarelösungen im Bereich der Produktionsplanung und -steuerung dabei helfen, den branchenspezifischen Charakteristika optimal gerecht zu werden und die Effizienz der Produktion zu steigern. Ein weiteres Bestreben ist es darüber hinaus, eine verbesserte und transparente Planungsgrundlage zu schaffen, sodass z. B. Engpässe frühzeitig erkannt werden können. Weiterhin ist es ein Ansatz, diverse Maßnahmen hinsichtlich ihrer Auswirkungen auf das Gesamtsystem zu evaluieren, bevor die reale Umsetzung eines Szenarios am Standort erfolgt.

Projektbeispiele

Von der Planung in die Umsetzung: Neue Laser-Hybrid-Paneellinie für MV WERFTEN (Fraunhofer IGP)

System zum allumfänglichen Informationsmanagement in der Rohrfertigung der Fr. Lürssen Werft GmbH & Co. KG (Fraunhofer IGP)

Simulation und Modellierung von Werftstrukturen (Fraunhofer IGP)

COTECMAR – Optimierung der Schiffsreparaturabläufe auf den Werften in Mamonal und Bocca Grande (Fraunhofer IGP)

ProDock – Entwicklung von leistungsfähigen Algorithmen für die dynamische Optimierung von Fertigungs- und Montageabläufen (Fraunhofer IGP)

Schiffsfertigung

© Fraunhofer IGP

Im Bereich der Schiffsfertigung ist es von übergeordneter Bedeutung, Produkte, Prozesse und Verfahren derart zu gestalten, dass sie den speziellen Anforderungen der Industrie genügen. Hierbei bilden die Dimension des Erzeugnisses, dessen Einsatzgebiet oder auch die Produktionsorganisation einen einzigartigen Rahmen, sodass maßgeschneiderte Lösungen im Bereich der Fertigungs- und fertigungsbegleitenden Prozesse entwickelt werden müssen. Dabei stehen spezielle Kleb- oder Schweißverfahren ebenso im Fokus wie innovative Produktkonzepte und die organisatorische Gestaltung der Prozesse im Sinne von Industrie 4.0.

Projektbeispiele

SUPER – Schiffbauliche Unikatfertigung mit erweiterter Realität (Fraunhofer IGP)

Entwicklung einer modularen Yachtgeneration (Fraunhofer IGP)

UW-Kleben – Entwicklung eines Verfahrens zum prozesssicheren Kleben von Halterungen unter Wasser (Fraunhofer IGP)

WOBEKA – Werkstoff- und verfahrenstechnische Optimierung kavitations- erosionsbeständiger Beschichtungen an Schiffsrudern mittels Kaltgasspritzen (Fraunhofer IGP)

Leistungssteigerung des Elektrogasschweißens von höherfesten Schiffbaustählen zum Einsatz bei Normal- und Tieftemperaturen (Fraunhofer IGP)

Neue Technologien / Innovationen im Schiffbau

© Fraunhofer IGP

Die Entwicklung von Mess- und Qualitätssicherungskonzepten bilden die Grundlage für eine konstant hohe Produkt- und Prozessqualität und sichert somit die Stellung der Unternehmen am international stark umkämpften Markt. Schwerpunktmäßig stehen dabei die geometrische Qualitätskontrolle, die Bereitstellung des Ist-Zustandes als Planungsgrundlage sowie die Onlineprogrammierung von Robotern und die Modellierung bzw. Auswertung von Punktwolken im Fokus. Ebenso strategisch wichtige Felder stellen darüber hinaus das Reverse Engineering von Punktwolken, die Erstellung individueller Softwarelösungen zur Datenauswertung sowie die Analyse und Automatisierung von Messprozessen dar.

Projektbeispiele

AIRCOAT – Eine bionische Rumpfbeschichtung zur Verringerung des Schiffswiderstandes (Fraunhofer CML)

PROPSCAN3D – Automatisierte ISO-konforme Prüfung von Schiffspropellern unter Verwendung flächenhafter 3D-Messverfahren (Fraunhofer IGP)

FINISH – Geometrieerfassung sowie Datenauswertung von Schiffsoberflächen für effiziente Beschichtungsprozesse (Fraunhofer IGP)

SMARTYards (Fraunhofer IGP)

Ebenheitsmessungen für POD - Antriebe (Fraunhofer IGP)