Google+ Facebook Twitter XING LinkedIn GoogleCurrents YouTube

Digitalisierung in der Industrie

Digitalisierung und effiziente Antriebe machen Marineindustrie zukunftsfähig

| Autor: Stefanie Michel

Die Azipod-Antriebe, die gerade in der Meyer Werft am Kreuzfahrtschiff „World Dream“ montiert werden, senken den Energieverbrauch und machen das Schiff manövrierfähiger.
Die Azipod-Antriebe, die gerade in der Meyer Werft am Kreuzfahrtschiff „World Dream“ montiert werden, senken den Energieverbrauch und machen das Schiff manövrierfähiger. (Bild: Stefanie Michel)

Ein Besuch auf der Meyer Werft hat gezeigt: Die Digitalisierung spielt auch in der Schiffsbranche eine große Rolle. Neben der Effizienzsteigerung ist sie der Hebel, um wettbewerbsfähig und fit für die Zukunft zu sein.

Auf den ersten Blick haben die Marineindustrie und die Fertigungsindustrie bis auf manche verbauten Komponenten nicht viel gemeinsam. Ein zweiter Blick zeigt aber, dass die Unternehmen vor manch ähnlichen Herausforderungen stehen: Digitalisierung und Energieeffizienz. Das zeigte eine Pressereise von ABB zur Meyer Werft nach Papenburg.

Für Automatisierer wie ABB ist Digitalisierung kein neues Thema, doch gerade jetzt nimmt es in der Umsetzung Fahrt auf. Den Grund sieht Dr. Christopher Ganz, zuständig für Servicetechnologien und IoT bei ABB in Zürich, im Zusammenspiel von Virtual und Augmented Reality, Cloud Computing, Machine Learing und vielem mehr. Die Prozesse dahinter kennt der Konzern; nun soll dessen Expertise andere Industrieunternehmen bei der Digitalisierung unterstützen.

Aus digitalen Daten einen tatsächlichen Mehrwert schaffen

Mit ABB Ability das Portfolio an digitalen Lösungen bündeln

ABB

Mit ABB Ability das Portfolio an digitalen Lösungen bündeln

20.03.17 - Auf der ABB Customer World 2017 in Houston hat das Unternehmen bekannt gegeben, mit ABB Ability ein komplettes Portfolio digitaler Produkte und Dienstleistungen auf den Markt zu bringen. Damit will man Kunden unterstützen und ihnen neue Geschäftschancen eröffnen. lesen

Unter ABB Ability hat der Automatisierungsanbieter seine digitalen Produkte und Dienstleistungen gebündelt – auch für die Marineindustrie. Doch ganz unabhängig davon, wo vernetzte Komponenten eingesetzt werden: Die Basis ist das Erfassen und Analysieren der aufgezeichneten Daten. Daraus muss dann ein Mehrwert geschaffen werden, der Verbesserungen ermöglicht; es muss gehandelt werden „Digitalisierung an sich liefert keinen Mehrwert. Solange die Erkenntnisse aus dem digitalen Bereich nicht in den physikalischen zurückfließen, also Zeit oder Energie einsparen, wird es keine Vorteile bringen“, erklärt Dr. Ganz.

Im Baudock der Meyer Werft: Ohne Azipod kein Ausdocken

Doch um Vorteile geht es natürlich. Deshalb stellte ABB in Papenburg speziell auf die Bedürfnisse der Marineindustrie zugeschnittene Softwarepakete und digitale Services vor. Wichtig für diese Branche sind ein optimiertes Flottenmanagement, um den Treibstoffverbrauch und die Wartungskosten zu reduzieren und gleichzeitig die Produktivität sowie die Sicherheit von Passagieren, Besatzung und Fracht zu erhöhen.

Hierfür können sowohl ABB als auch die Schiffsbetreiber und -eigner von der Digitalisierung und der Vernetzung von Systemen und Informationen profitieren. Durch verbesserte satellitengestützte Überwachungsmöglichkeiten von Schiffen und durch Cloud Computing können Zulieferer wie ABB den Reedereien nicht nur elektrische und automatisierungstechnische Komponenten und Systeme anbieten – wie etwa die Azipod-Antriebe samt Umrichter und Schaltschränken sowie das Leitsystem ABB Ability 800xA und zahlreiche industrieerprobte Instrumente. Darüber hinaus stehen heute dank moderner Datenübertragungs- und Analysesysteme cloudbasierte Lösungen zur Verfügung, die ein enormes Potenzial zu Kosteneinsparungen und/oder Leistungssteigerungen einzelner Schiffe oder ganzer Flotten bieten.

Predictive Maintenance auf Basis digitaler Daten

Eine der digitalen Lösungen sind die Remote Diagnostic Services (RDS). Für die Marineindustrie ist mit RDS4Marine ein Condition-Monitoring-System vorhanden, das alle technischen, digitalen Daten auf dem Schiff zusammenführt, visualisiert und überwacht. Es steht mit dem ABB-Service über eine verschlüsselte Kommunikation per Satellit in Verbindung. Sind über die Diagnoseplattform Auffälligkeiten zu erkennen – beispielsweise ein Druckabfall – können die Servicetechniker Anweisungen an die Besatzung geben, um das Problem vor Ort zu lösen. So lassen sich lange Ausfallzeiten und kostspielige Reparaturen vermeiden. Zudem verringert Fernwartung und vorausschauende Wartung die Anzahl der in Bereitschaft befindlichen Service-Ingenieure um bis zu 70 % und die Wartungskosten um bis zu 50 %.

Die heutigen Möglichkeiten durch Digitalisierung gehen aber darüber hinaus, interne Schiffsdaten zu sammeln und zu analysieren. Der von Dr. Ganz geforderte Mehrwert liegt außerdem in der Zusammenführung und Visualisierung zahlreicher weiterer Informationen, wie beispielsweise Wetterdaten, Treibstoffverbrauch oder Wellengang. Daraus kann die Software Octopus unter anderem die dynamische Trimmung optimieren. Das heißt, anhand eines Algorithmus wird in Echtzeit die optimale dynamische Trimmung berechnet, um Verluste zu minimieren. Über die Daten weiterer Komponenten (Rumpf, Schiffsschraube) können zusätzliche Einsparungen erzielt werden .

Versicherungen verlangen heutzutage von Frachtschiffsreedern fallweise den Einsatz von Routenplanungssoftware unter Berücksichtigung von weitreichenden Wetter- und Wellendaten nicht nur für die vom Treibstoffverbrauch her günstigste, sondern unter Berücksichtigung von Wind und Strömung sicherste Route von A nach B. Ein weiteres System errechnet den Einfluss der Wassertiefe in Küstennähe und im Tidenbereich auf den Strömungswiderstand des Schiffes und damit auf die optimale Geschwindigkeit beim Einlaufen in Häfen. Bis zu 5 % Treibstoff lassen sich durch solche Bewegungsvorhersagen sowie Leistungs- und Antriebsoptimierung einsparen.

Zukunftsfähig mit alternativen Antriebskonzepten

Für Schiffsbauer und -eigner immer wichtiger werden auch alternative Antriebskonzepte, um die Stickoxid- und Feinstaubbelastung zu reduzieren. Ähnlich wie innerstädtische Umweltzonen haben die USA, Europa und China an großen Küstenabschnitten sogenannte „Emission Controlled Areas“ (ECA) definiert, in denen die NOx- und SOx-Emissionen reduziert werden sollen, indem kein Schweröl verbrannt wird. Seit 2017 betrifft dies alle Verbrennungsmaschinen größer 600 kW (das entspricht etwa dem Antrieb eines Fischerbootes). Daraus resultiert, dass die Schiffe mit zwei verschiedenen Tanksystemen unterwegs sind. In der Flussschifffahrt gibt es außerdem lokale Regulierungen, die beispielsweise alternative Brennstoffe fordern. So sind Schiffseigner gezwungen, auf andere Antriebssysteme setzen, um zukunftsfähig zu bleiben.

Seit über 25 Jahren sind dieselelektrische Antriebe das Antriebssystem der Wahl, wie Martin Schiefer, Leiter Marine & Ports bei ABB in Deutschland, berichtet. Dabei laufen Verbrennungsmotoren unter optimalen Konstantbedingungen und erzeugen über Generatoren Strom, der nicht nur an Bord verwendet wird, sondern auch für die elektrischen Antriebsmotoren wie die Azipod-Antriebe.

Im Vergleich zu konventionellen Antriebssystemen mit starren Wellen verbrauchen Azipods 10 bis 15 % weniger Treibstoff. Zudem sind die dieselelektrischen Antriebe leiser und kompakter. Ein Azipod-Antrieb besteht aus einer elektrischen Antriebseinheit, die in einer unter der Wasserlinie angeordneten Gondel untergebracht ist. Er übernimmt sowohl die Antriebs- als auch die Steuerungsfunktion von Schiffen.

Für Fähren haben sich inzwischen auch Batterie-Hybrid-Lösungen durchgesetzt, bei denen die Dieselmotoren an Bord immer weniger genutzt werden. Oft fahren sie in Küstennähe elektrisch mit Batterie und nutzen den Verbrennungsmotor für höhere Geschwindigkeiten auf offenem Gewässer. Vor allem in Skandinavien sind rein batteriebetriebene Fähren bereits in Planung oder schon Realität. ABB liefert sowohl für die Hybrid- als auch für die Batteriefähren die Energiespeicher, das Gleichstrom-Bordnetz, das Leitsystem, den Antrieb und das Batterieladesystem auf Basis eines ABB-Roboters.

Die Meyer-Werft: Der Spezialist für Mega-Kreuzfahrtschiffe Die Meyer-Werft in Zahlen:
  • 1795 gegründet
  • 1872 Umstieg vom Holzschiffbau auf den Bau von Eisenschiffen mit Dampfmaschinen
  • 1975 Umzug aus der Stadt an den heutigen Standort
  • 1987-1990 Verlängerung der Baudockhalle
  • 2002 werden ein zweites Baudock und Vorfertigungshallen mit modernen Laserschweißanlagen errichtet
  • 2008 neues Baudock wird um 120 m verlängert
  • 2012 Laserzentrum wird um eine weitere Halle erweitert
  • 2013 wurde mit der Coral Energy der erste LNG-Tanker gebaut
  • 2015 wurde Forschungsschiff Sonne geliefert
  • Bis heute wurden 43 Luxus-Kreufahrtschiffe gebaut.
    Die Werft befindet sich in siebter Generation im Besitz der Familie Meyer. Als Geschäftsführer leiten Bernard Meyer, Dr. Jan Meyer, Tim Meyer und Lambert Kruse die Geschicke des Unternehmens.

    Um wettbewerbsfähig zu bleiben, setzt auch die Meyer Werft auf ABB-Komponenten. Das jüngste dort gebaute Kreuzfahrtschiff, die „Dream World“ der asiatischen Reederei Dream Cruises, ist mit einem dieselelektrischen und zwei Azipod-Antrieben ausgestattet. Außer ABB waren etwa 800 weitere Partnerunternehmen und Lieferanten am Bau des Schiffes beteiligt.

    Kommentare werden geladen....

    Kommentar zu diesem Artikel abgeben

    Der Kommentar wird durch einen Redakteur geprüft und in Kürze freigeschaltet.

    Anonym mitdiskutieren oder einloggen Anmelden

    Avatar
    Zur Wahrung unserer Interessen speichern wir zusätzlich zu den o.g. Informationen die IP-Adresse. Dies dient ausschließlich dem Zweck, dass Sie als Urheber des Kommentars identifiziert werden können. Rechtliche Grundlage ist die Wahrung berechtigter Interessen gem. Art 6 Abs 1 lit. f) DSGVO.
    1. Avatar
      Avatar
      Bearbeitet von am
      Bearbeitet von am
      1. Avatar
        Avatar
        Bearbeitet von am
        Bearbeitet von am

    Kommentare werden geladen....

    Kommentar melden

    Melden Sie diesen Kommentar, wenn dieser nicht den Richtlinien entspricht.

    Kommentar Freigeben

    Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

    Freigabe entfernen

    Der untenstehende Text wird an den Kommentator gesendet, falls dieser eine Email-hinterlegt hat.

    copyright

    Dieser Beitrag ist urheberrechtlich geschützt. Sie wollen ihn für Ihre Zwecke verwenden? Infos finden Sie unter www.mycontentfactory.de (ID: 44982998 / Antriebstechnik )

    Themen-Newsletter Konstruktion abonnieren.
    * Ich bin mit der Verarbeitung und Nutzung meiner Daten gemäß Einwilligungserklärung einverstanden.
    Spamschutz:
    Bitte geben Sie das Ergebnis der Rechenaufgabe (Addition) ein.

    Dossier Maschinensicherheit 2019

    Funktionale Sicherheit in allen Facetten

    Ohne geht's nicht: Maschinensicherheit steht bei Konstrukteuren und Entwicklern ganz oben auf der Prioritätenliste – Hier die spannendsten Artikel der letzten Monate rund um die Funktionale Sicherheit in einem Dossier zusammengefasst. lesen

    Sonderausgabe elektrotechnik AUTOMATISIERUNG

    Konstruktion & Integration von Industrierobotern

    Der Roboter als Komponente und Joker: In der Sonderausgabe "Robotik & Automation" erhalten Sie Tipps, Tricks und Praxis-Insights für Konstruktion, Automation und Integration von Insutrierobotern. lesen