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Netzwerk SmartShip – SmartShip ist ein Forschungs- und Entwicklungsnetzwerk, welches die Schifffahrt digitalisieren möchte (smartship-netzwerk.de) [1]

Ziel des Projekts ist die Entwicklung der Maritimen Digitalen Plattform (MDP) für den Einsatz im Sportbootbereich. Mittels der MDP werden bisher nicht erfassbare, schiffsspezifische Informationen erfasst, verarbeitet, analysiert und bewertet. Durch die Kombination von Edge und Cloud-Computing Lösungen können die Stärken beider Systeme optimal kombiniert werden. Zu den Edge Komponenten zählen u.a. Sensoren, die Echtzeitdaten erfassen die dann über die Cloud gespeichert, ausgewertet und verarbeitet werden. Die Erfassung von relevanten Daten (z. B. Wasserstand Bilge, Ladezustand Batterie) werden dabei auch im Winterlager wartungsfrei und unkompliziert möglich sein, um stets einen vollständigen und korrekten Informationsstand wiedergeben zu können. Das Ergebnis ist ein Digitaler Zwilling des Sportboots in der Cloud sowie visualisiert auf dem Boot selbst. Die MDP ermöglicht damit erstmals die Erfassung einer Vielzahl von Schiffsdaten die Schiffsübergreifend ermittelt bzw. generiert werden können.

Die Hardware der MDP wird zu Erfüllung der verschiedenen erforderlichen Aufgaben modular aufgebaut. Dies ermöglicht eine Anpassung an verschiedene Nutzerbedürfnisse und erlaubt es einen
breiteren Markt abzudecken. Die Hardware wird in einem kompakten und hochseetauglichen, Gehäuse untergebracht, sodass der künftige Kunde über eine offene Plattform mit einer offenen Palette an Funktionalitäten und den entsprechenden A-schlüssen verfügt und das System nicht nur in Binnengewässern einsetzbar ist.

Die MDP wird als Open Plattform angelegt, um OEMs und auch Endnutzern, die Möglichkeit gegeben entsprechende eigene Applikationen für die MDP neu zu entwickeln oder bestehende einfach zu integrieren. Ziel der Projektbeteiligten dabei ist es, die Softwareumgebung als entsprechendes übergreifendes, standardisierendes Framework, auch für Drittanbieter, zu er-schaffen und somit auch eine Gesamtintegration von bestehenden Systemen zu ermöglichen. Dies soll dem hohen Wunsch nach Individualisierung der Bootseigner nachkommen und er-möglichst eine spezifische Ausrichtung auch auf spezielle Anwendungsfälle. Dies soll auch die Akzeptanz des Produktes bei potenziellen Kunden stärken.

3D Druckoptimierung – Druckoptimierung (3d-druckoptimierung.de) [2]

Im Rahmen des ZIM-Kooperationsprojekts wird ein Prozesssteuerungstool für die Additive Fertigung (kurz PST) entwickelt. Das PST wird eine konstante Qualität in der additiven Fertigung von PLA basierten Bauteilen ermöglichen, indem der Druckvorgang digitalisiert und vorab für jeden einzelnen Druckvorgang simuliert wird. Dadurch wird ermöglicht, dass der 3D-Drucker auf veränderte Parameter und Rahmenbedingungen reagieren kann, wie z.B. die zunehmende Temperatur des Druckbetts und somit den Filamentauftrag anpassen kann. Durch den Einsatz einer Industriekamera wird der Filamentauftrag zusätzlich überwacht und bei Fehlern im Filamentauftrag wird der Druck abgebrochen.

Die angestrebte Prozesssteuerung des Druckers erfolgt somit hauptsächlich digital. Durch diesen Ansatz wird es Unternehmen einerseits möglich sein, eine konstante Fertigungsqualität zu ermöglichen und zum anderen deutlich Kosten einzusparen, da Fehldrucke v.a. bei komplexen Geometrien durch die Kamera erkannt und frühzeitig abgebrochen werden können. Die Validierung der Technologie für das PST wird anhand eines Messerhalters eines Rotationsmikrotom aus der Labortechnik erfolgen. Der Messerhalter selbst besteht aus mehr als 100 Bauteilen, von denen einige auch durch Kunststoff ersetzt werden können. Dabei muss aber gewährleistet sein, dass z.B. die Stabilität des Kunststoffs bei jedem Bauteil konstant ist. Somit eignet sich dieser Anwendungsfall ideal, um das Prozesssteuerungstool zu validieren.

Die notwendigen Entwicklungen hierfür verteilen sich auf die Bereiche Werkstoffcharakterisierung, Numerik, Digitaler Zwilling, Prozesstechnologie und Künstliche Intelligenz. Alle Bereiche sind über eine Prozessdatenbank miteinander verbunden. Die Prozessdatenbank ist somit der Dreh- und Angelpunkt des gesamten PST.