Laufende Forschungsprojekte

Terminalplanung durch ISI-Plan - Kopplung von Layoutplanung und Simulation

© ISI Plan

Layoutplanung und Logistiksimulation werden bislang bei der Entwicklung und Planung logistischer Knoten getrennt eingesetzt. Layoutplanungssoftware zeichnet sich durch eine intuitive und kooperative Anwendung aus, erlaubt jedoch nur statische Betrachtungen. Demgegenüber bietet Simulationssoftware den Vorteil, dass sie die Analyse dynamischer Prozesse erlaubt, ist jedoch weniger intuitiv anzuwenden.

Ziel von ISI-Plan ist es, beide Tools miteinander zu kombinieren und so die Stärken der Tools zu nutzen, die Schwächen zu eliminieren und Synergieeffekte (z. B. Reduzierung der Modellierungszeit für das Simulationsmodell) zu realisieren. Es soll eine Lösung entwickelt werden, die es ermöglicht, statische Layouts, erstellt auf einem berührungssensitiven und intuitiv zu bedienenden Planungstisch, direkt in ein funktionsfähiges dynamisches Simulationsmodell mit hinterlegten Logistikstrategien zu übertragen. Insbesondere diese hinterlegten Strategien sind die Hauptsäule bei der Integration, da sie das fehlende Glied zwischen Layoutplanung und Simulation darstellen. Das Projekt hat eine Dauer von drei Jahren, vom September 2017 bis zum August 2020. Erfahren Sie hier mehr zu ISI-Plan. 

 

Wettbewerbsvorsprung für Terminals in See- und Binnenhäfen dank Augmented Reality - InnoPortAR

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Augmented Reality (AR) steht für die Bereitstellung von ergänzenden Informationen zu einem Arbeitsauftrag bspw. im Sichtfeld einer Datenbrille. Durch AR wurden in den vergangenen Jahren herkömmliche Arbeitsvorgänge vereinfacht und verbessert und neue Anwendungen geschaffen. Damit diese Technologie auf die komplexen Prozesse in trimodalen Terminals übertragen werden kann, ist am CML das von der Duisburger Hafen AG koordinierte Projekt „InnoPortAR - Innovative Einsatzfelder für Augmented Reality in Binnen- und Seehäfen“ gestartet. Gemeinsam mit den Projektpartnern Fraunhofer IML, Materna AG und Materna TMT sowie den assoziierten Projektpartnern Haeger & Schmidt, CTD Dortmund und die Eurogate Technical Services GmbH sollen Praxistests zeigen, welche Arbeitsabläufe sich in Binnen- und Seehäfen durch den Einsatz von AR unterstützen lassen. Das Projekt wird im Rahmen des Forschungsprogramms IHATEC vom BMVI über eine Laufzeit von drei Jahren gefördert. In unterschiedlichen Testumgebungen sollen die AR-Anwendungen getestet werden, beispielsweise beim Containerumschlag in trimodalen Terminals, in der Wartung und Instandhaltung sowie in der Ladungssicherung. Durch diese Lösungsansätze soll „InnoPortAR“ u.a. dazu beitragen, die Mensch-Maschine Interaktion durch die gezielte Bereitstellung relevanter Informationen zu verbessern. Das CML ist insbesondere in die Anforderungsanalyse, die  Übertragbarkeit von Projektergebnissen sowie die wissenschaftliche Verwertung eingebunden. Konkrete InnoPortAR-Innovationen werden für die „Wartung und Instandhaltung von Umschlagequipment und Hafeninfrastruktur“ entwickelt. Das Umsetzungskonzept für einen Seehafenbetrieb wird beispielhaft mit dem Projektpartner Eurogate Technical Services GmbH umgesetzt. 

RoboVaaS - Robotic Vessels as-a-Service

© RoboVaaS

Kleinere unbemannte Über- und Unterwassereinheiten (USV bzw. UUV) sind heute bereits Stand der Technik, wobei sie bisher vorrangig getrennt von der Schifffahrt agieren. Das Projekt ‘Robotic Vessels as-a-Service’ (RoboVaaS) hat zum Ziel, maritime Operationen in Küstengewässern durch die Einbindung und Vernetzung von kleineren USV bzw. UUV effizienter und sicherer zu gestalten und neue Dienste für die Schifffahrt anzubieten. Das System wird durch vernetzte Fahrzeuge mit spezieller Sensorik, einem zuverlässigen Datenübertragungs-Cloud-Netzwerk für die Über- und Unterwasserkommunikation, einer Überwachungsstation und einer webbasierten Echtzeit-Benutzeroberfläche unterstützt. Soweit möglich, wird die autonome Schiffstechnologie eingesetzt; einige Operationen werden jedoch weiterhin die menschliche Kontrolle durch z.B. ferngesteuerte Fahrzeuge beinhalten. Anwendungsbeispiele sind Anti-Erdungs- und Inspektionsdienste oder Emissions- und Bathymetriemessungen. 

Während der Projektaufzeit von drei Jahren sollen ein livedatenbasierter USV-Strandungsvermeidungsdienst, ein UUV-Inspektionsdienst für die Schiffshülle sowie ein automatisierter UUV/ USV-Datensammlungsdienst für Hafengebiete entwickelt werden. Neben der Definition der Dienste wird ein Kommunikationsnetz mit einer web-basierten Echtzeitoberfläche entwickelt und im Hafenumfeld getestet. Das disruptive Konzept hat das Potenzial, die Sicherheit auf See und beim Menschen zu verbessern, die Flexibilität und Zugänglichkeit der europäischen Wasserstraßen zu erhöhen und die Kosten für eine Vielzahl von Beteiligten im Seeverkehr zu senken. 

RoboVaaS wird von den MarTERA-Partnern Bundesministerium für Wirtschaft, Mittelstand und Energie (BMWi), Italienisches Bildungs-, Universitäts- und Forschungsministerium (MIUR) und Irisches Meeresinstitut (MI) sowie von der Europäischen Union finanziert.

Dieses Projekt wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 728053 gefördert.

 

 

 

 

AIRCOAT – Eine bionische Rumpfbeschichtung zur Verringerung des Schiffswiderstandes

AIRCOAT (Air Induced friction Reducing ship COATing) ist ein dreijähriges Projekt, das im Mai 2018 gestartet ist und von der Europäischen Kommission im Rahmen von Horizon 2020 gefördert wird. Ziel des Projekts ist die Entwicklung einer passiven Luftschmiertechnologie, die den biomimetischen Salvinia-Effekt nutzt. Umgesetzt auf der Oberfläche von Schiffsrümpfen erzeugt die biomimetische AIRCOAT-Technologie eine dünne, dauerhafte Luftschicht, wenn sie in Wasser eingetaucht wird. Diese reduziert den gesamten Reibungswiderstand deutlich und wirkt gleichzeitig als physikalische Barriere zwischen Wasser und Rumpfoberfläche. Neben einer erheblichen Reduzierung des Kraftstoffverbrauchs und damit der Abgasemissionen verhindert die Luftbarriere auch die Anhaftung von Biofouling und mindert die Emission von Schiffslärm.

Ein interdisziplinäres Team, bestehend aus zehn europäischen Partnern, entwickelt den AIRCOAT-Prototypen, der mit experimentellen und numerischen Methoden validiert und im Einsatz demonstriert wird. Wesentliche Vorteile der bestehenden Technologien sind, dass der Schiffskörper über die Luftschicht passiv „geschmiert“ wird und die Refit-Technologie sofort auf die gesamte Flotte anwendbar wäre. Projektkoordinator Johannes Oeffner vom Fraunhofer CML kommentiert: "AIRCOAT hat ein hohes Potenzial, eine bahnbrechende Technologie zur Steigerung der Energieeffizienz und zur Reduzierung von Schiffsemissionen zu werden."

Das Fraunhofer CML koordiniert das Projekt und schließt die Lücke zwischen Wissenschaft und Industrie, um den ganzheitlichen AIRCOAT-Ansatz sicherzustellen. Das CML wird dazu beitragen, die Oberflächenstruktur von AIRCOAT durch experimentelle und numerische Methoden zu optimieren und die Ergebnisse zu analysieren, um sie auf größere Dimensionen zu übertragen und auf echte Schiffe anzuwenden. Neben der Entwicklung einer Methode zur Quantifizierung und Überwachung der Luftschicht wird das CML auch die Bewertung der wirtschaftlichen und ökologischen Auswirkungen von AIRCOAT durchführen.

Besuchen Sie die offizielle Homepage unter aircoat.eu und folgen Sie AIRCOAT via Twitter oder LinkedIn, um keine News zu verpassen.

Dieses Projekt wurde durch das Forschungs- und Innovationsprogramm Horizon 2020 der Europäischen Union im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 764553 gefördert.

 

 

 

 

FernSAMS - sichere und optimierte Hafenmanöver dank ferngesteuerter Schlepper

FernSAMS, das ist das Akronym für "Einsatz ferngesteuerter Schlepper bei An- und Ablegemanövern großer Schiffe".  Gemeinsam mit fünf weiteren Partnern unter dem Koordinator Voith startete das CML ein durch das BMWi gefördertes Projekt, dessen Ziel der Entwurf eines ferngesteuerten Schleppers und sämtlicher  für dessen Betrieb erforderlichen Komponenten ist. Diese erstrecken sich von der automatisierten Leinenübergabe über die Kommunikation bis zum Trainingsprogramm. Aufgabe des CML ist die Entwicklung und Validierung des nautischen Assistenzsystems. Das Assistenzsystem bildet die Schnittstelle zu den Personen, die an den Manövern beteiligt sind. Basierend auf typischen Manöversituationen werden die Anforderungen für das System analysiert und festgelegt.
Die Fernsteuerung für den Schlepper ist als innovative Steuerungskonsole geplant. Der Einsatz dieser Konsole wird mittels umfangreicher Simulationen am CML erprobt und optimiert. Zu einem späteren Zeitpunkt im Projektverlauf wird die Fernsteuerung von einem realen Hafenschlepper aus eingesetzt. Mit der erfolgreichen Umsetzung des Projekts werden eine Effizienzsteigerung der Manöver, die Reduzierung von Zeitaufwand und Energieverbrauch sowie die Erhöhung der Sicherheit der Manöver erwartet. Potenzial birgt das Vorhaben auch in Hinblick auf die Weiterentwicklung zum (teil-) autonomen System. Die Mitarbeiter des CML freuen sich deshalb über die Bewilligung der Förderung: „Das Projekt schließt sich an vorangegangene Forschungsarbeiten des CML an und ermöglicht uns den weiteren Ausbau unserer Kompetenzen in der Entwicklung und Erprobung autonomer Technologien“, so Laura Walther, Projektleiterin am CML.