Innovative Kooperation 03.12.2020, 07:00 Uhr

Entwicklungspartner stellen IoT-Lösungen für das Service-Geschäft vor

Die Digitalisierung bietet neue Chancen auch für die Instandhaltung: Prozesse lassen sich beschleunigen und Komponenten so warten, dass sie effizienter und länger laufen. In Berlin forschen ein Softwarespezialist und seine Partner an neuen leistungsfähigen Anwendungen für die Praxis.

In der neuen Fertigungshalle von Siemens Energy in Berlin wird künftig in einer Kooperation an wichtigen MRO (Maintenance, Repair, Overhaul)-Themen geforscht. Foto: Siemens Energy

In der neuen Fertigungshalle von Siemens Energy in Berlin wird künftig in einer Kooperation an wichtigen MRO (Maintenance, Repair, Overhaul)-Themen geforscht.

Foto: Siemens Energy

In Berlin befindet sich ein wichtiger Standort von Siemens Energy: Hier werden riesige Gasturbinenschaufeln von Kraftwerken aus aller Welt wieder Instand gesetzt. Daran knüpft das Projekt „Maintenance, Repair, Overhaul“ – kurz MRO – am Werner-von-Siemens Centre for Industry and Science (WvSC) an. Darin entstehen neue Messverfahren und Materialien sowie Produkt- und Prozessinnovationen für das Service-Geschäft. Die Forschungspartner generieren dazu moderne Prozessketten. Durch die neuen Möglichkeiten, die sich seit Kurzem durch die Digitalisierung erschließen lassen, werden darin die Wertschöpfungsschritte vorgegeben.

Projektziel: schnellere und kostenoptimierte lnbetriebnahme

Das Projektkonsortium verfolgt drei primäre Ziele, die für Anlagenhersteller und ihre Kunden besonders wichtig sind: die Produktivität in den MRO-Prozessen steigern, Stillstandzeiten vermeiden und bei Reparaturen ein „Upgrade“ der betroffenen Komponenten möglich zu machen. Nach der Wieder-Inbetriebnahme lassen sich dank der optimierten Bauteile die Effizienz einer Maschine oder Anlage erhöhen, Wartungsintervalle verlängern oder auch geringere Emissionen erzielen.

Ausgehend von einer „smarten“ Inspektion dienen additive Fertigungsverfahren dazu, bei der Reparatur und Instandhaltung von Turbinenschaufeln neue Designs und alternative Materialien zu erschließen. Beschichtungsprozesse, die zuvor mithilfe von Simulationen optimiert wurden, statten das Bauteil anschließend mit verbesserten Eigenschaften aus. Wenn zum Beispiel eine Turbinenschaufel nach der Instandsetzung mit höheren Temperaturen betrieben werden soll, kann sie während der Reparatur mit einer zusätzlichen Härteschicht versehen werden.

Institute und Industrieunternehmen arbeiten intensiv zusammen

An den neuen MRO-Anwendungen arbeiten sechs Industrieunternehmen, die Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung und diverse Institute der Fraunhofer-Gesellschaft sowie der TU Berlin zusammen. „Gemeinsam bauen wir mithilfe von Digitalen Zwillingen flexible MRO-Prozessketten auf, die schnell, bedarfsgerecht und kostenoptimal Wartungs- und Reparaturmaßnahmen auslösen“, beschreibt Ian Altmann, Projektingenieur IoT & Industrie 4.0 bei der Firma Contact Software aus Bremen, das Vorhaben. „Um Service-Ingenieure und Werker bei ihrer Arbeit bestmöglich zu unterstützen, führen wir Daten aus diversen IT-Systemen zusammen und versorgen die Produktionsanlagen mit den notwendigen Informationen.“

Der Digitale Zwilling wird je nach Prozessschritt vielfältig genutzt. Bei der Inspektion eines Bauteils dient er als Ablage von 3D-Geometrien, die mittels 3D-Scan erhoben werden. KI (Künstliche Intelligenz)-unterstützte Schadensanalysen nutzen die im Digitalen Zwilling abgelegten 3D-Modelle und weitere Messungen am Bauteil, um Service-Ingenieuren die Entscheidungsfindung zur optimalen Reparaturmaßnahmen zu erleichtern. Am Digitalen Zwilling hinterlegte Simulationsmodelle helfen zudem auch, die Beschichtungsprozesse entsprechend der Anforderungen auszulegen.

Nach Abschluss der grundlegenden Vorarbeiten entsteht im WvSC-Labor eine Testumgebung auf Basis der Lösung „Elements for IoT“ von Contact. Hier evaluieren die Partner – stets mit Blick auf die unterschiedlichen Anwendungsfälle in der MRO-Prozesskette und die gewünschten Projektergebnisse – die Funktionsfähigkeit der Digitalen Zwillinge.

Öffentlich gefördertes Projekt

„Maintenance, Repair & Overhaul“ setzt ebenso wie die zwei anderen aktuellen WvSC-Projekte „Elektrische Antriebe“ und „Hochtemperatur-Anwendungen“ einen Schwerpunkt auf neue Werkstoffe, die Nutzung der additiven Fertigung und Methoden der Digitalisierung, um die Industrie beim produktionstechnischen Wandel voranzubringen. Auch das Projekt MRO wird durch den Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) ko-finanziert und mit Landesmitteln der Berliner Senatsverwaltung für Wirtschaft, Energie und Betriebe unterstützt.

Der beteiligte Softwarespezialist Contact ist ein führender Anbieter von offener Standardsoftware und „Open Source-Pioneer“ für den Produktentstehungsprozess sowie die digitale Transformation. Dazu gehört es, Projekte zu organisieren, Prozesse verlässlich auszuführen und weltweit anhand von virtuellen Produktmodellen und ihrem digitalen Zwilling zusammen zu arbeiten. Die offene Technologie ist hierbei gut geeignet, um weitere IT-Systeme und das Internet der Dinge für durchgängige Geschäftsprozesse zu verbinden.

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