Green Fuels (Green Hydrogen, Green LNG) in Maritime - Shipping for Centralized or Decentralized Heating, Electric Power Supply and Ship Propulsion

Carsten Fichter und Uwe Werner

Nowadays heavy fuel oil and Diesel are mostly used on merchant and passenger ships. Soon international and especially national governmental regulations will increase recommendations for maritime shipping in Europe and worldwide. The main reasons are high air polluting emissions like fine dust, Nitrogen Oxide and Sulphur Oxide, as well as the recommendations of reducing the Greenhouse Gas Emissions like Carbon Dioxide. Green fuels allow to reduce those emissions. Therefore, the International Maritime Organization (IMO) create the Maritime Pollution contract (MARPOL). The MARPOL Annex VI gives the possibility to define strictly controlled air polluting areas for SOx and NOx (Emission-Controlled Areas, ECAs or SECAs). The state-of-the-art shows that hydrogen and LNG can be safely operated and used to supply electric generating systems and drive systems. Especially cruise ships nowadays were constructed with LNG main propulsion engines. Conventional hydrogen or LNG are not CO2 free. With green hydrogen or ammonia and green LNG, based on renewable electrical energy, CO2 emissions could be reduced. The paper compares different green fuels to classical fuels in maritime applications, regarding pros and cons, emissions, safety aspects and the green renewable production of such fuels.

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Produktionssysteme

Machbarkeitsanalyse hybrider Wertschöpfung - Ein Ansatz für die Analyse der Machbarkeit von Geschäftsmodellen hybrider Wertschöpfung im Kontext von KMU

Christian Köhler und Tobias Mahl

Die fortschreitende Verbreitung von vernetzten, intelligenten Produkten und Produktionsgütern im Rahmen von Industrie 4.0 verändert nicht nur die Produktion, sondern bewirkt auch die Entstehung von neuen Formen der Wertschöpfung und neuartigen Geschäftsmodellen. Unternehmen bietet dies die Möglichkeit zugehörige Dienstleistungen zu entwickeln und zu vermarkten. Dieser Trend hin zum Angebot von integrierten Produkten und Dienstleistungen wird als hybride Wertschöpfung bezeichnet und zielt darauf ab, dem Kunden ganzheitliche und individuelle Lösungen anzubieten. Die Entwicklung eines zugehörigen Geschäftsmodells hybrider Wertschöpfung erfordert eine multikriterielle Machbarkeitsüberprüfung. Dieser Beitrag befasst sich mit den Besonderheiten der Machbarkeitsstudie von Geschäftsmodellen hybrider Wertschöpfung.

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Produktionssysteme

Flexibles Referenzmodell zur Planung und Optimierung der Produktion - Generierung digitaler Fabrikmodelle mit dem digitalen Zwilling

Michael Schlecht, Jürgen Köbler und Roland de Guio

Der digitale Zwilling dringt immer weiter in den Fokus von Produktionsunternehmen vor und wurde von Gartner als wichtige Schlüsseltechnologie identifiziert [1]. Volkswagen setzt die Technologie in der Cloud ein, um zukünftig die Produktion an allen Standorten digital zu planen, zu steuern und zu optimieren [2]. Dennoch ist diese Technologie im Mittelstand bisher kaum vertreten. Dieser Beitrag beschreibt ein flexibles Referenzmodell für die Planung und Optimierung der Produktion durch den digitalen Zwilling. Der Fokus liegt zum einen auf der Optimierung statischer Layouts und Materialflüsse und zum anderen auf der Optimierung der dynamischen Materialflüsse und der zeitlichen Organisation von Prozessen.

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Lernende Organisation

Gesunder Menschenverstand statt MBA - Daran erkennen Sie gute Führungskräfte

 

Hans Rosenkranz

Es gibt unzählige Werkzeuge für Führungskräfte. Die US-amerikanische Strategieberatung Bain & Company beispielsweise analysiert regelmäßig die 25 beliebtesten Management Tools weltweit. Doch auch das beste Werkzeug ist nur dann gut, wenn es richtig eingesetzt wird. Dazu bedarf es des gesunden Menschenverstands. Einen Manager, der darüber verfügt, erkennt man an folgenden Eigenschaften: Er kennt den Unterschied zwischen Selbst- und Fremdbild, er legt Wert auf eine wertschätzende Feedbackkultur im Unternehmen und er setzt auf die Kraft des Miteinanders.

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Produktionssysteme

LoTuS – Leistungsoptimierte Trocknung und Sauberkeit - Projekt LoTuS: Ansätze zur energetischen Optimierung von Reinigungsanlagen mit integrierter Trocknung

Ghada Elserafi, Adrian von Hayn und Matthias Weigold

Die Bedeutung der Bauteiltrocknung wächst mit steigenden Qualitätsanforderungen im metallverarbeitenden Gewerbe. Damit wächst das Erfordernis, den Energiebedarf von Trocknungsprozessen zu reduzieren. Im Forschungsprojekt LoTuS wird mit verschiedenen Ansätzen die Gestaltung einer Durchlaufreinigungsanlage mit energieeffizientem Trocknungsprozess angestrebt. Neben dem Einsatz alternativer Trocknungstechnologien soll eine Prozessdigitalisierung für einen bauteilspezifischen Prozess Transparenz bieten. Hier kommen, neben umfassender Sensorik, auch Methoden der künstlichen Intelligenz zum Einsatz, um eine praxistaugliche Prozessüberwachung zu entwickeln. Mithilfe eines intelligenten Lastmanagements sollen Lastspitzen der gesamten Anlage weiter gesenkt werden.

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Produktionssysteme

Lithography-based Metal Manufacturing - Ein additives Fertigungsverfahren zur Herstellung höchstpräziser, kleiner Metallbauteile

Andreas Baum, Chiara Armbruster und Carlo Burkhardt

Additive Fertigungsverfahren, umgangssprachlich auch 3D-Druck genannt, gehören seit einigen Jahren zu den Megatrends der modernen industriellen Fertigung. Vielfältige, branchenspezifi sche Anforderungsprofi le führten so zu einer großen Anzahl an unterschiedlichen additiven Fertigungsverfahren und -verfahrensvarianten mit großer Werkstoff vielfalt. Bei erfolgreicher Identifi kation der jeweils geeigneten Technologie ermöglicht deren Einsatz dem Anwender Vorteile wie Funktionsintegration, Leichtbau oder Effi zienzsteigerungen. Allerdings stehen viele additive Fertigungsverfahren vor technologischen und vor allem wirtschaftlichen Herausforderungen, die ihren breiten industriellen Einsatz zum aktuellen Zeitpunkt hemmen. Hier bietet die innovative Lithography-based Metal Manufacturing-Technologie (LMM) neue Möglichkeiten und Chancen, insbesondere für die wirtschaftliche Herstellung von kleinen und kleinsten metallischen Präzisionsbauteilen mit hohen Genauigkeitsanforderungen.

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Produktionssysteme

Nachhaltige und intelligente additive Fertigung - Frühzeitige Erkennung von Produktionsfehlern im 3D-Druck durch Künstliche Intelligenz

Kai Scherer, Sebastian Bast, Julien Murach, Stephan Didas, Guido Dartmann und Michael Wahl

Die additive Fertigung ist eine zunehmend an Bedeutung gewinnende Fertigungstechnologie mit einem großen wirtschaftlichen Potenzial. Ihre Beliebtheit geht jedoch mit hohen Material- und Zeitverlusten einher, da fehlerbehaftete Werkstücke in vielen Fällen erst sehr spät im Fertigungsprozess erkannt werden. Ein Lösungsansatz für eine nachhaltigere und effizientere Produktion ist das automatisierte und frühzeitige Erkennen von Fertigungsfehlern mit Verfahren der Künstlichen Intelligenz. Dieser Beitrag beschreibt die Digitalisierung des Fehlererkennungsprozesses im 3D-Druck mithilfe eines bildbasierten, lernenden Systems. Dabei wird neben den einzelnen Arbeitsschritten zur automatisierten Fehlererkennung auch auf die Leistung des Systems eingegangen.

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Fragiles Produktionsverhalten automatisiert erkennen - Einfache Früherkennung deterministisch-chaotischen Verhaltens in hochverfügbaren Produktionssystemen

Martin Manns und Denny Höhnen

Routenflexibilität ermöglicht eine robuste, resiliente Gestaltung der Produktion. In hochverfügbaren, dezentral gesteuerten Produktionssystemen mit Zyklen im Materialfluss kann sie jedoch zu unerwünschtem deterministisch-chaotischen Verhalten führen. Dies kann Förderengpässe zur Folge haben, die dazu führen, dass die Systemverfügbarkeit in der Praxis hinter analytisch oder simulativ ermittelten Prognosen zurückbleibt. Im Beitrag wird eine Methode vorgestellt, die Ankunftszeiten analysiert und eine Messgröße für deterministisch-chaotisches Verhalten liefert. Mittels Algorithmen der Bildanalyse werden Daten aus speicherprogrammierbaren Steuerungen oder Embedded Systems ausgewertet. Anhand eines Beispiels eines Doppelgurtbandfördersystems wird gezeigt, dass sie sowohl im voll- als auch im teilautomatisierten Betrieb einsetzbar ist. Die Methode hat zudem das Potenzial, Industrie 4.0 Steuerungsprogramme nach IEC 61499 abzusichern.

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Produktionssysteme

Regionale Refabrikationsnetzwerke - Potenziale und Herausforderungen der lokalen Wiederaufarbeitung von Produkten

André Ullrich, Edzard Weber und Norbert Gronau

Die Herstellung von Produkten bindet Energie sowie auch materielle Ressourcen. Viel zu langsam entwickeln sich sowohl das Bewusstsein der Konsumenten sowie der Produzenten als auch gesetzgebende Aktivitäten, um einen nachhaltigen Umgang mit den zur Verfügung stehenden Ressourcen zu realisieren. In diesem Beitrag wird ein lokaler Refabrikations-Ansatz vorgestellt, der es ermöglicht, effiziente Lösungen für die regionale Wiederund Weiterverwendung von Gütern anzubieten sowie lokale Unternehmensnetzwerke zu fördern.

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Produktionssysteme

Potenziale plattformbasierter Geschäftsmodelle im Kunststoffspritzguss

Benedict Bender und Stefanie Lewandowski

Die Potenziale plattformbasierter Geschäftsmodelle im Kontext von Industrie 4.0 sind bisher nicht vollständig erschlossen. Ansatzpunkte für Plattformen und ökosystem-basierte Wertschöpfung variieren zwischen Industrien. Die Kunststoffindustrie ist dahingehend bisher weitestgehend unberücksichtigt. Aufgrund der Industriestruktur, insb. der einheitlichen Wertschöpfungsstrukturen eignet sich die Kunststoffindustrie für den Einsatz digitaler Plattformen. Neben Ansätzen für Plattformen in der Spritzgussindustrie bietet der Beitrag ein Vorgehensmodell für die Erweiterung etablierte Geschäftsmodelle. Somit kann der Einstieg in plattformbasierte Geschäftsmodelle für KMUs erleichtert werden.

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