Fraunhofer revolutioniert im TrAM-Projekt die Schiffsentwicklung durch Modularisierungsmethode

Probefahrt der Fähre Medstraum aus TrAM Projekt
Bild: Probefahrt der Fähre Medstraum, Photo: TrAM Projekt.

Das TrAM Projekt steht für die Entwicklung einer neuen Klasse emissionsfreier, modularer Highspeed-Passagierfähren. Das internationale Forscherteam ist im Projekt bereits weit vorangeschritten und konnte u. a. die Entwicklung der einzelnen Module und den Bau der Fähre abschließen. Die Medstraum ist seit Ende September offiziell in Betrieb als Passagierfähre!

Modularisierung bietet die Chance, komplexe Systeme wie bspw. Schiffe günstiger zu produzieren, da diese erst die Möglichkeit einer Produktion innerhalb eines Produktionsnetzwerkes eröffnet (Mehr Infos dazu hier).

In der Schiffbauindustrie müssen in der Entwicklung neuer Methoden allerdings auch die Werften und deren Zulieferer mitgedacht und involviert werden. Deswegen haben Forschende des IEM eine Systematik erarbeitet, die die Produktionsplanung und Netzwerkplanung verbindet und damit die Zusammenarbeit im Produktionsnetzwerk ermöglicht. Im Fokus stehen dabei u. a. auch die Besonderheiten im Schiffbau im Vergleich zur Automobilindustrie. Im Schiffbau gibt es bspw. einige Bauteile, die weltweit nur von ein oder zwei Herstellern produziert werden. Das bedeutet, dass das Netzwerk anders entworfen werden muss als herkömmliche Produktionsnetzwerke. So ist z. B. die Auswahl geeigneter Unternehmen für das Netzwerk zwar wichtig, noch wichtiger ist es aber, den Unternehmen einen Anreiz zu bieten, dauerhaft im Netzwerk zu verbleiben. Dieser Anreiz muss kombiniert werden mit einer Produktionsplanungsmethode, die verschiedene Produktionsvarianten erstellt, Ressourcen der anderen Unternehmen im Netzwerk berücksichtigt und die günstigste Variante auswählt.

Aber wie überzeugt man erfolgreiche Unternehmen davon, ihre Arbeitsweisen zu verändern und die Produktionskosten zu reduzieren?

4 Schritte, die dafür nötig sind:
  1. Welche Herausforderungen und Chancen sind bei der Etablierung von Systems Engineering zu beachten? 
  2. Welche Vorteile bietet ein nutzerorientierter Ansatz?  
  3. Welche Rolle spielt Qualifizierung bei der Einführung von Systems Engineering? 
  4. Wie lassen sich Qualifizierungsinhalte unterhaltsam gestalten?

Im ersten Schritt wird prognostiziert, wie sich der Markt entwickeln wird. Basierend auf diesen Prognosen sprechen die Unternehmen des Netzwerks Produktionsziele ab und die einzelnen Produktkomponenten werden den Unternehmen zugeteilt. In der zweiten Phase werden Produktionspläne entwickelt. Hier sollen unternehmensübergreifende Herstellungsvarianten gebildet und die dafür benötigten Ressourcen ermittelt werden. Schritt drei beinhaltet eine konventionelle Top-Down Produktionsplanung. In diesem Schritt werden beispielsweise Lieferpläne abgesprochen oder die Preise der einzelnen Komponenten verhandelt. Abschließend sollen durch die Variation von Planungssequenzen alternative Produktionspläne erstellt werden, um auf diese Weise die Herstellung möglichst kosteneffizient zu gestalten.

Bild: Meilensteindiagramm.

Wie aber wird die langfristige Kooperationsbereitschaft der Netzwerk-Unternehmen gewährleistet?

Die Motivation und Bereitschaft zur Kooperation der teilnehmenden Unternehmen wird durch Ausgleichszahlungen untereinander garantiert. So kann sichergestellt werden, dass alle Teilnehmer von dem Netzwerk profitieren. Zusätzlich können auf kurze und auf lange Sicht Kosten in der Produktion eingespart werden, da spezialisierte Unternehmen in das Netzwerk integriert werden können und damit kostengünstiger produziert werden kann.

Engineering Forschung MBSE

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Autor*in des Beitrags: Jan-Philipp Disselkamp Fraunhofer IEM
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