KMU-innovativ Innovationen für die Produktion von morgen Projektportraits der 13. Auswahlrunde mit Laufzeit QII 2014 QIII 2016 www.bmbf.de
KMU-innovativ Innovationen für die Produktion von morgen Projektportraits der 13. Auswahlrunde mit Laufzeit QII 2014 QIII 2016
Leitbild eines innovativen Deutschlands Es sind die guten Ideen, aus denen in Deutschland neue Produkte und Dienstleistungen entwickelt werden. Sie sind weltweit gefragt und sichern unseren Wohlstand und unsere Lebensqualität. Auf viele drängende Fragen und Herausforderungen der Zukunft wurden bereits innovative Lösungen gefunden. In anderen Bereichen muss weiter geforscht und experimentiert werden. Hier setzt die neue Hightech-Strategie an: Sie betrachtet systematisch den ganzen Innovationsprozess von der kreativen Idee bis zur Umsetzung in neue Produkte und Dienstleistungen. Die neue Hightech-Strategie konzentriert sich auf Forschungsthemen, die von besonderer Relevanz für die Gesellschaft sowie für Wachstum und Wohlstand sind: Informations- und Kommunikationstechnologien prägen nahezu alle unsere Lebens- und Wirtschaftsbereiche. Doch wie wollen wir in einer digitalen Welt leben, lernen und arbeiten? Wie gestalten wir Produktion und Konsum ressourcenschonender, umweltfreundlicher, sozialverträglicher und damit nachhaltiger? Wie sieht die Zukunft der Arbeit aus? Wie können wir Fortschritte für Gesundheit und Wohlbe inden erzielen? Wie verhindern wir Störungen oder Engpässe bei Energieversorgung, IT-Kommunikation, Mobilität oder Logistik? Die neue Hightech-Strategie bringt alle Akteure des Innovationsgeschehens zusammen, um Kräfte zu bündeln und den Weg von der Idee in die Anwendung zu verbessern. Sie sorgt auch dafür, dass die Bedingungen in Deutschland innovationsfreudig bleiben. Dafür sind qualifizierte Fachkräfte ebenso notwendig wie eine bessere Finanzierung von Innovationen oder ein forschungsfreundliches Urheberrecht. Zivile Sicherheit Wachstum, Wohlstand, Intelligente Mobilität Digitale Wirtschaft und Gesellschaft Zentrale Forschungsthemen der Hightech- Strategie Gesundes Leben Lebensqualität Nachhaltiges Wirtschaften und Energie Innovative Arbeitswelt Mehr erfahren Sie auch unter www.hightech-strategie.de
6 Produktmodularisierung vereinfacht Konstruktionsund Fertigungsprozesse VaMos Rotorblätter für Windenergieanlagen werden während der Lagerung, des Verladens und des Transports in Rotorblattladungsträgern (RBL) eingespannt. Diese erleichtern die Handhabung und schützen das Blatt vor Beschädigungen. Für jedes Rotorblatt werden zwei Ladungsträger-Typen benötigt: ein Wurzelgestell und ein Spitzengestell. Die RBL werden entsprechend der Form und Größe des Rotorblattes konstruiert und können je nach Kundenwunsch mit Sonderelementen ausgestattet werden, die sowohl Zusatzfunktionen bieten, wie z. B. Wendevorrichtungen, als auch der weiteren Erleichterung der Arbeit mit den Transportgestellen dienen, wie beispielsweise der Teilbarkeit beim Rücktransport. Die Produktion ist heute als auftragsbezogene Werkstattfertigung mit einer Losgröße bis circa 100 RBL ausgelegt, sodass standardisierte Fertigungsprozesse und eine effiziente Arbeitsteilung nicht möglich sind. Hinzu kommt, dass die auftretenden Produktabmessungen eine freie Auswahl der Fertigungstechnologien einschränkt. Zukünftig ist mit einem weiteren Anwachsen des Gesamtbedarfs an RBL und einer weiteren Zunahme der Abmessungen und Varianten zu rechnen. Gleichzeitig steigen durch die Internationalisierung der Märkte Wettbewerbs- und Kostendruck. Aufgaben und Ziele Ziel des KMU-innovativ Projekts VaMos ist deshalb, bestehende RBL-Konstruktionen derart zu modifizieren, dass die Zeitaufwände zur Neukonstruktion reduziert und Fertigungsprozesse standardisiert werden, um die Effizienz zu steigern. Unter der Randbedingung der für das breite Variantenspektrum der Rotorblätter notwendigen Flexibilität sollen die Projektziele mit Hilfe eines Herstellermodulbaukastens erreicht werden. Technologie und Methodik Rotorblattladungsträger bei der Schiffsverladung Quelle: HAWART Sondermaschinenbau GmbH Aus einer Klassifizierung der bisherigen, starren RBL- Konstruktionen, einer Schwachstellenanalyse der Fertigung und einer Kundenumfrage werden Anforderungen an den zu entwickelnden Modulbaukasten abgeleitet. Entsprechend der Klassifikation werden sowohl standardisierte Module, wie z. B. Seitenelemente oder Leitern, als auch kundenspezifische Module, wie die Rotorblattschnittstelle, definiert und in konstruktive Lösungen überführt. Die Umsetzbarkeit des Konzepts wird sowohl durch computerunterstützen Festigkeitsberechnungen als auch durch die prototypische Realisierung und mechanische Erprobung einzelner Varianten nachgewiesen. Parallel wird die erforderliche Fertigungskette neukonzeptioniert und während der Fertigung der modularen RBL-Prototypen in einzelnen Stationen erprobt. Anwendungen und Ergebnisse Die Projektergebnisse werden eine Verkürzung der Konstruktions- und Fertigungszeit bei gleichzeitiger Qualitätssteigerung für kundenindividuelle RBL zur Folge haben. Eine Bewertung der konstruktions- und produktionstechnischen Maßnahmen in Form von Kenngrößen erlaubt das Ableiten eines Vorgehensmodells, das von mittelständischen Unternehmen bei der Entwicklung von Sonderprodukten, wie z. B. Bootsböcken, genutzt werden kann.
7 Projektpartner und -aufgaben HAWART Sondermaschinenbau GmbH, Ganderkesee Systemhersteller: Lager-, Transport- und Hebevorrichtungen aus Stahl, Entwicklung und Erprobung des Modulbaukastens für Rotorblattladungsträger Universität Bremen, Bremer Institut für Strukturmechanik und Produktionsanlagen (bime), Bremen Forschungseinrichtung: Konzeption des Modulbaukastens und der Fertigungsprozesse, Entwicklung des Vorgehensmodells Projekt Variantenbeherrschung in Konstruktion und Produktion von Rotorblattladungsträgern durch Modularisierung (VaMos) Koordination HAWART Sondermaschinenbau GmbH Herr Willy B. Körner Handwerksweg 8 27777 Ganderkesee Tel.: 04222 94139-11 E-Mail: willy.koerner@hawart.de Projektvolumen 841 Tsd. Euro (davon 483 Tsd. Euro BMBF-Förderung) Laufzeit 01.05.2014 bis 30.04. 2016 Projektlink www.produktionsforschung.de/ projekt/vamos Programm Forschung für die Produktion von morgen BMBF-Referat Forschung für Produktion, Dienstleistung und Arbeit (512) Projektträger Projektträger Karlsruhe (PTKA-PFT) Ansprechpartner Frau Dipl.- Des. Christiane Peters Tel.: 0721 608-25277 E-Mail: christiane.peters@kit.edu
Impressum Herausgeber Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Forschung für Produktion, Dienstleistung und Arbeit 53170 Bonn Bestellungen schriftlich an Publikationsversand der Bundesregierung Postfach 48 10 09 18132 Rostock E-Mail: publikationen@bundesregierung.de Internet: http://www.bmbf.de oder per Tel.: 030 18 272 272 1 Fax: 030 18 10 272 272 1 Stand Juni 2015 Diese Druckschrift wird im Rahmen der Öffentlichkeitsarbeit vom Bundesministerium für Bildung und Forschung unentgeltlich abgegeben. Sie ist nicht zum gewerblichen Vertrieb bestimmt. Sie darf weder von Parteien noch von Wahlwerberinnen/Wahlwerbern oder Wahlhelferinnen/Wahlhelfern während eines Wahlkampfes zum Zweck der Wahlwerbung verwendet werden. Dies gilt für Bundestags-, Landtags- und Kommunalwahlen sowie für Wahlen zum Europäischen Parlament. Missbräuchlich ist insbesondere die Verteilung auf Wahlveranstaltungen und an Informationsständen der Parteien sowie das Einlegen, Aufdrucken oder Aufkleben parteipolitischer Informationen oder Werbemittel. Untersagt ist gleichfalls die Weitergabe an Dritte zum Zwecke der Wahlwerbung. Unabhängig davon, wann, auf welchem Weg und in welcher Anzahl diese Schrift der Empfängerin / dem Empfänger zugegangen ist, darf sie auch ohne zeitlichen Bezug zu einer bevorstehenden Wahl nicht in einer Weise verwendet werden, die als Parteinahme der Bundesregierung zugunsten einzelner politischer Gruppen verstanden werden könnte. Druck BMBF Gestaltung Karlsruher Institut für Technologie (KIT) Presse, Kommunikation und Marketing (PKM) Bildnachweis Titelbild JELBA Werkzeug & Maschinenbau GmbH & Co KG Text Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) Referat Forschung für Produktion, Dienstleistung und Arbeit Projektträger Karlsruhe (PTKA) Produktion und Fertigungstechnologien
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