Fachkonferenz Synergien mit Stahl

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XIV. Fachkonferenz Synergien mit Stahl Wissenschaftsforum metall.2020 Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann Wissenstransfer aus den Forschungs- einrichtungen für die Umsetzung betrieblicher Zukunftsstrategien

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XIV. Fachkonferenz

Synergien mit Stahl

Wissenschaftsforum

metall.2020

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. Eckart Uhlmann

Wissenstransfer aus den Forschungs-

einrichtungen für die Umsetzung

betrieblicher Zukunftsstrategien

Agenda

I Industrielle Trends und Entwicklungen

I Wissenstransfer im Innovationscluster

I Zukunftskonzepte

Industrielle Trends und Entwicklungen in der Energiebranche

Szenario 2030: Entwicklung der Nachfrage nach Energieträgern

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Andere Erneuerbare

Biomasse und Abfall

Wasserkraft

Nuklear

Gas

Öl

Kohle

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Industrielle Trends und Entwicklungen in der Energiebranche

Prognose 2030: Kraftwerkskapazitäten in Deutschland

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Sonstige / Müll nichtern.

Sonstige Eneuerbare

Biomasse / Müll ern.

Solar

Wind

Wasserkraft

Kernenergie

Erdgas

Mineralöl

Braunkohle

Steinkohle

Quelle

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› Reduktion CO2-Emissionen

(40% bis 2020 i. V. zu 1990)

› Ausstieg aus Kernenergie und

Altersstruktur Kraftwerksparks

› Alternative Brennstoffe

› Höhere Wirkungsgrade

› Einsatz von CCS / CCU -Technologien

› Zunahme des Anteils Erneuerbarer

Energien

› Flexiblere Lastwechselfähigkeit von

fossil befeuerten Kraftwerken

Temperatur-

niveau

Wechsel-

belastung

Korrosions-

belastung &

Material-

effizienz

Klimawandel

Energiemix

Ressourcen-

knappheit

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Industrielle Trends und Entwicklungen in der Energiebranche

Energiepolitische Rahmenbedingungen

Agenda

I Industrielle Trends und Entwicklungen

I Wissenstransfer im Innovationscluster

I Zukunftskonzepte

Ziel ist es, ressourcenschonende und

energieeffiziente MRO-Prozesse und

-Technologien zu erarbeiten und

nachhaltig in der Hauptstadtregion zu

etablieren.

Verfügbarkeit und Zuverlässigkeit

Wirtschaftlicher Betrieb

von Energieanlagen und

Verkehrssystemen

Gewährleistung der Sicherheit

Branchenübergreifender Erfahrungs-

austausch über MRO-Anforderungen

und -Lösungen

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Zielsetzung

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Industriepartner Forschungspartner

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Partner

Fraunhofer-Gesellschaft

Fraunhofer IPK

Fraunhofer IZM

Technische Universität Berlin

Institut für Werkzeugmaschinen

und Fabrikbetrieb IWF

Institut für Land- und Seeverkehr ILS

Institut für Luft- und Raumfahrt ILR

Bundesanstalt für Materialforschung

und -prüfung BAM

Brandenburgische Technische

Universität Cottbus BTU

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MRO-Planung

und digitale

Unterstützung

Reinigung Zustandserfassung

und -diagnose Reparaturtechnologien

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Innovationsfelder

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Industrieprojekt / Auftragsforschung:

Themenstellung und Finanzierung durch

Industriepartner, Geheimhaltung

Umsetzungsprojekt: Definition von Inhalt

und Vorgehensweise gemeinsam mit

Industriepartnern, Mischfinanzierung mit

unterschiedlich hohem öffentlichen

Förderanteil, Industrie direkt förderfähig

Vorlaufforschung: Querschnitts-thema,

Definition durch FuE-Partner mit

Vorschlägen aus der Industrie, öffentliche

Finanzierung, Veröffentlichung der

Ergebnisse

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Projektformen

Herausforderungen

Variierende Bedingungen und schnelle Reaktionszeiten

Geringe Prozesssicherheit bei manueller Bearbeitung

Ansatz

Bereitstellen einer Komplettlösung für die gesamte Reparaturprozesskette u.

Technologien

Robotergesteuerte Bearbeitung mit der Funktionalität von Werkzeugmaschinen und

iterativer Bearbeitung

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Projektbeispiel: Roboterbasierte Automatisierung von Wartungsarbeiten

Entschichten

Reinigung Indikation

Parameterisierung Reparatur-

schweißen

Fräsen Schleifen

Polieren

Härten Schneiden

Reparaturprozesskette

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Projektbeispiel: Kantenbearbeitung an Rotorteilen von

Triebwerken Herausforderungen

Ökonomische und automatisierte Lösung

Flexible Prozesse zur Herstellung von 30 verschiedenen

Bauteilen

Fähigkeit zur Offline-Programmierung

Automatisierte Bearbeitung von ganzen Fertigungslosen

Ansatz

Kombination von Fräsen und Bürsten mit nachgiebigen

Werkzeugen

Gezielte Prozessentwicklung für repräsentative

Bauteilfeatures

Robotergeführter Prozess:

hohe Flexibilität bei geringer Investition

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TU

Manuelle Kantenvorbereitung

Fraunhofer-Innovationscluster MRO

Projektbeispiel: Kantenbearbeitung an Rotorteilen von

Triebwerken Ergebnisse

Realisierung kraftgesteuerter Bearbeitung mit hohen

Genauigkeiten

Planung von Roboterkonfigurationen unter Beachtung von

Zugänglichkeit, Bewegungsmöglichkeiten und Steifigkeit des

Robotersystems und lokale Adaption des iterativen

Bearbeitungsplans

Fräs- und Schleiftechnologien für verschiedene

Bearbeitungsaufgaben

Kompensation von Werkzeugverschleiß bei der

Fräsbearbeitung

Test und Implementierung beim Kunden

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Life Cycle Engineering für Turbomaschinen

FRAUNHOFER-INNOVATIONSCLUSTER

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Führender Wissenschaftsstandort

in Europa

Höchste Dichte an

Turbomaschinen­herstellern in Europa

Herausragende wirtschaftliche Bedeutung:

über 8 000 Arbeitsplätze inklusive

Zuliefer­betriebe und ein jährlicher Umsatz

von 1,8 Mrd. €

Fraunhofer-Innovationscluster LCE

Zielsetzung

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Ziel des Innovationsclusters »Life Cycle

Engineering für Turbomaschinen« ist die

ganzheitliche Entwicklung und Optimierung

von Werkstoffen, Komponenten und

Technologien für energieeffiziente und

ressourcen­schonende Turbomaschinen.

Innovationsfelder

Produktstrategien

Digitale Modellbildung und

Informationsmanagement

Prozess- u. Bearbeitungsstrategien

Life Cycle Monitoring

Fraunhofer-Innovationscluster LCE

Zielsetzung und Innovationsfelder

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Leuchtturmprojekte

Belastungsabhängige Integration

von Leichtbaustrukturen

Reverse Engineering Cockpit

Fertigung hochkomplexer

Turbinenschaufeln

Entwicklung von Turbinenschaufeln

aus Hochleistungskeramik

Mobiles Laser-Pulver-Auftragschweißen

für Reparaturanwendungen

Selbstorganisierendes Life Cycle &

Maintenance Management System

Fraunhofer-Innovationscluster LCE

Verknüpfung der Forschungsfelder am Demonstrator

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Agenda

I Industrielle Trends und Entwicklungen

I Wissenstransfer im Innovationscluster

I Zukunftskonzepte

Förderbedingungen

Ziel: Bildung von Kompetenzregionen mit kompetitiven

Alleinstellungsmerkmalen in den Neuen Ländern

Gesamtförderung von bis zu 500 Mio. €

a max. 45 Mio. € Förderung (2013 bis 2019)

Förderquote bis zu 50 % der zuwendungsfähigen,

projektbezogenen Kosten

Umsetzung und Termine:

Initialkonzept: 03. April 2013

1. Phase - Innovationsstrategie

2. Phase - Umsetzung und Monitoring

BMBF Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation

ElectriCity: Ziel des Clusters

Entwicklung, Bereitstellung und Integration von

Nachhaltigen Energielösungen für urbane Lebensräume

Etablierung einer Modellregion für modulare und flexible

Versorgungslösungen

Ausbau und die Integration der erneuerbaren Energien im

urbanen Umfeld

Entwicklung von Technologien, Produkten und Dienstleistungen

zur Effizienzsteigerung bei der Erzeugung, Verteilung und

Nutzung von Energie

Treiber für Innovationen und Technologien durch stärkere

Vernetzung der Clusterpartner

Durch den Cluster wird die Hauptstadtregion als internationale

Modell- und Kompetenzregion sowie

Anbieter für ganzheitliche und nachhaltige Energielösungen

BMBF Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation

ElectriCity: Ziel des Clusters

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Nachhaltige Elektrizitätserzeugung

Ausbau erneuerbarer Energien

Wirkungsgradsteigerung

Effiziente Produktion

Verlustarme Verteilung

Reduzierung der Netzverluste

Virtuelle Steuerung: Smart Grids

Energiespeicherlösungen

Effiziente Nutzung

Energieeffiziente urbane Infrastrukturen

Life-Cycle Management

MRO für Infrastruktur

BMBF Zwanzig20 – Partnerschaft für Innovation

ElectriCity: Ganzheitlicher Ansatz für nachhaltige Energielösungen

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Technologie- und Methodenberatung

Potenzialanalysen

Maschinen- und Steuerungskonzepte

Verfahrens- und Technologieoptimierung

Implementierung neuer Technologien

Technologieorientierte Fabrik- und Prozesskettenplanung

Unterstützung bei nationalen und internationalen

Forschungs- und Entwicklungsprojekten

Schulungsmaßnahmen

Unser Angebot für Sie

Beratung – Forschung – Entwicklung

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Kontakt

Prof. Dr. h. c. Dr.-Ing. E. Uhlmann

Fraunhofer-Institut für Produktionsanlagen und Konstruktionstechnik IPK Pascalstraße 8-9 10587 Berlin

Tel.: +49 30 / 3 90 06 - 100 Fax: +49 30 / 391 1037 [email protected] www.ipk.fraunhofer.de

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