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
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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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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