Forschung
Systemdemonstrator

Teilprojekt S Systemdemonstrator

Der Systemdemonstrator fasst die erforschten Technologien in einer real aufgebauten Prozesskette zusammen. Hierbei wird die Umsetzbarkeit einer zustandsbasierten Regeneration von komplexen Investitionsgütern demonstriert. Das aufgebaute System dient des Weiteren als Plattform zum anwendungsnahen Transfer der Technologien in die Wirtschaft.

MOTIVATION UND ZIELSETZUNG

Vision des Systemdemonstrators

Im Rahmen des Sonderforschungsbereiches (SFB) 871 wurde ein neuartiger Ansatz für die Regeneration komplexer Investitionsgüter erarbeitet. Am Beispiel des Flugtriebwerkes und hier im Besonderen der Turbinenschaufel wurde eine Kombination von virtuellem und realem Reparaturprozess ausgearbeitet, um auf Grundlage einer zustandsbasierten Funktionsquantifizierung regelbasierte Entscheidungen über die Art und Notwendigkeit einer Reparatur zu treffen. Die Funktionsanalyse im virtuellen Prozess ermöglicht eine Beurteilung der Lebensdauer des Bauteils auf der einen Seite und dessen Einfluss auf die Performance auf der anderen Seite. Auf Basis dieser Informationen wird dann, unter Berücksichtigung spezieller Kundenanforderungen, der bestmögliche Pfad virtuell evaluiert und anschließend mithilfe neu entwickelter Reparaturtechnologien real ausgeführt. Dieser innovative Ansatz nutzt Methoden (z.B. numerische Simulationen von Bauteilen und Fertigungsprozessen), die klassischerweise nur in der Produkt- und Fertigungsentwicklung Anwendung finden und überträgt diese für eine modell- bzw. faktenbasierte Entscheidung auf die Regeneration von komplexen Investitionsgütern. Um den Nutzen der Verknüpfung von virtuellem und realem Reparaturprozess exemplarisch in seiner Komplexität zu erfahren, können Gäste aus Industrie und Forschung diesen ab November 2020 persönlich erleben.

Video: Animierte Vorschau auf den Systemdemonstrator

ERGEBNISSE

Um die Umsetzbarkeit eines automatisierten Reparaturprozesses für Turbinenschaufeln nicht nur theoretisch zu betrachten, wird in diesem Teilprojekt ein Systemdemonstrator aufgebaut. In diesem werden sämtliche Technologien zur Regeneration als „proof-of-concept“ zusammengefügt und anschließend Interessierten aus Wirtschaft und Forschung präsentiert. Der Regenerationsprozess beginnt dabei mit der Demontage, gefolgt von der Zustandsaufnahme, der technischen Simulation und der wirtschaftlichen Bewertung bis hin zur Durchführung der Reparatur und der anschließenden Qualitätssicherung. Neben der Demonstration der Forschungsinhalte des Reparaturprozesseses steht die Untersuchung der Wechselwirkungen der einzelnen Reparaturschritte durch Umsetzung eines konsistenten Daten- und Materialfluss im Vordergrund. Ziel ist es, die einzelnen Prozesse und die Vernetzung weitergehend auf einander abzustimmen und weiterzuentwickeln. Die Erkenntnisse und Abläufe sind dabei nicht nur auf Turbinenschaufeln begrenzt, sondern können auch auf andere komplexe Investitionsgüter wie z.B. stationäre Gasturbinen oder Windenergieanlagen übertragen werden.

Automatische Schadenscharakterisierung als Basis für die Wahl des Regenerationspfades

AKTUELLE ARBEITEN UND AUSBLICK

Der Aufbau des Systemdemonstrators findet derzeit am Produktionstechnischen Zentrum der LUH statt. Aktuelle Arbeitsschritte sind die Ausarbeitung und Umsetzung des konsistenten Datenflusses sowie die Feinplanung des Anlagenkonzeptes. Ab 2019 beginnt der Aufbau der einzelnen Prozesszellen inklusive der Inbetriebnahme von Teilsystemen. Anfang 2020 wird die gesamte Anlage in Betrieb genommen sein, sodass die Einrichtung des durchgehenden Regenerationsprozesses stattfinden kann. Um das System persönlich zu erleben, seien Sie ab November 2020 bei den Vorführungen unser Gast. Für weitere Fragen steht Ihnen in der Zwischenzeit Herr Nicolas Nübel zur Verfügung.

Beispiel von vier möglichen Regenerationspfaden

TEILPROJEKTLEITER

Prof. Dr.-Ing. Berend Denkena
Geschäftszimmer
Adresse
Appelstraße 9
30167 Hannover
Adresse
Appelstraße 9
30167 Hannover
Prof. Dr.-Ing. Jörg Seume
Adresse
Appelstraße 9
30167 Hannover
Adresse
Appelstraße 9
30167 Hannover

MITARBEITER

M. Sc. Nicolas Nübel