Lösungskonzept
Das System, welches im Zuge des MarLife Projekts entwickelt wird, setzt sich aus drei Komponenten zusammen, nämlich (1) den Randbedingungen, (2) der technischen Lösung und (3) den Szenarien.
Die Komponente Randbedingungen bestimmt und beschreibt die organisatorischen und technischen Voraussetzungen für ein funktionierendes LCM in der Seewirtschaft, d.h. es wird im einzelnen untersucht und verifiziert, bei welchen Akteuren welche Komponenten einer technischen Lösung anzusiedeln sind, und welche organisatorischen und technischen Voraussetzungen bei Reedereien, Werften, Logistik- und anderen Dienstleistern sowie ggf. Behörden erfüllt sein müssen, um ein integriertes LCM-System erfolgreich anzuwenden. Diese Voraussetzungen leiten sich erstens aus den Anforderungen der einzelnen Akteure, zweitens aus den Möglichkeiten der technischen Lösung und drittens aus den mittels der Szenarien aufgezeigten organisatorischen Zusammenhängen ab. Sie münden in ein Lastenheft, welches die ermittelten Voraussetzungen strukturiert zusammenfasst.
Die Komponente technische Lösung wird durch das LCM-Leitsystem repräsentiert. Ausgehend vom Stand der Technik und Forschung sowie den Vorarbeiten der Projektpartner wird sich dieses LCM-Leitsystem aus unterschiedlichen Teilsystemen zusammensetzen bzw. Daten aus unterschiedlichen Quellen zusammenführen, strukturieren und bedarfsbezogen verfügbar machen (vgl. Abbildung 2). Der Zweck des Systems liegt somit in der geordneten Sammlung und Zusammenführung aller relevanten Daten, die über den gesamten Lebenszyklus eines Schiffes beginnend bei der Konzeption und Entwicklung bis hin zu seiner Verschrottung entstehen. Weiterhin bezweckt das LCM-Leitsystem die Speicherung, Strukturierung und neuartige Verknüpfung dieser Daten entsprechend der Anforderungen der Anwender des Systems. Und schließlich werden mittels des Systems ausgewählte Daten und Informationen verfügbar gemacht, so dass diese sichere Handlungs- und Entscheidungsgrundlagen für den Schiffsbetrieb bilden. Die einzelnen Elemente des LCM-Leitsystems stellen sich wie folgt dar:
- Das System soll Daten bereitstellen, die im Zuge der Entwicklung und Herstellung eines Schiffes entstehen und die idealerweise in PDM-Systemen strukturiert abgelegt sind. Es ist sicherzustellen, dass die Produktdaten ausgehen vom Stand »as built« kontinuierlich fortgeschrieben werden und somit den aktuellen Bauzustand des Schiffs widerspiegeln. Als Grundlage für die Darstellung und Dokumentation dieser Daten soll das im NET-S Projekt entwickelte Produktdatenmodell genutzt werden, welches das Produkt Schiff, seine Komponenten und Bauteile aus unterschiedlichen Sichten beschreibt.
- Die während des Betriebs eines Schiffes erzeugten Daten bzgl. Wartungen, Instandhaltungen und Reparaturen sind in das LCM-Leitsystem aufzunehmen und ggf. bedarfsbezogen bereitzustellen. Dazu werden aktuell am Markt befindliche Maintenance-Systeme analysiert und hinsichtlich der Verwendbarkeit der mittels dieser Systeme gewonnenen Daten untersucht.
- Für eine bedarfsbezogene Bereitstellung der Betriebsdaten ist die Erfassung und Aufbereitung der Zustände der Kernsysteme eines Schiffes, des Schiffskörpers, des Antriebssystems sowie des elektrischen Systems von besonderer Bedeutung. Somit sollen im Rahmen des geplanten Projekts durch spezifische Kompetenzträger die Zustandsdaten dieser Systeme sowie die Auswertungen dieser Daten bereitgestellt und in das LCM-Leitsystem integriert werden. Spezifische Untersuchungen der genannten Systeme werden durch die Projektpartner Germanischer Lloyd für das System Schiffskörper, durch das EUB Institut für das System Schiffsantrieb sowie durch die Siemens AG für die schiffselektrischen Versorgungsanlagen durchgeführt. Diese Partner stellen für diese Komponenten softwaretechnische Einzellösungen zur Dokumentation und Strukturierung der erfassten Daten bereit. Aus diesen Softwaresystemen heraus müssen Schnittstellen zum LCM-Leitsystem entwickelt werden, um diese Betriebsdaten und ggf. Auswertungsdaten an das Leitsystem zu übertragen. Zur Begrenzung der Datenmengen sind die für das LCM relevanten Daten zu identifizieren, Mechanismen zur Datenaggregation zu entwickeln und Regelungen für die Archivierungsdauer einzelner Daten zu formulieren.
- Ein weiteres Element des LCM-Leitsystems bilden Richtlinien und Vorschriften der IMO, der Küstenstaaten sowie der Klassifikationsgesellschaften, die innerhalb des LCM-Leitsystems zu hinterlegen sind. Ziel dieses Elements ist eine Verbesserte Selbstkontrolle über die Einhaltung von Richtlinien und Vorschriften sowie die Vereinfachung von Klassifizierungsaktivitäten vor allem im Betrieb sowie bei der Außerdienststellung des Schiffes. Die diesbezüglichen Untersuchungen werden am Beispiel des GREEN PASSPORT durchgeführt, der das Recycling von Schiffen auf internationaler Ebene standardisiert.
- Schließlich bilden Szenarien das vierte Element der technischen Lösung. Sie sind zugleich die dritte Komponente des im Zuge des Projekts MarLife zu entwickelnden Systems.
Konzeptmodell des LCM-Leitsystems
Die Szenarien haben als dritte Komponente des Gesamtsystems die beiden folgenden Funktionen:
- Erstens werden in Zusammenarbeit mit den Reedern relevante Szenarien entwickelt und ausgearbeitet. Dazu wird analysiert, welche Life Cycle Daten für das jeweilige Szenario benötigt werden und wie diese miteinander zu verknüpfen sind, damit aussagekräftige Informationen und ein größtmöglicher Nutzen des LCM-Leitsystems entstehen. Damit bilden die Szenarien ein Element des LCM-Leitsystems und können als Vergleichsszenarien für reale Fälle herangezogen werden.
- Zweitens dienen die Szenarien als Grundlage zur Verifizierung der Kostenreduzierung, die bei den verschiedenen Akteuren durch die Verwendung des zu entwickelnden LCM-Leitsystems erzielt werden kann, und damit zur Bewertung der erzielbaren Erhöhung der Verfügbarkeit eines Schiffes bei der Anwendung des Systems. So werden mittels der Szenarien Vergleiche zwischen einer IST-Kostensituation ohne Nutzung des LCM-Leitsystems und der erwarteten Kostensituation, die durch den Einsatz des Systems zur Bewältigung der in den Szenarien beschriebenen Situationen entstehen, durchgeführt. Diese Vergleiche sollen den Nachweis erbringen, dass bereits in frühen Phasen des Lebenszyklus eines Schiffes durch Einsatz des LCM-Leitsystems wesentliche Kostenvorteile erzielt werden können. Der Nachweis einer Erhöhung der Verfügbarkeit eines Schiffes kann mit Hilfe der Szenarien dadurch erbracht werden, dass einerseits die Vermeidung von Ausfällen aufgezeigt wird und andererseits eine Beschleunigung von Aktivitäten dargestellt wird, wie z.B. ein zielführendes Handeln bei Problemen oder eine schnellere Durchführung von Reparaturen. Mit diesen Beispielen sollen die Szenarien schließlich den Nachweis eines verminderten Risikos hinsichtlich Havarien, der Verursachung von Umweltschäden sowie versicherungsrelevanter Schiffsschäden erbringen, die sich auch in Kostenreduzierungen bei der Versicherung der Schiffe und bei ihrer Klassifikation bemerkbar machen können.
Um eine Grundlage für das angestrebte LCM-Leitsystem zu entwickeln, werden die Anforderungen der Reedereien zunächst in ein Lastenheft überführt. Weiterhin werden relevante Szenarien von den beteiligten Reedereien und ggf. Werften festgelegt und durch die Forschungspartner ausgearbeitet sowie die existierenden Systeme (Maintenance-Systeme, Diagnose- und Auswertungssysteme für die Betriebsdaten von Schiffskörper, Antriebsstrang und elektrischen Anlagen) analysiert.
Im weiteren erfolgt die Erstellung des Konzepts für das LCM-Leitsystem sowie von Konzepten für die einzelnen Maintenance-Systeme und Diagnose- und Auswertungssysteme bzw. deren erweiternde Gestaltung und Anpassung. Die Überwachung des Zustands einzelner Hauptkomponenten, wie sie von einzelnen Dienstleistern angeboten wird, soll in der Zusammenarbeit zwischen den Projektpartnern zu einem modularen, übergreifenden System zusammengeführt und in eine informationstechnische Lösung eingebracht werden. Mit der Umsetzung der erarbeiteten Konzepte in informationstechnische Systeme wird auch die Spezifikation und Programmierung der Schnittstellen zwischen den Systemen und vor allem zum LCM-Leitsystem durchgeführt. Das erarbeitete Leitsystem wird im letzten Drittel des Projekts durch die Anwender erprobt und ggf. durch die am Projekt beteiligten Projektpartner verbessert.
Auf Basis der erstellten Szenarien wird weiterhin in Zusammenarbeit mit den Reedereien die IST-Kostenverteilung über den Lebenszyklus von der Akquisitionsphase bis zur Verschrottung eines Schiffes ermittelt. Unter Verwendung der als relevant ermittelten Szenarien wird zum Ende des Projekts die Verschiebung der im Lebenszyklus anfallenden Kosten durch LCM-Maßnahmen identifiziert und somit werden die wirtschaftlichen Effekte eines LCM-Leitsystems messbar gemacht.