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Zustandsbasierte Instandhaltung zum effizienten Betrieb von Hochseeschiffen

Entwicklung eines Softwaremoduls für zustandsorientierte Optimierung der Instandhaltungsplanung bei Hochseeschiffen

MESPAS AG produziert Software für das technische Management von Hochseeschiffen. Um das bestehende Services-Portfolio zu ergänzen wurde im hier beschriebenen Projekt eine neue Lösung zur zustandsbasierten Instandhaltung von Schiffshülle und -schraube entwickelt.

Der Treibstoffkonsum von Hochseeschiffen wird von verschiedenen Faktoren beeinflusst. In erster Linie ist dies die Geschwindigkeit, doch auch der Tiefgang und Umweltbedingungen wie Wind und Wellen sind leisten einen zentralen Beitrag. Ein weiterer, entscheidender Faktor ist der Reibungswiderstand der Schiffshülle sowie die Effizienz der Schraube. Die beiden letzten Komponenten können sich ungünstig entwickeln, falls sich biogenes Material (Algen, Muscheln, usw.) anlagert, was bei Standzeiten in tropischen Gewässern bereits innert Wochenfrist passieren kann. Solcherlei verschmutzte Schiffe können um bis zu 40% höheren Verbrauch aufweisen, mit entsprechend hohen, unnötigen Treibstoffkosten und Schadstoffemissionen.

Die verschmutzten Schiffe können entweder durch Polieren der Schraube, einer Hüllenreinigung oder einer Komplettüberholung im Trockendock wieder fit getrimmt werden. Weil alle diese Aktionen aber Zeit brauchen und Kosten verursachen, wurde ihnen in der Vergangenheit nur wenig Beachtung geschenkt. Ebenso war es in der Vergangenheit weitgehend unklar, welche der Massnahmen die grösste Effizienz aufwies und ob diese sich in der Gesamtrechnung finanziell auszahlen würde.

Im Rahmen des Projekts wurde ein Modell entwickelt, mit welchem der zukünftige Treibstoffverbrauch von einem Hochseeschiff unter Berücksichtigung von Einsatzprofil und Hüllenverschmutzung prognostiziert werden konnte. Diese Vorhersage wurde als Eingangsgrösse für einen Optimierungsalgorithmus verwendet, welcher eine ideale Sequenz von Wartungsmassnahmen identifizierte. Ein weiteres, entscheidendes Resultat war eine finanzielle Erfolgsrechnung in Bezug auf diese Massnahmen, inklusive Angabe derer Unsicherheit. Sämtliche Methodik wurde in die kommerzielle Software von MESPAS AG integriert und erlaubt so einen effizienten und umweltfreundlichen Betrieb der Hochseeflotte.

Zugehörige Publikationen:

Lilach Goren Huber, Simon Kunz and Marcel Dettling, Condition-Based Maintenance Decision Making: a practical approach for Marine Vessels, International Journal of COMADEM, Vol. 21, No.3, pp.15 (2018).
* Einer von sieben Beiträgen, welcher aus allen Konferenzbeiträgen des COMADEM 2017 für die Sonderausgabe des COMADEM international ausgewählt wurde.