KIT-Projekt Positionsbestimmung im Inneren eines Schiffes

Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

Die Ortung in dynamischen Umgebungen, etwa auf Werften oder in großen Industrieanlagen, ist schwierig. Abhilfe verspricht ein hybrider Ansatz aus Antennen und Sensoren.

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Routengänger auf Werften sollen in Zukunft digitalisierte Informationen über Baufortschritt und Sicherheitsmängeln schnell liefern können.
Routengänger auf Werften sollen in Zukunft digitalisierte Informationen über Baufortschritt und Sicherheitsmängeln schnell liefern können.
(Bild: M. Wessels / MEYER WERFT)

Im Freien funktioniert GPS ohne Probleme, aber in geschlossenen Räumen versagt die Technik mitunter. Ein Beispiel sind die großen Werften. Die Umgebung im Schiffbau verändert sich durch den Bauprozess stetig. Zudem erschwert die metallische Umgebung die für eine Lokalisierung notwendige drahtlose Kommunikation.

Abhilfe soll ein Ortungssystem schaffen, welches das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und seine Partner Meyer Werft und Vomatec Innovations im Rahmen des Projektes SchiV 3.0 entwickelt haben, können Personen sich nun auch in einer dynamischen Umgebung innerhalb einer Halle verorten.

Anders als in der Automobilindustrie mit ihren fixen Produktionsstraßen werden Schiffe im sogenannten Blockbau-Prinzip gefertigt. Aus kleinen Teilen entstehen immer größere Einheiten. Diese sind teilweise schon begehbar, werden mit Kabeln und Rohren ausgestattet und schließlich zu Sektionen zusammengefügt. Zehn Sektionen wiederum bilden einen Block, der weiter ausgerüstet und schließlich in die Werfthalle transportiert wird. Ein Kreuzfahrtschiff besteht beispielsweise aus 90 Blöcke.

Sicherheitsrisiken senken und Arbeitssicherheit steigern

Solch ein Lokalisierungssystem soll nicht nur Sicherheitsrisiken senken, sondern auch die Arbeitssicherheit steigern. Es hilft auch die Logistik zu verbessern: Der vorausschauende Transport von Baumaterial an den Einbauort im Inneren des entstehenden Schiffes und den Baufortschritt mit der Abnahme von Gewerken umfassend zu dokumentieren.

Im Rahmen einer Promotion am KIT in Karlsruhe verfolgt das System einen hybriden Ansatz: Zusammen mit der notwendigen Infrastruktur der Baustelle, wie etwa der Stromversorgung, werden Antennen für ein Nahbereichs-Funkkommunikationssystem verlegt. Aus der Messung des Abstandes zu mehreren Antennen lässt sich mit Trilateration die Position bestimmen.

Ist der Funkkontakt zu den Antennen im verwinkelten, stählernen Schiffsbauch zu schwach, wird die Position mit Hilfe von Bewegungs- und Beschleunigungssensoren eines mobilen Endgeräts und Koppelnavigation geschätzt. Damit wird eine ausreichende Positionsgenauigkeit bei vertretbarem Installationsaufwand erreicht.

Position und Arbeitsprozess koppeln

Auf der Meyer-Werft in Papenburg läuft das erprobte System komplett digital. Sicherheitsmitarbeiter fotografieren in den Schiffsteilen Mängel, Risiken oder Baufortschritt und erfassen sie mit Kooperationspartner Vomatec entwickelten mobilen App als Arbeitsprozess auf einem Smartphone.

Das System erfasst gleichzeitig die Positionsinformationen und verkoppelt sie mit dem erforderlichen Arbeitsprozess. Beide Informationspakete werden in Echtzeit per Mobilfunk oder WLAN übertragen, als ein Vorfall auf einem Server hochgeladen und können sofort weiter bearbeitet werden. Mögliche Einsatzszenarien neben dem Schiffbau sind der Tiefbau oder der Flugzeugbau.

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