Erfolgreicher Schritt zu effizienteren Entwicklungsprozessen

  • 28.04.2017

Im Projekt E-POD Yacht wurde der Schiffsführungssimulator der Jade Hochschule erfolgreich in die Entwicklung einer automatisierten Yacht mit elektrisch betriebenen Gondelantrieben der regionalen Partner Böning Automationstechnologie GmbH & Co. KG und Drettmann Yachts GmbH einbezogen. Ein Ziel der Jade Hochschule in dem kürzlich abgeschlossenen Projekt bestand in der Integration externer Hardware zur Steuerung des Schiffes in den Schiffsführungssimulator in Elsfleth und ihrer frühzeitigen Erprobung. Dazu wurde ein Prototyp des Industriepartners Drettmann Yachts als fahrtüchtiges 3D-Modell für den Schiffsführungssimulator erstellt. Die Anbindung der Steuerkonsole von Böning Automationstechnologie konnte Ende 2016 erfolgreich realisiert und getestet werden.
 
Von Drettmann Yachts wurde der Jade Hochschule ein hochauflösendes 3D-Modell des Yachtrumpfes zur Verfügung gestellt, das an die Anforderungen des Simulators angepasst werden konnte. Gleichzeitig wurde eine hydrodynamische Datenbank für die physikalischen Berechnungen erstellt und iterativ verbessert. Wegen des Prototyp-Status des Schiffes wurden CFD-Berechnungen zum ersten Entwurf benutzt. Das damit erreichte Schiffsverhalten wurde zusammen mit Ingenieuren der Firma Drettmann Yachts während einer virtuellen Testfahrt validiert und insgesamt sehr positiv bewertet. Darüber hinaus konnte durch diese Versuche das Bewegungsverhalten des Schiffes weiter optimiert werden. Diese Technologie ermöglicht für künftige Anwendungen vergleichbarer Fahrzeuge mit energieeffizientem Antrieb und hoher Manövrierfähigkeit ein hohes Verwertungspotential beispielsweise im Bereich der Offshore-Windindustrie, der nachhaltigen Fischerei und der Forschungsschifffahrt.
 
Zur sicheren und zuverlässigen Anbindung der Fremdhardware sind die erforderlichen Schnittstellen in Abstimmung mit den Kooperationspartnern entwickelt worden. Für erste Tests wurde dazu eine eigene Graphische Benutzeroberfläche (GUI) erstellt, die die aktuellen Werte des Simulators ausliest und dann graphisch dem Benutzer präsentiert. Im nächsten Schritt wurde diese GUI zur Ansteuerung der Anlage erweitert. Die Übertragung der Informationen erfolgte nach dem üblichen NMEA-Standard zur Verschlüsselung der Datensätze. Diese vereinfachen die Kommunikation zwischen verschiedenen Teilnehmern, wie Radar, ECDIS, GPS und Kompass. Mit den Eigenentwicklungen konnte die Zwei-Wege Kommunikation im Vorfeld der eigentlichen Hardware-in-the-Loop-Simulationen getestet werden. Die durchgeführten Tests verliefen erfolgreich. Damit wurde der Einsatz des Schiffsführungssimulators als Plattform für Hardware-in-the-Loop-Erprobungen demonstriert.
 
Das abgeschlossene Vorhaben bildet mit den gesammelten Erfahrungen eine wichtige Grundlage für das Projekt greenMEPS, in dem an der Jade Hochschule im Rahmen des Kompetenzzentrums GreenShipping Niedersachsen eine neuartige Mobile Evaluationsplattform für Schiffsassistenzsysteme entwickelt wird. Die mobile Versuchsumgebung stellt dabei eine entscheidende Weiterentwicklung dar. Sie eröffnet gegenüber der Verwendung von Großsimulatoren die Möglichkeit, Tests an Bord während Betriebsstillstandzeiten durchzuführen und so Schadstoff-Emissionen zu reduzieren. Die Verwendung von Großsimulatoren für HIL-Tests führt unter anderem wegen eingeschränkter Zugriffsrechte zur mathematischen Modellierung physikalischer Prozesse schnell zu einer technologischen Grenze. Dem wird im Projekt greenMEPS durch die Verwendung forschungsoffener und selbst entwickelter Softwarelösungen begegnet. Damit wird außerdem ein hohes Maß an Flexibilität in Hinblick auf mögliche Anwendungsfälle in Forschung und Entwicklung erreicht.