Mit 3D-Technik Richtung Maritim 4.0

Der Einsatz von 3D-Technologie und Visual Computing wird die Arbeit an Offshore-Windparks deutlich erleichtern.

Das war jetzt eine der Kernaussagen von Experten auf der Konferenz Go-3D in Rostock unter dem Motto „Mit 3D Richtung Maritim 4.0“. Eingeladen hatte das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD). Es war bereits die achte Auflage der Fachtagung, zu der unter anderem zahlreiche Vertreter von Werften und Zulieferern gekommen waren. Der Konferenztag gab mit Fachvorträgen, begleitenden Videos zur Veranschaulichung der jeweiligen Themen und mit einer parallel laufenden Ausstellung auch Einblicke in Anwendungen von 3D in Häfen.

Doch Offshore-Themen dominierten. Meereswindparks würden in immer tiefere Wasserareale entfernt von der Küste gebaut, das erschwere die Wartung, sagte Uwe Freiherr von Lukas vom Fraunhofer IGD. Noch würden diese Arbeiten von Tauchern erledigt. Doch der Kostendruck werde zur Automatisierung führen. Unterwasserroboter und autonome Wasserfahrzeuge würden dann die notwendigen Daten sammeln und bewerten.

Als Gewinner des Wettbewerbs „Go! Go-3D“ wurde das 3D-Lasersystem „The Kraken Sea Vision System“ ausgezeichnet – das weltweit erste vollfarbige und lasergestützte Unterwasser-Bildgebungssystem. Dabei sind zwei knapp 50 Zentimeter lange und gut 10 Zentimeter breite Röhren mit Kameras und Drei-Farben-Laser ausgestattet. Wenn sie auf einem Unterwasserroboter montiert sind, können sie Objekte auf dem Meeresgrund so rekonstruieren, dass im Nachhinein detaillierte Modelle für die 3D-Visualisierung produziert werden können.

Die dafür zuständige Firma Kraken Robotik GmbH sitzt in Bremen. Jan Christian Albiez stellte als einer der Entwickler das Projekt vor. „Alle Produktionsstätten im Wasser wie Öl- und Gasförderung oder Offshore-Windparks müssen regelmäßig inspiziert werden“, sagte Albiez. Die Betreiber und Hersteller wollten wissen, in welchem Zustand sich ihre Anlagen befinden, ob sich Schrauben gelöst oder ob sich Risse gebildet haben. Auch die ständigen Probleme, die durch Rost entstehen, müssten in den Griff bekommen werden. Eine der Anwendungen sei die Kontrolle von Pipelines, dabei könnten die Kameras Areale von bis zu zehn Metern abdecken. Kleinste Details könnten bis zu rund zwei Millimeter detektiert werden.

Auch für den Schiffbau gewinnt Visual Computing an Bedeutung, betonte von Lukas. Künftig könnten alle Daten aus der Produktion in eine dreidimensionale Darstellung auf dem PC umgewandelt werden. Der Betrachter könne so jede einzelne Struktur im Schiffsrumpf wie etwa Kabelverläufe und Rohrleitungssysteme überprüfen. Da diese Daten auch auf einem Tablet oder Smartphone sichtbar seien, könnten Mechaniker damit problemlos im Schiff arbeiten.

Hydrodynamische Simulation

Zu den in Rostock vorgestellten Lösungen zählte die Visualisierung hydrodynamischer Simulationsdaten. Das Fraunhofer IGD hat im Auftrag der Firma Mecklenburger Metallguss (MMG) eine Multitouch-Anwendung entwickelt, das die Ergebnisse mehrerer hydrodynamischer Simulationen für eine neuartige Propellerklappe in 3D visualisiert (siehe unteres Foto). Unter Wasser aufgenommene Bilder und Filme sind aufgrund der dort bestehenden physikalischen Bedingungen oft von schlechter Qualität. Das vorgestellte Werkzeug dient der Verbesserung. Eine intuitiv zu bedienen Oberfläche erlaubt die interaktive Konfiguration von Filter- und Operationsketten zur Echtzeitbearbeitung. Kontrast- und Helligkeitsanpassungen sind dabei ebenso möglich wie automatische Farbkorrekturen und Kantenverstärkungen.

Lösung für komplexen Anlagebau

Im Anlagenbau geht es zunehmend um dezentrale Verfügbarkeit von Planungsdaten. Dafür bieten sich cloudbasierte Projektplattformen an. Durch die Nutzung virtueller Umgebungen lassen sich Lösungen sicher, flexibel und skalierbar entwickeln. Um dieses Ziel zu erreichen, ist das Fraunhofer IGD eine Kooperation mit SKM Informatik und weiteren Partnern eingegangen.

Lernmedium für berufliche Bildung

Virtuelle Realität als neuartiges Lernmedium für berufliche Bildung nutzbar zu machen – das ist das Ziel von Machine Hand VR. Maschinen und Montagearbeitsplätze, die tatsächlich nicht verfügbar oder nicht immer zugänglich sind, lassen sich dadurch erkunden. Nutzer erlernen auf diese Weise intuitiv komplexe Funktionsweisen, Handlungs-, Wartung- und Montageabläufe. Das Projekt soll dazu beitragen, praxis- und arbeitsplatznahe Lernerfahrungen in der beruflichen Aus- und Weiterbildung zu ermöglichen.

Die Fachtagung Go-3D in Rostock ging erstmals 2008 über die Bühne und läuft seit 2013 jedes zweite Jahr. Weitere Informationen unter www.go-3d.de fab