Produktentwicklung: Engineering für die Fertigung mit Siemens Energy

Was sind die Vorteile eines integrierten Ansatzes für Produktentwicklung, Engineering und Produktion? In Zusammenarbeit mit Siemens Energy war das Know-how und die Erfahrung von Antonius im Bereich der Fertigungstechnik entscheidend für die Entwicklung eines Abgassammlers für ein Gasturbinenpaket, das auf FPSO-Schiffen (Floating Production Storage and Offloading) eingesetzt wird. Dieser Artikel befasst sich mit allen Phasen dieses Prozesses bis hin zur Prototypenfertigung und basiert auf einem Interview mit Haico van der Goot, Ingenieur und Projektleiter bei Antonius.

Viele kennen Antonius als den führenden Hersteller von (großen) Schiffsböden und komplexen Formen, wissen aber oft nicht, was wir sonst noch zu bieten haben. Für ausgewählte Kunden bietet Antonius eine breite Palette von Dienstleistungen an, die die Entwicklung von Anwendungskonzepten, die Herstellung von Prototypen und das Engineering für die Fertigung umfassen. Unser einzigartiges Wissen, unsere Erfahrung und unsere Fähigkeit, mit großen Metallprodukten zu arbeiten und sie zu formen, waren ausschlaggebend für mehrere große multinationale Unternehmen in den Bereichen Öl und Gas, Energie, Lebensmittel und Schiffbau. Eines dieser Unternehmen ist Siemens Energy, das uns mit der Entwicklung und Herstellung eines neuen Abgassammlers für den Einsatz auf FPSO-Schiffen beauftragt hat.

ENTWICKLUNG UND HERSTELLUNG EINES KOMPLEXEN GASTURBINEN-ABGASSAMMLERS FÜR SIEMENS ENERGY

Siemens Energy wandte sich an Antonius, weil wir für einen sehr bekannten britischen und US-amerikanischen Hersteller von Schiffs- und Luftfahrtsystemen tätig sind. Wir entwickeln und produzieren seit vielen Jahren Abgasanlagen für diesen Hersteller, und Siemens wollte von dieser Erfahrung profitieren:

„Wir erhielten einfach einen Anruf mit der Einladung, uns zu präsentieren. Manchmal ist es einfach so einfach“, sagt Haico van der Goot. „Wir haben unsere nachweisliche Erfolgsbilanz und unsere einzigartigen Stärken präsentiert:

• Fokus auf Kosteneffizienz
• Flexibilität in der Fertigung
• Eine breite Palette von Produktionstechniken (einschließlich einzigartiger Techniken wie dem englischen Rad)
• Fähigkeit, mit großen Metallwerkstücken (>10 Meter) zu arbeiten
• Nachgewiesene Fähigkeit, innerhalb der erforderlichen Toleranzen zu arbeiten

Schon bei diesem ersten Treffen sprachen wir über die Besonderheiten des Projekts. Was sich als gutes Zeichen herausstellte, denn in kurzer Zeit unterzeichneten wir einen Vertrag.“

TECHNIK FÜR DIE FERTIGUNG

„Siemens war natürlich gut vorbereitet. Wir erhielten ein 3D-Modell, an dem sie über ein Jahr lang gearbeitet hatten, und fragten uns: ‚Können Sie das herstellen?‘ Ich musste ihnen sagen, dass die Herstellung dieses Modells Millionen kosten würde. Das Modell, das sie entwickelt hatten, war wunderschön, fast organisch. Der Fluss war optimal, und es sah großartig aus, aber es erforderte Blecharbeiten auf Automobilniveau, und das war mit Kosten verbunden, die Siemens nicht bezahlen konnte. Das ist natürlich nur der Anfang des Prozesses. Unsere Aufgabe ist es, ein zweckmäßiges Modell zu entwickeln, das dem alten so nahe wie möglich kommt, aber die Kosten nicht übersteigt. Und das ist uns gelungen.“

Haico stand in engem Kontakt mit dem leitenden Ingenieur von Siemens während eines iterativen Prozesses, bei dem Antonius Input für die Strömungsanalysemodelle lieferte. Er erstellte neue Modelle auf der Grundlage bekannter Produktionsmethoden oder vorhandener Elemente, um sicherzustellen, dass jede Richtung praktikabel und im Rahmen des Budgets war.

„Wenn man etwas Neues erfinden muss, wird es zwangsläufig teurer. Aber wenn man vorhandene Elemente oder Konstruktionen, mit denen wir Erfahrung haben, wiederverwenden kann, ist das immer effizienter. Und das Interessante an diesem Projekt ist, dass sich herausstellte, dass eine traditionelle Produktionsmethode (englisches Rad) viel kosteneffizienter war als jede andere moderne Produktionstechnik. Wir sind einer der wenigen Metallverarbeiter, die über genügend Erfahrung mit dieser Technik verfügen, um angemessen beurteilen zu können, ob wir damit die erforderlichen Toleranzen erreichen können. Dadurch konnten wir einen bedeutenden Schritt in Richtung eines noch effizienteren Modells mit großer Kosteneffizienz machen.“

MANAGEMENT VON RISIKEN IN DER LIEFERKETTE

„Beim ursprünglichen Entwurf wurden Materialien verwendet, die mich sofort an das Risiko in der Lieferkette denken ließen. Ein Stahl mit einem hohen Nickelanteil zum Beispiel ist viel stärker von den globalen Warenströmen abhängig als ein gewöhnlicher Stahl. Die jüngsten Ereignisse haben gezeigt, wie richtig wir damit lagen.

Ein wichtiger Aspekt der Zusammenarbeit besteht also darin, die Verwendung von Materialien zu überprüfen und eine Bestandsaufnahme der Möglichkeiten zur Risikominderung und Vereinfachung der Lieferkette vorzunehmen. Das bedeutet, dass wir uns die verfügbaren Lieferanten und Optionen für Materialien ansehen, die es uns ermöglichen, die Spezifikationen zu erfüllen. Dies ist ein roter Faden, der sich auch durch den iterativen Entwicklungsprozess zieht.

ENDGÜLTIGES MODELL

Antonius arbeitete in der Entwurfs- und Konstruktionsphase eng mit Siemens Energy zusammen, um das optimale Modell für die Schiffsabgase zu finden. Optimal bedeutet, dass die Iteration des Produkts die meisten Kriterien erfüllt, wie z. B. die Abwägung von Produktionskosten, Materialverfügbarkeit und -risiken, Montage- und Installationskosten und Gewicht.

„Jede Iteration ging hin und her; wir schlugen Änderungen am Modell vor – einschließlich einer Liste von Konsequenzen für z. B. Material- und Produktionskosten -, die sie durch ihre CFD-Analysen laufen lassen konnten. Das gegebene Feedback wurde diskutiert und eingearbeitet, bevor wir uns einem anderen Aspekt des Produkts zuwandten. Sobald wir das richtige Gleichgewicht gefunden hatten, hatten wir das, was wir das ‚endgültige Modell‘ nennen, und wir begannen mit der Anfertigung der technischen Zeichnungen, die das Produktdesign für diese Phase abschließen sollten.

Dies ist ein intensiver Prozess, bei dem das technische und fertigungstechnische Know-how von Antonius voll zum Tragen kommt. Für unsere Kunden hat die Zusammenarbeit mit Antonius den zusätzlichen Vorteil, dass wir alle Fertigungsmöglichkeiten und eine breite Palette von Produktionstechniken im Haus haben. Sobald das Modell fertiggestellt ist, können wir sofort die Produktion des Prototyps einplanen, da wir wissen, dass der Produktionsprozess im Rahmen unserer Möglichkeiten liegt. Oft haben wir unseren Kunden bereits Lieferzeiten mitgeteilt.“

Möchten Sie mehr über Antonius‘ Engineering-for-Manufacturing-Ansatz und unseren Mehrwert bei Produktdesign und -entwicklung erfahren? Kontaktieren Sie uns über Rob Derix unter rderix@antonius.nl oder +31 (0)475 439 000 und wir erzählen Ihnen gerne alles, was Sie wissen möchten.