CMT 24/2014

Dienstleistungspotenziale von Werften und Reedereien als Lösungsanbieter während des Betriebs von Offshore Windparks (Offshore-Solutions)

 

Technische Universität Berlin, Institut für Land- und Seeverkehr, Fachgebiet Entwurf und Betrieb Maritimer Systeme
Prof. Dr.-Ing. Gerd Holbach, Dipl.-Ing. Christopher Stanik

IPRI - International Performance Research Institute gGmbH
Univ.-Prof. Dr. Mischa Seiter, Marc Rusch MSc, Anika Rehder BSc

 

Das IGF-Vorhaben 394 ZN der Forschungsvereinigung Center of Maritime Technologies e.V. wurde über die AiF im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie aufgrund eines Beschlusses des deutschen Bundestages gefördert.

 

Der Bericht kann bei CMT bestellt werden. Bitte senden Sie eine E-Mail an igf(at)cmt-net.org

 

Projektbegleitender Ausschuss (PA):

Abeking & Rasmussen Schiffs- und Yachtwerft AG, Karsten Fach

ALSTOM Deutschland GmbH, Markus Rieck/ Harald Dreher

Berufsgenossenschaftliches Unfallkrankenhaus Hamburg

Briese Schiffahrts GmbH & Co. KG, Adrian Beckmann

CET-Hamburg GmbH, Birk Fleischer

EnBW Erneuerbare Energien GmbH, Roland Berger

E.R. Schiffahrt GmbH & Cie. KG

Flensburger Schiffbau-Gesellschaft mbH & Co. KG, Thomas Heyer

Fr. Fassmer GmbH & Co. KG, Thomas Boekholt

Hilbig GmbH, Malte Seyen

IMG Ingenieurtechnik und Maschinenbau GmbH, C. Siefert

Jastram GmbH & Co. KG, Dr. Jörn Hinnenthal

J.J. Sietas KG Schiffswerft GmbH u. Co, Swantje Hausch

Lindenau GmbH, Dieter Kühne

LINNHOFF Schiffahrt GmbH & Co. KG, Thorsten Schütt

Offshore Forum Windenergie GbR, Dr. Ursula Prall

Peters Schiffbau GmbH, Mark Dethlefs/ Sempf

PNE Wind AG

Reederei F. Laeisz GmbH, Hannes Thiede/ Stefan Behnes

Schiffbau-Versuchsanstalt Potsdam GmbH, Dr. Manfred Mehmel

Stiftung OFFSHORE-WINDENERGIE

tkb. Technologiekontor Bremerhaven GmbH, Dr. Falk Lüddecke

ThyssenKrupp Marine Systems GmbH, Weber

Vattenfall Europe Windkraft GmbH, Lars Engelmann/ Frau Kloske

Verband Deutscher Reeder e.V., Wolfgang Hintzsche

WeserWind GmbH Offshore Construction Georgsmarienhütte, Markus Hummel

 

Zusammenfassung

Das Forschungsprojekt „Offshore-Solutions“ hat die Dienstleistungspotenziale für Werften, Reedereien und maritime Zulieferer während der Betriebsphase von Offshore-Windenergieanlagen untersucht. Ausgangspunkt war, dass insbesondere Werften, Reedereien und maritime Zulieferer durch ihr hohes Maß an maritimen Spezialwissen dazu prädestiniert sind, Dienstleistungen während des Betriebs von Offshore-Windparks durchzuführen. Die erzielten Ergebnisse haben insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) einen großen Nutzen, da sie durch die Identifikation neuer Dienstleistungspotenziale gezielt zusätzliche Marktpotenziale erschließen und sich von Wettbewerbern differenzieren können. Insgesamt wurden drei übergeordnete Ergebnisse erarbeitet: der Dienstleistungskatalog, das strategische Steuerungsmodell und das begleitende Implementierungskonzept.

Der Dienstleistungskatalog bietet eine detaillierte Übersicht aller potenziellen Dienstleistungen während der Betriebsphase von Offshore-Windenergieanlagen. Er dient den maritimen Unternehmen als Grundlage, um zu identifizieren, welche Dienstleistungen sie prinzipiell am Markt anbieten können. Dafür wurden alle Prozesse der Betriebsphase analysiert und Dienstleistungsbedarfe gruppiert sowie systematisiert. Insgesamt wurden acht Dienstleistungen und einundzwanzig dazugehörige Leistungsbereiche definiert. Desweiteren wurden die spezifischen Anforderungen je Dienstleistung identifiziert, welche von den Anbietern bei der Durchführung einer Dienstleistung erfüllt werden müssen. Die Anforderungen geben die angestrebten Soll-Zustände für Werften, Reedereien und maritime Zulieferer vor.

Im Rahmen einer Kompetenzanalyse innerhalb der maritimen Industrie wurden die identifizierten Dienstleistungs-Anforderungen mit den Stärken und Schwächen der jeweiligen Unternehmen verglichen. Hierdurch konnte ermittelt werden, welche Unternehmen für die Durchführung bestimmter Dienstleistungen besonders gut geeignet sind und wo Verbesserungspotenziale vorhanden sind. Es wurde eine Methodik entwickelt, um maritime Unternehmen entsprechend ihrer Kompetenzen zu klassifizieren. Die Klassifizierungsstufen reichen von „Markteinsteiger“ bis hin zu „Gesamt-Lösungsanbieter“. Hieraus konnten konkrete Dienstleistungsportfolios für die unterschiedlichen Unternehmensklassen erstellt werden.

Zusätzlich wurden die Chancen und Risiken analysiert, welche maritime Unternehmen hinsichtlich des Angebots der Dienstleistungen berücksichtigen sollten. Eine weiterführende Analyse der spezifischen Merkmale im Windparkbetrieb (wie Instandhaltungskonzepte, tägliche Personal- und Materialbedarfe, Wind- und Seegangsdaten) sowie der Betriebsprozesse, ermöglichte die Entwicklung und Modellierung von windparkspezifischen Service- und Versorgungskonzepten. Dadurch konnten exakte Aussagen zu potenziellen Mengengerüsten an maritimen Transportmitteln für den Betrieb der geplanten deutschen Offshore-Windparks hergeleitet werden. Ausgehend von diesen Mengengerüsten und basierend auf einer großen Erhebung innerhalb der maritimen Industrie konnten schließlich konkrete, monetäre Marktvolumina für jede Dienstleistung bzw. jeden Leistungsbereich prognostiziert werden. Hierdurch können Unternehmen im Vorfeld analysieren, welche Dienstleistungen das größte Marktpotenzial bieten.

Das strategische Steuerungsmodell unterstützt Unternehmen bei der tatsächlichen Durchführung der im Dienstleistungskatalog definierten Leistungen, indem es die Messung und Steuerung des Erfolgs der Dienstleistungen ermöglicht. Hierfür wurden strategische Unternehmensziele für das Angebot der Dienstleistungen abgeleitet und nach ihrer Relevanz bewertet. Zudem wurden entscheidende, operative Ziele je Dienstleistung erarbeitet. Bezogen auf den maritimen Dienstleistungsmarkt können grundsätzlich drei Anbieterstufen unterschieden werden: „traditioneller Anbieter“, „Teil-Lösungsanbieter“ und „Gesamt-Lösungsanbieter“. Je nach Anbieterstufe empfiehlt sich die Berücksichtigung strategischer und operativer Ziele mit hohen Bewertungen.

Um den Erreichungsgrad der gesetzten Ziele und somit den Erfolg der Dienstleistungen messen zu können, wurde ein Kennzahlensystem erstellt. Es ermöglicht den Unternehmen den Abgleich der geplanten Soll-Werte mit aktuellen Ist-Werten anhand wesentlicher Messgrößen. Eine Festlegung konkreter Zielwerte ex ante kann aufgrund des gegenwärtig noch geringen Ausbaus der deutschen Offshore-Windenergie lediglich als exemplarische Prognose angesehen werden und bietet ex post weiteren Forschungsbedarf, sofern der Ausbau weiter erfolgt. Je Messgröße wurden zudem Handlungsoptionen definiert, die den Unternehmen Alternativen aufzeigen, sobald das Erreichen der strategischen und operativen Ziele gefährdet ist. Das strategische Steuerungsmodell kann damit für die Planung und Überwachung des Dienstleistungsgeschäfts in maritimen Unternehmen genutzt werden.

Das begleitende Implementierungskonzept ermöglicht eine aufwandsarme Umsetzung aller Forschungsergebnisse im Unternehmen. Hierzu wurde zunächst ein Führungsprozess für die unternehmensbezogene Weiterentwicklung zum Gesamt-Lösungsanbieter entwickelt. Für diesen Zweck konnten verschiedene Implementierungskonzepte erarbeitet werden. Sie zeigen, welche Dienstleistungen bzw. Leistungsbereiche unter bestimmten Aspekten miteinander kombiniert werden können. Gleichzeitig werden wahrscheinliche Anbieterkonstellationen benannt, um diese Dienstleistungsbündel gewinnbringend am Markt zu platzieren. Der Führungsprozess zeigt vor allem auf, in welche Richtungen sich maritime Unternehmen durch das Angebot industrieller Dienstleistungen für Offshore-Windenergieanlagen weiterentwickeln können.

Anschließend unterstützt ein Vertriebskonzept die maritimen Unternehmen dabei, die zusätzlichen Dienstleistungen effizient am Markt zu positionieren und gleichzeitig in der Unternehmensphilosophie zu verankern. Der hier aufgezeigte „Lösungsvertrieb“ fokussiert die wichtigsten Faktoren, welche in die Planung des Vertriebs von maritimen Dienstleistungen für die Betriebsphase von Offshore-Windenergieanlagen mit einzubeziehen sind.

Abschließend wurden die wichtigsten Ergebnisse des Forschungsprojekts in einem Software-Demonstrator aufgearbeitet. Der Demonstrator basiert auf MS Excel/Visual Basic for Appilications und ermöglicht den Unternehmen eine übersichtliche Nutzung der Forschungsergebnisse. Er besteht aus den sieben Komponenten: Dienstleistungskatalog, Marktpotenziale und Mengengerüst, Versorgungskonzepte, Chancen und Risiken, Kompetenzbewertung, Strategisches Steuerungsmodell und Implementierungskonzepte. Anwender können den Demonstrator individuell an ihr Unternehmen anpassen sowie Ausbauszenarien eigenständig definieren. Somit wurde mit dem Demonstrator ein Instrument entwickelt, was auch über die Projektlaufzeit hinaus und damit auch im weiteren Verlauf der Energiewende genutzt werden kann.

Die Ergebnisse des Forschungsprojektes „Offshore-Solutions“ unterstützen also Unternehmen der maritimen Industrie dabei, neue Dienstleistungspotentiale in der Offshore-Windenergiebranche zu erkennen, zu planen und zu steuern. Wesentliche Erfolgsfaktoren zur Umsetzung der Erkenntnisse konnten speziell für Werften, Reedereien und maritime Zulieferer aufgezeigt werden. Darüber hinaus wurden Konzepte entwickelt, wie diese Unternehmen ihr Spezialwissen in Richtung Offshore-Windenergie ausdehnen können. Insbesondere KMU können die Ergebnisse des Forschungsprojekts nutzen, um sich von traditionellen Anbietern zu Gesamt-Lösungsanbietern weiterzuentwickeln. Der Software-Demonstrator dient dabei in allen Phasen als Grundlage zur Entscheidungsfindung.


Abstract

The research project “Offshore-Solutions“ examined the service potential for shipyards, shipping companies and maritime supply firms in the course of the operational phase of offshore wind energy plants. Starting point was the predestination of these companies for providing services concerning the operational phase of offshore wind farms because of their highly specific maritime knowledge. Especially SMEs can benefit from the results. The identification of new service potentials opens up additional market potentials and allows differentiation from competitors. The results can be summarized in three modules: a services catalogue, a strategic control model and an associated implementation concept.

The services catalogue offers a detailed overview of all potential services during the operational phase of offshore wind energy plants. It serves as a basis for the identification of potential services a maritime company can offer. In order to be able to provide a complete catalogue, all processes that take place during the operational phase were analyzed and service needs were grouped and systemized. Altogether eight services with twenty-one subservices were found. Furthermore, the specific requirements a provider has to fulfill when performing a service were identified for each service. These requirements show the desired condition for shipping companies, shipyards and maritime supply companies.

Within the framework of a competency analysis in the maritime industry the identified requirements for services were compared to the strengths and weaknesses of the respective companies. This allowed determining which companies are best suited for the implementation of certain services and determining needs for improvement. A method was developed to classify maritime companies according to their competencies. The classification reaches from “market newcomer” to “solution-provider”. Consequently, concrete service portfolios could be constructed for different types of companies.

Additionally, the chances and risks maritime companies have to consider concerning their service offers were analyzed. A further analysis of specific characteristics of wind farm operations (e.g. maintenance concepts, daily need of staff and material, wind and swell data) as well as an analysis of operational processes allowed for the development of wind farm specific service and supply concepts. From that, exact statements about potential volumes of maritime means of transportation for the operation of planned German wind farms were derived. Based on these volumes and a big survey in the maritime industry, concrete monetary market volumes were predicted for each service and each subservice. This lets companies analyze beforehand which services offer the biggest market potential.

The strategic control model supports companies with the implementation of the services defined in the services catalogue by making the measurement and control of the service’s success possible. For that, strategic company goals for the proposition of services were derived and rated according to their relevance. Additionally, decisive, operational goals for each service were developed. In regard to the maritime service market three provider levels can be made out: “traditional provider”, “partial solution provider” and “complete solution provider”. Depending on the provider’s level it is recommended to consider strategic and operational goals with high ratings.

To enable the measurement of the degree of achievement of set goals and thereby of a service’s success, a system of KPIs was developed. It enables the company to compare their desired values with their current values on the basis of relevant measurement parameters. The determination of concrete goal values ex ante can only be seen as an exemplary prognosis as the current expansion of German offshore wind energy is low. This means that ex post further research needs will develop if the expansion continues. Depending on the measurement, options for different courses of action were laid out, that show a company alternatives for when the completion of an operational goal is at risk. The strategic control model can be used for planning and monitoring of services in maritime companies.

The associated implementation concept allows a realization of the research results within a company with low expenditure. For that, a management process for the internal development towards the complete solution provider was compiled. For this purpose, different implementation concepts were developed. They show which services and areas of performance can be combined under certain conditions. At the same time likely constellations of providers to place a cluster of services profitably on the market were named. The process shows the direction that maritime companies can move in by offering industrial services for offshore wind energy farms.

A distribution concept supports maritime companies with the efficient placement of additional services on the market whilst embedding them in their company mindset. The here shown “solution distribution” focuses on the most important factors which are to be regarded when planning the distribution of services for the operational phase of offshore wind energy farms.

Conclusively the most important results of this research project were included into a software tool. The tool is based on MS Excel / VBA and allows companies to easily use the research results. It consists of the seven components services catalogue, market potentials and volumes, supply concepts, chances and risks, competency analysis, strategic control model, implementation concepts. Users can fit the tool to their individually to their companies and define expansion scenarios independently. The tool is an instrument that can be used beyond the timeframe of this research project during the future process of the energy transition.

The results of the research project “Offshore Solutions” support companies in the maritime industry with the recognition, planning and controlling of new service potentials in the offshore wind energy sector. Relevant success factors for the implementation of the results were specifically linked to shipyards, shipping companies and maritime supply firms. Furthermore, concepts on how these companies can expand their special knowledge towards offshore wind energy were developed. Especially SMEs can use the results of the research project to develop from traditional providers to complete solution providers. The software tool serves as a basis for decisions in all phases.

 

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International Conference on Ships and Offshore Structures (ICSOS)

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Basics Seminar Adhesive Bonding (English)

12 September 2017, Aachen, Germany

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ML4CPS – Machine Learning for Cyber Physical Systems and Industry 4.0

27 - 28 September 2017, Lemgo, Germany

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