Beitrag 18

Lehrprogramme Instandhaltung/Diagnostik für das Tempus Phare Projekt der EU an der Seefahrtshochschule (WSM) in Stettin

Prof. Dr.-Ing. habil. Dieter Troppens
GFIN e.V. Landesgeschäftsstelle Schl./H. u. M./V.
Dr.-Ing. Hans-Hermann Maack
Universität Rostock, iam

  1. Einleitung
  2. Ablauf der gemeinsamen Projektbearbeitung
  3. Erarbeitete Unterlagen für die Lehrveranstaltungen
  4. Schlussfolgerungen
  5. Literatur


1. Einleitung

Von der Wysza Szkola Morska Szczecin (WSM) in Initiative von Professor dr, hab. inz. Piotr Bielawski, des späteren Koordinators, wurde ein gemeinsames Projekt Tempus Phare bei der EU beantragt, das nach der Bewilligung ab 1998 abgearbeitet werden konnte. Ziel des Projektes war es, neben der Modernisierung der Ausbildung von Ingenieuren mit Spezialisierung Instandhaltung speziell für den Studiengang "Schiffsbetriebstechnik" in einem für Europa konformen Ablauf an der WSM zu erarbeiten, z.B. durch Vorschläge für die Studieninhalte.
Zur Zusammenarbeit dieses gemeinsamen Projektes wurden von der WSM Szczecin gewonnen:

  • Technische Universität Dresden,
  • Universitat Politecnica de Catalunya, Barcelona,
  • Universität Rostock sowie als Praxispartner:
  • Chris-Marine AB in Malmö (S) und
  • Diesel Marine International in Zwolle (NL)

Bei Abschluss des Projektes waren Voraussetzung für eine modernisierte Ausbildung (Lehrprogramme, Laborausrüstungen u.a.) in Stettin geschaffen und die anschließend erläuterten Inhalte für Lehrprogramme lagen unter Beachtung der Urheberrechte zur Nachnutzung vor. Das sind Ausarbeitungen in englischer und deutscher Sprache in Verantwortung folgender Mitarbeiter:

  • Prof. Dr.-Ing. Gottfried Meltzer TU Dresden, Professur für Technische Diagnostik: Einführung in die Technische Diagnostik (einsemestrige LV im Hauptstudium)
  • Dipl.-Ing. Torsten Kiel TU Dresden, Mitarbeiter am Lehrstuhl - Professur für Technische Diagnostik: Grundlagen der Instandhaltung (einsemestrige LV im Hauptstudium)
  • Prof. Dr. German de Melo Rodriguez und Prof. Dr. Ignacio Echevarrieta Sazatornil, Univertat Politecnica de Catalunya: Mounting and Dismantling of Marine Machine

Wie heute immer noch (so z.B. Beiträge in VDI nachrichten Sept./Okt. 2003 [VDI103 bis VDI503]) waren die Ausbildungswege für Fachleute mit akademischen Graden, die z.B. für Energieerzeugeranlagen auf Schiffen oder an Land ausgebildet werden, in Europa und der Welt zwar ähnlich aber besonders die Bezeichnungen der Abschlüsse verbunden mit dem Umfang des Studiums sehr unterschiedlich. In Deutschland erreicht die Diskussion zur Zeit wahrscheinlich wieder einen Höhepunkt, der zu Veränderungen führen wird, wenn die Auszubildenden keine Nachteile beim Einsatz in weltweit agierenden Unternehmen haben sollen. Deshalb soll auf diesen in 2000 vorgelegten und praktizierten speziellen Ausbildungsgang für Instandhaltung/Technische Diagnostik, auch für Aufgaben von ingenieurtechnischen Kadern für die Schiffsbetriebstechnik, hingewiesen werden.


Ablauf der gemeinsamen Projektbearbeitung

Die inhaltlichen Fragen und Gedanken aus Sicht der teilnehmenden Einrichtungen wurden laufend ausgetauscht, beginnend mit einem Startmeeting in Stettin im März 1998 und dann auf weiteren Veranstaltungen an der WSM bis zum Abschluss 2000, organisiert und vorbereitet von den dort tätigen Mitarbeitern. Weiterhin fanden gemeinsame Besuche vor allem auch bei den Praxisunternehmen in Schweden und in den Niederlanden statt, um anschaulich die Fragen der praktischen Umsetzung zu beraten. Auch die vorliegenden Bedingungen und Erfahrungen an den Ausbildungseinrichtungen in Dresden, Rostock und in Barcelona wurden einbezogen.
Für die Ausarbeitung von Lehrprogrammen und dafür zu empfehlender inhaltlicher Konzepte wurde auf dem Startmeeting informiert, wie - beispielsweise in den Abbildungen 1 bis 3 gezeigt - der Ablauf einiger relevanter Studiengänge an den beteiligten Hochschulen zum damaligen Zeitpunkt üblich war. Für eine Vereinheitlichung der Ausbildungswege lag nicht die Kompetenz des Projektes vor, aber es sollten Lehrprogramme und -inhalte erarbeitet werden, die sich in die jeweiligen Studiengänge derartiger Ausbildungseinrichtungen einfügen lassen und die Erfahrungen der Teilnehmer berücksichtigen. So entstanden die in der Einleitung genannten Dokumente für Lehrveranstaltungen. Am Institut of Basic Technical Sciences der Maritime University (WSM Szczecin) wurden auch materielle Voraussetzungen vor allem für Versuchstände und Informationstechnik geschaffen, um die Ausbildung nach diesen Lehrprogrammen zu realisieren. Von der Universität Rostock wurden diese Voraussetzungen für einen Studentenjahrgang 2002 für das Fach Technische Diagnostik am Fachbreich Maschinenbau und Schiffstechnik im Rahmen einer Exkursion nach Stettin genutzt, so dass die Autoren des Beitrags diese Einrichtungen - auch auf Grund der fachkundigen Unterstützung durch Professor P. Bielawski und seiner Mitarbeiter - für die Fasslichkeit der Inhalte hoch einschätzen (siehe Abbildung 4).


Erarbeitete Unterlagen für die Lehrveranstaltungen

An der Technischen Universität Dresden, Institut für Energiemaschinen und Maschinenlabor - Professur für Technische Diagnostik - wurden vom Inhaber des Lehrstuhls - Professor Dr.-Ing. Gottfried Meltzer zwei Lehrveranstaltungen konzipiert und Unterlagen (Text und Bild) für die Vorlesung und zu Laborübungen erarbeitet. Vom Lehrstuhlinhaber zu "Einführung in die Technische Diagnostik" (Gliederung siehe Abbildung 5) und von seinem Mitarbeiter Dipl.-Ing. Torsten Kiel "Grundlagen der Instandhaltung" (Gliederung in Abbildung 6). Ergänzt werden diese Lehrfächer durch eine Lehrveranstaltung zu den Maschinen, die Gegenstand von Instandhaltungsmaßnahmen und zur Zustandseinschätzung sind, durch eine Lehrveranstaltung "Mounting and Dismanteling of Marine Machine", die von den spanischen Hochschullehren konzipiert wurde. Der Inhalt ist in einer Vorlesungsskripte vorgelegt worden (Gliederung siehe Abbildung 7).

Die Lehrinhalte bauen auf den Erfahrungen erfolgreicher Ausbildung von Ingenieuren, auch solcher, die zur See fahren oder für die Flotten wirksam sind, auf. In die Lehrveranstaltungen, die in Dresden erarbeitet wurden sind Erfahrungen der in der DDR wirksamen Hochschulen und ihrer praktischen Umsetzung eingeflossen, um die Flotten, die Maschinenanlagen an Land - z.B. zur Energieerzeugung und Rohstoffgewinnung - dieses Landes zu betreiben. Das sind nicht, wie manchmal diskriminierend geäußert wurde, nur Erfahrungen einer Mangelwirtschaft, es wurden die für die Marktwirtschaft bedeutsamen wissenschaftlichen Grundlagen ausgewählt und die international gängigen Erkenntnisse eingearbeitet und an einigen Studienjahrgängen nach der Wiedervereinigung (Universität Rostock, Fachbereich Maschinenbau und Schiffstechnik, Technische Universität Dresden, Institut für Energiemaschinen und Maschinenlabor) erprobt. Neue Erkenntnisse werden immer dazu gewonnen und neue Hilfsmittel entwickelt, so dass die Lehrinhalte ständig überarbeitet werden müssen (siehe Beitrag von Dr. Regel, BA Sachsen auf dem Schiffahrtskolleg 2003). Das ist jedoch bekannt.


Schlussfolgerungen

Will man erfolgreich sein, das heißt vorausschauend und nachhaltig (sustained) sowie rationell mit den Ressourcen auf unserer Erde umgehen, sollte man Erfahrungen und bereits Vorliegendes soweit nutzen, wie es noch aktuell ist bzw. angepasst werden kann, und dazu auch neue Erkenntnisse möglichst schnell umsetzen. Für das Erhalten der Technik, z.B. der Schiffe mit ihren Anlagen, sind ingenieurwissenschaftliche Kenntnisse notwendig, die als Grundausbildung vermittelt und die laufend zu gefügt bzw. aktualisiert werden müssen, wenn sich die Technik zum Betreiben ändert. Eine Grundkenntnis sollte man vor Augen haben, dass nur mit diesem Konzept ein sicheres Betreiben - sicher für das Vermeiden von Havarien oder unnötigen Aufwendungen und Problemen für die Menschen, die Technik und die Umwelt - möglich sein wird.


Literatur

[VDI103]W. Fuchs: Bildung ohne Grenzen - damit Deutschland an der Spitze bleibt. Standpunkt: VDI-Direktor, VDI nachrichten Nr. 37 (12.09.03) S. 2
[VDI203]A. Behnke: Schwere Zeiten für Ein-Fach-Ingenieure. VDI nachrichten Nr. 37 (12.09.03) S. 31
[VDI303]R. Kuntz-Brunner: Das Diplom opfern. Ohne Bachelor und Master fällt Deutschland vom Reformzug, mahnt Peter Gaethgens. VDI nachrichten Nr. 40 (2.10.03) S. 4
[VDI403]W. Schmitz: Starker Gegenwind gegen Hochschulreform. VDI nachrichten Nr. 40 (2.10.03) S. 4
[VDI503]W. Schmitz: "Druck von außen" macht Hochschulen Dampf. NRW-Wissenschaftsministerin Hannelore Kraft über Rollenverteilung bei Reformprozessen. VDI nachrichten Nr. 43 (24.10.03) S. 29
[VDI503]stb/ws: Bachelor bei Informatikern beliebt. Neue Angebote mit Schwierigkeiten. VDI nachrichten Nr. 43 (24.10.03) S. 29


Abb. 1: Auf der Startveranstaltung vorgestellter Studienablauf an der WSM Szczecin

Abb. 2: Auf der Startveranstaltung vorgetragene Vorstellungen zur Anpassung der Ausbildungsgänge der Inge-nieurausbildung an TU Dresden an die des Auslandes

Abb. 3: Einer der auf der Startveranstaltung vorgestellten Studienabläufe an der PUC Barcelona

Abb. 4: Studenten der Universität Rostock beim Laborversuch zur Technischen Diagnose an der WSM Stettin in 2002 mit Prof. Bielawski und Mitarbeitern


Einführung in die Technische Diagnostik

Studienanleitung
für eine einsemestrige Lehrveranstaltung im Hauptstudium technischer Studiengänge

Themenkomplex 1:Motivation der Technischen Diagnostik
Ergänzung A 1-1:Qualitative und quantitative Sicherheitsanalyse
Themenkomplex 2:Arbeitsschritte der technischen Diagnose und Diagnosemodell
Themenkomplex 3:Diagnosesignale und Diagnosemerkmale
Themenkomplex 4:Prozeßdiagnostik und Diagnostik auf der Basis von Betriebsmeßssignalen
Themenkomplex 5:Zerstörungsfreie Prüftechnik (ZfP)
Themenkomplex 6:Diagnostik mit Temperaturmeßgrößen
Themenkomplex 7:Vibroakustische Diagnostik
Ergänzung A 7-1:Akustische Emissions- Analyse
Ergänzung A 7-2:Akustische Bewertung von Schallereignissen
Themenkomplex 8:Merkmalsextraktion durch Signalanalyse u. Merkmalsauswahl
Ergänzung A 8-1:Computergestützte Messtechnik
Ergänzung A 8-2:Cepstraltransformation
Ergänzung A 8-3:Zeit- Frequenz- Verteilung
Ergänzung A 8-4:Systemanalyse zur Diagnostik passiver Schwingungssysteme
Themenkomplex 9:Statistisch- kybernetische Bildung des Diagnosemodells
Ergänzung A 9-1:Die Nutzung künstlicher Intelligenz in der Technischen Diagnostik
Themenkomplex 10:Diagnosemodelle auf systemtheoretischer Grundlage
Ergänzung A 10-1:"Modellgestützte Diagnostik" als gemeinsame Grundphilosophie von Prozeßdi-agnostik und Zustandsdiagnostik
Themenkomplex 11:Diagnosestrategien, Diagnosesoftware und -hardware
Themenkomplex 12:Diagnostik von Wälzlagern
Themenkomplex 13:Diagnostik von Zahnradgetrieben
Themenkomplex 14:Diagnostik von Kolbenmaschinen
Themenkomplex 15:Turbinendiagnostik
Themenkomplex 16:Reaktordiagnostik
Ergänzung A 16-1:Neutronenflußdichte- Messung
Themenkomplex 17:Diagnostik von Pumpen
Themenkomplex 18:Überwachung des Zerspanungsprozesses
Themenkomplex19:Überwachung und Diagnostik von Schiffen u. -maschinen
Anlagen
Anlage 1:Spezielle Literatur zur technischen Diagnostik
Anlage 2:Ergänzende Literatur
Anlage 3:Begriffe und Definitionen
Praktika
Praktikum 1:Schwingungsmessung und Signalverarbeitung
Praktikum 2:Diagnose mittels multivariater Diagnosemodelle
Praktikum 3:Diagnosemanagement
Praktikum 4:Wälzlagerdiagnose
Praktikum 5:Getriebediagnose
Praktikum 6:Zustandsdiagnose eines Kolbenkompressors
Praktikum 7:Reaktordiagnostik

Abb. 5: Inhaltsübersicht für Lehrveranstaltung erarbeitet von Prof. Dr.-Ing. Gottfried Meltzer, TU Dresden, Professur Technische Diagnostik


Grundlagen der Instandhaltung

Studienanleitung
für eine einsemestrige Lehrveranstaltung im Hauptstudium technischer Studiengänge

Komplex 11.Gegenstand und Aufgabe der Instandhaltung
1.1Bedeutung der Instandhaltung
1.2Schädigungsprozesse als Ursache der Instandhaltung
Komplex 22.Gebrauchswertmindernde Prozesse an technischen Arbeitsmitteln und ihren Elementen
2.1Schädigungsprozesse(Verschleiß, Ermüdung, Werkstoffalterung, Korrosion)
2.2Schadensbilder
2.3Lebensdauer bei Ermüdung und Alterung
Komplex 33.Schädigungserscheinungen an ausgewählten Maschinenelementen
3.1Wälzlager
3.2Gleitlager
3.3Zahnräder
Komplex 44.Quantitative Abschätzung der Sicherheit und Zuverlässigkeit
4.1Stochastische Betrachtung der Schädigungsprozesse
4.2Zuverlässigkeitskenngrößen
4.3Ausfallverteilungen
4.4Redundanz
4.5Systemzuverlässigkeit
Komplex 55.Instandhaltungsstrategien
5.1Strategiekonzepte
5.2Grundstrategien
5.3Zustandbezogene Instandhaltung (Einsatz der technischen Diagnostik, Ökonomische Betrachtung)
Komplex 66.Einzelteilinstandsetzung
6.1Technische Lösungsmöglichkeiten (Aufarbeiten, Nacharbeiten, Reparieren)
Komplex 77.Organisation und Planung der Instandhaltung
7.1Ablauforganisation für den Instandhaltungsbereich
7.2Arbeitsvorbereitung in der Instandhaltung
7.3Eigen-/ Fremdinstandhaltung
7.4Ersatzteilwesen und Lagerhaltung
7.5Personalorganisation
7.6Instandhaltungs-Controlling
7.7TPM - Total Productive Maintenance
Anlagen:1Kurze Verfahrensbeschreibung ausgewählter Aufarbeitungsverfahren
2Begiffe zum Thema TPM (Total Productive Maintenance)
3TPM-PM: Arten von PM (Preventive Maintenance)
4Literatur zum Thema Instandhaltung
5Auswahl von Begriffsdefinitionen zur Thematik Instandhaltung
6Folienliste zur Vorlesung "Grundlagen der Instandhaltung"

Abb. 6: Inhaltsübersicht für Lehrveranstaltung erarbeitet von Dipl.-Ing. Kiel, TU Dresden, Professur Technische Diagnostik


Mounting and Dismanteling of Marine Machine

German de Melo Rodriguez, Ignacio Echevarrieta Sazatornil

1.FASTENING WITH SCREWS1
2.HERMETICITY20
2.1HERMETICITY IS NECESSARY
2.2MOUNTING OF LIP RING SEALS READY TO BE USED
2.3PISTON RINGS
2.4STUFFING BOX PACKING
3.BEARINGS38
3.1SLIDE BEARINGS
3.2ROLLING BEARING
4.COUPLINGS118
4.1COUPLING OF ADMITED PIECES WITH FORCED SEAT
4.2CONICAL FITTINGS
4.3KEYED JUNCTIONS
5.CHAIN MECHANISM125
5.1MISSION AND SHAPES OF A CHAIN MECHANISM
5.2VERIFICATION OF THE ADJUSTED PIECES
5.3VERIFICATION OF THE TOOTHING OF THE CHAIN WHEELS
5.4VERIFICATION OF THE ASSEMBLING POSITION
6.BELT COUPLING136
6.1PURPOSE AND SHAPES OF A BELT DRIVE
6.2MOTOR PIECES OF A BELT COUPLING
7.TRANSMISSION WITH CYLINDRICAL GEARS155
7.1MISSION AND SHAPES OF THE FRONTAÑ OR CYLINDRICAL WHEELS
7.2IMPOSED REQUIREMENT TO THE CYLINDRICALWHEELS AND TO THE MOTOR SHAFTS. TEETH.
7.3DETERMINATIVE MAGNITUDES OF
7.4FRONTAL WHEELS.
7.5ASSEMBLING OF COUPLES OF WHEELS AND MOTOR SHAFTS.
8.ASSEMBLING OF A RACK MECHANISM169
8.1MISSION AND SAHPES OF THE RACK MECHANISM
8.2ASSEMBLING OF THE RACK IN A SUPPORT PIECE
8.3ASSEMBLING OF RACKS
8.4VERIFICATION OF THE POSITION OF ASSEMBLING
9.STEAM TURBINE180
9.1KEY ELEMENTS OF STEAM TURBINES
9.2CASING
9.3ROTOR
9.4SEALS, GLANDS
9.5MOVING BLADES
9.6NOZZLE
9.7OPENING UP OF TURBINES
9.8REASSEMBLY OF TURBINES
10.GAS TURBINES199
10.1COMPRESORS
10.2COMBUSTORS
10.3TURBINE
10.4GAS TURBINE BUILDING AND ASSEMBLING
10.5OVERHAUL
10.6DISASSEMBLY
10.7REASSEMBLY

Abbildung 7: Inhalt für Lehrveranstaltung erarbeitet von Professoren der Univertat Politecnica de Catalunya, Barcelona