Ausgangssituation

Ausgangssituation

Im Schiffbau kommen Antriebsstrangkomponenten (z. B. Motor, Getriebe) zum Einsatz, die hohe Investitionsvolumina über den gesamten Lebenszyklus voraussetzen. Das Schiffsgetriebe als hochbelastetes Element zwischen Dieselmotor und Propelleranlage ist bedeutend für die Zuverlässigkeit des gesamten Schiffsantriebs. Sowohl aus wirtschaftlichen als auch sicherheitstechnischen Gründen müssen daher sehr hohe Anforderungen an die Getriebeverfügbarkeit erfüllt werden. Vor diesem Hintergrund gewinnt die Wahl und Implementierung einer entsprechenden Instandhaltungsstrategie eine große Bedeutung.

Zustandsorientierte Instandhaltung (Condition Based Maintenance - CBM) wird in vielen Industriebereichen als Standardmethode zur Maschinenüberwachung genutzt. Das Konzept stützt sich auf den aktuellen Zustand einer Maschine oder einzelner Bauteile. Ziel ist es, eine hohe Sicherheit und Maschinenverfügbarkeit bei gleichzeitig sinkenden Instandhaltungskosten zu erreichen. Im Bereich der Marinetechnik hat CBM – neben den bekannten Vorzügen, wie z. B. der Vermeidung ungeplanter Maschinenausfälle – eine weitere kostensenkende Bedeutung: Bestimmte Aggregate an Bord eines Schiffes müssen von Klassifizierungsgesellschaften, z.  B. Det Norske Veritas oder Germanischer Lloyd (GL), regelmäßig inspiziert und auf Tauglichkeit überprüft werden. Die Ausweitung der Inspektionsintervalle wird nur dann gewährt, wenn die jeweiligen Maschinen mit CBM überwacht werden, die Crew entsprechend ausgebildet ist und die Zustandsdaten regelmäßig erfasst werden. 

Die aufgezeigten Möglichkeiten des CBM werden allerdings im Umfeld des Schiffsantriebsstrangs bislang kaum genutzt. Für die Zustandsüberwachung von Schiffsgetrieben, die in der Mehrzahl aus rotierenden Komponenten (z. B. Wellen, Lager, Zahnräder) bestehen, sind Messdaten bezüglich der auftretenden Drehmomente, Vibrationen und Temperaturen interessant. Vorhandene, kabelgebundene Lösungen erfordern einen hohen technologischen Aufwand für eine direkte Datenaufnahme am Entstehungsort (z. B. von Drehmomenten) oder sind speziell bei bewegten Bauteilen technisch nicht zu realisieren. Problematisch sind weiterhin wenig standardisierte Überwachungstechnologien und eine teilweise zu geringe Miniaturisierung der Sensor- und Datenverarbeitungselemente. Neben diesen technologischen Einschränkungen entstehen durch eine aufwändige Verkabelung hohe Kosten.

Die von Schiffsbetreibern als zu hoch angesehenen Investitionen sind wesentliche Gründe dafür, dass sich Online Condition Monitoring-Lösungen für Schiffsgetriebe bisher nicht am Markt durchsetzen konnten. Funktechnologie bietet für diesen Anwendungsfall ein Kostensenkungspotenzial, da diese ohne aufwändige Verkabelung auskommt und leicht nachrüstbar ist. Funksysteme sind jedoch aufgrund der harschen Umgebungsbedingungen (z. B. Verschmutzung, Abschirmung, mechanische Belastungen) bislang wenig verbreitet.