Klassifizierung Automation der Schiffbetriebstechnik von der einfachen Überwachung bis zur komplexen Zustandsdiagnose

Mit dem steigenden Einsatz komplexer Automatisierungssysteme auf Schiffen steigen auch die Anforderungen an deren Klassifizierung. So muss zugleich immer mehr Software entsprechend getestet werden, wie das Beispiel Condition Monitoring eindrucksvoll zeigt.

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Germanischer Lloyd AG

Die Zeiten, in denen Großdieselmotoren auf Schiffen ohne Elektronik oder gar Elektrik betrieben wurden sind lange vorbei. Sind heute nahezu alle Motoren von elektrischen Hilfsbetrieben wie etwa Pumpen und Kompressoren abhängig, so steigt auch der Anteil an Motoren, die elektronische Komponenten zum Betrieb benötigen — das sind Drehzahlregler, Überwachungs- und Schutzsysteme sowie schließlich immer öfter elektronische Einspritzsysteme. Diese werden zur Einhaltung von immer schärferen Abgasvorschriften und zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs unumgänglich. Und brauchte man in den 90er Jahren für die komplette Betriebsüberwachung eines Handelsschiffs noch etwa 200 bis 500 Messstellen, so sind es heute schon über 2000. Prinzip dabei ist aber immer noch die Alarmierung im Schadensfall.

Zunehmend wichtiger werden zugleich die Zuverlässigkeit und Verfügbarkeit des Hauptantriebs von Frachtschiffen. Es gilt nicht nur, Störungen und Schäden zu erkennen, sondern rechtzeitig zu vermeiden. Condition Monitoring (CM) – also die Zustandsüberwachung – kann hier einen wichtigen Beitrag leisten: Ziel ist, von starren Wartungsintervallen zu zustandsbasierten, flexibel planbaren Überholungen zu kommen und Schäden bereits in der Entstehung festzustellen. So lässt sich auch das Risiko von unerwarteten Schäden und damit verbundenen Ausfallzeiten und Kosten minimieren. Andererseits sind auch Schäden durch unnötige Inspektionen vermeidbar, denn die Demontage und Montage eines empfindlichen Bauteils (z.B. die Lagerschalen einer Kurbelwelle) ist nicht frei von Risiken.

Geschrumpfte Besatzungen brauchen mehr Unterstützung von Land

Wurden Schiffe in den 70er Jahren noch von einer vierzigköpfigen Besatzung bedient, so sind heute auf einem hoch automatisierten Schiff keine zwanzig Personen mehr an Bord. Bei Schiffen mit vollautomatisiertem Maschinenbetrieb und einer so genannten Ein-Mann-Brücke gibt es teilweise nur noch vierzehn Besatzungsmitglieder. Die Ein-Mann-Brücke ist im Übrigen so ausgelegt und ausgerüstet, dass das Schiff im Seebetrieb tatsächlich nur von einer Person gefahren wird. Hier wird klar, dass Schäden an Maschinenanlagen nicht mehr nur mit Bordmitteln zu diagnostizieren und zu beseitigen sind.

Die Mannschaft braucht vielmehr Unterstützung von Land. Moderne Automatisierungssysteme bieten dazu etwa die Möglichkeiten der Ferndiagnose. Ähnlich der On-Bord-Diagnose im Kfz-Bereich können die Betriebszustände, Störmeldungen und Langzeitdaten aus modernen Steuergeräten von Schiffsmotoren ausgelesen werden. Nun ist ein Schiff allerdings die meiste Zeit auf See. Die Daten werden daher per Funk an Land übertragen — mit entsprechend hohen Anforderungen an die Datensicherheit. Die Systeme müssen mit unsicheren und unsauberen Übertragungen arbeiten können; Schutz der Daten, Übertragungssicherheit und unkritisches Verhalten bei Übertragungsabbruch müssen gewährleistet sein.

Um dem Rechnung zu tragen, hat der Germanische Lloyd bereits seit 2005 in mehreren Pilotprojekten mit Motorherstellern, Reedereien und den Anbietern von CM-Systemen Lösungen entwickelt. Die Klassifikationsgesellschaft profitiert dabei vom eigenen fachübergreifenden Expertenwissen im Schiffbau, Schiffsbetrieb und Maschinenbau sowie in der Elektrotechnik, Elektronik, Automation, Funk-, Daten- und Informationstechnologie.

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