h_da-Absolvent entwickelt Modell für Kranwaagen
Ein Absolvent des Studiengangs Telekommunikation und Informationstechnik der Hochschule Darmstadt (h_da) hat im Rahmen seiner Diplomarbeit ein mathematisches Modell für den Rechenprozess in einer Waage entwickelt, die das Gewicht von Schüttgut, etwa Erze, noch während des Entladevorgangs präzise bestimmen kann. Der 25jährige Elektroingenieur Viktor Rais fertigte seine Abschlussarbeit bei Schenck Process an, einem weltweit führenden Unternehmen für Mess- und Verfahrenstechnik. Betreut wurde er dabei am h_da-Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik (EIT) von Prof. Dr. Ulrich Schultheiß.
Mit seiner Arbeit trägt Rais dazu bei, dass Waren in Häfen künftig besonders schnell und zugleich ausgesprochen genau gewogen werden können. An den weltgrößten Warenumschlagsplätzen sollen Hafenkräne ihre Arbeit möglichst schnell verrichten, dazu zählt unter anderem das präzise Verwägen der Waren, die sie aus dem Schiffsrumpf an Land befördern. Je weniger Zeit sie hierfür benötigen, desto besser für die Reedereien, denn sie kostet es ein zunehmendes Vermögen, je länger der Frachter im Hafen liegt.
Das Besondere an Viktor Rais´ Messerfolg ist, dass sich die Waage in mobilen Kränen einsetzen lässt, deren Mast zudem nicht starr, sondern zur Veränderung der Ausladung im Winkel veränderbar ist. Erstmals überhaupt können Kräne dieser Bauart das Gewicht der Ware nun bereits während der Bewegung des Materials bestimmen. Bislang musste das Material, wie etwa Erze, auf einer separaten Bandwaage gewogen werden, was einen erheblichen Zeitverlust bedeutete.
Eine zusätzliche Herausforderung war, die Waage eichfähig zu machen – die Grundlage für seriöse Abrechnungen im internationalen Warenverkehr. Der so genannte Eichfehler liegt bei 0,1 Prozent, bei einem Gewicht von beispielsweise 50 Tonnen darf das Messergebnis demnach nur maximal 50 Kilogramm abweichen. Um all dies zu lösen, nahm Viktor Rais zusammen mit Fritz Ehmke, einem erfahrenen Wägespezialisten, der die Diplomarbeit von Unternehmensseite betreute, einen Kran-Prototypen am Standort Antwerpen unter die Lupe. 630 Tonnen bringt der Koloss selbst auf die Waage, achtzig Meter misst sein Mast. In Teamarbeit prüfte Viktor Rais die Technik auf Herz und Nieren, las Sensoren aus, sammelte weitere wichtige Daten und entwickelte hieraus ein Modell des Krans und seiner Bewegungen am Rechner.
Die Schwingungen des Lastenriesens bereiteten dabei besonders Kopfzerbrechen. Beim Anheben der bis zu 50 Tonnen schweren Last treten insbesondere Pendelschwingungen auf, was wiederum zur Folge hat, dass das Messergebnis auf sich warten lässt – vergleichbar mit einer digitalen Personenwaage, die erst ein präzises Ergebnis liefert, wenn der Mensch darauf möglichst ruhig steht. Es gelang, diese und weitere Einflüsse rechnerisch auszuschließen, so dass die im Mastkopf befindliche Waage in Sekundenschnelle ein Ergebnis liefert. 15 Sekunden waren die zuvor erreichte Zeit, Viktor Rais konnte den Zeitraum auf sieben Sekunden verkürzen.
Fritz Ehmke zeigt sich beeindruckt von der Beharrlichkeit, mit der h_da-Absolvent Rais sein Projekt durchgeführt habe. So habe zwar Schenck Process zahlreiche Grundlagen für das neuartige Messverfahren gelegt, doch erst Viktor Rais’ mathematisches Modell habe den Durchbruch gebracht. Er arbeitet inzwischen als Softwareentwickler bei dem Weltmarktführer für Mess- und Verfahrenstechnik und bekommt so das weitere Wachsen seines Projekts direkt mit. Im Dezember 2010 erfolgten sehr erfolgreich die Zulassungsmessungen der neuartigen Kranwaage, jetzt kann die Produktion der Waage beginnen.
„Viktor Rais hat eine solide Basis aus seinem Studium mitgebracht“, lobt Fritz Ehmke, allerdings seien hoch qualifizierte Fachkräfte nach wie vor rar. „Es werden immer noch zu wenige Ingenieure ausgebildet“, pflichtet ihm Ulrich Schultheiß bei, Professor am h_da-Fachbereich EIT. Dabei seien gerade Absolventen wie Viktor Rais bei Unternehmen begehrt. „Sein Erfolg zeigt allerdings, dass die praxisnahe Ausbildung am Fachbereich EIT der richtige Weg ist“, sagt Ulrich Schultheiß.
Viktor Rais kann sich derweil nicht nur über einen nahtlosen Übergang vom Studium in den Beruf freuen, er gewann für seine Diplomarbeit auch den Preis der Professor-Döhrer-Stiftung, den der Fachbereich EIT für besonders praxisbezogene Arbeiten vergibt.
Bild rechts: (v.l.n.r) Dr. Raymond Holz, Fritz Ehmke, Viktor Rais, Ralph Müller
Weitere Infos:
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Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Schultheiß
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