Wie im Flug gelernt

Die Professoren Dr. Thomas Bartz-Beielstein und Dr. Thomas Münster am Campus Gummersbach der Fachhochschule Köln hatten sich ein sehr anschauliches Konzept überlegt für die Lehrveranstaltung zur Versuchsplanung (Design of Experiments). Die rund 30 Teilnehmer bekamen jeweils ein DIN-A-4 Blatt mit vorgegebenen Schnittlinien, aus dem sie einen einfachen Papier-Helikopter basteln sollten. Variierbar waren in gewissen Grenzen die Länge der Rotorflügel einerseits und die Länge des Rumpfs andererseits. Dann ließen die Teams die Helikopter von der oberen Brücke in der Eingangshalle des Hochschulgebäudes fliegen, die Zeit bis zum Auftreffen am Boden wurde gestoppt. Ziel war, durch konstruktive Optimierung eine möglichst lange Flugzeit zu erreichen.

So erfuhren die Studierenden ganz praktisch, welchen Aufwand es bedeutet, über Versuche konstruktive Änderungen und Messungen ein Optimum zu erreichen. In der Industrie kann man sich einen solchen Aufwand nicht leisten, die Firmen wenden stattdessen computergesteuerte Optimierungsverfahren an. Statt bei einer Rechnersimulation immer nur eine Größe oder Form bei einem Bauteil zu verändern, werden in der statistischen Versuchsplanung mehrere Faktoren gleichzeitig verändert, so erhält man wesentlich schneller und damit kostengünstiger eine Optimierung von Bauteilen oder Verfahren. Diese Verfahren erläuterten Prof. Münster und Prof. Bartz-Beielstein den Studierenden im Seminar. Die angehenden Ingenieurinnen und Ingenieure waren durch die Versuche hoch motiviert, sie hatten sich den Stoff durch forschendes Lernen zum Teil selbst erarbeitet.

Diese Verfahren erläuterten Prof. Münster und Prof. Bartz-Beielstein den durch die Versuche hoch motivierten Studierenden im Seminar.
Begleitet wurden die Studentinnen und Studenten durch die wissenschaftlichen Mitarbeiter Martin Zaefferer und Jörg Stork aus dem Team des SPOTSeven Labs am Campus Gummersbach. Die beiden wissenschaftlichen Mitarbeiter beschäftigen sich unter anderem auch in ihren Promotionen  mit der Versuchsplanung. Jörg Stork betreut z.B. Forschungsprojekte zur Sensorentwicklung für die Firma Enotec, Martin Zaefferer begleitet Forschungsprojekte für die Firma Steinmüller Engineering. Martin Zaefferer promoviert an der TU Dortmund, sein Kollege Jörg Stork ist Doktorand an der Vrije Universiteit Amsterdam. Er meint: “Durch den Einsatz moderner Software kann die Auswertung per Mausklick am PC erfolgen. Für die Interpretation der Ergebnisse ist jedoch ein Verständnis der zugrunde liegenden ingenieurwissenschaftlichen Gesetzmäßigkeiten unabdingbar.”