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Beitragsband des 13. und 14

1. 5 N 1 where N is the number of liquid nodes M represents the liquid mass flow rates from node to its neighbor node and N is a list of all neighbor nodes of node i According to Poiseuille s law the liquid mass flow rate can be computed from the pressure difference M g x P P 2 where E represents the pressure at node P repre sents a the pressure at node j in the case that it is a liquid node and connected to node i by a liquid throat or b the throat potential in the connecting throat between node i and j in the case that it is not fully filled Because the throats are cylindrical the throat potential denoted as is computed from Young Laplace equation D P _ 2ycos f 3 where P is the constant air pressure y is the surface tension 0 is the contact angle between lotion and sub strate and r is the throat radius In the equation 2 Qj is introduced as hydraulic liquid conductance in the throat connecting the node i and j and computed as _ par u SnL l where 0 lt L lt 1 is liquid filled length of the throat be gi 4 tween nodes i and j p is the mass density of lotion F IS the throat radius n is the dynamic viscosity of lotion In addition the empty throats and throats with stationary meniscus have zero liquid conductance An example is shown in Figure 3 to demonstrate four typical scenarios in the computation of mass conservation moving meni
2. Arbeitsplanung Arbeitssteuerung E AM _ wal Fertigung Ep Montage A we A ch Produktentstehung Abbildung 2 Arbeitsvorbereitung nach 3 Um eine klare Abgrenzung beider Teilbereiche bezug lich ihrer Aufgaben innerhalb der Produktionsplanung zu gew hrleisten wird die Technische Produktionspla nung wie folgt definiert Die Technische Produktions planung beinhaltet alle einmalig auftretenden Pla nungsma nahmen die das r umliche und zeitliche Zusammenwirken von Mensch und Betriebs bzw Ar beitsmittel vorbereitet und sicherstellt 4 Somit ist der Oberbegriff f r die Planung der Produktion in speziellen Unternehmensbereichen wie der Teileferti gung dem Rohbau und der Montage formuliert Wie bereits beschrieben entsteht ein Gro teil der Produkt entstehungskosten im Bereich der Montage Um Ratio nalisierungspotentiale in diesem Unternehmensbereich zu lokalisieren und den Einsatz computerunterst tzter Systeme effektiv zu planen ist ein grundlegendes Ver standnis der Vorg nge innerhalb der Montageplanung erforderlich 3 2 Montageplanung Innerhalb der Montageplanung werden Montageablau fe und einrichtungen f r eine effektive Produktion von Unternehmensg tern geplant Im Rahmen einer varian tenreichen Serienproduktion entsteht hier beispielswei se eine Gro zahl der Varianten Des Weiteren m ssen in der Montage als letztes Glied im Produktentste hungsprozess samtliche S
3. 5 3 4 Definition der Sollzust nde und Toleranz grenzen F r die Modellierung m ssen abschlie end die Sollzu st nde f r alle Objekttypen erstellt werden Diese k nnen z B aus den Auftragsdaten und Kundenanforderungen ermittelt werden Diese sollten zus tzlich mit Toleranz grenzen hinterlegt werden F r das Beispiel w ren Sollzust nde z B Abflugzeiten der Flugzeuge vorgegebene Werte f r die Temperatur und Ersch tterung der ULD Container Tankf llst nde der Tugs usw 6 Zusammenfassung und Ausblick In dieser Arbeit wurde ein Gesamtkonzept vorgestellt wie ein System modelliert werden kann um eine anschlie Bende Analyse der Zustandsdaten durchf hren zu k n nen Dazu wurden die ersten beiden Schritte des Konzep tes die Modellierung des Systems und die Ermittlung der Datenstruktur detailliert an einem Beispiel vorgestellt Die Analyse Evaluierung und Anwendung ist noch in der Entwicklungsphase und wurde aus diesem Grund noch nicht detailliert am Beispiel vorgef hrt Dabei wird aber der Fokus nicht auf der Analyse von Anomalien oder abweichenden Mustern in den Daten liegen sondern auf der Identifizierung von relevanten Zusatzinformationen 75 76 die notig sind um eine sinnvolle Entscheidung in kriti schen Situationen f llen zu k nnen Denn nur eine Mel dung vom Soll zum Ist Zustand oder die Identifizierung einer Anomalie reicht nicht aus um eine sinnvolle Ent scheidung zu treffen 7 Literatur
4. Ein hoher Planungsaufwand f r den Bau neuer Fabriken sowie f r die Integration neuer Modelle in bestehende Produktionsstrukturen ist die Folge Heute werden diese komplexen Planungsaufgaben mit Hilfe der Digitalen Fabrik deren Werkzeuge heute insbe sondere in der Automobilindustrie etabliert und unver zichtbar sind realisiert 3 Die Unterst tzung des gesam ten Produktentstehungsprozesses durch Virtuelle Techni ken ist ein ma geblicher Erfolgsfaktor 4 Am Ende des digitalen Fabrikplanungsprozesses stehen jedoch reale Fertigungshallen Betriebsmittel und Produktionssysteme Daher ist eine effektive Synchronisation von Realit t und der digitalen Planung erforderlich Ein Ansatz zur L sung dieser Problematik stellt die Aug mented Reality Technologie AR dar Sie visualisiert rele vante Informationen durch die berlagerung der realen und virtuellen Welt wie z B die Einblendung des Fahr wegs im Bild der R ckfahrkamera zur Einparkunterst t zung Mit Hilfe der Visualisierung tragt die AR zur Verbes serung einer kultur bergreifenden Kommunikation bei indem virtuelle Planungskonzepte und Ideen in der realen Umgebung sichtbar gemacht werden Derzeit k nnen entlang des Fabriklebenszyklus allerdings nur statische reale Objekte wie z B Stahlbauten oder Montageanlagen mit ihren virtuellen Pendants synchroni siert werden Beispiele hierf r sind in der Literatur aus f hrlich beschrieben 5 6 7 8 9 10 F r eine ga
5. Protokolle Archiv lt Onlinesystem Mobilitatsprofil Ereignisprotokoll Fahrzeugdaten Bed arfsprognose an nt Stammdaten Onlinedaten Onlinesimulation Energiebed arte Abbildung 3 Datenfluss im Onlinebetrieb zur Prognoseberechnung Weitere Anwendungsgebiete f r den gew hlten Ansatz der Mobilitatsanalyse und Datenaufnahme ist auf andere Anwendungsbereiche in der Logistik bertragbar So k nnen mit Hilfe der vorgestellten Methodik Material flussanalysen basierend auf Prozessdaten durchgef hrt werden Hierbei m ssen jedoch andere Parameter defi niert werden die im Rahmen einer Prozess und Bedarfs analyse bezogen auf den gew nschten Einsatzzweck ermittelt werden k nnen Die prinzipielle Vorgehensweise besteht jedoch darin nach erfolgter Definition zu erfas sender Rohdaten eine Abbildung in eine einheitlich be schreibbare und vergleichbare Form vorzunehmen 5 Literaturverzeichnis 1 Nationale Plattform Elektromobilit t NPE Zweiter Bericht der Nationalen Plattform Elektromobilitat Berlin Gemeinsame Gesch ftsstelle Elektromobilit t der Bundesregierung GGEMO 2011 2 R Vollmer U Kunert J Kloas und H Kuhfeld Mobilit t in Deutschland infas Institut f r angewandte Sozialwissenschaft GmbH Deutsches Institut f r Wirtschaftsforschung DIW Bonn Berlin 2002 3 D Zumkeller B Clond und T Kuhnimhof Mobilit tspanel Deutschland 2002 Universit t Karlsruhe TH Karlsruh
6. 1 Heusler K F Stolzle W und Bachmann H 2006 Supply Chain Event Management Grundlagen Funktio nen und potenzielle Akteure WiSt 1 24 2 Sari K 2010 Exploring the impacts of radio fre quency Identification rfid technology on supply chain performance European Journal of Operational Research 207 1 174 183 3 Raab V Petersen B und Kreyenschmidt J 2011 Temperature monitoring in meat supply chains British Food Journal 113 10 1267 1289 4 Steven M und Kruger R 2004 Supply Chain Event Management fur globale Logistikprozesse Charakteristi ka konzeptionelle Bestandteile und deren Umsetzung in Informationssysteme In Spengler T Voss S und Kopf er H Hrsg Logistik Management Prozesse Systeme Ausbildung S 179 195 Physica Verlag 5 Schenk M Tolujew J Barfus K und Reggelin T 2007 Grundkonzepte zu logistischen Echtzeitsystemen Monitoring Event Management und Fruhwarnung In Wolt Kluthausen H Hrsg Jahrbuch Logistik 2007 free beratung GmbH 6 Tolujew J Reggelin T and Sermpetzoglou C 2007 Simulation und Interpretation von Datenstromen in logistischen Echtzeitsystemen In Engelhardt Nowitzki C Hrsg Management komplexer Materialfl sse mittels Simulation State of the Art und innovative Konzepte Leobener Logistik cases Dt Univ Verl Wiesbaden 7 Wieser und Lauterbach B 2001 Supply Chain Event Management mit mySAP SCM S
7. Das System der im Folgenden beschriebenen Datenbe schreibung erlaubt eine sofortige Ableitung der erforderli chen Parameter aber die Auswertung hinsichtlich der Erstellung von Mobilit tsprofilen muss auch hier noch vollzogen werden Die Informationen die durch einen Proband erzeugt werden sind dahingehend nutzbar zu machen das sie als einheitliche Information ein Infor mationspaket vergleichbar mit denen anderer Testper sonen sind Zu diesem Zweck muss eine Form der Visuali sierung gefunden werden die es erm glicht Informati onspakete zu vergleichen und hnliche zu einer Gruppe zusammenzufassen Hierbei muss eine Methode abgelei tet werden die anhand vordefinierter Parameter Klassifi zierungen bereith lt Diese Methode muss idealerweise als Schablone einsetzbar sein um verschiedene Auspra gungen von Parametern vergleichen zu k nnen Ein Instrument welches den sofortigen Vergleich auf grund der Schablonenfunktion zul sst eine bersichtliche Abbildung liefert und leicht anwendbar ist wird durch den Morphologischen Kasten MK beschrieben Dieser bildet die unterschiedlichen Parameter mit ihren spezifi schen Klassifizierungen in einer Einheit ab und kann leicht modifiziert werden sollten andere Parameter erg nzt oder aber Klassifizierungen ausgetauscht werden Zur Wahrung der bersichtlichkeit ist die Anzahl der Klassen der Parameter im MK auf maximal sieben be schr nkt Aus diesem Grund liegen die Werte f
8. und G terverkehrs siehe Abbildung 3 Personenverkehr G terverkehr Lar AA Hi ira Lara Lair Br Lara Pr Dirk SS a PA IO 050 aan 0 fi a ie he ee u bw Abbildung 3 Entwicklung des Personen und G terverkehrs bis 2020 4 97 98 So stellt u a eine Studie des Konvents fur Technikwissen schaften acatech bis zum Jahr 2020 Wachstumsraten von 20 beim Pkw Verkehr sowie 22 5 beim Schie nenpersonenverkehr in Aussicht Im Bereich des Guter verkehrs wird sogar mit einer Zunahme von 34 auf der Stra e und 55 auf der Schiene gerechnet 4 Dar ber hinaus sind neben den Wachstumsraten der Personen und G terverkehre strukturelle Ver nderungen hinsichtlich des demographischen Wandels zu ber cksich tigen Ein R ckgang der Geburtenrate und eine regional differenzierte Verlagerung des Lebensmittelpunkts aus vornehmlich den l ndlichen Regionen hin zu den stadti schen Ballungsraumen werden sich in Zukunft stark auf die Verkehrs Infrastruktur auswirken 2 Motivation 2 1 Problemstellung Mit R ckblick auf die Entwicklung der Verkehrsinfrastruk tur in Deutschland sind in den letzten Jahrzehnten hinrei chende Finanzmittel in den Aus und Neubau investiert wurden Die Vorteile sind dabei klar ersichtlich Deutsch land als eine f hrende Industrienation kann auf ein gut ausgebautes Verkehrsnetz blicken das sehr leistungsf hig und flexibel auf verschiedene Verkehrsstr me reagieren k
9. 4 2 Anforderungen der KMU Die Unterst tzung der Montageplanung durch Werk zeuge des Digital Engineerings schreitet demnach stetig voran Seitens der KMU gibt es jedoch eine Reihe an speziellen Randbedingungen welche den Einsatz von Methoden und Werkzeugen des DE behindert Hohe Investitionskosten f r Softwarebez ge und die notwen dige Schulung ihrer Anwender knappe personelle Res sourcen hinsichtlich qualifizierter Mitarbeiter f r Pro zessplanung sowie die bisher nicht direkt auf die Be d rfnisse von KMU zurechtgeschnittenen Software werkzeuge verhindern die Anwendung des Digital Engineering 4 KMU zeigen daher besondere Anforderungen an das Digital Engineering Diesbez glich werden Voraus setzungen zur Integration der Methoden und Werkzeu ge in KMU definiert 10 Skalierung hinsichtlich des Anwendungsgebietes Nutzung bereits im Unternehmen vorhandener Software Angepasster Funktionsumfang der neuen digitalen Werkzeuge Begleitende Einf hrung im Unternehmen Die Implementierung der anwendungsspezifischen Werkzeuge erfordert weiterhin ein langfristig orientier tes berarbeiten der unternehmensinternen Prozesse und Strukturen In diesem Zusammenhang wird das sukzessive Durch laufen der Phasen der Vorbereitung Konzeptionierung und Umsetzung angestrebt In der Vorbereitungsphase gilt es die Anwendungsgebiete mit dem gr ten Ratio nalisierungspotential zu ermitteln sowie einen Ist Zustand die
10. 739 744 Chemical Engineering Research and Table 2 Averaged porosities at core and interfaces in both dry Design 2008 and wet samples 5 Fatt The network model of porous media Petrole um Transactions AIME vol 207 pp 144 181 1956 6 P K Chatterjee B S Gupta Absorbent technology op 13 14 Elsevier 2002 In table 2 the simulated saturations show that the lotion which was initially applied on the top surface of the net work cannot penetrate the network as it does in reality We believe that this is because of the low pore connectivity in our 2 D network This leads to a need for more complex network which is closer to the real struc ture of substrate e g increasing the coordinate number or using 3 D network 7 A E Scheidegger The physics of flow through porous media University of Toronto Press Toronto 1947 5 Conclusions In this paper we have built a pore network model for the lotion imbibitions to the substrate where a 2 D regular network is applied In the network three zones are de fined by their throat radius and average porosity Lotion was initially applied on the top surface of network Aver aged saturations of each zone were computed at the end of simulation In parallel X ray micro computed tomogra phy was utilized to scan the dry and wet substrate Poros ities and pore size distributions of different zones of the substrate were extracted from the obtained X ray images They
11. EU ETS LETS GO Logistics Emissions Trading System for Green Optimization Schlussbericht Magdeburg Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg 2012 16 Schreyer et al External Costs of Transport Update Study Final Report Z rich Karlsruhe 2004 17 Jochem Patrick A CO2 Emission Trading Scheme for German Road Transport Dissertation Baden Baden No mos 2009 18 Europ ische Kommission Vorschlag f r eine Richtli nie des Rates zur nderung der Richtlinie 2003 96 EG zur Restrukturierung der gemeinschaftlichen Rahmenvor schriften zur Besteuerung von Energieerzeugnissen und elektrischem Strom KOM 2011 169 3 Br ssel 2011 19 Heilmann S Abgaben und Mengenl sungen im Klimaschutz Die Interaktion von europaischem Emissi onshandel und deutscher Okosteuer K ln Finanzwirt schaftliches Forschungsinstitut an der Universit t zu K ln 2005 Finanzwissenschaftliche Diskussionsbeitr ge Nr 05 2 35 SARDAS SIMULINK FRAMEWORK F R DIE ENTWICKLUNG VON INTELLIGENTEN SENSOREN Dipl Inf Tino Brade Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Verteilte Systeme Dr Sebastian Zug Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Verteilte Systeme Prof J rg Kaiser Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Verteilte Systeme 37 SARDAS SIMULINK FRAMEWORK F R DIE ENTWICKLUNG VON INTELLIGENTEN SENSOREN Dipl Inf Tino B
12. Ein gro er Anteil an Softwarel sungen beruht auf Soll Ist Abfragen und generiert War nungen wenn Abweichungen auftreten Zus tzlich un terst tzen diese den operativen Logistikplaner bei der Entscheidungsfindung wenn Abweichungen auftreten 1 4 2 Ziel der Arbeit Ziel dieser Forschungsarbeit ist die intelligente Unterstut zung der Entscheidungsfindung in kritischen Situationen w hrend des operativen Monitorings eines Logistikhubs Das hier vorgestellte Konzept dient dazu das System so zu modellieren und die Daten so aufzubereiten dass eine intelligente Analyse der Zustandsdaten m glich ist Darauf aufbauend k nnen dann Methoden der intelligenten Datenanalyse angewendet werden um zus tzliche rele vante Informationen aufzuzeigen die n tig sind um eine sinnvolle Entscheidung zu treffen wenn Abweichungen vom Soll zum Ist Zustand auftreten Dabei steht hier nicht im Fokus Abweichungen in den Zustandsdaten aufzudecken sondern dem Entscheider die n tigen In formationen zur Entscheidungsfindung bereitzustellen wie z B relevante Informationen ber den aktuellen Zu stand des Systems sowie bedeutsame zuk nftige Sollzu stande Als Grundlage werden die Modelle und Metho den von 5 und 6 verwendet und weiterentwickelt 3 Aktueller Stand der Literatur Aus der Sicht des Supply Chain Managements ordnet sich diese Problemstellung in das Anwendungsteld des Supply Chain Event Managements SCEM ein dessen Aufgaben zu
13. Evolution ren Algorithmen empfohlen welche sich intuitiv verstehen lassen einfach parallel zu implementieren sind und eine akzeptable Performance auf einem breiten Anwendungsgebiet lie fern Bekannt wurden die Genetischen Algorithmen durch die Arbeit von Holland 1992 Allerdings sind deren zu grunde liegende Prinzipien wie das zuf llige Erzeugen von L sungen eines Suchproblems und deren Optimie rung bez glich einer Optimierungsbedingung seit Darwin 1859 unter dem Begriff Evolution bekannt F r eine tiefergehende Einf hrung empfiehlt sich die Lekt re von Goldberg 1989 Das hier verwendete Verfahren kann wie folgt beschrie ben werden Die in der Segmentierung verwendeten Parameter bzw Schwellwerte sowie deren obere und untere Schranken ergeben einen Vektor welcher als Individuum bezeichnet wird Jedes Individuum stellt eine potentielle L sung des Suchproblems dar In der Initialisie rungsphase wird eine Gruppe solcher Individuen zuf llig erzeugt Eine solche Gruppe wird als Population bezeich net Jedes Individuum der Population wird bez glich seines Erfolges als L sung f r das Suchproblem ausgewer tet Dieser auch als Fitness bezeichnete Wert berechnet sich aus der hnlichkeit eines segmentierten Bildes und der dazugeh rigen manuell erstellten Referenz Das hn lichkeitsma berechnet sich aus der RMS Engl root mean square Dt mittlere quadratische Abweichung von Sensitivit t und Spezifit t der bin re
14. Guericke Universitat Magdeburg 2011 S 33 43 23 Illes B Glistau E Coello N I Logistik und Quali tatsmanagement 1 Auflage Mikolc 2007 5 172 177 103 KOMPAKTER MULTIFUNKTIONALER SENSOR AUF BASIS VON TIEFENBILDTECHNOLOGIE FUR DIE SCHUTTGUTTECHNIK Dipl Ing Liu Cao Fraunhofer Institut fur Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Materialflusstechnik und systeme Dipl Ing Hagen Borstell Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Materialflusstechnik und systeme Jewgeni Kluth Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Materialflusstechnik und systeme Prof Dr Ing Klaus Richter Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Materialflusstechnik und systeme KOMPAKTER MULTIFUNKTIONALER SENSOR AUF BASIS VON TIEFENBILDTECHNOLOGIE FUR DIE SCHUTTGUTTECHNIK Dipl Ing Liu Cao Dipl Ing Hagen Borstell Jewgeni Kluth Prof Dr Ing Klaus Richter Materialflusstechnik und systeme Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF 1 Abstrakt Es wird ein kompakter multifunktionaler Sensor vorge stellt mit dem relevante Parameter der F rdergurt ber wachung erfasst werden k nnen Die einzelnen Parame ter wie die berwachung des Gurtschieflaufs die Erfas sung des Gutquerschnitts und die Sch ttvolumenbestim mung auf dem F rderband k nnen parallel und in Echt zeit ermittelt werden Der entwickelte Sensor basiert auf
15. ISBN 3540249990 9 JH Jorgensen Genetics of powdery mildew resistance in barley Critical Reviews in Plant Sciences 13 1 97 119 1994 10 DC Rasmusson Barley American Society of Agrono my Crop Science Society of America Soil Science Society of America Publishers Madison Wisconsin pages 1 522 1985 11 U Seiffert and P Schweizer A pattern recognition tool for quantitative analysis of in planta hyphal growth of powdery mildew fungi Molecular Plant Microbe Inter actions 18 9 906 912 2005 125 Abbildung 2 Segmentierungprozess Abbildung A stellt das zu segmentierende Original dar das nach B als Graustufenbild farbtransfor miert wird Die Tophat Transformation von B liefert C Welches anschlieBend mittels Schwelwert in ein Binarbild D gewandelt wird In E und F wird mittels Filtern Rauschen und kleine Fragmente entfernt Die restlichen Objekte werden gelabelt G und aus A ausgeschnitten und gr enadaptive segmentiert und anhand verschiedener geometrischer Merkmal klassifiziert Teilbild H stellt das Resultat der Segmentierung dar 126 ENTWICKLUNG EINES INNOVATIVEN PROTOTYPS ZUR UMWANDLUNG VON BIOGAS UND BIOETHANOL IN WASSERSTOFF Dipl Ing Torsten Birth Fraunhofer Institut tur Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Prozess und Anlagentechnik Dr rer nat Wolfram Heineken Fraunhofer Institut tur Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Prozess und Anlagentechnik 127 ENTWICKLUNG EINES
16. Profactor GmbH sowie einem Reformer der ZBT GmbH mit kommerziellem Nickel Katalysator und dient der Spei sung einer PEMFC im Labor oder Technikumsma stab Das System beruht auf der Dampfreformierung be schr nkt sich aber auf die n tigsten Verfahrensschritte zur Wasserstoffproduktion Die maximale Wasserstoffreinheit lag unter 5 0 Qualit t bei einem Gemisch aus Wasser stoff Stickstoff und Kohlenstoffdioxid Die Begrenzung der Vorreinigung auf eine Ent schwefelung und Siloxanabscheidung zum Schutz kom merzieller Katalysatoren erh ht den Inertanteil im Restgas durch das nicht abgetrennte Kohlenstoffdioxid und ver kleinert das Anwendungsspektrum bzw senkt die Effekti vitat von Nutzern wie Brennstoffzellen z B PEMFC Alternativ k nnen Gasaufbereitung und umwandlung durch die Nutzung eines Membranreaktors kombiniert werden Hierbei wird Dampfreformierung in einem Reak tor durchgef hrt der als Warmemedium eine Molten CH IVol COz IVol H 57Ippm 0 Vol Min Anteil im Biogas Nitrate Mixture verwendet und Wasserstoff anschlie end parallel ber eine selektive Membran abgetrennt Der Prototyp wird im CoMETHy Projekt entwickelt verwirk licht getestet und optimiert 2 3 Green FC Prototyp Konzept Biogas besteht im Allgemeinen haupts chlich aus Me than Kohlenstoffdioxid und Anteilen von Schwefelwas serstoff sowie in kleinsten Anteilen lt 1 Vol weitere Komponenten Tabelle 3 Um L sungen
17. abschnitt sind in Tabelle 2 dargelegt 14 30 1800 Uhr 18 00 22 00 Uni 72 00 0600 Um Tabelle 2 Klassifizierung der Tagesabschnitte 2 3 3 Streckenl nge Basierend auf den in den Studien ermittelten durch schnittlich t glich zur ckgelegten Wegel ngen und der prozentualen Verteilung an Personen je Kilometerintervall ist eine Einteilung in Wegeintervalle vorgenommen wor den Angelehnt an die MID 2008 und die KID 2002 und der Spanne der durchschnittlichen t glichen Tagesstrecke 81 82 die durch die unterschiedlichen Studien gegeben wird ist die Streckenlange in kurz mittel lang und uberlang ein geteilt Bei der exakten Klassifizierung der Streckenlangen wurden im Rahmen des Projektes neben der begrenzten Reichweite eines Elektrofahrzeugs und der durchschnittli chen Entfernungen in der Modellregion Harz auch die in Studien definierten Grenzen ber cksichtigt und erm gli chen somit eine sp tere Vergleichbarkeit der eigens erho benen Werte Somit sind die in Tabelle 3 dargestellten Streckenintervalle und Klassen definiert worden Elektro fahrzeuge weisen auf derzeitigem Stand der Technik im Durchschnitt eine zugesicherte Reichweite von 100 Kilo metern auf welche sich in den folgenden Jahren steigern soll Hierzu wird es erforderlich sein Anpassungen an der Klassifizierung vorzunehmen welche jedoch jederzeit m glich sind Streckenl nge Mittel lang Tabelle 3 Klassifizierung der Streckenl nge 2 3 4 S
18. festzulegen und diese Auswahl auf Kompatibilit t zu pr fen Der Kompatibilitatsanalyse schlie t sich die An wendungsentwicklung mit dem Auslesen von Messwer ten die Interpretation dieser Messwerte und die Entwick lung der Anwendungsfunktionalit t an Ger tetreiber gew hren den Zugriff auf die Schnittstellen der Verarbei tungseinheit und erm glichen das Auslesen der Messwer te F r die Verwendbarkeit der ausgelesenen Messwerte sind die Sensorspezifischen Eigenheiten durch eine Kennlinienlinearisierung Kompensation von Drift und Offset Kalibrierung Rauschunterdruckung usw in eine interpretierbare Darstellung zu berf hren Die aufbereiteten Messwerte dienen als Eingabe f r die ei gentliche Anwendung Im Rahmen der Anwendung k n nen die Messwerte der Sensorik beispielsweise f r eine Sensorfusion verwendet werden Der Einsatz von Simula tionen SiL und HiL Praktiken sind bei der Entwicklung eines komplexen Anwendungsverhaltens hilfreich Das vorliegende Paper untergliedert sich in die Vorstel lung verwandter Arbeiten sowie der Erl uterung des Konzepts von SardaS mit einer anschlie enden Zusam menfassung 39 40 3 Verwandte Arbeiten Das Ziel von SardaS besteht in der Ausnutzung der Merkmale von MDA f r den Entwicklungsprozess in Si mulink MDA 2 strukturiert den Entwicklungsverlauf in verschiedene Modellebenen und definiert Transformation zwischen diesen Ebenen In der Abbildung 1
19. mit sehr hoher Oberfl cheng te erzeugt werden 4 S 99 5 Prototypenfertigung und erprobung Im Anschluss an die Fertigung der Laminierform sowie der Formwerkzeuge kann mit der Produktion erster Funkti onsprototypen begonnen werden Dabei stellt sich die Technologie der Formbelegung mit CFK Gewebe wie erwartet als hochkomplex dar Sie ist jedoch f r eine hohe Reproduzierbarkeit der Rotoren und ihrer Eigenschaften grundlegend Um diesem Umstand Rechnung zu tragen werden diverse Vorgehensweisen entwickelt und auf ihre Eignung gepr ft Letztendlich kommen vielfach kostspie lige CFK Gelege zum Einsatz und ersetzen damit die preisg nstigeren CFK Gewebelagen Das CFK Gelege lasst sich ohne zus tzlich einzubringende und anschlie Bend zu vern hende Stanzungen verarbeiten und ist somit wesentlich einfacher und schneller in der Montage einsetzbar Au erdem ist eine leichte Erh hung der Stei figkeit sowie eine vergleichsweise geringere Delamina tionsneigung der CFK Lagen zu erwarten 3 S 223 Abbildung 4 Explosionsdarstellung der endg ltigen Laminier form einschlie lich der ben tigten Formwerkzeuge des 6 x 500 mI CFK Rotors Nach dieser Anpassung wird die Produktion von Funkti onsprototypen f r die Mustererprobung fortgesetzt Abbildung 5 An ihnen lassen sich Parameter wie Masse Belastbarkeit Laufruhe Oberflachenbeschaffenheit Fa servolumenanteil und Ma haltigkeit der Formen speziell unter dem Gesichtspunkt der Repr
20. r die jeweiligen Parameter nicht in ihren Ursprungsformen aus der Ableitung der Ursprungsdaten vor sondern sind durch einen Zwischenschritt Abbildung von Rohdaten auf Inputdaten siehe 3 2 dahingehend klassifiziert dass sie in allgemeiner Form vorliegen 2 3 1 Wochentage Die Einteilung der Wochentage kann auf verschiedene Weisen vorgenommen werden Unter anderem besteht die M glichkeit die Woche in sieben Tage zur Abbildung eines jeden Tags im MK zu gliedern Des Weiteren be steht die Option die Einteilung anhand der Verkehrsbelas tung der jeweiligen Wochentage durchzuf hren Hierbei werden Tage mit hnlicher Verkehrsbelastung zusam mengefasst Da die Betrachtung verschiedener Mobili tatsgruppen im Vordergrund steht ist vor allem unter schiedliches Mobilit tsverhalten zu identifizieren Aus diesem Grund wird die Klassifizierung der Wochentage auf Grundlage der Verkehrsbelastung durchgef hrt Bei der Analyse von Verkehrsbelastungsdaten welche dar ber Auskunft geben an welchen Tagen und zu wel cher Uhrzeit die Verkehrslast ihre Spitze erreicht wurden verschiedene statistische Auswertungen und Studien 1 Die Verkehrslast beschreibt die Menge an Fahrzeugen welche zu einer bestimmten Zeit unterwegs sind betrachtet Tage an denen zu hnlichen Uhrzeiten eine Spitzenlast aufgetreten ist werden zu einer Gruppe zu sammengefasst Das Ergebnis der Analyse ist dass die Wochentage Dienstag bis Donnerstag zusammengefasst
21. AVR xPC Target x a 23 es E a a Simulation Simulation C Code Simulation C Code 55 E2 Abbildung 4 Modellebenen von SardaS Der Einsatz von SardaS erfordert die Entwicklungsschritte Beschreibung Spezifikation und Modellierung Im Rah men der Beschreibung werden die einzelnen Bestandteile Sensorik Signalverarbeitung Verarbeitungseinheit Kommunikation eines intelligenten Sensors beschrieben Die Spezifikation dient der Beschreibung einer speziellen Plattform Eine Plattform setzt sich aus einzelnen Bestand teilen zusammen und definiert sich ber die Interaktion zwischen Bestandteilen sowie deren Konfiguration Mit dem Wissen ber eine konkrete Plattform kann eine Plattformunabh ngige PIM in eine Plattformspezifische Darstellung PSM mit dem Modellgenerator berf hrt werden In der Modellierung findet die eigentliche Ent wicklung des intelligenten Sensors mit der Transformation von PIM in PSM und PSM in ISM statt Die Abbildung 5 visualisiert das Zusammenspiel der einzelnen Entwick lungsphasen Im Nachfolgenden werden die einzelnen Entwicklungsphasen von SardaS beschrieben 5 Beschreibung Die Beschreibung erfasst den Informationsgehalt einzelner Bestandteile Sensorik Signalverarbeitung Verarbeitungs einheit Kommunikation und strukturiert sich in die Schnittstellenbeschreibung sowie funktionaler und nicht funktionaler Charakteristika In der Abbildung 5 ist dieser Entwicklungsschritt mit
22. Chemie WILEY VCH Verlag Weinheim 2006 10 ISO 14687 2 SAE J2719 11 H2 Mobility Gemeinsame Initiative f hrender In dustrieunternehmen zum Aufbau einer Wasserstoffinfra struktur in Deutschland Flyer 2012 12 NOW GmbH Nationale Organisation Wasserstoff und Brennstoffzellentechnologie Flyer 2012 13 Eichlseder H Klell M Wasserstoff in der Fahrzeug technik Hydrogen in Vehicle Technology 3rd Edition Springer Vieweg ISBN 978 3 8348 1754 9 2012 14 Hydrogeit Der Wasserstoffguide http www hydro geit de wasserstoff Stand 2 11 2012 15 Air Science Terragas http www airscience ca Stand 14 05 2012 16 Wang S Lu G Q Millar G J Carbon Dioxide Re forming of Methane To Produce Synthesis Gas over Met al Supported Catalysts State of the Art Energy Fuels 10 5 896 904 1996 17 Fan M S Abdullah A Z Bhatia S Catalytic Tech nology tor Carbon Dioxide Reforming of Methane to Syn thesis Gas CHEMCATCHEM 1 S 192 208 2009 18 Rostrup Nielsen J R Production of Synthesis gas Catalysis Today 18 S 305 324 1993 19 Buhaug Janne Sustainable hydrogen production From waste to biogas to hydrogen Nordic Biogas Confer ence Malmo 05 03 2008 20 Mohamed Hamzeh Mohamed Halabi Sorption En hanced Catalytic Reforming of Methane for Pure Hydro gen Production Experimental and Modeling Dissertati on 09 05 2011 Technische Universitat Eindhoven 21 Bio Hydrogen Development of
23. Erfahrungswissen in der Instandhaltung zur F rderung der Probleml sef higkeit technischer Experten Dipl Pad Wilhelm Termath Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Berufs und Betriebspadagogik Effiziente Erstellung einer interaktiven Komponentendarstellung Dipl Ing Tina Haase Dipl Ing Marc Winter Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtuell Interaktives Training Investigation of lotion distribution in wet wipes by pore network model and X ray micro tomography Yu Sun M Sc Dr J rg M ller Dr Thomas Metzger Prof Dr Evangelos Tsotsas Otto von Guericke Universit t Magdeburg Institut f r Verfahrenstechnik Methode zur Modellierung und Analyse von logistischen Daten f r das echtzeitnahe Monitoring eines Logistiksystems Dipl Math Annegret Brandau Otto von Guericke Universit t Magdeburg Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Mobilit tsanalyse von Elektrofahrzeugen als Grundlage f r Mobilit tsprognosen Dipl Inf Tobias Kutzler Dipl Inf Steve Schneider Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Logistik und Fabriksysteme Digital Engineering in KMU Planungsprozesse bedarfsgerecht technologiebasiert unterst tzen Dipl Ing Stefan Leye Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtuell Interaktives Training Seite 7 Seite 9 Seite 19 Seite 27 Seite 37 Seite 45 Seite 53 Seite 61 Seite 69
24. Fall trifft vor allem auf gro e Speditionen und Logistikdienstleister mit vielen Subunter nehmen Frachtf hrer zu Diese sind als Ansatzpunkt f r den Emissionshandel besser geeignet als ihre Subunter nehmen da der administrative Mehraufwand aufgrund LETS GO Ansatz Transportdienstleistung Spediteur Verlader Downstream Abbildung 2 Ansatzpunkte f r einen CO2 Emissionshandel im Stra eng terverkehr Falls der CO2 Emissionshandel im Stra eng terverkehr eingef hrt wird sind die Akteure zu bestimmen welche die Emissionen zu erfassen und Zertifikate nachzuweisen haben Die dazu geeigneten Akteure sind vor allem der Frachtf hrer Fahrzeughalter welcher die CO2 Emissionen auf Basis des gemessenen Kraftstoffver brauchs ex post ermittelt oder der Kraftstofflieferant welcher die CO2 Emissionen auf Basis der verkauften Kraftstoffmenge ex ante berechnet Je nachdem wo sich der Ansatzpunkt auf der Wertsch pfungskette befin det wird zwischen Upstream Midstream und Downstream Ansatz unterschieden siehe Abbildung 2 13 Die Unterscheidung bezieht sich urspr nglich nur auf die Energieflusskette worin die Akteure der Verkehrsmittel und dienstleistungskette integriert sind 14 Ein neues Verst ndnis der Ansatzpunkte erfolgt aufgrund eigener Vorarbeiten im Forschungsprojekt LETS GO 15 entspre chend der Darstellung in Abbildung 2 Darin verl uft die Wertsch pfungskette im StraBenguterverke
25. INNOVATIVEN PROTOTYPS ZUR UMWANDLUNG VON BIOGAS UND BIOETHANOL IN WASSERSTOFF Dipl Ing Torsten Birth Dr rer nat Wolfram Heineken Prozess und Anlagentechnik Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF 1 Zukunft der Bioenergie Die fossilen Brennstoffvorr te werden den j hrlichen An stieg des Energiebedarfs ca 2 2 der Weltbev lke rung nicht decken Alternativ kann dies nur durch rege nerative Energiequellen erm glicht werden Eines der vielf ltigsten Standbeine im Bereich der erneuerbaren Energien neben der Nutzung von Sonne Wind und Was ser sowie Erdw rme ist die klima unabh ngige Bioener gie aus Biomasse die zum bestehenden regenerativen Energiemix hinzugeschaltet wurde Biomasse umfasst die gespeicherte Sonnenenergie in Form von Holz Ener giepflanzen und abgestorbenen Reststoffen wie Stroh und Spreu Sie liefert Strom und W rme sowie Kraftstof fe die zur Energieversorgung ben tigt werden 1 1 Bioenergiebereitstellung durch Biogas Aktuell liegt das Hauptaugenmerk der Bioenergiebereit stellung in der Produktion und Umwandlung von Biogas So wurden in Europa von 2006 bis 2012 2 000 MW elektrische Leistung ber Biogas BHKW Anlagen installiert und allein 2011 in Deutschland ca 1 200 Biogasanla gen hiervon 15 zur Biomethan Produktion f r die Erd gaseinspeisung in Betrieb genommen Die aktuellen Anwendungsmoglichkeiten von Biogas lie gen sowohl im Bereich der
26. Instrumentens ulen IV und V sind Erhebungs konzepte aus dem europ ischen Umfeld und wirken vorrangig im kommunalen Bereich Die letzte hier gezeig te Instrumentens ule besch ftigt sich mit der Erh hung der Entgelte z B ber die Wasserstra enverordnung oder durch Ausweitung der Nutzerfinanzierung z B auf Donau und Rhein 13 4 2 Weiterer Arbeitsschritte Ziel der Kommission ist es die defizit re Finanzierungssi tuation in Deutschland durch konkrete Verbesserungsvor schl ge zu optimieren Daher ist es notwendig wie be reits im Abschnitt 4 1 beschrieben Finanzierungsinstru mente auf allen Ebenen der Verkehrstr ger Schiene und Wasserstra e zu eruieren zu bewerten und deren Vor und Nachteile herauszustellen Im weiteren Arbeitsprozess der Kommission werden alle ermittelten Instrumente nach festgelegten Kriterien be wertet Hierbei wird u a das Aufkommen H he der Einnahmen der Ort der Erhebung der Beg nstigte Ver kehrstr ger Baulasttr ger der Verteilmechanismus die Lenkungswirkung sowie technische und rechtliche Um setzbarkeit der einzelnen Instrumente bewertet Weitere Aspekte wie die konomische und soziale Wirkung sowie Datenschutz und Systemsicherheit m ssen ebenfalls be r cksichtigt werden In einem Abschlussbericht der Kommission werden alle M glichkeiten der Sicherstellung der zuk nftigen Ver kehrsinfrastrukturfinanzierung sowie die Bewertung und deren Vor und Nachteile erg
27. Mess system mit einer Genauigkeit von ca 95 den Objekt auerschnitt hnliche Resultate konnten auch unter rea len Messbedingungen best tigt werden Hierbei wurde im Kieswerk das abtransportierte Volumen von Kies auf Basis des Querschnittes und der Gurtgeschwindigkeit be stimmt Parallel dazu erfasste eine Bandwaage das ab transportierte Gewicht Durch die Bestimmung der Dichte des Stoffes wurde das Referenzvolumen errechnet Die Tabelle 5 zeigt die Messergebnisse zur Volumenbe rechnung unter realen Bedingungen Berechnetes Tam 17 5 m 18 8 m Volumen Gurtge 3 2m s 3 2 m s 3 2 m s schwindigkeit ylunen Volumen Abweichung 94 6 96 0 95 7 Tabelle 5 Messgenauigkeit Volumenerfassung 0 oO O Cc CO eb UN gt WY WY UN 0 2 6 Zusammenfassung und Ausblick Im Rahmen der Entwicklung eines multifunktionalen Messsensors f r die Schuttguttechnik wurden zwei Funk tionen implementiert Die Funktionen Gurtschieflauf und Gutquerschnitts bzw Gutvolumen lassen sich auf Basis der Gurtgeschwindigkeit parallel und echtzeitnah auf einer Rechnereinheit ausf hren Ebenfalls erfolgten erste Laboruntersuchungen zur Systemgenauigkeit F r die Zukunft sind die Entwicklung und die Implemen tierung der Funktionen Sch ttwinkel Gurtgeschwindig keit und Oberflachenbetrachtung geplant Diese Funktio nen sollen ebenfalls parallel und echtzeitnah auf dem Messsystem arbeiten Zeitgleich soll
28. Mitarbeitern weltweit barrierefrei und eindeutig zur Verf gung gestellt werden Hierf r eignen sich visuelle L sungen weil sie das Wissen anschaulich und nachvollziehbar in Form von Bildern Videos oder Animationen wiedergeben weil das Wissen zielgerichtet ber die visuelle Repra sentation eines Bauteils oder Arbeitsprozesses ab rufbar ist Die virtuelle Arbeitsumgebung ist eine besondere visuelle L sung die ber das passive Betrachten hinausgeht und zus tzlich die Interaktion erm glicht Eine virtuelle Ar beitsumgebung bietet dem Nutzer ein nahezu realisti sches Abbild seiner realen Arbeitsumgebung in Form eines virtuell interaktiven 3D Modells Durch die Komple xitat der 3D Modelle und die M glichkeit der Interaktion kann nahezu jedes Bauteil einer Maschine sichtbar ge macht werden Objektspezifische Informationen k nnen an den Bauteilen hinterlegt werden und von den Nutzern gezielt abgerufen werden Informationen k nnen auch mit Arbeitsprozes sen verkn pft werden und so z B Zugriff auf Tipps amp Tricks der Experten erm glichen 55 96 2 VR basierte Wissensbasis Um eine VR basierte Wissensbasis in der Organisation erfolgreich einsetzen zu k nnen muss sie folgende An forderungen erf llen die Wissensbasis muss dynamisch sein d h Informa tionen m ssen erg nzt und bearbeitet werden k n nen die Mitarbeiter m ssen die Informationen in Form von Dokumenten Fotos Videos Texte v
29. Not wendigkeit komplexe dynamische Systeme in die AR Technologie zu integrieren und zeigt neben den methodi schen Handlungsbedarfen die Forderung nach leistungs st rkeren Hardwarekomponenten um solche Anwen dungen zuk nftig in Echtzeit realisieren zu k nnen auf 5 Zusammenfassung und Ausblick Zu Beginn des Beitrags wurden allgemeine Anwendungen der AR Technologie im Produktentstehungsprozess auf gezeigt Weiterhin werden explizit Anwendungen im Bereich der Produktions und Fabrikplanung vorgestellt Anschlie end konnte ber zuk nftige Handlungsfelder die Integration komplexer dynamischer Systeme in die AR Technologie motiviert werden Nach der Erl uterung der theoretischen Grundlagen und der einhergehenden For malisierung des Integrationsansatzes wird eine vielver sprechende L sungsm glichkeit die Nutzung von MKS Modellen in Form eines Pilotversuchs evaluiert Dabei konnte festgestellt werden dass aufgrund der hohen Technologieanforderungen bei Hardware und Software keine Echtzeitlosung umgesetzt werden konnte Daher wurde nachfolgend eine automatisierte Ergonomiebewer tung mit Hilfe eines Motion Capture Systems und dem zu Grunde liegenden MKS Modell als erste industrielle An wendung eingef hrt Zuk nftig wird die Entwicklung geeigneter mathemati scher Verfahren zur Echtzeitberechnung der komplexen MKS Modelle im Vordergrund stehen um den Einsatz der AR Technologie auf komplexe dynamische Systeme zu erweitern D
30. Rotors in Mischbauweise 3 1 Festlegung der Geometrie und Anforderun gen Zun chst m ssen die zu betrachtenden Rotorgr en und geometrien ausgew hlt werden Das geschieht in Ab sprache mit dem Projektpartner Carbonic GmbH auf Basis der derzeitigen Nachfrage am Markt Als besonders erw nscht erweisen sich dabei zwei Rotorgr en Zum einen handelt sich um einen Rotor zur Aufnahme von 6 Gef en mit je 500 ml Probenvolumen 6 x 500 ml Rotor und zum anderen um einen Rotor zur Aufnahme von 14 Gef en mit je 50 ml Probenvolumen 14 x 50 ml Rotor Die Generierung und Findung sinnvoller Anforderungen f r die CFK Rotoren st tzt sich auf die Untersuchung entsprechender konventioneller Aluminiumrotoren Von ihnen werden allgemeine kinematische und geometri sche Anforderungen bernommen bzw entsprechend der Zielsetzung angepasst Die nachfolgend beschriebenen Entwicklungsschritte beziehen sich zwecks besserer Nachvollziehbarkeit ganz lich auf den 6 x 500 ml CFK Rotor 3 2 Variantenentwicklung und 3D Modellierung Zuerst werden fur den 6 x 500 ml CFK Rotor zwei Varian ten in differentieller Bauweise mit F llk rpern entwickelt und als CAD Modell erzeugt W hrend Variante 1 auf einem Sandwichaufbau ohne zus tzliche Ringversteifung basiert verwendet die Variante 2 Schaumf llk rper und eine Ringversteifung aus Kohlenstoff Spiralb ndern Der Aerosolring ist bei beiden Varianten als separates Kunststoffteil ausgef hr
31. Schieneninfrastruktur in Deutschland besteht aus ca 33 Tkm Schienennetz DB Netz knapp 2 8 Tkm Schie nennetz der nichtbundeseigenen Eisenbahnen NE Bahnen sowie sonstiger Schieneninfrastrukturen etwa U Bahnen S Bahnen oder Stra enbahnen Den l ngenm ig geringsten Anteil der Verkehrsintra struktur bilden die Bundes 7 35 Tkm und Landeswas serstra en 0 3 Tkm 8 3 2 Einnahmequellen in Deutschland Die derzeitige Finanzierung der Verkehrsinfrastruktur und damit auch des Bestandsnetzes erfolgt gr tenteils aus allgemeinen Steuern und Abgaben Steuern und Abgaben aus Stra enverkehr 45 40 T gt 35 30 25 g 20 15 10 E m Energie Kfz Steuer Lkw Maut Parkgeb h sonstige steuer ren Abgaben u Mrd a 40 7 8 4 5 0 75 0 35 Abbildung 5 Steuern und Abgaben aus dem Stra enverkehr 9 Wie in Abbildung 5 zusammengestellt werden in Deutschland schwerpunktm ig ca 40 Mrd a an Fi nanzmitteln aus der Energiesteuer eingenommen Neben weiteren Einnahmen aus der Kfz Steuer ca 7 8 Mrd a werden zus tzliche Abgaben ber die seit 2005 einge f hrte Lkw Maut g ltig auf Bundesautobahnen f r Lkw gt 12t zGG sowie seit August 2012 zus tzlich auf Teilen des Bundesstra ennetzes in H he von ca 4 5 Mrd a eingenommen Unter Ber cksichtigung von Parkgeb hren und sonstigen Abgaben ergeben sich damit Einnahmen in H he von ber 53 Mrd a 9 Im Gegensatz da
32. Stand der Technik bei der Wasserstoffproduk tion aus Biogas Ist die Kombination von Druckwechselad sorption zur Vorreinigung autothermem Reformierungs reaktor in dem Dampfreformierung und Wasser Gas Shift Reaktion zusammengef hrt werden und Druck wechseladsorption zur Nachreinigung Nachteil der Konzeption ist der begrenzte Anwendungs bereich durch hohe Investitionskosten der einzelnen Ap paraturen und die Entsorgungskosten f r die Abfallpro dukte aus der Gasreinigung Aus der Abtrennung von Wasser und Kohlenstoffdioxid vor der Reformierung resultiert zudem eine geringe Effektivit t da beide als Reformiermittel genutzt werden k nnen und folglich Wasser durch separate Verdampfung im Anschluss erneut hinzugef hrt wird 2 2 Stand der Forschung F r die Anwendung im dezentralen kleinen Leistungsbe reich sind L sungen f r die Umwandlung von Biogas in Wasserstoff mit geringerem apparativem Aufwand not wendig Durch die Beschr nkung der Vorreinigung der Biogasaufbereitung im Wasserstoffproduktionsprozess das Zur ckgreifen auf alternative Reaktionssysteme und die Einschr nkung der Gasnachbereitung werden Verein fachungen und Verg nstigungen erm glicht Biofilter Gasreformierung Wasserstoff Dampfreformlerung Waszergas Shift Reaktion siloxane H 5 Abbildung 4 Schematische Darstellung des Bio Hydrogen Prozesses zur Wasserstoffproduktion aus Biogas Das Bio Hydrogen System besteht aus einem Biofilter der
33. Transitionen zwischen Anwendung und Zielplattform AVR oder HiL xPC Target eingezeichnet Die Funktionsvielfalt von Simulink kann neben der Entwicklung fur eine spezifische Zielplatt form auch alternative Plattformen HiL ber cksichtigen Simulink bedient au erdem die Anforderung nach einem varianten Austuhrungskontext Simulation C Code Als Problematisch stellt sich die Kombination aus unterschied lichen Plattformen und dem varianten Ausf hrungskon text heraus An dieser Stelle berl sst Simulink die not wendigen Aufgaben zur Transformation zwischen den verschiedenen Modellebenen dem Entwicklungsingenieur und bietet keine Mechanismen zur berpr fung der durchgef hrten Modifikationen 4 Konzept Sarda ist eine Erweiterung f r Simulink zur Strukturie rung des Entwicklungsprozesses in Modellebenen Das Framework von SardaS besteht aus einem Modellgenera tor welcher auf Grundlage einer Komponentenbeschrei bung arbeitet Dieser Modellgenerator automatisiert die Modelltransformation zwischen einer Plattformunabh n gigen PIM und der Plattformspezifische Darstellung PSM sowie zwischen verschiedenen Plattformabh ngi gen Darstellung PSM Die Modelltransformationen von SardaS sind in der Abbildung 4 mit rot eingef rbten Ver bindungspfeilen dargestellt Schwarze Verbindungspfeile kennzeichnen die Standardfunktionalit t von Simulink Plattform Independent Model PIM vs ie 2H wo Es PC Atmel
34. a Biogas Reformer for Production of Hydrogen for PEM Fuel Cells Final Activity Report 20 09 2007 22 CoMetHy Compact Multifuel Energy to hydrogen converter htto Awww tch ju eu project compact mul tifuel energy hydrogen Stand 14 05 2012 23 Institut f r Energetik und Umwelt gGmbH Bundes forschungsanstalt f r Landwirtschaft Kuratorium f r Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e V Hand reichung Biogasgewinnung und nutzung 3 Aufl Gul zow Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e V FNR 2006 24 ATZ Entwicklungszentrum Grundlegende Untersu chungen zur effektiven kosteng nstigen Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Biogas Ergebnisbericht ATZ Entwicklungszentrum 2004 25 Riewenherm C Abtrennen von Schwefelwasserstoff und Kohlendioxid aus Gasgemischen mit Membrantrenn verfahren Fortschr Ber VDI Reihe 3 Nr 580 VDI Verlag Dusseldorf 1999 26 Archiv fur Energiewirtschaft Einzelbericht Nr 532 Entfernung von Schwefelwasserstoff aus Generatorgas und aus anderen Industriegasen Archiv f r Energiewirt schaft Berlin 1956 27 Pesta G Ru W Die zuverl ssige Reinigung von Biogas Verfahren und L sungsans tze Fachtagung Innovationen in der Biogastechnologie Tagungsband S 99 123 Deggendorf 2004 28 Groninger H G Die adsorptive Entfernung von Schwefelwasserstoff aus einem H2S CH4 und einem H25 C02 CH4 Gemisch unter hohen Dr cken als Modell studie der Erdgasentschwefelu
35. ad justed into this study for a more realistic simulation of Substrate Pore network modeling was initially introduced by Fatt 5 and applied in petroleum industry Since then it has been extensively developed in the field of oil recovery catalysis membrane separations drying of particles or packed beds and textiles or porous templates It has become a popular and effective tool to study the flow in porous media Typically a pore network model uses pore bodies and pore throats to represent the void space of a material using a simplified geometry such as a rectangular lattice Pore bodies often contain most of the pore volume while pore throats have little or no pore volume and connect the pore bodies In this study the authors develop a two dimensional pore network model in order to study lotion migration in the substrate Additionally a X ray micro computed tomography u CT system is utilized to visualize the structure of dry and wet substrate at the micro scale and subsequently extract characteristics of the microstructure from three dimen sional 3 D images e g pore size distribution u CT is a non destructive image technique that scans the sample from a series of projection angles to obtain a set of two dimensional 2 D X ray shadow images from which a 3 D image can be reconstructed In our u CT system this process is automatically done by a software Volex from the Fraunhofer Institute for Integrated Cir cuits I
36. basierte Auszeichnungssprache MXML schnell und variabel zu gestalten und dar ber hinaus die M glichkeit einzelnen Komponenten der Bedienungsoberfl che speziell erstell te Funktionen ber die Programmiersprache ActionS cript zuzuweisen 6 1 Virtuell interaktive Umgebung Die Planung der Arbeitsschritte erfolgt in einer verein fachten digitalen Abbildung eines Montagebereichs siehe Abbildung 6 In der virtuellen Montagebereich sind Werkzeuge sowie Betriebs und Hilfsmittel f r die Produktmontage enthalten Die 3 D Bauteile werden aus einer CAD Bibliothek in das VR System geladen Materialien werden den digita len Modellen f r ein reales Erscheinungsbild zugewie sen In der virtuellen Arbeitsumgebung werden die Einzelbauteile entsprechend ihrer Ausgangslage zu Montagebeginn durch den Anwender platziert 6 2 Benutzungsoberflache Innerhalb der konzipierten VR Anwendung ist die grafi sche Benutzungsoberfl che siehe Abbildung 7 als die Interaktionsschnittstelle zwischen Anwender und VDT Plattform anzusehen Hier werden Eingaben des Nut zers in Anweisungen an das VR System umgewandelt Informationen empfangen und ausgewertet Daten verwaltet sowie grafisch dem Anwender ausgegeben So wird beispielsweise direkt Uber die GUI der digitale Arbeitsplan erstellt und verwaltet Es werden Kompo nenten in der VR Umgebung mit Ablaufinformationen verkn pft und gleichzeitig Metadaten der Komponen ten im Ablaufplan hinterlegt Um
37. ber einen l ngeren Zeitraum und mit Detailfragen an Stichtagen befassen beleuchtet die Erhebung Kraftfahrzeugverkehr in Deutschland KID ebenfalls 2002 8 den Wirt schaftsverkehr in Deutschland halterbezogen Weiterhin wurde die VDE Studie zu Elektrofahrzeugen 9 aus dem Jahr 2010 analysiert die sich an die KID 2002 anlehnt Die Erhebungen geben einen guten allgemeinen Eindruck ber das Verkehrsverhalten in Deutschland Sie liefern eine gute Grundlage zur Ableitung von relevanten Para metern f r die Standortplanung von Ladestellen und die Simulation f r Elektromobile weisen allerdings auch L cken bez glich der Umgebung auf die durch den regional fehlenden Bezug der Erhebungen entstehen Im Hinblick auf die unterschiedlichen regionalen Gegeben heiten und der t glich zur ckgelegten Streckenl nge ist anzumerken dass eine Schwankung zwischen 30 und 50 Kilometern pro Person und Tag innerhalb der verschiede nen Erhebungen zu erkennen ist Die Abweichungen k nnen durch methodische Unterschiede in den Auswer tungen zustande kommen Eine weitere Methode der Mobilitatsanalyse ist die von der The Green amp Energy Consulting Group 10 entwickel te Methode unter Ber cksichtigung der Parameter Fahrtenh ufigkeit Energieverbrauch absolut Kilometer leistung pro Fahrt absolut Ladezustand der Batte rie Geschwindigkeit und Wirtschaftlichkeitsdaten Die genannten Parameter bilden eine gute Ausgangsbasis f r die weitere A
38. dem Anwender eine einfache Interaktion mit dem Laufzeitsystem zu erm glichen sollte das Design der Benutzungsoberfl che berschaubar flexibel in der Anwendung sowie intuitiv in der Bedienung sein Dazu wird das GUI in drei wesentliche Bereiche unterteilt welche im Rahmen der Konzeptionierung in Abbildung 5 dargestellt wurden Dies sind die Bereiche der Daten verwaltung der Montageplanerstellung sowie der Struktur und Anima tionserstellung Im Bereich der Datenverwaltung erfolgt die Adminis tration der Montageplanung Hier werden neue Plane angelegt erstellte Pl ne in einer Speicherdatei abgelegt sowie bereits existierende Pl ne eingeladen Zentrales Element des Bereichs der Montageplanerstellung ist die digitale Abbildung eines Ablaufplans zu verstehen als eine Tabelle mit Sonderfunktionen inklusive verschie dener Schaltfl chen f r die Planstrukturierung Dieser beinhaltet alle f r eine Montage ben tigten Arbeitsan weisungen Die Realisierung der Animationserstellung und deren Einbindung erfolgt im Struktur und Anima tionsbereich Hierbei generieren Systemroutinen teilautomatisiert samtliche Systemfunktionalit ten welche zum Abspie len von Objektanimationen in der VDT Plattform ben tigt werden F r die manuelle Verkn pfung von Objekten und Weg punkten zu definierten Animationspfaden sind drei Schaltfl chen erforderlich Diese befinden sich direkt neben den Interaktionskn pfen der Planstrukturierung In
39. dem einzelnen Akteur ber lassen wird Dieser verf gt in der Regel ber die notwen digen Informationen zu Grenzvermeidungskosten und Vermeidungspotenzial von unterschiedlichen Ma nahmen innerhalb seines Gestaltungsbereichs Unter der Annahme von konomisch rationalem Verhalten wird ein Akteur bestimmte verf gbare CO2 Reduktionsma nahmen ausw hlen womit eine vorgegebene Emissionsmenge zu den geringsten Kosten vermieden wird Die kologische Treffsicherheit des Emissionszielpfads kann zudem nur durch Zertifikate insbesondere durch einen Cap amp Tra de Emissionshandel garantiert werden da dieser eine verbindliche Obergrenze Cap f r die gesamten CO2 Emissionen aller am Emissionshandel beteiligten Sektoren f r eine bestimmte Periode festlegt Daher wird der Emis sionshandel als das am besten geeignete Instrument zur L sung der Problemstellung ausgew hlt 2 2 Emissionshandel Zertifikate Beim Emissionshandel wird durch limitierte handelbare Eigentumsrechte Zertifikate der Aussto von umwelt bzw klimaschadlichen Emissionen in die Atmosph re begrenzt Dabei gibt ein Zertifikat dem Besitzer jeweils das Recht zum Aussto einer bestimmten Emissionsmen ge z B einer Tonne CO2 ber dieses Konstrukt wird ein bisher ffentliches Gut n mlich die kostenlose Nutzung der Atmosph re zur Entsorgung von CO2 zu einer knap pen wertvollen Ressource transformiert sodass diese in das betriebswirtschaftliche Kalk l d
40. der Nummerierung Eins gekennzeichnet In die Schnittstellen beschreibung flie en die Ein und Ausg nge eines Be standteiles unter Verwendung eines eineindeutigen Schnittstellentyps ein Eine Menge von Schnittstellenpa rametern beschreibt die Eigenschaften einer Schnittstelle 41 Mit der Beschreibung einer Schnittstelle wird eine Menge berpr ft Aus einer Spezifikation resultiert eine platt von Schnittstellenparametern an einen Schnittstellentyp formspezifische Beschreibung f r die automatisierte Mo gebunden Diese Beschreibung vereint die ben tigte delltransformation einer Plattformunabh ngigen Modell Flexibilit t f r die Beschreibung homogener Bestandteile darstellung PIM in eine Plattformspezifische Darstel mit der Widerspruchsfreiheit f r die Modelltransformati lungsform PSM on Entwicklungs f N 1 pfad 4 A 2 5 ae Korrektheit 3 5 re Sensor Ver HO kommu a Sensor o arver Q nikation w 3 E wi Kompatibilit t 5 l E 3 13H Modellierung 2 5 2 L ina h h 2 if Input gt fe I output E A esd gu Se l Anwendung p m ul 2 E e a a E idafi 3 db gt de Simulation xPC Applikation Ea Eingebettetes Device E E E x gt l tins Abbildung 5 4 stufiger Workflow Beschreibung Spezifikation Modellierung Ausf hrungsumgebung von SardaS Unter den funktionalen Charakteristika verb
41. der Technologie und bietet eine Modelltransformation f r die Ber cksichtigung ver schiedener Modellebenen SardaS bertr gt die Vorteile von MDA auf Simulink mit einer Beschreibung sowie Modell zu Modell Transformation Die Beschreibung kapselt die Heterogenit t der Komponenten Sensorik Signalverarbeitung Zielplattform und Kommunikation Mit der Modell zu Modell Transformation werden die anfallenden Modifikationen automatisiert Integrierte berwachungsmechanismen gew hrleisten die Korrekt heit eines Simulink Modells im Rahmen einer Modelltrans formation Am Beispiel von intelligenten Sensoren wird der Entwicklungsprozess von SardaS vorgestellt 2 Einleitung Intelligente Sensoren sind in unserer Zeit allgegenwartig und decken ein breites Anwendungsspektrum von der Temperaturmessung ber die Positionserfassung GPS bis hin zur Smart Kamera f r eine Mustererkennung ab Ein intelligenter Sensor setzt sich aus der Sensorik Signalver arbeitung Verarbeitungseinheit Zielplattform und Kommunikationsschnittstelle zusammen F r ein intelli gentes Verhalten in Form eines Selbst Test Selbst Adaption und Selbst Identifikation sorgt die Verarbei tungseinheit mit einer hinterlegten Anwendung 1 Demzufolge bedingt die Entwicklung eines intelligenten Sensors die Auswahl geeigneter Bestandteile und die Festlegung des Verhaltens Im nachfolgenden Schritt ist die Interaktion zwischen den ausgew hlten Bestandteilen
42. die VDT Plattform Abbildung 5 Benutzungsoberfl che links und virtueller Montagebereich rechts eine entsprechende Benutzungsoberfl che erweitert siehe Abbildung 5 Wichtigstes Ziel hierbei ist neben dem einfachen Anlegen von Montagepl nen Objekt animationen teilautomatisiert erstellen zu k nnen Hierzu werden von der Bedienungsoberfl che s mtliche Animationsreferenzen automatisiert generiert VDT Plattform Bereich der digi VR Umgebung anungSsabDiaune Abbildung 6 Grundlayout der Benutzungsoberfl che Die Aufgabe des Anwenders besteht darin den Anima tionspfad manuell durch Wegpunkte zu definieren Um eine flexible Layoutgestaltung gew hrleisten zu k nnen ist die Benutzungsoberfl che nicht als direkte System erweiterung der VDT Plattform konzipiert Das GUI wird ber eine JavaScript Schnittstelle als externe Anwen dung in das VR System geladen Zur Wahrung einer funktionsfahigen Datenverbindung zwischen VR System und Benutzungsoberfl che wird eine neue Systemer weiterung auch als Plug in bezeichnet konzipiert Durch sie sind Anweisungen vom GUI zur VDT Plattform sowie Infor mations bertragungen in umge kehrter Richtung m glich kommt Visual Studio 2005 eine Entwicklungsumge bung f r h here Programmiersprachen von Micro soft zum Einsatz F r die Benutzungsoberfl che wird Adobe Flex als Entwicklungsframework eingesetzt Es erm glicht grafische Oberfl chen ber die XML
43. durch verschiedene Merkmale charakterisiert ist Hierbei kann es sich um Stadtverkehr oder aber auch um berlandverkehr handeln W hrend beim Stadtver kehr unter anderem verdichteter Verkehr Ampelverkehre Stop and Go Verhalten und die langwierige Parkplatzsu che auftreten l uft der berlandverkehr blicherweise flie end und hat einen niedrigen Anteil an Ampelverkeh ren und Stop and Go Verkehren Weiterhin kann davon ausgegangen werden dass im berlandverkehr h here Geschwindigkeiten gefahren werden als im Stadtverkehr nicht zuletzt aus Gr nden der Stra enverkehrsordnung Bei der Entscheidung ob eine Strecke im berland oder Stadtverkehr oder in Kombination beider Varianten Uber wunden wurde wird eine Gewichtung herangezogen Wurde ein Fahrzeug berwiegend innerhalb einer Stadt bewegt wird die Fahrt der Klassifizierung Stadt zuge ordnet w hrend die Zuordnung berland bei Fahrten mit hohem Anteil au erst dtischer Bewegungen vorge nommen wird Ist das Verh ltnis ausgeglichen ist die Zuordnung Kombination zu w hlen Die folgende Tabelle beschreibt die Grenzwerte der Anteile an Stadt und berlandfahrten zur Klassifizierung Verkehrsart Stadt berland u gt 70 lt 30 30 0 Stadt Stadt Stadt lt 30 gt 0 30 0 berland berland berland Gewichtung Tabelle 5 Klassifizierung der Verkehrsart 2 3 6 Verbrauch F r die Darstellung des Verbrauchs im Morphologischen Kasten mus
44. durchgef hrt Die Kamera und das Poster wurden hierf r nicht bewegt wobei sich das Poster innerhalb des angelernten Tra ckingbereich befunden hat Es ergab sich eine durch schnittliche Berechnungszeit des initialen Trackings von 10 899 Millisekunden f r das inkrementelle Tracking von 8 961 Millisekunden und f r die Detektion der Interaktion von 3 666 Millisekunden Somit wird bei einer Kamera mit einer Bildwiederholungsrate von 30 Bildern pro Sekunde diese f r die gesamte Anwendung erreicht 7 Beispielanwendung Die entwickelten Technologien wurden im Rahmen eines Industrieprojektes eingesetzt F r den Auftraggeber Va koma wurde eine AR basierte Anwendung entwickelt welche das Produktmarketing der Firma im Bereich der Instandsetzung von Getrieben f r Industrieanlagen unter st tzt Diese Produkte k nnen aufgrund ihrer Dimension auf Messen nicht in real pr sentiert werden Um den Kunden die Produkte zu pr sentieren und zu erkl ren werden deren virtuelle 3 D Modelle auf einem realen Produktkatalog augmentiert s Abbildung 5 Fur die entwickelte Beispielanwendung wurde ein Prospekt bein 4 http www vakoma de Version 02 04 2012 14 30 Uhr halten neben gedruckten Produktinformationen drei Schaltfl chen f r die Nutzerinteraktion Kamera HA Abbildung 5 Konzept eines Standsystems zur Augmentierung von interaktiven 3 D Modellen auf einem Produktkatalog Die jeweilige Katalogseite dient als das Poster f r da
45. eine Bewegung des Objektes in sich stattfindet Der hier als Beispiel eines komplexen dynami schen Systems ausgew hlte Roboter setzt sich demnach aus mehreren Elementen zusammen die ber Gelenke miteinander verbunden sind Somit ergeben sich bis zu sechs Roboter Achsen hnlich wie bei diesem Beispiel stammen fast alle technischen Systeme aus der Automo bilindustrie da sie sich in der Regel aus verketteten Ein zelelementen zusammensetzen Weitere Beispiele sind F rderanlagen oder Einbaumanipulatoren Die Integration solcher Systeme in die AR Technologie stellt eine gro e Herausforderung dar Neben dem zu r cklegen einer Strecke und der dadurch entstehenden Latenzzeit kommt hier die Latenzzeit aus der berlage rung der unterschiedlichen Stellungen der Teilobjekte zueinander hinzu 3 Integration komplexer dynamsicher Systeme in die AR Technologie 3 1 Definitionen und Abgrenzung F r das weitere Verst ndnis des Beitrags werden nachfol gend kurz die wichtigsten Grundlagen und Definitionen zusammengefasst Augmented Reality Augmented Reality Erweiterte Wirklichkeit ist eine neue Form der Mensch Technik Interaktion 16 Dabei existie ren unterschiedliche Ans tze f r eine Umschreibung dieses Begriffes In diesem Beitrag wird die in der interna tionalen Fachwelt anerkannten Definition f r den Einsatz der AR Technologie im industriellen Umfeld von Ronald Azuma verwendet Demnach beschreibt der Begriff Augmented Reali
46. eingebettete Systeme In einer Bibliothek sind Sensoren sowie Aktuatoren hinterlegt welche mit einer Simulati onsfahigkeit aufwarten und konfigurierte Geratetreiber mitbringen Die Anwendungsentwicklung erfolgt in einer Plattformabh ngigen Modellierung welche ausschlie lich die PSoC Serie von Cypress unterst tzt Ausgehend von dieser Plattformspezifischen Modelldarstellung PSM l sst sich die entwickelte Anwendung simulieren Der integrier te Code Generator erm glicht die Transformation der Modelldarstellung in C Programmcode und stellt die ben tigten Ger tetreiber sowie Interpretation der Mess werte transparent zur Verf gung Die beschriebene Transformation zwischen der Plattform spezifischen Modelldarstellung und der Simulation sowie Programmcode C Code in Form einer ISM sind in der Abbildung 2 dargestellt Der Vorteil von Cypress Express besteht in der Modelltranstormation zur Berucksichtigung des Ausf hrungskontext Simulation C Code welcher bei der Entwicklung von intelligenten Sensoren ben tigt wird Cypress Express fokussiert ausschlie lich die PSOC Plattform und erm glicht neben der Simulation keine SiL oder HiL Praktiken Aufgrund dieser Plattformabhangikeit lasst sich dieses Entwicklungstool nicht f r die Entwick lung von intelligenten Sensoren empfehlen Mathworks Simulink 7 ist eine modellgetriebene Ent wicklungsumgebung zur Simulation dynamischer Syste me In Simulink wird das Verhalten in einer Plattfor
47. es sein aus dem erar beiteten Konzept zur Gestaltung von Verkehrs und Transportnetzwerken gezielte regionsspezifische Hand lungsempfehlungen abzuleiten Hierzu ist ein wesentli cher Schritt die Entwicklung eines Merkmalskatalogs Morphologie f r die Spezifikation von unterschiedlich typisierten Regionen in Bezug auf die Einflussfaktoren der Verkehrsinfrastruktur vgl Tabelle 1 Merkmal Merkmalsauspr gung Verkehrstr ger Stra e Schiene Wasser Baulasttr ger Steigend Stagnierend Sinkend steigend Durchgangsverkehr Zielverkehrr Quellverkehr Binnenverkehr Hoch Mitel ering Hoch Mittel intermodalit je a Hoch Mittel Sering E RA 1 ee Flexibel Statisch LAA On AA Tabelle 1 Morphologie zur Entwicklung von Szenario Regionen und Einordnung von realen Regionen Gering Aus der in Tabelle 1 erarbeiteten Morphologie konnen unterschiedliche Szenario Regionen in Abh ngigkeit von der Merkmalsauspr gung entwickelt werden und real existierenden Regionen zugeordnet werden Klassenbil dung mit dem Ziel geeignete Handlungsb ndel f r die untersuchte Region vorzuschlagen Neben der Analyse und Kategorisierung 21 von einzel nen Verkehrsregionen ist die zuk nftige Entwicklung einer Region von besonderer Bedeutung Einflussfaktoren wie bspw Bev lkerungs und Wirtschaftswachstum oder auch verlagerung sind wichtige Entscheidungsparameter f r die richtige Empfehlung von Handlungsmoglichkeiten Hierzu wird der an Otto
48. f r die Komponentendarstellung eingegebenen und zugeordneten Daten k nnen f r weitere Anwendungen verwendet werden Eine Erweiterung um automatisch generierte Lernaufgaben zur Zuordnung von Bauteil und Bezeichnung kann aus den vorhandenen Daten abgeleitet werden Die Zuordnung kann per Drag amp Drop der Be zeichnungen auf den gerenderten Bildern erfolgen Da die Position der Objekte im Bild bekannt ist kann sofort eine Aussage getroffen werden ob die Auswahl korrekt war Es m ssen lediglich aufgabenspezifische Informatio nen z B das Verhalten bei richtiger oder falscher Zuord nung erg nzt werden Die beschriebene Vorgehensweise wird in laufenden Projekten bereits eingesetzt 7 Literatur 1 Beuting J rgen Haase Tina Termath Wilhelm 2010 Qualifizierung von technischen Fachkr ften in der Instandhaltung von Hochspannungsbetriebsmitteln mit Methoden der Virtual Reality In Lernen amp lehren 25 97 S 26 33 2 Dick Michael Braun Maike Eggers Iris Hildebrandt Nikolaus 2010 Wissenstransfer per Triadengespr ch Eine Methode f r Praktiker In Zeitschrift F hrung Organisation 79 6 S 375 383 3 Fuchs Kittowski Frank Voigt Stefan Hg 2010 Web 2 0 in produzierenden KMU Eine empirische und vergleichende Studie ber den Einsatz von Social Soft ware in kleinen und mittelst ndischen Unternehmen des produzierenden Gewerbes Stuttgart Fraunhofer Verlag 4 Gronau Norbert Hg 2009
49. hervorgehobenen Objektes in der umgebenden Baugruppe Das Makro setzt zun chst eine gew nschte Hintergrund farbe in der VR Umgebung Es wird dann die gesamte Szene ausgeblendet bevor die interessierende Baugruppe eingeblendet wird Bei der Komponentendarstellung werden die Komponenten losgel st von ihrer Umgebung z B einer Werkhalle dargestellt Um eine reproduzierbare Sicht auf die Szene zu erreichen die f r eine sp tere eindeutige Zuordnung der Bilder zwingend ist wird die Position des Nutzers zur ckgesetzt und von dieser Positi on aus ein Sichtflug auf das hervorzuhebende Objekt gestartet Im Anschluss wird die Szene auf einen Transpa renzwert von 0 2 gesetzt und das hervorzuhebende Ob jekt opaque dargestellt Abschlie end wird das Bild mit eindeutigem Namen ber eine Screenshot Funktion gerendert Die beschriebene Form der Hervorhebung zeigt nur eine M glichkeit Ob jekte zu markieren Mit Hilfe der Makros werden f r die Komponentendar stellung f r jedes hervorzuhebende Bauteil die folgenden Bilder gerendert Bild der Oberbaugruppe alle Objekte sind opaque siehe Abbildung 1 Bild der transparenten Oberbaugruppe und dem hervorgehobenen Bauteil siehe Abbildung 2 D Bild der Baugruppe in dem jedes Bauteil in ein deutiger Farbe gerendert wird siehe Abbildung 7 oder D Bild jedes Einzelteils siehe Abbildung 8 Bild des ausgew hlten Einzelteils siehe Abbildung 3 Abbildung 7
50. hrleistet wenn der Zertifikate preis minimiert wird und sich an den momentan g nstigsten Grenzvermeidungskosten in allen Sektoren des EU ETS orientiert Daher ist die berlegung zu einem m glichen Mindestpreis f r Emissionszertifikate keine ad quate L sung dieses Diskrepanzproblems Der Downstream Ansatz erm glicht den Transportdienst leistern auch keine zus tzlichen Gewinne durch den Ver kauf bersch ssiger Zertifikate da die Grenzvermei dungskosten des Stra eng terverkehrs im Durchschnitt ca 140 pro t CO2 betragen und damit ber der ge genwartigen Zertifikatepreisspanne von 7 bis 15 prot CO2 liegen 16 Demnach werden die Transportdienst leister selbst keine CO2 Emissionen vermeiden und statt dessen zus tzliche Zertifikate beschaffen Da im gesamten Stra eng terverkehr voraussichtlich keine bersch ssigen Zertifikate verkauft werden k nnen ist die Wirkung prin zipiell mit einer CO2 Steuer auf den Kraftstoffverbrauch vergleichbar Dem zufolge ist anstelle des Downstream Ansatzes entweder ein CO2 Anteil in der bestehenden Kraftstoffsteuer oder ein Upstream Emissionshandel auf Ebene der Mineral lkonzerne Kraftstoffanbieter einzu f hren Aufgrund der fehlenden kologischen Treffsicherheit einer Steuer vgl Abschnitt 2 1 wird im Forschungsvor haben nur der Upstream Ansatz weiterverfolgt Aus der Perspektive des gesamten Verkehrssektors exis tiert bereits ein Upstream Emissionshandel f r die ele
51. im Stra enverkehr Zukauf durch KA Verkauf durch KA Zuteilung an KA Konzepterstellung f r einen Upstream Emissionshandel Soll Emissionen Cap pro Jahr Daneben wird auch die Kraftstoffsteuer ber cksichtigt da die Besteuerung zuk nftig am Energie und CO2 Gehalt von Diesel bzw Benzinkraftstoffen bemessen wird 18 Dadurch wird ber das Preissignal eine zus tzliche CO2 Lenkungswirkung entstehen welche bei der Wirkungs analyse des Emissionshandels zu ber cksichtigen ist Grunds tzlich wird die Funktionsweise der beiden Len kungsinstrumente durch eine Interaktion nicht einge schr nkt 19 Entwicklung von Planungswerkzeugen zur unterst tzung I l Entscheidungs I J Transportdienstleister Verlader Kostenweitergabe i an den Kunden CO Transportkosten Reaktion des Verladers Reaktion des TDL rechnung Strukturma nahmen zur Reduzierung der Transportentfernung bzw des Transportaufkommens Ma nahmen zur Verkehrsvermeidung und verlagerung Ma nahmen zur Verbrauchseinsparung Technik Fahrverhalten Grenzvermeidungs Grenzvermeidungs kostenrechnung kostenrechnung Ist Emissionen pro Jahr Abk rzungen Planungswerkzeug Forschungsziel KA Opt TDL Transportdienstleister Frachtfiihrer Spediteur Kraftstoffanbieter Option Handlungsalternative A O gt B Erh hung von A f hrt zur Erh hung von B und umgekehrt A B R
52. in den Bl ttern die HIP Merkmale P enthalt Es wird f r jeden Index in der Datenbank eine Sammlung von Baumen angelegt Zu Beginn ist jedes Merkmal im Index als ein Wurzelknoten klassifiziert Anschlie end werden die zwei Merkmale mit den meisten berein stimmenden gesetzten Bits in der bin ren Repr sentati on zusammengef hrt Der Und verkn pfte beider Merkmale wird als der neue Eltern und gleichzeitig Wurzelknoten mit den beiden Merkmalen als Kinder angelegt Der neue Elternknoten wird in die Sammlung der B ume des entsprechenden Index einsortiert und die beiden zusammengef hrten Merkmale entfernt Dieser Vorgang des Zusammenf h rens und Entfernens wird wiederholt bis entweder nur ein Wurzelknoten existiert oder die Wurzelknoten keine bereinstimmenden gesetzten Bits haben Zur Laufzeit werden bei der Suche die Wurzelknoten der Baumsammlung mit dem aktuellen Merkmal K vergli chen Ist der Kollisionswert e kleiner als der maximal zulassige Wert wird dieser Baum weiter betrachtet Sollte dies nicht gegeben sein kann der komplette Baum ver worfen werden Bei positivem Vergleich wird durch den Baum traversiert Bei der Suche werden mehrere Treffer akzeptiert 4 1 2 3 Verifizierung der Korrespondenzen Ein Kameramerkmal K kann mehrere Korrespondenzen mit der Posterdatenbank Mp haben Um eine zuverl ssige Posenbestimmung zu gew hrleisten m ssen Fehlkorres pondenzen ber cksichtigt werden Durch Sch tzverfah ren
53. in der Produktion Dissertation Otto von Guericke Universitat Mag deburg Fakult t f r Maschinenbau 2002 6 Pentenrieder K Augmented Reality based Factory Planning Dissertation Technische Universit t M nchen Fakult t f r Maschinenwesen 2009 7 Timmermans J MARY Konzeption und Bewer tung eines Augmented Reality gest tzten Systems zur Optimierung des Bauprojektzyklus Disserta tion Technische Universit t M nchen Fakult t f r Architektur 2006 8 Tegtmeier A Augmented Reality als Anwen dungstechnologie in der Automobilindustrie Dis sertation Otto von Guericke Universitat Magde burg Fakult t f r Maschinenbau 2007 9 Tumler J Untersuchungen zu nutzerbezogenen und technischen Aspekten beim Langzeiteinsatz mobiler Augmented Reality Systeme in in dustriellen Anwendnungen Dissertation Otto 151 152 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 von Guericke Universitat Magdeburg Fakultat fur Informatik 2009 A Hoffmeyer C Bade F Doil Konzept zur Reali sierung einer Augmented Reality gest tzten Bau und Layoutplanung mit Hilfe eines laserbasierten Large Area Trackings In Tagungsband der 12 IFF Wissenschaftstage Digitales Engineering zum Pla nen Testen und Betreiben technischer Systeme VR und AR Automotive Magdeburg 2009 S 311 322 Bade C Untersuchungen zum Einsatz der Aug mented Reality Technologie fur Soll Ist Vergleiche
54. keine direkte Zweckbindung herrscht Deutschland befindet sich bei den Steuereinnahmen im vorderen Mittelfeld vgl Abbildung 7 Struktur der Steuereinnahmen von Kraftfahrzeugen 2009 100 ri 90 p Sonstiges 80 Zoll B Maut 10 u Versicherung 60 5 F herschein 50 m Krafttahrzeugbesitz u Verkauf Registrierung 40 Treibstoffe Ole Ausstattung Ersatzteile 20 u Service Reparatur E Verkauf Gebrauchtfahrzeuge 10 Verkauf Neufahrzeuge 0 u MW St Service Reparatur Abbildung 6 Struktur der Steuereinnahmen von motorisierten Stra enfahrzeugen 2009 11 Neben den allgemeinen Abgaben aus Steuern werden in zahlreichen EU L ndern nutzerabh ngige Abgaben geleis tet u a durch zeit oder entfernungsabh ngige Nutzung der Verkehrsinfrastruktur Derzeit verf gen in der EU 22 der 27 Staaten ber Nutzerfinanzierungsmodelle f r Lkw in unterschiedlicher Form u a Vignette Maut Konzessi onsabgaben Dar ber hinaus sind bei 12 der 27 Staaten Nutzerfinanzierungsmodelle f r Pkw im Einsatz 12 In Deutschland wird seit 2005 eine Maut f r alle fahren den Lkw auf dem Bundesnetz erhoben Andere in Europa anzufindenden Finanzierungsmodelle wie bspw die Pkw Maut Nahverkehrsabgabe oder City Maut kommen in Deutschland bislang nicht zum Einsatz 11 Im Allgemeinen erzielen die Schienenunternehmen nur in den seltensten Fallen Gewinne Die Betreiber erhalten daher aus verkehrspoli
55. kun denindividuelle Produktpr sentationen unterst tzt wer den In den folgenden Arbeiten wird der Fokus der Ent wicklung vor allem in der Erweiterung der Interaktions 17 18 moglichkeiten sowie der Steigerung der Robustheit der Erkennung der Interaktion liegen 9 Literaturverzeichnis 1 J Mor The Levenberg Marquardt algorithm Implementation and theory in Numerical Analysis 630 Hrsg Springer Berlin Heidelberg 1978 pp 105 116 2 D Wagner T Langlotz und D Schmalstieg Robust and unobtrusive marker tracking on mobile phones 2008 3 D Anderson Implementierung und Evaluierung eines markerlosen Tracking Algorithmus in einem modularen Tracking Framework auf Windows PCs und Windows Mobile Smartphones 2010 4 J Park S You und U Neumann Extending augmented reality with natural feature tracking 1998 5 J P Suya J Park S You und U Neumann Natural Feature Tracking for Extendible Robust Augmented Realities 1998 6 S Taylor und T Drummond Binary Histogrammed Intensity Patches for Efficient and Robust Matching International Journal of Computer Vision Nr 94 pp 241 265 2011 7 D Wagner D Schmalstieg und H Bischof Multiple target detection and tracking with guaranteed framerates on mobile phones 2009 8 D Lowe Object recognition from local scale invariant features 1999 9 S Taylor E Rosten und T Drum
56. manuelle Bearbeitungsschritte und die daf r erforderlichen verschiedenen Werkzeuge f hren zu einem hohen Zeitaufwand f r die Erstellung und erfor dern vom Ersteller die Verf gbarkeit und die Kenntnis der verschiedenen Softwarewerkzeuge Daher werden an die Erstellung einer interaktiven Kom ponentendarstellung die folgenden Anforderungen ge stellt Der Erstellungsprozess soll durch eine Softwarel sung vollst ndig realisiert werden k nnen Funktio nen die von der Software bereitgestellt werden m ssen sind u a der Import von CAD Daten das Bearbeiten der Baugruppenstruktur und die Ver kn pfung der Bauteile mit erg nzenden Informatio nen Die Erstellung soll weitgehend automatisiert erfol gen Der Erstellungsprozess soll reproduzierbar sein um bei nderungen der Modelle die Komponentendar stellung mit geringem Aufwand anpassen zu k n nen 57 58 Abbildung 5 Bisherige Form der Komponentendarstellung Der folgende Abschnitt beschreibt die Vorgehensweise zur Erstellung der Komponentendarstellung ausgehend von den 3D Konstruktionsdaten einer Maschine 4 3 Erstellung der Komponentendarstellung Die beschriebene Vorgehensweise zur Erstellung einer Komponentendarstellung wird unter Nutzung des 3D Visualisierungssystems VDT Plattform entwickelt am Fraunhofer IFF beschrieben Die folgenden Arbeitsschritte sind durchzuf hren 1 Import der 3D Konstruktionsdaten Die Konstruktionsdaten werd
57. r die aufgenommenen Mobilitatsdaten der Elektromobile verwendet Im MK werden die vorher modifizierten Mobi litatsdaten als Gesamtheit visualisiert d h als abgeschlos sene Einheit abgebildet sodass eine Vergleichsebene geschaffen wird und deren Vergleichsprozess durch die Schablonentunktion des MK unterstutzt wird Da ein Nutzer nicht nur ein explizites Mobilitatsverhalten hat werden aus dem individuellem Nutzerverhalten f r einen Nutzer mehrere MKs erzeugt die das Nutzerverhal ten repr sentieren Aufgrund der Schablonenfunktion k nnen nun scheinbar unterschiedliche Rohdaten die in einem oder mehreren MKs abgebildet werden zum Ver gleich hnlicher Morphologien und somit zur Gruppenbil dung herangezogen werden Die Gruppenbildung erfolgt 83 84 durch Zusammenfassung von Nutzern deren Morpholo gieauspragungen einen je nach Anwendungsfall zu defi nierenden berdeckungsgrad besitzen Besitzt bspw ein Nutzer aufgrund seines Mobilit tsverhaltens 20 Morpho logien so k nnte bei einer Festlegung des Uberde ckungsgrads von 80 eine Gruppenzugeh rigkeit aus gewiesen werden wenn andere Nutzer bei mindestens 18 Morphologien die gleiche Auspr gung besitzen 3 3 Mobilitatsprognose Die Ermittlung des prognostizierten nutzerspezifischen Verhaltens kann auf unterschiedliche Art und Weise er folgen Die im Rahmen des Projektes realisierte Onlinesi mulation nutzt ein Stufenmodell zur Auswahl des zum Nutzer passenden Mobil
58. richtigen Qualit t zum richtigen Zeitpunkt mit den richtigen Kosten und den richtigen Informationen Okolo gisch richtig am richtigen Ort bereit zu stellen Die Analyse der Zieldefinition f r das Flughafenbeispiel ist in Tab 3 dargestellt Daraus ergibt sich dass hier das Ziel ist die richtigen ULD Container in der richtigen Menge mit der richtigen Temperatur und unbesch digt zum Abflugzeitpunkt im richtigen Flugzeug bereit zu stellen 8 R der Logistik Richtige Ware Richtige Menge 8 R im Logistiksystem Richtiger ULD Container Richtige Liefermenge Richtige Qualit t Richtige Temperatur Unbesch digt Richtiger Zeitpunkt Abflugzeitpunkt des Flugzeugs Richtige Kosten Wird nicht betrachtet Richtiger Ort Richtiges Flugzeug Richtige Informati Wird nicht betrachtet on kologisch richtig Wird nicht betrachtet Tabelle 3 Zieldefinition f r das Beispiel 5 2 3 Objekttypen des Systems Im n chsten Teilschritt des System und Problemverst nd nisses wird eine Analyse der Objekttypen durchgef hrt Dabei wird analog 14 unter einem Objekttyp ein Ele ment des Systems verstanden welches mit Identifikations und Ortungstechnologien ausgestattet werden kann so dass eine Zustands und Ereignisverfolgung dieses Objekt typs m glich ist Dabei sind nur die Typen relevant die zur berwachung des Systems n tig sind Die Einteilung der physischen Objekttypen erfolgt nach station r bewegt und verschachtelt vgl
59. sentation erm glicht einen gezielten Zugriff auf verkn pfte Infor mationen Der vorliegende Beitrag adressiert die Dom ne der Instandhaltung In diesem Bereich ist eine detaillierte Kenntnis zum Aufbau der Maschine unerl sslich Eine Komponentendarstellung erm glicht es den Instandhal tern den Aufbau der Maschine strukturiert zu erkunden 4 Interaktive Komponentendarstellung 4 1 Einsatz und Nutzen Mit der im vorliegenden Beitrag entwickelten interaktiven Komponentendarstellung kann sich der Nutzer die Bau gruppenstruktur einer Maschine durch Interaktion auf Basis gerenderter Bilder erschlie en Ausgangspunkt ist das Bild der Gesamtmaschine siehe Abbildung 1 Bei Mausbewegung ber das Bild werden die Einzelbaugrup pen hervorgehoben und die Bauteilbenennung einge blendet siehe Abbildung 2 Ein Klick auf die Baugruppe wechselt in diese Baugruppe siehe Abbildung 3 wo nun erneut die Unterbaugruppen angezeigt und ausgew hlt werden k nnen siehe Abbildung 4 Die Auswahl der Baugruppen und Bauteile in 2D ist ver kn pft mit dem virtuellen Modell wo die Bauteile eben falls markiert werden und dort zus tzlich aus beliebigen Sichten und mit Bezug zum Gesamtsystem angeschaut werden k nnen Zu allen Bauteilen k nnen objektspezifi sche Informationen hinterlegt werden die ber ein Kon textmenu abrufbar sind Diese Form der Darstellung bietet f r die betriebliche Nutzung entscheidende Vorteile weil sie die visuelle Darstel
60. so wird als zweite Alternative das Erfassen ausgew hlter K rper mit Markern und die Berechnung der restlichen K rper ber MKS Modelle eingef hrt siehe Abbildung 11 Dabei ist zu beachten dass die Zeit zur Berechnung des MKS Modells geringer sein muss als die Latenzzeit welche durch das Erfassen eines zus tzlichen Markers anstelle seiner Berechnung auftreten w rde Dieser L sungsansatz wird in diesem Beitrag in den Vor dergrund gestellt und weiter untersucht Als weitere L sungsm glichkeiten bei einem unbekann ten System k nnten beispielsweise lerntahige Systeme die Auswertung von Bewegungsmustern oder der Einsatz neuronaler Netze in Frage kommen 147 148 I R Reale K rper Virtuelle K rper Ge gt Gelenke zwischen den realen K rpern Gy 2 Gelenke zwischen den realen K rpern Sin Synchronisation zwischen realen und virtuellen K rpern Kra Koordinatensysteme in der Realit t K iv Koordinatensysteme in der virtuellen erweiterten Realit t Abbildung 11 Integrationsansatz MKS Berechnung 3 3 Grundlagenuntersuchung zur Validierung des L sungsansatzes Der im vorigen Kapitel beschriebene L sungsansatz ber den Einsatz von MKS Modellen wird anhand eines Pilot versuchs evaluiert Dabei wird als Beispiel der menschliche K rper ausgew hlt da dessen Integration auch das erste industrielle Zielszenario erfordert Der Versuch wird unter Laborbedingungen durchgef hrt Zun chst wir
61. tube and fixed in the u CT system see Figure 5 ALU Polyurethane foam 600 kg m Figure 5 Modular sample holder and the steps to position the samples in u CT system Plastic straw Plastic supporter 65 3 3 Image processing and image analysis As introduced in section 1 a reconstructed 3 D image Is obtained from the X ray scan However this image is not ready to be analyzed because of the complex gray values in the image Therefore an image post processing has to be done which in this study basically contains three steps crop binarization and median filter Crop is to choose the correct image area to be analyzed Binariza tion is to separate the image into foreground which is typically the interested object fibers in this case and background which is all of the other objects in the im age And median filter is a virtual tool to reduce the noise with minimum change of the image Figure 6 shows the images at each step of the post processing ep Original Cropped Binarized Median filtered image image image image Figure 6 Images at each step of image post processing With the post processed images the software MAVI and GeoDict from Fraunhofer Institute for Technical and Industrial Mathematics are used for quantitative analysis We focus on the two micro structure properties of the Substrate porosity and pore size distribution Porosity also known as void fraction is the ratio of the volume of voi
62. von Guericke Universitat Magde burg und dem Fraunhofer Institut IFF entwickelte meso skopische Ansatz 22 genutzt um Zukunftsszenarien in Abh ngigkeit von den regionsspezifischen Ausgangspa rametern und Einflussfaktoren zu simulieren Das Ergebnis des Forschungsvorhabens soll ein Konzept zur Gestaltung der Verkehrs und Transportnetze unter Anwendung von Probleml sungszyklen beinhalten 23 das es erm glicht konkrete Anwendungsfalle reale Regi onen mit Hilfe der Morphologie zu Kategorisierungen unter Zuhilfenahme des mesoskopischen Ansatzes Hand lungsemptehlungen fur die Gestaltungsanforderungen der betrachteten Verkehrs und Transportnetze im Ist Stand sowie in Zukunftsszenarien auszusprechen 6 Literatur 1 Institut der deutschen Wirtschaft K ln Die Messung der industriellen Standortqualit t in Deutschland Endbe richt K ln 2012 S 236 2 S Kummer Einf hrung in die Verkehrswirtschaft UTB Facultas Verlags und Buchhandels AG WUV Wien 2 Auflage 2010 5 41 3 Logistikbranche Stichwort Verkehrstr ger In URL www logistikbranche net verkehrstraege html Stand 22 10 2012 4 Lemmer et al Handlungsfeld Mobilit t Infrastruktu ren sichern Verkehrseffizienz verbessern Exportchancen ergreifen Acatech Deutsche Akademie der Technikwis senschaften 2011 S 1 5 Wartenberg L Ha L J Investition in die Zukunft WILEY VCH Verlag amp GmbH amp Co KG Weinbeim 1 Auflage 2005 s 15
63. von ca 0 02 m s aus der eine laminare Stromung resultiert und bei der sich eine klare dunne Adsorptionszone ausbildet Insgesamt konnen ca 2 kg Aktivkohle in den Filter gef llt werden die mit ei nem maximalen Schwefelwasserstoffstrom von 0 001 kg h beaufschlagt werden sodass bei einer maxi malen Aufnahme von 0 06 kg Schwefelwasserstoff eine Betriebszeit von ca 55 h bei maximaler Gasbelastung mit Schwefelwasserstoff resultiert bevor ein Austausch n tig ist Es resultiert ein maximaler Druckverlust von ca 13 5 Pa der haupts chlich aus dem Siebboden resultiert und eine Homogenisierung der Eintrittsstr mung ber dem Aktivkohlebett erzeugt Zum Austausch der Aktiv kohle sind die Verbindung des Zuf hrungsrohres DN14 und die Flanschschraubverbindung zu l sen der Flansch deckel abzunehmen und die Teilchen abzusaugen F r den Filter gibt es keine besondere Anforderung an den Stahl es werden lediglich aufgrund der korrosiven Be standteile von Biogas NIRO Werkstoffe verbaut 3 3 Modul Ill Gasreformierung Innerhalb der Gasreformierung wird das in Modul be reitgestellte und in Modul Il aufbereitete Biogas in Was serstoff umgewandelt Reaktionssystem der Biogasreformierung F r die Umsetzung von Biogas werden Dampfreformie rung und partielle Oxidation von Methan eingesetzt Die Kombination beider Reaktionen bildet eine autotherme Reformierung Die Methanreformierung ist stark en dotherm und bildet Wasserstoff unte
64. 1 Introduction Wet wipes are products of e g baby and skin care They generally are substrates wetted with washing lotion where the substrates are typically thin nonwoven sheets made of two or three selected types of fibers e g cotton rayon and polyester which have round or trilobal cross sections and the washing lotion is a water based emul sion that delivers cleaning and skin care benefits As a commercial product the development of wet wipes is mainly driven by the consumer expectations Latest consumer tests 1 consistently show that the top con Sumer concerns are related to the unexpected lotion gradient of wet wipes in a stack In order to better under stand this issue and prevent it in the early stage of pro duction many efforts have been made trom different aspects such as lotion properties fiber blend and manu facture technology of substrates By building on this knowledge Biasutti 2 has developed a one dimensional capillary model to predict the lotion saturation profile over the whole stack of wet wipes where the relevant properties of raw material lotion and substrate and production settings such as lotion load are considered However this one dimensional model has its intrinsic restrictions to represent the liquid connectivity and inter face effects Therefore the pore network model PNM of Metzger et al 3 4 which is initially used for the drying of capillary porous media has been introduced and
65. 120 180 0 Befeuchtung Katalysator CO Toleranz bs 20 ppm Tabelle 4 bersicht Brennstoffzelleneigenschaften Bei diesen Temperaturen ist die Anf lligkeit der HTPEMFC gegen ber Kohlenstoffmoncxid Vergiftung geringer als bei NTPEMFC Bei der Vergiftung wird Kohlenstoffmo noxid an der Katalysatoroberflache adsorbiert und freie Pl tze f r die Reaktion von Wasserstoff als Vorstufe der Dissoziation Diffusion und Abreaktion mit Sauerstoff blockiert In Tabelle 4 sind die Eigenschaften von NTPEMFC und HTPEMFC im Vergleich nebeneinander dargestellt Alternativ kann das Modul durch separate Nutzungswege ersetzt werden 3 5 Modul V Nachverbrennung Die Nachverbrennung dient der Abgasreinigung also der Beseitigung von oxidierbaren Bestandteilen Haufig ver wendete Verfahren sind die katalytische und die thermi sche Nachverbrennung Bei Temperaturen von 200 600 C ist die Durchf hrung der katalytischen Nachverbrennung m glich wobei es sich um eine flammenlose Verbren nung an der Katalysatoroberflache handelt Die thermi sche Nachverbrennung arbeitet bei Temperaturen von 600 1200 C und ben tigt eine ZUndquelle um die Reak tionen zu starten Damit die Temperatur im Nachbrenner konstant gehalten werden kann wird meist ein zusatzli cher Brennstoff eingeleitet Im Rahmen des Green FC Prototyps wird eine thermische Nachverbrennung einge setzt Parameter der Nachverbrennung Das durch die thermische Nachverbrennu
66. 3 Beispielhafter Ablauf des Trackings Zum Zeitpunkt t 1 wird ein initiales Tracking durchgef hrt In den folgenden Zeit punkten werden die Merkmale im Kamerabild aus dem Vorg ngerbild mittels Bewegungsanalyse inkrementell verfolgt Die Korrespondenzen mit dem Poster bleiben erhalten Zu den Zeitpunkt t 4 und t 5 wird eine Korrektur der inkrementellen Verfolgung mittels der initialen Detektion durchgef hrt Inkrementelle Verfolgung lernphase mit der Homographie matrix transformiert Das Ergebnis sind die 2 D Eckpunkte im Kamerabild Diese vier Eckpunkte des Posters im Kamerakoordinaten system und die Eckpunkte des Posters im Weltkoordina tensystem werden genutzt um das PnP Problem zu l sen und somit die Pose des Objektes im Weltkoordinatensys tem zu bestimmen 4 2 Bewegungsanalyse Das bisher beschriebene Tracking auf Basis der Merk malsdetektion stellt f r den beschriebenen Anwendungs kontext eine wesentliche Basistechnologie dar Eigene anwendungsbezogene Untersuchungen haben weiteres Optimierungspotential bez glich der Performanze und Robustheit identifiziert So ist beispielsweise der durch das Tracking abgedeckte Erfassungsbereich beschr nkt durch den Umfang der in der Anlernphase generierten Posterda tenbank Aus Gr nden der Stabilit t und Performanz kann die Posterdatenbank nicht beliebig gro angelegt werden Weiterhin enth lt die Posterdatenbank nur statistische Werte und keine genaue Beschreibung de
67. 4 6 Merati Kashani J Aktueller Begriff Die Schulden bremse des Grundgesetzes Deutscher Bundestag 2009 In URL http www bundestag de dokumente analysen 2009schuldenbremse pdf Stand 22 10 2012 7 VMK Einsetzungsbeschluss der Verkehrsministerkon ferenz Kommission Zukunft der Verkehrs infrastrukturfinanzierung 2011 In URL http Awww bundesrat de cln_320 nn_8794 DE gremien kont fachministerkont vmk Sitzungen 1 1 12 02 kommissionzukunftvif html __ nnn true Stand 22 10 2012 8 Schmid F M Bestandsnetz in Deutschland unver ff Manuskript Willich 2012 9 Schmid F M Einnahmequellen aus Verkehr in Deutschland unver ff Manuskript Willich 2012 10 Kommission Zukunft der Verkehrsinfrastruktur et al 2 Zwischenbericht Cottbus unver ff Manuskript 2012 11 European Union Road Federation ERF 2011 Europe an Road Statistics Brussels 2011 In URL http www erf be images stories Statistics 20 1 1 ERF 2011 STATS pdf Stand 24 10 2012 S 65 12 European Commission Communication from the Commission on the application of national road infra structure charges levied on light private vehicles Br ssel 2012 In URL http ec europa eu transport road dod com 2012 199 pdf Stand 22 10 2012 13 Kommission Zukunft der Verkehrsinfrastruktur et al Instrumentenkasten Magdeburg unver ff Manu skript 2012 14 Stra enbaufinanzierungsgesetz 1960 In URL http ww
68. 5 6 Dabei bedeutet die Einteilung bewegt dass der Objekt typ ber die Zeit seinen Ort wechseln kann Die Einteilung verschachtelt bedeutet dass der Objekttyp andere Objekttypen enthalten kann In Abb 3 wurde diese Einteilung f r das Flughafenbeispiel durchgef hrt Hier ist erkennbar dass der ULD Container der einzige Objekttyp ist der keine anderen Objekttypen enthalten kann Dies resultiert nat rlich aus der Definition des Hauptziels da dieser Objekttyp die kleinste betrachte te Einheit ist Station re Bewegte Objekttypen Syelatinem m zz A A A A A AA A A A ee ee ee ee ee HE SK ee I li ULD Flugzeug f Stand Ze nn Tug 1 Transportkanal DSF a nn Dolly Warehouse A RENE Ananda i Pool eet Werkstatt TRI Tankstelle Abbildung 3 Einteilung der Objekttypen des Flughafens 5 2 4 Prozesse der bewegten Objekttypen Ein wichtiger Teil zum System und Problemverstandnis liefert die Analyse und Darstellung der Prozesse Dabei durchlaufen bei hiesigem Verst ndnis nur die bewegten Objekttypen einzelne Prozessschritte deren Aggregati onsniveau der Experte des Systems definieren muss Die Prozesse werden als Prozesskette dargestellt und in Ver bindung zu den beteiligten Objekttypen gesetzt In Abb 4 ist dies f r den ULD Container beispielhaft dargestellt 13 74 gt tare as D maso D umoa D ata gt Transport l ll l I I ll I I es u ul a do Be an Flugzeug Dolly
69. 8 Zusammenfassung SardaS erm glicht die Entwicklung von intelligenten Sensoren in Form der MDA Technik F r die Realisierung von SardaS war die Entwicklung einer Beschreibungs technik f r die heterogenen Bestandteile von intelligenten Sensoren sowie eine Modelltransformation f r Simulink Modelle zu entwickeln Die entwickelte Beschreibungs technik vereint die Flexibilit t mit der Widerspruchsfreiheit und bildet die Schnittmenge der verwandten Arbeiten Mit der Spezifikation wird neben der Anwendungsent wicklung eine zus tzliche Modellierungsdarstellung ver wendet Im Rahmen der Spezifikation erleichtern inte grierte berpr fungsmechanismen dem Entwicklungsin genieur die t glich Arbeit und leisten mit der Korrekt heits sowie Kompatibilitatsaussage einen Beitrag zur Fehlerpr vention Die Beschreibung und Spezifikation trennen die Hardware von der eigentlichen Anwendung und reduzieren das ben tigte Expertenwissen im Rahmen der Entwicklung Die Entwicklung von technischen Systemen beschr nkt sich lediglich auf die Anwendungsentwicklung bei einer vorliegenden Beschreibung der Bestandteile sowie Spezi fikationsbeschreibung Die Wiederverwendbarkeit der Beschreibungen reduziert den Aufwand zur Entwicklung neuer Systeme Zudem l sst sich mit dem Modellgenera tor Entwicklungszeit einsparen und mit verschiedenen Kombination aus Verarbeitungseinheit und Sensorik expe rimentieren Der Einsatz von SardaS zur Entwicklung alternati
70. 95 2301 45 S S Hla D Park G J Duffy J H Edwards D G Rob erts A llyushechkin L D Morpeth T Nguyen Kinetics of high temperature water gas shift reaction over iron based commercial catalysts using simulated coal derived syn gases Chem Eng J 146 2009 148 154 46 Birth Zettl D hling K nne Forschungsbericht Green FC Entwicklung und Aufbau einer modularen Labormusteranlage zur Nutzung biogener Energietr ger in Brennstoffzellen zur dezentralen Energieerzeugung an unterschiedlichen Netztypen INTEGRATION KOMPLEXER DYNAMISCHER SYSTEME IN AUGMENTED REALITY ANWENDUNGEN IM FABRIKLEBENSZYKLUS Dipl Wirtsch Ing Andreas Hoffmeyer Volkswagen AG Wolfsburg INTEGRATION KOMPLEXER DYNAMISCHER SYSTEME IN AUGMENTED REALITY ANWENDUNGEN IM FABRIKLEBENSZYKLUS Dipl Wirtsch Ing Andreas Hoffmeyer Volkswagen AG Wolfsburg 1 Einleitung 1 1 Motivation Auf internationaler und nationaler Ebene vollziehen sich in der industriellen Produktion und im Dienstleistungsbe reich tief greifende Wandlungsprozesse 1 Globalisierung steigende Marktdynamik und erh hter Kostendruck zwingen die Automobilunternehmen zur st ndigen innovativen Anpassung Ihrer Fabrik und Pro duktionsstrukturen Insbesondere die zunehmende Volati lit t im Kaufverhalten der Kunden sowie eine immer st rkere Nachfrage nach individualisierten Produkten stellen hohe Anforderungen hinsichtlich einer flexiblen und qualit tsgerechten Produktion 2
71. 996 37 Kim G J Cho D S Kim K H Kim J H The reac tion of CO2 with CH4 to synthesize H2 and CO over nickel loaded Y zeolites Catalysis Letters 28 S 41 52 1994 38 Ashcroft A T Cheetham A K Green M L H Vernon P D F Partial oxidation of methane to synthesis gas using carbon dioxide Nature 352 S 225 226 1991 39 K Omata K Nozaki T Yamazaki O Han Y Selective synthesis of liquid hydrocarbons from carbon dioxide and methane Energy Conversion and Manage ment 33 S 529 536 1992 40 Gadalla A M Bower B The role of catalyst support on the activity of nickel for reforming methane with CO2 Chemical engineering Science 43 S 3049 3062 1988 41 Gaddalla A M Sommer M E Carbon dioxide re forming of methane on nickel catalysts Chemical Engi neering Science 44 S 2825 2829 1989 139 140 42 Hofmann C Untersuchungen zur Elektrokatalyse von Hochtemperatur Polymerelektrolytmembran Brenn stoffzellen HT PEMFCs Disserstation G ttingen 2009 43 C R H de Smet M H J M de Croon R J Berger G B Marin J C Schouten Design of adiabatic fixed bed reactors for the partial oxidation of methane to synthesis gas Application to production of methanol and hydro gen for fuel cells Chem Eng Sci 56 2001 4849 4861 44 T Numaguchi K Kikuchi Intrinsic kinetics and de sign simulation in a complex reaction network steam methane reforming Chem Eng Sci 43 1988 22
72. Anwendungen und Systeme f r das Wissensmanagement Ein aktueller ber blick 3 Aufl Berlin Gito Verl Reihe Wirtschaftsinforma tik 3 5 Neuweg G H K nnerschaft und implizites Wissen Zur lehr lerntheoretischen Bedeutung der Erkenntnis und Wissenstheorie Michael Polanyis M nster 1999 3 Aufla ge 2004 6 Perspektive 2025 Fachkr fte f r Deutschland 2011 Ausg Januar 2011 N rnberg Bundesagentur f r Ar beit 7 Schilcher C Implizite Dimensionen des Wissens und ihre Bedeutung f r betriebliches Wissensmanagement Darmstadt 2006 8 Thier K Storytelling Eine Methode fur das Change Marken Qualitats und Wissensmanagement 2010 Springer Verlag Berlin Heidelberg INVESTIGATION OF LOTION DISTRIBUTION IN WET WIPES BY PORE NETWORK MODEL AND X RAY MICRO TOMOGRAPHY Yu Sun M Sc Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut fur Verfahrenstechnik Dr Jorg Muller Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut fur Verfahrenstechnik Dr Thomas Metzger Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut fur Verfahrenstechnik Prof Dr Evangelos Tsotsas Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut fur Verfahrenstechnik 61 INVESTIGATION OF LOTION DISTRIBUTION IN WET WIPES BY PORE NETWORK MODEL AND X RAY MICRO TOMOGRAPHY Yu Sun M Sc Dr J rg Muller Dr Thomas Metzger Prof Dr Evangelos Tsotsas Institut f r Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg
73. CO2 Reduktionsma nahmen umsetzen k nnen dies aber aus der gesamtwirtschaftlichen Perspektive zu negativen Effekten f hren kann Daher ist ein bergeord neter wirtschaftspolitischer Rahmen erforderlich der die dezentrale Umsetzung von Ma nahmen durch einzelne Unternehmen auf einer zentralen Ebene koordiniert so dass die Klimaschutzziele insgesamt erreicht werden 2 L sungsansatz zur Reduktion der CO2 Emissionen im Stra eng terverkehr 2 1 Umweltokonomische Instrumente Eine entsprechende Koordination kann durch die klassi schen Instrumente der Umweltpolitik siehe Abbildung 1 auch im vergleichsweise jungen Anwendungsfeld der Klimapolitik geleistet werden da ein berma an CO2 einen negativen externen Effekt f r das Klima darstellt Da die Schadwirkung von CO2 jedoch im Unterschied zu den meist lokal um eine Emissionsquelle wirkenden Luftschadstoffen wie z B Ru partikel aus Diesel Motoren nicht raumlich begrenzt ist muss entweder ein einziges klimapolitisches Instrument international ange wendet werden oder einzelne nationale Instrumente m ssen sukzessive auf globaler Ebene vernetzt werden 29 30 Das letzte Szenario wird in langfristiger Perspektive vom Autor als realistisch erachtet und bildet daher den Anlass tur die konkrete Planung eines klimapolitischen Instru ments im Anwendungsgebiet des deutschen StraBengu terverkehrs wobei dessen Ubertragbarkeit auf die gesam te EU angestrebt wird Instrumente
74. Die Klappenstellung der Rohrleitung zum Sauggebl se war ebenfalls Gegenstand der Untersuchung wobei festgestellt wurde dass eine Klappenstellung zwischen 0 und 50 keine Auswirkung auf die Probemasse hat bei 60 sich die Probemasse um durchschnittlich 35 verringert ab 70 keine nachweisbare Probe mehr gezogen wird In der grafischen Darstellung Abb 6 ist deshalb nur der Bereich in dem Abhangigkeiten bestehen abgebildet 500 O 400 E o a a 300 4 O 200 Q 60 100 m 40 0 0 2 4 6 8 laufende Nummer der Probeentnahme Abbildung 6 Einfluss der Klappenstellung auf die Probenmasse Da die Probenmasse relativ stark varllerte wurden fur die Auswertung nur Mittelwerte verwendet 4 2 Einflussfaktoren des Konversionsprozesses auf die Probenahme Wie schon erwahnt beeinflusst auch der Bettzustand die Probenahme Deshalb wurden der Stromungszustand und die Bettmasse auf ihren Einfluss hin untersucht welcher in den folgenden Abbildungen 7 und 8 dargestellt ist 400 Probemasse se e 300 N Probemasse g 15000 Bettmasse g Abbildung 7 Einfluss der Bettmasse auf die Probenmasse Wie die Grafik Abb 7 zeigt ist oberhalb einer Bettmasse von 15 kg eine konstante Probenahme zwischen 300 400 g realisiert worden Unterhalb dieser Grenze nimmt die Probenmasse inner halb einer gro en Schwankungsbreite kontinuierlich ab Dies kann mit der Abnahme der
75. Fraunhofer IFF FRAUNHOFER INSTITUT F R FABRIKBETRIEB UND AUTOMATISIERUNG IFF MAGDEBURG 13 14 Forschungskolloquium am Fraunhofer IFF FORSCHUNG VERNETZEN INNOVATION BESCHLEUNIGEN Herausgeber Prof Dr Ing habil Prof E h Dr h c mult Michael Schenk In Kooperation mit A OTTO VON GUERICKE yl UNIVERSITAT MAGDEBURG PS INHALTSVERZEICHNIS Vorwort Prof Dr Ing habil Prof E h Dr h c mult Michael Schenk Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Augmented Reality System f r interaktive Produktpr sentationen Dipl Inf Alexa Kernchen Simon Adler M Sc Dr Ing R diger Mecke Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtual Engineering Probenanalysesystem einer Wirbelschichtversuchsanlage zur Untersuchung des Feststoffumsatzes von Biomassen Dipl Ing Franka Kretschmer Johannes Haus Dr Eyck Schotte Prof Dr Evangelos Tsotsas Otto von Guericke Universit t Magdeburg Institut f r Verfahrenstechnik Emissionszertifikatehandel im Stra eng terverkehr Dipl Wirtsch Ing Alexander Kaiser Otto von Guericke Universit t Magdeburg Institut f r Logistik und Materialflusstechnik SardaS Simulink Framework f r die Entwicklung von intelligenten Sensoren Dipl Inf Tino Brade Dr Sebastian Zug Prof J rg Kaiser Otto von Guericke Universit t Magdeburg Institut f r Verteilte Systeme Transfer von
76. G Dipl Pad Wilhelm Termath Institut f r Berufs und Betriebsp dagogik Otto von Guericke Universitat Magdeburg 1 Abstract Die Instandhaltung technischer Systeme erfordert ber das systematische Fachwissen hinaus umfangreiches arbeits prozessbezogenes Wissen Das gilt in erh htem Ma e f r die Analyse und Behebung von St rungen im Sinne von Problemlosefahigkeit Die Einarbeitungszeit der Fachkr fte nach Abschluss der Ausbildung bzw des Stu diums betr gt ca drei Jahre bis zur Bef higung zur selb st ndigen Bearbeitung von komplexen Instandhaltungs arbeiten Aufgrund der langfristigen Betriebsdauer von Maschinen Anlagen und Betriebsmitteln sowie der oft mehrj hrigen Instandhaltungszyklen ist es von besonderer Bedeutung das im Zuge der jahrelangen Arbeit erworbe ne Erfahrungswissen der Experten f r das Unternehmen zu erschlie en und nutzbar zu machen Im Beitrag wird ein Ansatz zum Transfer des erfahrungsbasierten Wissens vorgestellt 2 Ausgangslage Motivation 2 1 Expertenwissen und demografische Entwicklung Die Bev lkerungsentwicklung in der Bundesrepublik Deutschland zeigt seit den 1970er Jahren einen R ckgang der Geburtenrate bei gleichzeitigem Anstieg der erwarte ten Lebensdauer In der Folge sind die Unternehmen gefordert hohe Produktivit t sowie Produkt und Prozes sinnovationen im Wettbewerb mit lteren Belegschaften sicherzustellen 9 Ein zentraler Ansatz zur Bew ltigung dieser Herausforderung ist d
77. Hochschulverlag an der ETH Zurich Z rich S 193 210 15 Schilcher C 2006 Implizite Dimensionen des Wis sens und ihre Bedeutung fur betriebliches Wissensma nagement Darmstadt 16 Sonntag Karlheinz Schaper Niclas 1997 Sto rungs management und Diagnosekompetenz Leistungs kritisches Denken und Handeln in komplexen technischen Systemen vdf Hochschulverlag an der ETH Zurich Zurich 16 Spottl G 2005 Experten Facharbeiter Workshops In Rauner F Hrsg Handbuch Berufsbildungsforschung Bielefeld 2005 S 611 616 17 Termath W Kumetz S 2010 Aus und Weiterbil dung des Instandhaltungspersonals In Schenk M 2010 Instandhaltung technischer Systeme Methoden und Werk zeuge zur Gew hrleistung eines sicheren und wirtschaftlichen Anlagenbetriebes Heidelberg S 289 312 EFFIZIENTE ERSTELLUNG EINER INTERAKTIVEN KOMPONENTEN DARSTELLUNG Dipl Ing Tina Haase Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtuell Interaktives Training Dipl Ing Marc Winter Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtuell Interaktives Training 53 EFFIZIENTE ERSTELLUNG EINER INTER AKTIVEN KOMPONENTENDARSTELLUNG Dipl Ing Tina Haase Dipl Ing Marc Winter Virtuell Interaktives Training Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Abstract Aufgrund der aktuellen demografischen Entwicklung stehen die Unternehmen zunehmend vor dem
78. ID Bild der Baugruppe Leistungsschalter Abbildung 8 ID Bild der Baugruppe Grundrahmen 4 Nutzung der Bilder f r die Komponentendarstellung Die Eingangsdaten der Komponentendarstellung sind in einer xml Datei gespeichert Diese enth lt die Baugrup penhierarchie die w hrend der Laufzeit dynamisch her gestellt wird Au erdem sind Metadaten gespeichert z B die Zuordnung der gerenderten Bilder und die objektspe zifisch verkn pften Dokumente ber die Hierarchie und die gespeicherten Bilder wird die Anzeige der entsprechenden Bilder bei MouseOver und Klick gesteuert 5 Zusammenfassung und Bewertung Mit der beschriebenen Vorgehensweise sind die verant wortlichen Mitarbeiter eines Unternehmens selbst in der Lage Komponentendarstellungen f r die verwendeten Maschinen und Anlagen zu erstellen Voraussetzung ist die Verf gbarkeit der 3D Konstruktionsdaten Nachdem die Baugruppenhierarchie hergestellt und ge speichert ist erfolgt die Erstellung der Komponentendar stellung automatisiert 59 60 Die Abl ufe zum Rendern der verschiedenen Bilder erfolgt ber Makros Somit kann auf Aktualisierungen der Daten schnell reagiert werden und die Komponentendarstellung auf Klick neu generiert werden Das ist ein deutlicher Fortschritt gegen ber der bisherigen Vorgehensweise die durch viele manuelle Handgriffe z B die Erstellung von Zuordnungslinien und das Definieren von Click Areas gepr gt war 6 Ausblick Die
79. IS 2 2 D pore network model For the sake of simplicity we begin to model the fibrous substrate as a 2 D rectangular lattice having intercon nected pore nodes and throats see Figure 2 The pore nodes have no mass and volume They only serve as spa tial grid where the liquid pressures are computed and stored The pore throats contain all of substrate pore volume They are cylindrical tubes with uniform length The radii of these throats are generated according to experimental pore size distributions m Liquid pore throat Liquid node Cr Empty pore throat O Gas node Figure 1 2 D Pore network with throats and nodes The network representing a single layer substrate needs three zones due to varieties in terms of pore size and porosity across the thickness The core zone of the sub strate has densely packed fibers with small pores The two interface regions consist of loosely packed fibers i e have large pores The pore size distributions at core and inter faces can be obtained from the X ray images Following 63 64 Metzger Tsotsas and Prat 4 the model is simplified by the following assumptions 1 the air pressure is con stant 2 flow within the pore throats is assumed to be laminar and given by Poiseuille s law and 3 liquid is considered as incompressible With these assumptions one can set the governing rules easily which is the mass conservation at each liquid node in the network YM 0 jeN
80. Ing habil Dr Ing E h Michael Schenk Institutsleiter des Fraunhofer Instituts f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Foto Dirk Mahler VORWORT Liebe Nachwuchswissenschaftler liebe Kolleginnen und Kollegen Forschen ist unsere Berufung Als Wissenschaftler erfolgreich zu sein verlangt jedoch mehr als sich ins Labor in die Bibliothek oder an den Rechner zur ckzie hen und im stillen K mmerlein Wissensdurst und Forscherdrang nachzugeben Will man die Zukunft mit neuen Erkenntnissen und Entwicklungen ver ndern muss man sie seiner Fach Community und fr her oder sp ter auch einer gr eren ffentlichkeit mitteilen Doch Pr sentieren und Publizie ren will gelernt sein Wer nicht sicher auftritt und professionell nach den Regeln guter wissen schaftlicher Praxis in Wort und Schrift publiziert l uft Gefahr nicht geh rt zu werden Selbst wenn der wissenschaftliche Gehalt bemerkenswert ist Diskussionen unter Experten gern mal kontrovers ausgetra gen im kleinen Kreise oder auf Tagungen und Kongressen geh ren zu unserem Alltag Die Promotionsschrift und ihre Verteidigung sind dagegen Meilensteine im Leben jedes Wissenschaftlers und fordern alle Kr fte und alles Wissen Mit dem IFF Kolloquium wollen wir unsere jungen Talente f r diese Momente in ihrer Karriere vorbereiten Es bietet die M g lichkeit zum Austausch unter Experten schult im Pr sentieren und leitet durch den Publikati
81. Kleidungen und Accessoire direkt auf dem Anwender Die f r die berlagerung notwendige Technologie zur Bestimmung der Position und Lage der zu augmentieren den Objekte ist das bildbasierte Tracking Im Rahmen dieses Beitrags wird hierauf naher eingegangen und ein 1 http www metaio com projects kiosk lego Version 02 04 2012 14 00 Uhr 2 http blog t immersion com tag hugo boss Version 02 04 2012 14 05 Uhr 3 http blog t immersion com tag face tracking Version 03 04 2012 14 15 Uhr Ansatz zur Verbesserung der Robustheit fur den genann ten Anwendungskontext vorgestellt Um mehr als nur das Bewegen des augmentierten Objektes zu ermoglichen ist f r viele Anwendungen eine Steuerung von dynamischen Inhalten z B Funktionsweisen Montagereihenfolgen w nschenswert Diese Interaktionen sollten m glichst einfach und intuitiv sein und ohne zus tzliche Bedien hardware z B Tastatur und Maus auskommen Im Rahmen dieser Arbeit wurden einfache Interaktionstech niken untersucht die eine Interaktion direkt auf dem realen Objekt erm glichen 3 Bildbasiertes Tracking F r die berlagerung der virtuellen Modelle muss die Position und Orientierung Pose des realen Objektes im dreidimensionalen Raum erfasst werden Tracking Hierzu m ssen bei der Nutzung von nur einer Kamera Merkma le auf dem realen Objekt im Kamerabild in Relation zu einem Modell des realen Objektes gesetzt werden Diese im Idealfall bereinstimmenden Merkm
82. Kraft W rme Kopplung KWK und der Gasnetzeinspeisung als auch in der Kraftstoff produktion und thermischen Umsetzung Biogasnutzung durch KWK L sungen KWK L sungen bieten die M glichkeit Biogas in Strom und W rme umzuwandeln Der Strom kann ins Netz ein gespeist und Prozessw rme ausgekoppelt werden Hierf r werden Blockheizkraftwerke mit Gas Otto oder Z nd strahl Motoren eingesetzt Alternativen sind Mikrogas turbinen Stirling Motoren oder Brennstoffzellen Im Allgemeinen dienen die KWK L sungen der Biogasver stromung mit effizienter W rmenutzung So kann diese ins Nahw rmenetz eingespeist oder beispielsweise durch Sorptionsverfahren in K lte umgewandelt werden Biogas als Erdgassubstitut zur Netzeinspeisung Neben den vielf ltigen Anwendungsmoglichkeiten f r Biogas in Form von KWK L sungen wird Biogas bspw in Deutschland in mittlerweile ca 45 Anlagen in Biome than aufbereitet und ins Erdgasnetz als vollwertiges Erd gas Substitut eingespeist Alternativ werden Mikrogas netze zum Betrieb von ortsnahen BHKW etabliert Direkte Biogasnutzung als Treibstoff Neben Erdgas wird Biogas als Treibstoff bereits in Trans portmitteln wie Omnibussen und Lastkraftwagen aber auch im privaten Kraftfahrzeugbereich eingesetzt Hierf r werden im Rahmen von Aufbereitungsprozessen hnlich denen der Gasnetzeinspeisungsvarianten f r die Motoren korrosive Bestandteile wie Schwefelwasserstoffl entfernt Bio
83. P Hrsg Beitr ge zu einer Theorie der Logistik S 109 138 Springer Verlag MOBILITATSANALYSE VON ELEKTROFAHRZEUGEN ALS GRUNDLAGE FUR MOBILITATSPROGNOSEN Dipl Inf Tobias Kutzler Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Logistik und Fabriksysteme Dipl Ing Steve Schneider Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Logistik und Fabriksysteme TT MOBILITATSANALYSE VON ELEKTROFAHRZEUGEN ALS GRUNDLAGE FUR MOBILITATSPROGNOSEN Dipl Inf Tobias Kutzler Dipl Inf Steve Schneider Logistik und Fabriksysteme Fraunhofer Institut fur Fabrikbetrieb und automatisierung IFF 1 Einleitung 1 1 Ausgangssituation und Problemstellung Aufgrund der Zunahme der Mobilit t und der weltweit zunehmenden Verknappung fossiler Brennstoffe steigt der Bedarf an neuen Mobilitatskonzepten und neuartigen Fahrzeug und Antriebskonzepten Ein Hauptaugenmerk der Forschungs und Entwicklungsarbeiten liegt unter anderem auf der Elektromobilit t Die in der Elektromobi lit t zur Verf gung stehenden Technologien sind jedoch im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren aufgrund ihrer Defizite mit Einschr nkungen bei mobili tatsrelevanten Kritierien wie verringerte Reichweite nied rigere Maximalgeschwindigkeiten oder deutlich l ngeren Ladezeiten verbunden W hrend bei der allt glichen Mobilit t die durch Fahrten zur Arbeit oder zum Einkau fen und somit k rzeren Strecken repr sentiert wi
84. Problem das Wissen erfahrener Experten zu verlieren Der Aufbau einer VR basierten Wissensbasis ist ein Ansatz dieses Wissen nachhaltig zu dokumentieren Ein Bestandteil dieser Wissensbasis ist eine Komponentendarstellung der Maschine Der vorliegende Beitrag stellt eine effiziente Methode f r die Entwicklung einer solch interaktiven Komponentendarstellung vor Diese kann mit dem Wissen der Experten verkn pft wer den indem z B Tipps amp Tricks der Experten aus bereits bearbeiteten Arbeitsauftr gen hinterlegt wird Die entwi ckelte Vorgehensweise erlaubt es den Fachexperten diese Darstellungen selbst zu erstellen Sie erhalten alle dazu notwendigen Funktionen in einer Software Abh ngigkei ten zu externen Softwarewerkzeugen wie z B Bildbear beitungsprogrammen bestehen nicht Die Methode wird im vorliegenden Artikel beispielhaft f r die Komponen tendarstellung eines Leistungsschalters beschrieben 1 Motivation Die aktuelle demografische Entwicklung 6 stellt die Unternehmen mehr denn je vor die Herausforderung ihre Arbeitsprozesse auch in Zukunft in gleichbleibender Qua lit t und Quantit t bew ltigen zu k nnen Die erfahrenen Arbeitnehmer und damit Experten ihres Fachgebietes verlassen die Unternehmen Mit ihnen droht auch ihr wertvolles Wissen verloren zu gehen Um dem entgegenzuwirken sind daher Methoden und Werkzeuge erforderlich mit denen das Wissen erfasst und nachhaltig dokumentiert werden kann Das Wissen der E
85. Roth Siegfried Faserverbundbauweisen Fertigungsverfahren mit duroplastischer Matrix Berlin Springer Verlag 1999 4 Neitzel Manfred Breuer Ulf Die Verarbeitungs technik der Faser Kunststoff Verbunde M nchen Carl Hanser Verlag 1997 119 PLATTFORMENTWICKLUNG ZUR AUTOMATISIERTEN MIKROSKOPBILDAUFNAHME BILDSEGMENTIERUNG UND ANALYSE Tobias Baum Fraunhofer Institut fur Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Biosystems Engineering PLATTFORMENTWICKLUNG ZUR AUTOMATISIERTEN MIKROSKOPBILDAUFNAHME BILDSEGMENTIERUNG UND ANALYSE Tobias Baum Biosystems Engineering Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF 1 Einleitung und Motivation Ein immer wiederkehrendes Problem in der Landwirt schaft ist die Erkrankung von Nutzpflanzen welche durch Verwendung von genetisch homogenen Arten u a Be dingung f r die technisch automatisierte Ernte an Hau figkeit und Verbreitung weiter zunehmen Zudem wird erwartet dass durch den Klimawandel weitere Krankhei ten in urspr nglich k hlere Breiten einwandern Anderson et al 2004 Mehltau ist einer der gr ten Krankheitser reger in Getreiden Der durch Echten Mehltau verursachte Ertragsr ckgang kann bis zu 20 betragen Atzema et al 1998 Rasmusson 1985 Jargensen 1994 Die hier vorgestellten Technologien und Methoden be schreiben ein Entwicklungskonzept f r die vollautomati sche Mirkoskopbildaufnahme f r die Bildsegmentierung und a
86. Seite 77 Seite 87 Sicherung einer zukunftstrachtigen Verkehrsinfrastruktur fur den Logistikstandort Deutschland Dipl Wirtsch Ing Fabian Behrendt Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut fur Logistik und Materialflusstechnik Kompakter multifunktionaler Sensor auf Basis von Tiefenbildtechnologie fur die Schuttguttechnik Dipl Ing Liu Cao Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Materialflusstechnik und systeme H here Leistungsf higkeit von Laborzentrifugen durch Rotoren aus Kohlefaserwerkstoffen Pierre M llers M Sc Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtual Engineering Plattformentwicklung zur automatisierten Mikroskopbildaufnahme Bildsegmentierung und analyse unter den Gesichtspunkten Effizienz und Nachhaltigkeit Tobias Baum Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Biosystems Engineering Entwicklung eines innovativen Prototyps zur Umwandlung von Biogas und Bioethanol in Wasserstoff Dipl Ing Torsten Birth Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Prozess und Anlagentechnik Integration komplexer dynamischer Systeme in Augmented Reality Anwendungen im Fabriklebenszyklus und in der Fabrikplanung Dipl Wirtsch Ing Andreas Hoffmeyer Volkswagen AG Wolfsburg Autorenverzeichnis Impressum Seite 95 Seite 105 Seite 113 Seite 121 Seite 127 Seite 141 Seite 153 Seite 155 Prof Dr
87. Sensorsystems 4 1 Prototyp des Sensorsystems Fur die Entwicklung und Validierung der Uberwachungs funktionen wurde ein erster Prototyp des multifunktiona len kompakten Sensors erstellt Bei dem Prototyp handelt es sich um die Installation des Tiefenbildsensors in einem Geh use mit dem Schutzgrad IP67 Das Geh use erm g licht den Einsatz des Tiefenbildsensors unter realen Um weltbedingungen N sse Staub Schmutz F r die Da ten bertragung wurde der Tiefenbildsensor via USB 2 0 mit einer Rechnereinheit verbunden Die Abbildung 2 zeigt den installierten Prototypen im Kies und Baustoff werke Barleben GmbH Abbildung 2 Prototyp im industriellen Umfeld a Gurtband im Tunnel b Befestigung des Sensors ber dem Gurt 4 2 Funktion Gurtschieflauf Als erste Funktion des Sensorsystems wurde die berwa chung des Gurtschieflaufs entwickelt Zu diesem Zweck werden die Soll und die Ist Position der Gurtkanten mit einander verglichen und anhand der Abweichung entlang der X Achse der Gurtschieflauf bestimmt Wichtig f r die Funktion ist eine stabile Segmentierung des Gurtes insbesondere seiner Kanten Die Segmentie rung erfolgt in drei Schritten und der Kombination von 2D und 3D Bildverarbeitung Im ersten Schritt wird der Gurt mit Hilfe von Tiefenfiltern extrahiert und binar abge bildet Im zweiten Schritt erfolgt die Konturerkennung des Gurtbands welche f r sp tere Berechnungen als Ausgangsmaske 2D dient Im dritten S
88. Stand Trans Ware Pool Tank Werk port house stelle statt kanal ID X X X X X X Zet X X X X X X Sta X X X X X X tus In X X X X X X halt Tabelle 7 Struktur der Zustandsdaten der station ren Objekttypen 5 3 3 Ermittlung der fehlenden Daten f r die Ana lyse Durch die Modellierung wurden Attribute f r die Objekt typen ermittelt die notwendig sind um eine Analyse der Daten durchf hren zu k nnen und zu pr fen ob das System zu jedem Zeitpunkt das vorgegebene Ziel erreicht Deswegen werden in diesem Teilschritt die Datenstruktu ren f r die Objekttypen mit den realen verglichen Dabei treten Unterschiede auf die entweder durch Kausalzu sammenh nge ermittelt werden k nnen oder durch zu s tzliche Technologien im System generiert werden m s sen Durch den Vergleich von Tab 2 mit Tab 7 und 8 ergibt sich dass im realen System des Beispiels die Stati der Tug der Dolly der Stands und des Pools nicht aufgenommen werden Au erdem fehlen Zustandsdaten zur Werkstatt und zur Tankstelle Hier muss jetzt gepr ft werden wel che Stati die vier Objekttypen annehmen k nnen und ob diese sich ber den Ort ermittelt lassen oder auch ber das entsprechende Objekt das sie enthalten Bei den fehlenden Zustandsdaten der Werkstatt und der Tankstel le muss mit dem Experten des Systems gekl rt werden ob diese zus tzlich generiert werden m ssen oder die Er mittlung der Inhalte ber den Ort der anderen Objektty pen ausreicht
89. Weiterhin wird ein Ansatz zur interaktiven Nutzerinteraktion vorgestellt bei dem das System ber vorab definierte Interaktionsfl chen auf dem realen Objekt bedient werden kann Das entwi ckelte System wurde evaluiert und im Rahmen verschie dener Anwendungen eingesetzt 2 Motivation Die Augmented Reality AR erm glicht die berlagerung von virtuellen 3 D Modellen auf reale Objekte in einem Kamerabild Durch AR k nnen Printmedien bei Produkt prasentationen im Marketing durch dreidimensionale dynamische Inhalte erweitert werden Ein m glicher Ein satz ist die Pr sentation auf einem Messestand um kom plexe Produkte und ihre Funktionsweise f r potentielle Kunden erlebbar zu machen Mit Hilfe der AR k nnen die 3 D Modelle auf intuitive Art und Weise in die Hand des Kunden gelegt werden sodass dieser durch Bewegen des realen Objekten das berlagerte virtuelle Objekt synchron bewegen und explorieren kann Es wurden erste Systeme pr sentiert die mittels AR das Produktmarketing unterstutzen Der Kunde kann sich damit an einem Kiosksystem im Ladengesch ft auf der Verpackung das enthaltene Produkt darstellen lassen Die Firma Boss zeigte ein System bei dem die Kunden an einem Schaufenster spezielle Karten in eine Kamera halten und denen dann Videos dargestellt werden Neben solchen Standsystemen gibt es bereits verschiedenen Web Anwendungen Diese reichen von einfachen Aug mentierungen auf Produkten bis hin zur Darstellung von
90. aaa Dolly I l N I I aS eee a po oe eee as fe ste E aae Tug e Tug l I l l vo ee eg A a Flugzeug 5 2 5 Relationen zwischen den Objekttypen Mit Hilfe der Objekttypeneinteilung und der Beschreibung der Prozesse k nnen die Relationen zwischen den Objekt typen beschrieben werden Unter einer Relation wird eine Beziehung zwischen den Objekttypen verstanden analog dem Entity Relationship Modell 12 13 In Tab 4 ist die Relation Inhalt f r das Beispiel darge stellt Es ist ersichtlich dass nur die verschachtelten Ob jekte andere enthalten k nnen und auch Hierarchieebe nen zwischen den Objekttypen vorherrschen Relation Inhalt Flugzeug enth lt ULD Tug enth lt Dolly ULD Dolly enth lt ULD Stand enth lt Flugzeug Tug Dolly ULD Transportkanal enth lt Tug Dolly ULD Warehouse enth lt ULD Pool enth lt Tug Dolly Tankstelle enth lt Tug Werkstatt enth lt Tug Tabelle 3 Darstellung der Relation Inhalt f r das Beispiel Mit diesen f nf Teilschritten sind f r den Analysten das Problem und das System verst ndlich und in einer ber sichtlichen Form dargestellt Durch die standardisierte Vorgehensweise kann dies auf jegliche Art von Um schlagknoten angewendet werden Au erdem kann der Aggregationsgrad beliebig gew hlt werden und sollte mit dem jeweiligen Experten des Systems abgestimmt wer den i I N I N l I Py bes E Stand Eo Stand PS anal i ER eee ae A a l Dolly u Dolly I Flugze
91. ahmen des Projektes wurde ein Prototypkonzept zur Untersuchung von dezentralen Losungsansatzen zur Produktion von Wasserstoff aus Biogas erstellt Als Ergeb nis liegt die Auslegung f r die gesamte Anlage mit Simu lation des Shift Reaktors und der innovativen Reformer Nachbrenner Kombinationsapparatur vor Hierbei wurde nachgewiesen dass der Betrieb einer HTPEMFC mittels Biogas durch die Reinigung mit Aktivkohledoppelkartu schenfiltern die Umwandlung in einem Reformer sowie die Konditionierung in einem Shift Reaktor zur Speisung der Brennstoffzelle m glich ist Hinsichtlich der dem Stand der Technik entsprechenden Abtrennung von Kohlenstoffdioxid und Wasser in Anla gen zur Umwandlung von Biogas in Wasserstoff wurde eine M glichkeit geschaffen den Wasserstoff ohne Ab trennung zur Stromerzeugung in Brennstoffzellen zu nutzen Nach tiefgr ndiger Untersuchung des Green FC Prototyps sollte in Zukunft nicht nur die Abtrennung eingespart werden sondern das vorhandene Kohlenstoffdioxid als Edukt in der trockenen Reformierung verwendet werden Eine Anpassung des Green FC Prototyps hinsichtlich des ver nderten Reaktionssystems ist durch die modulare Bauweise m glich 6 Danksagung Auf diesem Wege m chten wir uns f r die intensive und lukrative Zusammenarbeit bei dem Projektpartner Dr Weigel Anlagenbau GmbH und den Mitarbeitern Dipl Ing R Zettl und Dipl Ing D Dohling bedanken Ein besonderer Dank gilt ebenfalls den Mitarbei
92. ale werden als Korrespondenzen bezeichnet Mit hinreichender Anzahl von Korrespondenzen kann das folgende Gleichungssys tem gel st werden das die Abbildung eines Raumpunk tes A des Objektmodells auf Koordinaten a in der Kame rabildebene beschreibt a CRA T Die Kameramatrix C enthalt die intrinsischen Parameter u a effektive Brennweite und Bildhauptpunkt der realen Kamera Der Vektor T beschreibt die Position des Kamer akoordinatensystems und die Rotationsmatrix R dessen Lage im Raum Die Parameter der realen Kamera werden auf eine virtuelle Kamera bertragen mit der die Visuali sierung der zu berlagernden Modelle erfolgt Das Glei chungssystem kann beispielsweise mittels einem numeri schen Optimierungsalgorithmus Levenberg Marquarat Algorithmus 1 gel st werden Hierzu werden mindes tens vier Korrespondenzen ben tigt In bisherigen Anwendungen der AR lag der Fokus bei den bildbasierten Trackingverfahren prim r auf der Nutzung so genannter schwarz wei Marker 2 Diese zeichnen sich durch eine klare geometrische Form aus die das Detektieren in einem Kamerabild erleichtert Marker be sitzen vor allem im Marketing den negativen Designas pekt dass sie zus tzlich an das Objekt angebracht wer den m ssen Weiterhin nehmen diese Marker wertvollen 11 12 Platz auf einem Werbetrager ein Daher ist es wun schenswert ein Tracking basierend aut vorhandenen Informationen und Merkmalen zu ermoglichen In diesem Kon
93. anggef bergibt kann sp ter di rekt in den CAMSIZER erfolgen 3 2 Funktionsweise Die Probenahme basiert bei diesem System auf dem Ef fekt des Druckausgleichs Um den vom Sauggeblase erzeugten Unterdruck auszugleichen wird Bettmaterial aus dem Reaktor in die Wirbelschichtk hlreaktor gezo gen Die Funktionsweise des PES wird in seinen Einzelschritten nachfolgend beschrieben 1 Die Drosselklappe die den Querschnitt des Rohres ber welches das Vakuum gezogen wird ver ndern kann wird per Hand eingestellt Parameter Klappenstellung 2 Der Ansaugstutzen zum Reaktor wird durch ffnen eines Kugelventils 81 _10AVO1 mit Stickstoff gesp lt Parameter Sp lung tspilung 3 Durch den Trockeneisbeh lter wird ber Kugelventil 32_AVO4 Trockeneis in den Reaktionsraum hinzugege ben Parameter Trockeneiszugabe trrockeneis 4 Das Gebl se erzeugt einen Unterdruck im Probeent nahmebehalter Parameter Vakuumziehzeit tvakuum 5 Die Schleuse zum Wirbelschichtreaktor 25_AVO2 wird ge ffnet und eine Probe Parameter Probeentnahmezeit tprobeentnahme in den WS K hlreaktor gezogen 6 Das nun vorliegende Gemisch wird in der Wirbelkam mer BO2 fluidisiert dabei intensiv durchmischt und abgek hlt Parameter Fluidisationszeit triuidisierung 7 Die Probe wird mit Hilfe eines schwenkbaren Bodens und durch die Schleuse Ventile 81_AVO8 und 32_AVO5 nach unten ausgegeben Parameter bergabezeit t ve
94. anken gespeist oder auch zur Demonst ration des Ergebnisses durch unterschiedliches Einf rben des Menschmodells in der AR Visualisierung der stark belasteten Gliedma e genutzt werden Das hybride Motion Capturing System befindet sich der zeit in der Pilotierungsphase Der Einsatz im Rahmen der 3P Workshops dient zur Validierung der mit dem Motion Capturing System aufgenommen und ausgewerteten EAWS Werte Im Laufe der Workshops soll ein ausrei chend gro er Stichprobenumfang gesammelt werden um anschlie end eine aussagekr ftige Bewertung der Validie rung durchf hren zu k nnen Aktuell wurden bereits 38 Arbeitspl tze aufgenommen und bewertet Die EAWS Werte vom MoCap System werden im Folgenden mit dem aktuellen Datenblatt des EAWS Verfahrens Version 1 3 2 c IAD 2009 auf Basis der Papier Bleistift Methode verglichen Ein erster Vergleich der 38 aufgenommenen Arbeitsplatze liefert folgende Ergebnisse Papier Bleistift Methode EAWS 0 30 EAWS 30 50 MoCap System EAWS gt 50 3 10 Im Laufe der weiteren Untersuchungen und Vergleiche zwischen den beiden Methoden wird das Motion Cap turing System kontinuierlich verbessert und Anpassungen bei der Umsetzung des EAWS Verfahrens durchgef hrt werden Erste Ergebnisse haben gezeigt dass die Auto matisierung des EAWS Verfahrens im Bereich der Lasten handhabung Fingerkr fte und K rperhaltungen positiv umgesetzt ist Diese erste industrielle Anwendung verdeutlicht die
95. ann Unter dem Gesichtspunkt der Erhaltung ist dies aber als problematisch anzusehen Zunehmend verschlechtert sich die Beschaffenheit der Stra en Schienen und Wasser wegeinfrastruktur Viele in den 60er Jahren entstandene Br cken sind bspw mittlerweile mehr als sanierungsbe d rftig und m ssen zum Teil zuk nftig gesperrt werden Stra en sind besonders auf Landes und Kommunalebene zunehmend mit gravierenden Abnutzungsspuren verse hen Schienen und Wasserwege sind ebenfalls durch die Bereitstellung unzureichender finanzieller Mittel in deren Funktionalit t beeintr chtigt Wartenberg und Ha ver deutlichen dies mit ihrer Aussage Deutschland lebt heu te von seiner Substanz 5 Durch dauerhaft fehlende Finanzmittel f r die Verkehrsin frastruktur und der daraus resultierenden permanenten Unterfinanzierung der Verkehrstr ger wird in den kom menden Jahren der Substanzverzehr der Infrastruktur berproportional ansteigen Dies hat zur Folge dass durch immer knapper werdende finanzielle Mittel f r die Verkehrsinfrastruktur und besonders vor dem Hintergrund der seit 2009 verankerten Schuldenbremse im Grundge setzbuch mit einer Entspannung der schleichenden Situa tion des Substanzverzehrs vorerst nicht zu rechnen ist 6 Dar ber hinaus wird zuk nftig die Verkehrsinfrastruktur durch das ver nderte Mobilit tsbewusstsein der Bev lke rung und die weiter zunehmende Globalisierung einen immer h heren Stellenwert einnehm
96. asserstoff zu Wasser dampf oxidiert wird Eine Unterdr ckung ist durch die Anpassung der Sauerstoff bzw Luftzufuhr und geeig nete Katalysatoren m glich Katalysatoren f r den Shift Reaktor Die Wassergas Shift Reaktion verl uft exotherm Um einen hohen Gleichgewichtsumsatz zu erreichen sollte die Reaktionstemperatur niedrig gehalten werden Die Temperatur unter 200 C zu senken ist allerdings nicht praktikabel da die katalytische Aktivit t stark abnimmt und sich die Reaktionsgeschwindigkeiten minimieren Der bevorzugte Katalysator ist kosteng nstiges und sinterre sistentes Eisenoxid Chromoxid wird zus tzlich als Stabili sator eingesetzt und minimiert das Sintern der aktiven Eisenionen Zudem adsorbiert es zur ckgebliebene Spu ren von schwefel und chlorhaltigen Verbindungen im Gas Zus tzlich k nnen Kombinationen aus Kupfer Zink Aluminium oder Kupferoxid und Edelmetalle wie Gold und Platin als Katalysator eingesetzt werden Als Tr ger materialien k nnen Titanoxid Eisenoxid oder Ceriumoxid verwendet werden Parameter des Wassergas Shift Reaktors Ziel ist die Minimierung der Kohlenstoffmonoxidkonzent ration auf maximal 3 Vol im Gasgemisch vor Eintritt in die HTPEMFC Apparatekonzept des Wassergas Shift Reaktors Die Reformatgaszufuhr erfolgt von oben sodass eine m gliche Fluidisierung des Bettmaterials vermieden wird Zum Austausch des Katalysators sind die Verbindungen der Zuf hrungsrohre und die Fla
97. asstr me bef llt In der mit 0 2 m hoher Katalysator sch ttung gef llten Reaktionskammer unmittelbar unter halb des Siebbodens k nnen die chemischen Reaktionen ablaufen Es resultiert in der Konfiguration ein Gesamt druckverlust von ca 70 Pa Reaktionssystem im Shift Reaktor Um nach der Reformierung bei gleichzeitiger Senkung des Kohlenstoffmonoxid Anteils den Wasserstoff Gehalt zu erh hen damit das Reformatgas in der HTPEMFC genutzt werden kann wird dem Reformer eine Wassergas Shift Stufe nachgeschaltet Gro technisch werden bli cherweise eine Hochtemperatur und eine Niedertempe ratur Stufe angef gt Die Hochtemperatur Stufe sorgt daf r dass die Konzentration an Kohlenstoffmonoxid von 10 13 im Gasgemisch das aus dem Reformer austritt auf 2 3 abgesenkt wird wohingegen die Niedertempe ratur Stufe die Minderung auf unter 10 ppm vollzieht Man unterscheidet demzufolge die Hochtemperatur 350 400 C und Niedertemperatur Konvertierung 200 250 C wobei im oberen Temperaturbereich keine voll st ndige Kohlenstoffmonoxid Entfernung m glich ist da das chemische Gleichgewicht nur unvollst ndig auf der Produktseite liegt Je geringer die Temperatur desto mehr verschiebt sich das Gleichgewicht der Wassergas Shift Reaktion in Richtung Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid Nebenreaktion ist die selektive Oxidation von Kohlen stoffmonoxid mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid Nach teilig dabei ist dass gleichzeitig W
98. aten werden im Telematiksys tem weitere Daten wie die gefahrene Distanz Fahr und Stillstandszeiten sowie Durchschnittsverbrauche berech net Die Ermittlung der Verkehrsart erfolgt ber einen georeferenzierte Abgleich der Fahrzeugkoordinaten der jeweiligen Strecke Hierbei werden die Koordinaten an hand im System vorliegender Stadtflachen als innerstad tisch oder au erst dtisch klassifiziert und anschlie end die Kilometer ermittelt die innerhalb und ausserhalb von Stadtgrenzen liegen Auf Basis der jeweiligen Streckenan teile kann die Einteilung in Stadt und berlandfahrt erfolgen Die Aufzeichnung erfolgt mit in Fahrzeugen installierten GPS Loggern welche ber eine mobilfunkbasierte Schnittstelle die Daten an ein zentrales System Ubermit teln Dieses System speichert die erfassten Daten und bernimmt die weitere Berechnung und Auswertung der Daten Weiterhin bietet das System Funktionalit ten die erfassten und berechneten Daten entweder weiteren Anwendungen zur Verf gung zu stellen z B Web Service Schnittstelle oder einem Nutzer ber ein User Interface den Zugriff auf die Daten zu erm glichen 3 2 Klassifizierung und Erzeugung von Mobili t tsprofilen Die Nutzbarmachung der Mobilit tsdaten zur Darstellung im Werkzeug dem Morphologischen Kasten kann auch als Umwandlung der Rohdaten in Inputdaten f r den MK verstanden werden die in Abbildung 1 verdeutlicht wird Die einzelnen Klassifizierungen der Parameter wurde
99. aunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF
100. best ndige Dichtungen wie z B ISOPLAN 900 und ISOPLAN 1100 Der Reaktor wird entsprechend isoliert Der Betrieb erfolgt bei Umgebungsdruck Es sind drei Temperaturmessstellen am Eintritt am Austritt und in der Mitte des aktiven 133 134 Bereiches eingebaut Konstruktiv wird dies durch seitli che Zuf hrung der Messf hler realisiert Die Bettmateria lien werden im Reaktor durch Siebb den gehalten deren Lochdurchmesser maximal 3 mm betr gt da auf Partikel gr en von mindestens 4 mm zur ckgegriffen wird Im Anlagenstillstand ist der Austausch der Katalysatoren durch L sen der Zuleitungen und Flanschschraubverbin dungen sowie Abnehmen des Flanschdeckels vorgesehen Der Reformer wird bei 800 C betrieben und es werden Luft vorgereinigtes Biogas und Wasserdampf hinzugege ben sodass ein Reformat Volumenstrom von bis zu 15m3 h entsteht Eintritt Gasgemisch Le Austritt hen 25 Dampf Austritt gt rn Reformat 1 Keramisches Material h 230 2 Kat material h 200 dar ber Keramikmaterial h 30 Abbildung 8 Darstellung der Reformer Nachbrenner Kombi Kompaktapparatur des Green FC Prototyps Der Reformer wird ber Leitungen mit der Nennweite DN16 mit Biogas Luft und Wasserdampf beschickt das Reformat wird ber DN25 Leitungen abgef hrt Der Reaktor hat einen Durchmesser von 0 15 m und eine H he von 0 5 m Er wird mit ca 0 03 m Keramikmaterial auf dem obersten Siebboden zur Homogenisierung der G
101. bett unerl sslich Daraus ergibt sich das Ziel Proben aus dem Reaktor zu entnehmen und diese bez glich der Gr enverteilung der Brennstoffpartikel zu analysieren Die Schwierigkeit besteht dabei in den hohen Anforderungen an ein Probenahmesystem f r Hochtem peraturprozesse wie Verbrennung und Vergasung die wie folgt charakterisiert werden k nnen hohe Prozesstemperatur von 750 900 C Reaktionsunterbrechung nach Probenahme Verhinderung von Brand und Explosionsgefahr bei der Beprobung des Vergasungsprozesses 2 Grundlagen 2 1 Prozessbedingungen Eine Probe aus einem laufenden Prozess zu entnehmen soll die Funktion haben den Inhalt des Probenahmerau mes mit seinen Eigenschaften wiederzugeben Dabei muss eine bestimmte Reproduzierbarkeit gegeben sein Daher ist es notwendig die Probenahme anpassbar be z glich der Prozessbedingungen zu gestalten In der Wirbelschicht hangt die Qualit t und Quantit t der Probe haupts chlich von folgenden Prozessfaktoren ab Art des Bettes Bettmaterial Brennstoff Bettmasse Expandierte Betthohe Korndurchmesser Prozesstemperatur Fluidisationszustand fWZ u unr 2 2 Partikelprobenahme aus hei gehenden Wir belschichten In der Vergangenheit hat es bereits Bestrebungen gege ben die internen Vorg nge in Wirbelschichtapparaten zu untersuchen und abzubilden Entsprechend der Vielzahl von Untersuchungszielen am Objekt Wirbelschicht finden vers
102. bildung 1 Schritte des Konzeptes zur Modellierung des Systems f r die Analyse der Zustandsdaten 5 1 Beispielmodell Flughafen Als Beispielmodell dient ein Flughafen der an verschiede nen Messpunkten mit Identifikations und Ortungstech nologien ausgestattet ist Das Modell ist angelehnt an einen realen Flughafen und wurde mittels Tecnomatrix Plant Simulation simuliert Die Simulation diente zur Ge nerierung der Zustands und Ereignisdaten Es wird angenommen dass die Luftfrachtcontainer ULD Flugzeuge FLZ Schlepper Tug und Anh nger Dolly zum Transport der ULD auf dem Vorfeld mit Identifikati on und Ortungstechnologien ausgestattet sind Au er dem werden auch Zustandsdaten der Standfl chen der Flugzeuge Stand und der Standfl chen der Tug und Dolly Pool durch Identifikations und Ortungstechnolo gien gemeldet In Tab 2 sind die Attribute der Objekte angegeben die mit den Technologien aufgenommen werden UL FL Tu Dol Stan Poo D Z g ly d ID x x x x x x Zeit X X x x x x Ort X x x x Status X X Inhalt X X X X X Temperatur X Ersch tte X rung Tankf llstand X Abnutzung X Tabelle 2 Attribute der Objekte die durch die vorhandenen Identifikations und Ortungstechnologien gemeldet werden 5 2 Problem und Systemverst ndnis Um ein System modellieren und analysieren zu k nnen ist ein umfangreiches System und Problemverst ndnis notwendig Dieses wird mit dem ersten Schritt des Kon zeptes erre
103. bilindustrie wesentliche An wendungsfelder dar After Sales Fertigung Visualisierung von Soll Ist St rkanten Mitarbeiter Design varianten Vergleich von analyse assistenz Bauteilen und Workshopunterstiitz Visualisierung von Crashanalysen ung Visualisierung Schwei punkten von Planungs konzepten Design Entwicklung Planung Fahrzeug service Marketing Abbildung 1 Anwendungsfelder der AR Technologie in der Automobilindustrie Im Design findet die AR Technologie bei der Visualisie rung von unterschiedlichen Farb und Ausstattungsvarian ten Anwendung Dabei wird ein zentrales Design Modell aufgebaut und die unterschiedlichen Varianten einer 143 144 Gestaltung als virtuelle Erg nzungen am Hardwaremodell augmentiert 12 Weiterhin wird die AR Technologie in der Entwicklung als Vergleichswerkzeug f r Bauteile und im Prototypenbau zur Aufbauunterst tzung eingesetzt Dabei wird der Mitarbeiter beim Bolzenschwei en durch die visuelle F hrung zu den Schwei punkten unterst tzt Alle Bereiche die die Planung Produktion und den Be trieb betreffen werden anschlie end bei der Analyse der Anwendungsgebiete im Fabriklebenszyklus betrachtet Im Bereich After Sales sind vor allem Anwendungen im Fahrzeugservice realisiert worden Auch hier werden dem Mitarbeiter Zusatzinformationen angezeigt wie z B Re paraturleitf den Das Ergebnis einer systematischen Lite raturrecherche zur Analyse des Stan
104. che automatische Probenahme erfolgen Konstruktiv wurde sich f r die Variante mit Vakuum ent schieden da andere F rderm glichkeiten entweder durch Sandreibung u erst verschlei anf llig Schieber oder aber einfach zu langsam Schnecke gewesen w ren 3 1 Aufbau des Probenahmesystems PES In Zusammenarbeit mit den Firmen Retsch GmbH und AVA GmbH wurde das in Abbildung 1 dargestellte Pro benahmesystem entwickelt Aba Venti Orosselklappe Wakuuml fter 50_AVOS Klapperstelug Vak adora bor 21 v l fyklon FO Fiterkerze Gek hltes Traxkeiszugabe Pr ob siinahmg zu rohr kKupelvernkl JA Al Tirador Kugelyentil E1 Awg Er a Ta pt F E Ye Pr 7 pr e Kugelventil it 32 Avos bergabe Liipergaher bergabebeh lter Kugetventil 25 ANO Probeentnahme Trockeneisbehilter Bi mi H hrwerk Zufuhr Mi paktor rt Flubdiserungskammer B02 Abbildung 1 R I FlieBbild Probenahmesystem Das Probeentnahmesystem besteht haupts chlich aus einer WS Fluidisationskammer BO2 die das Trockeneis mit der gezogenen Probe durch Fluidisierung mit N2 vermischt und diese somit abk hlt Peripher sind zu nen nen und im Flie bild erkennbar einem L fter 81_VD1 zum Erzeugen eines Unter drucks im Probeentnahmebehalter einem Trockeneisbeh lter BO1 zur Lagerung und Zugabe von Trockeneis und einer Ubergabevorrichtung die dann die Probe derzeit in ein Auff
105. chiedenste Messmethoden Anwendung die vorrangig Unterschiede in punkto Messprinzip Messort und Probeentnahme aufweisen 2 Untersuchungen von Ph nomenen wie Wirbelschichtstruktur Blasenbildung Durchmischung und Umsatzverhalten von Materialien wurden im Hochtemperaturbereich mittels extern positio nierter Laserme technik 3 oder durch faseroptische Messstechnik 4 am Messobjekt in situ durchgef hrt Die direkte Probenahme aus dem hei en Prozess l sst sich jedoch auf eine verwendete Technik zusammenfassen wie sie in 5 dargestellt wird Ein au en schr g nach unten geneigter Stutzen ragt in das Bett hinein und kann durch einen Stempel ge ffnet oder verschlossen werden Dieses System wird per Hand bedient und unterliegt durch den Quarzsand h chster Verschlei und Ausfallan falligkeit 21 22 3 Entwicklung Probenentnahmesystem PES Die Eigenentwicklung zur Probenentnahme ergab sich aus diesen Schwierigkeiten und mit dem Kriterium auch Pro ben aus einem Vergasungsprozess zu entnehmen was mit einem System zur Probenahme in Verbrennungsrau men nicht moglich ist Bei den bekannten Systemen ist die Gefahr von Sauerstoffeintrag in den Brenngasprozess sehr hoch So leitet sich auch die Notwendigkeit her ein geschlossenes System zu entwickeln welches auch mit Brenngas kein explosionsgef hrdetes Aggregat darstellt Au erdem kann durch automatisiertes Handling eine Reproduzierbarkeit sichergestellt werden und kontinuierli
106. chreibung des r umlich sowie zeitlich verteilten Bedarfs von Mobilit t und somit einher gehend von Energie mit Hilfe von Mobilit tsanalysen zu erfassen Mit Methoden der Simulation sollen Prognosen des Mobilit ts und Energiebedarfs zur Auswahl geeigne ter Steuerungsstrategien f r Elektrofahrzeuge berechnet werden Die hierf r notwendigen Simulationsmodelle als auch die Simulationsl ufe selbst sollen auf den erfassten Mobilit tsprofilen und daten basieren In einem weiteren Anwendungsgebiet k nnen die durch die Mobilit tsanaly se gewonnenen Daten f r die bedarfsorientierte Standortplanung von Ladesaulen genutzt werden 2 Konzeptentwicklung Im Rahmen des Forschungsprojektes Harz EE Mobility war es eine Aufgabe des Fraunhofer IFF eine Methodik zur Mobilit tsanalyse zu erarbeiten Hierzu wurden die not wendigen technologischen und methodischen Grundla gen identifiziert und zur Anwendung gebracht Zur Schaf fung einer f r den genannten Anwendungszweck hinrei chende Grundlage werden in einem ersten Schritt die zu erfassenden Daten spezifiziert sowie die notwendigen Datenmodelle zur Speicherung und Abbildung der erfass ten Daten erarbeitet In einem zweiten Schritt wird die Methodik zur Datenerfassung beschrieben Zun chst wurden existierende Mobilit tsanalysen bez g lich ihrer Zielsetzung der dort betrachteten Daten und auf ihre bertragbarkeit auf das Anwendungsgebiet der Mobilit tsanalyse in der Elektromobilit t hin
107. chritt wird die gurtzugeh rige Punktewolke unter der Verwendung der Ausgangsmaske bestimmt Nach der erfolgreichen Seg mentierung des Gurtbands wird ein Referenzmodell durch mehrmaliges Anlernen des Hintergrundes Gurt band im leeren Zustand angelegt F r die Durchf hrung des Soll Ist Vergleichs werden die Positionen der beiden Gurtkanten aus der aktuellen Datenaufnahme bestimmt und mit dem zuvor abgespeicherten Referenzmodell verglichen Bei der berschreitung des zuvor definierten Schwellenwertes erfolgt eine Meldung an das bergeord nete System Alternativ ist das System in der Lage konti nuierlich die Soll Ist Differenz des F rdergutes an das bergeordnete System zu melden 4 3 Funktion Gutquerschnitt und Gutvolumen Die Erfassung des Gutquerschnitts basiert auf dem Diffe renzverfahren und berechnet den Querschnitt des gef r derten Sch ttgutes aus dem erfassten Gurt im leeren Zustand und der aktuellen Bildaufnahme F r die Ermitt lung des Querschnittes wird ein definierter Messbereich in aquidistante Teilabschnitte zerlegt und mit nummerische Integration ber Rechteckverfahren berechnet Abbildung 3 verdeutlicht das Funktionsprinzip dieser Integration Abbildung 3 a 3D Scan des Sch ttguts b realer Querschnitt des Sch ttguts c nummerische Integration ber Rechteckver fahren Aus dem berechneten Gutquerschnitt l sst sich unter Ber cksichtigung der Gurtgeschwindigkeit und der Zeit das abtransportierte Gu
108. ci and their neigh bor liquid nodes The time step is chosen such that only one throat in the network is emptied or filled at any time step Especially when a throat is emptied the rest of liquid in this cluster might be stuck due to a special pattern of liquid distribution closed cycle see Figure 4 step1 As a simplified example Figure 4 shows how our PNM solves this problem where the liquid distributions in three sub sequent time steps are presented The simulation starts with an artificial network and initial liquid distribution see step 1 throats 2 3 4 5 form a closed liquid cycle and throat 1 has a larger radius than throat 6 As a result the liquid initially flows from throat 1 to 6 In step 2 the liquid in throat 1 is emptied and the throat 6 is not fully filled yet This means without additional mechanism the liquid in throat 6 cannot further invade even though it has the capillary potential to do so This is because no meniscus Is available in this cluster to allow liquid flow and compensate the liquid invasion in the throat 6 In our model a discrete event check is intro duced to create necessary menisci i e a liquid break The liquid break check is applied at each time a throat is emptied If the following two criteria are fulfilled a liquid connection breaks up and consequently two receding menisci are generated Only one moving meniscus exists in the cluster n the current pressure field there is a
109. d Emissionshandel theo retisch zu keiner Doppelbelastung der Transportdienst leister 19 Diese und andere Hypothesen sind mithilfe des zu entwickelnden Simulationsmodells berpr fbar 3 2 Entwicklung eines Simulationsmodells zur Wirkungsanalyse Das Simulationsmodell wird das gesamte Untersuchungs system abbilden siehe Abbildung 3 Darin bildet das durch die Planungswerkzeuge unterst tzte Entschei dungsverhalten der Transportdienstleister ein eigenst n diges Teilmodell das auf einem hohen Detaillierungsgrad 33 34 auf Unternehmensebene erstellt wird mikroskopisches Modell Das Teilmodell des Upstream Emissionshandels lasst sich dagegen auf einem h heren Abstraktionsniveau abbilden da hier die gesamtwirtschaftlichen Beziehungen und Wechselwirkungen von z B Geld Zertifikate und Emissionsstr men von Interesse sind makroskopisches Modell F r die Simulation von G terverkehrssystem werden in der Literatur u a Multiagentenmodelle f r die mikro und mesoskopische Ebene sowie systemdynamische Mo delle f r die makroskopische Ebene beschrieben In einem Multiagentenmodell steht die ad quate Abbildung des menschlichen Verhaltens im Vordergrund Deshalb eignen sie sich besonders f r die Analyse des Entscheidungsver haltens bei begrenzter Rationalit t verzerrter Wahrneh mung oder unzureichend verf gbaren Informationen des Entscheidungstragers 17 Bei Jochem 17 wird ein Multiagenten modell des deut
110. d der prinzipielle Versuch beschrieben Als Trackingsystem werden 8 ARTtrack3 Infrarotkameras verwendet Diese erfassen 17 ART Targets mit insgesamt 68 retroflexiven Markern bei 60 Hz hochgenau ca 2 5mm Abweichung Die Trackingsoftware liefert darauf hin die berechnete Lage und Orientierung der 17 Targets ber eine UDP Verbindung an einen Datenerfassungs rechner Dieser zeichnet den ART Datenstrom echtzeitf hig auf visualisiert ihn und berechnet auf der Grundlage dieser Daten die Inverse Kinematik IK des unterliegenden Menschmodelles Dynamicus Des Weiteren k nnen so die Ergebnisse der Inversen Kinematik auf dem Datenerfas sungsrechner dargestellt werden Zur korrekten Einbettung des Menschmodells in eine Umgebung wird die mit dem A R T System erfasste Be wegung auf das Menschmodell Dynamicus bertragen Dynamicus ist ein Mehrk rpersystem und besteht aus starren K rpern und Gelenken die die Bewegungsm g lichkeiten des Menschen realisieren Die Individualit t des Probanden wird mit Hilfe eines Anthropometriemodells relativ genau durch kinematische Abmessungen Seg mentlangen und Masseverteilung abgebildet F r den Echtzeit Prototypen werden zun chst nur die Bewe gungsmoglichkeiten f r den Rumpf mit Wirbels ule Kopf mit Halswirbels ule die Beinkette und die Schultergelen ke ber cksichtigt Alle Gelenke sind als Kugelgelenke modelliert Es wird ein hoch aufgel stes Rumpfmodell bestehend aus 17 einzelnen Wirb
111. d eine Planung wie die Anlage bei der Inbetriebnahme dem Versuchsbetrieb und im Sicherheitsfall Kohlenstoffmono xid Warner Wasserstoff Warner etc reagieren muss 4 Simulation des Green FC Prototyps Im Rahmen der Stromungssimulationen wurden Vorher sagen ber die Verlaufe von Geschwindigkeits Konzent rations Temperatur und W rmeprofil getroffen Des Weiteren dient diese Methodik der Optimierung von Apparaten vor der Realisierung 4 1 Simulation der Reformer Nachbrenner Kombination Im Rahmen der Simulation der innovativen Reaktorkom bination mit der CFD Software Fluent wird f r den Re former die Methanoxidation im gesamten Reaktor und die Methanreformierung in der Katalysatorsch ttung sowie f r den Nachbrenner die Verbrennung von Was serstoff und Kohlenstoffmonoxid angenommen F r die Simulation der chemischen Reaktionen wurden zwei Modelle untersucht das Eddy Dissipiationsmodell und Reaktionsraten in Form von Arrhenius Ans tzen Ersteres ist f r schnelle Reaktionen geeignet bei denen die Reaktionsgeschwindigkeit nur durch die turbulente Vermischung begrenzt wird Daher werden keine Reakti onskinetiken verwendet In einer ersten Simulation wurde das Eddy Dissipations Modell in Reformer und Nachbrenner verwendet Die Parameter und Ergebnisse der Simulation sind in Tabelle 5 und Tabelle 6 angegeben Es wurde festgestellt dass mit dem Eddy Dissipations Modell die Reaktionen im Refor mer zu schnell ablaufen Di
112. d space over the total volume of porous media Y Voia V total 5 In the dry wipe case the total volume means the sum of fibers volume and void volume Whereas in the wet wipe case besides the fiber and void space the volume of lotion is took into account From the definitions of porosities in dry and wet wipes by assuming the total volume is equivalent in both dry and wet cases one can derive Y Y S Viotion _ any T wet 6 Voia Pa ry where S denotes the lotion saturation Pore size distribution PSD describes the fraction of the total pore space with pore radii between 6 and r Ar It is a dimensionless volume weighted distribution 6 Herein the pore radius is defined at any point within the pore space as the diameter of the largest sohere which con tains this point and remains wholly within the pore space by Scheidegger 7 This distribution will decide the pore throat radii in the PNM 4 Results and discussion From X ray image the porosity profile and the pore size distribution of our dry sample are obtained and shown in Figure 7 and 8 The obtained porosity profile can be sepa rated in three zones intuitively as introduced in section 2 Core is in the middle with a relatively flat porosity curve ranging trom height 0 2mm to 0 4mm Two interfaces are at the both sides of core Averaged porosities of these three zones are computed from the profile In addition a wet sample was scanned an
113. d the averaged porosities of each three zones were computed respectively see table 1 With the porosities from X ray images one can calculate the saturation of wet sample at each zones see table 2 following the way introduced in section 3 In the same time 30 simulations are run with the relevant substrate and lotion properties The 30 simulated saturations of core and interfaces are averaged respectively to decrease the uncertainties of the randomly given throat radii see table 2 Dry substrate O io a O WO D O Lo N gt 2 wm o 09 _ O a O 00 00 0 0002 0 0004 0 0006 0 0008 Height m Figure 7 Porosity profile of dry substrate Pore size distribution ZE o 3 g intorface 2 u A COTE amp i KW 0 An 0 50 100 150 200 250 300 Pore radius um Figure 8 PSD in the core and interface of dry substrate Porosity at Porosity at Porosity at 7 Reference top interfae core bottom interface 1 P amp G Consumer Research Schwalbach a T 2011 Dry sample 2 C Biasutti Doctoral Dissertation Otto von Guericke Table 1 Averaged porosities at core and interfaces in both dry University Magdeburg to be published and wet samples OB er ern 3 T Metzger E Tsotsas M Prat Modern drying tech 84 41 neh oe er nom gt 9 4 T Metzger E Tsotsas Viscous stabilization of drying front Threee dimensional pore network simulations AAO EN vol 86 pp
114. da in diesem erste wichtige Erfahrun gen mit den neu einzusetzenden IT Werkzeugen ge sammelt werden Des Weiteren k nnen eventuell erfor derliche An passungen an der Vorgehensweise der Einf hrung und dem geplanten Umfang der IT Unterst tzung abgeleitet werden Im Rahmen der wei teren Arbeit wird sich dabei auf die Unterst tzung der Montageplanung durch Techniken der Virtuellen Reali tat konzentriert 5 Konzeption Grundlegend gilt es zu Beginn vertiefend auf konzepti onelle Aspekte der Montageplanung in einer virtuell interaktiven Umgebung einzugehen Es sind Anforde rungen und Zielsetzungen an die VR Anwendung auf zustellen Diese sind Basis der weitergehenden Betrach tung des Umfangs und der Umsetzung der Anwen dung welche sich auf die VDT Plattform ein am Fraunhofer IFF Magdeburg entwickeltes VR Visualisierungssystem st tzt 91 92 Neben der vereinfachten Erstellung eines Montageplans in einer virtuellen Umgebung steht dabei die visuelle Unterst tzung der Montaget tigkeiten durch Anima tionsablaufe in der Virtuellen Realit t im Fokus Dazu wird ein Grundkonzept des Anwendungsaufbaus erar beitet welches die VDT Plattform als Basiselement um A a a ODER 6 Realisierung Fur die Umsetzung der Konzeption kommen im Rah men dieser Forschungsarbeit verschiedene Entwick lungswerkzeuge zum Einsatz Zur Implementierung der notwen digen Systemerweiterung in
115. den Begriff eines kriti schen Ereignisses f r Supply Chains definieren Dabei wird die Modellierung des Systems und die Aufbereitung der Zustandsdaten nicht detailliert betrachtet Im Bereich der Produktion gibt es eine Menge an Ver f fentlichungen die sich mit der intelligenten Analyse von Prozessdaten befassen Als ein Beispiel sei hier das Soft ware Modul ProDaMi Data Mining im Produktionsum teld 10 zu nennen welches Data Mining Methoden auf Prozessdaten der verfahrenstechnischen Produktion an wendet Hierbei liegt aber der Fokus auf der Identifizie rung von Abweichungen und weniger der Bereitstellung von relevanten Informationen zur Entscheidungsfindung 71 72 4 Abgrenzung des Betrachtungsbereichs Das hier vorgestellte Konzept bezieht sich auf Logistiksys teme die Umschlagknoten in der Supply Chain darstellen wie z B Flughafen oder Distributionszentren Da speziell an diesen Schnittstellen h ufig Fehler auftreten wurde der Fokus der Arbeit auf diese Systeme gelegt Au erdem werden hier nur feste G ter betrachtet und kein Sch tt gut F r das System wird angenommen dass es mit Iden tifikations und Ortungstechnologien ausgestattet ist die eine F lle an Zustandsdaten generieren Damit bezieht sich die Arbeit nicht auf die Planung von Logistiksystemen bei der Einf hrung solcher Technologien sondern bietet ein Konzept zur Modellierung des Systems um die ben tigten Daten zur intelligenten Analyse der Zusta
116. der Umwelt und Klimapolitik umwelt Nicht fiskalisch konomisch fiskalisch Abgaben Subventionen Zertifikate Abbildung 1 Einordnung von umwelt konomischen Instrumenten in die umwelt und klimapolitischen Instru mente des Staates eigene Darstellung in Anlehnung an 7 Damit das klimapolitische Instrument die Unternehmen des StraBenguterverkehrs zielgerichtet koordiniert und zu einer optimalen Reduktion der CO2 Emissionen f hrt hat es die zwei folgenden Grundbedingungen zu erf llen Die Einhaltung eines sektoralen CO2 Emissionsentwicklungspfads wird durch das Instru ment langfristig garantiert kologische Treffsicher heit Dieser wird aus dem nationalen CO2 Emissionsentwicklungspfad abgeleitet welcher letzt lich auf den internationalen Klimaschutzzielen ba siert Die aus dem sektoralen CO2 Emissionsentwicklungspfad resultierende Redukti onsmenge ist zu den geringsten Kosten f r den Stra eng terverkehrssektor zu realisieren Kostenef fizienz Die zwei Grundbedingungen die aus den klassischen Kriterien der Umwelt konomie abgeleitet sind 8 lassen sich noch um eine dritte Bedingung die dynamische Anreizwirkung erg nzen Darunter wird grunds tzlich die F higkeit eines Instruments verstanden umwelttech nischen Fortschritt zu induzieren 8 S 121 Dieses Kriterium wird jedoch gegen ber den zwei Grundbedin gungen als untergeordnet angesehen da eine Bewertung 2 Die Festlegung de
117. der Buttonbar siehe Abbildung 7 befinden sich aufgez hlt von links nach rechts neben den drei Schalt fl chen der Planstrukturierung jeweils ein Knopf fur das Starten einer Animationserstellung ein Knopf f r die Aufnahme eines Wegpunktes als Momentaufnahme bezeichnet sowie ein Knopf zum Beenden der Anima tionsbeschreibung Animationserstellung Animationserstellung starten beenden Momentaufnahme Abbildung 7 Buttonbar der Benutzungsoberfl che 7 Zusammenfassung und Ausblick Im Fokus dieser Arbeit steht die technologiebasierte Unterst tzung der Produktionsplanung von KMU durch Techniken des Digital Engineerings Es werden grund legende Betrachtungen von Potentialen und Herausfor derungen bei der Einf hrung des Digital Engineering in KMU durchgef hrt Darauf aufbauend wird eine VR Anwendung f r eine virtuell interaktive Arbeitsplanung konzeptionell entwickelt Belastbare Daten aus der Produktentwicklung in Form von CAD Daten dienen hierbei im Rahmen der Produktionsplanung zur Vorbe reitung der Endmontage Mithilfe des entwickelten Werkzeuges wird ein Pla nungsingenieur am Bildschirmarbeitsplatz in die Lage versetzt VR gest tzt die Arbeitsplanung durchzuf hren und parallel dazu den vorhandenen Arbeitsbereich virtuell zu berpr fen Es wird die M glichkeit geboten digitale Ablaufpl ne einfach zu gestalten sowie Anima tionen der notwendigen Arbeitsschritte schnell in diesen zu integrieren Die Planungse
118. der Tiefenbildtechnologie der Firma PrimeSense welche eine flachige Rekonstruktion von 3D Daten erm glicht Es wurde eine 3D Analysemodul entwickelt mit welchem aus den rekonstruierten 3D Daten die oben genannten Parameter in Echtzeit ca 10Hz berechnet werden k n nen 2 Einleitung Die Zustandserfassung innerhalb der Gurtf rdertechnik stellt eine Herausforderung in der F rdergurtbranche dar Zur Erfassung der einzelnen Parameter z B Gurtschief lauf Bandgeschwindigkeit Querschnitt des F rderguts u a werden heutzutage komplexe und heterogene bzgl der Messprinzipien der Schnittstellen Sensorsysteme verwendet In Tabelle 1 ist ein berblick von in der Praxis verwendeten Sensorkomponenten und deren Messprinzipien zur berwachung von F rdergurten an gegeben mechanisch magnetisch akustisch optisch Gurtdehnung Kraftmesser mechanisch Magnetstreifen magnetisch Bandschief laufsensoren Kippschalter Gurtschieflauf Gurtoberfl chen Magnetindukti optisch onsscanner magnetisch Gurt Laufrad mechanisch geschwindigkeit Magnet magnetisch impulsgeber Gutvolumen Radar elektro Gutquerschnitt Laserscanner magnetisch optisch Tabelle 1 Uberwachungssensorik in der Sch ttguttechnik Die Integration zu einem ganzheitliches Uberwachungs system auf Grundlage der in Tabelle 1 angegebenen Sensoren ist stets mit Komplexit t einem hohen Aufwand in der Systemintegration und Systemwartung verbunden und ste
119. der innovati ve Beitrag darin dass der positive Einfluss von unterst t zen den Planungswerkzeugen f r Transportdienstleister in der Wirkungsanalyse ber cksichtigt wird Die zu entwi ckelnden Planungswerkzeuge sollen bei der Entscheidung zur Umsetzung von CO2 Reduktionsma nahmen unterst tzen mithilfe einer Grenzvermeidungskostenrechnung sowie eine transparente Berechnung und verursachungsge rechte Zuordnung der CO2 Emissionskosten ermog lichen mithilfe einer CO2 Transportkostenrechung Das Konzept zur Erreichung der angestrebten Forschungs ziele wird durch das folgende Schema beschrieben wel ches das gesamte Untersuchungssystem des Forschungs vorhabens umfasst siehe Abbildung 3 3 1 Konzepterstellung fur einen Upstream Emissionshandel Zuerst ist ein grundlegendes Konzept fur die Aufbau und Ablauforganisation Emissionserfassung Monitoring Zertifikatenachweis Erstzuteilung und die Integration in das bestehende EU ETS zu erstellen Durch das Konzept wird die prinzipielle Funktionsweise beschrieben die zur an schlie enden Erstellung des Simulationsmodells ben tigt wird Entwicklung eines Simulationsmodells zur Wirkungsanalyse Transportkosten CO Lenkungsinstrumente Kraftstoffpreis Liter Kraftstoffsteuersatz CO Zertifikatepreis km Parameter De tt 02 0 1 7 7 7 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 A AA E verf gbare Zertifikate
120. des der Technik wird in der folgenden Abbildung 2 auszugsweise dargestellt Aufgrund der Vielzahl der Anwendungen werden in der Tabelle bereits thematisch hnliche Anwendungen zu sammengefasst und die zugeh rigen Literaturquellen benannt Weiterhin wird eine Zuordnung der Anwendun gen zu den einzelnen Lebenszyklusphasen einer Fabrik vorgenommen Zus tzlich wird das Klassifikationskriteri um Dynamik eingef hrt Anwendung phase Planungsworkshops Visualisierung u Verifikation von Planungskonzepten St rkantenanalyse Konzeptplanung Bauabnahme Visualisierung von Um Bauma nahmen Soll Tst Abgleich von Betriebsmitteln Bad08 Bad09 Bad12 Hof10b SchO8b Rei09 Sch10a Tiim08 Tiim09 Autbau AR unterst tzte Kommissionierung Lebenszyklus Entwicklung Entwicklung Pe Abbildung 3 AR Unterst tzung von Planungsworkshops Bei der St rkantenanalyse ist es das Ziel mit dem Einsatz der AR Technologie virtuelle Produktdaten bei ihrem Durchlauf durch die realen Fertigungsanlagen zu verifizie ren und Problemstellen zu identifizieren Dabei wird heute mit einem fotobasierten System gearbeitet welches aller dings nur sehr begrenzte Arbeitsr ume erm glicht Bad08 Brall Hot09 Hot10b Entwicklung Bad08 Hof10b Sch11 1 A1t02 Azu97 Bad0s Hof09 Hofl0 Hof10b Hofl1 K1197 Kli01 Liv98 NGl07 Rei09a Tam 99 Abbildung 2 Derzeitige Anwendungen der AR Technologie im Fabriklebe
121. die Ausweitung aktuell vorhandener Instrumente zur Erweiterung der Finanzierungsbasis in Frage Diese Auswahl ist in Abbildung 8 dargestellt Haushaltsansatze 11 Erh hung Ausweitung der Lkw Maut V City Maut on U oO Ro c a O L u Lu 111 Infrastrukturabgabe IV Nahverkehrsabgabe VI Erh hung Ausweitung Entgelte f r Wasserwege VII Effizienzma nahmen auf der Ausgabeseite Abbildung 7 M gliche Finanzierungsinstrumente aus dem europ ischen Umfeld 13 Die Ausgangslage zur Erh hung der Finanzierungsbasis sollte zun chst die Untersuchung der M glichkeiten u a von Einsparpotenzialen auf der Ausgabeseite VII sein z B durch effizienzsteigernde Ma nahmen wie der Opti mierung der Beschaffungsvorg nge Zeitpunkt und Los gr e oder der Finanzierung u a Planungskostenpau schalen Alle Instrumente beschreiben M glichkeiten zus tzliche Finanzmittel f r den Verkehr zu generieren ber allem sollte zun chst die Instrumentens ule I stehen und durch Zweckbindung und Erh hung von Haushaltsmitteln f r den Verkehrsbereich z B durch Realisierung der Zweck bindung wie 1964 im Stra enbaufinanzierungsgesetz verankert 14 die Unterfinanzierungssituation entschar fen Die weiteren Instrumente Il und III beschreiben Ma nahmen zur Erh hung Aktualisierung der Mauts t ze sowie Ausweitung Fahrzeugklassen Gesamtgewicht Stra ennetze des bestehenden Maut Systems in Deutsch land Die
122. e dichtet dass kein Reformat in den Nachbrenner und kein Brenngas in den Reformer gelangt Die konstruktive Um setzung wird durch die Schaffung einer Dichtungsnut zur Aufnahme von Nut und Feder realisiert Die Konstruktion ist in Abbildung 8 dargestellt In dem tangential angeordneten Zuf hrungsrohr DN20 vermischen sich die Reaktionsgase f r die Nachverbren nung T St ck DN16 Dadurch beginnt die Nachverbren nung unmittelbar nach Eintritt der Gase Im Nachbrenner 135 136 befindet sich eine 0 23 m hohe Schuttung aus kerami schem Material die durch einen Siebboden gehalten wird Es resultiert ein Druckverlust ber dem Nachbrenner von ca 50 Pa Der Nachbrenner wird bei Umgebungs druck betrieben und es stellen sich Temperaturen bis 1000 C ein 3 6 Warmekonzept des Green FC Prototyps Im Rahmen des Prototyps werden die Aufheizung des Wasserdampfes aus einem Verdampfer von 100 C auf 800 C die Aufheizung von Methan von 20 C auf 800 C und die Aufheizung von gereinigtem Biogas bzw Bioethanol sowie die Aufheizung der Luft von 20 C auf 800 C f r den Reformer in einem eigens konstruierten elektrischen Heizer realisiert Zus tzlich wird das Gemisch aus Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff f r Betriebsweisen mit synthetischem Gas f r die Brennstoffzelle von 20 C auf 180 C und die Druck luft f r den Kathodenraum der Brennstoffzelle von 20 C auf 180 C aufgeheizt Hingegen wird das Reformat das dem Wasse
123. e 2002 4 R Follmer D Gruschwitz B Jesske S Quandt B Lenz C Nobis K K hler und M Mehlin Mobilit t in Deutschland 2008 infas Institut f r angewandte Sozialwissenschaft GmbH Deutsches Zentrum f r Luft und Raumfahrt e V Bonn Berlin 2008 5 D Zumkeller B Chlond P Ottmann M Kagerbauer 6 7 8 9 und T Kuhnimhof Deutsches Mobilitatspanel 2008 Zwischenbericht Universitat Karlsruhe TH Karlsruhe 2008 EMNID GmbH und Co Bielefeld und EMNID GmbH und Co KG KONTIV 1989 Bericht zur Methode EMNID Institut Bielefeld 1989 G A Ahrens F Lie ke R Wittwer und S Hubrich Endbericht zur Verkehrserhebung Mobilit t in St dten Srv 2008 Technische Universitat Dresden Dresden 2009 IVS Institut fur Verkehr und Stadtbauwesen Technische Universitat Braunschweig Kontinuierliche Befragung des Wirtschaftsverkehrs in unterschiedlichen Siedlungsraumen Phase 2 Hauptstudie Braunschweig 2003 J B cker M B sing M Bredehorn W R Canders B Cebulski P Doetsch R d Doncker O F Kashani und et al VDE Studie Elektrofahrzeuge Bedeutung Stand der Technik Handlungsbedarf Studie erstellt von VDE ETG Taskforce Elektrofahrzeuge VDE Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e V Frankfurt am Main 2010 10 Green amp Energy GmbH Green amp Energy Produkte Mobilit tsanalyse Green amp En
124. e Hintergrund im Mikroskopbild um geometrische Merkmale des Pilzes anhand einer eines mathematisch logischen Modells berechnen zu k nnen Der Segmentierungsprozess des Bildes resultiert in ein binares Bild in dem der Hintergrund zu Null und der Vordergrund zu Eins gesetzt sind Auf Basis dieses Binar bildes lassen sich jetzt die Pixel des Originalbildes dem Hintergrund oder dem Vordergrund zuordnen Das Bin r bild ist in Kombination mit dem Originalbild die Grundla ge f r weitere Analyseschritte Im Bereich der Hellfeld Mikroskopie wurde ein Vorschlag f r einen solchen Segmentierungsalgorithmus von Seiffert und Schweizer 2005 gemacht Auf dessen Basis die hier vorgestellten Anpassungen und Verbesserungen umge setzt sind Um das Ziel von HyphArea mehrere Bildproto kolle und Host Pathogen Systeme zu unterst tzen zu erreichen soll der im Folgenden beschriebene Segmentie rungsalgorithmus als Grundlage f r die weitere Anpas sung dienen Grundlegendes Verst ndnis der einzelnen Bildverarbeitungsschritte wird in Gonzalez und Woods 2002 und J hne 2005 vermittelt Nach der Normierung der Bilddaten und einer Farbraum transformation Abb 2 B wird mittels Tophat Transformation Abb 2 C und adaptiver Schwellwerte eine Vorsegmentierung Abb 2 D erstellt Sukzessive werden nun mittels Medianfilter und morphologischer Schlie ung Rauschen Abb 2 E und kleine Fragmente Abb 2 F entfernt Im Anschluss daran werden die ve
125. e und im Extremfall zum Abbrechen des Trackings f hren Um die Anzahl der Punkte stabil zu halten wird sowohl nach der ersten initialen Detektion als auch nach jedem inkrementellen Verfolgen eine Neusuche nach Merkmalen mit Hilfe des FAST Detektors mit einem adaptiven Schwel lenwert tras durchgef hrt Die neuen Merkmale wer den mit Hilfe der invertierten Homographie vom Kamera bildkoordinatensystem in das Posterkoordinatensystem projiziert um die Korrespondenzpartner zu den Kamera bildpunkten zu erhalten 5 Ans tze zur Interaktion Abbildung 4 Augmentierung eines 3 D Modells und einer Schaltfl che die durch Nutzerinteraktion aktiviert werden kann Um zus tzlich zur Echtzeit berlagerung der virtuellen Information auch eine einfache und intuitive Interaktion mit dem AR System zu erm glichen wurden verschiede ne Ans tze eruiert Dabei bestand das Ziel ohne zus tzli che Bedienhardware auszukommen Es wurde ein Ansatz untersucht mit dem eine direkte Interaktion ber das reale Objekt m glich ist s Abbildung 3 Damit k nnen sensitive Regionen als Interaktionsschaltfl chen auf dem Objekt definiert und durch einfache Handgesten aktiviert werden und beispielsweise f r die Steuerung dynamischer AR Inhalte verwendet werden Zum Einsatz kommen hierbei Analyseverfahren zur Detektion von Verdeckun gen und Hautfarben im Kamerabild Nach dem Erfassen des Posters wird mit der dabei be stimmten Homographie der Bereich der v
126. e Charakteristik aufweist ist bei der achtfachen Beprobung schon eine deutliche Gl ttung der Verteilung q3 erkennbar Als Kriterium f r die Probenrepr sentanz wurden zus tz lich Korngr enklassen ds dso d7s der Einzelproben und der gemittelten Mehrfachproben bestimmt Tabelle 1 zeigt die Ergebnisse der Einzel und gemittelten Mehr fachproben 25 26 Probe das dso d75 mm mm mm VJA 42 58 54 74 32 ameh e 53 fes Tabelle 1 Mittelwerte charakteristischer Korngr en Aus dieser tabellarischen Darstellung l sst sich der in den Grafiken Abb 9 und 10 ersichtliche Effekt einer Gl t tung erkennen 6 Fazit 6 1 Zusammenfassung Durch experimentelle Untersuchungen konnten Betriebs parameter f r ein Probenahmesystem bestimmt werden mit denen es m glich ist eine relativ konstante Proben masse unter verschiedenen Prozessbedingungen zu gene rieren Daf r wurden unter konstanten Betriebsbedin gungen bei der Verbrennung von Holzpellets Proben aus dem Hochtemperaturbett in einer Wirbelschicht entnom men und mit Tockeneis gequenscht Die Proben wurden anschlie end aufbereitet und einer Korngr enanalyse in einem Camsizer unterzogen Die Ergebnisse zeigen dass repr sentative Proben bestehend aus Bettmaterial Sand und teilweise umgesetzten Brenn stoffpartikel mit diesem Probenahmesystem entnommen und analysiert werden k nnen 6 2 Ausblick Aus den gezeigten Ergebnissen und dokumentierten Erfa
127. e Reaktion ist bereits nach wenigen Millimetern Katalysatorschicht abgeschlossen Eine derartig schnelle Reaktion erscheint unrealistisch offenbar ist hier das eher f r Verbrennungsreaktionen entwickelte Eddy Dissipations Modell ungeeignet In Abbildung 10 ist der Methananteil im Reformer und die sofortige Abreaktion dargestellt 0 000 0 030 0 060 0 090 0 120 0 150 0 180 0 210 0 230 Abbildung 10 Darstellung des Methananteils im Reformer des Green FC Prototyps Simulierte Region Reformer und Nachbrenner Reaktion Oxidation gesamter Reformer Oxidation Nachbrenner Eintritt Reformer ge Volumenanteile Temperatur 800 C Eintritt Reformer 800 C Volumenanteile Eintritt Reformer Wasserdampf Eintritt Nachbrenner Tabelle 5 Parameter f r die Simulation der Reformer Nachbrenner Kombination mit Eddy Dissipiationsmodell In einer zweiten Simulation wurden im Reformer Reakti onsraten nach De Smet et al f r die Methanoxidation und Numaguchi amp Kikuchi f r die Methanreformierung verwendet Die Parameter und Ergebnisse der Simulation sind in Tabelle 7 und Tabelle 8 angegeben Im Ergebnis liefen die Reaktionen im Reformer wesentlich langsamer und verteilten sich gleichm ig auf die Katalysatorschicht Die Modellierung mit Reaktionsraten im Reformer er scheint daher realistischere Ergebnisse zu erzielen Volumenanteile 21 56 Vol CH CH H20 CO CO H2 O N2 Volumenanteile Tabelle 6 Ergebniss
128. e f r die Simulation der Reformer Nachbrenner Kombination mit Eddy Dissipiationsmodell sanfindende Reaktion Instation r bessere Konvergenz nit Reformer eae CH 50 0 Vol i Volumenanteile O Eintritt Reformer Eintritt Nachbrenner 30 800 Vol Eintritt Reformer Wasserdampf Volumenanteile Tabelle 7 Parameter f r die Simulation der Reformer Nachbrenner Kombination mit Reaktionsraten Simulation Vollumsatz CHO 0 00 Vol 73 00 Val Volumenanteile LAO ele 13 70 Vol 75 60 Vl 0 00 Vol 71 50 Vol Austritt Nachbrenner Simulation 0 00 Vol 11 40 Vol 0 00 Vol 30 80 Vol 0 00 Vol 1 30 Vol 56 60 Vol Volumenanteile oad Tabelle 8 Ergebnisse fur die Simulation der Reformer Nachbrenner Kombination mit Reaktionsraten Im Nachbrenner ergab eine Modellierung der Oxidationen durch Reaktionsraten jedoch eine sehr langsame und unvollst ndige Verbrennung Hier erwies sich das f r schnelle Reaktionen entwickelte Eddy Dissipations Modell als geeigneter W nschenswert w re daher eine Kombi nation der Verfahren Reaktionsraten im Reformer und Eddy Dissipation im Nachbrenner Eine solche Kombinati on wurde jedoch von der Software Fluent nicht unter st tzt Daher wurde in der zweiten Simulation vereinfacht eine sofortige Reaktion im Nachbrenner angenommen und die Eintrittsbedingungen entsprechend gesetzt Da her erscheinen in Tabelle 8 nur die Reaktionsprodukte im Nachbrenne
129. e strukturiert in der Gutachten vergeben Da tenerhebungen veranlasst Berater herangezogen sowie Expertengesprache und Anh rungen durchgef hrt wer den Parallel werden hierzu verkehrstr gerbezogene Ar beitsgruppen gebildet die Finanzierungsinstrumente und ganzheitliche Finanzierungskonzepte erarbeiten und auf eine festgelegte Anzahl an Bewertungskriterien hin unter suchen Im letzten Schritt wird die Anfertigung eines Abschlussberichts erfolgen der die gewonnenen Er kenntnisse zusammenfasst und als Grundlage f r eine gesellschaftliche und politische Diskussion dienen soll 3 Europ ischer Vergleich 3 1 Bestandsnetz in Deutschland Wie bereits einleitend erw hnt ist die Verkehrsinfrastruk tur in Deutschland weitestgehend ausgebaut Nach einer Analyse verschiedener Gutachten sind in Deutschland knapp 730 Tkm an Bestandsnetz der Verkehrstr ger Stra e Schiene und Wasserstra e vorzufinden 8 Bestandsnetze in Deutschland IM Biest a schier Aisi Abbildung 4 Prozentuale Verteilung der Verkehrstr ger auf das Bestandsnetz in Deutschland 8 Wie in Abbildung 4 zu sehen umfasst der Bereich Stra e einen Anteil von knapp 93 des gesamten Bestandsnet zes in Deutschland Bereiche bilden hier neben dem gr ten Block der kommunalen und KreisstraBen ca 540 Tkm auf Landeseben die Staats und Landesstra en ca 86 Tkm sowie auf Bundesebene die Bundesautobahnen und Bundesfernstra en ca 52 Tkm Die
130. eagieren Die Effizienz der unternehmensinterne Koordination und Kommunikation bzgl Planung und Ausf hrung von Produktions und Montageprozessen soll gesteigert werden 4 Stand der Technik Die Integration von IT Werkzeugen zur Unterst tzung der Technischen Produktionsplanung wird sowohl von universit ren Forschungsprojekten als auch von kom merziellen Anbietern forciert Bisher eigenst ndig exis tierende L sungen der Rechnerunterst tzung sogenannte Insel losungen sollen hierbei miteinander verkn pft werden Dabei beeinflussen sich wissenschaftliche Forschung und softwaretechnische Umsetzung stark 9 4 1 3 Phasen Modell Das methodische Vorgehen erfolgt diesbez glich in drei grundlegende Phasen W hrend in der ersten Phase Grundlagen f r eine integrierte Montageplanung durch universit re Forschungsprojekte geschaffen werden liegt der Fokus der zweiten Phase in der Umsetzung der prototypischen Software bei verschiedenen Anwendern Die gewonnenen Erfahrungen flie en bei kommerziel len Softwareanbietern wie z B Siemens und DELMIA ein In der dritten Phase gilt es die am Markt erh ltlichen etablierten Systeme systematisch weiterzuentwickeln 9 Inhaltlich gilt es Prozessplanungswerkzeuge mit Ablauf simulationen zu verkn pfen eine Parallelisierung von Produktentwicklung und Produktionsplanung anzu streben sowie die Montageplanung hinsichtlich ihrer computertechnischen Unterst tzung zu optimieren
131. ebnisoffen dargestellt Der Bericht soll dar ber hinaus impulsgebend f r eine not wendige politische und gesamtgesellschaftliche Debatte in Deutschland werden 15 5 Forschungsvorhaben 5 1 Bisheriger Wissenstand Mehr Verkehr weniger Geld Wer bezahlt f r die Verkehrswege von morgen 16 Diese und viele damit verbundenen Fragen werden bisher in ausgiebigen Gut achten 17 und wissenschaftlichen Arbeiten im Bereich des Verkehrswesens betrachtet und versucht zu kl ren 18 19 Es werden in der Literatur u a verschiedene zukunftstr chtige Verkehrs und Mobilit tskonzepte begutachtet sowie M glichkeiten zur k nftigen Finanzie rung der Verkehrswege in Deutschland eruiert Eine weitere in diesem Zusammenhang noch nicht ausreichend beantwortete Frage besch ftigt sich damit wo aus ge samt verkehrlicher Sicht in Zukunft welche Arten von Verkehrsinfrastruktur ben tigt werden und wie dies ohne spezifische Gutachten herausgearbeitet werden kann 5 2 Abgeleitetes Forschungsvorhaben Herausgel st aus dem Kommissionsauftrag und dem bisherigen Wissensstand lassen sich mehrere Fragestel lungen f r ein Forschungsvorhaben daraus ableiten Im Gegensatz zur Zielstellung der Kommission Finanzie rungsfragen zur mittelgerechten Ausstattung der einzel nen Verkehrs und Baulasttr ger f r die Zukunft der Ver kehrsinfrastruktur zu beantworten besteht dar ber hin aus die Forderung danach zu kl ren welcher Gestal tung
132. ecke verwendet 9 Der Mittelbedarf allein f r den Erhalt und Betrieb der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland bel uft sich nach Angaben der Kommission auf ber 17 Mrd a ungeach tet der Mittel des Nachholbedarfs von r ckgestauten Investitionen 8 99 100 Wie bereits beschrieben ist die Verkehrsinfrastruktur stark unterfinanziert Da in den letzten Jahren und Jahrzehnten nicht gen gend Mittel f r den Verkehrssektor bereitge stellt wurde steigt der Nachholbedarf an Investitionen immer weiter an Gegen ber dem tats chlichen Finanzbedarf f r die Infra struktur verbleibt auf Basis des Jahres 2012 ber alle genannten Verkehrstr ger in Baulasttr gerschaft des Bundes der L nder und der Kommunen eine Deckungs lucke f r Erhalt Betrieb und Nachholbedarf von 7 Mrd Dieses j hrliche Defizit f hrt dazu dass die Qualit t der Verkehrsinfrastruktur weiter sinken und zu Einschr nkun gen in der Befahrbarkeit f hren wird 10 3 4 Europa Benchmark Neben der Fragestellung nach der Finanzierungssituation in Deutschland sind im europ ischen Vergleich weitere Finanzierungsmodelle zu finden Im Bereich der Einnahmen aus dem Stra ensektor werden in den meisten europ ischen L ndern die Haupteinnah men aus Treibstoffen Mineral oder Energiesteuern erwirtschaftet Kfz bezogene Steuern sind in den meisten Fallen als allgemeine Steuern ausgestaltet bei denen wie bereits eingangs bei der Energiesteuer erl utert
133. eduzierung Erh hung von A f hrt zur Erh hung Senkung von B Preissignal durch CO Lenkungsinstrumente ine e i Abbildung 3 Konzept zur Integration von unterstutzenden Planungswerkzeugen fur Transportdienstleister im Rahmen eines Upstream Emissionshandels im StraBenguterverkehr Der Aufbau und die Funktionsweise werden im Subsys tem auf der linken Seite von Abbildung 3 skizziert Dabei werden die Zertifikatekosten der Kraftstoffanbieter in die Brutto Kraftstoffpreise einkalkuliert Eine Erfassung der direkten CO2 Emissionen durch den Transportdienstleister ist demnach nicht erforderlich da die gesamten CO2 Emissionen bereits im Voraus ber die im Stra enverkehr abgesetzte Kraftstoffmenge begrenzt werden so dass die kologische Treffsicherheit gew hrleistet wird ber schreiten die CO2 Emissionen das Cap muss die entspre chende Differenz von den Kraftstoffanbietern durch den Zukauf von Zertifikaten kompensiert werden Alternativ ist eine Cap berschreitung vermeidbar indem entweder der Anteil von CO2 emissions rmeren Kraftstoffstoffen z B Biodiesel im Voraus erh ht wird oder die Kraftstoff nachtrage der Kfz Nutzer durch Preiserh hungen verrin gert wird 17 Unter der Annahme dass die gesamte Emissionsmenge bereits durch das Cap beschr nkt wird passt sich der CO2 Zertifikatepreis so an dass die Summe aus fixem Steuersatz und variablem Preis stets gleich bleibt Demzu folge f hren Kraftstoffsteuer un
134. ehr betragen die durchschnittlichen Transaktionskosten f r die Frachtf hrer zwischen 16 und 29 pro t CO2 In Bezug auf die Transportkosten eines 40 t Sattelzugs im Fernverkehr belaufen sich die Transaktionskosten durch schnittlich auf 1 1 bis 2 1 Cent km Die direkten Zertifi katekosten betragen bei einem langfristigen Durch schnittpreis von 15 pro t CO2 dagegen nur ca 1 06 Cent km 15 Obwohl die direkten Zertifikatekosten im Vergleich zur Lkw Maut 15 5 Cent km und zur Diesel Energiesteuer ca 12 7 Cent km eine relativ geringe Mehrbelastung darstellen besteht eine gro e Diskrepanz von direkten und indirekten Emissionshandelskosten Diese Diskrepanz ist im Wesentlichen auf zwei Gr nde zur ckzuf hren 15 Da die vielen kleinen und mittelgro en Transport dienstleister im Stra eng terverkehr im Einzelnen re lativ wenig CO2 Emissionen verursachen Kleinemit tenten die fixen Transaktionskosten aber weitge hend gr enunabh ngig sind ergeben sich zwangs lautig hohe indirekte Kosten pro t CO2 bzw pro km Der gegenw rtige Zertifikatepreis ist im Vergleich zum entsprechenden Diesel Energiesteuer bzw Lkw Mautsatz so gering dass sich zwangsl ufig eine Diskrepanz zu den fixen Kosten ergibt Erst bei ei nem Preisniveau ab 200 pro t CO2 verhalten sich die direkten und indirekten Kosten analog zur Lkw Maut Andererseits wird eine hohe Kosteneffizienz des Emissionshandels nur gew
135. eibung aufweisen kann Eine vermeintlich identische Schnittstelle kann aufgrund der flexiblen Schnittstellenparameter in unter schiedlichen Beschreibungen eine unterschiedliche Struk tur aufweisen Im Gegensatz zu Sensor ML besitzen die standardisierten Schnittstellenbeschreibungen von IEEE 1451 4 und OMG STI 5 eine interoperable Darstellung Der Nachteil dieser Standardisierung beruht in der eingeschr nkten Erweiter barkeit und Flexibilit t Die Heterogenit t von intelligen ten Sensoren k nnen einzelne Standardisierungen nicht abdecken IEEE 1451 fokussiert ausschlie lich die Anbin dung der Sensorik STIM an die Verarbeitungseinheit NCAP Die Interaktion zwischen Verarbeitungseinheit und Kommunikation steht bei OMG STI im Mittelpunkt F r die Beschreibung der Bestandteile eines intelligenten Sensors unter Ber cksichtigung einer anschlie enden Modelltransformation w re eine Kombination aus den vorgestellten Beschreibungsformen Sensor ML IEEE 1451 und OMG STI w nschenswert Plattform Specific Model Plattform Specific Model PSM PSM Impl Specific Impl Impl Specific Specific Model Model 15M ISM Modal ISM Abbildung 1 Ebenen der Model Driven Architecture Programmable System on Chip PS06 Plattform Specific Model PEM C Code Simulation Impl Specifi Model ISM Abbildung 2 Modellebenen von Cypress Express Cypress Express 6 ist eine Entwicklungsumgebung fur
136. eilhaften gegenseitigen Transfers von Wissen besteht die Gefahr dass die Exper ten sich den Gespr chen entziehen oder sich auf allge mein verf gbares Wissen beschr nken Andererseits wird die Beteiligung an einem Triaden gespr ch von den Ex perten vielfach auch als Anerkennung ihrer Person und ihrer fachlichen Kompetenz wahrgenommen Das Gespr ch wird strukturiert in folgenden Schritten durchgef hrt Ausgangssituation wie alles anfing Fortgang f r die Geschichte wesentliche Erfah rungen Aufl sung was daraus wurde 3 2 Ergebnisse dokumentieren und auswerten Entsprechend den spezifischen betrieblichen Regelungen oder Vereinbarungen werden die Gespr che per Tonband aufgezeichnet oder von einer vierten Person protokolliert Die Ergebnisse werden z B in Themenlandkarten Job Maps oder einer Erfahrungslandkarte dokumentiert wie sie in Abbildung 3 exemplarisch dargestellt ist Als Letstandsf hrer musst Du De enen berb ck ber die Anlage verschaften im Gegensatz zu au en De Augen ruhen nur noch auf den Monitoren Jemand wa au en denkt man tut nichts E Beim Raufabren der Thermik E Gertich veexchatien Dehewng achan A La 7 gt a d o Stitsiewe Lekstandstahrer _ den Block fahren 1 ne ie Proppen ao er Me a Die GO Crad mischen sich im i a Knotenpunkt 28 30 Grad und LJ RaschgasEntschwelelungs Aufmerksamkeit und Handhab
137. eine Weiterentwicklung der Hardware erfolgen So soll die Rechnereinheit des Messsystems ebenfalls in das IP67 Schutzgeh use des Tiefenbildsensors integrieren und mit mehreren industriellen Schnittstellen PROFIBUS Ethernet oder analog ausgestattet werden Dies erm glicht die Kommunikation zwischen dem multi funktionalen kompakten Sensor und dem bergeordne ten System bzw anderen Sensoren z B Gurtgeschwin digkeit f r bessere Volumenberechnung Weiterhin soll die Leistung der integrierten Rechnereinheit an die Bed rfnisse des Sensors angepasst werden so dass die vorgestellten Funktionen ohne Einschr nkungen auf dem System lauff hig bleiben und trotzdem den wirt schaftlichen Anspr chen der Industrie gen gen Das multifunktionale Sensorsystem reduziert den Integrations und Wartungsaufwand einer F rderbandanlage im Sch ttgutbereich Der Einsatz von Low Cost Tiefenbildtechnologie im kompakten Sensor verschafft zus tzlich wirtschaftliche Vorteile gegen ber Mehrsensor Systemen 7 Literaturquellen 1 Voigt M Borstell H Effiziente Transportlogistik durch kontinuierliche Laderaum berwachung In Schenk M Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und Automatisierung IFF Magdeburg Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und Automatisierung Leistungen und Ergebnisse Jahresbericht 2010 Magdeburg Fraunhofer IFF 2011 S 70 71 2 Orebro University Evaluation of available sensors mounting and automatic cal
138. einer Schrittwei te von einem Grad ausgef hrt F r jede Ansicht werden einzelne Bilder generiert in denen mittels des FAST Detektors die Positionen von Untermerkmalen extrahiert werden Ein Untermerkmal wird mit 8x8 Helligkeitswer ten in einem 15x15 gro en Bereich um den Merkmals punkt beschrieben siehe Abbildung 1 Die Werte werden f r eine Invarianz gegen ber variierenden Beleuchtungs verh ltnissen standardisiert E E 2 E E mi u E E E m 3 a b Abbildung 1 Untermerkmale werden nach 9 in einem Gitter von 15x15 Pixeln um den Merkmalspunkt p extrahiert a 15x15 Bereich um p b 64 betrachtete Pixel mit einem Ab stand von zwei Pixeln Die nummerierten Pixel werden f r den 5 Bit Index verwendet siehe Abschnitt 4 1 2 2 Untermerkmale aus verschiedenen Bildern Helligkeitshistogramm Poo Por Po2 Pos Poa ARMA Petey Abbildung 2 Schema zur Erstellung eines HIP Merkmalsvektors Die Helligkeitswerte der Pixel in dem Untermerkmal werden in ein 5 stufiges Histogramm eingetra gen Dieses wird bin r quantisiert indem die seltenen Helligkeitsbereiche maskiert werden Da die vom FAST Detektor bestimmten Merkmalspositio nen nicht aus allen Sichten auf das Poster wiedergefun den werden ist es wichtig nur solche Modelle f r Merk male der Posterdatenbank hinzuzuf gen welche invariant gegen ber Sichtveranderungen sind Daher werden die extrahierten Untermerkmale ihrer Position im Aus
139. einigung werden schrittweise Wasser Schwefelverbindungen langkettige Kohlenwasserstoffe und Siloxane abgetrennt Anschlie end wird das verblie bene Methan mittels autothermer Festbettreformierung durch die Kombination von Dampfreformierung und Wassergas Shift Reaktion zu Wasserstoff und Kohlen stoffdioxid umgewandelt Tabelle 1 Dampfreformierung 18l CH H20 2 CO 3H Wassergas Shift Reaktion 1 18l CO H20 2 CO H Tabelle 1 Ubersicht Reaktionen im Terragas Prozess Durch den Einsatz von Druckwechseladsorption wird der Wasserstoff vom Kohlenstoffdioxid abgetrennt und Was serstoff Reinheiten von ber 5 0 Qualitat erreicht gt Alternativ werden integrierte Apparaturen eingesetzt die die Aufbereitung und Umsetzung des Biogases kombinie ren Wird Methan aus Biogas mit Wasserdampf umgesetzt entsteht bei der autothermen Reformierung Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid das durch die Umsetzung von Calciumoxid zu Calciumcarbonat Tabelle 2 absorbiert wird Tabelle 2 Absorptionsgleichung von Calciumcarbonat Technisch wird Biogas durch den Absorption Enhanced Steam Methan Reformer geleitet und das produzierte wasserstoffreiche Gas in einer Druckwechseladsorption aufgereinigtl Druckwechseladsorption co H Gasreinigung Gasreformierung Entschwefelung Wirbelbettreaktor Abbildung 3 Allgemeine Prozesskette der Wasserstoffproduktion aus Biogas mittels Absorption Enhanced Steam Methan Reformer Aktueller
140. elk rpern verwendet mit dem die Kr mmung der Wirbels ule realit tsnah beschrieben werden kann Abbildung 12 Kugelgelenk zwischen 2 Wirbelk rpern Abbildung 13 Kinematikmodell des Rumpfes Aus dem Motion Capture System sind f r jedes Target die Position und die Orientierung bekannt Im Modell des Probanden entspricht jedem Target ein k rperfester Mar ker Position und Orientierung der auf dem entspre chenden Segment befestigt ist Durch einen Kalibriervorgang wird die k rperfeste Positi on dieses Markers in Bezug auf das Segmentkoordinaten system festgelegt Die bertragung der Bewegung der Targets auf das Mo dell also die Simulation der inversen Kinematik erfolgt in der Nicht Echtzeit Umgebung durch L sung eines nichtli nearen Optimierungsproblems f r jeden Zeitschritt Dabei werden die Abweichungen zwischen den getrackten Positionen und Orientierungen der Targets und den ent sprechenden Markern auf den Segmenten des Modells minimiert Variable sind die Relativoewegungen in den Gelenken des Menschmodells Messfehler Markerausf lle etc k nnen ber Gewichtsfaktoren kompensiert werden Fehlende Messdaten k nnen durch experimentell ermit telte Bewegungsmuster erg nzt werden Dies geschieht z B f r die Bewegung der Wirbels ule deren Bewegung nur durch das Becken und Brusttarget erfasst wird F r die Echtzeit Anwendung in der AR Umgebung kann das Optimierungsverfahren nicht benutzt werden da es nicht
141. empirische Untersuchungen referiert nach denen das Lernen im Prozess der Arbeit mit einem Anteil 44 als wichtigste Quelle der aktuellen Handlungskompetenz gegen ber der Ausbildung mit 33 und der Weiterbil dung mit 23 angesehen wird vgl 11 S 157 Im Rahmen von Instandhaltungsaufgaben wiederum wer den die Aufgaben der Fehleranalyse und behebung als besonders problemhaltig eingesch tzt Die Dauer der Besch ftigung mit problemhaltigen Aufgaben wird mit Verweis auf mehrere Untersuchungen als Pradiktor f r Leistungen mit unvorhergesehenen Anforderungen inter pretiert vgl 11 S 157 Insofern bieten VR basierte Lernumgebungen das Poten tial die oben skizzierten Restriktionen f r das arbeitspro zessintegrierte Lernen zu relativieren Durch die virtuelle Bearbeitung simulierter Arbeitsaufgaben kann die Leis tungsfahigkeit der Fachkr fte in der Instandhaltung in besonderer Weise gef rdert werden Soweit die Komplexit t der didaktisch aufbereiteten Ar beitsprozessen angemessen abgebildet wird k nnen auch die prozeduralen Anteile der Probleml sung und damit die Anteile impliziten Erfahrungswissens herausge arbeitet und ber den unmittelbaren Austausch im per s nlichen Gespr ch hinaus verf gbar gemacht werden Hier bieten Leitfragen die M glichkeit z B zum selbst n digen Nachvollzug der Entscheidungsstrategien von Ex perten in bestimmten Situationen anzuregen oder die Ber cksichtigung wesentlicher Einflussfakto
142. en 2 2 Bund L nder Kommission Die Verkehrsminister der L nder und des Bundes haben bereits ein durchg ngiges Problembewusstsein hinsicht lich der Unterfinanzierung der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland entwickelt und in Folge dessen im Jahr 2011 eine Bund L nder Kommission gegr ndet welche die Zukunft der Verkehrsinfrastrukturfinanzierung untersu chen und Vorschl ge zur mittel bis langfristigen Behe bung der oben genannten Probleme ausarbeiten soll Neben der politischen Zusammensetzung durch verschie denen Landesverkehrsminister und Vertreter des Bundes ist die Kommission ebenfalls auf der Arbeitsgruppenebe ne mit Fachexperten aus Wissenschaft und Forschung besetzt 7 2 3 Aufgaben und Zielstellung Die Kommission beschaftigt sich neben der Frage nach dem Ausgleich des Defizits an Mitteln fur die Infrastruktu ren der Verkehrstrager Stra e Schiene und Wasserstra e mit der Untersuchung und Pr fung von gegenw rtigen und zukunftstr chtigen Finanzierungsmodellen zur Siche rung der Verkehrsinfrastruktur in Deutschland Weiterhin ist es Aufgabe der Kommission die Finanzie rungsinstrumente unter verschiedenen Aspekten Ab schatzungen nach verkehrlichen konomischen Okologi schen und sozialen Gesichtspunkten zu bewerten mit dem Ziel eine ergebnisoffene Gegen berstellung zu erar beiten und Empfehlungen f r die Politik abzuleiten Die Vorgehensweise ist dabei klar in eine erste Phase der Ist Analys
143. en in das Visualisierungssys tem importiert Die aktuelle VR Hierarchie wird aus den Konstruktionsdaten bernommen Unterst tzte Formate f r den Import sind z B JT STEP und VRML 2 Anpassung der Hierarchie Die CAD Hierarchie ist nicht in jedem Fall ideal f r die Nutzung in einer Komponentendarstellung Der Autor kann die originale CAD Hierarchie daher im n chsten Schritt in die erforderliche Baugruppenhierarchie berf h ren Diese unterscheidet sich von der originalen CAD Hierarchie und einer m glichen Animationshierarchie Zur Laufzeit des Szenarios kann je nach Anwendung dyna misch zwischen den Hierarchien gewechselt werden F r die Anpassung der Hierarchie steht dem Autor eine Tree Darstellung der Hierarchie zur Verf gung in der er Knoten einf gen und Objekte und Baugruppen per Drag amp Drop neu strukturieren kann 3 Bilder der Baugruppen und Bauteile rendern Die Auswahl der Baugruppen und Bauteile soll direkt ber Selektion im Bild erfolgen um zus tzlichen Aufwand zur Erstellung von Zuordnungslinien zu vermeiden Dazu muss es m glich sein jeder Position im Bild eindeutig ein Objekt zuordnen zu k nnen Eine solche Zuordnung wird durch die Nutzung des Id Buffers mittels folgender Vorgehensweise m glich Rendern der Szene aus einer definierten Sicht Rendern jedes Objektes in einer eindeutigen Farbe aus derselben Sicht wie die bergeordnete Baugrup pe Bei MouseOver und Selektion die Mau
144. end vollst ndig vom Faserver bund umschlossen Ziel der CFK Substitution Ist in erster Linie eine Massenreduktion des Rotors Dar ber hinaus erscheint eine Kostenminimierung durch niedrigere Mate rlalpreise des Schaumes m glich Die Entwicklung der Produktionsmethodik beinhaltet neben den zuvor beschriebenen Merkmalen weitere Besonderheiten zur Optimierung des CFK Rotors in Mischbauweise Weiterhin vorgesehen sind Einsatz separat gefertigter formschl ssig eingebet teter Naben zur Erh hung der Variabilit t Verwendung eines gesondert gefertigten Aerosol ringes aus Kunststoff zur Vermeidung von Hinter schneidungen beim Herstellungsprozess des Rotors Nach erfolgreicher Umsetzung der Produktionsmethodik werden eine Steigerung der Belastbarkeit von mindestens 10 eine Erh hung der zul ssigen Drehzahl von eben falls 10 und eine signifikante Verringerung der Masse erwartet Ein weiteres essentielles Ziel ist die hohe Repro duzierbarkeit dieser und weiterer wesentlicher Rotorei genschaften 115 116 Becher _ aufnahme _ Aerosloring F llk rper __ _ Spiralband Abbildung 1 CFK Leichtbaurotor 6x500ml mit umliegend angebrachtem Kohlenstoff Spiralband F llk rpern Nabe und Aerosolring 3 Entwurf einer systematischen Produktions methodik Der Nachfolgend beschriebene Prozess zum Entwurf der Produktionsmethodik beinhaltet die erforderlichen Ent wicklungsschritte zur Generierung des optimierten CFK
145. endant zu verwenden Diese werden mit Vi n bezeichnet und sind ebenfalls durch Gelenke Gvi2 n ver bunden Um eine Synchronisation S n zwischen dem realen Objekt und seiner Teilk rper mit dem virtuellen Pendant herzustellen ist die Aufnahme mit geeigneten Trackingsystemen erforderlich Daf r ist f r jeden realen K rper ein Koordinatensystem K r nr zu verwenden Glei ches gilt f r die virtuellen K rper K v m Legende Ri Reale K rper V i a virtuelle K rper Ge Gelenke zwischen den realen K rpern Gyi 2a Gelenke zwischen den realen K rpern S Synchronisation zwischen realen und virtuellen K rpern Kye Koordinatensysteme in der Realit t Kio Koordinatensysteme in der virtuellen erweiterten Realit t Abbildung 8 Erfassung komplexer technischer Systeme 3 2 L sungsansatz Um ein komplexes dynamisches System in die AR Technologie zu integrieren sind differente L sungsans tze denkbar Abbildung 9 visualisiert die bis heute bekannten M glichkeiten Demnach ist zun chst zu unterscheiden ob es sich um ein bekanntes oder ein unbekanntes Sys tem handelt wobei mit bekannt der mechanische Aufbau gemeint ist Handelt es sich um ein bekanntes System ist eine L sungsm glichkeit die Erfassung aller realen Objekte ber ein Trackingsystem L sungsans tze Bekanntes System Aufbau Mechanik Unbekanntes System L sungsm glichkeit 1 L sungsm glichkeit 2 L sungsm glich
146. enden Hauptspannungen einer Variante des 6 x 500 ml CFK Rotors 3 4 Ergebnisse Die durchgef hrten Energiebetrachtungen und FEM Analysen bescheinigen der Variante 2 des 6 x 500 ml CFK Rotors in differentieller Bauweise ausreichend Poten zial bez glich der Optimierung von Rotationsenergie und aufzunehmenden Beanspruchungen Der Einsatz einer verstarkenden Ringversteifung ist entsprechend dieser Untersuchungen f r das Optimierungspotenzial des Ro tors ma gebend Mit dieser Versteifung kann bei einem Faservolumengehalt von ca 60 die Masse um bis zu 44 gegen ber dem konventionellen Aluminiumrotor reduziert werden Dies ist auf die wesentlich geringeren Dichten der CFK Gelege 1 5 g cm sowie der Schaum f llkorper 0 13 g cm gegen ber dem Aluminiumrotor 2 7 g cm zur ckzuf hren Die neue Bauform des 6 x 500 ml CFK Rotors realisiert in der Theorie summa summarum folgende Vorteile niedrigere Rotormasse niedrigere Rotationsenergie hohere Drehzahlen h here Zentrifugalbeschleunigungen geringerer Energieverbrauch der Zentrifuge kurzere Anlauf und Abbremszeiten langere Standzeit der Zentrifuge leichtere Handhabung des Rotors Korrosionsbestandigkeit bessere Erm dungsfestigkeit besseres Crashverhalten Ferner beinhaltet die Konstruktion insgesamt neun Kom ponenten und ist damit in Bezug auf die Montage akzep tabel Die Komplexitat der Produktionsschritte ist aus momentaner Sicht
147. enen Detaillie rungsgrade der Teilmodelle ist die Frage der anzuwen denden Simulationsmethode System Dynamics Multi agentensimulation im Vorfeld umfassend zu untersu chen 5 Literatur 1 Intergovernmental Panel on Climate Change Hrsg Climate Change 2007 Synthesis Report Summary for Policymakers 2007 2 In URL http Awww bundesregierung de Content DE Artikel 2010 10 2010 10 01 energiekonzept bt html Stand 30 Marz 2012 3 Europaische Kommission Hrsg EU energy and trans port in figures Statistical Pocketbook Luxemburg 2010 4 Knitschky G Lischke A M ller S 2011 Entwick lung der Nutzfahrzeugflotte und deren CO2 Emissionen im StraBenguterverkehr in Deutschland bis zum Jahr 2030 In Clausen U Hrsg Wirtschaftsverkehr 2011 Modelle Strategien Nachhaltigkeit Verlag Praxiswis sen Dort mund S 139 155 5 Meyer G Analyse und technisch okonomische Be wertung von Gesetzesfolgen im Individualverkehr darge stellt am Beispiel der Automobilindustrie Japans und Deutsch lands Dissertation Braunschweig Technische Universit t Carolo Wilhelmina zu Braunschweig 2009 6 Kranke A So ermitteln Sie den CO2 Footprint In VerkehrsRundschau 2009 42 S 20 23 7 Lambrecht et al Flexible Instrumente der Klimapolitik im Verkehrsbereich Weiterentwicklung und Bewertung von konkreten Ans tzen zur Integration des Verkehrssek tors in ein CO2 Emissionshandelssystem Endbericht Heide
148. ergy Online Available http www green and energy com de leistungen und produkte mobilitatsanalyse Zugriff am 12 April 2012 85 DIGITAL ENGINEERING IN KMU PLANUNGSPROZESSE BEDARSFGERECHT TECHNOLOGIEBASIERT UNTERST TZEN Dipl Ing Stefan Leye Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtuell Interaktives Training DIGITAL ENGINEERING IN KMU PLANUNGSPROZESSE BEDARFSGERECHT TECHNOLOGIEBASIERT UNTERSTUTZEN Dipl Ing Stefan Leye Virtuell Interaktives Training Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF 1 Einleitung Die Globalisierung der M rkte und ein damit verbunde ner starker Wettbewerb schneller technologischer Fortschritt und eine gro e Produktvielfalt stellen produ zierende Unternehmen fortw hrend vor neue Heraus forderungen Gerade f r kleine und mittlere Unterneh men KMU ist es existenziell dynamische Ver nderun gen im Unter nehmensumfeld rechtzeitig zu erkennen und darauf mit geeigneten Ma nahmen zu reagieren Digital Engineering DE versetzt Unternehmen in die Lage ber eine einheitliche Datennutzung entlang des Produktlebenszyklus diese Flexibilit t zu erlangen 2 Motivation und Zielsetzung Heutzutage wird deutschlandweit die Produktentste hung bereits in 80 der Gro unternehmen technolo giebasiert unterst tzt Wichtige Zielgr en sind hierbei 1 Verk rzung der Time To Market Wirtschaftlichkeit der Produktherstellun
149. ernehmen erfolgreich gestalten Eine Zwischenbilanz aus arbeitswissenschaftlicher Sicht Heidelberg 10 Neuweg G H 1999 K nnerschaft und implizites Wissen Zur lehr lerntheoretischen Bedeutung der Er kenntnis und Wissenstheorie Michael Polanyis M nster 1999 3 Auflage 2004 11 Muellerbuchhof Ralf 2007 Kompetenzmessung und Kompetenzentwicklung Empirische Studien an technischem Fachpersonal f r Instandhaltung im Hoch technologiebereich Frankfurt am Main 12 Richenhagen G 2007 Demografischer Wandel in der Arbeitswelt Stand und Perspektiven in Deutschland 2007 In Kompetenzentwicklung in realen und virtuellen Arbeits systemen Bericht zum 53 Kongress der Gesell schaft f r Arbeitswissenschaft vom 28 02 02 03 2007 in Magdeburg Dortmund 2007 S 717 ff 13 Rothe H J Timpe K P 1997 Wissensanforderun gen bei der St rungsdiagnose an CNC Werkzeugmaschinen In Sonntag Karlheinz Schaper Niclas 1997 St rungsmanagement und Diagnosekom petenz Leistungskritisches Denken und Handeln in kom plexen technischen Systemen vdf Hochschulverlag an der ETH Z rich Z rich S 137 154 14 Schaper N Sonntag K 1997 Kognitive Trainings methoden zur F rderung diagnostischer Probleml sefa higkeiten In Sonntag Karlheinz Schaper Niclas 1997 St rungsmanagement und Diagnosekompetenz Leis tungskritisches Denken und Handeln in komplexen tech 51 92 nischen Systemen vdf
150. ert Somit werden Kost und Kosp kongruent berlagert so dass das Objekt im AR Raum durch KOSbar repr sentiert wird Selbstverstandlich ist es nach dem heutigen Verst ndnis m glich Verschiebungen zwischen dem Ursprungskoordinatensystem und dem Objektkoor dinatensystem bei entsprechender Trackingtechnologie durchzuf hren um so beispielsweise mit einer Kamera um ein augmentiertes Objekt herumzugehen und sich alle Perspektiven anschauen zu k nnen Ein Beispiel hierf r ist der Einsatz eines AR Systems mit laserbasiertem Large Area Tracking f r die Konzeptvisualisierung 13 Virtualitat 3D Objekt Erweiterte Uberlagerung reales Objekt Realitat und 3D Objekt Realitat Reales Objekt to t Abbildung 4 Heutiges Verstandnis von Augmented Reality Erste realisierte AR Anwendungen ber cksichtigen die berlagerung mehrerer Objekte innerhalb eines Ur sprungskoordinatensystems Als Anwendungsbeispiel wird die Unterst tzung von Planungsworkshops mit der AR Technologie herangezogen 15 Dabei werden meh rere voneinander unabh ngige Koordinatensysteme Koshr in Relation zum Ursprungskoordinatensystem Kosur ent lang s bewegt und in der AR Szene entsprechend mit 3D Daten berlagert siehe Abbildung 5 Bereits bei der bewegten AR tritt als limitierender Faktor das Problem der Latenz auf Unter Latenzzeit wird der Zeitversatz zwischen der nderung des realen Objekts und der ber lagerung in der AR Szene verstande
151. erwen den die zur Kostenreduktion und besseren Kostenkalku lation im Bereich vollautomatisierter Mikroskopiebildak quise und bildanalysesysteme beitragen um somit weite re Anwendungsbereiche zu erschlie en Die hier vorgestellte Technologie soll mit einem m glichst geringen Aufwand in der Lage sein neue Bereiche zu erschlie en Diese lassen sich in 3 Kategorien einordnen Im engeren Sinne k nnten andere Getreide als Gerste wie Weizen Roggen Dinkel aber auch Reis oder Mais als Host Systeme verwendet werden Die Bl tter von unterschiedlichen Getreiden wie z B Reis und Mag naporthe werden von z T unterschiedlichen Pathogenen befallen Im weiteren Sinne w re es nun denkbar die Host Pathogen Interaktion in anderen Nutzpflanzen als Getreiden zu untersuchen Als wesentlich k nnten hier einheimische Nutzpflanzen wie Raps Leguminosen und Kartoffeln betrachtet werden Hier gilt jedoch darauf zu achten dass die Pathogene in anderen Geweben bzw Pflanzenteilen auftreten k nnen als den bisher verwende ten Bl ttern bei Gerste sodass neben der Anpassung der Bildverarbeitung auch eine andere Bildaufnahmetechno logie von N ten sein k nnte Im weitesten Sinne k nnte eine solche Plattform f r die Analyse einer Vielzahl von anderen r hrenf rmigen Strukturen in bio medizinischen Pr paraten oder Bilddaten Dendriten Wurzeln Nerven Blutgef en etc eingesetzt werden Hierbei gilt es je doch zu beachten und zu berpr fe
152. es Verfahren untersucht Mit Hilfe von Hautfarbenerkennung im Schaltfl chenbereich wird hier bei erkannt ob der Anwender einen Finger oder die Hand in die Schaltfl che bewegt F r die Hauterkennung wird zun chst das Eingangsbild in den HSV Farbraum H Farbton S Farbsattigung V Helligkeit konvertiert Anschlie end werden die einzelnen Kan le auf ihre Werte gepr ft Es werden einfache Schwellenwerte f r jeden Kanal angewandt Ein Pixel x wird als Haut klassifiziert wenn die folgende Bedingung bez glich der Farbkanale erf llt ist _ 255 0 lt H lt 90und80 lt S V lt 230 pO 0 sonst Das Ergebnis ist ein binares Bild bei dem ein als Haut klassifizierter Pixel den Wert 255 annimmt In dem Binarbild werden nun die Hautpixel gez hlt Liegt der prozentuale Anteil an Hautfarben im Schaltfl chenbe reich oberhalb des Aktivierungsschwellwertes wird die Schaltfl che aktiviert Die Hautfarbenerkennung ist abh ngig von den vorhan denen Lichtbedingungen Wird durch k nstliches Licht der Farbton des Bildes verf lscht kann es zu fehlerhafter Klassifizierung der Pixel als Haut kommen Ebenfalls k n nen Probleme auftreten wenn im Interaktionsbereich andere hautfarben hnliche Strukturen auftreten da diese immer als Haut klassifiziert werden Sind diese Bereiche klein so kann dies durch Anpassen des Aktivierungswer tes kompensiert werden Die Schaltfl chen erm glichen eine einfache Interaktion mit den virtuellen In
153. es Verursachers gem dem Prinzip der Internalisierung externer Kos ten einbezogen wird Der Preis f r eine Mengeneinheit der Emission wird jedoch im Unterschied zur Abgabe nicht in fixer H he vom Staat bestimmt sondern abh n gig von Angebot und Nachfrage auf einem Zertifikate markt gebildet 9 In der EU existiert seit 2005 ein entsprechendes Emissi onshandelssystem EU ETS fur Treibhausgase aus statio n ren Anlagen der Energiewirtschaft und energieintensi ven Industrie und seit 2012 auch f r die CO2 Emissionen des Luftverkehrs Die Ausweitung des EU ETS auf den Stra eng terverkehr wird bereits 2008 vom EU Parlament gefordert 11 Dies kann jedoch fr hestens mit der n chsten Revision der EU Emissionshandelsrichtlinie be schlossen werden welche entweder nach Abschluss eines internationalen Klimaschutzabkommens oder spatestens im Jahr 2014 vorgesehen ist 12 Verkehrsmittel r Kfz Hersteller Kfz H ndle Energie Kraftstoff Tankstelle Raffinerie Midstream Upstream Frachtf hrer Transport Logistikdienstleister und Logistikdienstleister sowie den Kunden Verlader Der Transport und Logistikdienstleister ist entweder ein Frachtf hrer der einen Transportauftrag unmittelbar f r einen Kunden ausf hrt oder ein Akteurspaar aus Fracht f hrer und Spediteur wobei letzterer den Transportauf trag f r einen Kunden plant und an einen Frachtf hrer vermittelt Der letztgenannte
154. es Weiteren ist f r die vorgestellte Anwen dung die Evaluierung der softwaretechnischen EAWS Bewertungsmethodik abzuschlie en und in eine Echtzeit l sung zu berf hren so dass direkt eine visuelle Ausga be der Ergonomiedaten in der AR Szene umgesetzt ist Insgesamt f hrt der Beitrag ein neues Themenfeld in die wissenschaftliche Betrachtung der Augmented Reality ein und zeigt in diesem Bereich weiteren Forschungsbedarf auf Somit kann die AR Technologie zuk nftig noch f r deut lich mehr Anwendungen im industriellen Umfeld als effi ziente Schnittstelle zwischen der Realit t und der Digita len Fabrik dienen 6 Literatur 1 Schenk M Wirth S Muller E Factory Planning Manual Publisher Springer Verlag Berlin Heidel berg Germany 2010 ISBN 978 3 642 03634 7 2 Mallon J Untersuchung kontinuierlicher Produk tivitatsverbesserungen in der Neuen Fabrik Fort schrittsberichte VDI vol 2 Nr 551 VDI Verlag 2000 3 Bracht U Masurat T The digital factory between vision and reality In Computers in in dustry 2005 Issue 4 Pages 325 333 www sciendirect com 4 Schenk M Schumann M Schreiber W Die Innovationsallianz Virtuelle Techniken ein Beitrag zum Virtual Engineering am Standort Deutschland In Augmented und Virtual Reality in der Pro duktentstehung HNI Verlagsschriftenreihe Prof Dr Ing J rgen Gausemeier Hrsg Mai 2009 Pa derborn 5 Alt T Augmented Reality
155. exib ler Mehrk rpersysteme Vieweg amp Sohn Verlags 20 21 22 23 24 25 26 27 28 gesellschaft mbH Braunschweig Wiesbaden 1999 Wittenburg J Dynamics of Multibody Systems 2 Auflage Springer Verlag Berlin Heidelberg New York 2008 Bremer H Dynamik und Regelung mechani scher Systeme Teubner Verlag Stuttgart 1988 Roddeck W Einf hrung in die Mechatronik 3 berarbeitete und erg nzte Auflage Teubner Wiesbaden 2006 Murray R M Li Zexiang Sastry S Shankar A Mathematical Introduction to Robotic Manipula tion CRC Press 1 Auflage Boca Raton Florida 1994 Dynamicus Referenz und Benutzerhandbuch Chemnitz Institut f r Mechatronik 2010 Keil A Hartel T Toledo Munoz B Busche C Hoffmeyer A Ber cksichtigung der zeitli chen Komponente bei einer Ergonomiesimulati on In Mensch und prozessorientierte Arbeits gestaltung im Fahrzeugbau Tagungsband zur Herbstkonferenz 2010 der GfA S 105 121 Dortmund GfA Press AVILUS Angewandte virtuelle Technologien im Produkt und Produktionsmittellebenszyklus Ein Projekt der Innovationsallianz Virtuelle Techniken gef rdert vom Bundesministerium f r Bildung und Forschung BMBF www avilus de Einstufungshilfe zum Screening Verfahren European Assembly Worksheet Institut f r Ar beitswissenschaften Darmstadt und Internatio nales MTM Direktorat 2009 DIN EN 614 Ergonomische Ge
156. expandierten Betth he begr ndet werden Die Masse der entnommenen Probe ist bei ausreichend dichtem Bett Bettmasse ber 15 kg auch f r verschiedene Fluidisationszust nde der Wirbel schicht 3 lt f U Ume lt 7 im Rahmen der blichen Schwankungsbreite konstant Abb 8 u 44 300 20 Y Mittelwert 340 g E 200 ap 3 a fWZ 3 100 fWZ 5 AfWZ 7 0 4 5 0 1 2 3 laufende Nummer der Probeentnahme Abbildung 8 Einfluss typischer Wirbelschichtzust nde fWZ 3 lt uluMF lt 7 auf die Probenahme 5 Messung PartikelgroBenverteilung Die Probenahme dient dem Ziel eine Aussage uber die PartikelgroBenverteilung der Brennstoffpartikel in Abhan gigkeit vom Prozesszustand treffen zu k nnen Dazu m ssen die entnommenen Proben einer Partikelgr en analyse unterzogen werden 5 1 Problematik Mischprobe Die Probe besteht zu 95 aus inertem Bettmaterial Quarzsand dessen Gr enverteilung nicht in das Ergeb nis einflie en soll und zu 5 aus dem teilweise abrea gierten Brennstoff Da sich die Verteilungen des Quarz sandes und der Partikel berlagern k nnen sie rechne risch nicht eindeutig separiert werden Die Sandpartikel m ssen also von den Brennstoffpartikeln getrennt wer den Die bisher analysierten Proben wurden durch Sieben vom Sand getrennt Dabei geht der Feinanteil der Brenn stoffprobe verloren Alle Partikel die die Korngr e des Quarzsandes aufweisen oder kleiner sind blieben al
157. f r die Produk tion von Wasserstoff aus Biogas im dezentralen Anwen dungsbereich anbieten zu k nnen bzw Konzepte hierf r zu erstellen wird im Rahmen des Green FC Projektes ein modularer Prototyp Abbildung 5 f r die Umsetzung von Biogas in Wasserstoff f r die Speisung einer Hochtempe ratur Polymerelektrolytmembran Brennstoftzelle HTPEMFC entwickelt der den Anforderungen der ver schiedenen Biogaszusammensetzungen gerecht wird Gasreinigung Gasreformierung Wasserstof Gas Filter HT PEMFC Nachbrenner Abbildung 5 Schematische Darstellung der Green FC Prozesskette Neben der M glichkeit Biogas einzusetzen Modul Gaszufuhr ist die Einspeisung synthetischer Gaskompo nenten z B Methan Kohlenstoffdioxid und Bioethanols f r die Testung der nachfolgenden Apparaturen vorgese hen Hierdurch wird die Untersuchung alternativer bioge ner Ausgangsmaterialien erm glicht Die Gaszufuhr Modul Il Gasreinigung besteht aus einem einzelnen Filter Modul basierend auf Aktivkohle zur Ab scheidung von Schwefelverbindungen z B Schwefel wasserstoff und Siloxanen Modul kann im Rahmen von Untersuchungen durch Bio Filter ersetzt oder die Aktiv kohle durch Ersatzfilterstoffe ausgetauscht werden Die Gasreformierung Modul Ill Gasreformierung besteht aus einem Reformierungsreaktor zur Umwandlung des Biogases in Wasserstoff ber Dampfreformierung an einer Katalysatorsch ttung Im Anschluss folgt ein Shift Reaktor zur Umsetzung v
158. f die reale Anlage berlagert und uber eine visuelle Auswertung Abwel chungen identifiziert 11 14 Der Bauteilvergleich wird im Rahmen der Qualitatssiche rung durchgef hrt Auch hier werden hnlich wie beim Betriebsmittelabgleich 3D Daten der Bauteile mit ihren realen Repr sentanten abgeglichen Lediglich die Ausf h rung des technischen Systems ist unterschiedlich 2 2 Zuk nftige Anwendungsfelder der Augmented Reality in der Automobilindustrie Aus der Analyse im letzten Kapitel geht hervor dass sich alle mit der Literaturrecherche identifizierten heute in der Industrie realisierten AR Anwendungen auf die berlage rung statischer bzw in sich unbeweglicher Objekte be schr nken Hierzu wurde bereits in Abbildung 2 f r eine Bewertung der Anwendungen das Kriterium Dynamik eingef hrt wobei keine Anwendung mit einer 3 also der Integration komplexer dynamischer Systeme in die AR Technologie gekennzeichnet werden konnte Weiterhin werden diese Objekte in der Regel mit einem Koordina tensystem repr sentiert wie z B alle Spanner einer Schwei vorrichtung die zum Ursprungskoordinatensys tem der Anlage referenziert sind Dieses Verst ndnis wird mit der folgenden Abbildung dargestellt Demnach gibt es ein Ursprungskoordinatensystem in der Realit t Kosur in dem sich ein reales Objekt Roboter mit dem Koordinatensystem Kost befindet Dieses wird nun mit einem virtuellen Objekt berlagert und somit die AR Szene generi
159. formatio nen Bei einem Video bietet sich die Steuerung via Schalt fl chen fur Start Pause oder Zur ckspulen an Gleiches gilt auch f r 3 D Modelle welche Animationen enthalten Ebenfalls sind einfache interaktive Transformationen wie Skalieren Verschieben oder Rotieren des virtuellen Objek tes m glich ber eine zeitliche Komponente kann bei gedr ckter Schaltfl che die Aktion kontinuierlich ausge f hrt werden 6 Evaluierung Es wurde eine Evaluierung des entwickelten Trackingver fahren durchgef hrt Hierzu wurden synthetische Testse quenzen erstellt um die verschiedenen Einfl ssen von Translation und Rotation des zu trackenden Objekts zu ermittelt Der Vorteil solcher k nstlichen Bilder liegt darin dass die korrekte Pose bekannt ist und damit die absolu te Genauigkeit der ermittelten Pose des Trackings be stimmt werden kann F r die Bestimmung der Genauigkeit wurden die Ergeb nisse der einzelnen Testreihen gemittelt und die Stan dardabweichung bestimmt Aus diesen ergab sich eine Genauigkeit in der bestimmten Position von 2 17 Millimetern mit einer Standardabweichung von 0 25 Die bestimmte Orientierung hat eine Genauigkeit von 0 179 Grad mit einer Standardabweichung von 0 113 Die er reichten Werte sind f r die geplanten Anwendungen im Bereich Marketing hinreichend Es wurde weiterhin die ben tigte Rechenzeit des Tra ckings bestimmt Hierzu wurde f r mehrere Sekunden eine Aufnahme mit einer realen Kamera
160. g hohe Produkt und Fertigungsqualitat Realisierung flexibler Prozessgestaltungen Optimierung der internen Kommunikation Wissenserwerb und erhalt Demgegenuber greifen lediglich 5 der KMU auf digi tale Planungs und Simulationswerkzeuge zur ck Dabei sind diese durchaus bereit im Zuge eines Prozesswan dels ihre Produktentwicklung und Produktion technolo giebasiert zu unterst tzen Die Gr nde hierf r liegen vorrangig in den speziellen Randbedingungen von KMU wie beispielsweise beschr nkte Investitionsm g lichkeiten sowie fehlendes Know how im Digital Engi neering Ziel der in diesem Artikel vorgestellten Forschungsarbeit ist es ein bedarfsgerecht skaliertes Softwarewerkzeug tur Planungs und Qualifizierungsprozesse der Pro duktmontage konzeptionell zu entwickeln Dieses soll direkt auf die speziellen Anforderungen und Anwen dungsfalle einzelner KMU zurechtgeschnitten werden Durch eine einfache Gestaltung digitaler Ablaufpl ne sowie einer schnellen Generierung von Animationen der Arbeitsab l ufe in einer virtuell interaktiven Umgebung soll die Verkn pfung von Arbeitsplanung und durchf hrung unterst tzt werden 3 Grundlagen Analysen der anfallenden Herstellungskosten haben ergeben dass gerade im Montagebereich die Produkti on von Industriegutern Rationalisierungspotentiale aufweist 1 Vergleicht man nach Abbildung 1 die Produktionskosten hinsichtlich ihrer Entstehung und Verantwortung wird deut
161. g 2006 93 94 3 Eversheim Walter Organisation in der Produktions technik 3 Arbeitsvorbereitung D sseldorf Springer Verlag Berlin Heidelberg 2002 4 Zenner Christian Durchgangiges Variantenma nagement in der Technischen Produktionsplanung Universitat des Saarlandes Dissertation 2006 5 Schimke Ernst Friedrich Montageplanung Metho den Fallbeispiele Praxiserfahrung D sseldorf VDI Verlag 1994 6 Westkamper Engelbert Bullinger Hans J rg Hor vath Peter Zahn Erich Hrsg Montageplanung effizient und marktgerecht Stuttgart Springer Verlag Berlin Heidelberg 2001 7 Bley Helmut Fox Matthias Entwicklung eines featurebasierten Konzepts zur Montageplanung In VDI Berichte 1171 Serienfertigung feinwerktechnischer Produkte von der Produktplanung bis zum Recycling S 231 250 D sseldorf VDI Verlag 1994 8 Verein Deutscher Ingenieure Hrsg VDI Richtlinie 2860 Montage und Handhabungstechnik Handha bungsfunktionen Handhabungseinrichtungen Begriffe Definitionen Symbole D sseldorf VDI Verlag 1990 9 Rudolf Henning Wissensbasierte Montageplanung in der Digitalen Fabrik am Beispiel der Automobilindust rie Technische Universit t M nchen Dissertation 2006 10 Schack Rainer J rgen Methodik zur bewertungs orientierten Skalierung der Digitalen Fabrik Technische Universitat M nchen Dissertation 2007 11 Bracht Uwe Geckler Dieter Wenzel Sig
162. g hinaus das Ergebnis von beruflicher Handlungserfahrung 10 15 In der Instandhaltung von Maschinen Anlagen und Be triebsmitteln mit einem langen Produktlebenszyklus erh lt dieser Zusammenhang besondere Relevanz Ein erhebli cher Teil der erfolgreichen Strategien zur Fehleranalyse und behebung ist im individuellen erfahrungsbasierten K nnen der Experten begr ndet Ein gro er Teil dieses Wissens ist eher informell erworben enth lt als implizites Wissen subjektive Einsch tzungen Deutungen von Wer ten und Normen Es ist unmittelbar eingebettet in das individuelle Erleben in den jeweiligen Arbeitssituationen 2 Es ist auch f r Experten selbst i d R nicht unmittelbar und systematisch abruf und dokumentierbar z B f r Berichte und Protokolle In der betrieblichen Praxis ist der Transfer dieses Erfah rungswissen oft an den pers nlichen Austausch von er fahrenen Experten und jungen Nachwuchsfachkr ften gebunden Das erfordert einen hohen Personaleinsatz z B durch den Einsatz altersgemischter Teams oder Lern tandems Aufgrund der damit verbundenen Kosten schei det dieser Weg f r viele insbesondere mittelst ndische Unternehmen aus Zudem wird damit noch nicht das Problem gel st dass der Wissens und Kompetenztransfer auf einzelne Mitarbeiter beschr nkt bleibt Eine berindividuelle Nutzung des erfahrungsbasierten Wissens setzt aber voraus dass es ohne Substanzverlust expliziert wird um es dokumentieren und tran
163. gangs poster zugeordnet Nachdem f r alle Bilder die Unter merkmale extrahiert wurden werden die gr ten Cluster im Ausgangsposter zu einem Modell dem Histo grammed Intensity Patch HIP zusammengefasst Es werden hierzu die Helligkeitswerte der Pixel in dem extrahierten Feld jeweils in ein 5 stufiges eingetragen siehe Abbildung 2 Fur eine effiziente Abspeicherung wird das Histogramm binar quantisiert Hierzu werden selten aufgetretene Helligkeitswerte Histogrammbereich mit einer Wahrscheinlichkeit unter 5 maskiert Der sich ergebene HIP Merkmalsvektor P hat lediglich 5x64 Bits Speicherbedarf Das Erstellen der HIPs aus den Unter merkmalen wird solange durchgef hrt bis eine definierte Anzahl an HIPs ny p pro Poster extrahiert wurden oder mindestens 50 aller extrahierten Untermerkmale in die Datenbank aufgenommen wurden 9 4 1 2 Tracking des Posters 4 1 2 1 Ermittlung der Bildmerkmale In der Onlinephase wird f r das jeweils aktuelle Kamera bild eine Merkmalsmenge Mx erstellt Die Merkmale werden wie in der Anlernphase mit dem FAST Detektor lokalisiert Da das Poster im Kamerabild nur einen Teil ausf llt k nnen gefundene Merkmalspositionen auch au erhalb des Posters Ebenfalls kann sich durch Beleuch tungs nderungen die Anzahl der gefunden Merkmale verringern bzw erh hen Als Folge werden nicht immer gen gend Merkmale f r einen zuverl ssigen Abgleich mit der Posterdatenbank Mp gefunden Dies wird mit Anpa
164. gas ist die Alterna tive zur Erzeugung durch Elektrolyse und bietet aufgrund der Verf gbarkeit einzelner Anlagen als auch von Anla genverbunden bzw parks dezentrale und zentrale Ver sorgungsm glichkeiten Zudem ist der vielf ltige Einsatz von Wasserstoff als Ener giespeicher und Kraftstoff Hauptankn pfungspunkt zu kunftsweisender vernetzter Kraftwerkssysteme in denen bereits Biogasanlagen integriert sind und die die Grundla ge f r eine Kopplung vorhandener Technologien erm gli chen Aufgrund der unterschiedlichen Wege zur Biogasverwer tung und Wasserstoffnutzung ist die Entwicklung von Biogasdirektreformern zur Wasserstoffproduktion wich tiger Bestandteil zum Aufbau von Wasserstoffinfrastruk tur und zur Etablierung vielf ltiger Wasserstoff Nutzungs technologien Ursache hierf r ist dass nur 40 des j hrlich weltweit ben tigten Wasserstoffs von ca 500 Mrd m2 4 aus Industrieprozessen stammt bei denen Wasserstoff als Nebenprodukt anf llt Die Refor mierung fossiler Kohlenwasserstoffe ist Hauptlieferant f r die restlichen 60 Das wirtschaftlichste Verfahren ist dabei die Dampfreformierung kurzkettiger fossiler Koh lenwasserstoffe Methan bzw Erdgas Der Vorteil der Wasserstoffproduktion aus Biogas ist die Substitution von fossilen kurzkettigen Kohlenwasserstof fen verbundenen mit Vorteilen bzgl Versorgungssicher heit lokaler Wertsch pfung und Kohlenstoffdioxid Neutralit t durch den Einsatz bi
165. gasnutzung als Brennstoff Die weitere bereits etablierte bzw viel untersuchte Bio gasnutzungsvariante ist die direkte thermische Nutzung als Verbrennungsmedium Hierbei werden speziell auf die Biogaszusammensetzung ca 50 Methan angepasste Brenner eingesetzt Bei steigender Anzahl an Biogasanla gen wird Biogas als Alternative z B zu Erdgas in Brennern verwendet 1 2 Wasserstoffproduktion aus Biogas Der Stand der Technik bei der Nutzung von Biogas ist die Umwandlung der enthaltenen chemischen in thermische und elektrische Energie bzw die Konditionierung zur Nutzung separater Gasbestandteile wie Methan Eine innovative Alternative ist de Umwandlung der in Biogas enthaltenen chemischen Energie Hierbei kann durch die Nutzung chemischer Umwandlungsprozesse Synthesegas als Wasserstoff Kohlenstoffmonoxid Gemisch bzw Wasserstoff aus Biogas gewonnen wer den Anwendungen von Synthesegas und Wasserstoff Synthesegas wird u a in der chemischen Industrie als Pro zessmedium f r die Ammoniak oder Methanolsynthese sowie f r das Fischer Tropsch Verfahren genutzt reiner Wasserstoff zudem in Brennstoffzellen und Mobilit ts anwendungen Durch die H2 mobility Initiative wird die Infrastruktur zur Versorgung von bis zu 1 8 Mio was serstoffbetriebenen Fahrzeugen mit einer 100 igen Versorgungssicherheit bis 2030 erm glicht werden 129 130 Biogasumwandlung in Wasserstoff Die Produktion von Wasserstoff aus Bio
166. gestaltung Martin Stiller Redaktion Andreas Knittel M A Fotos Bilder Grafiken Soweit nicht anders angegeben liegen alle Rechte bei den Autoren der einzelnen Beitr ge Herstellung docupoint GmbH Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie detaillierte bibliografische Daten sind im Internet ber http dnb d nb de abrufbar ISSN 2191 8783 Alle Rechte vorbehalten F r den Inhalt der Vortr ge zeichnen die Autoren verantwortlich Dieses Werk ist einschlie lich aller seiner Teile urheberrechtlich gesch tzt Jede Verwertung die ber die engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes hinausgeht ist ohne schriftliche Zustimmung des Verlages unzul ssig und strafbar Dies gilt insbesondere f r Vervielf ltigungen bersetzungen Mikroverfilmungen sowie die Speicherung in elektronischen Systemen Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen und Handelsnamen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme dass solche Bezeichnungen im Sinne der Warenzeichen und Markenschutz Gesetzgebung als frei zu betrachten w ren und deshalb von jedermann benutzt werden d rften Soweit in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze Vorschriften oder Richtlinien z B DIN VDI Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden ist kann der Verlag keine Gew hr f r Richtigkeit Vollst ndigkeit oder Aktualit t bernehmen 01 2013 Fr
167. gestellt dass die Probanden mehr Fehler in k rzerer Zeit entdeckt haben Sie ben tigten weniger Zeit und arbeiteten zielgerichteter Zur Verbesserung der Akzeptanz dieser Selbstbefragungs methoden schlagen die Autoren vor die Interaktionsm g lichkeiten der Lernenden w hrend der Trainings zu ver bessern vgl 14 S 194 Zusammenfassend verweisen die Autoren auf das Lernen in m glichst authentisch gestalteten Lernsituationen Die Nutzung des Wissens soll in die Bearbeitung realer Ar beits aufgaben eingebettet sein und damit verbessert und gesichert werden 3 L sungsans tze ber die Verf gbarkeit von Daten und Informationen aus dem Einsatz von Maschinen und Anlagen bzw dem In standhaltungsprozess hinaus wird das erfahrungsbezoge ne Wissen der Instandhaltungsfachkr fte derzeit Uber wiegend in zweifacher Weise vermittelt in Fortbildungsveranstaltungen durch Dozenten die als Experten die Pr sentation der fachsystematischen Inhalte durch praktische Beispiele aus realen Arbeits situationen m ndlich erl utern und erg nzen unmittelbar im Arbeitsprozess bei der L sung auftre tender Probleme durch die fernm ndliche Beratung und Anleitung der Fachkr fte Im Folgenden wird das Triadengespr ch als eine Methode zur Erhebung erfahrungsbasierten Wissens vorgestellt F r den Transfer impliziten Erfahrungswissens werden an schlie end die Potentiale von virtuell interaktiven Ler numgebungen skizziert 3 1 Er
168. he sen uber Storungsursachen Strategisches Wissen zur Fehleranalyse und deren bertragbarkeit vgl 13 S 143 Im Ergebnis steht f r die Autoren au er Zweifel dass das Verhalten eines Instandhalters bei der Fehleranalyse ne ben seinem Faktenwissen auch vom Handlungswissen gesteuert wird welches im betrieblichen Arbeitsprozess erworben wird Offen bleibt jedoch welche kognitiven Prozesse bei der Aktivierung der jeweiligen Wissensarten ablaufen Die Entwicklung und Erprobung von Instruktionsmetho den zur F rderung der diagnostischen Probleml sef hig keit anhand der Nutzung des Fakten und Handlungswis sens wurde in einer weiteren Studie untersucht 14 Der konzeptionelle Ansatz f r die Trainings war der Einsatz Heuristischer Regeln d h Anweisungen zum Problem l sen zur Unterst tzung und Steuerung der Analyse Planungs und Entscheidungsschritte In diesem Zusam menhang wurde das Problem der Analyse und Aufberei tung der Probleml sestrategien von Experten als Grund lage der Trainings nicht befriedigend gel st vgl 14 S 194 Anschlie end wurden Ergebnisse der Untersuchung des Einflusses von Selbstreflektionstechniken auf das Problem loseverhalten von Auszubildenden herangezogen Die Pro banden sollten im Anschluss oder w hrend der Trai nings z B Fragen beantworten wie Was habe ich vermu tet Wie bin ich vorgegangen Warum bin ich so vorge gangen Was muss ich ver ndern Im Ergebnis wurde fest
169. heben von Erfahrungswissen das Triadengespr ch Das Triadengespr ch ist eine Methode zur Weitergabe erfahrungsbasierten Wissens Es wurde in einem Pilotpro jekt von Prof Michael Dick von der Hochschule f r ange wandte Psychologie am Institut f r Kooperationsfor schung und entwicklung der FH Nordwestschweiz in Olten mit der Entwicklungsabteilung der Airbus Deutsch land GmbH entwickelt und erprobt 4 Es ist ein r umlich und zeitlich begrenztes Gespr ch zu einem vorher vereinbarten Thema an dem drei Personen in spezifischen Rollen teilnehmen Der Erz hler Wissensgeber als Experte und Erfah rungstr ger Der Zuh rer Wissensnehmer als Novize bzw weni ger erfahrenem Mitarbeiter mit dem Anspruch vom Experten zu lernen Der fachliche Laie als methodischer Experte und Moderator Der Experte vertritt den Entstehungskontext in den das Wissen eingebettet ist G ltigkeit Der Novize gew hrleistet den Anwendungskontext f r den das Wissen ben tigt wird Nutzen Der Laie hinterfragt das selbstverstandlich gewor dene unsichtbare Wissen Verst ndlichkeit Abbildung 1 Die Rollen im Triadengespr ch Der Experte schildert Situationen in denen er bedeutsame Erfahrungen gesammelt hat Das k nnen gute L sungen sein aber auch L sungswege oder Einsichten die er bei der Bew ltigung schwieriger Situationen gewonnen hat Der fachliche Zuh rer vollzieht das Handeln des Experten mit versucht sich fachlich zu
170. hes System wird ein mechanisches System bezeichnet das unter der Einwirkung von Kraften und Momenten steht Dabei wird von einem komplexen Sys tem gesprochen wenn mindestens 6 einzelne K rper ber mechanische Verbindungen gekoppelt sind Diese Systeme werden mit der AR Technologie kongruent mit Ihren virtuellen Pendants in Echtzeit berlagert und wel terhin Zusatzinformationen aus der Registrierung des realen Systems ermittelt und in der erweiterten Realitat visualisiert Zur weiteren Beschreibung und Modellierung des Integra tionsansatzes der komplexen dynamischen Systeme in die AR Technologie werden die im vorigen Kapitel erlauterten Abbildungen in Anlehnung an 23 formalisiert Abbil dung 7 stellt die Formalisierung dar Es wird ein Roboter in seine drei Teilobjekte R R2 und R3 untergliedert die ber zwei Gelenke G 12 und G23 miteinander verbunden sind In der formalisierten Darstellung werden die K rper oder Objekte durch quadratische K stchen und die Ge lenke durch deren Verbindung symbolisiert lenke zwischen den K rpern Abbildung 7 Formalisierung der Beschreibung In Abbildung 8 wird die formalisierte Darstellung mehr dimensional erweitert Demnach kann ein komplexes dynamisches System aus R n K rpern in der Realit t be stehen Weiterhin sind diese jeweils mit Gelenken Gariz n verbunden F r eine kongruente berlagerung mit der AR Technologie ist es erforderlich f r jeden realen K rper ein virtuelles P
171. hohen Zugfestigkei ten und Steifigkeiten bestm glich ausgenutzt werden 1 S 66 Allerdings gestaltet sich das bei Kegel und Frei formfl chen diffizil da die Fasern w hrend des Belegens zum Verrutschen neigen Die bisher bliche Wickelme thode zur Fertigung von Leichtbauzentrifugenrotoren aus Faserkunststoffverbunden ist zur optimalen Positionierung der Fasern nicht geeignet Auch weisen die gewickelten Oberfl chen technologisch bedingt eine zu hohe Rauheit auf um eine hinreichende Laufruhe des Rotors zu erm g lichen berdies sind die f r diese Wickelmethode ben tigten Mehrachswickelanlagen sehr kostspielig Infolgedessen basiert die neue Produktionsmethode auf der Verwendung von Kohlenstoff Spiralb ndern Abbildung 1 Diese werden als gezielte Versteifung von Konstruktionen in den Hauptbelastungsrichtungen ein gesetzt 2 S 65 Sie sind geometrisch exakt an die Kegel flache des Rotors anpassbar und k nnen somit hervorra gend am Rotor positioniert und gleichsam fixiert werden Das Potenzial der Fasern wird durch die Belastung in Zugrichtung bestm glich ausgenutzt Eine weitere M glichkeit zur Optimierung der Rotoreigen schaften besteht in der Verwendung von F llk rpern Diese aus einem leichten Schaum gefertigten Einleger sind so im Rotor eingebracht dass gr ere nicht notwen dige Agglomerationen von CFK vermieden werden k n nen Die Einleger befinden sich innerhalb der Rotorkon struktion und sind zwing
172. hr aufgrund der Parallelitat von Energie und Verkehrsmittelkette konvergierend so dass diese jeweils einen Upstream Midstream und Downstream Ansatz enthalten Sie m n den in die Transportdienstleistungskette welche zwei unterschiedliche Akteursgruppen umfasst den Transport vorhandener Organisationsstrukturen nur geringf gig ansteigt 15 2 3 Bewertung der Ansatzpunkte Grunds tzlich unterscheiden sich die Ansatzpunkte hin sichtlich des Administrationsaufwands voneinander da dieser mit der Anzahl von zu berwachenden Marktak teuren an steigt 7 Der Administrationsaufwand bildet die indirekten Kosten des Emissionshandels da er nicht zu einer direkten Reduzierung der CO2 Emissionen beitr gt aber trotzdem notwendig f r die Funktionsf higkeit des Emissionshandels ist Im Folgenden wird daf r auch der Begriff Transaktions kosten verwendet Bei den nach weispflichtigen Unter nehmen im EU ETS umfassen die Transaktionskosten vor allem Aufwendungen f r die Erstellung eines Monitoring Plans vor Beginn eines Berichtszeitraums durch einen externen Sachver st ndigen Prufung und Verifizierung des j hrlichen Emissions berichts durch einen externen Sachverst ndigen und Besch ftigung eines sachverst ndigen Mitarbeiters im eigenen Unternehmen u a zur Erfassung und Dokumentation der CO2 Emissionen sowie zum Kauf und Verkauf von Zertifikaten 15 31 32 Bei einem Downstream Ansatz im Stra eng terverk
173. hrungen lassen sich weitere Untersuchungsziele ablei ten Die Trennung der Brennstoffpartikel vom Inertmate rial ist von besonderer Bedeutung f r eine Probe die das gesamte Spektrum der im Reaktor befindlichen Brenn stoffpartikel repr sentieren soll Das bisher vielverspre chendste Trennungsverfahren die Sichtung soll in K rze getestet werden Durch den relativ gro en Dichteunter schied wird hierin das gr te Potential vermutet um schnell und effizient zu trennen Auch Segregationseffekte beschrieben bei Zhang 6 wie z B das Aufschwimmen gro er Partikel im Bett m ssen untersucht werden um zu beurteilen ob die Probenahme tats chlich der Anforderung entspricht das gesamte Bett zu repr sentieren 7 1 2 3 4 5 6 Literatur F Kretschmer V K Surasani A B ck M Peglow E Tsotsas Particle size depen dent devolatilization kinetics of wood pel lets 9 10 Forschungskolloquium am Fraunhofer IFF 2010 91 96 Werther Joachim Measurement tech niques in fluidized beds Powder Tech nology 102 1999 15 36 M Lackner G Loeffler G Totschnig F Winter H Hofbauer Carbon conversion of solid fuels in the freeboard of a labora tory scale fluidized bed combustor application of in situ laser spectroscopy Fuel 83 2004 1289 1298 T Reichelt H Spliethoff and K R G Hein In situ determination of fuel par ticle reaction rates by simultaneous measurement of particle tem
174. hten angelernt und in einer Datenbank gespeichert Zur Laufzeit werden Merkmale im aktuellen Kamerabild mit den Merkmalen in der Daten bank verglichen Matching Stimmen die Merkmale der aktuellen Kamerasicht mit den Merkmalen einer angelern ten Sicht berein kann die Pose des Posters im Kamera bild bestimmt werden 4 1 1 Anlernen des Posters Um ein bestimmtes Poster detektieren und verfolgen zu k nnen muss dieses zun chst dem System bekannt ge macht werden Hierzu werden aus mehreren markanten Punkten auf dem Poster Modelle erstellt Dieser Vorgang geschieht in einer separaten Offlinephase Die Punkt merkmale sollten sich durch eine hohe Reproduzierbar keit Unterscheidbarkeit und eine effiziente Berechnung auszeichnen Um ein Merkmal zu bestimmen muss dieses zunachst im Bild detektiert werden F r die Detektion der Merkmale wird der FAST 9 Detektor Features from Ac celerated Segment Test verwendet 11 Dieser weist eine gute Reproduzierbarkeit bei kleinen Sichtveranderungen auf und ist effizient zu berechnen Im Gegensatz zu De tektoren wie SIFT 8 Scale Invar ant Feature Trans form und GLOH 12 Gradient Location and Orientati on Histogram werden f r die Detektion keine Ablei tungsoperationen oder aufwendige Suchen in verschie denen Aufl sungsstufen durchgef hrt Der FAST Detektor berechnet f r jeden Bildpunkt den Helligkeitsunterschied zu den umliegenden auf einem Kreis angeordneten Pixeln Ein Punk
175. ibration software package Orebro University Sweden 2012 3 J C K Chow K D Ang D D Lichti and W F Tes key Performance analysis of a low cost triangulation based 3D camera Microsoft Kinect system Department of Geomatics Engineering University of Calgary Canada 2012 111 HOHERE LEISTUNGSFAHIGKEIT VON LABORZENTRIFUGEN DURCH ROTOREN AUS KOHLEFASERWERKSTOFFEN Pierre Mollers M Sc Fraunhofer Institut fur Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtual Engineering Dr Ing Uwe Klaeger Fraunhofer Institut fur Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtual Engineering 113 HOHERE LEISTUNGSFAHIGKEIT VON LABORZENTRIFUGEN DURCH ROTOREN AUS KOHLEFASERWERKSTOFFEN Pierre Mollers M Sc Dr Ing Uwe Klaeger Virtual Engineering Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF 1 Hintergrund Sowohl in der Chemie und Pharmaindustrie als auch in der Medizin werden Laborzentrifugen zur Separierung verschiedener Stoffe eingesetzt Ein zentraler Bestandteil dieser Zentrifugen ist der Rotor welcher zur Aufnahme der Probengef e dient Er ist w hrend der Zentrifugation sehr gro en Beanspruchungen ausgesetzt So wirken bei Drehzahlen von bis zu 20 000 min Zentrifugalkr fte die dem 25 000 fachen der Erdanziehung entsprechen k n nen Um diesen Belastungen gerecht zu werden m ssen die Rotoren einerseits ein hohes Ma an Laufruhe und Bruchsicherheit sowie andererseits geringe Verformungen garant
176. icht 5 2 1 Systemstruktur Zur Darstellung der Systemstruktur der raumlichen Abbil dung der Systemelemente wird wie es in der Logistik blich ist eine Layout Visualisierung verwendet Dabei kann zwischen einem Reallayout wie Fotos oder CAD Zeichnungen oder einem Ideallayout wie schematischen Abbildungen gew hlt werden In Abb 2 ist ein Ideallayout des beispielhaften Flughafens dargestellt Das Modell besteht aus einem Warehouse links unten im Bild Stands Standpl tze f r die ankom menden und abfliegenden Flugzeuge Und einem Pool von Tugs und Dollys die als Schlepper und Anh nger f r den Transport der Container vom Flugzeug ins Lager und wieder zum Flugzeug hin dienen Die Tankstelle und die Werkstatt f r die Tugs liegen direkt neben dem Pool Die Tugs d rfen aus Sicherheitsgr nden die eingezeichnete Fl che in der Mitte zwischen den Stands nicht befahren diese dient als Fahrweg f r die Flugzeuge Stand 427 Stand 444 Werkstatt Tankstelle Dolly Tugpool Warehouse Speerzone Tugs Fahrwege fur Tugs Abbildung 2 Ideallayout des Flughafens 5 2 2 Zieldefinition Damit die Analyse auch relevante Informationen zum System liefern kann muss das Ziel des Gesamtsystems klar definiert werden Da es sich hier um die Modellierung eines Logistiksystems handelt bietet sich die Zieldefinition nach den 8 Richtigen der Logistik an d h das Ziel des Systems ist es die richtige Ware in der richtigen Menge und
177. ichtliches und nicht annehmbares Risiko einer Erkrankung oder Verletzung Hybrides Motion Capturing System F r die Bewegungserfassung eines Mitarbeiters im Bereich um und in einer PKW Karosse wird ein hybrides Motion Capturing Trackingsystem verwendet Dieses besteht aus einem optischen Outside In System um absolute 6 DOF degrees of freedom zu liefern und einem inertialen relativ messenden System um das Tracking au erhalb des FOV field of view der Trackingkameras zu gew hrleisten F r das optische System der Firma Advanced Realtime Tracking GmbH kurz A R T sind mindestens acht ART track3 Kameras mit einer Brennweite f 4 5mm f r das bersichtstracking notwendig Weitere zwei ARTtrack3 Kameras mit einer Brennweite f 3 5mm sind f r das Tracking in einer Kalibrierposition vorgesehen Die Infrarot Kameras vom Typ ARTtrack3 besitzen eine Aufl sung von 640x480 Pixel und emittie ren Infrarot Blitze in einer Wellenl nge von 880 nm Die Kameras m ssen in ihrer Position und Orientierung zuei nander fest sein Das gesamte optische Trackingsystem wird durch einen ATC ARTtrack Controller gesteuert Zur Initialisierung des Systems ist es notwendig einen Kalib rierwinkel in den leeren Trackingbereich zu legen und das Volumen mit einem Kalibrierstab einzumessen Abbildung 15 Systemkomponenten f r ein hybrides Motion Capturing System F r das Ganzk rpertracking werden 17 optische Targets ben tigt Die dabei verwendeten
178. ie Erh hung der Besch fti gungsquote lterer Mitarbeiter Im Vergleich europ ischer Staaten l sst sich f r Deutschland ein erhebliches Verbes serungspotential fest stellen insbesondere gegen ber den offensichtlichen Erfolgen skandinavischer Staaten Dabei wird die berragende Bedeutung der beruflichen Weiterbildung hervorgehoben 12 Eine besondere Form innerbetrieblicher Weiterbildung ist der gegenseitige Transfer der unterschiedlichen Fahigkei ten und Kompetenzen lterer und j ngerer Mitarbeiter Die langj hrig besch ftigen Mitarbeiter verf gen h ufig ber wertvolles erfahrungsbasiertes Wissen In betriebli chen Probleml sungsprozessen haben sie systematisches Fachwissen mit reflektierten Ergebnissen aus besonders schwierigen oder komplexen Arbeitsaufgaben verkn pft In der verantwortlichen Bearbeitung von Arbeitsaufgaben werden dar ber hinaus das betriebsbezogene Werte und Normensystem sowie die subjektive Interpretation der Situation handlungsleitend wirksam Die j ngeren Fach kr fte bringen mit ihrem aktuellen Fachwissen auch neue re Erkenntnisse aus Forschung und Entwicklung ein 6 Das erfahrungsbasierte Wissen der Experten ist in der Regel nicht vollst ndig dokumentiert Als implizites Wissen tacit knowledge steuert es mehr oder weni ger bewusst die Arbeitshandlungen von Experten Diese Expertise ist also ber das intentionale fachsystematische Lernen in der beruflichen Aus und Weiterbildun
179. ie international vereinbarten und als dringlich erach teten Klimaschutzziele auch nach dem Auslaufen des Kyoto Protokolls 2012 weiterzuverfolgen haben sich alle Staaten der Europ ischen Union EU und vor allem Deutschland zu weitergehenden Reduktionsverpflichtun gen bekannt Bis 2020 will Deutschland seine Treibhaus gas Emissionen um 40 Prozent gegen ber 1990 reduzie ren wahrend in der gesamten EU durchschnittlich 20 Prozent erreicht werden sollen Mittelfristig wird in Deutschland sogar eine Reduktion um 55 Prozent bis 2030 und bis Mitte dieses Jahrhunderts um 80 bis 95 Prozent jeweils gegen ber 1990 angestrebt 2 Davon wird auch der Verkehrssektor zuk nftig nicht unber hrt bleiben da sein Anteil an den anthropogenen Treibhausgas Emissionen weltweit rund 13 Prozent und in der Europ ischen Union etwa 20 Prozent betr gt 1 3 In Deutschland wird besonders der Stra eng terverkehr mit einem gegenwartigen Anteil von etwa f nf Prozent an den Gesamtemissionen zuk nftig mehr zum CO2 Aussto beitragen Da laut einer Modellrechnung des Deutschen Zentrums f r Luft und Raumfahrt DLR bis 2030 ein Anstieg der Fahrleistung um etwa 69 Prozent gegen ber 2005 prognostiziert wird steigen die CO2 Emissionen dementsprechend um 32 bis 50 Prozent an 4 Obwohl dabei ein optimistisches Szenario f r die 1 Das vom Menschen verursachte anthropogene CO2 ist mit einem Anteil von weltweit etwa 75 Prozent das bedeutendste Treibhausgas da
180. ieren Zu diesem Zweck eingesetzte konventionelle Rotoren werden gegenw rtig aus speziellen Aluminium legierungen angefertigt Sie lassen sich verh ltnism ig einfach und kosteng nstig produzieren sind aber bez g lich der Belastbarkeit als auch der Rotationsgeschwindig keit beschr nkt berdies weisen jene konventionellen Aluminiumrotoren h ufig nachteilige Unwuchten auf Als Alternative zu den konventionellen Aluminiumrotoren bieten Rotoren in Faserverbundbauweise erhebliches Potenzial Sie k nnen theoretisch trotz einer geringeren Masse sechsmal h here Belastungen aufnehmen Dies wirkt sich positiv auf die Hochlauf und Standzeiten sowie den Energieverbrauch der Zentrifuge aus Durch die ge ringere Masse des Rotors k nnen des Weiteren geringere kinetische Energien und in Folge dessen h here Rotati onsgeschwindigkeiten erreicht werden Aufgrund der vorwiegend manuellen Fertigung der Faserverbundroto ren in Mischbauweise und der h heren Materialkosten sind sie jedoch kostenintensiver als entsprechende Alumi niumrotoren 2 Motivation und Zielsetzung Aus dem erl uterten Kontext ergibt sich die ZweckmaBig keit zur Entwicklung einer systematischen Produktionsme thodik von Leichtbaurotoren aus kohlenstofffaserverst rk ten Kunststoffen Stets zu ber cksichtigen sind dabei die anisotropen Werkstoffeigenschaften der Kohlenstofffa sern Denn nur unter optimaler Ausrichtung der Fasern in Belastungsrichtung k nnen ihre sehr
181. iese einzeln unter verschiedenen Bedingungen untersucht In den folgenden Grafiken sind die Messergebnisse dazu dargestellt Zun chst wurde die Auswirkung der Gebla selaufzeit zur Generierung des Unterdrucks analysiert 23 24 u Te i i u el u NEE 200 tVakuum 0 5 s 100 tVakuum 0 3 s 0 0 2 4 6 8 laufende Nummer der Probeentnahme Probemasse g Abbildung 4 Einfluss der Vakuumgenerierungszeit auf die Probenmasse In Abbildung 4 sind die Ergebnisse zur Untersuchung des Einflusses der Vakuumgenerierung auszugsweise darge stellt Es ist festzustellen dass die Vakuumziehzeit tvakuum keinen Einfluss auf die Probeentnahme hat Als zweiter Faktor wurde die ffnungszeit des Probe nahmeventils untersucht 500 400 00 Y 300 Yn z 2 200 2 re tProbeentnahme 0 35 au m tProbeentnahme 0 4s F tProbeentnahme 0 5s 0 1 2 3 4 5 laufende Nummer der Probeentnahme Abbildung 5 Einfluss der Offnungszeit auf die Probenmasse Wie in der obigen Grafik Abbildung 5 eindeutig zu erkennen ist dieser Parameter entscheidend fur die Men ge der Probe Umso l nger das Ventil ge ffnet bleibt desto gr er ist die Probemasse Dieser Zusammenhang l sst sich f r dieses System empi risch folgenderma en ausdrucken Mp g 1025 g s t 130 g 3 5 Probeentnahme Die Probenmasse ist jedoch durch die Kapazit t des WS K hlreaktors begrenzt und sollte 500 g nicht berschrei ten
182. irgt sich das Dieser Entwicklungsschritt ist in der Abbildung 5 unter spezifische Verhalten eines Bestandteils F r die Ber ck der Nummer Zwei abgebildet F r die Spezifikation einer sichtigung einer multiplen Ausf hrungsdarstellung Simu Plattform werden die Schnittstellen der involvierten Be lation C Code sind unterschiedliche Verhaltensbeschrei standteile in Simulink nachgebildet Der Informationsge bungen anzugeben Eine Verhaltensbeschreibung basiert halt ber die Schnittstellen resultiert aus der vorangegan auf der Beschreibung von Simulink Bl cken weil ein gen Beschreibung Simulink Block die Kapselung einer Funktionalit t dar stellt Nicht funktionale Charakteristika stellen weiterf h Im Rahmen der Spezifikation muss der Entwicklungsinge rende Informationsinhalte eines Bestandteiles in Form nieur die Interaktion zwischen Sensorik m glicher Signal einer Klartext Signal oder Anschlussbeschreibung be verarbeitung Verarbeitungseinheit und Kommunikations reit schnittstelle herstellen Im Anschluss sind die Parameter der verwendeten Schnittstellen zu konfigurieren SardaS 6 Spezifikation berpr ft die Interaktion auf Korrektheit und die konfigu rierten Schnittstellenparameter auf Kompatibilit t Mit der Spezifikation wird eine Plattform bestehend aus F r den Nachweis einer korrekten Schnittstelleninterakti Sensorik Signalverarbeitung Verarbeitungseinheit und on werden regul re Ausdr cke eingesetzt Dabei wird Kommunika
183. ist beispielhaft f r den ULD Container in Tab 6 dargestellt Die Richtigen der Logis tik die in diesem Zusammenhang nicht betrachtet wer den sind nicht mit aufgef hrt 8R der Logistik Attribut Richtige Ware Identifikationsnummer Richtige Qualit t Temperatur Ersch tterung Richtiger Zeit Zeitstempel punkt Richtiger Ort Ort Tabelle 5 Attribute aus den 8 Richtigen der Logistik f r den ULD Container Der zweite Teilschritt bezieht sich auf die zuvor definier ten Prozesse der bewegten Objekttypen Aus diesen werden verschiedene Stati definiert die die bewegten Objekttypen einnehmen k nnen F r das Flugzeug aus dem Beispiel k nnten diese folgende sein Landung Warten auf Stand Entladen Beladen Abflug F r die station ren Objekte k nnen auch Stati definiert werden wie z B f r das Warehouse die Stati frei und belegt Im dritten Teilschritt werden abschlie end aus den zuvor identifizierten Relationen Attribute abgeleitet Im Beispiel w re es das Attribut Inhalt 5 3 2 Struktur der Zustandsdaten Aus den zuvor durchgef hrten Schritten kann abschlie Bend eine allgemeine Datenstruktur f r die Objekttypen abgeleitet werden F r das Beispiel ist diese in Tab 7 und Tab 8 dargestellt ULD FLZ Tug Dolly ID x X X X Zeit X X X X Ort X X X X Status X X X X Inhalt X X X Temperatur X Ersch tterung X Abnutzung Tankf llstand X Tabelle 6 Struktur der Zustandsdaten der bewegten Objekttypen
184. itatsprofils Prim r erfolgt die Nutzung des nutzerindividuellen Mobilit tsverhaltens basierend auf der Historie des Nutzerverhaltens Kann keine Aussage ber ein individuelles Mobilit tsverhalten getroffen werden so erfolgt die Prognose basierend auf dem Mobilitatsverhalten der Gruppe der der Nutzer aufgrund seines Verhaltens zugeordnet ist Die Gruppen zugeh rigkeit erfolgt durch den Abgleich des Nutzerver haltens Vergleich der Morphologie Ist auch hier keine Prognoseermittlung m glich so wird die Prognose des Verhaltens basierend auf dem Verhalten der Allgemein heit ermittelt Hierbei ist jedoch zu ber cksichtigen dass aufgrund der Ber cksichtigung der Allgemeinheit das Eintreten des prognostizierten Nutzerverhaltens erheblich unwahrscheinlicher ist 4 Zusammenfassung Die vorgestellte Methodik ist im Rahmen des Projektes Harz EE Mobility zur Schaffung der Datengrundlage fur die Online Simulation zur Ermittlung der Prognose des Mobilit tsverhaltens angewendet worden Hierbei wur den in Probandenfahrzeugen Komponenten des Telema tiksystems installiert und in einer anschlie enden anony misierten Form Daten erhoben Die Aktualisierung des Datenbestands der daraus ermittelten Mobilit tsprofile sowie die Berechnung der Prognosen ist im Projekt reali siert worden Der hierdurch entstehende Datenfluss ist in der Abbildung 3 dargestellt Telematiksystem Live Daten 1x pro Tag Ereignisse Profile
185. iterbildung Gegenstandsbe stimmung und Umsetzungsbeispiele IBBP Arbeitsbericht Nr 74 Magdeburg 2 B hle F 2005 Erfahrungswissen hilft bei der Bewal tigung des Unplanbaren In Berufsbildung in Wissen schaft und Praxis 34 Jahrgang Heft 5 2005 3 Bonz G 1999 Methoden der Berufsausbildung ein Lehrbuch Stuttgart 4 Dick M Braun M Eggers Hildebrandt N 2010 Wissenstransfer per Triadengesprach eine Me thode f r Praktiker In zfo Zeitschrift F hrung Organi sation 79 Jahrgang Heft 06 2010 S 375 383 5 Dick M 2007 Das Lernt tigkeitssystem als Rahmen konzept f r die Gestaltung Implementierung und Nut zung von VR im Arbeitsprozess In Kompetenzentwick lung in realen und virtuellen Arbeitssystemen Bericht zum 53 Kongress der Gesellschaft f r Arbeitswissenschaft vom 28 02 02 03 2007 in Magdeburg Dortmund 2007 S 29 ft 6 Drescher E 2002 Arbeitsprozesswissen in der be trieblichen Instandhaltung In Fischer M Rauner F Lernfeld Arbeitsprozess Ein Studienbuch zur Kompeten zentwicklung von Fachkr ften in gewerblich technischen Aufgaben bereichen Baden Baden 2002 5 255 ff 7 Frackmann M Tarre M 2009 Lernen und Problem losen in der beruflichen Bildung Bielefeld 8 Hacker W Wissensdiagnose In Rauner F Hrsg 2005 Handbuch Berufsbildungsforschung Bielefeld S 616 622 9 Langhoff T 2009 Den demographischen Wandel im Unt
186. itut f r Verfahrenstechnik PROBENANALYSESYSTEM EINER WIRBELSCHICHTVERSUCHSANLAGE ZUR UNTERSUCHUNG DES FESTSTOFFUMSATZES VON BIOMASSEN Dipl Ing Franka Kretschmer Johannes Haus Dr Eyck Schotte Prof Dr Evangelos Tsotsas Institut f r Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg 1 Einleitung 1 1 Wirbelschichtprozesse zur thermo chemischen Biomassekonversion Die Moglichkeit Wirbelschichttechnologie fur energie technische Zwecke einzusetzen wurde mit der Holzverga sung schon fr hzeitig erkannt und erlangt nun aufgrund der kologisch klimatischen Probleme neue Bedeutung Dazu wurde das Brennstoffspektrum zugunsten der Bio massen wesentlich erweitert Um die Rolle einnehmen zu k nnen die man der Biomassenutzung f r die zuk nftige Energiegewinnung zuschreibt m ssen die Prozesse je doch weiter optimiert werden Dies kann unter anderem durch verbesserte Regelungskonzepte geschehen die auf Modellen basieren In diesem Fall sollen Populationsbilan zen die Grundlage des Modells bilden f r die die Eigen schaftsverteilungen u a der Partikelgr e entscheidend sind 1 Das Modell beschreibt die nderung dieser Ver teilungen welche von Umsatz und Abbrandkinetiken bestimmt wird 1 2 Motivation und Herausforderung Um das zur Regelung zu verwendende Populationsbi lanzmodell zu parametrisieren und sp ter zu validieren ist die Kenntnis ber die Partikelgr enverteilung des Brenn stoffs im Wirbel
187. kann nun die notwendige Trockeneismenge mit _ Msand Cp sand TBett T pergabe Mco solid age SCS 3 3 u berechnet werden Dabei wird der W rmeverlust nach au en und an das durchstromende N vernachl ssigt um bei auftretenden Schwankungen der Probenmasse K hlreserven vorzuhal ten Das Trockeneis wird in Pelletform mit einem Durchmesser von 2 3 mm dem K hlreaktor zugef hrt wodurch eine gleichm ige Fluidisierung zusammen mit der Probe m glich ist Durch den guten W rme und Stoff bergang in dem WS K hlreaktor verschwinden die Trockeneispel lets nach einigen Sekunden der Fluidisierung und die Probe kann mit stark gesenkter Temperatur bergeben werden Aus Gleichung 3 3 wird die Temperaturabh ngigkeit der notwendigen Trockeneismasse deutlich die hier im Dia gramm Abb 3 dargestellt ist 500 400 300 200 100 ben tigte Menge Trockeneis g 0 200 400 600 Probemasse g Abbildung 3 Abhangigkeit der notwendigen Trockeneismenge von Probenmasse und Betttemperatur 4 Parametrisierung 4 1 Parameter zur Justierung des PES Das Ziel der Parametrisierung des PES besteht darin eine konstante Probenmasse zu erhalten die den Korngro Benhaushalt des Reaktorbettes wiedergibt Um dies zu erreichen k nnen folgende Parameter variiert werden Vakuumgenerierungszeit Probenahmezeit Klappenstellung Um den Einfluss der oben genannten Parameter auf die Menge der Probe zu quantifizieren wurden d
188. keit 1 L sungsm glichkeit 3 Erfassen aller einzelnen K rper ber Tracking Erfassen bestimmter K rper mit Tracking und Berechnung der brigen K rper ber MKS Modelle Erfassen aller einzelnen K rper ber Tracking Lernf higes System Auswertung von Bewegungsmustern Neuronale Netze Abbildung 9 L sungsm glichkeiten zur Integration komplexer dynamischer Systeme in die AR Technologie Diese L sungsalternative ist auch bei einem unbekannten System denkbar da hierbei die mechanische Beschrei bung nicht zwingend erforderlich ist Dies ist jedoch nur in begrenztem Ma e zu realisieren da mit zunehmender Markeranzahl die Bildwiederholrate der AR Szene ab nimmt und gleichzeitig die Latenzzeit zunimmt Hierzu wurde ein Laborversuch durchgef hrt bei dem die Aus wirkungen der Koordinatensystemanzahl auf die Framera te bei optischen AR Systemen untersucht wurden Das Ergebnis des Versuchs zeigt Abbildung 10 Demnach ist L sungsm glichkeit 1 bis zu einer Systemgr e von max 19 K rpern unter Gew hrleistung des Echtzeitkriteriums anwendbar Unifeye robust Kamerakalibrierung Trakingdata Marker im Bild fps Anzahl Marker Abbildung 10 Ergebnisse Versuch Auswirkungen der Koordina tensystemanzahl auf die Framerate bei optischen AR Systemen Ist eine Erfassung aller K rper aufgrund von Perfor manceproblemen oder Schwierigkeiten bei der techni schen Umsetzung der Marker nicht m glich
189. ktri sche Energie im Schienenverkehr welche das Pendant zu den Kraftstoffen im Stra enverkehr bildet Daher ist ein Upstream Ansatz f r alle fl ssigen Kraftstoffe im Ver kehrssektor besonders aus der Perspektive von Schienen verkehrsunternehmen die konsequenteste L sung da neben der elektrischen auch die Diesel Traktion in das EU ETS integriert wird Au erdem k nnen durch den Up stream Ansatz auch neue Kraftstoffsorten z B Wasser stoff leicht in das EU ETS integriert werden Durch den Upstream Ansatz sind dar ber hinaus alle verf gbaren Energie Input Faktoren von Verkehrsmitteln Benzin Diesel Autogas Schwer l elektrischer Strom auf den Verkehrstr gern Stra e Schiene und Binnen schifffahrt in das EU ETS integrierbar Die Kraftstoffe von Flugzeugen werden hierbei ausgenommen weil der Luft verkehr bereits ber einen Downstream Ansatz erfasst wird Da der Preis von allen Energie Input Faktoren dem nach einen dem jeweiligen Emissionsfaktor entsprechen den CO2 Kostenanteil enth lt welcher wiederum auf dem einheitlichen Zertifikatemarktpreis des EU ETS ba siert herrschen gleiche Wettbewerbsbedingungen zwi schen den Verkehrstr gern im Personen und G terver kehr 3 Forschungsziele und L sungsweg Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es die Wirksamkeit eines Upstream Emissionshandels zur Reduktion der CO2 Emissionen im Stra eng terverkehr mithilfe eines Simula tionsmodells zu untersuchen Dabei besteht
190. lberg Mannheim Frankfurt Berlin 2003 8 Endres A Umwelt konomie 2 Auflage Stuttgart Berlin K ln Kohlhammer Verlag 2000 9 Weimann J Umwelt konomik 2 Auflage Berlin Heidelberg Springer Verlag 1991 10 K ster R Ellersdorfer I Vo A CO2 Emissionshandel f r Prim renergiem rkte Eine Alternati ve zur Instrumentenvielfalt im Klimaschutz am Beispiel des Verkehrssektors Stuttgart Institut f r Energiewirtschaft und Rationelle Energieanwendung Universit t Stuttgart 2008 11 Europ isches Parlament EU Emission Trading Scheme use permit revenues to fund climate change protection says Environment Committee Pressemittei lung vom 7 10 2008 In URL http www europarl europa eu Stand 8 November 2010 12 Forschungsgesellschaft fur StraBen und Verkehrswe sen Arbeitsgruppe Verkehrsplanung Emissionshandel und Joint Implementation als Beitrage zu einer nachhalti gen Verkehrsentwicklung Arbeitspapier Koln 2011 13 Diaz Bone et al Flexible Instrumente der Klimapolitik im Verkehrsbereich Ergebnisbericht der Vorstudie Hedel berg Mannheim Stuttgart 2001 14 Stronzik M B hler G Lambrecht U Ansatzpunk te fur einen Emissionshandel im Verkehrssektor In Zeit schrift f r Energiewirtschaft 26 2002 3 S 193 208 15 Kaiser et al Konzept fur die Einbeziehung der Guter transporte auf der Stra e in den Treibhausgas Emissionszertifikatehandel der Europ ischen Union
191. lef ter Shift Reaktor HTPEMFC Nachbrenner Abgas ohlenstolfmonaxii Stickstoff Sauerstof schwefelwassersto eforme j W rme Strom Abbildung 6 Detaillierte schematische Darstellung der Green FC Prozesskette mit Warmenutzung und Stromerzeugung 3 1 Modul I Gaszufuhr Neben Biogas und Bioethanol wurden Komponenten aus gew hlt um die Funktion einer Brennstoffzelle zus tzlich direkt mit Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff zu testen bzw um durch Mischen und Aufbereiten von Modellga sen entsprechend Kohlenstoffmonoxid und Wasserstoff herzustellen Zum Einstellen verschiedener Betriebs und Versuchspa rameter sind f r die einzelnen Komponenten spezifische Armaturen und Messstellen notwendig Hierbei handelt es sich um Druckminderer zur Schaffung des Betriebs drucks um Durchflussregler zur Definierung des Massen stroms und um Absperrarmaturen zur Bauteiltrennung Zudem werden R ckschlagklappen zur R ckflusssicherung von reaktiven Gasgemischen und Verdampfer zur Wasser und Bioethanol Bereitstellung verwendet 3 2 Modul Il Gasreinigung Bevor Biogas in den Reformer eingeleitet werden kann muss Schwefelwasserstoff entfernt werden Dieser f hrt zu Korrosion in technischen Apparaten aus Stahl und ist ein Katalysatorgift Zudem m ssen Siloxane entfernt werden da sie unter Hitzeeinwirkung Siliciumoxid bilden das zu Materialabrieb und Katalysatordeaktivierung f hrt 1321 Bei der Biogasproduktion kann Schwefelwas
192. lich dass der berwiegende Teil der Kosten innerhalb der Montage anfallt Die Gr nde hierf r liegen jedoch haupts chlich in der vor gelagerten Konstruktion 2 80 70 60 50 E Kostenverursachung 40 30 BKostenverantwortung 20 10 0 Abbildung 1 Kostenverursachung und verantwortung nach 2 Dies unterstreicht die Notwendigkeit einer teilprozess ubergreifenden Produktentstehung auf Basis einer strukturierten Koordination und Kommunikation im Unternehmen Hierzu bedarf es einer ablauforganisato rischen Neustrukturierung von Entwicklung Planung und Herstellung Als zentrales Bindeglied verkn pft hierbei die Technische Produktionsplanung Produkt entwicklung und Produktion 3 1 Technische Produktionsplanung Innerhalb der Produktionsplanung ist die Arbeitsvorbe reitung von besonderer Bedeutung Diese setzt sich aus den Teilbereichen der Arbeitsplanung und Arbeitssteue rung zusammen siehe Abbildung 2 Unterschiedliche Sichtweisen kommen dabei in den zwei Bereichen zum Tragen Im Rahmen der Arbeitsplanung welche in Abh ngigkeit der Auftragsausl sung unterschiedliche 89 90 Arbeits pakete beinhaltet steht die ingenieurswissen schaftliche Herangehensweise im Vordergrund Betriebswirtschaftliche Aspekte pragen hingegen die Produktionsplanung und steuerung als ganzheitliches Planungs und Kontroll organ Gr Mia Konstruktion Arbeitsvorbereitung
193. ll Interaktives Training Fraunhofer IFF Mecke Rudiger Dr Ing Virtual Engineering Fraunhofer IFF Metzger Thomas Dr Institut f r Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universit t Magdeburg M llers Pierre M Sc Virtual Engineering Fraunhofer IFF M ller J rg Dr Institut f r Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Schneider Steve Dipl Inf Logistik und Fabriksysteme Fraunhofer IFF Schotte Eyck Dr Institut f r Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Sun Yu M Sc Institut fur Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Termath Wilhelm Dipl Pad Institut fur Berufs und Betriebspadagogik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Tsotsas Evangelos Prof Dr Institut fur Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Winter Marc Dipl Ing Virtuell Interaktives Training Fraunhofer IFF Zug Sebastian Dr Institut f r Verteilte Systeme Otto von Guericke Universitat Magdeburg 153 IMPRESSUM 13 14 Forschungskolloquium am Fraunhofer IFF Forschung vernetzen Innovationen beschleunigen 16 November 2012 Magdeburg Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Herausgeber Prof Dr Ing habil Prof E h Dr h c mult Michael Schenk Sandtorstra e 22 39106 Magdeburg Telefon 49 391 4090 0 Telefax 49 391 4090 596 ideen iff fraunhofer de http www iff fraunhofer de Umschlag
194. llt somit einen wesentlichen Kostenfaktor dar Ausgehend von dieser Problematik hat das Kompetenz feld Materialflusstechnik und systeme des Fraunhofer Instituts Magdeburg IFF einen kompakten multifunktio nalen Sensor konzipiert und innerhalb einer ersten Phase prototypisch entwickelt Der kompakte Sensor basiert auf der Tiefenbildtechnologie der Firma PrimeSense welche bereits erfolgreich in anderen Projekten verwendet wur de bspw zur berwachung des Ladezustandes von Transportmitteln 1 Der Wirtschaftlichkeit des Sensors als Alternative zu klassischen berwachungssystemen ergibt sich im Wesentlichen aus der Anzahl der erfassbaren relevanten Parameter So war es Ziel der Entwicklung die Erfassung m glichst vieler relevanter Parameter durch den Sensor abzudecken und den Einsatz zus tzlicher Sensoren berfl ssig zu machen vgl Tabelle 2 Wir sind der Meinung dass die Verwendung des vorge stellten Messsystems auf Basis von Tiefenbildtechnologie neben kurzfristigen konomischen Vorteilen auch lang fristige instandhaltungsrelevante Vorteile f r die F rder technik bietet hnliche multifunktionale Systeme sind zurzeit auf dem Markt nicht vorhanden 3 Entwicklungskonzept F r die Auswertung des F rdergurtzustands ist eine schnelle Erfassung von 3D Daten notwendig Dieses be gr ndet sich mit der kontinuierlichen berwachung des Gurtes und des Gutes und der daraus folgenden Reakti onszeiten f r das berwachungssyste
195. lung von Baugruppen und Bauteilen mit den zugeh rigen Bezeichnungen eindeutig verkn pft Das f hrt im Arbeitsprozess zu einer verbesserten Kom munikation weil Missverst ndnisse aufgrund unterschied licher Bezeichnungen deutlich reduziert werden Im virtuellen Modell kann der Nutzer das Bauteil von allen Seiten betrachten und auf alle Informationen zugreifen die an diesem Objekt von den Experten hinterlegt wur den Das k nnen z B Tipps und Tricks f r die Montage sein oder Bilder aus dem realen Arbeitsprozess El Abbildung 1 Hauptbaugruppe des Leistungsschalters Abbildung 2 Baugruppe Grundrahmen hervorgehoben Abbildung 3 Baugruppe Grundrahmen ausgew hlt Abbildung 4 Unterbaugruppe Gest nge hervorgehoben 4 2 Funktionsanforderungen Komponentendarstellungen wurden bisher z B auf der Basis existierender schematischer Darstellungen oder Explosionszeichnungen entwickelt 1 Diese wurden in einem Nachbearbeitungsschritt um Zuordnungslinien erg nzt Um die Darstellungen interaktiv nutzen zu k n nen mussten in einem weiteren Arbeitsschritt sog Click Areas erstellt werden die dann mit den Darstellungen der ausgew hlten Baugruppen verkn pft sind Abbildung 5 zeigt beispielhaft diese Form der Darstellung Diese bisherige Form der Komponentendarstellung weist alle beschriebenen Vorteile einer Komponentendarstel lung auf zeigt jedoch deutliche Defizite im Erstellungs prozess Viele
196. m Ausgehend von eigenen Entwicklungsergebnissen zur berwachung des Ladezustandes von Transportmitteln 1 und publizierten Forschungsergebnissen des RobLog Projektes der Univer sit t rebro 2 sowie von Chow et al 3 wurde die PrimeSense Tiefenbild Technologie als Basistechnologie f r den kompakten multifunktionalen Tiefenbildsensor ausgew hlt Alle Studien heben die sehr guten Eigen schaften der Technologie in den Kategorien Genauigkeit Aufnahmefrequenz Sichtfeld Lesereichweite und Wirt schaftlichkeit gegen ber alternativen Technologien TOF Stereo Vision Laser hervor 107 108 Die Tiefenwertbestimmung erfolgt in einer Frequenz von 30 Hz und liefert pro Aufnahme ein sehr dichtes Tiefen bild in einer Aufl sung von bis zu 640 x 480 Pixel Auf Basis der Tiefenwerte soll das Sensorsystem konzepti onell eine m glichst gro e Anzahl an Parametern f r die Gurt berwachung bei Sch ttgutanwendungen bestim men In Zusammenarbeit mit Partnern aus der Schuttgut branche wurden im Rahmen einer Anforderungsanalyse relevante Funktionen identifiziert und f r die Umsetzung innerhalb des kompakten Sensors ausgew hlt vgl Tabel le 2 Beschreibung Positionsabweichung der Gurtkante gegen ber Normposition der Gurt kante in cm Gutquerschnitt Querschnittsflache des Gutes senk recht zur F rderrichtung in cm Gurtschieflauf Gutschuttwinkel Neigungswinkel des Schuttgutes in Gurt Geschwindigkeit des F rdergu
197. m einen die Vermittlung zwischen dem Planen und Ausf hren der Supply Chain und zum anderen die Erh hung der Reaktionsgeschwindigkeit auf Abweichungen sind 7 In Tab 1 sind die typischen Phasen des SCEM dargestellt wobei diese Arbeit ihren Schwerpunkt in der ersten und dritten Phase hat dem berwachen amp Erfas sen und dem Melden Phasen 1 berwachen amp Erfassen Monitoring amp Report ing 2 Identifizieren Identification 3 Melden Notification A Planen amp Simulieren Planning amp Simulati on 5 Ausf hren amp Koor dinieren Execution amp Coordination 6 Messen amp Bewerten Measuring amp Control ling Beschreibung Kontinuierliches Uberwachen des Logistiknetzwerks und Erfassen von Daten Identifizieren von Storereig nissen und Instabilit ten Unverzugliches Benachrichti gen von Verantwortlichen Entscheidungstr gern bzw IT Systemen Simulieren von Handlungsal ternativen und Was w re wenn Szenarien Ausf hren und Koordinieren von Gegenma nahmen zur Beheben von St rungen Messen von logistischen Kennzahlen Untersuchen der Ursachen f r St rungen Auswirkungen auf vor und nachgelagerte Stufen im Logistiknetzwerk analysieren Tabelle 1 Phasen des Mobile Supply Chain Event Management nach 8 Im Bereich des SCEM sind eine Vielzahl an Forschungsar beiten durchgef hrt worden 1 4 9 die die Funktions weisen des SCEM betrachten und
198. meere durch leistungsf hige und vorwiegend gut ausgebaute H fen zur globalen Vernetzung durch die Wasserstra en gesichert Im Gesamtkontext ist Deutsch land laut aktueller Studie des Instituts der deutschen Wirtschaft K ln berdurchschnittlich gut in Bereich Infra struktur aufgestellt 1 Durch die zunehmende Globalisierung wachsen auch die Anforderungen an die Verkehrsinfrastruktur der einzelnen Verkehrstr ger Mit Zunahme der Anzahl der EU Mitgliedstaaten nehmen die grenz berschreitenden Ver kehre zu und damit auch die Belastung der physischen Verkehrsinfrastruktur Als neue Mitte Europas wird Deutschland sich einem erheblichen Exportwachstum und einer Zunahme des G ter und Personenverkehrs stellen m ssen Die daf r notwendige Infrastruktur ist vor allem in Deutschland aufgrund seiner geographischen Lage von h chstem wirtschaftlichem und politischem Interesse Die derzeit kaum beachtete gesellschaftliche Debatte ber die kritische Finanzierungssituation gef hrdet die Leistungs f higkeit der Infrastruktur und damit auch das Wirt schaftswachstum und den Wohlstand Deutschlands 1 2 Verkehrs und Baulasttr ger Die Gesamtheit aller Verkehrsmittel die die gleiche Art von Verkehrsinfrastruktur benutzen werden Verkehrstr ger genannt Unterschieden wird in der Regel zwischen den Verkehrstr gern Stra e Schiene Wasserstra e Schifffahrt sowie Luft und Raumfahrt Vermehrt wird auch der Nachrichtenverkehr als eige
199. mit einer konstanten Rechenzeit pro Zeitschritt betrieben werden kann Hier wird das entsprechende nichtlineare Gleichungssystem mit einem Newton Verfahren gel st Die effiziente Erzeugung der Jacobi Matrix geschieht durch analytisch berechnete Ableitungen der Markerabweichungen und der Bewegungsmuster Die Effizienz und Robustheit des Verfahrens wird im Rahmen aktuell laufender Forschungsprojekte weiter verbessert 25 26 Die berechneten Ergebnisse fur Lage und Orientierung der K rper des Menschmodells werden dann wiederum in den Datenstrom im ART Format konvertiert und an einer Netzwerkschnittstelle zur Visualisierung bereitgestellt Zur Visualisierung der K rper im kalibrierten Raum wird die Software Unifeye von der Firma verwendet Um eine kongruente und somit korrekte Darstellung in der AR Szene zu gew hrleisten ist eine m glichst pr zise Registrierung erforderlich Demnach ist eine Kalibrierung zwischen dem Kamerakoordinatensystem und dem Ur sprungskoordinatensystem des Infrarottrackingsystems durchzuf hren 6 13 und der Offset in die Trackingdatei einzugeben Anschlie end erfolgt die Visualisierung mit der Software Unifeye unter Nutzung einer kalibrierten USB Kamera mit einer Aufl sung von 1024x768 Pixeln und einer Bildrate von 10 15 FPS Datenerfassung und verarbeitung AR Visualisierung 44 Tracking System LI A Verarbeitung des Kamerabildes 15 fps und des erweiterten Tracking Datenstrome
200. mond Robust feature matching in 2 31 in Computer Vision and Pattern Recognition Workshops 2009 CVPR Workshops 2009 IEEE Computer Society Conference 2009 10 J Y Bouquet Pyramidal implementation of the Lucas Kanade feature tracker Intel Corporation Microprocessor Research Labs 2000 11 E Rosten und T Drummond Machine Learning for High Speed Corner Detection in Computer Vision FCCV 2006 Bd Lecture Notes in Computer Science Springer Berlin Heidelberg 2006 pp 430 443 12 K Mikolajczyk und C Schmid A Performance Evaluation of Local Descriptors EFF Trans Pattern Anal Mach Intell Bd 27 pp 1615 1630 2005 13 M Fischler und R Bolles Random sample consensus a paradigm for model fitting with applications to image analysis and automated cartography Commun ACM Bd 24 pp 381 395 1981 14 R Szeliski Computer Vision Algorithms and Applications 1st Hrsg Springer Verlag New York Inc 2010 PROBENANALYSESYSTEM EINER WIRBELSCHICHT VERSUCHSANLAGE ZUR UNTERSUCHUNG DES FESTSTOFFUMSATZES VON BIOMASSEN Dipl Ing Franka Kretschmer Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Verfahrenstechnik Johannes Haus Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Verfahrenstechnik Dr Eyck Schotte Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Verfahrenstechnik Prof Dr Evangelos Tsotsas Otto von Guericke Universitat Magdeburg Inst
201. mun abh ngigen Darstellung PIM modelliert Diese Darstel lungstorm ist direkt Simulationsf hig Die Abbildung 3 visualisiert den beschriebenen Sachver halt mit einer Transition von der Anwendung PIM bis hin zur Simulation ISM Uber den PC als Plattform PSM Der Einsatz von Simulink zur Entwicklung von technischen Systemen erfordert Plattformspezifische Geratetreiber und die Interpretation von Messwerten Simulink unterst tzt die Plattformspezifische Darstellung durch die Bereitstel lung entsprechender Ger tetreiber aus Bibliotheken In der Abbildung 3 sind der Mikrocontroller Atmel AVR als Zielplattform sowie das xPC Target f r die HiL Szenarien dargestellt Der Code Generator von Simulink erm glicht ein Plattformspezifisches Modell PSM in eine ausf hrba re Darstellung ISM automatisiert zu berf hren Plattform Independent Model PIM Plattform Specific Model PSM a pe lt A a x a amp 7 Simulation imp Specific Model ISM Abbildung 3 Modellebenen von Mathworks Simulink Diese Automatisierung lasst sich in der Abbildung 3 in Form einer Transition zwischen PSM und ISM wiederfin den F r die berf hrung der Anwendung PIM in einer Plattformspezifische Darstellung PSM ist die Interpretati on der eingelesenen Messwerte vorzunehmen An dieser Stelle liefert Simulink keine automatisierten Mechanismen und vertraut auf den Entwicklungsingenieur Demnach sind in der Abbildung 3 keine
202. n 5 Virtualitit Erweiterte Keal t t Keal t t DN Abbildung 5 Erweitertes Verst ndnis von AR Bewegte AR Mit diesen Technologiegrundlagen konnen heute bereits zahlreiche Anwendungen im industriellen Umfeld mit der AR unterst tzt werden Zuk nftige Anwendungen werden sich jedoch nicht auf die Betrachtung einfacher Objekte beschr nken k nnen Die Mehrzahl der in der Industrie eingesetzten Anlagen und Gebaudeausstattungen sind komplexe Objekte die sich aus unterschiedlichen Teilobjekten zusammensetzen So k nnte mit der AR Technologie ein Roboterprogramm mit dem realen Ablauf in der Produktion verglichen wer den Ein weiteres Beispiel im Produktentstehungsprozess ist die Visualisierung der inneren Elemente beim ffnen eines Cabrio Daches f r Reparatur oder Trainingszwecke Demnach geht es um die Betrachtung komplexer dynami scher Systeme Auch der Mitarbeiter kann als komplexes technisches System abgebildet werden Somit k nnen durch den AR Einsatz aus der Prozessaufnahme Zusatzinformationen Ergonomiebewertung MTM Analyse generiert und in der AR Szene visualisiert werden 145 146 Die folgende Abbildung 6 stellt exemplarisch diesen Sach verhalt dar Vurtualitat Erweiterte Realitat Real t t Abbildung 6 Herausforderung komplexer dynamischer Systeme Es ist zu erkennen dass vom Zeitpunkt t zu t2 das Objekt an sich im Raum entlang einer Strecke s bewegt wird und von t2 zu tz
203. n inwiefern eine Vollautomatisierung notwendig ist und wie aufwendig und kostenintensiv die Anpassung der Bildaufnahme und Bildanalyse sind 4 Literaturverzeichnis 1 P K Anderson A A Cunningham N G Patel F J Morales P R Epstein and P Daszak Emerging infectious diseases of plants pathogen pollution climate change and agrotechnology drivers Trends in Ecology amp Evolu tion 19 10 535 544 2004 2 J L Atzema P Damage and P Protection Durability of mlo resistance in barley against powdery mildew caused by Erysiphe graminis f sp hordei PhD thesis Swiss Federal Institute of Technology Zurich 1998 3 T Baum A Navarro Quezada W Knogge D Douchkov P Schweizer and U Seiffert Hypharea au tomated analysis of spatiotemporal fungal patterns Jour nal of Plant Physiology 168 1 72 78 2011 4 D E Goldberg Genetic Algorithms in Search and Optimization Addison wesley 1989 5 Ratael C Gonzalez and Richard E Woods Digital Image Processing 2nd Edition Prentice Hall January 2002 ISBN 0201180758 6 J H Holland Adaptation in natural and artificial sys tems MIT press Cambridge MA 1992 7 A Ihlow Ein Hochdurchsatz Screeningsystem zur Objekterkennung in Mikroskop Farbbildern im Rahmen der Analyse pflanzlicher Pathogenresistenz PhD thesis Otto von Guericke Universitat Magdeburg Universitats bibliothek 2006 8 B Jahne Digitale Bildverarbeitung Springer Verlag 2005
204. n Klassifikation Anschlie end werden die besten Individuen einer Popula tion ausgew hlt berkreuz rekombiniert und mittels Mutation variiert Diese neuen Individuen stellen die n chste Generation dar Dieser iterative Prozess endet sobald ein Abbruchkriteri um erf llt ist welches durch Kreuzvalidierung bestimmt ist Daf r wird der f r die Optimierung verwendete Bild datensatz in einen Trainingssatz und einen Testsatz auf geteilt Das Optimierungsverfahren l uft solange wie die sich die Fitness auf beiden Datens tzen verbessert d h wenn die Fitness auf dem Testsatz wieder beginnt sich zu verschlechtern dann wird der Optimierungsprozess be endet 3 Relevanz amp Ausblick Zwar ist die hier vorgestellte Plattform in der Phytopatho logie Host Pathogen Interaktion einmalig allerdings existieren in anderen Bereichen Biologie Medizin Mate rialforschung bereits L sungen mit unterschiedlichem Automatisierungsgrad Problem bergreifende L sungen besitzen d R eine teilautomatisierte Bildaufnahme je doch eine manuelle semiautomatische Bildverarbeitung manuelle Bereichsauswahl oder Schwellwertbildung Problemspezifische vollautomatisierte L sungen bed rfen nach wie vor eines hohen Entwicklungsaufwandes und damit verbunden einer schlechten Vorhersagbarkeit der Kosten Bei der hier vorgestellten Technologie wird ver sucht neben der Entwicklung neuer Methoden in der Phytopathologie auch Entwicklungskonzepte zu v
205. n capability of the X ray beam Overall the resolution of the images taken by this system is maxim ized in the range of 1um Figure 4 The actual u CT system 3 2 Sample preparation To prevent sample movement during the test a sample holder is needed to keep the sample tight on the sample tray and isolated from the air flow The sample holder should also meet the following three criteria First it should be small because the imaging area is limited due to a high required resolution approx Aum in this case which can resolve the thinnest fibers in the substrates Second the sample holder must have thin walls with low density material Otherwise it will absorb most of the X ray beams and hide the substrates in shade Third a modular and transparent sample holder is desired for the sake of easy placement of soft substrates As a result a sample holder is built with simple modules two columns made of polyurethane foam one transpar ent plastic straw and one long plastic supporter In the sample preparation the dry substrate sheet is cut into small pieces which fit in the straw After in the case of wet wipe test given amount of lotion is applied to the dry substrate Then the dry or wet sample is placed in a isolated space created by the two polyurethane foam columns and the plastic straw following the steps shown in Figure 5 Lastly the long plastic supporter is used to keep the sample in the same horizontal level of X ray
206. n ergeben Neben dem Wochen tag der Tageszeit und den Standzeiten der Fahrzeuge sind hierbei auch andere Parameter von Bedeutung Da anhand der Prognose eine Aussage ber den m glichen Energiebedarf des Fahrzeugs am Zielort getroffen werden soll m ssen Daten bez glich der Streckenl nge und Verkehrsart aber auch ber den Verbrauch erhoben werden Mit dem Wissen wieviele Fahrzeuge sich in einem bestimmten Gebiet befinden und welches Verhal ten sie in der Vergangenheit hatten k nnen mit Hilfe einer Simulation welche das Verkehrsverhalten abbildet Prognosen ber die zu erwartenden Energiebedarfe an den einzelnen Zielorten erstellt werden Daraus ergeben sich f r die Beschreibung der Mobilit tsprofile die Para meter Wochentag Tageszeit Ausl sezeitpunkt Streckenl nge Verweildauer Verkehrsart und Verbrauch 2 3 Datenmodell und Parameterklassifizierung Die durch die Mobilit tsstudien erhobenen Daten werden zwar tabellarisch und grafisch ausgewertet und es wird eine prozentuale Darstellung von Verh ltnissen bestimm ter Sachverhalte vorgenommen jedoch bleibt eine Abbil dung von komplexem Verkehrsverhalten aus Es wird keine Verhaltensweise in Abh ngigkeit von Zeit Strecken und Parametern im Zusammenhang dargestellt F r die simulationsbasierte Prognose ist eine Gruppierung von Mobilit tsdaten durchaus relevant und wird auch im weiteren Kontext mit zus tzlichen Eckdaten ben tigt
207. n in vorangegangenen Abschnitten aufgezeigt Die in der Abbildung verwendeten Mobilit tsdaten sind mit Hilfe der Telematikl sung des Fraunhofer IFF im Rahmen des Pro jektes Harz EE Mobility erhoben worden Diese Daten liegen als Rohdaten vor und bieten nur unter Umwand lung in Inputdaten eine Grundlage zur Vergleichbarkeit untereinander Anhand von vier Parametern wird in Abbildung 1 die Umwandlung von Rohdaten zu Inputda ten sowie die Zuordnung zu einer Klassifizierung darge stellt Um den Wochentag als Parameter einer Klassifizie rung zuzuordnen muss dieser zun chst ber einen Ka lenderabgleich ermittelt werden Fur die Bestimmung von Fahrtbeginn und Verweildauer m ssen die Zeiten abgegli chen und berechnet werden um diese einer Klasse zuzu ordnen Der Parameter Streckenl nge kann den Daten entnommen werden in Inputdaten umgewandelt und dann der Klassifizierung zugef hrt werden Abbildung 1 Verfahren zur Auswertung der Mobilit tsdaten Sind alle Parameter erfasst k nnen sie anhand der Klassi fizierungen in den MK bertragen werden Mit Hilfe diese Schablone k nnen Mobilit tsgruppen gebildet werden die eine gemeinsame Gesamtauspragung des MK haben und damit ein bestimmtes Profil liefern Der vollstandige MK mit einer beispielhaften Auspr gung ist in Abbildung 2 dargestellt Modena A Abbildung 2 Morphologischer Kasten mit beispielhafter Auspr gung Der MK wird als Abbildungs und Vergleichselement f
208. n zur Herstellung der Urmodelle und das Vakuumgie verfahren zur Vervielf ltigung der Form werkzeuge Speziell die F llk rper oder auch die Platzhal ter der Becheraussparung mit ihren vielen komplexen Freiformflachen lassen sich durch generative Fertigungs verfahren wesentlich schneller und g nstiger produzieren als mit konventionellen Fertigungsverfahren Abbildung 3 Diese konstruktionsbegleitenden Ma nahmen erleich tern die Entwicklung sofort einsatzf higer Formen und Formwerkzeuge und vermindern kostspielige und zeitin tensive Nachbesserungen oder sogar Neuanfertigungen Zum Beispiel k nnen bergange zwischen benachbarten Formwerkzeugen auf ihre Belegbarkeit gepr ft und im Bedarfsfall optimiert werden 117 118 Abbildung 3 Mittels Selektive Laser Sintering gefertigter Platzhalter der Becheraussparung in einem CFK Rotorsegment Entsprechend dieser Methodik werden die Laminierform als auch die zus tzlich ben tigten Formwerkzeuge entwi ckelt Das Ergebnis ist eine mehrteilige Laminierform Abbildung 4 zur Produktion des 6 x 500 ml CFK Rotors im Resin Transfer Moulding Verfahren RTM Verfahren Das Verfahren ist besonders gut f r die Fertigung von differentiellen CFK Bauteilen in einem Arbeitsgang geeig net Dies allerdings unter der Pr misse dass die schubfes ten Schaum F llk rper geschlossene Zellen bzw eine geschlossene Oberfl che aufweisen 3 S 212 Auch k nnen mit dem RTM verfahren sehr komplexe Formen
209. naylse sowie f r die quantitative Beschreibung der Interaktion von Pflanzen und ihren Pathogenen Gabi Phenome und das Nachfolgeprojekt Barley Fortress beinhalten u a die Weiterentwicklung einer Hochdurch satz Screening Plattform Ihlow 2006 zur Analyse der Front End Microscope Table amp Cam Host Pathogen Interaktion von Pflanzen und deren Pa thogenen z B Gerste und Mehltau Die auf einem Ob jekttr ger Abk OT liegenden abgeschnittenen Gersten bl tter ca 3 4 cm werden hierf r mit Pilzsporen inoku liert wonach die Interaktion zu unterschiedlichen Zeit punkten nach Inokulation im Hochdurchsatzbetrieb 3 Bl tter pro OT 8 OTs pro Durchlauf anhand eines Bildan alyseverfahrens quantitativ beschrieben werden soll 2 Material amp Methoden 2 1 Plattform und Umsetzung Im Zentrum der Plattform befinden sich ein Mikroskop mit motorisiertem Filter und Objektivrevolver eine hochauf losende Mikroskopkamera sowie ein motorisierter Objekt tisch mit bis zu 8 B nken Durch die M glichkeit der X Y Z Positionierung k nnen Autofokus Fokusstacking und Mosaikbilder realisiert werden Auf Basis der aufgenom menen Bilddaten erfolgen Bildsegmentierung und analyse Baum et al 2011 Die Umsetzung des Konzeptes erfolgt hochgradig modu lar um im Falle einer Anpassung an neue Aufgabenstel Back End Image Processing Context Control System Analysis amp Statistics Abbildung 1 System bersich
210. nd Unzul ssige Vereinfachungen oder Umgehungen von Arbeitsschutzvorrichtungen k nnen aber wichtige Anhaltspunkte zur Verbesserung techni scher L sungen oder zur Pr zisierung von Arbeitsanwei sungen oder Schulungs inhalten bieten Dar ber hinaus ist die textliche Zusammenfassung der Gespr chsergebnisse oder auch die grafische Darstellung der Themen kaum geeignet die situativen personen werte und prozessbezogenen Gespr chsinhalte ange messen zu dokumentieren Mit Bezug auf die oben von Sonntag und Schaper fokus sierte Bedeutung des situlerten Lernens in authentischen Lern situationen soll im Folgenden das Potential von VR basierten Lernumgebungen skizziert werden 3 3 Authentische Lernaufgaben virtuell bearbeiten Bei der Qualifizierung von gewerblich technischen Fach kr ften f r die Instandhaltung besteht ein grundlegendes Problem darin dass die im Einsatz befindlichen Maschi nen Anlagen oder Betriebsmittel aus Kosten und Sicher heitsgrunden und wegen der Integration in Arbeitspro zesse kaum f r Schulungszwecke genutzt werden k n nen Dar ber hinaus ist es d R nicht m glich die funkti onalen Vor g nge innerhalb der Betrachtungseinheiten zu beobachten Deren Verst ndnis erfordert deshalb von den Fachkr ften ein hohes Ma an technischem Wissen und Abstraktionsf higkeit Einem erfolgversprechenden Ler nen im realen Arbeitsprozess werden damit enge Grenzen gesetzt Die virtuelle Repr sentation reale
211. ndsdaten vorliegen zu haben 5 Konzept zur Modellierung eines Systems f r die Analyse von Zustandsdaten eines Logistikhubs Das Konzept zur Modellierung eines Systems f r die Ana lyse von Zustandsdaten ist in sechs Schritte untergliedert siehe Abb 1 Die ersten beiden Schritte beziehen sich auf das System Problem und Datenverst ndnis und identifi zieren abschlie end welche Daten aus dem realen System nicht generiert werden und durch zus tzliche Kausalzu sammenh nge ermittelt werden m ssen Diese beiden Schritte werden in dieser Arbeit ausf hrlich erl utert und an einem Beispiel vorgestellt Im dritten Schritt werden die generierten Daten des Systems in die aus Schritt 2 resultierende Struktur transformiert und im vierten Schritt analysiert Schritt 5 dient zur Evaluierung der Methoden und f hrt abschlie end in Schritt 6 zur Anwendung der Analysemethoden auf die Zustandsdaten und der Ergeb nisinterpretation Die Schritte 3 6 sind hier nur zum all gemeinen Verst ndnis mit aufgef hrt werden aber in dieser Arbeit nicht n her erl utert Das Konzept ist ange lehnt an den CRoss Industry Standard Process for Data Mining CRISP DM 11 Die Aufbereitung der Daten bzw das Datenverstandnis orientiert sich am Entity Relationship Modell 12 13 1 Problem und Systemverst ndnis 2 Datenverst ndnis 3 Datenaufbereitung A Datenanalyse 5 Evaluation 6 Anwendung der Analysemethoden und Ergebnisinterpretation Ab
212. ner Verkehrstr ger betrachtet siehe Abbildung 1 Verkehrstr ger Stra e Schiene Wasserstra e Luft Nachrichten Abbildung 1 Einteilung der Verkehrstr ger 2 Der inhaltliche Fokus des Beitrags liegt auf den Verkehrs tragern Stra e Schiene und Wasserstra e da in diesen Bereichen das haupts chliche Problemfeld und die gr te Handlungsnotwendigkeit gesehen werden In Deutschland unterliegen der Neu und Ausbau sowie die Unterhaltung der Infrastrukturen der einzelnen Ver kehrstr ger den drei Gebietsk rperschaften Bund Lan dern und Kommunen 3 F r den Bereich Stra e unterlie gen bspw die Bundesautobahnen und Bundesfernstra en dem Bund Landes und Staatsstra en hingegen den einzelnen Bundesl ndern F r den weiteren Verlauf des Beitrags kann folgende horizontale und vertikale Auftei lung der Verkehre dargestellt in Abbildung 2 als grundlegend angesehen werden Verkehrstr ger D Stra e Schiene Wasserstra e OD Kommunen Sp eee ee Pee ee ee pp eS ee eee 10 ommunen L A OES Ma AA PI ee pr h El 4 L nder 3 en nn nennen nenn a Bund Abbildung 2 Horizontale und vertikale Einteilung in Verkehrs und Baulasttr ger 2 3 1 3 Entwicklungsprognosen Zur Gew hrleistung einer flexiblen und leistungsf higen Verkehrsinfrastruktur bedarf es neben der Betrachtung des heutigen Verkehrsaufkommens ebenfalls der Ber ck sichtigung der prognostizierten Zunahme des Personen
213. ng am Molekularsieb 5 A Dissertation Universit t Karlsruhe 1984 29 Riepe T Abscheidung von Schwefelwasserstoff durch Calciumverbindungen im Temperaturbereich von 600 bis 1000 C Fortschr Ber VDI Reihe 3 Nr 210 VDI Verlag D sseldorf 1990 30 Gl ckner T Kern C Jess A Seeberger A Membranen aus ionischen Fl ssigkeiten zur Reinigung von Gasen P2 17 In Chemie Ingenieur Technik 81 Nr 8 2009 31 Pingel L Brennstoffzellennutzung in der Biogastech nik Eine technische und konomische Analyse Diplomica Verlag GmbH Hamburg 2008 32 Brosowski Synthese und Charakterisierung obertla chen modifizierter Kieselgele f r die selektive Siloxanent fernung aus methanhaltigen Gasen Diplomarbeit Univer sitat Duisburg Essen 2009 33 Gerber J Methodik zur Bewertung modularer Kon zepte zur Reformatgasaufbereitung f r PEM Brennstoff zellenanlagen zur dezentralen Energieversorgung Disser tation TU Freiberg 2007 34 Bartholomew C H Farrauto R J Fundamentals of Industrial Catalytic Processes 2 Aufl Wiley Interscience 2006 35 Zentrum f r Sonnenenergie und Wasserstoff For schung Baden W rttemberg Gemeinn tzige Stiftung Of fenlegungsschrift DE 10 2007 044 634 A1 Deutsches Patent und Markenamt 2009 36 Wang S Lu G Q Millar G J Carbon Dioxide Re forming of Methane To Produce Synthesis Gas over Met al Supported Catalysts State of the Art Energy Fuels 10 5 896 904 1
214. ng erzeugte Abgas soll keine brennbaren Komponenten enthalten Apparatekonzept der Nachverbrennung Innerhalb des eingesetzten Nachbrenners wird das Abgas der HTPEMFC mit Luft versetzt Hierbei reagieren die ver bliebenen Anteile an Kohlenstoffmonoxid und Wasser stoff mit Sauerstoff zu Kohlenstoffdioxid und Wasser Es handelt sich hierbei um exotherme Verbrennungsreaktio nen Ziel des Nachverbrenners ist die Abgasreinigung und Beheizung des Reformers Der Nachbrenner umschlie t deshalb den Reformer und stellt diesem durch die Ver wertung von nicht umgesetztem Brenngas aus der HTPEMFC Warmeenergie bereit Hierbei handelt es sich um einen innovativen Kombi Kompakt Reformer Innerhalb des Nachbrenners wird eine keramische Sch t tung bzw eine keramische Wabenstruktur eingesetzt um die Gasstr me zu homogenisieren Oberflache f r die Reaktionen bereitzustellen und ein homogenisiertes W rmefeld zur verbesserten W rmeleitung in den Refor mer zu erzeugen Die Nachverbrennung ist isoliert um W rmeverluste zu minimieren und mit drei Temperatur messstellen best ckt am Eintritt am Austritt und in der Mitte des aktiven Bereiches Konstruktiv ist dies durch seitliche Zuf hrung der Messf hler realisiert Um die Bettmaterialien im Reaktor zu halten sind Siebb den deren Lochdurchmesser maximal 3 mm betragen da auf Partikelgr en von mindestens 4 mm zur ckgegriffen wird eingebaut Die beiden Reaktionsraume sind so voneinander abg
215. nschschraubverbindung zu l sen sowie der Flanschdeckel abzunehmen Der Wassergas Shift Reaktor wird bei Temperaturen von ca 400 C unter Normaldruck betrieben Er besteht aus austenitischen rostfreien St hlen der V2A Reihe oder VAA Reihe Novaform SK der Fa Frenzelit kommt als Dichtung zum Einsatz Das Material ist f r Temperaturen von ca 400 C bei bis zu 3 0 bar Betriebsdruck geeignet Als Katalysator wird Eisenoxid in Kombination mit Chrom oxid eingesetzt Eintritt Dampf Eintritt Reformat Austritt Reformat Abbildung 9 Darstellung des Wassergas Shift Reaktors des Green FC Prototyps F r die Temperaturmessung sind drei seitlich zugef hrte Messstellen integriert am Ein und Austritt sowie in der Mitte der Sch ttung Das Bettmaterial wird durch einen Siebboden gehalten dessen Lochdurchmesser maximal 3 mm betr gt da auf Partikelgr en von mindestens 4 mm zur ckgegriffen wird Es resultiert ein Druckverlust von ca 112 Pa In Abbildung 9 wird der konstruktive Entwurf des Reaktors dargestellt 3 4 Modul IV Gasnutzung Die HTPEMFC die im Prototyp zum Einsatz kommt ba siert auf Polybenzimidazol PBI Membranen Diese sind mit Phosphors ure dotiert und garantieren eine ausrei chend hohe Leitf higkeit sodass eine zus tzliche Be feuchtung entf llt Dieser Brennstoftzellentyp wird bei Temperaturen zwischen 120 und 180 C betrieben EEE ELITES APEC Membran Elektrolyt Nafion H20 PBI H3PO4 0 30 C
216. nszyklus Auszug der Literaturrecherche Damit erfolgt eine Bewertung der Anwendungen hin sichtlich ihrer Dynamik wobei eine 1 die statische Augmented Reality eine 2 die bewegte AR und eine 2 die Integration komplexer dynamischer Systeme in die AR Technologie beschreibt Es zeigt sich dass bereits heute alle Phasen des Fabrikle benszyklus mit AR Anwendungen unterst tzt werden wobei an dieser Stelle keine Beurteilung des Durch dringungsgrades der Anwendungen erfolgt Nachfolgend werden die f nf dargestellten Anwendungen kurz erlau tert Ein Einsatzgebiet der AR Technologie in der Ferti gungsplanung ist die Unterst tzung von Planungs workshops Hier wird die reale Workshopumgebung die aus einem m glichst realen aus Pappe modellierten Ferti gungsbereich besteht durch die berlagerung der ent sprechenden 3D Daten erweitert siehe Abbildung 3 Neuere Technologieentwicklungen setzen daher auf die Erstellung eines Lichtraumprofils mit Hilfe eines Sen sorskids Die Konzeptplanung oder AR gest tzte Bauabnahme visualisiert die 3D Daten des Fabrik Digital Mock Up DMU auf der realen Baustelle Hier konnten in der j n geren Vergangenheit durch Innovationen der Arbeitsraum des Systems erheblich erweitert und auch die Prozessin tegration vorangetrieben werden 11 13 Der Betriebsmittelabgleich dient der berpr fung der vorhandenen CAD Anlagendaten auf Aktualit t D h es wird das 3D Modell der Anlage au
217. ntersucht F r die initiale Detektion sowie das Tracking von Bildmerkmalen kommt das Verfahren nach 9 zur Anwendung Eigene Untersuchungen haben gezeigt dass im vorliegenden Anwendungskontext Verbesserung der Stabilit t und Robustheit notwendig sind Um dies zu erreichen wurden Verfahren der Bewegungsanalyse einbezogen die eine robuste Verfolgung der Objektpose erm glichen Die Verarbeitungskette ist folgenderma en aufgebaut Zun chst wird das Videobild von der Kamera erfasst Das Bild wird dem Tracking Modul bergeben das als Ergeb nis die 3 D Pose des betrachteten Objektes ausgibt Diese wird gemeinsam mit den zu berlagernden virtuellen Informationen an das Visualisierungsmodul weiterge reicht welches die Informationen lagerichtig auf dem erfassten Kamerabild eingeblendet Das Tracking beinhaltet mehrere Submodule F r eine erstmalige Detektion wird ein Abgleich zwischen Merk malen im aktuellen Kamerabild und Merkmalen in einer zuvor angelernten Datenbank durchgef hrt Bei einer erfolgreichen Detektion wird im n chsten Bild anstatt der erneuten initialen Detektion eine Verfolgung mittels Ver fahren der Bewegungsanalyse optischer Flusses 10 durchgef hrt Eine genauere Beschreibung beider Sub module wird in den folgenden Abschnitten 4 1 und 4 2 gegeben 4 1 Initiale Detektion F r die initiale Detektion werden die Merkmale des Pos ters in einer separaten Offlinephase aus verschiedenen Kameraperspektiven Sic
218. nzheit liche Betrachtung von Fertigungsumgebungen ist es un abdingbar deren Dynamik also laufende Produktionsan lagen oder Fertigungsmitarbeiter in die AR Technologie zu integrieren Dabei geht es nicht nur um die berlage rung von 3D Informationen sondern vielmehr auch um die Generierung von Zusatzinformationen aus der Dyna mik der Realit t und deren Visualisierung auf geeigneten Ausgabeger ten Nur auf diesem Weg k nnen die Potenziale vollst ndig erschlossen werden Nachfolgend wird ber eine Defizi tanalyse bestehender Anwendungen der AR Technologie im Produkt und Fabriklebenszyklus und zuk nftigen Anwendungsgebieten die Motivation des Themen schwerpunktes verdeutlicht Weiterhin werden kurz die wissenschaftlichen Grundlagen des Integrationsansatzes dargelegt um anschlie end eine erste industrielle Anwen dung von komplexen dynamischen Systemen in der AR zu erlautern 2 Industrielle Anwendungen der Augmented Reality Technologie 2 1 Heutige Anwendungsfelder Die Augmented Reality Technologie wird in zahlreichen industriellen Anwendungen genutzt Hierbei reichen die m glichen Einsatzbereiche von der Produktentstehung ber deren Nutzung hin zur Produktverwertung 5 11 Die Automobilindustrie hat sich in den letzten Jahren zum Innovationstreiber f r den industriellen Einsatz der AR Technologie entwickelt und nimmt weiterhin eine Vorrei terrolle ein Die folgende Abbildung stellt daher mit dem Schwerpunkt der Automo
219. oduzierbarkeit untersu chen Dabei wird eine bis zu 50 geringere Masse bel einer bis zu 20 h heren Belastbarkeit ermittelt Die Ma haltigkeit liegt bei 95 der Rotoren im definier ten Toleranzfeld Die Laufruhe verbessert sich um 20 und auch die erzielten Oberfl cheng ten sind hinrei chend Nicht zufriedenstellend hingegen ist die Reprodu zierbarkeit der Rotorformdurchtr nkung was sich in vereinzelt auftretenden Lufteinschl ssen wiederspiegelt Abbildung 5 Funktionsprototyp des 6 x 500 mI CFK Rotors 6 Zusammenfassung und Ausblick Innerhalb dieses Projektes wurden zunachst Konzepte fur einen Zentrifugenrotor in Faserverbundbauweise entwi ckelt untersucht und hinsichtlich ihres Potenzials bewer tet Dazu erfolgte die Untersuchung von Energieberech nungen und FEM Analysen Dem schloss sich eine Opti mierung der Rotorgeometrie bezuglich Masse Belastbar keit und Fertigungsmoglichkeit an Nachfolgend konnten sowohl die Laminierform als auch die Formwerkzeuge ausgelegt und hinsichtlich der Produktionsmethodik op timiert werden Hierbei zeigten sich verschiedene Additi ve Manufacturing Verfahren als zielgerichtet einsetzbare Kontrollmedien sehr gut geeignet So konnten erste Funk tionsprototypen schnell bereitgestellt und untersucht werden Hierf r war die Erarbeitung und Anpassung einer Belegungstechnologie erforderlich Die theoretischen durch Simulationen und Berechnungen ermittelten m glichen Rotorparameter
220. ogener Materialien 2 Prototypkonzepte zur Biogasumwandlung in Wasserstoff F r die Umsetzung der Biogasaufbereitung zu Wasserstoff als regenerative Quelle der zukunftsorientierten Treibstof fe Speichermaterialen und Grundchemikalien werden sowohl f r den dezentralen als auch zentralen Anwen dungsfall Konzepte f r Demonstratoren bzw Prototypen entwickelt oder kompiliert und im Labor Technikums oder Industriema stab umgesetzt 2 1 Stand der Technik Der Stand der Technik f r die Umwandlung von Biogas in Wasserstoff beruht auf den Erfahrungen aus der Bio Methan Produktion und den hierf r n tigen Aufberei tungstechnologien wie Druckwechseladsorption zur Vor und Nachreinigung sowie der katalytischen Umsetzung Biogas Worreinigung Relormierung Nachreinigung Wasterstol Abbildung 1 Schematische Darstellung der allgemeinen Gliede rung von Aufbereitungstechnologien zur Wasserstoffproduktion aus Biogas Auf der Grundlage der allgemeinen Prozesskette Abbildung 1 besteht eine industrielle Wasserstoff produktion aus Biogas wie etwa der Terragas gt Prozess Abbildung 2 aus der Vorreinigung Reformierung und Nachreinigung Druckwechselads orption Ha Gasreinigung Schwelel Silomane Gasrelorrmierung Autothenne Relcemierung Wassergas Shatt Reaktion Waker Kohhenwaserstatle Abbildung 2 Schematische Darstellung des Terragas Prozes ses zur Wasserstoffproduktion aus Biogas Innerhalb der Vorr
221. on verbliebenem Kohlenstoffmonoxid Modul Ill kann alternativ durch kombinierte Reaktoren ersetzt werden Eine separate Ausf hrung von Shift Reak tor und Reformer wird f r die unabh ngige Testung von Katalysatoren vorgesehen Der in Modul Ill produzierte Wasserstoff wird innerhalb einer HTPEMFC Modul IV verstromt Diese ist unemp findlich gegen ber Kohlenstoffmonoxid bis 15 Vol im Eintrittsgasgemisch Die eingesetzte Brennstoffzelle kann H20 Vol No Vol H2 Vol IO of o Max Antei im Biogas 70 000 Tabelle 3 Ubersicht Biogaszusammensetzungsvarianten und Komponentenwirkung 23 131 132 durch alternative Nutzungskonzepte zur Untersuchung ausgetauscht werden Der Nachbrenner Modul V Nach verbrennung ist f r den umweltbedachten Forschungsbe trieb integriert Hierbei wird das Abgas der Brennstoffzelle aus Modul IV mit zugegebener Luft umgesetzt um die Emission von Schadgaskomponenten im Versuchsbetrieb zu unterbinden Der Nachbrenner wird als Kombinations apparatur mit dem Reformer verkn pft um ein innovati ves W rmenutzungskonzept zu realisieren 3 Entwicklung der Komponenten des Green FC Prototyps In Abbildung 6 wird die schematische Darstellung des Prototyps um die Erzeugungswege des Stroms und die Nutzung der W rme erweitert Modul Gaszufuhr Modul II Modul Ill Modul IV Modul V as jioethano Gasreinigung Gasreformierung Gasnutzung Nachverbrennung Methan Wasserstof Aktivkoh
222. ons prozess F r dieses Mal haben Sie es geschafft Sie halten nun Ihre Publikation in den H nden haben neue praktische Erfahrungen gesammelt und k nnen darauf aufbauen Arbeiten Sie an ihrem Thema und bringen Sie es weiter voran es k nnte der Anfang einer gro en und neuen Entwick lung sein Carpe diem A taK Prof Dr Ing habil Prof E h Dr h c mult Michael Schenk AUGMENTED REALITY SYSTEM FUR INTERAKTIVE PRODUKTPRASENTATIONEN Dipl Inf Alexa Kernchen Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtual Engineering Simon Adler M Sc Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtual Engineering Dr Ing R diger Mecke Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF Virtual Engineering AUGMENTED REALITY SYSTEM FUR INTERAKTIVE PRODUKTPRASENTATIONEN Dipl Inf Alexa Kernchen Simon Adler M Sc Dr Ing Rudiger Mecke Virtual Engineering Fraunhofer Institut f r Fabrikbetrieb und automatisierung IFF 1 Abstract Diese Arbeit stellt ein Augmented Reality System f r den Einsatz bei Produktpr sentationen im Bereich Marketing vor Das station re System erm glicht die lagesynchrone berlagerung planarer Objekte in Live Videosequenzen mit produktrelevanten Informationen Hierzu wurde ein robustes und performantes Trackingverfahren zum Erfas sen von planaren texturierten Objekten entwickelt das keine zus tzlichen Marker erfordert
223. or Ort ei genstandig einpflegen k nnen Beim Aufbau der Wissensbasis werden als grundlegendes Element neben den Erfahrungen der Mitarbeiter fachsys tematische Informationen deklaratives Wissen einge pflegt Das sind z B Informationen zum Aufbau und zur Funktionsweise von Maschinen Der Aufbau einer Ma schine kann in Form einer interaktiven Komponentendar stellung abgebildet werden Sie erlaubt dem Nutzer das interaktive Erkunden der Maschine mit all ihren Baugrup pen verkn pft mit eindeutigen Bauteilbezeichnungen und zus tzlichen Informationen Die Nutzung einer Kom ponentendarstellung eignet sich f r jede Maschine ihre Erstellung sollte daher effizient und teilautomatisiert erfolgen k nnen Ein Softwarewerkzeug das den Erstellungsprozess voll st ndig abdeckt ist w nschenswert weil die Nutzung vieler verschiedener Softwareprodukte von den Nutzern spezielles Wissen erfordert und somit die Aktualit t und Alltagstauglichkeit der Wissensbasis gef hrdet Die Bau teile die ber die Komponentendarstellung eindeutig identifiziert sind k nnen mit dem impliziten Wissen der Erfahrungstr ger verkn pft werden So lassen sich die fachsystematisch aufbereiteten Inhalte mit dem Experten und Erfahrungswissen kombinieren Der Zugriff auf das Erfahrungswissen kann z B ber ein objektspezifisches Kontextmenu erfolgen 3 Stand der Technik Wissensbasis Wissensmanagement umfasst die Gestaltung der Informationsversorgung
224. orab definierten Schaltfl che in Ausgangslage r ckprojiziert Das Ergebnis ist ein entzerrtes Bild der Schaltfl che F r die Erkennung einer Aktivierung dieser Schaltfl che wurden Ans tze zur nderungsdetektion mittels Differenzbildern und zur Hautfarbenerkennung untersucht Das Prinzip des Diffe renzbildes basiert auf dem Vergleich eines Referenzbildes mit dem aktuellen Bild Das Referenzbild wird bei der erstmaligen Detektion des Posters aus dem ruckprojizier ten Bild der Schaltflache erstellt Mittels Kreuzkorrelation wird das aktuelle Bild auf Ahnlichkeit mit dem Referenz bild untersucht Ist das hnlichkeitsma zwischen diesen beiden Bilder nicht oberhalb einer definierten Schwelle wird die Schaltfl che aktiviert und die daran gekoppelte Interaktion ausgef hrt Da bei diesem Verfahren der gesamte Schaltfl chenausschnitt genutzt wird kann bei ungenauem Tracking der Fehler zwischen den Bildern ber den Aktivierungswert steigen Somit w rde eine Fehldetektion auftreten Um einen geringen Fehler des Trackings zu kompensieren wird daher das Referenzbild aktualisiert Dies geschieht ber den gewichteten Mittel wert des vergangen Referenzbildes mit dem aktuellen Bild Ebenfalls werden auf diese Weise Lichtver nderun gen ber cksichtigt Da die Erkennung der Aktivierung einer Schaltfl che mit dem Differenzbildverfahren relativ anf llig bez glich fur Fehlern beim Tracking oder bei Bewegungsunsch rfe ist wurde ein weiter
225. orgaben der EU Richt linie zu Sicherheit und Gesundheitsschutz am Arbeitsplatz 89 391 EWG zit nach 27 als auch der EU Maschinenrichtlinie 89 392 EEC 98 37 EG 2006 42 EG zit nach 28 Rechnung Aufgrund seiner Komplexit t kann es jedoch nicht nur in diesem Bereich eingesetzt werden sondern findet in allen Phasen eines Produktent stehungsprozesses Einsatz Das als Papier Bleistift Methode umgesetzte Screening Verfahren entspricht einer Gefahrdungsanalyse die als Ergebnis Belastungspunkte f r ergonomisch ung nstige Arbeitssituationen vergibt Dabei werden Belastungs merkmale wie H ufigkeit K rperhaltung Kr fte Lasten und auch Ausf hrungsbedingungen in einem ersten Schritt objektiv dokumentiert um sie dann mit Hilfe einer Punktsummenrechnung zu bewerten Die durch die Wich tung verschiedener Risikofaktoren vergebenen Punkte werden addiert und es entsteht ein Gesamtpunktwert 27 Dieser wird analog dem Ampelprinzip in eine der drei Risikobereiche eingestuft 28 0 bis lt 30 Punkte GRUNE ZONE niedriges Risiko Ma nahmen sind nicht erforderlich Das Risiko einer Erkrankung ist vernachl ssigbar gt 30 bis lt 50 Punkte GELBE ZONE m gliches Risiko Ma nahmen zur erneuten Gestaltung ergreifen Ins gesamt oder teilweise besteht f r die Operatoren ein nicht vernachl ssigbares Risiko einer Erkrankung 149 150 250 Punkte ROTE ZONE hohes Risiko Ma nahmen zur Risikobeherrschung erforderlich Offens
226. orientieren und nachzuerle ben Dieses Eintauchen in das erz hlte Geschehen wird dadurch erleichtert dass der fachliche Zuh rer keine Verantwortung f r den Rahmen des Gespr chs berneh men muss diese ist an den Moderator delegiert Der Moderator sorgt daf r dass Erz hler und Zuh rer am Thema bleiben Unklarheiten bereinigen und tats chlich personenbezogenes implizites Wissen weitergeben Er h lt w hrend der Erz hlung die Au enperspektive w h rend der fachliche Zuh rer sich in das Erleben des Erzah lers hinein versetzt Die Einf hrung der Methode erfordert eine sorgf ltige Vorbereitung auf allen beteiligten Ebenen eines Unter nehmens siehe Abbildung 2 Organisation Abteilung Mitarbeiter Abbildung 2 Darstellung der organisationalen Integration des methodischen Vorgehens 3 Insbesondere ist es wichtig eine Vertrauensbasis zwi schen allen Beteiligten zu schaffen Der Nutzungszusam menhang des erhobenen Wissens muss von der Ge sch ftsf hrung transparent kommuniziert werden Die erfahrenen Experten im Unternehmen d rfen nicht be f rchten m ssen ihres Wissens enteignet zu werden Sie haben nat rlich ein Bewusstsein daf r dass ihre Ex pertise ein wesentlicher Leistungsfaktor ihres Unterneh mens ist und damit auch eine starke pers nliche Stellung im Unternehmen begr ndet Ohne eine glaubw rde Personalentwicklungsstrategie mit der Perspektive eines fairen und f r alle Beteiligten vort
227. passiven Marker sind mit einer zus tzlichen transparenten Folie versehen um sie gegen Abrieb zu sch tzen Zu den optischen Targets muss der Proband noch zus tzlich 11 inertiale Sensoren der Firma Biosyn Systems anlegen Die Erfassung der Position des Mitarbeiters beim inertialen System erfolgt ber Beschleunigungs Winkel und mag netische Sensoren Wenn es durch die Umgebung zu Sichtbehinderungen zwischen Infrarotkamera und Reflek tionsmarker kommt springt das Inertialsensor System ein Dadurch wird gew hrleistet dass kontinuierlich verlassli che Daten geliefert werden und eine durchg ngige Erfas sung der Daten m glich ist Dieses System ist in einem weiteren Kalibrierschritt mit dem optischen System zu verbinden Abbildung 16 Bewegungserfassung und EAWS Bewertung mit einem hybriden Motion Capturing System Das hybride Motion Capturing System wird erstmalig als Pilotsystem im Rahmen der 3P Workshops Production Preparation Process des VW 370 in Wolfsburg eingesetzt und getestet Mit Hilfe des Systems wird die Bewegung des Mitarbeiters wahrend eines Montagetaktes erfasst und nach dem EAWS Verfahren bewertet Nachdem die Bewegungen des Mitarbeiters aufgezeichnet wurden erzeugt der Computer aus den Daten das abstrakte 3D Modell eines Menschen Daraus kann auf Basis des EAWS Verfahrens beispielswei se abgeleitet welche Bewegungsabl ufe belastend sind und welche nicht Diese Informationen k nnen dann weiter in Datenb
228. perature and size Chem Eng Technol 22 2000 22 26 Pulsed atmospheric fluidized bed combustion Manufacturing and Tech nology Conversion International Inc DOE MC 2506 9 2976 1989 28F 4 17 18 Zhang Y Jin B Zhong W Fluidization mixing and segregation of a biomass sand mixture in a fluidized bed International Journal of Chemical Reactor Engineering 6 2008 Article A88 EMISSIONSHANDEL IM STRASSENGUTERVERKEHR Dipl Wirtsch Ing Alexander Kaiser Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut fur Logistik und Materialflusstechnik 27 EMISSIONSHANDEL IM STRASSENGUTERVERKEHR Dipl Wirtsch Ing Alexander Kaiser Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg 1 Problemstellung und Anlass fur das Forschungsvorhaben Das Problem der relativ hohen CO2 Emissionen im Stra Benguterverkehr ist f r die Transportdienstleister von zunehmender Bedeutung da strengere Klimaschutzziele der Politik und nicht zuletzt eine zunehmende Nachhal tigkeitsorientierung der Kunden dazu zwingen Transpor te klimaschonender durchzuf hren Um das von der Klimaforschung empfohlene und auf der UN Klimakonferenz 2010 in Canc n politisch vereinbarte Hauptziel zu erreichen die Erderw rmung gegen ber der vorindustriellen Zeit auf 2 Grad zu begrenzen sind die weltweiten CO2 Emissionen bis 2050 kontinulerlich um 50 bis 85 Prozent gegen ber dem Niveau von 2000 zu reduzieren 1 Um d
229. r bliebenen Objekte gelabelt Abb 2 G Das gelabelte Bild dient nun als Basis f r eine Klassifikation zum Finden von Bereichen besonderen Interesses Diese Bereiche werden aus den Originaldaten ausgeschnitten und gro Benadaptiv segmentiert um anschlie end wieder in den Gesamtbildkontext zur ckgef hrt zu werden Auf Basis des resultierenden Bildes findet eine erneute Klassifikation in der Form statt dass nach M glichkeit nur noch richtig positive Objekte Kolonien zur ckbleiben Im Rahmen der blattspezifischen Analyse erfolgt die Vermessung gefun dener Objekte Kolonien anhand einfacher Merkmale wie Fl che Umfang konvexer H llkurve sowie geometrischer Verteilung Aber auch komplexe Merkmale die jedoch einer anwendungsorientierten biologischen Interpretati on bed rfen sind denkbar wie z B Verzweigungsbaume oder Fourierdesktriptoren 2 3 Automatisierte und effiziente Anpassung an weitere Problemstellungen Ein Ziel der Plattform soll es sein eine effiziente Anpas sung des bestehenden Segmentierungsalgorithmus auf andere neue Bilddaten vornehmen zu k nnen Um dieses Ziel zu erreichen werden die Parameter Schwellwerte FiltergroBen Klassifikatoren heuristisch optimiert Solche Optimierungsprobleme k nnen im Allgemeinen als Suchproblem aufgefasst werden Die Informationswissen schaften haben bis heute eine F lle an Suchalgorithmen hervorgebracht Im Besonderen haben sich jedoch die Klasse der Genetischen bzw
230. r Eintritt und die Temperatur entspricht der einer vollst ndigen Verbrennung Die Darstellung des statischen Temperaturfeldes der Re former Nachbrenner Kombination Abbildung 11 ver deutlicht durch die gleichm ige Ausbildung dass die bertragung der W rme aus der Verbrennung in die Reformierung realisiert wurde 137 138 750 800 850 900 940 Abbildung 11 Darstellung der statischen Temperatur in der Reformer Nachbrenner Kombination des Green FC Prototyps 4 2 Simulation des Wassergas Shift Reaktors Im Rahmen der Simulation des Shift Reaktors mit der CFD Software Fluent werden f r die im gesamten Reaktor ablaufende Wassergas Shift Reaktion Reaktionsraten nach Hla et al verwendet Alle Parameter f r die Simu lation sind in Tabelle 9 dargestellt Simulierte Region erte Reg Eintritt Reaktor 0 1 Vol Volumenanteile Tabelle 9 Parameter f r die Simulation des Wassergas Shift Reaktors mit Reaktionsraten Die Simulation ergab dass der Wassergas Shift Reaktor den Kohlenstoffmonoxidanteil im Gasgemisch soweit reduzieren kann Siehe Tabelle 10 dass er unter den kritischen Punkt von 3 Vol f llt der f r die Beeinflus sung der Funktionalit t der HTPEMFCs durch Kohlen stoffmonoxid Vergiftung entscheidend ist Austritt Shift Reaktor GW Sao Volumenanteile Tabelle 10 Ergebnisse fur die Simulation des Wassergas Shift Reaktors mit Reaktionsraten 5 Fazit und Ausblick Im R
231. r Maschinen und Anla gen kann zur L sung dieses Problems beitragen Sie er laubt in diesem Zusammenhang zun chst die in der Realit t nicht einsehbaren Bauteile und Baugruppen Funktionen und Wirkungsweisen zu visualisieren Das besondere Potential f r den Transfer erfahrungsba sierten Wissens im Sinne dieses Ansatzes entfalten virtuel le Lernumgebungen jedoch erst mit der M glichkeit komplexe Aufgaben in der virtuellen Arbeitsumgebung selbst ndig und vollst ndig bearbeiten zu k nnen Hierzu werden besonders wissensintensive bzw lernhalti ge Arbeitsprozesse als Lernaufgaben didaktisch aufberei tet Die Bearbeitung der Lernaufgabe wird im Sinne der voll st ndigen Handlung in folgende Phasen struktu riert Informieren Planen Entscheiden Ausf hren Kontrollieren Bewerten 3 S 147 ff In der Abfolge dieser Arbeitsschritte wird der Lernende im virtuellen System gef hrt F r die Steuerung des Lernen den durch den Arbeitsprozess werden zum Einen Instruk tionen vorgegeben Dar ber hinaus werden zu allen Arbeitsschritten Leitfragen eingesetzt Sie dienen den Nutzern der Lern systeme als Anregung zur Beschaffung von Informationen zur Reflexion alternativer L sungs m glichkeiten oder zur berpr fung von Arbeitsergebnis sen Die Relevanz des arbeitsprozessintegrierten Lernens wird nicht nur in der Berufsp dagogik hervorgehoben In einer arbeitspsychologischen Dissertation 11 werden
232. r Merkmale kann durch eine logische UND Operation durchgefuhrt werden M KnP Die Anzahl der Kollisionen e ergibt sich aus der Anzahl der gesetzten Bits in M und kann durch einen schnellen Bit Zahler bestimmt werden Die Kollisionen dienen als hnlichkeitsma zwischen Merkmalen Zwei Merkmale werden als korrespondierend betrachtet wenn die Bedin gung e lt ea erf llt ist Um den Suchaufwand zu reduzieren wird nach 9 f r jedes Untermerkmal in Mp und Merkmal in My ein 5 Bit Index erstellt Dieser ergibt sich aus f nf bin r quantisier ten Pixelwerten um den Merkmalspunkt p Die genutzten f nf Pixel sind in Abbildung 1 mit Zahlen markiert F r die zusammengefassten HIP Merkmale in der Posterdaten bank Mp werden die f nf h ufigsten Indizes der genutz ten Untermerkmale dem HIP zugewiesen Die HIPs wer den entsprechend ihrer Indizes in eine Hashtabelle einge f gt Mehrfacheinordnungen resultieren in einer Kopie des Merkmals Zur Laufzeit wird ein Kamerabildmerkmal K lediglich mit Merkmalen in Mp mit dem gleichen Index verglichen Die Indexierung der Posterdatenbank reduziert zwar die Anzahl der ben tigten Vergleiche jedoch ist der Such aufwand innerhalb eines Index weiterhin linear Mit Hilfe eines Baumes als Datenstruktur f r die Merkmale kann dies auf logarithmischen Aufwand verringert werden Der Aufbau des Baumes wurde nach 6 umgesetzt Es wird hierbei ein binarer Baum verwendet der in den Knoten 5x64 Bit Werte und
233. r Merkmalsaus pragung Daher treten bei dem Matching Ungenauigkei ten auf die sich auf die Bestimmung der Pose auswirken Vor allem bei Bildrauschen der realen Kamera kann dies zu Instabilitaten der bestimmten Pose f hren wodurch ein deutliches Zittern der berlagerten Modelle auftre ten kann was f r die Zielanwendung nicht akzeptabel ist Um die genannten Probleme zu l sen wird nach einer initialen Detektion das Tracking des Posters mit einer Bewegungsanalyse erg nzt Diese bestimmt die Translati onen von Regionen in aufeinanderfolgenden Kamerabil dern Zum Einsatz kommt das Verfahren nach dem opti schen Fluss nach 10 welches Merkmalspositionen aus dem vorherigen Bild in dem aktuellen Bild wiederfindet Hierzu wird in einem eingeschr nkten Suchbereich um die Merkmalsposition die neue Position gesucht F r eine effizientere Suche auch bei gro en Suchberei chen wird diese in mehreren Aufl sungsstufen in einer Bildpyramide durchgef hrt Die Integration der Bildanalyse inkrementelle Verfolgung in den Workflow ist in Abbildung 3 dargestellt Zun chst wird die initiale Detektion durchgef hrt Aus dieser gehen Merkmale im aktuellen Kamerabild mit deren Korrespon denzen im Posterkoordinatensytem und die bestimmte Homographie hervor Im darauf folgenden Kamerabild werden nun mit dem optischen Fluss die neuen Positio nen der Merkmale im aktuellen Bild t 2 bestimmt Da die bereits bekannten Korrespondenzen mit den Punk
234. r Volumenzunahme deshalb sind nach Le Chatelier Temperaturniveaus von ca 750 C und ein geringer Druck notwendig Zus tzlich werden durch die berst chiometrische Zugabe von Wasserdampf der Umsatz an Methan und die Wasser stoff Ausbeute erh ht Die partielle Oxidation ist eine exotherme unvollst ndige Verbrennung Das Gleichge wicht stellt sich bei 1350 1500 C am schnellsten ein der Einsatz von Katalysatoren erm glicht dies bereits bei ca 900 C Aufgrund der Anwesenheit von Kohlenstoffmo noxid Sauerstoff und Methan kann es durch die Bou douard Reaktion und Methanzersetzung zur Bildung von Kohlenstoffablagerungen kommen die die Leistungs f higkeit von Katalysatoren vermindert Um dies zu ver hindern ist eine gleichm ige Temperaturverteilung im Reaktionsraum zu gew hrleisten Bei partieller Oxidation wird Sauerstoff unterst chiometrisch zugef hrt Das Sauerstoff Kohlenstoff Verh ltnis sollte im Betrieb zwi schen 0 5 und 0 6 liegen Eine geringere Sauerstoffzufuhr f rdert die Kohlenstoff Bildung Zuviel Sauerstoff ver brennt zus tzlich bereits entstandenen Wasserstoffl 3 Die partielle Oxidation stellt die notwendige thermische Energie f r die endotherme Methanreformierung durch die Kombination zur autothermen Reformierung zur Verf gung Es ist m glich diesen Reformierungstyp in zwei nacheinander geschalteten Reaktionszonen oder in nur einem Reaktor technisch zu realisieren Der Reaktor kann dabei zun chst du
235. rade Dr Sebastian Zug Prof J rg Kaiser Institut f r Verteilte Systeme Otto von Guericke Universitat Magdeburg 1 Motivation Simulink ist eine Entwicklungsumgebung f r die Simulati on und modellgetriebene Entwicklung von dynamischen Systemen Die reichhaltige Bibliothek von Simulink sorgt mit hinterlegten Ger tetreibern Filterfunktionen Verifika tions und Validierungstechniken f r die Einstufung als Defacto Standard im Bereich der Ingenieurbranche Im Rahmen der Entwicklung m ssen die Speicherstruktu ren Ger tetreiber sowie Compilerkonfigurationen in Abh ngigkeit von der Zielplattform festgelegt werden Durch diese Ma nahmen ist das Simulink Modell an eine spezifische Zielplattform gebunden Der typische Entwick lungsprozess von technischen Systemen verlangt neben einer spezifischen Zielplattform nach Simulationen sowie SIL HIL Praktiken Die Berucksichtigung von Simulation und SiL HIL Praktiken erfordert in Simulink manuelle Mo difikationen Im Rahmen dieser Modifikationen muss der Entwicklungs ingenieur in Abh ngigkeit der gew nschten Zielplattform die Geratetreiber im Modell platzieren sowie konfigurie ren und die Signalaufbereitung dieser Zielplattform be r cksichtigen Die resultierende Komplexit t dieser Modi fikationen kann zu schwerwiegenden Entwicklungsfeh lern f hren Eine L sung der vorgestellten Problematik verspricht das Konzept der Model Driven Architecture MDA MDA trennt die Anwendung von
236. rch die Oxidation vorgeheizt wer den bevor zus tzlich Wasserdampf eingespeist wird Das minimale Dampf Kohlenstoff Verh ltnis um die Ru bil dung zu verhindern liegt bei atmosph rischem Druck und Temperaturen zwischen 700 und 800 C bei ca 1 1 1 2 Katalysatoren f r die Biogasreformierung Die gr te industrielle Bedeutung bei der Herstellung von Synthesegas hat die heterogen katalysierte Dampfrefor mierung von Kohlenwasserstoffen auf nickel basierten Katalysatoren P blicherweise eingesetzte Katalysatoren sind Nickeldotierungen auf Aluminiumoxid 38 01 Silici umoxid Calciumoxid 4 Magnesiumoxid und Titanoxid 1 sowie Zeolithen Typischerweise werden alternativ Edelmetall Katalysatoren eingesetzt die eine prinzipiell hohe Aktivit t aufweisen aufgrund ihrer Her kunft aber als wirtschaftlich problematisch gelten Im Green FC Reformer werden nickelbasierte Standardka talysatoren auf Aluminiumoxidbasis eingesetzt Parameter zum Reformerbetrieb F r den Reformer gibt es die Vorgaben der Wasserstoff maximierung der Kohlenstoffmonoxidminimierung und der Verhinderung von Kohlenstoffbildung Apparatekonzept des Biogasreformers F r den Reformer wird ein Nickelkatalysator auf Alumini umoxid verwendet Die Bio bzw Brenngaszufuhr erfolgt von oben so wird eine Fluidisierung des Bettmaterials ver hindert Zum Einsatz kommen hitzebest ndige NIRO Werkstoffe z B 1 4828 od 1 4841 und hitze
237. rd keine Ver nderungen eintreten so ist die Verf gbarkeit des Fahrzeugs f r l ngere Strecken oder mehrere aufeinan derfolgenden Einzelfahrten die in Summe ber der Fahr zeugreichweite liegen deutlich eingeschr nkt Durch die Einf hrung von Elektrofahrzeugen entstehen weitere Einfl sse die nicht auf die Mobilit t selbst son dern auf die erforderlichen Infrastrukturen Auswirkungen haben Eine verbreitete Einf hrung und Nutzung von Elektrofahrzeugen wie sie durch die Bundesregierung u a bis zum Jahr 2020 mit 1 Mio Elektrofahrzeugen 1 angestrebt wird k nnte zu einer st rkeren Belastung des regionalen Stromnetzes durch gleichzeitige Ladevorgange f hren Durch die Bereitstellung und Kommunikation von Mobilit tsanforderungen der Nutzer wird eine effizientere Nutzung der zur Verf gung stehenden Ressourcen und Infrastrukturen u a durch eine intelligente Ladesteuerung sowie eine verbesserte Integration erneuerbarer Energien m glich 1 2 Zielstellung Um Stabilit t der Stromnetze sowie eine grundlegende Mobilit t zu gew hrleisten sind eine intelligente Steue rung von Ladevorg ngen und eine bedarfsgerechte Be reitstellung von Energie an den jeweiligen Bedarfspunkten z B Ladestationen erforderlich Um den Bedarf bestim men und auch prognostizieren zu k nnen Ist es erforder lich das Mobilit tsverhalten der Nutzer zu kennen und formal beschreiben zu k nnen Ziel soll es daher sein Mobilit tsprofile zur Bes
238. ren nicht zu vernachl ssigen In Abbildung 4 wird exemplarisch gezeigt wie im Kon text menu einer virtuellen Lernumgebung auf Erfah rungswissen als objektspezifisch zugeordnete Kennzahlen und deren Interpretation virtuelle Sequenzen der techni schen Probleml sung audiovisuelle Einspielungen von Interviews mit Erl uterungen zum Vorgehen oder seltene Fehlerbilder zugegriffen werden kann LNRM ne ARAS Oot Aura RES 4 I Abbildung 4 Beispiel der Zuordnung eines Kontextmen s zu der Baugruppe eines Schalterantriebes Fraunhofer IFF 4 Ausblick Eine VR basierte Lern und Wissensinfrastruktur kann durch die Integration von fachsystematischem und erfah rungsbasierten Wissen aus dem Betrieb und der Instand haltung in Verbindung mit Objektdaten aus der Entwick lung und Fertigung zu einem wirkungsvollen und flexiblen Instrument des Transfers von unternehmensbezogenem knowhow wer den Aufgrund des Objekt und Prozessbe zuges der hinter legten Informationen und Wissensbe standteile k nnen die Nutzer auch intuitiv darauf zugrei fen F r Instandhaltungsarbeiten an dezentralen Einsatzstellen bieten die Technologien des mobilen Lernens erhebliche Potentiale zur Effizienzsteigerung der VR Umgebungen 5 Literatur 1 Beuting J Haase T Termath W 2010 Qualifizie rung in der Instandhaltung von Hochspannungsbetriebs mitteln In Jenewein K Schenk M Hrsg Virtuelle Realit t in der technischen Aus und We
239. rfahrungstr ger soll in einer digitalen Wissensbasis gespeichert werden und f r die Mitarbeiter des Unter nehmens unabh ngig von Personen nachhaltig zur Verf gung stehen Die Erfahrungen die das Expertentum der Mitarbeiter ausmachen sind nicht fachsystematisch dokumentiert Es ist nicht allein ihr Fachwissen das sie zu gesch tzten Ansprechpartnern im Unternehmen macht Ihr besonde res Wissen ist in der Regel implizit d h sie sind sich des sen nicht bewusst es ist verkn pft mit bestimmten Ereig nissen des Berufsalltages 5 7 Die Mitarbeiter k nnen dieses Wissen explizieren indem sie besondere Erlebnisse aus ihrem Arbeitsleben erz hlen Diese Form des Geschichtenerz hlens wird durch wissen schaftliche narrative Methoden gest tzt die verschiedene Settings und Vorgehensweisen f r die Gespr chsf hrung liefern Die bekanntesten dieser Methoden sind das Sto rytelling 8 Triadengesprache 2 und Interviews Die Gespr che werden transkribiert und liegen dann in Form von Textdokumenten vor Fachexperten m ssen nun die Kernaussagen und das zu erhaltende Wissen aus diesen Dokumenten extrahieren Das Wissen muss dann f r die sp tere Nutzung aufbereitet werden Eine Nut zung von langen Textdokumenten abgelegt in einer Datenbank ist im Alltag nur begrenzt gebrauchsf hig Die zunehmende Internationalisierung der Unternehmen macht mehrsprachige oder sprachunabh ngige L sungen erforderlich Nur so kann das Wissen den
240. rgabe Die Parametereinstellung erfolgt durch eine speicherprogrammierbare Steuerung SPS die Bestandteil der Prozessleittechnik PLT des Wirbelschichtreaktors ist Der Ablauf erfolgt bis auf das Einstellen der Drosselklappe somit automatisiert 3 3 Kuhlprozess Mit Hilfe des Kuhlsystems soll die entnommene Probe von der Betriebstemperatur des Wirbelschichtreaktors je nach Versuch von 600 C 900 C schlagartig auf 100 C her unter gek hlt werden um eine weitere thermochemische Umwandlung der Partikel zu verhindern Die Abk hlung und Mischung erfolgt in der Fluidisations kammer F r die K hlung wird Trockeneis verwendet Das K hlsys tem besteht aus einem Trockeneisbeh lter samt R hrwerk und Antriebsmotor Ein Kugelhahn dient als Schleuse f r die Trockeneiszugabe Bei K hlung wird der Fluidisations kammer zuerst Trockeneis zugef hrt und dann die Probe gezogen Anschlie end wird die Probe durch das Durch str men mit N2 fluidisiert und damit durchmischt Elektro motor Trockeneis beh lter Abbildung 2 Schema und Foto des Wirbelschichtk hlreaktor Die notwendige K hlleistung die durch das Trockeneis erbracht werden muss wurde vereinfacht mit folgendem Zusammenhang berechnet dQ Mgand Cp Sand dT AQ Msand Cp Sand Tgert Tinecsabe 3 1 Durch Gleichsetzen der Sublimationsenthalpie des Tro ckeneises CO AQ Mco solid AHsub 3 2 mit der in 3 1 errechneten Kuhlleistung
241. rgas Shift Reaktor entgegenstr mt von 800 C auf 400 C und das Reformat aus dem Reaktor das in die Brennstoffzelle flie t von 400 C auf ca 180 C im War me bertrager mittels Wasser gek hlt Zudem werden die Abgase des Nachbrenners von 815 C auf 150 C und die Abgase aus den W rme bertr gern gemeinsam mit der Luft aus der Brennstoffzelle in Kon densatoren abgek hlt In den Elektroheizern und W rme bertragern werden Temperaturen bis zu 800 C erreicht Sie sind aus hitze best ndigem NIRO Werkstoff Als Dichtungen sind ISOPLAN 900 und ISOPLAN 1100 verbaut 3 7 Abgasbehandlung des Green FC Prototyps Das Abgas des Prototyps wird ber einen Ventilator bzw Saugzug an die Umwelt abgegeben Mittels der Appara turen k nnen demnach sowohl das Druckniveau in den Reaktoren haupts chlich bestimmt durch die eingebrach ten Sch ttungen als auch die Verd nnung und Abfuhr der Produktgase an die Umwelt geregelt werden Die K hler im Prototyp bertragen zudem die bersch ssige W rme des Systems und senken die Abgasablasstempera tur auf ca 20 C um eine unn tige Erw rmung der Um gebung zu verhindern 3 8 MSR Konzept des Green FC Prototyps Der Prototyp wird ber Siemens SPS Steuertechnik und Siemens S7 Steuerung betrieben Hierf r gibt es eine ge naue Aufschl sselung aller Messstellen Temperatur Druck Durchfluss etc eine Liste aller Regeleinrichtungen Ventile Klappen Mass Flow Controller etc un
242. rgebnisse werden digital dokumentiert und k nnen im Anschluss an den Pla nungsprozess f r die Qualifizierung des Montageperso nals weiterverwendet werden Die in diesem Artikel vorgestellte VR Anwendung birgt Potentiale f r Weiterentwicklungen F r eine durch g ngige Projektdokumentation ist das berf hren des digitalen Plans in ein druckf higes Dateiformat sinnvoll Digital erstellte Pl ne k nnen folglich auf Papier verviel f ltigt und archiviert werden F r eine projektgebunde ne Archivierung ist das Abspeichern der Arbeitsplane zusammen mit anderen spezifischen Projekt bzw Pro duktdaten in separaten Speicherdateien erforderlich Auf diese Weise wird eine konsequente Datenverwal tung unterst tzt Zur weiterf hrenden Unterst tzung der Arbeitsplanung ist eine automatisierte Zeitauswer tung der geplanten Handlungsabl ufe notwendig Auswertungen der Zeitanteile einzelner Teilschritte am Gesamtmontageprozess unterst tzen eine konomische und zielf hrende Kopplung von Produkt Prozess und Ressource 8 Literatur 1 B s Mathias Methoden der Digitalen Fabrikpla nung ein praxisnaher Ansatz f r KMU In Rabe Markus Hrsg Advances in Simulation for Production and Logis tic Applications Stuttgart Fraunhofer IRB Verlag 2008 S 407 415 2 Lotter Bruno Wiendahl Hans Peter Hrsg Mon tage in der industriellen Produktion Ein Handbuch f r die Praxis Hannover Springer Verlag Berlin Heidelber
243. rid Digi tale Fabrik Methoden und Praxisbeispiele Springer Verlag Berlin Heidelberg 2011 SICHERUNG EINER ZUKUNFTSTRACHTIGEN VERKEHRSINFRASTRUKTUR FUR DEN LOGISTIKSTANDORT DEUTSCHLAND Dipl Wirtsch Ing Fabian Behrendt Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Dr Ing Sebastian Trojahn Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Dr rer nat Karl Heinz Daehre Minister a D 95 SICHERUNG EINER ZUKUNFTSTRACHTIGEN VERKEHRSINFRASTRUKTUR FUR DEN LOGISTIKSTANDORT DEUTSCHLAND Dipl Wirtsch Ing Fabian Behrendt Dr Ing Sebastian Trojahn Insitut f r Logistik und Materialflusstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Dr rer nat Karl Heinz Daehre Minister a D 1 Einleitung 1 1 Ausgangsbetrachtungen Mobilit t stellt f r die heutige Gesellschaft nicht nur ein Grundbed rfnis sondern auch einen erheblichen Wett bewerbs und Wachstumsfaktor f r alle Volkswirtschaften dar Deutschland setzt sich in diversen Umfragen und Studien wiederholt als Logistikweltmeister durch Die gute Stra en und Schienenvernetzung der Bundesrepub lik mit den europ ischen Nachbarstaaten sowie modale Verteilung der Personen und G terverkehre auf die ver schiedenen Verkehrstr ger bietet eine solide Vorausset zung f r ein leistungsf higes und flexibles Transportnetz im europ ischen Kontext Ebenfalls ist eine Anbindung an die Welt
244. rung Im ersten Schritt erfolgt die Transformation einer Plattformunabh ngigen PIM in die Plattformspezi fische Modelldarstellung PSM Bei der Plattformunab hangigen Darstellung PIM handelt es sich um die reine Anwendung Fur die Transformation der Anwendung in eine Plattform spezifische Darstellung PSM sind die Ger tetreiber in Abh ngigkeit der Verarbeitungseinheit sowie die Interpre tation der Messwerte in Abh ngigkeit der Sensorik bereit zustellen Diese Abh ngigkeitsrelation l sst unter Zuhilfe nahme der Spezifikationsbeschreibung aufl sen weil die gesamten Bestandteile einer spezifischen Plattform mit Schnittstelleninteraktion und Konfiguration in dieser Beschreibung aufgef hrt sind Im Anschluss kann die Plattformspezifische PSM in eine Implementationsspezifi sche Darstellung unter Einsatz des Code Generators von Simulink berf hrt werden Dieser Transformationsschritt ist in der Abbildung 5 unter der Nummerierung Vier vi sualisiert Eine Besonderheit der Modellierung stellt die Transforma tion von PSM in PSM f r den Einsatz von SiL oder HiL Praktiken dar Hierbei ist keine erneute Durchf hrung der Spezifikation erforderlich weil die berpr fungstechniken bez glich Korrektheit und Kompatibilit t auf die alternati ve Plattformbeschreibung angewendet werden Mit der PSM zu PSM Transformation l sst sich neben der Verarbeitungseinheit auch die Sensorik oder Kommunika tionsschnittstelle austauschen
245. s 109 110 Realer Sensormesswert Abweichung Tabelle 3 Messgenauigkeit Gurtschieflauf Wie aus der Tabelle 3 ersichtlich besitzt das Messsystem eine Genauigkeitsabweichung von ca 5 mm Nach dem durchgef hrten Laborexperiment wurde das Sensorsys tem unter realen Messbedingungen im Kieswerk Barleben GmbH installiert Hier wurde das Messsystem in einer H he von 80 cm in einem Tunnel ber F rdergurt ange bracht und berwachte die Gurtkantenposition Das Messsystem erwies sich in der rauen Umgebung N sse Schmutz und Temperaturwechsel auch nach mehrmona tigem Versuchszeitraum als lauff hig 5 2 Evaluation Gutquerschnitt und Gutvolumen Um die Messgenauigkeit der Gutquerschnittserfassung zu bestimmen wurde ein Laborexperiment durchgef hrt Bei diesem Experiment wurden Objekte zwei unterschiedli che Quader mit bekannten Abma en auf einem F rder band mit einer definierten Geschwindigkeit transportiert Das Messsystem erfasste dabei kontinuierlich den F rder gurt und berechnete ber die nummerische Integration die Querschnitte der Objekte Dieses erm glichte einen direkten Vergleich zwischen dem tats chlichen und dem gemessenen Querschnitt der Objekte Die Tabelle 4 zeigt das Ergebnis der durchgef hrten Messung Objekt Realer Querschnitt 101 cm Gemessener Querschnitt 762 cm Genauigkeit 94 1 96 2 Tabelle 4 Messgenauigkeit Querschnitterfassung Wie aus der oberen Tabelle hervor geht erfasst das
246. s cus stationary meniscus empty throat and fully filled throat In the case of throats a and b the liquid conduct ance is zero since no liquid flow exits there Whereas in the case of throat c and d liquid flows due to the pres sure difference between node 4 node 1 and meniscus in throat d Accordingly liquid conductance of throat c and d are considered By this computation the liquid pressure at each liquid node is calculated moving meniscus stationary meniscus connection to large liquid cluster Figure 2 Liquid flow through node 1 with typical scenarios moving meniscus stationary meniscus empty throat and filled throat When the pressure filed is known the occurrence of two discrete events invasion and receding are decided based on local pressure differences Invasion means that the liquid enters into an empty throat from a fully filled throat or a liquid node Receding means that a stationary menis cus in a fully filled throat retreats Both events have im mediate impact on the pressure filed and consequently lead to more possible invasion or receding throats There fore iteration is applied to update the liquid pressure field and accordingly search for all potential invasion and re ceding throats After the decision on invasion and receding liquid starts to flow continuously until end of the time step The flow rates of all moving menisci are computed based on the pressure difference between the menis
247. s sen des Schwellenwertes ts sy des FAST Detektors kom pensiert Zu viele Merkmale k nnen zu einem erh hten Rechenzeitbedarf bei dem Matching f hren Somit stabili siert ein adaptiver Schwellenwert ebenfalls die Rechen zeit Die Beschreibung der Onlinemerkmale R ist denen der Untermerkmale aus der Anlernphase siehe Abschnitt 4 1 1 sehr hnlich Es werden ebenfalls standardisierte 8x8 Helligkeitswerte mit einem Abstand von zwei Pixeln um den Merkmalspunkt extrahiert siehe Abbildung 1 Die Intensit ten werden in f nf Intervalle unterteilt und mit einem 5 Bit Wert dargestellt Tritt ein Helligkeitswert in einem Intervall auf wird dieses mit einer Eins maskiert Die entstehenden 5 Bit Werte werden f r ein HIP zu einem 5x64 Bit Merkmal K zusammengef hrt 13 14 4 1 2 2 Matching Nachdem die Posterdatenbanken Mp und die Kamera merkmale vorliegen erfolgt die Korrespondenzsuche Hierzu werden die Merkmale aus My mit den Merkmalen aus M verglichen Die Postermerkmale Mp enthalten Informationen welche Intensit ten an dem jeweiligen Rasterpixel selten aufgetreten sind Damit ein aktuelles Merkmal K einem Postermerkmal P zugewiesen werden kann d rfen Intensit ten in K nur dann auftreten wenn diese in P ebenfalls h ufig aufge treten sind also in der bin ren Repr sentation nicht mas kiert sind Durch die Abspeicherung der Merkmale im Bit Format ist dies durch schnelle Bit Operationen zu be stimmen Der Vergleich de
248. s 60 fps Herstellung des Offsets zwischen Infrarot Tracking System und dem Kamerabild Steuerung von 43 Geometrien A gt Aufnahme der realen Bewegung ber das Infrarot Tracking System 17 Targets 68 einzelne Marker v v Zwischenspeicherung der Tracking Informationen Berechnung der inversen Kinematik des Mensch Weitergabe als modells mit der Software Echtzeitdatenstrom per UDP Dynamicus 43 starre K rper Schnittstelle und 41 Gelenke Ausgabefrequenz 60 fps Ausgabe eines Echtzeitdaten stromes f r 43 Koordinaten zur Visualisierung des systeme ber UDP Menschmodells auf den Schnittstelle zur Ansteuerung Probanden der AR Software Unifeye Anzeigefrequenz 4 5 fps Ausgabefrequenz 60 fps Latenzzeit ca 12 ms v v v v v v v v v Abbildung 14 Prototypische Realisierung des L sungsansatzes Insgesamt kann mit dem Pilotversuch die Machbarkeit des Integrationsansatzes best tigt werden Allerdings gibt es noch klare Einschr nkungen bei der Performance so dass f r die industrielle Einsetzbarkeit einer Echtzeitlosung weitere Untersuchungen durchzuf hren sind Im n chsten Kapitel wird daher zun chst von der Echtzeitl sung Ab stand genommen und eine Video basierte AR L sung angestrebt bei der die Aufnahme der Realit t Berech nung und Visualisierung nacheinander abgearbeitet wer den 4 Integration komplexer dynamischer Systeme in die AR Technologie am Beispiel der Visualisierung von Ergonomieda
249. s Tracking Die Interaktionsschaltfl chen wurden au erhalb des Posterbereiches platziert da hierdurch eine Beeinflus sung des Trackings bei der Interaktion weitestgehend vermieden wird Die zur Wahl stehenden Interaktionen sind das Pausieren der interaktiven 3 D Animation und der Auswahl der Abspielrichtung Dem Anwender wird auf die jeweilige Katalogseite ein animiertes 3 D Modell des dort abgebildeten und beschriebenen Produktes augmentiert Diese kann durch Drehen des realen Katalo ges aus verschiedenen Ansichten betrachtet werden Die zus tzlichen Interaktionensm glichkeiten erlauben es dem Anwender die Animationen nach Belieben zu steu ern 8 Zusammenfassung In dieser Arbeit wurde Trackingverfahren vorgestellt welches als Basistechnologie im Bereich Marketing eine neue Art der Produktp sentation unterst tzen kann Das Tracking besteht aus einer initialen Detektion ber den Abgleich von Merkmalen im Kamerabild und Merkmalen aus einer zuvor angelernten Datenbank sowie der Verfol gung mittels Verfahren der Bewegungsanalyse Durch die Kombination dieser Komponenten kann die Pose eines beliebigen texturierten planaren Objekts in Echtzeit ro bust ermittelt werden Weiterhin wurden erste Ans tze f r Interaktionen auf direkt auf dem planaren Objekt vorgestellt die eine Steu erung der virtuellen Inhalte erm glichen Unter Nutzung der vorgestellten Technologien wurde ein AR Standsystem f r Messeauftritte entwickelt mit dem
250. s eine Klassifizierung gefunden werden die jeden Fahrzeugtyp und somit auch verschiedene An triebskonzepte Verbrennungsmotor Elektromotor abbil den kann Somit kann die Mobilit tsanalyse auch auf der Grundlage von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor durchgef hrt werden und zur Pr fung der Eignung eines Elektrofahrzeugs zur Abdeckung des individuellen Mobili tatsverhaltens genutzt werden Weiterhin ist es zur Ver gleichbarkeit des Nutzerverhaltens ber verschiedene Antriebskonzepte und auch Fahrzeug und Leistungsklas sen hinweg erforderlich eine von absoluten Gr en unabh ngige Klassifizierung zu w hlen Aus diesem Grund wurde die prozentuale Abweichung vom Norm verbrauch des Fahrzeugs gew hlt die f r jedes Fahrzeug bestimmt werden kann Somit ist darstellbar dass je nach Strecke Umweltbedin gungen oder Nutzer unterschiedliche Verbrauche auftre ten konnen Die Klassifizierung des Verbrauchs erfolgt somit wie in Tabelle 6 dargestellt deutlich niedriger lt 50 50 bis 25 25 bis 0 1 Normverbrauch 0 etwas h her 0 1 bis 25 25 50 deutich h her Tabelle 6 Verbrauchsklassifizierung 3 Von der Datenerfassung zum Mobilitatsprofil 3 1 Datenerfassung Die Erfassung der f r die Mobilit tsanalyse erforderlichen Rohdaten erfolgt mit Hilfe der Telematikl sung des Fraunhofer IFF die die Aufzeichnung von Abfahrts und Abstellorten und zeiten sowie Verbrauchsdaten erm gli chen Aus den genannten D
251. s gr tenteils bei der Verbrennung fossiler Energietr ger wie Kohle Erd l und Erdgas entsteht 1 Im Verkehrssektor betr gt der Anteil von CO2 bei der Verbrennung von Diesel und Benzin etwa 99 Prozent weshalb im Folgenden die sogenannten CO2 quivalente andere Treibhausgase wie CH4 und N20 wegen ihrer geringf gigen Bedeutung nicht ber cksichtigt werden 6 Entwicklung und Marktdurchdringung energieeffizienter Antriebs und Fahrzeugtechnik sowie von CO2 rmeren Biokraftstoffen bereits angenommen wird verdeutlicht die Modellrechnung die Begrenztheit des technischen Fortschritts das CO2 Problem im Verkehrssektor zu l sen Dies ist darauf zur ckzuf hren dass Diesel Verbrennungsmotoren in Lkw auf absehbare Zeit nicht substituierbar und Biokraftstoffe in der erforderlichen Menge aufgrund weltweit begrenzter Anbauflachen zu wirtschaftlichen Preisen nicht verf gbar sind Au erdem k nnen sparsamere und CO2 rmere Fahrzeuge theoretisch einen sogenannten Rebound Effekt verur sachen bei dem die Nutzer aufgrund sinkender Kraft stoffkosten einen Anreiz erhalten die Fahrleistung so auszudehnen dass sich die absoluten CO2 Emissionen erh hen 5 Um diesen unbeabsichtigten Effekt zu ver meiden m ssten die Kraftstoffpreise dementsprechend erh ht werden Die oben beschriebene Problematik verdeutlicht dass einzelne Unternehmen hier Fahrzeughersteller und Transportdienstleister in ihrem Gestaltungsbereich zwar diverse
252. s name Node Eyper object value RORALD gt PATAS name Tzezussive T cype coolesan value FALSE j action gt action 2ype 0bjecti nhide gt lt param name Node cype object value Pparent gt par m name recursive Eype boolean value TRVE gt lt param name ignoreParentVisibilicy type boolean value IRUE gt acrtien gt action Eype s bjectheser gt lt param name Hode yper objece values USER gt param nan recursive cype boolean value TRUE gt Pires namet Strength typer int values 100 55 eetiony fection Eype bjectflyTo gt lt param naman ode yper objeci value Gparenc gt param nam Duracien cypen fleat value 0 gt param name Endkesp onse cype s responge values ys gt a 5 action action type Transparcencyfet gt lt param name Hode type object value parent gt Para name Value Eyper fleece valuero gt lt param mame Relacave type boolean value false gt lt f acctions action Eype Hateri lheser r lt param n ame Node type object values ngde gt lt ection gt action type Screenshot gt lt param name fileName type string value cexta screenshots Enodej_ highlaghted jpg gt parar name WichHenu cype boolean value FALSE gt Zr Batian q e0tLonMakro gt Abbildung 6 Makro zum Rendern eines
253. s sektoralen CO2 Emissionsentwicklungspfads f r den Stra eng terverkehr ist eine klima und wirtschaftspolitische Fragestellung die aus Sicht des Autors durch Verhand lungen zwischen den einzelnen Wirtschaftssektoren und der Politik zu kl ren ist und daher nicht in diesem Forschungsvorhaben behandelt wird Stattdessen werden gegebene Entwick lungspfade f r den deutschen Verkehrssektor verwendet welche f r den hier verfolgten Forschungszweck einer Wirkungsanalyse ausreichend sind der dynamischen Anreizwirkung nur m glich ist wenn das klimapolitische Instrument direkt bei den Fahrzeug und Kraftstoffherstellern ansetzt Dadurch w rde jedoch eine Vorfestlegung auf diese beiden Akteure erfolgen wenn dieses Kriterium zwingend zu erf llen ist Demnach bildet die dynamische Anreizwirkung anstelle einer Grundbedingung ein Zielkriterium das bei der Ausgestal tung des klimapolitischen Instruments zu optimieren ist Auf eine ausf hrliche Bewertung der verschiedenen In strumente wird hier verzichtet und im Allgemeinen auf 8 9 sowie speziell f r den Verkehrsbereich auf 5 10 ver wiesen Demnach l sst sich zusammenfassend feststellen dass die umwelt konomischen Instrumente insbesondere Abga ben und Zertifikate gegen ber ordnungsrechtlichen Auflagen zur Erf llung der zwei Grundbedingungen besser geeignet sind Nur sie erm glichen a priori Kosten effizienz da die Entscheidung ber die Umsetzung einer CO2 Reduktionsma nahme
254. sbedarf an Verkehrsinfrastruktur auf die jeweilige regionaldifferenzierte Verkehrsinfrastruktur ben tigt wird und welche Handlungsempfehlungen zu einem optimalen Verkehrsinfrastruktur f r den Personen und G terverkehr daraus abgeleitet werden k nnen Neben dieser Frage stellung muss sich ebenfalls mit der Zukunftsentwicklung des Wirtschaftsstandorts Deutschland befasst werden und grundlegende Einflussfaktoren wie z B demografische Trendfaktoren oder Wirkungsweisen von Finanzierungs formen in die Forschungsarbeit einflie en Das Forschungsvorhaben soll daher die erarbeiteten Er gebnisse der Kommission Zukunft der Verkehrsinfra struktur nutzen und diese zu einer Vorgehensweise vgl Abbildung 9 welche ein allgemeing ltiges Konzept zur 101 102 Analyse 20 und Gestaltung von Verkehrs und Trans portnetzen auf Basis von regionsspezifischen Einflussfak toren bereith lt weiterentwickeln Eine R ckkopplung zu den Finanzierungsinstrumenten soll dabei im Ergebnis mitbetrachtet werden Folgende Abbildung 9 zeigt die abstrahierte Abgrenzung des Forschungsvorhabens zum Aufgabenfeld der Kommission _Verkehrsinfastruktufinanzierung _ Verkehr Verkehrstr gerebene Baulasttragerebene Gestaltung der Verkehrsinfrastruktur Forschungsvorhaben Konzept zur Gestaltung von Verkehrs und Transportnetzen Abbildung 8 Abgeleitete Vorgehensweise des Forschungsvorhabens Ziel des Forschungsvorhabens soll
255. schen StraBenverkehrs entwickelt um die Auswirkungen eines CO2 Emissionszertifikatehandels auf private Auto fahrer und gewerbliche Transportdienstleister im Stra en g terverkehr sowie die m gliche Entwicklung des Zertifi katepreises zu simulieren Die Ergebnisse der Multiagen tensimulation werden anschlie end in ein System Dynamics Modell bertragen um die makro konomi schen Effekte auf ausgew hlte Emittentengruppen zu simulieren 4 Fazit und Ausblick Das beschriebene Forschungsvorhaben verfolgt drei Ziele Erstes Ziel ist die Erstellung eines Konzepts f r einen Up stream Emissionshandel im Stra eng terverkehr Dadurch werden die CO2 Emissionen ber das Kraftstoffangebot durch ein zentrales koordinierendes Instrument gelenkt kologische Treffsicherheit Durch die Zukaufsm glich keit von Zertifikaten aus dem EU ETS wird das Kraftstoff angebot jedoch nicht begrenzt Vielmehr werden ber dem Cap liegende CO2 Emissionen dort kompensiert wo die Grenz vermeidungskosten g nstiger sind Kosteneffi zienz Zweites Ziel und der innovative Beitrag des For schungs vorhabens ist die Entwicklung von Planungs werkzeugen die ebenso im Simulationsmodell abgebildet werden um deren unterst tzende Wirkung f r die Trans portdienstleister im Fall des Emissionshandels untersuchen und bewerten zu k nnen Drittes Ziel ist die Entwicklung eines Simulationsmodells zur Analyse des Upstream Emissionshandels Aufgrund der verschied
256. ser Bereiche hinsichtlich bereits eingesetzter IT Werkzeuge und genereller Prozessgestaltung zu ermitteln Daraus k nnen notwendige Softwarewerk zeuge und deren Funktionsumfang abgeleitet werden Die Anpassung der Aufbauorganisation und der bereits vorhandenen Systemarchitektur an die neuen Rahmen bedingungen ist Inhalt der Konzeptphase In Pilotpro jekten werden die Adaptionen praktisch erprobt bevor diese stufenweise in der Um setzungsphase im Unter nehmen eingef hrt werden 11 Je strukturierter der Einsatz der digitalen Methoden und Werkzeuge erfolgt desto gr er ist das Nutzenpotenti al im Produktentstehungsprozess Die Einf hrung be deutet zu Projektbeginn einen Mehraufwand einzuset zender Planungsressourcen dem gegen ber erhebliche Ressourceneinsparungen am Projektende stehen 4 Abbildung 4 stellt die genannten Abh ngigkeiten zur Aufwandsverlagerung durch das Digital Engineering grafisch dar Hier wird aufgezeigt dass eine Verlage rung des zu betreibenden Arbeitsaufwands in fr he Stadien der Produktentstehung im Zuge des DE ist darunter u a der Mehraufwand f r die Datenverwal tung zu verstehen einen Zeitgewinn in der Produkti on mit sich bringt Planungs ressourcen Soll Ist Prozess 4 Prozess is Aufwandsverlagerung Produktionsstart Zeitgewinn Zeit Abbildung 4 Ressourcenaufwand mit Digital Engineering 4 Fur KMU kommt hierbei dem Pilotprojekt eine besonde re Bedeutung zu
257. serstoff direkt im Fermenter oder in nachgeschalteten Reinigungsappa raten abgeschieden werden Eine Klassifizierung erfolgt nach chemischen insitu Eisensalze exsitu Natronlauge Eisenhydroxid und biologischen Bakterien und Sauer stoff Verfahren Zudem kann in absorptive phys Wa scher chem Ethanolamine und Eisenoxid 2 ad sorptive phys Aktivkohle und Raseneisenerz Calci umverbindungen sowie trennende phys Molekular sieb 28 Membran SLIM2 Verfahren unterschieden werden F r die Abscheidung von Siloxanen existieren prinzipiell drei Verfahren Absorption mit org L sungsmitteln Kon densation bei Temperaturen um oder unter 30 C und Adsorption an Aktivkohle Parameter zum Filterbetrieb Fur den Prototyp wird ein Biogasstrom mit 5 kW Metha neintrittsleistung dies entspricht einem Gesamtvolumen strom von 1 m h 1 N zugrunde gelegt Fur die Ent schwefelung wird eine Restkonzentration von max 1 ppm Schwefelwasserstoff toleriert Der Gehalt dieses Schadgases liegt im Biogas bei bis zu 150 ppm und parti elle Maximalwerte von bis zu 1 500 ppm sind m glich Es wird apparativ auf ein einfaches und wirtschaftlich stabi les Filterkartuschen System zur ckgegriffen Apparatekonzept des Filtersystems Als Filtermaterial wird mit Kaliumjodid getrankte Aktiv kohle verwendet die sowohl der Entschwefelung als auch der Siloxanabtrennung dient Sie wird in Pelletform mit einem Durchme
258. sferieren zu k nnen Methodische Ans tze zur Explizierung des impli ziten Wissens sind narrative Methoden wie das Story Telling und die Triadengespr che 4 Facharbeiter Experten Workshops sowie Fach und Experteninterviews 17 47 48 2 2 Probleml sef higkeit als Qualifikationsanfor derung in der Instandhaltung In einem von Karlheinz Sonntag und Niclas Schaper her aus gegeben Sammelband wurden in einem interdiszipli naren Ansatz aus Arbeits Ingenieur und Kognitionspsy chologie sowie der Padagogischen Psychologie und der Informatik die Anforderungen an Mitarbeiter als Prob lemloser in der Instandhaltung untersucht 14 Unter anderem wurden die Wissensanforderungen bei der Storungsdiagnose in einem von der DFG gef rderten Projekt untersucht 13 Die Unter suchung bezog sich auf die Entwicklung effektiver Qualifizierungskonzepte auf Basis der Erkenntnis dass die f r die Instandhaltung er forderlichen Qualifikationen nur zu einem geringen Teil in der beruflichen Ausbildung erworben wer den Das f r die Fehleranalyse und behebung erforderliche Wissen wird berwiegend durch Erfahrung und Reflexion erwor ben Hinsichtlich der Anforderungen der Instandhaltungs t tigkeiten an die Fachkr fte wird zwischen folgenden Wissenskomponenten unterschieden Technisches Wissen ber Maschinen sowie uber potentielle Storungen Wissen uber Vorgehensweisen zur Fehleranalyse Einsatz von Messgeraten und Prufung von Hypot
259. sind die Plattformunabh ngige Modellebene PIM die Plattform spezifische Modellebene PSM und die Implementations spezifische Darstellung ISM visualisiert Die Pfeile zwi schen diesen Modellebenen repr sentieren m gliche Modelltransformation Das Konzept der Modellkapselung sowie der Modelltransformation vermag auf der Ebene von PSM verschiedene Plattformen Zielplattform SiL HIL in der Entwicklung zu berucksichtigen Die ISM Darstel lung erlaubt in Abh ngigkeit einer Plattform den Ausfuh rungskontext Simulation Programmcode zu wahlen Fur die Anwendung von MDA auf die Modellierungstech niken von Simulink ist die Kapselung der einzelnen Be standteile eines intelligenten Sensors in Form einer Be schreibung vorzunehmen und die Transformation zwi schen den vorgestellten Modellebenen zu erm glichen Die Arbeiten Sensor ML IEEE 1451 und OMG STI pr sen tieren Beschreibungstechniken f r die Kapselung der Bestandteile Mit Cypress Express und Mathworks Simu link werden Entwicklungsumgebung mit einer integrier ten Modelltranstormation vorgestellt Sensor ML 3 erm glicht die Schnittstellenbeschreibung von Sensorsystemen Der Einsatz von Schnittstellenpara metern verleiht Sensor ML eine Flexibilit t zur Beschrei bung von intelligenten Sensoren Als Problematisch stellt sich diese Flexibilit t im Kontext einer zuk nftigen Mo delltransformation heraus weil Sensor ML kein Konzept zur eineindeutigen Schnittstellenbeschr
260. so zun chst bei der Verteilungsmessung au en vor 5 2 Optische Analyse Die Messung von Partikelgr enverteilungen kann auf unterschiedlichste Art und Weise geschehen In diesem Fall wurde zur Bestimmung der Korngr enverteilung ein Camsizer der Fa Retsch verwendet bei dem ein optisches Verfahren angewendet wird Hier werden ber Kamera aufzeichnung unter besonderen Lichtverh ltnissen die Projektionsfl chen der durch die Messeinheit fallenden Partikel aufgezeichnet und intern deren Sehnenl nge bestimmt Unter vorgegebenen oder ebenfalls gemesse nen Formangaben k nnen daraus die Abma e eines jeden Partikels errechnet werden 5 3 Reprasentanz Aufgrund des oben genannten sehr geringen Volumenan teils der Konversionspartikel stellt sich die Frage nach der Repr sentanz einer Probe von ca 350 g Um hier zu einer Aussage zu gelangen wurden Verteilungen von Einzel proben mit der ihrer Summenprobe verglichen Die fol genden Grafiken zeigen die Ergebnisse der Camsizerun tersuchungen f r eine Einzelprobe und eine aus acht Einzelproben erstellte Summenprobe 100 75 3 50 AP NN i E m E AA a3 25 B N gt O el m 02 4 6 8 10 12 d mm Abbildung 9 Partikelgr enverteilung f r Brennstoffpartikel einer Probe 100 40 75 30 F S 50 20 E el O 10 E g 0 0 2 4 6 8 10 12 d mm Abbildung 10 Partikelgr enverteilung f r Brennstoffpartikel von 8 Proben W hrend die Einzelprobe sehr volatil
261. sposition auf dem Gesamtbild ermitteln und mit den farblich co dierten Bildern der Einzelobjekte vergleichen Bei bereinstimmung ist das Objekt ber die Farbe ein deutig zuzuordnen Bei dieser Vorgehensweise werden alle selektierten Bau teile erkannt eine eindeutige Zuordnung ist jedoch nicht m glich Objekte die in der gerenderten Baugruppe hintereinander angeordnet sind haben in den farblich codierten Einzelbildern dieselbe Position Eine eindeutige Zuordnung wird m glich wenn die ge samte Szene farblich codiert gerendert wird Nachteil bei dieser Vorgehensweise ist dass verdeckte Objekte nicht ermittelt werden Die Wahl der geeigneten Vorgehens weise ist erfolgt je nach Anwendungsfall F r die Komponentendarstellung ist neben der eindeuti gen Objektzuordnung auch eine Hervorhebung der er kannten Baugruppe erforderlich Eine einfache Hervorhe bung wird erreicht indem die Baugruppe die dem Objekt bergeordnet ist transparent dargestellt wird und das Objekt opaque siehe Abbildung 2 und Abbildung 4 Das automatisierte Rendern der Bilder erfolgt ber Makros welche festgelegte Aktionen nacheinander starten F r das Rendern eines hervorgehobenen Objektes in der Baugruppe wird folgendes Makros genutzt siehe Abbil dung 6 lt actiornMakre id SavrebighlignredvejectPaccure node xFach Bid parante xParh fqLar gt sotionHakro 1d SerBaskgroundColor gt action type O0bjectHide gt pare
262. sser von 4 mm verwendet und besitzt eine Sch ttdichte von ca 500 kg m3 Das Reinigungssystem Modul I besteht aus zwei parallel ausgef hrten Filterkartuschen Ein Filter ist stets aktiv w hrend der andere unbenutzt bleibt Sinkt die Konzent ration auf maximal 1 ppm Schwefelwasserstoff erfolgt die Weiterleitung ber Sicherheitsfilter in die Reformerzu f hrung Modul Il W hrend des Betriebes wird eine Kartusche dauerhaft durchstr mt bis die integrierten Sensoren einen Anstieg der Schwefelwasserstoffkonzentration auf max 1 ppm feststellen Dann wird die Kartusche umfahren und das Biogas in die zweite Kartusche geleitet bis Kartusche 1 ausgetauscht wurde Im Anschluss wird wieder Kartu sche 1 als Adsorber verwendet Aufgrund dessen hat Kartusche 2 eine l ngere Standzeit und wird nur im Rah men von Reparatur oder Wartungsarbeiten ausge tauscht Das Doppelkartuschen System wird zum Zweck des un terbrechungsfreien Betriebs und der einfachen Konstruk tion ausgew hlt Die Durchstr mung des Aktivkohlebet tes wird durch ein laminares Str mungsbild ber den gesamten Querschnitt erfolgen Gasemniritt Abbildung 7 Darstellung eines Kartuschen Filters des Green FC Prototyps Der Filter Abbildung 7 hat einen Durchmesser von 0 15 m und wird mit einer Schuttung von 0 5 m befullt Die Zuleitungen werden in Nennweite DN14 ausgef hrt Hieraus ergibt sich mit den Parametern der Anlage eine Stromungsgeschwindigkeit
263. staltungsgrund satze Deutsches Institut f r Normung e V Beuth Verlag GmbH 2009 AUT OREN Adler Simon M Sc Virtual Engineering Fraunhofer IFF Baum Tobias Biosystems Engineering Fraunhofer IFF Behrendt Fabian Dipl Wirtsch Ing Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Birth Torsten Dipl Ing Prozess und Anlagentechnik Fraunhofer IFF Brade Tino Dipl Inf Institut f r Verteilte Systeme Otto von Guericke Universitat Magdeburg Brandau Annegret Dipl Math Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Cao Liu Dipl Ing Materialflusstechnik und systeme Fraunhofer IFF Haase Tina Dipl Ing Virtuell Interaktives Training Fraunhofer IFF Haus Johannes Institut f r Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Hoffmeyer Andreas Dipl Wirtsch Ing Volkswagen AG Wolfsburg Kaiser Alexander Dipl Wirtsch Ing Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Kaiser Jorg Prof Institut fur Verteilte Systeme Otto von Guericke Universitat Magdeburg Kernchen Alexa Dipl Inf Virtual Engineering Fraunhofer IFF Kretschmer Franka Dipl Ing Institut f r Verfahrenstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg Kutzler Tobias Dipl Inf Logistik und Fabriksysteme Fraunhofer IFF Leye Stefan Dipl Ing Virtue
264. t Die Bildaufnahme erfolgt durch ein automatisiert gesteuertes Mikroskop Die Bildsegmentierung und die Analyse finden im Anschluss daran statt Der Kontext steuert das System und beinhaltet alle notwendigen anwendungsspezifischen In formationen Sowohl Front End als auch Back End k nnen ohne Kontext separat mittels Nutzersteuerung f r weniger komplexe Problem stellungen statisches Screening oder Analyse eines manuell aufgenommenen Bildstapels verwendet werden 123 124 lungen viele Programmteile wiederverwendbar zu gestal ten und den Aufwand f r nderungen minimal zu halten Die geplante Nutzersteuerung GUI auf Basis eines Client Server Models erm glicht den Einsatz der Plattform in unterschiedlichen Szenarien Fernzugriff Tablet Entwick lungsleistung Bildverarbeitung Statistik und Implemen tierung Screening Plattform erfolgen in der gleichen Entwicklungsumgebung Die anfallenden Lizenzen sind in der Art gew hlt dass nachfolgende Aufwendungen Projektarbeit Einarbeitung oder Kommerzialisierung minimal gehalten werden k nnen Heuristische Verfahren wie genetische Algorithmen zur Parameteroptimierung k nnen unterst tzend genutzt werden um die bestehen den Segmentierungsalgorithmen auf Basis von Referenz datens tzen f r neue Anwendungsbereiche zu adaptie ren 2 2 Segmentierungsalgorithmus Die Aufgabe des Segmentierungsalgorithmus ist das Trennen von Pathogen Vordergrund und dem den Pilz umgebenen Zellgeweb
265. t rungen aus vorgelagerten Unternehmens bereichen kompensiert werden 5 Gleichzusetzen mit einem Sammelbecken aller organi satorischen termin lichen und qualitativen Fehler der Produktionskette 6 So gesehen stellt die Montageplanung innerhalb der Technischen Produktionsplanung das entscheidende Br ckenglied zwischen Produktentwicklung und Pro duktion dar Die Montageplanung ist ein Vorgang mit deren Hilfe ein technisches System gebildet wird das in der Lage ist eine vorgegebene Montaget tigkeit unter Erf llung bestimmter Randbedingungen durchzuf hren 7 In diesem Zusammenhang wird das Montieren als die Gesamtheit aller Vorg nge die dem Zusammenbau von geometrisch bestimmten K rpern dienen definiert Anm des Verf 8 Im Kern der Montage stehen dabei die Operationen des F gens nach DIN 8593 sowie die Vorg nge der Werkst ckhandhabung nach VDI Richtlinie 2860 Hinzu kommen das Justieren und das Pr fen inklusive weiterer Sonderoperationen wie das Markieren Erw rmen K hlen oder Reinigen 2 siehe Abbildung 3 Montieren F gen Handhaben Kontrollieren Justieren Sonder DIN 8593 VDI 2860 VDI 2860 DIN 2860 operationen Abbildung 3 Operationen des Montierens nach 2 Der Einsatz rechnerunterstutzter Methoden und Werk zeuge soll Unternehmen hinsichtlich der Produktions planung in die Lage versetzen effizienter und zielge richteter auf die dynamischen Ver nderungen am Markt zu r
266. t welches mit dem CFK Rotor verklebt wird Durch diesen Aufbau werden erstens un erw nschte Hinterschneidungen des Rotors und zweitens unn tig hohe Materialkosten vermieden Denn angesichts der auf den Aerosolring wirkenden niedrigeren Belastun gen ist die Ausf hrung als kostenintensiver Faserverbund nicht zwingend notwendig Weitere wesentliche Punkte bei der Rotorentwicklung sind die formschl ssige Anbindung der Naben sowie die zweckm ige Gestaltung der F llk rper Dies alles erfolgt unter der st ndigen Pr misse der fertigungsgerechten Gestaltung des Rotoraufbaus Denn Defizite der Geomet rie welche erst w hrend der Formwerkzeugauslegung oder gar erst im Fertigungsprozess auftreten sind mit erheblichem Zeit und Kostenaufwand verbunden und deshalb so weit wie m glich zu minimieren 3 3 Energiebetrachtungen und FEM Analyse Die beiden entwickelten Varianten des 6 x 500 ml CFK Rotors bilden die Grundlage f r die folgende Energiebe trachtung Als Referenzobjekt dient erneut der konventi onelle Aluminiumrotor Die Zielvorgabe f r die Rotations energie wird f r eine Drehzahl von 9 600 U min auf 94 000 Nm taxiert Das Ergebnis der Berechnungen weist eindeutig die Variante 2 als jene mit dem gr eren Po tenzial aus Nur sie kann eine hinreichende Reduzierung der Rotationsenergie erzielen Tabelle 1 Das Optimie rungspotenzial der Variante 1 ist gem den Berechnun gen nur sehr unzureichend Bauform Masse Rota
267. t least one liquid throat in the cluster where the throat poten tial is larger than both pressures at neighbor nodes Step 2 shows the break of liquid in throat 4 which has the higher throat potential then throat 2 3 and 5 In step 3 the liquid flows continuously after the break and liquid in throat 4 is receded to both throat 1 and 6 Figure 3 Demonstration of liquid cluster break For simulations in this study properties of lotion and substrate are chosen as those used in the u CT measure ments 3 X ray micro computed tomography 3 1 u CT system description The in house u CT system see Figure 4 used in the pre sent study is a customized device manufactured by Pro Con X ray GmbH Garbsen Germany denoted as CT Procon alpha It is basically assembled with three parts X ray tube sample tray and detector The equipped X ray tube is a transmission one which generates X ray beams with maximum capability of 160kV and 1000mA The Sample tray serves to hold the sample and to adjust the sample position accurately on the three spatial axis to have a good view on the detector Further during the measurement the sample tray rotates the sample for taking pictures from different projection angles The detector is a flat screen with 2300 2300 pixels which receives the X ray beam and translates it to gray value locally at each pixel The distance between the X ray tube and the detector is adjustable for maximizing the penetratio
268. t wird als Merkmal klassifiziert wenn f r eine bestimmte Anzahl von umlie genden Pixeln der Schwellenwert trasr berschritten wird Nachdem die Positionen der Merkmale gefunden wurden m ssen diese f r den sp teren Matching Vorgang beschrieben extrahiert werden Die Definition f r die Merkmalsbeschreibung wird als Deskriptor be zeichnet Der in dieser Arbeit genutzte Deskriptor basiert auf den Helligkeitswerten um den aktuellen Merkmals punkt Die Beschreibung beinhaltet keine Invarianz ge gen ber Ver nderungen der Lage des Posters im Raum Um dies zu kompensieren wird pro Merkmal ein Modell der m glichen Merkmalsauspr gungen erstellt und in der Modelldatenbank M f r das Poster abgelegt Um verschiedene Sichten aut das Merkmal zu erhalten werden mittels einer virtuellen Kamera Bilder des Posters aus verschiedenen Kameraperspektiven generiert Es werden hierbei Bilder aus verschiedenen Entfernungen erstellt Fur jede Entfernung wird die Kamera mehrmals um die Sichtachse rotiert Fur jede dieser Kameraposen Entfernung Rotation um Sichtachse werden Modelle tur die Merkmale angelegt Ein Modell eines Merkmals ergibt sich aus mehreren statistischen Haufigkeiten der Helligkeitswerte Histogramm in der Umgebung des Merkmals F r die Erstellung der Histogramme erfolgen ausgehend von der jeweiligen Kamerapose weitere Rotationen um die beiden Achsen senkrecht zur Sichtachse Es werden hierbei Rotationen bis zu 30 Grad mit
269. tandzeit amp Verweildauer Die Verweildauer der Elektrofahrzeuge an einem Abstell punkt spielt ebenfalls eine Rolle da je nach Aufenthalts lange an einem Ort eine Entscheidung dar ber getroffen werden kann ob ein Aufladen der Fahrzeugakkus reali sierbar ist Die zur Verf gung stehenden Ladem glichkei ten fordern unterschiedliche Ladezeiten W hrend der Akku beim Ladevorgang an einer Haushaltssteckdose 230Volt ca sechs bis acht Stunden ben tigt ist bei Nutzung eines Starkstromanschlusses 400 Volt eine Verk rzung der Ladezeit auf zweieinhalb Stunden m g lich Da ein Fahrzeug laut MID 2008 insgesamt ca 94 Prozent des Tages steht sind Verweildauern von acht bis 10 Stunden und dar ber hinaus denkbar Durch Steier wald werden typische Verweildauern von MIV Nutzern beschrieben die ebenfalls im Zusammenhang mit den Elektromobilen ihre G ltigkeit beibehalten Dieser Sach verhalt l sst es auch zu dass der Elektromobilnutzer sein Fahrzeug dem Smart Grid zur Verf gung stellen kann welches das Elektrofahrzeug als mobilen Energiespeicher f r regenerativ erzeugte Energie berkapazit ten nutzt Auf Basis der verschiedenen Lade und Standzeiten wer den die Zeitintervalle zu den Verweildauern wie in Tabel le 4 dargestellt definiert Tabelle 4 Klassifizierung der Verweildauer 2 3 5 Verkehrsart Als weiterer Faktor wird die Verkehrsart betrachtet wel che ebenso wie die Streckenl nge den Verbrauch beein flusst und
270. ten im Posterkoordinatensystem erhalten bleiben kann mit den neuen Punkten im Kamerabild t 2 t 3 eine Homographie und daraufhin die Pose des Objektes be stimmt werden Da eine inkrementelle Verfolgung eine relative Positions ver nderung von Bild zu Bild bestimmt und diese mit jeweils Ungenauigkeiten behaftet ist tritt Uber die Zeit ein gr er werdender Fehler bez glich der korrekten Pose auf Drift Um dies zu kompensieren wird in regelma Bigen Abst nden eine initiale Detektion zur Korrektur der Pose durchgef hrt siehe Abbildung 3 t 4 Dar ber hinaus wird der Suchbereich der initialen Detektion auf Basis der Bewegungsinformation f r eine schnellere Be rechnung und Steigerung der Stabilit t eingeschr nkt Bei erfolgreicher Bestimmung einer Homographie der initialen Detektion werden deren Ergebnisse gewichtet auf die Ergebnisse der inkrementellen Verfolgung angewandt Die Gewichtung erm glicht eine kontinuierliche Korrektur ber die Zeit und verhindert eine sprunghafte nderung der Pose Um trotz der Gewichtung eine vollst ndige Korrektur zu erm glichen wird die initiale Detektion durchgef hrt bis die Abweichung zwischen der vom 15 16 optischem Fluss und der initialen Detektion bestimmten Pose unterhalb eines Schwellernwertes liegt t 5 Da bei der Bewegungsanalyse nicht alle Punkte wiederge funden werden wurde der Verlust an Merkmalen ber die Zeit zu einer Verringerung der Genauigkeit der Pos
271. ten bei der Analyse manueller Fertigungsprozesse in der Automobilmontage Um den zuk nftigen Anforderungen hinsichtlich einer ganzheitlichen Ergonomiebewertung der Arbeitspl tze in Montage und Fertigungsprozessen gerecht zu werden wurde im Rahmen des AVILUS Forschungsprojektes 26 ein hybrides Motion Capturing System zur Bewegungser fassung und bertragung von Montageprozessen in eine computerlesbare Form unter Ber cksichtigung der zeitli chen Komponente bei einer Ergonomiesimulation entwi ckelt Um den Entwicklungstendenzen Folge zu leisten die von einem steigenden Altersdurchschnitt der Belegschaft ausgehen wird in der Automobilindustrie vermehrt der Wert auf die Generierung ergonomisch g nstiger Ar beitspl tze gelegt Da die bisherigen Werkzeuge der Digitalen Fabrik nur eingeschr nkte Bewertungen der Ergonomie besonders im Hinblick auf Prozesse bieten wurde ein System entwickelt welches diesen Standard zuk nftig gew hrleisten kann Die Beurteilung des Bewegungsablaufes im Montage und Fertigungsprozess wird nach dem EAWS Verfahren European Assembly Worksheet vorgenommen Dieses ist seit 2009 bei Volkswagen konzernweiter Standard EAWS erm glicht eine ganzheitliche Bewertung der Ergonomie indem es sowohl die Intensit t als auch die Dauer einer Belastung betrachtet Konzipiert wurde das EAWS als Screening Verfahren f r den Einsatz innerhalb der Planungsprozesse und f r die Produktionsphase Dies tr gt den V
272. tern der Pro zess und Anlagentechnik des Fraunhofer Instituts f r Fabrikbetrieb und automatisierung 7 Literatur 1 Benedikt 2010 1 Jorns Benedikt www happy wor king ch Online 01 Dezember2010 http www happy working ch Energieverbrauch_weltweit pdf 2 SDZ 2010 2 sueddeutsche www sueddeutsche de Online 23 03 2010 Stand vom 01 12 2010 http www sueddeutsche de wirtschaft atomkraft fuer energie problem der welt gates tueftelt an mini meilern 1 1199 3 EUP 2011 3 Europ isches Parlament www energie verbraucher de Online 18 02 2011 http www energie verbraucher de files download file 0 1 0 13260 pat 4 BMU20104 BMU www bmu de Online 16 07 09 Stand vom 1 12 2010 http www bmu de files pdfs all gemein application pdt ausbau_ee_strom pdf 5 AEE 2012 5 Energien Agentur fur Erneuerbare ww w unendlich viel energie de Online http www unend lich viel energie de de bioenergie detailansicht browse 1 article 105 was ist bioenergie html 10 05 2012 6 trend research GmbH Institut f r Trend und Markt forschung Bremen Studie Markt f r Biogasanlagen in Europa bis 2020 7 Fachverband Biogas e V http www biogas org Bio gas Segments Statistics 2011 8 FNR Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e V Leitfaden Biogas Von der Gewinnung zur Nutzung 5 Auflage G lzow 2010 9 Baerns 2006 Baerns M Behr A Brehm A Gme hling J Hofmann H Onken U Renken A Technische
273. tes in geschwindigkeit m s Warnung O77 Tabelle 2 Funktions bersicht Die Software Entwicklung erfolgte auf Grundlage eines modularen Hard und Softwarekonzeptes vgl Abbildung 1 3D Sensormodul XTionProLive Kinect SoftKinetic etc 3D Datenmodul hardwareunabh ngige 3D Datenstrukturen 3D Basismodul Transtormation Registrierung Selektion 3D Analysemodule Gurtschieflauf Querschnitt Sch ttwinkel Gurtanomalien Gutanomalien Kommunikation TCP IP UDP HTTP Profibus etc Abbildung 1 Modulares Hard und Softwarekonzept Die funktionsspezifischen Module greifen auf registrierte 3D Basismodul 3D Daten zu die wiederum ber hard wareunabh ngige Schnittstellen 3D Datenmodul Zugriff auf die hardwarespezifischen Sensordaten 3D Sensormodul haben Die funktionsspezifischen Module 3D Analysemodule sind demnach robust gegen ber Sensorevolutionen und bildtechnologischen Entwicklun gen bspw Multisensorsysteme Eine zuk nftige Erweite rung des Systems um weitere funktionsspezifische Modu le ist einfach und flexibel umsetzbar Die bertragung der von den 3D Analysemodulen im Sensor berechneten Parameter Tabelle 2 bernimmt konzeptionell ein Kom munikationsmodul Die Ausgestaltung dieses Moduls zur Steuerung ist noch nicht fixiert Derzeit wird gepr ft welche externen Schnittstellen notwendig sind TCP IP http Profibus analog etc 4 Aktueller Entwicklungsstand des multifunkti onalen
274. text gibt es bereits Ansatze und Untersuchungen 3 4 5 6 7 Der Unterschied der Verfahren liegt vor allem in der Wahl der Merkmale und deren Komplexitat So werden in Arbeiten wie 8 Merkmalsbeschreibungen genutzt die Invarianzen bezuglich Rotation Skalierungen und Lichtveranderungen beinhalten Ein solches Merkmal kann somit unabh ngig von diesen Einfl ssen im Kame rabild wiedergefunden werden Allerdings bedarf es hierzu einem hohen Rechenaufwand Dem gegen ber stehen Verfahren mit Merkmalsbeschrei bungen ohne diese Invarianzen Meist werden die um den Merkmalspunkt liegenden Helligkeitswerte der Pixel ge speichert 9 6 Um eine Zuordnung zu erm glichen werden viele Merkmale gesammelt Durch verschiedene Verifizierungsverfahren k nnen aus der gr eren Menge die korrekten Korrespondenzen bestimmt werden Der Trackingansatz von Taylor et al 9 nutzt solche einfachen Beschreibungen von Merkmalen Mit dem vorgestellten Tracking ist ein robustes und schnelles Tracking m glich Letzteres ist in dem vorliegenden Beitrag vor allem von Bedeutung da zus tzlich zu dem Tracking auch Interakti onskomponenten hinzugef gt werden welche ebenfalls Rechenzeit ben tigen Daher wurde als Grundlage f r das Tracking die Arbeiten 9 6 verwendet und anwen dungsbezogen erweitert 4 Merkmalsbasiertes Tracking In dieser Arbeit wird ein merkmalsbasierter Trackingan satz f r beliebige texturierte und planare Objekte Poster u
275. tionsenergie Nm kg Rotor Differenz zur Vorgabe Tabelle 1 Energiebetrachtung der 6 x 500 mI CFK Rotorvarianten im Vergleich zum Aluminiumrotor Im Anschluss an die Energiebetrachtungen kann mit der Untersuchung beider Varianten mittels Finiter Elemente Methode fortgesetzt werden Hiermit k nnen die durch eine Zentrifugation auftretenden Hauptspannungen be stimmt und kritische Stellen des Rotors lokalisiert werden Abbildung 2 Beispielsweise l sst sich damit die ange strebte Erh hung des Sicherheitsfaktors von 2 3 Alumini umrotor auf 3 0 CFK Rotor pr fen Verwendet wird dazu das Analysepaket Ansys da es mit dem Tool Composite PrepPost umfangreiche Berechnungen von Faserverbunden erm glicht Auch bei der FEM Analyse erweist sich die Variante 1 als ungeeignet da sie anfalli ger gegen ber unerw nschten Verformungen ist Sie wird aus diesem Grund von den nachfolgenden Ent wicklungsschritten ausgeschlossen Im weiteren Verlauf der Entwicklung wird die Rotorgeo metrie der Variante 2 soweit angepasst bis die FEM Analyse g nzlich positiv abgeschlossen werden kann D h samtliche an den Rotor gestellten Anforderungen m ssen theoretisch erreichbar sein Der daf r notwendige Opti mierungsprozess erfolgt teils iterativ und hat unter ande rem auch Auswirkungen auf die 3D Modellierung im Entwicklungsschritt 3 2 kritische Stellen maximale Hauptspannung in N mm Abbildung 2 FEM Analyse der maximal auftret
276. tionsschnittstelle in Simulink nachgebildet eine Interaktion aus Sensorik Signalverarbeitung Verar sowie hinsichtlich deren Korrektheit und Kompatibilit t beitungseinheit und Kommunikation in genau dieser Reihenfolge als Korrekt bewertet Die Kompatibilitat der Schnittstellenparameter garantierten generische S Functions welche die Schnittmenge des Wertebereiches der konfigurierten Schnittstellenparameter bilden Im Anschluss der Spezifikation wird eine Beschreibung der Schnittstelleninteraktion sowie konfigurierter Schnittstel lenparameter angefertigt Diese Spezifikationsbeschrei bung erm glicht die automatisierte Transformation eines Plattformunabh ngigen Modells PIM in eine Plattform abh ngige Modelldarstellung PSM 7 Modellierung Die Modellierung transformiert eine Plattformunabh ngi ge PIM in eine Plattformspezifische Modelldarstellung PSM F r die berf hrung einer Plattformspezifische PSM in die Implementationsspezifische Darstellung ISM greift SardaS auf den Code Generator von Simulink zu r ck Im Rahmen der Modellierung l sst sich eine Platt formspezifische Modelldarstellung PSM in eine alternati ve PSM transformieren In der Abbildung 5 entspricht die Modellierung dem Entwicklungsschritt mit der Nummerie rung Drei Eine vorliegende Anwendung die Spezifikationsbeschrei bung f r eine Plattform sowie die funktionalen Charakte ristika bilden die Ausgangsbasis f r die Durchf hrung der Modellie
277. tischen Gr nden staatliche Unter st tzungen die aus den anderen Verkehrstr gern quer subventioniert werden um die Bereitstellung und den Betrieb der Schieneninfrastruktur zu gew hrleisten Die Einnahmen von Nutzern der Eisenbahnen werden in der Regel innerhalb des Bahnsektors weiterverwendet 11 Bei dem Verkehrstr ger Wasserstra e ergibt sich ein hnliches Bild Wie bei der Schiene k nnen Einnahmen bspw aus Wasserstra en und Schifffahrtsverordnungen WSV die Ausgaben des Verkehrstr gers nicht decken Die Finanzierung der Binnenwasserwege in Europa wird daher berwiegend aus staatlichen Haushaltsmitteln finanziert Eine Erh hung der Geb hreneinnahmen durch Abgaben auf den Binnengew ssern des Rheins und der Donau sind durch die Festlegung der Mannheimer Akte von 1868 sowie der Belgrader Konvention von 1948 nicht m glich 11 Im europ ischen Vergleich sind allgemeine Steuern in Form von Energie bzw Mineral labgaben als prim re Finanzierungsquelle aus dem motorisierten Verkehr anzu finden In Erweiterung dessen nimmt die EU Politik seit den 1990er Jahren eine Umstellung der Einnahmequellen auf die Nutzerfinanzierung der Verkehrsinfrastrukturen auf allen Ebenen der Baulasttr ger vor 12 4 Zwischenergebnisse 4 1 _ Instrumentenkasten Auf Grundlage der Ergebnisse des europ ischen Bench marks und weiterer berlegungen kommen u a f r den Wirtschaftsstandort Deutschland folgende Finanzierungs instrumente bzw
278. tvolumen bestimmen Abbildung 4 fasst den Ablauf der Berechnungen Gut querschnitts und Gurtschieflauf schematisch zusammen Lagebestimmung des Sensors Gurtband segmentieren Referenzmodell erstellen Kalibrierung Parameter abspeichern Parameter einlesen Parameter einlesen Datenerfassung Datenerfassung Differenzverfahren Differenzverfahren Soll Ist Positionsabgleich Nummerische Integration Grenzwert erreicht Grenzwert erreicht om El 3 fal ui L 5 0 E par E 3 LL Funktion Querschnittbestimmung Wertweitergabe zur Verarbeitung Meldung an das System Abbildung 4 Ablauf der Programme 5 Evaluation Wahrend der Entwicklungszeit wurden die Funktionen Gurtschieflauf Querschnitts und Volumenbestimmung auf ihre Messgenauigkeit untersucht Die Untersuchun gen fanden unter Laborbedingungen statt und wurden unter realen Bedingungen verifiziert 5 1 Evaluation Gurtschieflauf F r die Untersuchung der Messgenauigkeit bei Gurt schieflauf wurde ein statisches Setup im Labor eingerich tet welches die Verschiebung der Beobachtungsoberfla che entlang der X Achse erfasste Zu diesem Zweck wur de der Tiefenbildsensor in einer H he von 1 8 m ber einer Holzplatte angebracht und die Sollposition erfasst Anschlie end wurde die Platte ca 60 cm breit manuell in 1 cm Schritten bis 10 cm verschoben Tabelle 3 zeigt das zusammengefasste Ergebnis des durchgef hrten Experiment
279. ty die Erg nzung der visuellen Wahr nehmung des Menschen durch die situationsgerechte Anzeige von rechnergenerierten Informationen auf im Sichtfeld des Anwenders positionierten Ger ten 17 Weiterhin konkretisiert Azuma 18 die Definition durch die Einf hrung folgender drei Charakteristika Kombination von Realit t und Virtualitat Interaktion in Echtzeit Dreidimensionale Beziehung zwischen virtuellen und realen Objekten Registrierung Komplexes dynamisches System Ein komplexes dynamisches System besteht aus einer gro en Anzahl von Elementen Die mikroskopischen Zust nde der Elemente bestimmen den makroskopischen Zustand des Systems In einem technischen System ist der Zustand eines K rpers zu einem Zeitpunkt durch seinen Ort und seine Geschwindigkeit bestimmt Die Dynamik des Systems d h die nderung der Systemzust nde in Abh ngigkeit der Zeit wird durch nichtlineare Differenti algleichungen beschrieben Zur Simulation komplexer technischer Systeme werden vielfach Modelle von Mehrk rpersystemen MKS ver wendet Diese bestehen aus starren oder elastischen K rpern die durch Koppelelemente Gelenke Kr fte Regelelemente untereinander bzw mit dem Fundament verbunden sind und unter der Wirkung von Kr ften ste hen 19 20 In dieser Ausarbeitung wird der Begriff eines dynamischen Systems in Bezug auf die Integration in die AR Technologie in Anlehnung an 21 22 wie folgt defi niert Als dynamisc
280. ug I N I I Be etna rc rie rae ee of Tug Dot Tug I I I I E SS ol Flugzeug I I Abbildung 4 Prozesskette f r den Objekttyp ULD In diesem Schritt wird ein Vergleich zwischen den Daten die zum Monitoring des Systems bei dieser Zielstellung n tig sind und denen die durch die vorhandenen Tech nologien im System generiert werden durchgef hrt 5 3 1 Stammdaten und Attribute Zur Ermittlung aller wichtigen Informationen zu den Ob jekttypen wird hier zwischen Stammdaten und Attributen unterschieden Als Stammdaten gelten die Daten die sich im Laufe der Zeit nicht ver ndern wie z B Gr e Typ Kapazit t In Tab 5 sind m gliche Stammdaten f r die Objekttypen des Flughafenbeispiels dargestellt Objekttypen M gliche Stammdaten ULD ULD Typ Abma e Flugzeug Flugzeugtyp Kapazit t Tug Typ des Tugs Kapazit t Dolly Dollytyp Kapazitat Stand Kapazitat Transportkanal Kapazit t Warehouse Kapazitat Pool Kapazitat Tankstelle Kapazitat Werkstatt Kapazitat Tabelle 4 Stammdaten aller Objekttypen des Beispiels Unter Attributen werden die Daten verstanden die sich im Laufe der Zeit ver ndern oder mittels Identifikations Kommunikations und Sensortechnologien aufgenommen werden k nnen Zur Ermittlung der Attribute werden in diesem Konzept drei Teilschritte durchlaufen Der erste Teilschritt ist die Ableitung der Attribute aus den 8 Richtigen der Logistik Dies muss f r jeden Objekttyp durchgef hrt werden und
281. und der Entwicklung bzw Be schaffung Verteilung und Nutzung von Wissen mit dem Ziel dieses im Sinne des Unternehmens zu nutzen 4 Expertensysteme unterst tzen das Wissensmanagement Die Wissensbasis bildet ein zentrales Element der Exper tensysteme In ihr werden Fachinformationen gespeichert ber die mit Methoden des Wissensmanagements zuge griffen wird Eine seit vielen Jahren verbreitete Methode ist das Web 2 0 das dadurch gekennzeichnet ist dass die Nutzer auf Inhalte zugreifen konnen aber auch selbst zu Autoren werden konnen In einer aktuellen Studie 3 wurde untersucht in welchem Umfang Web 2 0 L sungen in mittelstandischen Unternehmen eingesetzt werden und welche Potenziale die Unternehmen f r die zuk nftige Nutzung sehen Aktuell werden Web 2 0 Anwendungen z B Wikis und Blogs vorwiegend im privaten Bereich eingesetzt Potenzial sehen die Unter nehmen vor allem in der Verbesserung der Kommunika tionsprozesse und einer Erleichterung der Informati onsbeschaffung An diesen Potenzialen setzt der vorliegende Beitrag an Wikis basieren in der Regel auf textuellen Dokumenten erganzt um Bilder und Videos Durch die Nutzung virtuel ler Modelle kann eine solche Wissensbasis um interaktive Elemente erweitert werden Ein interaktives VR Modell bietet eine detaillierte und eindeutige Sicht auf die Daten die die Kommunikation erleichtert weil alle Beteiligten dasselbe Verst ndnis haben Die visuelle Repr
282. ung 130 Grad Beim Krotenpunkt r anlage In 1 gibt es zwei Abrwaguagen Eine gt der AbwassertraBen i anim x eig ge y i X hat ene vertragiche Sicherung ao SS 3 17 Ger Temperatur auf 90 Grad Ge 4 lt lt s a Ausfall Block Man mus ore Entchedung vefen i Umtastuag Wo steht Block 147 Muss er eigenthch eumerfahren vom Hard 5 Gasbexchednkung kostet Geld Were de wirklich 250 MW hast most dy xy tunen lateen Abbildung 3 Auszug aus einer Erfahrungslandkarte 4 Die konkrete Form der Ergebnisdarstellung und Auswer tung hangt von den Bedingungen und Interessen der Beteiligten in den Unternehmen ab Beispielsweise kon nen auch informelle Kooperationsbeziehungen nicht dokumentierte Regeln oder latente Konflikte herausgear beitet werden F r eine ber den pers nlichen Austausch der am Ge sprach beteiligten Mitarbeiter hinausgehenden Transfer der Gespr chsergebnisse ist die textliche Dokumentation der Gespr che allein noch nicht geeignet F r eine Nut zung der Gespr chsinhalte in der innerbetrieblichen Aus und Weiterbildung bzw dem Wissensmanagement be darf es weiterer Arbeitsschritte 49 50 Zun chst sind die wesentlichen Inhalte hinsichtlich ihres Potentials f r eine allgemeine G ltigkeit zu berpr fen Nicht jede elegante Vereinfachung eines Arbeitsprozesses ist eine gute oder beste L sung wenn z B Gesichtspunk te der Arbeitssicherheit nicht oder nicht ausreichend beachtet worden si
283. unkritisch und eine Rotormontage mit hoher reproduzierbarer Qualitat erscheint grundsatzlich m glich 4 Konstruktive Auslegung der Laminierform und Formwerkzeuge Nachdem die Rotorgeometrie hinsichtlich der gesetzten Anforderungen optimiert ist kann mit der Auslegung der Laminierform als auch der Formwerkzeuge begonnen werden Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf einer Form bei welcher die einzelnen Montageschritte m glichst problemlos und vor allem reproduzierbar durchf hrbar sind Das betrifft haupts chlich die verschiedenen Stadien der Formbelegung mit Fasergewebe Erfahrungsgem wird nur eine vollst ndig belegte Form durchg ngig mit Harz getrankt was wiederum eine Voraussetzung fur einen ausreichenden und homogen verteilten Faservolu menanteil des Rotors ist Weist der Rotor einen unzulassi gen oder zu inhomogen verteilten Faservolumenanteil auf besteht die Gefahr des Rotorversagens bereits bei normalerweise unkritischen Belastungen Zur Evaluierung der angedachten Laminierformgeometrie werden im Optimierungsprozess auch Simulationstechni ken eingesetzt Mit ihnen kann der Belegungsprozess schrittweise simuliert und problematische Stellen oder auch Kollisionen lokalisiert werden Au erdem werden bereits w hrend des Konstruktionsprozesses erste Form werkzeuge unter Verwendung von Additive Manufacturing Verfahren real erzeugt und auf ihre Pra xistauglichkeit erprobt Hierbei dienen das Selective Laser Sintering Verfahre
284. untersucht Bei der Erarbeitung der f r die Beschreibung der Mobili t tsprofile erforderlichen Parameter sind die f r das An wendungsgebiet spezifischen Parameter z B Reichweite Standzeiten ber cksichtigt worden Im n chsten Schritt ist ein Datenformat und Verfahren konzipiert worden mit dessen Hilfe das t gliche Verhalten der Nutzer anonymi siert aufgenommen zusammengefasst und klassifiziert werden kann 2 1 Mobilit tsanalysen und Studien Im Rahmen der Analyse wurden Grundlagen und Metho den zur Erfassung des Fahrverhaltens betrachtet und auf ihre bertragbarkeit auf den Anwendungsfall der Mobili t tsanalyse f r Elektrofahrzeuge berpr ft um die zur Erfassung von Mobilit tsprofilen relevanten und aufzu 19 80 nehmenden Kenngr en identifizieren und definieren zu k nnen Bei der Recherche zu Betrachtungen hinsichtlich des Mobilit ts bzw Verkehrsverhaltens innerhalb Deutsch lands hoben sich verschiedene Studien hervor Diese besch ftigen sich im Allgemeinen mit dem Verkehrsver halten der Menschen im Alltag wobei teilweise Abgren zungen vorgenommen werden W hrend die Studien Mobilit t in Deutschland MID und das Mobilit tspa nel Deutschland MOP beide aus den Jahren 2002 2 3 und 2008 4 5 sowie die KONTIV 1989 6 Vorgan ger der MID und Mobilitat in St dten 2008 System reprasentativer Verkehrsbefragung SrV 7 sich mit der Erfassung der Mobilit t ganzer Haushalte
285. upply Chain Man agement In Meinhardt S editor Fertigungsmanage ment in der Supply Chain Nr 219 in HMD Praxis der Wirtschaftsinformatik dounkt Verl 8 Teuteberg F 2007 Diffusion und Anwendung von Technologien des Ubiquitous Computing zur Selbststeue rung im Supply Chain Event Management In ljioul R Emmerich H und Ceyp M Hrsg Supply Chain Event Management Konzepte Prozesse Erfolgsfaktoren und Praxisbeispiele S 15 35 Physica Verlag 9 Bensel P F rstenberg F und Vogeler S 2008 Supply Chain Event Management Digitale Schriftenreihe Logistik 3 Technische Universit t Berlin Berlin 10 ProDaMi 2012 ProDaMi Data Mining im Produkti onsumfeld Fraunhofer Institut f r Optronik Systemtech nik und Bildauswertung http www prodami de servlet is 2240 24 04 2012 11 Chapman P Clinton J Kerber R Khabaza T Reinartz T Shearer C Wirth R 2000 Cross Industry Standard Process for Data Mining 1 0 Step by step Data Mining Guide CRISP DM consortium 12 Chen P P S 1976 The entity relationship model toward a unified view of data ACM Transactions on Database Systems TODS 1 1 9 36 13 Kemper A und Eickler A 2011 Datenbanksyste me Eine Einf hrung Oldenbourg Wissenschaftsverlag M nchen 8 Edition 14 Scholz Reiter B de Beer C Freitag M Hamann T Rekersbrink H und Tervo J T 2008 Dynamik logistischer Systeme In Nyhuis
286. uswahl der zur Beschreibung der Mobilitats profile ben tigten Parameter berwiegend finden jedoch absolute Werte Ber cksichtigung mit denen keine Ver gleichbarkeit und somit Gruppeneinteilung von Nutzer verhalten m glich ist 2 2 Parameter In speziellem Bezug auf den MIV sind f r die Standortpla nung von Ladestellen durch die Recherche der Studien folgende Anforderungen mit gro er Relevanz herausgefil tert worden Zur Ermittlung eines Zielgebiets und des damit in Verbindung stehenden Abstellpunktes des Fahr zeugs sind dessen geographische Zielkoordinaten zu bestimmen Desweiteren spielt die Verweildauer des Fahrzeuges am Stellplatz eine wichtige Rolle da ber diese definiert werden kann ob w hrend der Parkdauer eine Aufladung des Fahrzeugakkus zu realisieren ist Bei Feststellung eines erh hten Kurzparker Aufkommens kann dieses bestimmte Gebiet als nicht Ladestellenrele vant definiert werden da eine geh ufte kurze Verweil dauer keine Aufladung zul sst Dieses Ergebnis kann jedoch auch nur bedingt von Bedeutung sein da die Verweildauern in einem Gebiet von Tag zu Tag oder aber auch von Tageszeit zu Tageszeit variieren k nnen Aus diesem Grund spielen sowohl der Wochentag und die Tageszeit eine bedeutende Rolle f r die Feststellung eines Ladestellenbedarfs in einem Zielgebiet F r die Prognose des Verkehrsverhaltens des MIV sind weitere Anforderungen zu betrachten welche sich aus der Analyse der Studie
287. ver Sys teme erfordert lediglich eine Anpassung der regul ren Ausdr cke Die Kompatibilit tsanalyse basiert auf S Functions und unterliegt bereits einer generischen Ausle gung Als zuk nftige Erweiterung ist die Fehlerbewertung des entwickelten Systems ber Fault detection and isola tion FDI und Fault propagation analysis FPA ausge hend von der Spezifikationsbeschreibung geplant Eine Erweiterung der Modellgeneration zur Bereitstellung einer Sensorfusion ist ebenfalls denkbar Zudem kann die Spezi fikationsbeschreibung von SardaS f r eine Printed Circuit Board PCB Generation herangezogen werden 43 44 9 Literatur 1 Nikolai Vladimirovich Kirianaki 2002 Data Acquisition and Signal Processing for Smart Sensors 2 Sami Beydeda Matthias Book Volker Gruhn 2005 Model driven software development 3 OpenGIS Sensor Model Language SensorML Imple mentation Specification 2007 4 Frank Randy 2000 Understanding Smart Sensors 5 Kopetz 2003 OMG Smart Transducer Spezification l 6 PSoC Designer IDE Guide 7 Mathworks Simulink Users guide 2010 TRANSFER VON ERFAHRUNGSWISSEN IN DER INSTANDHALTUNG ZUR FORDERUNG DER PROBLEMLOSEFAHIGKEIT TECHNISCHER EXPERTEN Dipl Pad Wilhelm Termath Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut fur Berufs und Betriebsp dagogik TRANSFER VON ERFAHRUNGSWISSEN ZUR FORDERUNG DER PROBLEMLOSEFAHIGKEIT VON EXPERTEN IN DER INSTANDHALTUN
288. von Betriebsmitteln in der Fertigungsplanung Dis sertation Otto von Guericke Universitat Fakult t f r Informatik Magdeburg 2012 N lle S Augmented Reality als Vergleichswerk zeug am Beispiel der Automobilindustrie Disserta tion Technische Universit t M nchen Fachbereich Informatik 2007 Bade C Hoffmeyer A Alberdi A Entwicklung und Einsatz eines AR Systems mit laserbasierten Large Area Tracking In Tagungsband Aug mented amp Virtual Reality in der Produktentste hung HNI Verlagsschriftenreihe Band 295 J Gausemeier M Grafe Paderborn 2011 Bade C Doil F Hoffmeyer A Industrielle An wendung von Augmented Reality in der Ferti gungsplanung bei der Volkswagen AG In Ta gungsband 11 IFF Wissenschaftstage Magde burg 2008 Hoffmeyer A Busche C Doil F Industrieller Einsatz von Motion Capturing zur Unterst tzung von Planungsworkshops bei der Volkswagen AG In 13 IFF Wissenschaftstage Magdeburg 2010 Ludwig C Reimann C Augmented Reality Information im Fokus C LAB Report Vol 4 No 1 Cooperative Computing amp Communi cation La boratory Paderborn 2005 Azuma R et al Recent Advances in Augmented Reality In IEEE Computer Graphics and Applica tions 21 6 Nov Dec 2001 34 47 Azuma R A Survey of Augmented Reality In Presence Teleoperators and Virtual Environ ments 6 Seiten 355 385 MIT Press 1997 Schwertassek R Wallrapp O Dynamik fl
289. w buzer de gesetz 695 1 index htm Stand 22 10 2012 15 Daehre K H Trojahn S Behrendt F Zustandsbe richt zur bedarfsgerechten Zukunft der Verkehrsintra strukturfinanzierung Pr sentation Bauindustrieverband Berlin Brandenburg e V Potsdam 25 10 2012 16 IHK NRW Forderung an Politik beim IHK NRW Verkehrskongress Investition in Infrastruktur punktgenau statt fl chendeckend Kollaps auf Stra en und Schienen sonst unvermeidbar D ssseldorf 2012 In URL http www ihk de sites default files news_files pm_verkehrskon gress_2012_03_12 pdf Stand 22 10 2012 17 Wissenschaftlicher Beirat f r Verkehr Strategie planung Mobilit t und Transport Forderungen fur die Bundesverkehrswegeplanung Berlin 2009 18 Knieps G Verkehrsinfrastruktur Diskussionsbeitrag Institut f r Verkehrswissenschaft und Regionalpolitik 2003 19 Ahrend C Analyse Nutzenverhalten und Raum planung regionaler Infrastruktur Ergebnisbericht Techni sche Universit t Berlin 2011 20 Schenk M Skript zur Vorlesung Logistikprozessana lyse Institut f r Logistik und Materialflusstechnik Otto von Guericke Universitat Magdeburg 2008 V1 5 12 21 Trojahn S Vorgehensweise zur Struktur und Stan dortentscheidung dezentraler Anlagen Dissertation Otto von Guericke Universitat Magdeburg 2010 S 96 22 Reggelin T Mesoskopische Modellierung und Simu lation logistischer Flusssysteme Dissertation Otto von
290. werden w hrend die brigen vier Tage aufgrund der unterschiedlichen Verkehrsbelastungen f r sich allein stehen Diese Klassifizierung der Wochentage ist wie in Tabelle 1 dargestellt im Morphologischen Kasten abzubil den Wochentag Mo Ddo Ir e so Tabelle 1 Klassifizierung der Wochentage 2 3 2 Tageszeiten Ausl sezeitpunkt Zur Angabe des Ausl sezeitraums zu der eine Fahrt ge startet wurde ist es ebenfalls erforderlich zur Vergleich barkeit eine Einteilung in Zeitintervalle die sich ber den Tag verteilen vorzunehmen Zur Definition der Grenzen dieser Intervalle wurden Verkehrsbelastungen in Abh n gigkeit von der Tageszeit betrachtet Besonderes Augen merk wurde hierbei auf die verschiedenen Tendenzen in den Verkehrsbelastungen gelegt um die berg nge von einem Tagesabschnitt zum anderen zu erfassen Die Ein teilung der Zeitintervalle orientiert sich an den im deut schen Kulturraum blichen Tagesabschnitten morgens vormittags mittags nachmittags abends und nachts Im Rahmen der Analyse wurde gepr ft ab und bis wann der Verkehr rapide ansteigt f r einen l ngeren Zeitraum auf einem bestimmten Niveau bleibt und anschlie end abf llt oder insgesamt je Zeitintervall gleichbleibend ist Die hierbei identifizierten Phasen zeichnen sich also dadurch aus dass entweder eine Ver nderung oder aber eine Best ndigkeit des Verkehrsaufkommens diese Phase beschreibt Die ermittelten Zeitintervalle f r jeden Tages
291. were used as input parameters to characterize the geometric structure of virtual network Additionally po rosities were also used to calculate averaged saturation in core and interfaces The results presented here show an over prediction of liquid saturation in the top interface We think this is due to the missing third dimension of the pore Future work will focus on the 3 D network mode ling 6 Acknowledgements This research project is supported by the research training group Graduiertenkolleg Micro Macro Interactions in Structured Media and Particle Systems of the Otto von Guericke University Magdeburg The X ray computed tomography is financed by European Fund for Regional Development EFRD project number 1211080002 KOZEPT ZUR MODELLIERUNG EINES SYSTEMS FUR DIE ANALYSE VON ZUSTANDSDATEN Dipl Math Annegret Brandau Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Logistik und Materialflusstechnik KONZEPT ZUR MODELLIERUNG EINES SYSTEMS FUR DIE ANALYSE VON ZUSTANDSDATEN Dipl Math Annegret Brandau Otto von Guericke Universitat Magdeburg Institut f r Logistik und Materialflusstechnik 1 Einleitung Identifikations und Ortungstechnologien sind in vielen Logistiksystemen integriert und bieten vielf ltige M glich keiten f r ein echtzeitnahes Monitoring von Prozessen und Objekten Dabei wird eine Flut von Daten generiert die ohne softwaretechnische Unterst tzung nicht mehr zu bew ltigen ist 1 2 3
292. wie RANSAC 13 k nnen trotz mehrerer Fehlkorres pondenzen korrekte Werte gefunden werden Bei zu vielen Fehlkorrespondenzen oder schlechter erster Sch t zung kann die Optimierung ein falsches Ergebnis liefern Daher ist es n tig eine Vorsortierung der Korresponden zen durchzuf hren Gem 9 wird eine berpr fung der Ergebnisse auf Konsistenz bez glich der Anlernposition durchgef hrt Zus tzlich zu den HIP Merkmalen in der Posterdatenbank wird gespeichert aus welcher Position der virtuellen Ka mera in der Anlernphase das Merkmal extrahiert wurde F r die Verifizierung der Korrespondenz zur Laufzeit wer den zun chst die am meisten aufgetretenen Ansichten bestimmt Korrespondenz au erhalb dieser Ansichten k nnen somit verworfen werden 9 4 1 3 Posenbestimmung Die nun vorliegenden Korrespondenzen sind von Fehlern beseitigt und k nnen f r die Posebestimmung genutzt werden Es wurde sich f r einen zweistufigen Ansatz entschieden Anstatt das PnP Problem 14 perspective n point Problem mit n gt 4 Punkten zu l sen werden mittels RANSAC verifizierten Punkte genutzt um die 2 D Homographie zu bestimmen Diese wird genutzt um die vier Eckpunkte des Posters im Kamerabild zu berechnen Hierzu werden die Eckpunkte des Posters aus der An My gematchte Merkmale mit der Posterdatenbank Mm gematchte Merkmale im Kamerabild zum Zeitpunkt n mund Korrektur C Korrespondenz Er ae Abbildung
293. wie z B Masse Belastbarkeit Laufruhe und Oberfl cheng te lie en sich vornehmlich realisieren Auch deshalb wird die Produkti onsmethodik als grunds tzlich f r die Serienfertigung geeignet angesehen Entscheidend daf r ist allerdings die Optimierung der Reproduzierbarkeit einer hinreichenden Faserdurchtr nkung Weitgehend simultan erfolgte die Entwicklung Fertigung und Erprobung f r den 14 x 50 ml CFK Rotor Die Ergeb nisse kongruieren mit den des 6 x 500 ml CFK Rotors und best tigen somit die erzielten Verbesserungen aber auch die Optimierungsm glichkeiten Zur L sung der identifizierten Probleme l uft gegenw rtig ein neues Projekt an welches ein innovatives Fertigungs verfahren f r komplexe CFK Bauteile generieren soll Schwerpunkte der Entwicklung sind einerseits die Ver meidung unerw nschter Lufteinschl sse und andererseits eine signifikante Beschleunigung des Fertigungsprozesses Dies beinhaltet auch die Transformation von manuellen Montageschritten in teil oder vollautomatisierte Prozesse Basierend auf der Marktnachfrage ist eine analoge Ent wicklung von 6 x 100 ml 6 x 250 ml und weiterer CFK Rotorvarianten denkbar 7 Literatur 1 Wiedemann Johannes Leichtbau 2 Konstruktion Berlin Springer Verlag 1996 2 Klein Bernd Leichtbau Konstruktion Berechnungs grundlagen und Gestaltung Braun schweig Vieweg amp Sohn Verlagsgesellschaft 2000 3 Flemming Manfred Ziegmann Gerhard
294. zu werden im Bereich Schiene und Was serstra e weitaus weniger Einnahmen generiert Wie in Abbildung 6 ersichtlich sind Steuern und Abgaben in H he von ca 5 7 Mrd a zu verzeichnen Weitere nicht dargestellte Einnahmequellen sind Liegegeb hren aus den Binnen und Seeschifffahrt 9 Steuern und Abgaben aus Schienen und Wasserverkehr 5 a 4 a 3 E S E A E TT 1 o Do m me Tassen Station Bahn Einnahmen entgelte sontgelbe Dividende der WSV a Mid a2 Of 1 5 0 3 Abbildung 6 Steuern und Abgaben aus dem Schienen und Wasserverkehr 9 Werden die Einnahmen aus allen drei Verkehrstragern zusammengetragen ohne Ber cksichtigung von Transak tionskosten steht eine j hrliche Einnahmesumme ber 58 Mrd aus Steuern und Abgaben zur Verf gung 3 3 Bedarf und Defizit in Deutschland In Deutschland unterliegen viele Einnahmequellen dem Nonaffektationsprinzip Dieses besagt dass keine direkte Gegenleistung bei der Mittelerhebung zugeordnet wer den muss und somit auch keine Zweckbindung der Mittel f r den erhobenen Bereich besteht Dies hat am Beispiel der Energiesteuer zur Folge dass nach Sch tzungen nur ca 4 5 bis 5 Mrd a f r den Bereich Verkehr eingesetzt werden Dies entspricht einem Anteil von nur 10 der Gesamteinnahmen aus der Energiesteuer Die restlichen 90 der Energiesteuereinnahmen werden haupts chlich f r nicht verkehrliche oder nur im entferntesten dem Verkehr zugeh rigen Zw

Beitragsband des 13. und 14

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