Die MAJA-Maschinenfabrik Hermann Schill GmbH & Co. KG wurde im Jahre 1955 von Hermann Schill sen., dem Großvater der heutigen Eigentümer, in der Gemeinde Goldscheuer bei Kehl am Rhein gegründet und zählt heute zu den Marktführern der Branche. Seit 60 Jahren entwickelt, produziert und vertreibt MAJA Entschwartungs-, Entfettungs und Entvliesmaschinen, Enthäutungsmaschinen für Fisch und Geflügel, Fleischschneidesysteme und Automatisierungslösungen für die Lebensmittelbranche, außerdem Eiserzeuger zur Herstellung und Kühlung von Lebensmitteln. Lebensmittelvergiftungen, Verunreinigungen und Rückrufaktionen sind meist die Folgen von nicht konsequent durchgeführten Hygienestandards. Die Hygienerichtlinien werden zunehmend verschärft und müssen neben den Mitarbeitern vor Ort auch von den Anlagen- und Maschinenbauern eingehalten werden. MAJA hat sich die Entwicklung und Produktion einer Robotermechanik nach den höchsten Hygienestandards zur Aufgabe gemacht, da diese nach unserer Auffassung das Herzstück einer flexiblen Automatisierung darstellt und ein Maximum an Robustheit und Zuverlässigkeit auch hier unabdingbar ist.

Viele Prozesse in der Verarbeitungs- und Verpackungstechnik sind durch eine komplexe Wechselwirkung der Wirkpaarung Verarbeitungsgut, i.d.R. Packstoff und/oder Füllgut sowie dem Arbeitsorganen gekennzeichnet. In den überwiegenden Fällen können die Vorgänge und Prozessgrößen im Prozess selbst nicht erfasst werden und einzig das Endergebnis des Vorgangs bewertet werden, worüber ein empirischer Zusammenhang zu dem Prozesseingangsgrößen hergestellt werden. Der Prozess selbst stellt sich dabei als „Black-Box“ dar, bei dem die orts- und zeitaufgelösten Prozessgrößen der Verarbeitungsgüter in der Regel unbekannt und auch messtechnisch nur schwer zu erfassen sind. Physikalische Prozesssimulationen erlauben die Zusammenhänge zwischen Prozessparametern (Stellgrößen des Prozesses) und den Prozessgrößen, wie beispielsweise vorherrschenden Temperaturen und deren Verteilung oder lokal wirkende Prozesskräfte und daraus resultierende Beanspruchungen der Verarbeitungsgüter unter Berücksichtigung der spezifischen Eigenschaften der Verarbeitungsgüter abzubilden. Vor diesem Hintergrund werden nachfolgend am Beispiel von Siegel- und Thermoformprozessen die Potenziale in Hinblick auf die Prozessanalyse und daraus abgeleiteter Prozessverbesserungen in der Kunststoffverarbeitung diskutiert.

Das durchgängige Engineering über den gesamten Lebenszyklus ist neben der horizontalen und vertikalen Vernetzung die dritte Säule von Industrie 4.0. Durchgängigkeit im Engineering bedeutet dabei insbesondere Wiederverwendung von Modellen aus vorherigen Entwicklungsphasen. Beispiele hierfür sind die virtuelle Inbetriebnahme sowie die Codegenerierung. Dieser Beitrag stellt dar, wie diese modernen Engineering-Methoden bei der Verwendung von Rexroth Komponenten angewendet werden können. Die Kosten für die Inbetriebnahme neuer technischer Systeme beanspruchen heute einen erheblichen Anteil des Projektbudgets. Insbesondere die Optimierung des Steuerungscodes der Anlage erfordert einen hohen Zeitaufwand. So werden bis zu 70% der Zeit, die für die Inbetriebnahme der Steuerungstechnik benötigt wird, für das Finden und Beheben von Softwarefehlern aufgewendet. Um die Anzahl der Prozessdurchläufe beim Kunden zu reduzieren, kann heute ein großer Anteil dieser Aufgaben virtuell gelöst werden. In diesem Beitrag wird ein Software-Framework für die virtuelle Inbetriebnahme vorgestellt. Dieses Framework kann für mechatronische Systeme, die von Rexroth Komponenten angetrieben werden, eingesetzt werden. Exemplarisch wird dies am Beispiel eines Deltaroboters aus dem Packaging-Bereich präsentiert. Dafür wird die reale SPS-Steuerung der Anlage mit einem Simulationsmodell des Deltaroboters gekoppelt. Zur einfacheren Interpretation der Simulationsergebnisse werden diese mittels einer 3D-Visualisierung graphisch dargestellt. Die Modellierung des Deltaroboters erfolgt in der Modellierungssprache Modelica. Diese eignet sich besonders für domänenübergreifende Systeme. Außerdem erlaubt der objektorientierte Ansatz eine hohe Wiederverwendbarkeit der verwendeten Modelle. Die Kopplung von Rexroth Industriesteuergeräten und der Simulation wurde mit Hilfe des OpenCore-Interfaces realisiert. Die entwickelten Modelle wurden durch Messungen mit verschiedenen Bewegungsabläufen des Deltaroboters bestätigt. Somit ist es möglich, zukünftige Anlagen dieses Typs virtuell in Betrieb zu nehmen und die Anzahl der Iterationen, während der Inbetriebnahme, deutlich zu reduzieren. Dies setzt voraus, dass das imulationsmodell das dynamische Verhalten der Anlage ausreichend genau abbildet. Neben der virtuellen Inbetriebnahme ist die Codegenerierung eine wichtige Technologie, um vorhandene Modelle in weitere Entwicklungsphasen zu übernehmen. Insbesondere erlaubt die Codegenerierung die Übernahme von Modellen in die Betriebsphase des Systems. Der wohl bekannteste Anwendungsfall der Codegenerierung ist das Rapid Control Prototyping. Neben der Möglichkeit zur Generierung von Steuerungscode gibt es jedoch auch Use-Cases, die die Simulation eines physikalischen Systems auf dem Steuergerät voraussetzen. Hierzu zählt beispielsweise die modellbasierte Diagnose, die modellbasierte Regelung oder die virtuelle Inbetriebnahme auf Basis einer Simulation auf dem Steuergerät. In diesem Beitrag wird eine Toolchain zur Generierung von Code aus Modelica, der auf Rexroth Steuergeräten ausgeführt werden kann, vorgestellt.

In der Mechatronikentwicklung treffen zahlreiche Probleme aufeinander: Das Top-Down-Prinzip in der Entwicklung trifft im üblichen Vorgehen nach V-Modell auf das Bottum-Up-Prinzip der Inbetriebnahme und führt häufig zu Qualitäts- und Zeitverlusten. Aber auch die getrennt voneinander stattfindenden Entwicklungsprozesse von Mechanik, Elektrik und Elektronik bürgen beim Zusammentreffen in der Inbetriebnahme eine Vielzahl von Fehlern, die meist nur durch kostenintensive Änderungsschleifen behoben werden. Der Grund sind die nicht ausreichend geprüften Ergebnisse aus den Fachbereichen. Beschrieben wird der Umgang mit dem V-Modell.

Im Rahmen eines Kooperationsprojektes wurde eine Form-, Füll- und Verschließanlage zum effizienten Verpacken von Nutzinsekten entwickelt. Diese Anlage ist die welterste industrielle Anwendung der an der TU Dresden weiterentwickelten Tiefziehtechnologie von Karton. Gegenüber des Laborumformversuchsstandes ist die Anlage mit den Stationen „Füllen“ und „Verschließen“ gekoppelt, sodass sich das Verhalten des Tiefziehverfahrens im Gesamtprozess untersuchen lässt. Weiterhin leistet die Anlage sehr viel höhere Taktzahlen als am Versuchsstand möglich, wodurch sich neue Anforderungen für Material und Prozess ergeben. Eine wesentliche Innovation ist die Umformung direkt aus der Kartonbahn, sodass die befüllten und verschlossenen Verpackungen erst am Ende der Prozesskette aus der Bahn getrennt werden müssen. Dies ist durch das gezielte Einbringen von Entlastungsstanzungen möglich und bedarf einer genauen Kenntnis und Kontrolle des Materialflusses. Vorteile sind das vereinfachte Handling und die so erhöhte Ausbringung. Anhand des Projektes wird zudem die Bedeutung und Innovationskraft der Kooperation von KMUs mit Forschungseinrichtungen dargestellt.

Wissenschaftliche Untersuchungen von Verpackungsprozessen sind im Gegensatz zu anderen Bereichen in der akademischen Welt noch recht jung. Solide wissenschaftliche Untersuchungen sind erst ab etwa 1920 bekannt. An der Technischen Hochschule Dresden beschäftigt sich zu dieser Zeit E. Sachsenberg mit der Funktion, Gestaltung, Standardisierung und Wirtschaftlichkeit von Verpackungen. Von da an werden viele wissenschaftliche Untersuchungen hinsichtlich neuer Verpackungsmethoden und –prozesse angestoßen, welche einer Vielzahl an neu entwickelten Maschinen eine Grundlage bieten. Heutzutage sind viele Verpackungsprozesse mit mehr oder weniger Aufwand technisch problemlos beherrschbar. Zur Kostenreduktion in Verarbeitungsmaschinen ist es zwingend erforderlich den Automatisierungsgrad zu erhöhen, sodass Formatumstellungen oder Anpassungen der Maschine an veränderte Prozessbedingungen autonom bzw. semiautonom geschehen. Diese Arbeit stellt einen Modellierungsansatz des lateralen Bahnverhaltens einer Packmittelbahn innerhalb einer vertikalen Schlauchbeutel Form-, Füll- und Verschließmaschine dar. Dieser besitzt gegenüber dem Stand der Wissenschaft eine reduzierte Komplexität und benötigt einen geringeren Rechenaufwand zur Simulation des Bahnverhaltens.

In diesem Vortrag geht es um Lebensmittelsicherheit, Sicherheitskonzepte und die Vermeidung von Kontaminationen.

The purpose of this paper is to explore the nature of the social field as described by Pierre Bourdieu as well as to explore the possibility of creating a more focused and tailored set of conditions in the form of a model to repurpose the field theory to more clearly be applicable to bilateral negotiations. The methodological approach is conceptual analysis based on the epistemology of critical realism. The supporting theories for the approach are a combination of systemic, chaos and complexity theory while the fundaments for the implementation of the methodological approach are the four main concepts in Bourdieu’s theory of the social field:  the field, habitus, illusio and symbolic capital. One of the main points of repurposing this specific dynamic is to explicitly allow for deliberate human agency within the field. Analytical data consists purely of the secondary type. This essay is not empirically based but rather theoretical and abstract. The paper is founded on the basic principles of macrosociology and presumes social agency where appropriate. This paper focuses on creating a tentative framework model based on repurposed concepts derived from Bourdieu. The results are arguably interesting but are mostly limited to affecting further development of this tentative model and prefacing application of it through attempting to implement it in an analytical manner on empirical data.

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Το γονίδιο του ανθρώπινου μετατρεπτικού ενζύμου της αγγειοτενσίνης ACE περιέχει έναν πολυμορφισμό δύο αλληλομόρφων που αποτελείται είτε από την παρουσία (I) είτε από την απουσία (D) ενός τμήματος 287 ζευγών βάσεων (bp). Πρόσφατες μελέτες έχουν προτείνει ότι το αλληλόμορφο Ι, μπορεί να σχετίζεται με απόδοση σχετιζόμενη με τη μυϊκή αντοχή. Αντιθέτως, το αλληλόμορφο D γονίδιο έχει συσχετισθεί με απόδοση σχετιζόμενη με τη μυϊκή ισχύ. Επιπλέον, έχει καταδειχθεί ότι η δραστικότητα του κυκλοφορούντος ACE (cACE) συσχετίζεται ευθέως με τη μυική ισχύ σε υγιείς ενήλικες. Η φυσιολογία και η βιοχημεία των αναπνευστικών μυών είναι παρόμοια με αυτή των σκελετικών μυών. Επομένως, η λειτουργικότητα των αναπνευστικών μυών και ιδίως του διαφράγματος, του πλέον σημαντικού αναπνευστικού μυ, μπορεί να επηρεάζεται αναλόγως. Η κόπωση των αναπνευστικών μυών μπορεί να οδηγεί σε αδυναμία διατήρησης του απαραίτητου κυψελιδικού αερισμού. Διάφορες μέθοδοι έχουν χρησιμοποιηθεί για να αξιολογηθούν οι ιδιότητες αντοχής των αναπνευστικών μυών. Ο διαφραγματικός δείκτης πίεσης-χρόνου (PTIdi) και ο μη επεμβατικός δείκτης πίεσης-χρόνου των αναπνευστικών μυών (PTImus), είναι δύο μέθοδοι εκτίμησης της αντοχής του διαφράγματος και των αναπνευστικών μυών, αντίστοιχα. Έχουν χρησιμοποιηθεί σε ενήλικες και παιδιά και έχουν τεκμηριωθεί σε νεογνά. Η διαφραγματική ισχύς και η ισχύς των αναπνευστικών μυών στα νεογνά μπορεί να αξιολογηθούν ειδικά με τη μέτρηση της μέγιστης δια-διαφραγματικής πίεσης (Pdimax) και της μεγίστης εισπνευστικής πίεσης αεραγωγών (Pimax), αντίστοιχα. Σκοπός. Να εξετασθεί η πιθανή συσχέτιση του πολυμορφισμού I/D του ACE και του κυκλοφορούντος ACE με την λειτουργικότητα του διαφράγματος και των αναπνευστικών μυών σε νεογνά. Δευτερεύων σκοπός ήταν ο προσδιορισμός της κατανομής του πολυμορφισμού I/D του ACE στον συγκεκριμένο πληθυσμό και η συσχέτισή του με την δραστικότητα του cACE. Υλικό και Μέθοδοι. Μελετήθηκαν νεογνά που είχαν εισαχθεί στην Μονάδα Εντατικής Νοσηλείας Νεογνών- Παιδιατρική κλινική του Πανεπιστημίου Πατρών. Τα Ι και D αλληλόμορφα του γονιδίου του ACE προσδιορίστηκαν με αλυσιδωτή αντίδραση πολυμεράσης (PCR amplification) σε DNA το οποίο εξήχθη από 0,5 mL ολικού αίματος. Η δραστηριότητα του ACE ορού αξιολογήθηκε με τη χρησιμοποίηση μιας UV κινητικής μεθόδου. Η αντοχή του διαφράγματος και των αναπνευστικών μυών εκτιμήθηκαν με μέτρηση του διαφραγματικού δείκτη πίεση-χρόνου (PTIdi) και του δείκτη πίεσης-χρόνου των αναπνευστικών μυών (PTImus), αντίστοιχα. Η διαφραγματική ισχύς και η ισχύς των αναπνευστικών μυών στα νεογνά αξιολογήθηκαν με μέτρηση της μέγιστης δια-διαφραγματικής πίεσης (Pdimax) και της μεγίστης εισπνευστικής πίεσης αεραγωγών (Pimax), αντίστοιχα. Αποτελέσματα. Συνολικά εξετάστηκαν 171 νεογνά. Στην πρώτη μελέτη της διατριβής μελετήθηκαν 148 νεογνά, στην δεύτερη μελέτη 132 και στην τρίτη μελέτη 110 νεογνά. Η κατανομή του πολυμορφισμού του ACE στο συγκεκριμένο πληθυσμό βρέθηκε κοντά σε προηγούμενα αναφερόμενα στοιχεία. Τα νεογνά με Ι/Ι γονότυπο είχαν χαμηλότερο PTIdi και PTImus από τα νεογνά με γονοτύπους είτε D/D ή I/D. Η ανάλυση των επιμέρους στοιχείων των PTIdi και PTImus έδειξε ότι μόνο οι λόγοι Pdimean (μέση διαδιαφραγματική πίεση) προς Pdimax και Pimean (μέση πίεση αεραγωγών) προς Pimax, αντίστοιχα, ήταν χαμηλότεροι σε νεογνά με γονότυπο I/I έναντι των νεογνών με γονοτύπους είτε D/D είτε I/D. Οι Pdimax και Pimax δεν ήταν στατιστικά διαφορετικές ανάμεσα στις τρείς ομάδες. Ανάλυση βηματικής παλινδρόμησης κατέδειξε σημαντική συσχέτιση των γονότυπων του ACE με τις τιμές του PTIdi και του PTImus, ανεξαρτήτως παραγόντων που θα μπορούσαν να επηρεάσουν την λειτουργικότητα του διαφράγματος και των αναπνευστικών μυών. Νεογνά με το D/D γονότυπο είχαν αυξημένη δραστικότητα ACE ορού σε σχέση με νεογνά με I/I ή I/D γονοτύπους. Η δραστικότητα του cACE σχετιζόταν σημαντικά ευθέως με τη Pimax και αντιστρόφως με το PTImus. Συμπεράσματα. Στις μελέτες αυτής της διατριβής ανεδείχθη συσχέτιση ανάμεσα στους γονοτύπους του ACE και την αντοχή του διαφράγματος και γενικότερα των αναπνευστικών μυών όπως αξιολογείται με τη μέτρηση των PTIdi και PTImus, αντίστοιχα, σε νεογνά. Δεν ανεδείχθη συσχέτιση ανάμεσα στους γονοτύπους του ACE και την ισχύ του διαφράγματος και γενικότερα των αναπνευστικών μυών όπως αξιολογείται με τη μέτρηση των Pdimax και Pimax, αντίστοιχα, σε αυτό τον πληθυσμό. Εντούτοις, κατεδείχθη μια θετική συσχέτιση μεταξύ της δραστικότητας του ACE ορού και της ισχύος των αναπνευστικών μυών, όπως αυτή αξιολογείται από μετρήσεις της Pimax , και μια αρνητική συσχέτιση ανάμεσα στη δραστικότητα του ACE ορού και του PTImus. Επιπλέον, δείχθηκε μια συσχέτιση του αλληλόμορφου D γονιδίου του γονοτύπου ACE με την αυξημένη δραστικότητα του cACE στα νεογνά. / The human ACE (angiotensin converting enzyme) gene contains a polymorphism consisting of either the presence (insertion, I) or absence (deletion, D) of a 287 base pair (bp) fragment. Recent studies have suggested that the I-allele may be associated with endurance performance. Conversely, D-allele has been associated with power-oriented performance. Moreover, it has been suggested that circulating ACE (cACE) activity is correlated with muscle strength in healthy adults. The physiological and biochemical properties of the respiratory and skeletal muscles are quite similar. Therefore, respiratory muscle and specific diaphragmatic function, may be similarly influenced. Fatigue of respiratory muscles may result in inability to maintain adequate alveolar ventilation. Several methods have been used to assess the endurance properties of respiratory muscles. Diaphragmatic pressure-time index (PTIdi) and the non-invasive pressure-time index of respiratory muscles (PTImus), are two methods of assessment of diaphragmatic and respiratory muscle endurance, respectively. They have been validated in both adults and infants. Diaphragmatic and respiratory muscle strength in infants can be assessed specifically, by measurement of maximum transdiaphragmatic pressure (Pdimax) and maximum inspiratory pressure (Pimax), respectively. Aims. To examine the possible association of the I/D genotypes of ACE and cACE, with diaphragmatic and respiratory muscle performance, in infants. Secondary aims were to identify the distribution of the I/D genotypes of ACE in the specific population and its association with cACE activity. Material and methods. Infants cared for at the Neonatal Intensive Care Unit- Paediatric Department of the University General Hospital of Patras, Greece, were eligible for the study. ACE genotyping was performed by polymerase chain reaction amplification on DNA, extracted from 0,5 ml of whole blood. Serum ACE activity was assayed by using a UV-kinetic method. The endurance of the diaphragm and the respiratory muscles was assessed by measurement of diaphragmatic pressure-time index (PTIdi) and pressure-time index of the respiratory muscles (PTImus), respectively. Diaphragmatic and respiratory muscle strength was assessed by measurement of maximum transdiaphragmatic (Pdimax) and maximum inspiratory (Pimax) pressures, respectively. Results. One hundred seventy one infants were recruited. One hundred fourty eight infants were included in the first study, one hundred thirty two in the second study and one hundred ten in the third study of this thesis. The distribution of the I/D genotypes of ACE in the specific population was close to previous reported data. Infants with I/I ACE genotype had lower PTIdi and PTImus than infants with either D/D or I/D genotypes. Analysis of the components of the PTIdi and PTImus has shown that the ratios of Pdimean to Pdimax and Pimean to Pimax , only, were lower in infants with the I/I genotype, compared to infants with either the D/D or I/D genotypes. Neither Pdimax, nor Pimax were statistically different between the three groups. A stepwise regression analysis revealed that ACE genotypes were significantly related to the PTIdi and PTImus measurements, independent of other factors that may affect diaphragmatic and respiratory muscle function. Infants with D/D genotype had significantly higher serum ACE activity than infants with I/I or I/D genotypes. Circulating ACE activity was significantly related to Pimax and inversely related to PTImus. Conclusions. In the studies of this thesis, an association between ACE genotypes and the endurance of the diaphragm and the respiratory muscles, assessed by measurement of PTIdi and PTImus, respectively, was demonstrated, in infants. No such association was demonstrated between ACE genotypes and strength of the diaphragm and the respiratory muscles, assessed by measurement of Pdimax and Pimax, respectively, in the specific population. However, a positive correlation between serum ACE activity and respiratory muscle strength, assessed by measurement of Pimax and and a negative correlation between serum ACE activity and PTImus, was shown. Moreover, an association of D-allele of ACE genotype with increased circulating ACE activity in infants, was demonstrated.