Die zerstörungsfreie Ultraschallprüfung von akustisch anisotropen Werkstoffen stellt auch heute noch eine Herausforderung dar. Die Gefügestruktur in solchen Materialien beeinflusst die Wellenausbreitung derart, dass es zum einen zu starken Streuungen durch die großflächigen Korngrenzen und zum anderen, aufgrund der akustischen Anisotropie, zu einer Richtungsabhängigkeit der Schallgeschwindigkeiten kommt. In den vergangenen Jahren wurden bereits Lösungsansätze zur mathematischen Modellierung der Schallausbreitung in anisotropen Materialien vorgestellt. Diese basieren in der Regel auf FEM- bzw. FIT- Algorithmen, die durch die Diskretisierung des gesamten Volumens einen hohen Rechenaufwand erfordern und in der täglichen Prüfpraxis aufgrund ihrer Komplexität bei der Parametrierung nur bedingt einsetzbar sind. Aus diesem Grund wird hier ein Ansatz zur Schallfeldberechnung gewählt, der auf die praktische Anwendung von Gruppenstrahler-Prüfköpfen zugeschnitten ist. Während sich andere Verfahren auf einzelne Wellenanteile und monofrequente Lösungen beschränken, um den Rechenaufwand zu reduzieren, können mit diesem Ansatz die reale Signalform des Prüfkopfes sowie alle auftretenden Wellenanteile in homogenen transversalisotropen Medien berücksichtigt werden. Durch entsprechende Optimierungen im Berechnungsalgorithmus lässt sich das gesamte vierdimensionale Schallfeld eines Gruppenstrahler-Prüfkopfes im Halbraum in kürzester Zeit berechnen. Die analytische Lösung der Wellengleichung für den Halbraum in Form einer Greenschen Funktion wird dabei in eine Gleichung umgeformt, die hier als vierdimensionale Punktrichtwirkung bezeichnet wird. Dieser Modellansatz ermöglicht es, die Parameter eines Gruppenstrahlersystems in der praktischen Anwendung zu überprüfen und durch iterative Rechnungen zu optimieren. Mit Hilfe einer einfach zu handhabenden Visualisierungstechnik ist es möglich diesen Modellansatz mit realen Schallfeldmessungen zu vergleichen. Dazu werden mit elektrodynamischen Sonden die einzelnen Komponenten des dreidimensionalen Vektors der Teilchenverschiebung an der Oberfläche von Festkörpern abgetastet. Die an den Messpunkten ermittelten Zeitfunktionen des Verschiebungsvektors werden dann dem berechneten Zeitverlauf der Wellenausbreitung gegenübergestellt. Die berechneten und gemessenen Schallfelder stimmen in der Phasenlage und im Amplitudenverlauf gut überein. Die Ergebnisse zeigen, dass mit dem verwendeten Rechenmodell alle in der Realität auftretenden Wellenanteile vollständig berücksichtigt werden und dreidimensionale Problemstellungen aus der Praxis mit diesem Modell korrekt berechnet werden können. / The non-destructive ultrasonic testing of acoustic anisotropic materials is an important challenge. The texture of these materials causes a strong scattering of the sound wave by the extensive grain boundaries and a direction dependent sound velocity by the acoustic anisotropy. Several approaches for the modelling of the sound propagation in anisotropic materials were presented in the last years. These approaches are normally based on FEM or FIT algorithms using a discretisation of the complete volume. Their calculation needs extensive time and a very complex parameterisation. Thus these algorithms are not suitable in practice of ultrasonic testing. In this work an approach is presented that is optimised for the application of phased array transducers. The new approach considers the real frequency spectrum of the transducer as well as all occurring wave modes in homogeneous transversely isotropic media, whereas other approaches are limited to solutions for single wave modes and single frequencies to reduce the calculation effort. The appropriate optimisations of the mathematical algorithm allow the fast calculation of the complete four-dimensional transient wave field of a phased array transducer in the half-space. The Green’s functions are derived by an analytical solution of the elastodynamic wave equation for the half-space. These functions will be transformed into an equation which will be referred to in this work as four-dimensional directivity pattern. This approach allows the verification of the parameters of a phased array system and their optimisation by iterative calculations in the practical application. To get accurate results in these calculations, the experimental verification of the applied mathematical model for the wave propagation is an essential task. The technique presented in this work applies electrodynamic probes, which provides a simple use. The probes can detect the particle displacement at a solid surface in all three spatial directions. The measured time-functions of the wave field will be compared with the calculated time-functions. They show a good accordance in the phase and the amplitude. This confirms that the applied mathematical model considers completely all in practice occurring wave modes. The results further show that three-dimensional problems in practice can be calculated correctly with this model.

Die vorliegende Masterarbeit behandelt den Entwurf und die exemplarische Umsetzung eines Arbeitsablaufs zur Aufbereitung von georeferenziertem Microblogging Content. Als beispielhafte Datenquelle wurde Twitter herangezogen. Darauf basierend, wurden Überlegungen angestellt, welche Arbeitsschritte nötig und mit welchen Mitteln sie am besten realisiert werden können. Dabei zeigte sich, dass eine ganze Reihe von Bausteinen aus dem Bereich des Data Mining und des Text Mining für eine Pipeline bereits vorhanden sind und diese zum Teil nur noch mit den richtigen Einstellungen aneinandergereiht werden müssen. Zwar kann eine logische Reihenfolge definiert werden, aber weitere Anpassungen auf die Fragestellung und die verwendeten Daten können notwendig sein. Unterstützt wird dieser Prozess durch verschiedenen Visualisierungen mittels Histogrammen, Wortwolken und Kartendarstellungen. So kann neues Wissen entdeckt und nach und nach die Parametrisierung der Schritte gemäß den Prinzipien des Geovisual Analytics verfeinert werden. Für eine exemplarische Umsetzung wurde nach der Betrachtung verschiedener Softwareprodukte die für statistische Anwendungen optimierte Programmiersprache R ausgewählt. Abschließend wurden die Software mit Daten von Twitter und Flickr evaluiert. / This Master's Thesis deals with the conception and exemplary implementation of a workflow for georeferenced Microblogging Content. Data from Twitter is used as an example and as a starting point to think about how to build that workflow. In the field of Data Mining and Text Mining, there was found a whole range of useful software modules that already exist. Mostly, they only need to get lined up to a process pipeline using appropriate preferences. Although a logical order can be defined, further adjustments according to the research question and the data are required. The process is supported by different forms of visualizations such as histograms, tag clouds and maps. This way new knowledge can be discovered and the options for the preparation can be improved. This way of knowledge discovery is already known as Geovisual Analytics. After a review of multiple existing software tools, the programming language R is used to implement the workflow as this language is optimized for solving statistical problems. Finally, the workflow has been tested using data from Twitter and Flickr.

Groundwater is the only fresh water resource in the semi-arid to hyper-arid Western Dead Sea catchment. Due to exploitation of groundwater the water level is decreasing in the surrounding Cretaceous aquifer system and sustainable water management is needed in order to prevent the progressive yields and contamination of those water resources. In addition, the water level of the Dead Sea decreases dramatically by at least one meter per year. This is connected to channel off the water from the Jordan River to supply intensive agriculture in the semi-arid to hyper-arid region. Hydrological and hydro-geological analysis and modelling in arid regions, like the study area, frequently suffer from data scarcity and uncertainties regarding rainfall and discharge measurements. The study showed that spatial and temporal interpolations as well as additional methods (e.g. empirical relationships and simultaneous numerical approaches) were suitable tools to overcome data shortage for modelling. Water balances are the result of a calibrated model and are the basis for sustainable management of surface and subsurface water resources. The present study investigates beside the hydrological characterisation of selected sub-catchments (wadis) also the hydro-geology of the Judean limestone aquifer and calculates a comprehensive water balance of the entire western flank of the Dead Sea by the application of two numerical open source codes: OpenGeoSys (OGS) and J2000g. The calibrated two-dimensional hydrological model J2000g provides a 33 years time series of temporal and spatial distributed groundwater recharge for the numerical groundwater flow model of OGS. The mean annual groundwater recharge of 139.9 · 10^6 m^3ˑ a^-1 is nearly completely depleted by abstractions from pumping wells close to the replenishment area in the Judea Mountains.:Acknowledgements Abstract Nomenclature Content List of Figures List of Tables 1 Introduction 1.1 Motivation 1.2 State of the Field 1.3 General research questions 1.4 Challenges 1.5 Structure of the Thesis 2 Theory and Methods 2.1 Data analysis 2.2 Governing equations 2.2.1 Surface Flow - Hydrological Model: J2000g 2.2.2 Subsurface Flow - Groundwater Flow Model: OpenGeoSys 2.3 Groundwater recharge 3 Study area 3.1 Study site selection 3.2 Geography 3.2.1 Climate 3.2.2 Soils 3.2.3 Vegetation 3.2.4 Land use 3.3 Hydrology 3.3.1 Wadis 3.3.2 Flashfloods 3.3.3 Dead Sea 3.4 Geology 3.5 Hydro-geology 3.5.1 Springs 3.5.2 Well fields 4 Hydrological Model 4.1 Conceptual Model 4.2 Hydrological Model J2000g 4.2.1 Data base 4.2.2 Simulation results from J2000g 5 Structural geological model 5.1 Stratigraphy 5.2 Database 5.3 Workflow 6 Numerical groundwater flow model 6.1 Work flow of 2D and 3D meshing 6.2 Parametrisation 6.3 Boundary conditions 6.4 Model Set-up 6.5 Calibration of Steady-State model 6.6 Transient Model 6.6.1 Model assumptions 6.6.2 Challenges 6.6.3 Preliminary results 7 Conclusions and Outlook 7.1 Important results from the hydrological model 7.2 Important results from the geological structural model 7.3 Important results from the hydro-geological model 7.4 Deficiencies 7.5 Outlook References 8 Enclosed Publications

Das Ziel des ServFace Projektes ist es Endnutzern ohne umfangreiche IT-Kenntnisse das einfache Erstellen von servicebasierten Anwendungen zu ermöglichen. Dazu wird ein Kompositions- werkzeug mit dem Namen “ServFace Builder“ verwendet. Das Werkzeug erlaubt es Endnutzern, interaktive Anwendungen durch die Komposition von Service-Operationen zu erstellen. Dafür ist eine grafische Repräsentation der Service-Operationen durch UI-Fragmente notwendig. Die UI-Fragmente werden im ServFace-Umfeld als Frontends bezeichnet. In der vorliegenden Arbeit wird ein Konzept zur automatischen Visualisierung dieser Frontends vorgestellt. Um das Ergebnis der Visualisierung zu verbessern, nutzt der Visualisierungsprozess neben der Service-Beschreibung weitere Informationen in Form von Annotationen und Gestaltungsempfehlungen. Konkret werden die folgenden Aspekte in dieser Arbeit beschrieben: • Visualisierung von Frontends zur Repräsentation von Service-Operationen auf Basis von Service-Beschreibungen, Annotationen, Plattformspezifikationen und Gestaltungsempfehlungen unter der Maßgabe der Gebrauchstauglichkeit und Nutzbarkeit. • Integration der Frontends in die jeweils aktuelle Instanzen des gegebenen Anwendungsmodells. • Technische Umsetzung und Evaluation der entwickelten Konzepte / The aim of the ServFace Project is to enable users with limited IT skills to easily create service-based applications. In order to do so, a tool called "ServFace Builder" has been developed. This tool allows users to build a composite application by combining several service operations. An important part of the ServFace Builder is the graphical representation of those service operations through user interfaces. This thesis describes an approach to automatically generate user interfaces for service operations. To enhance the graphical representation, the user interface generation process of the ServFace Builder comprises annotations and design recommendations next to the common service descriptions to enhance the result of the generation process. This thesis discusses: • Graphical representation of service operations on the basis of service descriptions, annotations, plattform specifications and design recommendations. • Integration of the graphical representation into the actual instance of the given application model. • Implementation and evaluation of the presented concepts.

Purpose – Meeting notes are effective records for participants and a source of information for members who were unable to attend. They act as a reference point to decisions made, to plan next steps, and to identify and track action items. Despite the need for a multi meeting solution (Tucker and Whittaker, 05), meetings are often displayed as separated as well as descriptive documents. The aim of this work is to enhance access to overlapping meeting contents and existing coherences beyond a decoupled description. A visual representation of meeting content can lead to meeting records which are more comprehensible and more time efficient. Furthermore, it enables the depiction of knowledge that is often lost in conventional meeting records. Approach – Our goal was to define a general structure for meeting items, integrating content categories and relations between successive meetings. In this paper, we present a model based approach to visualize meeting content as well as content relations in order to support the preparation, execution and follow-up of meetings. Due to the fact that contents of consecutive meetings refer to each other (Post et al., 04), we consider meetings as a series of events. The resulting model substantiates the transformation of content as well as content relations into a visual form. Value – The proposed solution focuses on the model that is integrated into an interactive visualization. Thus, a novel approach to explore meeting records is provided. The model was proved to be suitable for meeting contents in various use cases. Examining the content in its visual representation across multiple consecutive meetings enhances the identification of any linked information at a glance over even long periods of time. Hence, important pieces of information will not be disregarded. Practical implications – The approach of our multi meeting protocol application is realized as a browser-based implementation that displays data from JSON objects. With this interactive visualization, the user can browse, search, and filter meeting content and get a deeper understanding of topics, their life cycle and relations to other topics. This leads to an overall comprehension of project or business progression that highlights topics that need to be addressed. Thus, the viewer is supported in preparing, executing, and following up meetings successfully and qualified to structure records in order to keep a clean transcript of a meeting.

Purpose – The paper reports on an ongoing research project of TU Dresden Laboratory of Knowledge Architecture aiming the investigations of the traceability and visualization of upcoming ideas and topics within discussions. Communication and conversation analysis – to explore knowledge processes communication and interaction analyses emerged as a central scientific approach. Hereby knowledge creation and Knowledge Transfer are understood as collective and co-creative effort. Corresponding analysis tools and methods have been developed for the communication- and knowledge creation processes digital media extensively (Faraj et al 2011). However, research focusing on direct and immediate conversation, and not only based on digital media, rarely exists. Development requirements – The existing tools for the analysis of digital communication data are yet not widely applied in the domain of spoken discussions. Whereas communication processes in the digital domain create their data automatically, the data from natural settings have to be extracted laboriously (Tonfoni 2004). Since there are no effective methods on data recording of voice communication yet existing, there are no strong and evident methods on computer aided conversation tracking and analysing existing too. The Ideagram tool tries to overcome this shortcoming. Approach – A prototype of a transcription, visualization and analysis tool was designed, which is able to capture discussions by keywords and analyse them in real-time. The results are presented in several forms: histograms, semantic networks and mixtures between both. These visualizations allow identifying topic and concept dynamics, heuristic paths and creative moments. Central features of the discussion like knowledge communication, orientation for innovation and speech efficiency can be understood and designed. In the different figures - Ideagram - of spoken discussions the logged content is visualised. The program prototype counts the occurrence of the logged words. These can be marked within a chronological re-presentation graph and shows at what time which issue was discussed. By “peaks” and “valley’s” it is obviously visible where the talk was most or least active. The prototype tool allows analysing the used phrases according to their frequency and their appearance during the captured conversation. Practical implications & Value – In contrast of conventional protocol and transcription techniques this kind of knowledge mining allows a greater information bandwidth and a more efficient access on core topics, thematic conflicts, idea generation etc. Experiences in very different settings created a very rich data set and allows to state that the application in business and science seems to very useful according to recording, analysing and deepening of spoken discussions. Hence, the Ideagram is still a prototype version and need further investigation and development.

Das seit dem Jahr 2013 entwickelte Virtuelle Kartenforum 2.0 bietet Nutzern einen standardisierten, offenen und dienstebasierten Zugriff auf das georeferenzierte Altkartenmaterial der Sächsischen Landesbibliothek – Staats- und Universitätsbibliothek Dresden (SLUB) an. Mithilfe verschiedener Werkzeuge kann der Nutzer in dem Portal Altkarten raumzeitlich recherchieren, visualisieren und in sein lokales GIS einbinden. Außerdem bietet das Portal Crowdsourcing-Werkzeuge für die Georeferenzierung von Altkarten an. Der Beitrag diskutiert insbesondere die raumzeitlichen Recherche- und Visualisierungsmöglichkeiten des Virtuellen Kartenforums. Zunächst wird die Systemarchitektur kurz vorgestellt und wesentliche Standards und Diensteschnittstellen für den Datenaustausch werden erläutert. Im Anschluss geht der Beitrag auf Aspekte der Implementierung mit freier und quelloffener Software ein. Abschließend stellt der Artikel das darauf aufsetzende Webportal vor.

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Im Rahmen dieser Arbeit wurde der Einfluss von passiven und elastischen Rückstromklappen, die auch als Flaps bezeichnet werden, auf einen Tragflügel mit NACA0020 Profil untersucht. Mithilfe einer Kraftwaage erfolgte zunächst die Erfassung der Auswirkungen auf das aerodynamische Verhalten des Tragflügels vor und nach der Strömungsablösung. Für ein detailliertes Verständnis wurde zusätzlich die Umströmung mit der Rauchdrahttechnik visualisiert und die Flapkinematik mit der Stereo Vision Technik aufgenommen. Es konnte festgestellt werden, dass die Vorderkantenflaps mit der geringsten Biegesteifigkeit die Gleitzahl des Tragflügels vor allem in abgelöster Strömung erhöhen. Die festgestellte Auftriebssteigerung resultiert aus der langsamen Aufstellbewegung und beschleunigten Anlegebewegung der Flaps, die eine einhergehende Reduzierung der turbulenten Ablösung verursachen. Die Ergebnisse der Arbeit liefern zahlreiche Erkenntnisse, die eine Übertragung des festgestellten Effekts auf andere technische Anwendungen erleichtern.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichungen und Turbulenzmodell ..............................13 3.1.2 Randbedingungen und Diskretisierungsschema .....................16 3.2 Ergebnisse für das NACA0018 Profil .............................................18 3.3 Ergebnisse für das NACA0020 Profil .............................................19 3.4 Schlussfolgerung aus den Simulationen ..........................................22 4 Kraftmessungen an einem NACA0020 Tragflügel ....................... 23 4.1 Versuchsvorbereitung ...................................................................23 4.1.1 Windkanal ........................................................................23 4.1.2 Tragflügel und Funktionsweise der Kraftwaage .....................25 4.2 Messunsicherheit und Validierung .................................................27 4.3 Position der Flaps auf dem Tragflügel............................................ 31 4.3.1 Flapgeometrie und Flappositionen....................................... 31 4.3.2 Polardiagramme für variierende Flapposition........................34 4.4 Faserverstärkte Silikonflaps...........................................................36 4.4.1 Verwendeten Materialien ....................................................36 4.4.2 Polardiagramm für faserverstärkte Silikonflaps .....................38 4.5 Flapgeometrie .............................................................................40 4.5.1 Untersuchte Flapformen .....................................................40 4.5.2 Polardiagramm der untersuchten Flapformen ....................... 41 4.6 Wirkung der Flaps bei instationären Anströmung...........................43 4.6.1 Versuchsdurchführung ........................................................43 4.6.2 Ergebnisse der instationären Untersuchung...........................45 4.7 Schlussfolgerung der Auftriebs- und Widerstandsuntersuchungen .....47 5 Strömungsvisualisierung mithilfe der Rauchdrahttechnik........... 49 5.1 Experimenteller Aufbau ...............................................................49 5.2 Vorgehensweise bei der Auswertung...............................................50 5.3 Ergebnisse der Visualisierung........................................................ 51 6 Flapkantenkinematik..................................................................... 58 6.1 Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung ....................................58 6.2 Bildauswertung ........................................................................... 61 6.3 Ergebnisse ..................................................................................62 6.3.1 VK Konfiguration - ohne Faserverstärkung...........................62 6.3.2 Bewegungsausführung des Vorderkantenflaps der VK-HK Konfiguration - ohne Faserverstärkung.......................................69 6.3.3 Bewegungsausführung des Vorderkantenflaps der VK-HK Konfiguration - mit Faserverstärkung ........................................75 6.3.4 Auswertung und Interpretation ...........................................82 7 Zusammenfassung.......................................................................... 87 8 Ausblick.......................................................................................... 89 Anhang ................................................................................................ 97 A Anhang 1....................................................................................97 B Anhang 2....................................................................................98 C Anhang 3....................................................................................99 / In the following study the effects of elastic and passive flaps were investigated on an airfoil with a NACA0020 profile. At first the aerodynamic performance of different configurations was measured with a force balance. In order to detect its effects before and after stall the angle of attack was varied during the experiments. For the configurations with increased aerodynamic performance additional experiments were carried out. The smoke wire visualization and stereo vision technique allowed a detailled insight in the flow around the NACA0020 profile and the flap movement. The results show that elastic flaps at the leading and trailing edge of the airfoil improve notably the airfoil performance in deep stall. Furthermore, the highest increase of the lift-to-drag ratio was achieved for the configuration with lowest bending stiffness. It was observed that the highest reduction of the turbulent separation region is caused by the flap movement. The increase of lift-to-drag ratio results from a slow upward and a fast downward motion of the elastic flap. The study delivers helpful information for transfer of the observed effect to other technical applications.:Abbildungsverzeichnis....................................................................... VII Tabellenverzeichnis............................................................................ XII Symbol- & Abkürzungsverzeichnis..................................................XVI 1 Einleitung......................................................................................... 1 2 Stand der Forschung........................................................................ 4 2.1 Wesentliche Aspekte von Profilumströmungen ................................. 4 2.2 Zusammenfassung essenzieller Aspekte von Tragflügeln mit Flaps ......7 3 Numerische Untersuchung der Profilumströmung....................... 13 3.1 Numerische Modell ......................................................................13 3.1.1 Grundgleichungen und Turbulenzmodell ..............................13 3.1.2 Randbedingungen und Diskretisierungsschema .....................16 3.2 Ergebnisse für das NACA0018 Profil .............................................18 3.3 Ergebnisse für das NACA0020 Profil .............................................19 3.4 Schlussfolgerung aus den Simulationen ..........................................22 4 Kraftmessungen an einem NACA0020 Tragflügel ....................... 23 4.1 Versuchsvorbereitung ...................................................................23 4.1.1 Windkanal ........................................................................23 4.1.2 Tragflügel und Funktionsweise der Kraftwaage .....................25 4.2 Messunsicherheit und Validierung .................................................27 4.3 Position der Flaps auf dem Tragflügel............................................ 31 4.3.1 Flapgeometrie und Flappositionen....................................... 31 4.3.2 Polardiagramme für variierende Flapposition........................34 4.4 Faserverstärkte Silikonflaps...........................................................36 4.4.1 Verwendeten Materialien ....................................................36 4.4.2 Polardiagramm für faserverstärkte Silikonflaps .....................38 4.5 Flapgeometrie .............................................................................40 4.5.1 Untersuchte Flapformen .....................................................40 4.5.2 Polardiagramm der untersuchten Flapformen ....................... 41 4.6 Wirkung der Flaps bei instationären Anströmung...........................43 4.6.1 Versuchsdurchführung ........................................................43 4.6.2 Ergebnisse der instationären Untersuchung...........................45 4.7 Schlussfolgerung der Auftriebs- und Widerstandsuntersuchungen .....47 5 Strömungsvisualisierung mithilfe der Rauchdrahttechnik........... 49 5.1 Experimenteller Aufbau ...............................................................49 5.2 Vorgehensweise bei der Auswertung...............................................50 5.3 Ergebnisse der Visualisierung........................................................ 51 6 Flapkantenkinematik..................................................................... 58 6.1 Versuchsaufbau und Versuchsdurchführung ....................................58 6.2 Bildauswertung ........................................................................... 61 6.3 Ergebnisse ..................................................................................62 6.3.1 VK Konfiguration - ohne Faserverstärkung...........................62 6.3.2 Bewegungsausführung des Vorderkantenflaps der VK-HK Konfiguration - ohne Faserverstärkung.......................................69 6.3.3 Bewegungsausführung des Vorderkantenflaps der VK-HK Konfiguration - mit Faserverstärkung ........................................75 6.3.4 Auswertung und Interpretation ...........................................82 7 Zusammenfassung.......................................................................... 87 8 Ausblick.......................................................................................... 89 Anhang ................................................................................................ 97 A Anhang 1....................................................................................97 B Anhang 2....................................................................................98 C Anhang 3....................................................................................99

Die Werkzeuge und Methoden der Digitalen Fabrik sind bereits seit vielen Jahren in den einzelnen Phasen des Produktentstehungsprozess im Einsatz. Sie werden dabei u.a. auch zur Planung und Gestaltung menschlicher Arbeit eingesetzt. Mit Hilfe digitaler Menschmodelle können Aspekte des Arbeitsablaufs, der Zeitwirtschaft und der Arbeitsplatzgestaltung bereits frühzeitig untersucht und verbessert werden. Die Entwicklung effizienter Simulationssysteme steht auf diesem Gebiet jedoch insbesondere im Vergleich mit anderen Bereichen, wie beispielsweise der Robotersimulation, noch am Anfang. Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich zunächst mit der Analyse bereits existierender Menschmodell-Simulationssysteme. Aus den identifizierten Schwachstellen dieser Systeme und weiteren durch Experteninterviews sowie Literaturrecherche gewonnenen Erkenntnissen wird eine Anforderungsliste erstellt, die als Grundlage für die Konzeption und Umsetzung eines innovativen Ansatzes zur Ansteuerung und Bewegungsgenerierung für digitale Menschmodelle dient. Diese neuartige Methodik wird schließlich in ein Simulations-Softwaresystem implementiert und anschließend im Praxis-Einsatz evaluiert. Es konnte gezeigt werden, dass das neue System die Mängel der vorhandenen Systeme behebt und somit als Werkzeug zur effizienten Planung, Gestaltung und Bewertung menschlicher Arbeit geeignet ist. / For many years the tools and methods of the Digital Factory are used in various stages of the product development process. They are also used for the planning and design of human work, which is typically done using a digital human model. Aspects of the workflow, time management and workplace design can be investigated and improved upon in the early stages of the product development process using digital human models. But in this field the development of efficient simulation systems is not matured enough compared to other fields for e.g. robot simulation. This paper starts with an analysis of existing simulation systems for digital human models. Afterwards a requirements list is created from the identified weaknesses of these systems, knowledge gained through expert interviews and literature reviews. These requirements serve as the base for the design and implementation of an innovative approach for motion generation and control of digital human models. This new methodology is then implemented as a simulation software system and evaluated in practical applications. The developed system fixed the shortcomings of existing systems and thus it is a suitable tool for efficient planning, design and evaluation of human labor.