Techn. Univ., Diss.--Braunschweig, 1999.

Thesis--Tübingen, 1973. / Vita. Includes bibliographical references (p. 144-156).

Diss., Univ. Mainz 2008.

This thesis deals with the interdisciplinary challenges of creating a digital twin. The goal of a digital twin is to map real processes as a virtual construct and to use this mapping to obtain suggestions for the real implementation. The department of geodesy and the department of computer science have to work together to achieve this goal. Specifically, the work deals with the creation of a digital twin of the city of Leipzig, which allows placing lanterns, dynamically adjust the time and create a screenshot to have a reference for the real implementation. To verify the implementation, an expert interview is conducted, asking professionals in urban lighting whether the implementation based on the developed methodology is suitable for permanent use. At the end, it is summarized that the way of implementation still needs improvement. In addition to urban lighting, this paper also discusses the differences of data formats such as CityJSON with GLTF or gray-level elevation maps with quadmeshes, and presents an approach of conversion pipelines to automate the conversion of these data formats. The result is a program, written in Godot and playable in VR, with which the user can place, select and delete streetlamps in a virtual representation of the Große Fleischergasse of Leipzig's city center, as well as change the time and change the light properties of individual or multiple lanterns. Also, screenshots can be created. In the paper, the theoretical approaches to this application are broken down.:Abstract Glossar Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Quelltextverzeichnis 1 Einleitung 2 Ziele und Anforderungen 2.1 Unterscheidung von Datenstrukturen 2.1.1 Raster basierte Datenstrukturen 2.1.2 Vektorbasierte Datenstrukturen 2.2 Erarbeiten der Architektur 2.3 Verallgemeinerung zu einer Pipeline 2.4 Integration synthetischer Daten 2.5 Benutzung in VR und Sammeln von Benutzererfahrung 2.6 Evaliueren von Marktanforderungen 3 3D Daten 3.1 Level of Detail 3.2 Datenherkunft 3.3 Datenkompatibilität 3.3.1 Geodaten Häuser und Straßen 3.3.2 Shape 3.3.3 OpenStreetMap 3.3.4 CityGML 3.4 Konvertierung als Datenbank 3.5 Geodaten Oberflächendaten 3.5.1 XYZ Daten 3.5.2 LAZ und LAS 3.6 Mesh Daten 3.7 Punktdaten 3.8 Liniendaten 3.9 Physical based Rendering 3.10 Prozedurale Generierung 3.11 Fotogrammetrie 3.12 Re-Rendering of Outdoor Scene for Foto Extrapolation 3.13 Punktwolken 3.14 Synthetische Daten 3.15 Zieldatenformate 3.15.1 FBX 3.15.2 GLTF 3.15.3 CAD 3.15.4 USD 3.16 Mesh 3.17 Höhenkarten 3.18 Bibliotheken und Hilfsprogramme 3.18.1 GDAL 3.19 Anforderungen 3.20 Chunksystem 3.20.1 Umrechnung von Gradsysteme 3.21 Quadtree 3.21.1 Konvertierungspipelines 3.21.2 Engine unabhängiger Ansatz 3.22 Prozessmodellierung 4 Engine Vergleich 4.1 Übersicht 4.2 Unreal Engine 4.3 Unity Engine 4.4 Godot 4.4.1 Godot Addons 5 Virtual Reality 5.1 VR 5.2 CAVE Systeme 6 Umsetzung 6.1 Projektstruktur und Aufbau Programm 6.2 Programmfunktionsweise 6.2.1 Finale Szene 7 Marktanforderung 7.1 Qualitative Befragung 7.1.1 Thema 7.1.2 Tätigkeit 7.1.3 Erkenntnisinteressen 7.1.4 Forschungsfragen 7.1.5 Forschungsethik und Datenschutz 7.1.6 Vorführung 7.1.7 Befragung 7.1.8 Auswertung der Befragung 7.1.9 Auswertung 7.1.10 Marktanalyse 8 Zusammenfassung und Ausblick 8.1 Zusammenfassung 8.2 Ausblick A Anhang A.1 Quelltext Literaturverzeichnis A.1 Selbstständigkeitserklärung / Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem interdisziplinären Zusammenhang beim Erstellen eines Digitalen Zwillings. Ziel bei einem Digitalen Zwilling ist es, reale Prozesse als virtuelles Konstrukt abzubilden und die Abbildung zu nutzen, um Vorschläge für die reelle Umsetzung erhalten. Es müssen Fachbereiche der Geodäsie und der Informatik zusammenarbeiten, um dieses Ziel zu erreichen. Konkret beschäftigt sich die Arbeit mit der Erstellung eines digitalen Zwillings der Stadt Leipzig, welcher es ermöglicht Laternen zu platzieren, die Zeit dynamisch einzustellen und ein Bildschirmfoto zu erstellen, um eine Referenz für die reale Umsetzung zu haben. Um die Idee zu verifizieren wird ein Experteninterview vorgenommen, welches Fachpersonal in der Stadtbeleuchtung befragt, ob die Methodik sich für einen dauerhaften Einsatz eignet. Am Schluss wird zusammengefasst, dass die Art der Umsetzung noch Verbesserungsbedarf hat. Neben der Stadtbeleuchtung wird in dieser Arbeit auch auf die Unterschiede von Datenformaten wie CityJSON mit GLTF oder grau stufige Höhenkarten mit Quadmeshes eingegangen sowie ein Ansatz von Konvertierungspipelines vorgestellt, um die Konvertierung dieser Datenformate zu automatisieren. Das Ergebnis ist ein Programm, geschrieben in Godot und spielbar in VR, mit welchem der Benutzer in einer virtuellen Darstellung der Großen Fleischergasse der Leipziger Innenstadt, Straßenlaternen platzieren, auswählen und löschen kann, sowie die Zeit ändern und die Lichteigenschaften einzelner oder mehrerer Laternen ändern kann. Ebenfalls können Bildschirmfotos erstellt werden. In der Arbeit werden die theoretischen Ansätze zu dieser Anwendung aufgeschlüsselt.:Abstract Glossar Abkürzungsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Quelltextverzeichnis 1 Einleitung 2 Ziele und Anforderungen 2.1 Unterscheidung von Datenstrukturen 2.1.1 Raster basierte Datenstrukturen 2.1.2 Vektorbasierte Datenstrukturen 2.2 Erarbeiten der Architektur 2.3 Verallgemeinerung zu einer Pipeline 2.4 Integration synthetischer Daten 2.5 Benutzung in VR und Sammeln von Benutzererfahrung 2.6 Evaliueren von Marktanforderungen 3 3D Daten 3.1 Level of Detail 3.2 Datenherkunft 3.3 Datenkompatibilität 3.3.1 Geodaten Häuser und Straßen 3.3.2 Shape 3.3.3 OpenStreetMap 3.3.4 CityGML 3.4 Konvertierung als Datenbank 3.5 Geodaten Oberflächendaten 3.5.1 XYZ Daten 3.5.2 LAZ und LAS 3.6 Mesh Daten 3.7 Punktdaten 3.8 Liniendaten 3.9 Physical based Rendering 3.10 Prozedurale Generierung 3.11 Fotogrammetrie 3.12 Re-Rendering of Outdoor Scene for Foto Extrapolation 3.13 Punktwolken 3.14 Synthetische Daten 3.15 Zieldatenformate 3.15.1 FBX 3.15.2 GLTF 3.15.3 CAD 3.15.4 USD 3.16 Mesh 3.17 Höhenkarten 3.18 Bibliotheken und Hilfsprogramme 3.18.1 GDAL 3.19 Anforderungen 3.20 Chunksystem 3.20.1 Umrechnung von Gradsysteme 3.21 Quadtree 3.21.1 Konvertierungspipelines 3.21.2 Engine unabhängiger Ansatz 3.22 Prozessmodellierung 4 Engine Vergleich 4.1 Übersicht 4.2 Unreal Engine 4.3 Unity Engine 4.4 Godot 4.4.1 Godot Addons 5 Virtual Reality 5.1 VR 5.2 CAVE Systeme 6 Umsetzung 6.1 Projektstruktur und Aufbau Programm 6.2 Programmfunktionsweise 6.2.1 Finale Szene 7 Marktanforderung 7.1 Qualitative Befragung 7.1.1 Thema 7.1.2 Tätigkeit 7.1.3 Erkenntnisinteressen 7.1.4 Forschungsfragen 7.1.5 Forschungsethik und Datenschutz 7.1.6 Vorführung 7.1.7 Befragung 7.1.8 Auswertung der Befragung 7.1.9 Auswertung 7.1.10 Marktanalyse 8 Zusammenfassung und Ausblick 8.1 Zusammenfassung 8.2 Ausblick A Anhang A.1 Quelltext Literaturverzeichnis A.1 Selbstständigkeitserklärung

Die zunehmende Forderung an automatisierte Produktionsanlagen sich flexibel auf neue Situationen in der Produktion anpassen zu können, fordert innovative Konzepte. Dieser Beitrag stellt ein Retrofit- Konzept vor, welches bereits bei der Erstellung der Anlagen mit integriert werden kann, um somit zukünftig flexibel Teilbereiche austauschen zu können. Hierbei muss in den praxiserprobten Steuerungsablauf nicht direkt eingegriffen werden. Das vorliegende Konzept basiert auf einer Anforderungsanalyse und ist prototypisch umgesetzt.

Zugl.: Braunschweig, Universiẗat, Habil-Schr., 2008 u.d.T.: Watzlawik, Meike: Was GESCHWISTERsein SCHAFfT - die Bedeutung von Geschwistern in der Adoleszenz unter besonderer Berücksichtigung der Zwillingssituation.

Universiẗat, FB Medizin, Diss.--Hamburg, 2007.

Digitale Zwillinge werden in der Betriebsphase einer Maschine oder Anlage für verschiedene Fragestellungen angewendet, bspw. für die Zustandserkennung. Voraussetzung dafür ist, dass der Digitale Zwilling über Modelle des Anlagenverhaltens verfügt, die verschiedene Zustände, einschließlich von Fehlerzustände, adäquat beschreiben. Ein wesentlicher Aspekt dabei ist die Identifikation der Modellparameter. Dieser Beitrag dient der Analyse und Anpassung ausgewählter Optimierungsmethoden (gradientenbasierter Verfahren und ein Partikelschwarmoptimierer) am Beispiel von Modellen für Kompressoren und Turbinenanlagen. Dazu wird mit einem analytischen Ansatz ein Modell einer realen Kompressoranlage erstellt. Um die Qualität der Optimierungsergebnisse vergleichen zu können, wird eine Fehlermetrik eingeführt. Das Verhalten der Optimierer wird unter den folgenden realistischen Fehlerszenarien ermittelt: Fehler in den Modellparametern, Rauschen, initialer Abstand vom Optimum, fehlerhaft Messstellen (ohne und mit Detektion). Zur numerischen Bewertung der Identifizierbarkeit werden zwei Kriterien eingeführt.

Dieser Beitrag zeigt ein umgesetztes Gesamtkonzept für eine manuelle und kollisionsfreie Telemanipulation von Industrierobotern basierend auf einem digitalen Zwilling. Als Demonstrator dient hierfür ein Aufbau, mit dem eine manuelle Pick-and-Place-Applikation exemplarisch nachgebildet wird. Der manuell gesteuerte Industrieroboter soll kleine, mit Flüssigkeit befüllten Glasfläschchen (sogenannten Vials) aufnehmen, transportieren und an einen definierten Ablageort kollisionsfrei absetzten. In diesem Beitrag werden sämtliche notwendigen Schritte nachvollziehbar dargestellt und erläutert. Die Definition und Realisierung des digitalen Zwillings, die Gestaltungsmöglichkeiten des Arbeitsraums und dessen Überwachung sowie die Kollisionsüberprüfung sollen hierbei die Schwerpunkte darstellen. Außerdem werden die notwendigen Systemvoraussetzungen Umsetzung des Konzepts dargestellt. Die eigentliche Bewegungssteuerung des Industrieroboters wird mit unterschiedlichen Manipulatoren verifiziert.

Die Zunahme an Komplexität und Vernetzung von modernen Technologien in Fabriken stellt die zukünftigen Ingenieure und Ingenieurinnen vor größer werdende Herausforderungen. Es ist die Aufgabe, insbesondere der Fachhochschulen, entsprechend praxisorientierte Lehransätze zu realisieren und so die Fachkräfte von morgen auszubilden. Zur Erreichung dieses Ziels stellt dieser Beitrag ein Konzept vor, bei welchem Studierende im Verlauf eines Bachelorstudiums eigenständig wichtige technologische Aspekte einer Smart Factory anwenden und ihre eigene digitale Fabrik erstellen.