Ziel des Projektes Fluoreszenz ID von Altholz (FrIDAH)5 ist die Entwicklung eines Demonstrators gewesen, welcher die automatisierte Sortierung von Altholzproben gemäß der Altholzverordnung unter Verwendung der Messung von Fluoreszenzabklingzeiten ermöglicht. In diesem Beitrag werden der entwickelte Messaufbau, die Software, das Automatisierungssystem, sowie der Klassifikator vorgestellt. Die Ergebnisse zeigen, dass die verwendete Technologie zur zuverlässigen Klassifikation von Altholz geeignet ist und für die automatisierte Sortierung angewendet werden kann.

Jedes Land gibt individuelle Reise- und Identifikationsdokumente aus. Die Beamten an den Grenzübergangsstellen müssen diese Dokumente auf ihre Echtheit prüfen, indem sie die Sicherheitsmerkmale verifizieren. Dies unterstützt die Europäische Grenzschutzorganisation Frontex mit zwei Datenbanken, ein großes Thema dabei ist die Aufnahme der notwendigen Bilder. Im Rahmen des Projekts SWEETIDS (Sweet Spot ID Documentation System) wurde untersucht, ob qualitativ hochwertige Bilder von Detailausschnitten mit den relevanten Sicherheitsmerkmalen („Sweet Spots“) dafür ausreichen und ob diese mittels eines automatisierten Systems einfach und schnell auch durch ungeschultes Personal erfasst werden können. Die Machbarkeit und der Nutzen konnten durch einen Prototyp experimentell bewiesen werden.

Insekten werden aufgrund ihres Proteingehalts als eine der nachhaltigen Quellen für die Lebensmittelproduktion der Zukunft angesehen. Sie werden, analog zu den heutigen Zuchtbetrieben für Schweine und andere Nutztiere, auch in industriellen Anlagen gezüchtet. Zur Steuerung und Optimierung dieses Zuchtprozesses muss eine Erfassung der Zahl der unter gegebenen Bedingungen aufgezogenen Insekten vorgenommen werden. Im Unterschied zu Großsäugern ist die Individuenzahl von Insekten sowie deren Larvenstadien jedoch um Magnituden größer, so dass bei der Ermittlung der Anzahl der Insekten mittel- und langfristig auf eine vollautomatisierte maschinelle Erfassung umgestellt werden muss. In dieser Arbeit wird eine Methode zur präzisen Zählung einer großen Zahl von Maden der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) in einem prototypischen Aufbau vorgestellt.

Oft wird bei der Digitalisierung und Automatisierung von Arbeitsprozessen übersehen, dass dadurch für die Organisation gravierende Veränderungen angestoßen werden. Dieser Beitrag zeigt auf, dass solche Veränderungen zu einer Inkongruenz zwischen dem "was eine Organisation tut" (Praxis), "was sie kann" (Wissen) und "wer sie ist" (Identität) führen können. Um Veränderungen erfolgreich umzusetzen, müssen diese Inkongruenzen überwunden werden. Wenn Manager sich dessen bewusst sind, können viele Probleme wie z. B. der Zusammenbruch bestehender Routinen, Wissenslücken oder der Abgang von wichtigen Mitarbeitern vorhergesehen und gelöst werden.

Zur Sanierung von Heizflächen in Kraftwerks- und Müllverbrennungsanlagen ist das Auftragschweißen eine bewährte Methode. Dazu wurde von der DH Schweißtechnologie & Service Hohenthurm GmbH & Co. KG in Zusammenarbeit mit der Technischen Universität Chemnitz eine neue vollmechanisierte Schweißanlage entwickelt. Durch das Anlagenkonzept ergeben sich neue technologische Möglichkeiten sowie Qualitätsverbesserungen der aufgetragenen Schichten und eine Reduzierung der Fertigungszeit. / Weld overlay is a proven method for refurbishing boiler tubes in power plants and sewage sludge burning plants. DH Schweisstechnologie & Service Hohenthurm GmbH & Co. KG in cooperation with the University of Technology Chemnitz developed a new automatic welding with different welding alloys, different thicknesses and coating structures under any adjusted to the operating condition of the boiler.

Der Einrichtprozess der Wasserstrahlschneidanlage erfolgt überwiegend als manueller Prozess. Die fehlende Automatisierung führt zu einem hohen Zeitverlust und der dauerhaften Anwesenheit einer Fachkraft. Dieser Umstand wird durch eine Steigerung des Automatisierungsgrades angegangen. Die Steigerung wird durch die Integration einer Umfeldsensorik und die Erstellung eines Algorithmus re-alisiert. Dieser erkennt die Halbzeuge im Arbeitsraum, um diese anschließend in ein CAD-Modell zu transformieren.

Die Herstellung großer, dickwandiger Schweißkonstruktionen ist durch einen hohen fertigungstechnischen Aufwand gekennzeichnet. Dieser erhöht sich mit zunehmender Bauteilgröße in überproportionalem Maße. Mit dem Beginn der Fertigung von Gründungsstrukturen für Offshore-Windenergieanlagen, stellt sich die Frage nach der Automatisierung schweißtechnischer Prozesse neu. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurde ein schienengeführtes traktorähnliches System entwickelt. Der folgende Pro Engineer Anwendervortrag umfasst das Erstellen dreidimensional geformter Schienensegmente. Weiterhin wird das Gesamtsystem der schweißtechnischen Automatisierung, bestehend aus Schweißtraktor und Schiene, mit Hilfe von Gelenkverbindungen in Pro Engineer zu einer zwnagsläufigen räumlichen Kinematik verbunden. Außerdem wird die Fahrt des Schweißtraktors entlang der Schweißfugenkontur an Hand einer Animation gezeigt, welche mit Pro Engineer DAO (Design Animation Option) erstellt wurde.

Die Arbeit untersucht, inwieweit sich die zeitaufwendige und komplexe manuelle Erstellung von Trommelgalvanik-Fahrplänen mittels Methoden der gemischt-ganzzahligen Optimierung automatisieren lässt. Hierzu werden zwei reale Problemstellungen unterschiedlicher Größe und Struktur systematisch analysiert und auf das Optimierungsmodell von Steneberg abgebildet. Es wird gezeigt, dass die Eigenschaften realer Problemstellungen großteils abbildbar sind; Eigenschaften, welche dem Modell bislang noch fehlen, werden aufgedeckt und beschrieben. Bei beiden Problemstellungen stellt sich heraus, dass das Optimierungsmodell nicht innerhalb der erforderlichen Antwortzeit lösbar ist. Mit Hilfe der in dieser Arbeit entwickelten Modellvereinfachungsstrategie kann die Lösungszeit der Optimierungsmodelle deutlich reduziert werden. Obwohl bei Anwendung dieser Strategie Optimierungspotential verloren geht, ist es möglich, für das kleinere Anwendungsbeispiel innerhalb von 13 min Rechenzeit einen Fahrplan zu erstellen, welcher eine um 20 % höhere Anlagenauslastung gegenüber der bisherigen manuellen Planung ermöglicht. Für kleinere Parametersätze des größeren Anwendungsbeispiels kann die Vereinfachungsstrategie ebenfalls erfolgreich angewendet und die Rechenzeitgrenzen des Modells aufgezeigt werden.

Das in diesem Masterarbeit vorgestellte Projekt befasst sich mit der Herausforderung, komplexe Bauprojekte effizienter und zeitsparender durchzuführen. In Zusammenarbeit mit der AdaptING GmbH, einem Spezialisten für digitale Elektroplanung, werden digitale Planungsmethoden eingesetzt, um die Organisation auf Baustellen zu optimieren und damit die Qualität der Bauausführung zu erhöhen. Hauptziel ist es, aus 3D-Modellen von Bauprojekten automatische Kosten-, Terminund Personalpläne zu entwickeln. Einflussfaktoren sind dabei Bauprozesse, Schnittstellen zwischen den Gewerken, Lieferketten und Erfahrungen in der Planung und Ausführung. Die Arbeit gibt einen Überblick über bestehende Methoden, insbesondere die 5DPlanung, und untersucht deren Anwendung, Vor- und Nachteile. Anhand einer detaillierten Schritt-für-Schritt-Beschreibung wird aufgezeigt, wie die Effizienz bei der Durchführung von Bauprojekten durch digitale und automatisierte Planung verbessert werden kann. Die Ergebnisse werden anhand eines Projekts vorgestellt, bei dem AdaptING die Elektroplanung realisiert hat, und schließlich wird die Anwendbarkeit in zukünftigen Projekten betrachtet. Die Ergebnisse bieten Einblicke in die Machbarkeit und Nützlichkeit digitaler Planungswerkzeuge in realen Bauprojekten.:Abkürzungsverzeichnis VI Abbildungsverzeichnis VII Tabellenverzeichnis IX 1. Einleitung 1 2. Stand der Technik 3 2.1. Konventionelle Planung 3 2.2. Building Information Modelling 7 2.3. 5D-Planung 11 2.4. Normen und Richtlinien 14 2.4.1. Politische Rahmenbedingungen 14 2.4.2. Richtlinien in der Umsetzung 17 3. Kostenermittlung, Terminplanung und Personalplanung 23 3.1. Eingrenzung und Vorgehen 23 3.2. Automatisierte Kostenermittlung 26 3.2.1. Ziel der automatisierten Kostenermittlung 26 3.2.2. Erstellung Teilleistungskatalog 27 3.2.3. Programmierung in iTWO 32 3.2.4. Projekt Leistungsverzeichnis 37 3.3. Automatisierte Terminplanung 39 3.3.1. Ziel der automatisierten Terminplanung 39 3.3.2. Einheitspreis Aufgliederung 39 3.3.3. Erforderliche Eingangsdaten 42 3.3.4. Terminplanberechnung und Visualisierung 43 3.4. Automatisierte Personalplanung 49 3.4.1. Ziel der automatisierten Personalplanung 49 3.4.2. Erforderliche Eingangsdaten 49 3.4.3. Personalplanberechnung 50 V 4. Zusammenfassung 54 4.1. Ergebnisse 54 4.1.1. Auf das Beispielprojekt bezogene Ergebnisse 54 4.1.2. Replizierbarkeit in anderen Projekten 57 4.2. Ausblick 59 Literatur 61 Anhang 64 Anhang I: USB-Stick Inhalte 64 Anhang II: Musterbauablaufplan für Aufputzkabelverlegung Gebäude AdaptING GmbH 65 Anhang III: Anleitung zum Anlegen neuer Attribute für in DDScad gezeichnete Bauteile 66 Anhang IV: Tabelle für makro-generierte Personalplanung 72 Anhang V: Übersicht zugeordneter Positionen zu Vorgängen in automatisierte Terminplanung 74 Anhang VI: Bauablaufplan Beispielprojekt nach automatisiertem Verfahren 80

Die wachsende Leistungsfähigkeit moderner Automatisierungssysteme hat einen prägenden Einfluss auf den geforderten Funktionsumfang sensorischer Feldgeräte. Diese müssen über moderne Kommunikationsstandards mit überlagerten Ebenen des Steuerungssystems kommunizieren. Im Kontext der Prozessindustrie ist das Industrial Ethernet Protokoll Process Field Network (PROFINET) mit dem PA-Profil auf Basis des Ethernet Advanced Physical Layer (APL) als bedeutsamer Standard zu nennen. Im Rahmen der angewandten Forschung und Entwicklung im Bereich der Prozessindustrie entwickeln die Technische Hochschule Aschaffenburg und der Feldgerätehersteller WIKA Alexander Wiegand SE & Co. KG (WIKA) gemeinsam einen Demonstrator eines zukunftsfähigen Feldgerätes, das PROFINET über APL unterstützt. Der Hauptfokus in diesem Projekt liegt darauf, das PA-Profil 4.0 auf dem Demonstrator zu implementieren. Das PA-Profil definiert über die PROFINET-Funktionalität hinaus generisch die Grundfunktionalität und das Verhalten von Geräten im Feld der Prozessindustrie wie beispielsweise Anwendungs-, Diagnose-, Wartungs- und Engineeringparameter für verschiedene definierte Einsatzgebiete. Bei der Entwicklung des Demonstrators steht insbesondere eine zukunftsfähige Systemarchitektur im Vordergrund. Die technische Grundlage ist dabei ein APLEvaluationsboard inkl. eines Mikrocontrollers sowie ein bestehendes Sensormodul der Firma WIKA. Dieser Beitrag stellt den Stand der Technik des Einsatzes von Industrial Ethernet im Kontext der Prozessindustrie mit Fokus auf PROFINET over APL dar und erläutert die konkrete Umsetzung am Beispiel eines Demonstrators. Die praktische Anwendung verdeutlicht die Zukunftsfähigkeit und den Mehrwert der vorgestellten Technologie für Feldgeräte der Prozessindustrie. Im Ausblick wird auf das Konzept der offenen Systemarchitektur der Interessengemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie e.V. (NAMUR) verwiesen.