In den letzten 20 Jahren näherte sich der einst nur für die Luft- und Raumfahrt entwickelte kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff (CFK) mehr und mehr der industriellen Umsetzung in anderen Bereichen an. Die CFK-Halbzeuge und -Bauteile sind nun auch preislich in der Lage, unter Anwendung angepasster Fertigungsverfahren breiter eingesetzt zu werden. Der Fokus dieser Arbeit richtet sich exemplarisch auf die kosten- und energieeffiziente Herstellung von schnell laufenden CFK-Verbundwalzen und soll aufzeigen, dass Kostenersparnisse über Leane Fertigungsmethoden auch in der FKV-Industrie von großem Vorteil sind. Somit liefert diese Dissertationsschrift einen beispielgebenden Beitrag für den Durchbruch von Faserverbund-werkstoffen im industriellen Bereich. Darüber hinaus werden durch Prozessoptimierung Alternativen aufgezeigt, qualitativ hochwertigere und gleichsam kosteneffiziente Bauteile herzustellen.

In dem von der Deutschen Forschungsgemeinschaft geförderten Projekt PROBADO (http://www.probado.de) werden von drei universitären Informatik-Instituten und zwei Bibliotheken innovative Verfahren für nicht-textuelle Dokumente entwickelt und prototypisch für die Bereiche 3D-Architekturmodelle und Musikdokumente in bibliothekarische Arbeitsabläufe integriert. Tonaufnahmen und Musikalien stehen dabei im Mittelpunkt des Teilprojekts Probado-Musik, das von der Bayerischen  Staatsbibliothek und dem Institut für Informatik III der Universität Bonn (Arbeitsgruppe Professor Clausen) betreut wird. Die drei wichtigsten Ziele dieses Teilprojektes sind die weitgehende Automatisierung der Erschließung und Indexierung von Musikdokumenten, die Anwendung neuartiger inhaltsbasierter Suchverfahren für Musik und der Aufbau nutzerfreundlicher Oberflächen zur komfortablen Suche und Bereitstellung von diesen Musikdokumenten. Hierfür wurde ein Musik-Repository aufgebaut, das Musikdokumente in verschiedenen Formaten enthält. Dazu gehören eingescannte Notendrucke im TIFF- und JPEG-Format, Audio-Dateien im WAV- und MP3-Format sowie symbolische Musikformate wie Music-XML und die Ausgabeformate von OMR-Programmen („Optical Music Recognition“). Das Musik-Repository enthält mittlerweile ca. 100.000 Seiten von eingescannten Notendrucken und Audio-Dateien von mehreren Hundert CDs. Die dazugehörigen Metadaten werden aus dem Katalog der Bayerischen Staatsbibliothek und externen Datenquellen gewonnen und in einer FRBR-basierten Datenbank abgelegt. (Katrin Braun, Münchener Digitalisierungszentrum / Digitale Bibliothek, Bayerische Staatsbibliothek)

An EU-funded project Fit-4-AMandA aims to establish a technological roadmap to scale-up from less than hundred stacks/year (manual assembly) to 50,000 stacks/year (automated assembly) in 2020 and beyond. Existing membrane-electrode assembly (MEA) and stack were redesigned/adapted for manufacturability and automation. The technology and machine system for the automated assembly of polymer-electrolyte-membrane fuel cell (PEMFC) stacks were developed, manufactured and are currently being tested. Fast in-line non-destructive quality-assurance methods for automated production of MEAs and stack assembly are being developed and implemented. For the final period of the project, a validation of the designs, hardware, tools and software for the automated production of MEAs and stack assembly as well as an integration of one of the prototype stacks manufactured by the automated processes into a light-commercial vehicle followed by a field-testing are scheduled. / Die breite Markteinführung von wasserstoffbasierten Antriebssystemen verlangt zunehmend nach einer kosteneffizienten und serientauglichen Produktion von Brennstoffzellenstacks. So sehen die Ziele der Europäischen Union vor, die Herstellung von aktuell unter 100 Stacks pro Jahr auf 50.000 Stacks pro Jahr bis zum Jahr 2020 zu erhöhen. Um dies zu erreichen, sollen im Rahmen des vom Fuel Cell and Hydrogen Joint Undertaking (FCH JU) der europäischen Union geförderten Projektes Fit-4-AMandA automatisierte Anlagen für solche Stückzahlen befähigt werden. Der Beitrag beschreibt, wie die bereits verfügbare Membran-Elektroden-Einheit (MEA) und der Stack bezüglich Herstellbarkeit und Automatisierung konstruktiv umgestaltet und angepasst wurden. Die neu entwickelte Technologie und das Maschinensystem für die automatisierte Montage von PEM-FC-Stacks sowie Verfahren der INLINE-Qualitätssicherung und der zerstörungsfreien Prüfung werden mit ihren Implementierungsmöglichkeiten in die automatisierte Fertigungsstrecke vorgestellt. Ein Ausblick gibt eine Übersicht über die weiteren Entwicklungsschritte wie die Validierung der Entwürfe, der Hard- und Software für die automatisierte Produktion der MEAs und Stacks. Eine vorgesehene spätere Integration der so gefertigten Stacks in ein Fahrzeug und die damit verbundenen Feldtests zur Untersuchung der Reproduzierbarkeit und Zuverlässigkeit der Stacks werden abschließend dargestellt. Die Förderung des Projektes erfolgt im Rahmen der Finanzhilfevereinbarung Nr. 735606 des FCH JU der EU.

Ob für das Erkennen von Innenbereichspotenzialen oder das Monitoring von Siedlungsentwicklungen, es werden flächendeckende, computerverarbeitbare und vergleichbare Abgrenzungen des Innenbereiches benötigt. Explizite Abgrenzungen des Innenbereiches erfolgen entweder über Bebauungspläne (§§ 8 bis 10 BauGB) oder Satzungen (§ 34 BauGB). Diese sind aber weder flächendeckend, noch frei verfügbar oder digital vorhanden. Mit der Einführung des ATKIS® Basis-DLM ist eine flächendeckende, computerverarbeitbare und vergleichbare Siedlungsabgrenzung gegeben. Diese Siedlungsflächen in Form von Baublöcken und Ortslagen sind jedoch nur eine Näherung. Es wurde daher erstmals untersucht, ob auf Grundlage von Geobasisdaten Innenbereichsabgrenzungen automatisiert zu erzeugen. In einem ersten Schritt wurden Vorgaben und Grenzwerte aus der aktuellen Gesetzgebung und Rechtsprechung ermittelt. Auf diesen beruhte die anschließende Konstruktion des Abgrenzungsalgorithmus. Mithilfe einer Referenzinnenbereichsabgrenzung aus der Region Hannover und einem eigens entwickelten Verfahren ist die Bewertung von Abgrenzungen möglich. Neben der Ortslage und einer „verbesserten“ Ortslage wurden fünf Varianten der mit dem Werkzeug „Delineate Built-Up Areas“ erzeugten Siedlungsabgrenzungen auf Ihre Eignung als Innenbereichsabgrenzung untersucht. Dabei hat sich gezeigt, dass mit Hilfe des entwickelten Verfahrens und geeigneter Trainingsdaten eine deutlich bessere Abgrenzung des Innenbereiches generiert werden kann als jene, die mit der Ortslage bisher zur Verfügung steht. Da lediglich Gebäudegrundrisse, wie Hausumringe oder extrahierte Gebäudegrundrisse aus topografischen Karten als Eingangsdaten notwendig sind, können auf diese Weise in Zukunft Innenentwicklungsflächen flächendeckend und in gleichbleibender Qualität - und das auch retrospektiv - abgegrenzt werden. Der Raumforschung steht damit eine lang geforderte Datengrundlage zur Verfügung.:Zusammenfassung v Abkürzungsverzeichnis ix Abbildungsverzeichnis xv Tabellenverzeichnis xvii 1 Einleitung 1 1.1 Problemdefinition 2 1.2 Forschungsfragen 2 1.3 Lösungsansatz und Struktur der Masterarbeit 3 2 Rechtliche Grundlagen für eine Innenbereichsabgrenzung 7 2.1 Das geltende Recht und wichtige Begriffsdefinitionen 7 2.1.1 Vorhaben 7 2.1.2 Ortsteil 8 2.1.3 Bebauungszusammenhang 9 2.1.4 Innenbereichssatzungen 10 2.1.5 Verhältnis zu Bebauungsplänen . 12 2.2 Eigenschaften des Innenbereichs in der Rechtsprechung 13 2.2.1 Objektauswahl . 13 2.2.2 Mindestanzahl Gebäude für einen Ortsteil 13 2.2.3 Größe von Baulücken und Freiflächen 14 2.2.4 Grenzziehung zum Außenbereich . 14 3 Kartographische Grundlagen für eine Siedlungsabgrenzung 17 3.1 Definitionen relevanter Begriffe 17 3.1.1 Gebäude 17 3.1.2 Siedlung 17 3.1.3 Geobasisdaten 18 3.1.4 Geoobjekt 18 3.2 Kartographische Modellbildung . 19 3.3 Digitale Modelle in der Kartographie 20 3.4 Generalisierung 21 3.4.1 Arten der Generalisierung 21 3.4.2 Entwicklung automatisierter Generalisierungsverfahren 23 3.5 Datenqualität 27 3.6 Ausschnitt bisheriger Arbeiten zur GIS-gestützten Abgrenzung von Siedlungen 28 4 Methodik 31 4.1 Ziel und Anforderungen der Modellentwicklung 31 4.1.1 Ziel der Modellentwicklung 31 4.1.2 Anforderungen an das Verfahren 32 4.1.3 Anforderungen an Eingangsdaten und mögliche Datenquellen 33 4.2 Eingangsdaten und Untersuchungsgebiet 38 4.2.1 Untersuchungsgebiet 38 4.2.2 Eingangsdaten 39 4.2.3 Referenzdaten 39 4.3 Parametrisierung des Modells 40 4.3.1 Ableitung der Parameter aus der Rechtsprechung 40 4.3.2 Übertragung der Parameter in das Modell 41 4.4 Ableitung eines methodischen Designs 41 4.4.1 Datenaufbereitung 43 4.4.2 Merkmalberechnung und Selektion 46 4.4.3 Datenvorverarbeitung 49 4.4.4 Datenverarbeitung49 4.4.5 Datennachbearbeitung 51 4.4.6 Modellselektion 51 4.5 Abgrenzungsqualität 52 4.5.1 Robustheit von Methoden zur Bestimmung der Ähnlichkeit 54 4.5.2 Die Symmetric-Difference (SD) Methode 57 4.5.3 Die Buffer-Overlay-Statistics (BOS) Methode 58 4.5.4 Berechnung der Abgrenzungsqualität 59 4.6 Untersuchungsansätze 60 4.6.1 Verwenden von vorhandenen Daten 60 4.6.2 Erzeugung von Siedlungsabgrenzungen mit dem Basismodell 62 4.6.3 Verbessern der Abgrenzungsergebnisse durch Modellerweiterungen 63 4.7 Eingesetzte Software 64 5 Ergebnisse und Diskussion 65 5.1 Qualitative Beurteilung der Abgrenzungsergebnisse 65 5.2 Ergebnisse der Modellselektion 67 5.3 Ergebnisse des Single-Feature-Validierung 71 5.4 Prüfung auf Signifikanz und Bestimmung des besten Modells 76 5.5 Fehlerdiskussion 77 5.5.1 Systembedingte Fehler 77 5.5.2 Dateninduzierte Fehler 80 6 Schlussfolgerungen und Ausblick 83 6.1 Beantwortung der Forschungsfragen 83 6.2 Praktische Bedeutung 86 6.2.1 Unterstützung für rechtskräftige Innenbereichsabgrenzungen 86 6.2.2 Grundlage zur Innenentwicklungspotenzialanalyse. 86 6.2.3 Grundlage für die Bilanzierung von Innen- zu Außenentwicklung 87 6.3 Ausblick . 87 Literaturverzeichnis 99 Anhang 99 A Skript 101 A.1 Python-Toolbox 101 A.2 Klasse ibtool . 102 A.2.1 Funktion urban 102 A.2.2 Funktion idx 103 A.2.3 Funktion buff 103 A.2.4 Funktion deli 104 A.2.5 Funktion loch 105 A.2.6 Funktion siedgr 106 A.2.7 Funktion muster_qual 107 A.2.8 Funktion qual 107 A.2.9 Funktion stat 108 A.2.10 Funktion split 109 A.3 Klasse Ansatz0 110 A.4 Klasse AnsatzX 111 A.5 Klasse QualSingle 112 A.6 Klasse Grenzen 113 A.7 Klasse Partitionen 114 B Quellcode des ibTool 117 C Ermittlung der Grenzwerte für den Shape- und Roeck-Index 149 D Ermittlung des Grenzwertes für den Urbanitätsindex 153 E Abgrenzungsbeispiele 155 F Siedlungspartitionierung 157 G Anwendung des ibTools ohne Training 161

Proper metazoan development requires that genes are expressed in a spatiotemporally controlled manner, with tightly regulated levels. Altering the expression of genes that govern development leads mostly to aberrations. However, alterations can also be beneficial, leading to the formation of new phenotypes, which contributes to the astounding diversity of animal forms. In the past the expression of developmental genes has been studied mostly in fixed tissues, which is unable to visualize these highly dynamic processes. We combine genomic fosmid transgenes, expressing genes of interest close to endogenous conditions, with Selective Plane Illumination Microscopy (SPIM) to image the expression of genes live with high temporal resolution and at single cell level in the entire embryo. In an effort to expand the toolkit for studying Drosophila development we have characterized the global expression patterns of various developmentally important genes in the whole embryo. To process the large datasets generated by SPIM, we have developed an automated workflow for processing on a High Performance Computing (HPC) cluster. In a parallel project, we wanted to understand how spatiotemporally regulated gene expression patterns and levels lead to different morphologies across Drosophila species. To this end we have compared by SPIM the expression of transcription factors (TFs) encoded by Drosophila melanogaster fosmids to their orthologous Drosophila pseudoobscura counterparts by expressing both fosmids in D. melanogaster. Here, we present an analysis of divergence of expression of orthologous genes compared A) directly by expressing the fosmids, tagged with different fluorophore, in the same D. melanogaster embryo or B) indirectly by expressing the fosmids, tagged with the same fluorophore, in separate D. melanogaster embryos. Our workflow provides powerful methodology for the study of gene expression patterns and levels during development, such knowledge is a basis for understanding both their evolutionary relevance and developmental function.

Alternative Geschäftsmodelle wie Software as a Service (SaaS) und Open-Source-Software (OSS) steigern die Attraktivität von Enterprise Resource Planning (ERP) Systemen für Kleine und Mittelständische Unternehmen (KMU). Jedoch stellen die Beratungsleistungen, die für die Konfiguration eines ERP-Systems zur Anpassung an die spezifischen Bedürfnisse eines Unternehmens notwendig sind, eine hohe Einführungshürde dar. Eine Konfigurationsoption, die bei vielen ERP-Systemen eine Rolle spielt, ist die Kategorienkonfiguration. Mit Hilfe einer automatisierten Konfigurationsunterstützung können Geschäftsführer von kleinen Unternehmen die Kategorienkonfiguration selbst durchführen und einen Teil der Einführungskosten einsparen. Im Rahmen der kumulativen Dissertation werden Automatisierungsansätze zur Konfigurationsunterstützung für die ERP-Kategorienkonfiguration generiert und auf das Open-Source ERP-System ERP5 angewandt. Die Automatisierungsansätze basieren auf Ähnlichkeitsberechnungen zu Falldatensätzen von 235 Unternehmen, Kategorien-Konsolidierung durch Umleitungsinformationen in Wikipedia-Artikeln, Templates und Meta-Templates. Die empirische Evaluation in einem Laborexperiment mit 100 Teilnehmern und eine Umfrage bestätigen die Gültigkeit, Nützlichkeit und Effektivität der generierten Ansätze. Die Konfigurationsunterstützung kann durch einen standardisierten Beratungsprozess und die Vermittlung des für eine konkrete ERP-Einführung notwendigen Wissens mittels Massenindividualisierung ergänzt werden. Dieser Ansatz wurde mit und für ERP5 umgesetzt und lässt sich auch auf andere Open-Source-Projekte übertragen.

Neuartige Hybridgarn-Textil-Thermoplaste (HGTT) ermöglichen die automatisierte Fertigung von Faserverbundbauteilen in serienfähigen Taktzeiten. Im Rahmen des Produktionstechnischen Zentrums der TU Dresden (ProZeD) und mit Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung wurde ein solcher Fertigungsprozess entwickelt und gestaltet. In diesem wird das Bauteil in zwei wesentlichen Schritten aus textiler Rollenware durch einmaliges Erwärmen und Konsolidieren bei gleichzeitiger Formgebung hergestellt. Im ersten Schritt erfolgt der endkonturnahe Zuschnitt, sowie für dickwandigere Bauteile das Übereinanderlegen mehrerer textiler Preforms und deren Fixierung gegen Verrutschen. Für diesen Prozessschritt wurden das Plasmaschneiden als Trennverfahren von HGTT untersucht und ein Abwicklungsmechanismus für die Rollenware sowie ein Greifersystem für das verzugsfreie Handling der Preform entwickelt. Kernstück der technischen Umsetzung ist dabei eine Parallelkinematik, die a) den Plasmabrenner zum Ausschneiden der Preform führt, b) das Handling der Lagen übernimmt und c) durch optische Überwachung der Faserlage die Qualität sichert. Im zweiten Prozessschritt wird in einem angetriebenen Werkzeug das Material durch Heißpressen konsolidiert. Zur Sicherung einer effektiven Temperierung wird beim Werkzeug auf das MELATO-Prinzip zurückgegriffen und dessen mögliche Einsatzbedingungen untersucht. Ziel von EFFEKT ist es, den Prozess zur Serienreife weiter zu entwickeln, d. h. durch Optimierung der Prozessparameter die Taktzeiten zu minimieren, die gleichbleibende Qualität des Fertigteils sicherzustellen sowie ohne Verschnitt und Ausschuss ressourcenschonend zu fertigen.:1. EFFEKT - Effiziente Fertigungsprozesse für endkonturnahe Thermoplastverbundbauteile; Prof. Dr.-Ing. habil. Knut Großmann, Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik 2. Beanspruchungsgerechte Faserverbundstrukturen aus Hybridgarn-Textil-Thermoplasten (HGTT); Dipl.-Ing. Michael Krahl, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 3. Automatische Zuschnittgenerierung und Strukturfixierung für textile Verstärkungsstrukturen; Dr.-Ing. Nuoping Zhao, Institut für Textilmaschinen und Textile Hochleistungswerkstofftechnik 4. Trennen von technischen Textilien mittels Plasma; Dr.-Ing. Katerina Machowa, Institut für Oberflächen- und Fertigungstechnik 5. Automatisierung des Modellverarbeitungsprozesses; Dipl.-Ing. Christian Friedrich, Dipl.-Ing. Mirko Riedel, Dipl.-Ing. Christer Schenke, Institut für Werkzeugmaschinen und Steuerungstechnik 6. Prozessbegleitende Qualitätssicherungsmaßnahmen für eine automatisierte presstechnische Fertigung; Dipl.-Ing. Sirko Geller, Institut für Leichtbau und Kunststofftechnik 7. Konzept für ein quasiangetriebenes Werkzeug (QAW); Dipl.-Wirt.-Ing. Kanchalika Borriboon, Institut für Formgebende Fertigungstechnik 8. Potenziale von MELATO-Werkzeugen für Heißpressen; Dr.-Ing. Hanno Kötter, Institut für Oberflächen- und Fertigungstechnik 9. Integration betriebswirtschaftlicher Anforderungen in den Forschungsprozess; Dipl.-Kfm. Thomas Niemand, Lehrstuhl für Marketing

Nowadays, shorter product life cycles and fluctuating demand quantities require flexible and adaptable production planning techniques. Fuel cell technology offers an innovative product, for which future demands in terms of quantities and variety are difficult to predict making it hardly possible to plan demand-adequate production capacities. One feasible solution is the application of Discrete Event Simulations (DES) with a high degree of adaptability and scalability. In this paper, a concept for the modular simulation of assembly lines with scalable automation is introduced and applied to an assembly line for fuel cell stacks. The model presents a modular and hierarchical system structure, which allows for adaptability and reusability. The model can be easily integrated on a factory level to study the behavior of parallel assembly lines. For an industrial use case different experiments offer valuable insights for the optimization, the automation and the upscaling of the assembly. / Kürzere Produktlebenszyklen und schwankende Bedarfsmengen erfordern heute flexible und anpassungsfähige Produktionsplanungstechniken. Die Brennstoffzellentechnologie bietet ein innovatives Produkt, dessen zukünftige Nachfrage hinsichtlich Stückzahl und Vielfalt nur schwer vorhersehbar ist und somit kaum bedarfsgerechte Produktionskapazitäten planbar sind. Eine mögliche Lösung ist die Anwendung von Discrete Event Simulations (DES) mit einem hohen Maß an Anpassungsfähigkeit und Skalierbarkeit. In diesem Beitrag wird ein Konzept zur modularen Simulation von Montagelinien mit skalierbarem Automatisierung vorgestellt und auf eine Montagelinie für Brennstoffzellenstacks angewendet. Das Modell nutzt eine modulare und hierarchische Systemstruktur, die Anpassungsfähigkeit und Wiederverwendbarkeit ermöglicht. Das Modell kann leicht auf Fabrikebene integriert werden, um das Verhalten paralleler Montagelinien zu untersuchen. Für einen industriellen Anwendungsfall bieten verschiedene Experimente wertvolle Erkenntnisse zur Optimierung, Automatisierung und Hochskalierung der Montagelinie.

In this paper, the energy efficiency and dynamic performance of servopneumatic drivers are studied aiming at the correct sizing of the system components. The study is carried out through a non-linear dynamic model of a servopneumatic system. The simulation data are used along with the operating point method in order to understand the effect of loading conditions in the system performance, which is then used as a tool for component sizing. The results show the effects that the piston area has on the energy efficiency and dynamic behavior of the system. Moreover, the dependency of the servovalve size on the piston area is elucidated. A procedure to design an effective combination of piston area and sonic conductance of the servovalve is presented. A practical case where a servopneumatic system is being designed for the speed governor of a hydraulic turbine is described, evidencing the suitability of the proposed method for servopneumatic systems.

In smart item environments, multitude of sensors are applied to capture data about product conditions and usage to guide business decisions as well as production automation processes. A big issue in this application area is posed by the restricted quality of sensor data due to limited sensor precision as well as sensor failures and malfunctions. Decisions derived on incorrect or misleading sensor data are likely to be faulty. The issue of how to efficiently provide applications with information about data quality (DQ) is still an open research problem. In this paper, we present a flexible model for the efficient transfer and management of data quality for streaming as well as static data. We propose a data stream metamodel to allow for the propagation of data quality from the sensors up to the respective business application without a significant overhead of data. Furthermore, we present the extension of the traditional RDBMS metamodel to permit the persistent storage of data quality information in a relational database. Finally, we demonstrate a data quality metadata mapping to close the gap between the streaming environment and the target database. Our solution maintains a flexible number of DQ dimensions and supports applications directly consuming streaming data or processing data filed in a persistent database.