京都大学 / 0048 / 新制・課程博士 / 博士(工学) / 甲第21062号 / 工博第4426号 / 新制||工||1688(附属図書館) / 京都大学大学院工学研究科都市社会工学専攻 / (主査)教授 河野 広隆, 准教授 服部 篤史, 准教授 山本 貴士 / 学位規則第4条第1項該当 / Doctor of Philosophy (Engineering) / Kyoto University / DFAM

O objetivo deste trabalho é apresentar os conceitos da logística, em especial a logística de serviços, e algumas de suas ferramentas, como a roteirização de veículos e previsão de demanda por serviços, aplicadas aos serviços urbanos, neste caso o serviço de remendos em pavimentos, visando aumentar a eficiência desse serviço. O serviço de remendos, muitas vezes chamado de tapa-buracos, é uma atividade de manutenção comum nas cidades. Para observar a aplicação das ferramentas foi elaborado um estudo de caso na cidade de São Carlos. Dados sobre o serviço de remendos em pavimentos foram coletados e, com a ajuda de um sistema de informações geográficas – SIG, foram gerados roteiros que foram comparados com os dados originais. As rotas simuladas pelo SIG foram mais eficientes do que as praticadas na realidade, mostrando a utilidade dos conceitos da logística e também a utilidade do SIG na gerência da infra-estrutura urbana. A previsão de demanda por serviços de remendos não pôde ser observada devido à falta de dados históricos, fundamentais a essa etapa do trabalho. / The objective of this work is to introduce the concepts of logistics, especially the service logistics and some of its tools as the vehicle routing and the demand forecast for services, applied to the urban services, in this case the patching service in pavements in order to increase the efficiency of this service. The patching service, many times called tapa-buracos (in Brazil), is a common activity of maintenance in the cities. To observe the application of the tools one case study was elaborated in the city of São Carlos. Data about the patching service in pavements were collected and, helped by the geographic information system – GIS, routes were created and compared to the original data. The paths simulated by the GIS were more efficient than the real ones, showing the utility of the logistics concepts and also the utility of the GIS on the management of the urban infrastructure. The demand forecast for services of patching could not be observed due of the lack of historical data, essential to this part of the work.

O objetivo deste trabalho é apresentar os conceitos da logística, em especial a logística de serviços, e algumas de suas ferramentas, como a roteirização de veículos e previsão de demanda por serviços, aplicadas aos serviços urbanos, neste caso o serviço de remendos em pavimentos, visando aumentar a eficiência desse serviço. O serviço de remendos, muitas vezes chamado de tapa-buracos, é uma atividade de manutenção comum nas cidades. Para observar a aplicação das ferramentas foi elaborado um estudo de caso na cidade de São Carlos. Dados sobre o serviço de remendos em pavimentos foram coletados e, com a ajuda de um sistema de informações geográficas – SIG, foram gerados roteiros que foram comparados com os dados originais. As rotas simuladas pelo SIG foram mais eficientes do que as praticadas na realidade, mostrando a utilidade dos conceitos da logística e também a utilidade do SIG na gerência da infra-estrutura urbana. A previsão de demanda por serviços de remendos não pôde ser observada devido à falta de dados históricos, fundamentais a essa etapa do trabalho. / The objective of this work is to introduce the concepts of logistics, especially the service logistics and some of its tools as the vehicle routing and the demand forecast for services, applied to the urban services, in this case the patching service in pavements in order to increase the efficiency of this service. The patching service, many times called tapa-buracos (in Brazil), is a common activity of maintenance in the cities. To observe the application of the tools one case study was elaborated in the city of São Carlos. Data about the patching service in pavements were collected and, helped by the geographic information system – GIS, routes were created and compared to the original data. The paths simulated by the GIS were more efficient than the real ones, showing the utility of the logistics concepts and also the utility of the GIS on the management of the urban infrastructure. The demand forecast for services of patching could not be observed due of the lack of historical data, essential to this part of the work.

Enterprises require an information security solution that provides privacy, integrity, authentication and access controls for processes. License management systems are developed to be a solution for process authorization in different platforms. However, security threats on processes cannot be controlled with existing license management mechanisms. The need is a complete system that is independent from implementation, platform, and application. In this thesis, we design a complete system for process authorization based on Public Key Infrastructure (PKI) technology.

Increased energy efficiency is of major importance for Sweden to reduce their carbon emissions and to reach self-sufficiency in Europe on energy, which is important both from an economic standpoint and also to lower Russia's political influence over the EU. This thesis explores how the Swedish policy mix regarding buildings' energy efficiency is developed and which logic dominates in policy-making. To understand this, all key policies regarding building energy efficiency have been analyzed, and put into contrast with the policy goals. Through this viewpoint, it’s been evident that Sweden is heavily reliant on packaging for new policies, which is abandoning old policies and goals when formulating new ones. However, there has also been identified evidence of layering, which is when new policies are being added on top of old ones. / Den här uppsatsen behandlar hur byggnaders energieffektivitet regleras med hjälp av policies (rekommendationer, lagar, mm.). Detta är viktigt för att minska mängden utsläpp men även för att uppnå självförsörjning av energi inom Europa, vilket är viktigt både från ett ekonomiskt perspektiv men också för att minska Rysslands inflytande över den svenska politiken. Syftet med rapporten är att studera hur Sveriges policy mix har utvecklats, där policy mix syftar till alla policys utvecklade emot områden. Studien finner mönster för att Sverige karaktäriseras av både paketering och skiktning i dess utveckling av policys. Det är också tydligt att Sverige använder en stor andel information i sin policy mix, vilket skiljer sig tydligt från Finland och Storbritannien. Metodmässigt så har de olika policys sorterats utifrån ett ramverk som är uppsatt från tidigare forskning, vilket tydligt visar skillnaden för Sverige gentemot Finland och Storbritannien som tidigare har studerats.

Im Automobilbau kommt zunehmend das sog. Multimaterial-Design zum Einsatz, um kostenattraktiven Leichtbau in Großserienanwendungen umzusetzen und das Leichtbaupotential von strukturellen Bauteilen in bislang meist monolithischer Bauweise zu erweitern. Die Patch-technologie, bei der die Strukturertüchtigung durch die lokale und anforderungsgerechte Einbringung von endlosfaserverstärkten Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) in dünnwandige metallische Bauteile erfolgt, ist eine zielführende Technologie, um einen hohen Leichtbaugrad zu generieren. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die dauerhafte, flächige Verbindung von Metall und thermoplastbasiertem FKV (TP-FKV) dar. Da die verwendeten Werkstoffe keine hinreichende chemische Kompatibilität aufweisen, wurden bislang Klebstoffe als Fügehilfsstoff genutzt, wodurch jedoch zusätzliche Prozessschritte notwendig wurden und damit verbunden häufig höhere Prozesszeiten auftraten. In dieser Arbeit werden Möglichkeiten zur Kompatibilisierung der beiden, das hybride Bauteil kennzeichnenden, Werkstoffkomponenten erarbeitet. Der Schwerpunkt wird dazu auf die Entwicklung und Charakterisierung einer inlinefähigen Vorbehandlungsmethode des metallischen Fügepartners in Kombination mit einer Modifikation des thermoplastischen FKV-Halbzeugs bzw. dessen Matrixsystems gelegt. Dabei werden die Einflüsse unterschiedlicher Vorbehandlungen und zugeordneter Vorbehandlungsparameter auf die physikalische und chemische Oberflächenbeschaffenheit des Metalls und das Haftniveau im TP-FKV/Metallverbund untersucht. Darüber hinaus werden mit Hilfe von Füllstoffen und Additiven verschiedene chemische Veränderungen des thermoplastischen Matrixsystems vorgenommen und deren Auswirkung auf die Adhäsion zwischen den Verbundpartnern charakteri-siert. Für die Anwendung des Verbundsystems TP-FKV/Metall in einem Automobil werden neben hohen mechanischen Eigenschaften (Verbundfestigkeit) insbesondere sehr gute Temperatur-, Klimawechsel- und Korrosionsbeständigkeiten gefordert, die in praxisnahen Untersuchungen nachgewiesen werden. Die gewonnenen Erkenntnisse zur prozessintegrativen Anpassung der Komponenten des Werkstoffverbundes werden anschließend in die Praxis übertragen. Dafür wird ein seriennaher Fertigungsprozess entwickelt und prototypisch umgesetzt. Der Einfluss der grundlegenden Prozessparameter Druck, Temperatur und Zeit auf die Güte der Verbindung wird evaluiert. Einfache bauteilnahe Demonstratoren werden genutzt, um die Tauglichkeit der Verbundstrategie und des entwickelten Fertigungskonzeptes der TP-FKV-Patchtechnologie für deren wirtschaftliche Anwendung in der Großserienfertigung im Umfeld der Automobilindustrie nachzuweisen.

The diploma thesis is dealing with the topic of new trends in asphalt road routine maintenance with a focus on new possibilities to repair damaged road surface, especially potholes and cracks. In the diploma thesis, a new advice which uses microwave heating in resurfacing asphalt roads was developed with the aim to observe its effectiveness and the optimal repair time. The obtained results were consulted with the producer of the equipment in order to utilize this new technology for repairing potholes and cracks on asphalt road surface in standard practice.

Im Automobilbau kommt zunehmend das sog. Multimaterial-Design zum Einsatz, um kostenattraktiven Leichtbau in Großserienanwendungen umzusetzen und das Leichtbaupotential von strukturellen Bauteilen in bislang meist monolithischer Bauweise zu erweitern. Die Patch-technologie, bei der die Strukturertüchtigung durch die lokale und anforderungsgerechte Einbringung von endlosfaserverstärkten Faser-Kunststoff-Verbunden (FKV) in dünnwandige metallische Bauteile erfolgt, ist eine zielführende Technologie, um einen hohen Leichtbaugrad zu generieren. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die dauerhafte, flächige Verbindung von Metall und thermoplastbasiertem FKV (TP-FKV) dar. Da die verwendeten Werkstoffe keine hinreichende chemische Kompatibilität aufweisen, wurden bislang Klebstoffe als Fügehilfsstoff genutzt, wodurch jedoch zusätzliche Prozessschritte notwendig wurden und damit verbunden häufig höhere Prozesszeiten auftraten. In dieser Arbeit werden Möglichkeiten zur Kompatibilisierung der beiden, das hybride Bauteil kennzeichnenden, Werkstoffkomponenten erarbeitet. Der Schwerpunkt wird dazu auf die Entwicklung und Charakterisierung einer inlinefähigen Vorbehandlungsmethode des metallischen Fügepartners in Kombination mit einer Modifikation des thermoplastischen FKV-Halbzeugs bzw. dessen Matrixsystems gelegt. Dabei werden die Einflüsse unterschiedlicher Vorbehandlungen und zugeordneter Vorbehandlungsparameter auf die physikalische und chemische Oberflächenbeschaffenheit des Metalls und das Haftniveau im TP-FKV/Metallverbund untersucht. Darüber hinaus werden mit Hilfe von Füllstoffen und Additiven verschiedene chemische Veränderungen des thermoplastischen Matrixsystems vorgenommen und deren Auswirkung auf die Adhäsion zwischen den Verbundpartnern charakteri-siert. Für die Anwendung des Verbundsystems TP-FKV/Metall in einem Automobil werden neben hohen mechanischen Eigenschaften (Verbundfestigkeit) insbesondere sehr gute Temperatur-, Klimawechsel- und Korrosionsbeständigkeiten gefordert, die in praxisnahen Untersuchungen nachgewiesen werden. Die gewonnenen Erkenntnisse zur prozessintegrativen Anpassung der Komponenten des Werkstoffverbundes werden anschließend in die Praxis übertragen. Dafür wird ein seriennaher Fertigungsprozess entwickelt und prototypisch umgesetzt. Der Einfluss der grundlegenden Prozessparameter Druck, Temperatur und Zeit auf die Güte der Verbindung wird evaluiert. Einfache bauteilnahe Demonstratoren werden genutzt, um die Tauglichkeit der Verbundstrategie und des entwickelten Fertigungskonzeptes der TP-FKV-Patchtechnologie für deren wirtschaftliche Anwendung in der Großserienfertigung im Umfeld der Automobilindustrie nachzuweisen.:1 Motivation 1.1 Einleitung und Problemstellung 1.2 Zielsetzung und Lösungsansatz 2 Theoretische Grundlagen und Stand der Technik 2.1 TP-FKV/Metall-Verbunde 2.2 Fügetechnik von TP-FKV/Metall-Verbunden 2.3 Adhäsion in stoffschlüssigen FKV/Metall-Verbunden 2.3.1 Mechanische Adhäsion 2.3.2 Spezifische Adhäsion 2.3.2.1 Chemische Adhäsion (Chemisorption) 2.3.2.2 Adsorptionstheorie 2.3.2.3 Polarisationstheorie 2.4 Grenzschichtmodell des TP-FKV/Metall-Verbundes 2.4.1 Interleaf-Konzept 2.4.2 Wirkung von siliziumorganischen Verbindungen in der Grenzfläche 2.4.3 Grenzschichtmodell 2.5 Oberflächenbehandlung von Substraten 2.6 Methoden der Haftungsprüfung 2.7 Methoden zur Analyse von Kunststoffen 2.8 Prüfverfahren zur Alterung automobiler Bauteile 2.9 Verfahren zur prozessintegrativen Herstellung hybrider Bauteile 3 FKV-Patchen als hybride Leichtbautechnologie 3.1 Duroplastpatchtechnologie 3.2 Thermoplastpatchtechnologie 3.3 Ableitung der Notwendigkeit zur Eigenentwicklung 3.3.1 Einsatzpotentiale der TP-FKV-Patchtechnologie 3.3.2 Anforderungen an TP-FKV/Metall-Bauteile für automobile Rohbauanwendungen 3.3.3 Schlussfolgerung zur Eigenentwicklung 4 Konzeption eines Fertigungsprozesses für TP-FKV/Metall-Verbunde 4.1 Vorüberlegungen zum Fertigungsprozess 4.2 Voruntersuchungen 4.2.1 Strategien zur Herstellung von TP-FKV/Metall-Hybridverbunden 4.2.2 Schlussfolgerungen zur Herstellung von FKV/Metall-Hybridverbunden 5 Funktionalisierung der Komponenten des Hybridverbundes 5.1 Modifikation der metallischen Verbundkomponente 5.1.1 Vorbehandlungsmethoden 5.1.2 Einfluss der Vorbehandlung auf die Haftung im TP-FKV/Metall-Verbund 5.1.3 Zusammenfassung zur Vorbehandlung der metallischen Komponente 5.2 Modifikation des thermoplastischen Matrixwerkstoffs 5.2.1 Anforderungen an die Modifikation 5.2.2 Materialauswahl zur Modifikation des TP-FKV-Matrixwerkstoffs 5.2.3 Herstellung modifizierter Thermoplasthalbzeuge 5.2.4 Eigenschaften modifizierter Thermoplasthalbzeuge 5.2.5 Einfluss der Thermoplastmodifikation auf die Verbundfestigkeit 5.2.6 Zusammenfassung zur Modifikation des thermoplastischen Matrixwerkstoffs 5.3 Übertragung der Laborerkenntnisse auf einen praxisgerechten Prozess 5.3.1 Vorbehandlung des metallischen Substrats mittels SaCo-Saugstrahlen 5.3.2 Herstellung matrixmodifizierter TP-FKV-Halbzeuge 5.3.3 Charakterisierung der Verbundfestigkeit von TP-FKV/Metall-Hybridverbunden 5.3.4 Zusammenfassung der Verbundstrategie des TP-FKV/Metall Hybridverbundes 6 Entwicklung eines durchgängigen und seriennahen Produktionsprozesses und Nachweis der Praxisfähigkeit am Beispiel eines Technologiedemonstrators 6.1 Serienkonzept 6.2 Ableitung eines Technologiedemonstrators 6.3 Anlagentechnik 6.4 Fertigungsparameter zur Herstellung des Technologiedemonstrators 6.5 Abhängigkeit der Randschichtausbildung von der Profilgeometrie 6.6 Einfluss des automobilen Fertigungsprozesses auf die Bauteilmaßhaltigkeit 6.7 Validierung des Technologiedemonstrators 7 Zusammenfassung Literaturverzeichnis Anhang A Schneckenkonfiguration und Extrusionsparameter zur Herstellung modifizierter PA6-Granulate B Extrusionsparameter zur Herstellung modifizierter PA6-Folien C Untersuchung der rheologischen, thermischen und mechanischen Eigenschaften von modifiziertem Polyamid 6 C1. Rheologische Eigenschaften – Bestimmung der Scherviskosität C2. Mechanische Eigenschaften – temperaturabhängiger Elastizitätsmodul C3. Thermisches Ausdehnungsverhalten – Bestimmung des differentiellen Wärmeausdehnungskoeffizienten D Bruchverhalten randschichtmodifizierter FKV-Halbzeuge im TP-FKV/Metall-Verbund E Mikroskopie gepatchter Demonstratorprofile

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