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Motto der Herbstkonferenz Informatics Inside 2020 ist KInside. Wieder einmal blicken Studierende inside und schauen sich Methoden, Anwendungen und Zusammenhänge genauer an. Die Beiträge sind vielfältig und entsprechend dem Studiengang human-centered. Es ist der Anspruch, dass sich die Themen um die Bedürfnisse der Menschen drehen und eingesetzte Methoden kein Selbstzweck sind, sondern am Nutzen für den Menschen gemessen werden.
Steady state efficiency optimization techniques for induction motors are state of the art and various methods have already been developed. This paper provides new insights in the efficiency optimized operation in dynamic regime. The paper proposes an anticipative flux modification in order to decrease losses during torque and speed transients. These trajectories are analyzed based on a numerical study for different motors. Measurement results for one motor are given as well.
Sol-Gel basierte Flammschutzmittel stellen einen vielversprechenden Ansatz für Textilien dar, gerade im Bereich des Ersatzes von derzeit etablierten halogenhaltigen Flammschutzmitteln. Letztere sind aufgrund ihrer toxikologisch Bedenklichkeit sowie ihrer mitunter bioakkumulierenden Eigenschaften in die Kritik geraten. In diesem Forschungsvorhaben wurde daher untersucht auf welche Weise ein Flammschutz per Sol-Gel-Ansatz auf Stickstoff- und/oder Phosphorbasis als halogenfreie Alternative verwirklicht werden kann. Die Sol-Gel-Schicht fungierte dabei zum einen als nicht brennbarer Binder, zum anderen konnten über das Einführen entsprechender funktioneller Seitenketten für den Flammschutz aktive Gruppen direkt mit eingebunden werden. Verschiedene Ansätze wurden dabei verfolgt. Vor allem durch die Nutzung von additivierten Systemen, d.h. durch Sol-Gel-Schichten mit Zusätzen von stickstoff- und/oder phosphorhaltigen Verbindungen konnte ein Flammschutz nach DIN EN ISO 15025 (Schutzkleidung – Schutz gegen Hitze und Flammen) erhalten werden. Anhand eines Modellsystems, bei dem in zwei aufeinanderfolgenden Schritten zuerst eine funktionalisierte Sol-Gel-Schicht und anschließend eine Phosphorverbindung in einem zweiten Schritt aufgebracht wurde, konnten die Vorteile des Flammschutzes auf Sol-Gel-Basis nachgewiesen werden. Dabei wurde unter anderem auch gezeigt, dass ein Mechanismus auf Basis der Bildung einer Schutzschicht hauptsächlich verantwortlich für den Flammschutz ist. Dieses Ergebnis ist für eine zukünftige, weitere Optimierung entsprechender Ausrüstungen nicht zu unterschätzen. Durch Ausrüstungsversuche im semi-industriellen Maßstab konnte weiterhin gezeigt werden, dass einer großtechnischen Umsetzung der angewandten Ausrüstungen prinzipiell nichts im Wege steht. Abstriche müssen bis dato lediglich bezüglich der Waschstabilität gemacht werden. Die Sol-Gel-Schichten überstanden zwar im allgemeinen typische Waschprozesse, eine Permanenz der Flammfestigkeit von additivierten Systemen ergab sich aber nur in einzelnen Fällen. Ausgehend von den Ergebnissen wurde ein neuer Ansatz vorgestellt, der über den hier zugrundeliegenden Ansatz hinausgeht. Dieser sieht vor, durch den Einsatz von neu-synthetisierten Silanen mit Stickstoff- und Phosphorgruppen Sol-Gel-Schichten herzustellen, die ein vielversprechendes Verhalten zeigen. Hier konnte auch nach ersten Waschtests eine Aufrechterhaltung der verbesserten Flammfestigkeit nachgewiesen werden. Insgesamt konnte innerhalb des Forschungsvorhabens gezeigt werden, dass ein Flammschutz auf Sol-Gel-Basis für Textilien erhalten werden kann. Darüberhinaus konnte auch erklärt werden auf welchem Mechanismus dieser Flammschutz begründet ist und wie die derzeit noch ungenügende Waschpermanenz verbessert werden kann.
Driven by digital transformation, manufacturing systems are heading towards autonomy. The implementation of autonomous elements in manufacturing systems is still a big challenge. Especially small and medium sized enterprises (SME) often lack experience to assess the degree of Autonomous Production. Therefore, a description model for the assessment of stages for Autonomous Production has been identified as a core element to support such a transformation process. In contrast to existing models, the developed SME-tailored model comprises different levels within a manufacturing system, from single manufacturing cells to the factory level. Furthermore, the model has been validated in several case studies.
Process quality has reached a high level on mass production, utilizing well known methods like the DoE. The drawback of the unterlying statistical methods is the need for tests under real production conditions, which cause high costs due to the lost output. Research over the last decade let to methods for correcting a process by using in-situ data to correct the process parameters, but still a lot of pre-production is necessary to get this working. This paper presents a new approach in improving the product quality in process chains by using context data - which in part are gathered by using Industry 4.0 devices - to reduce the necessary pre-production.
In recent years, machine learning algorithms have made a huge development in performance and applicability in industry and especially maintenance. Their application enables predictive maintenance and thus offers efficiency increases. However, a successful implementation of such solutions still requires high effort in data preparation to obtain the right information, interdisciplinarity in teams as well as a good communication to employees. Here, small and medium sized enterprises (SME) often lack in experience, competence and capacity. This paper presents a systematic and practice-oriented method for an implementation of machine learning solutions for predictive maintenance in SME, which has already been validated.
The chemical synthesis of polysiloxanes from monomeric starting materials involves a series of hydrolysis, condensation and modification reactions with complex monomeric and oligomeric reaction mixtures. Real-time monitoring and precise process control of the synthesis process is of great importance to ensure reproducible intermediates and products and can readily be performed by optical spectroscopy. In chemical reactions involving rapid and simultaneous functional group transformations and complex reaction mixtures, however, the spectroscopic signals are often ambiguous due to overlapping bands, shifting peaks and changing baselines. The univariate analysis of individual absorbance signals is hence often only of limited use. In contrast, batch modelling based on the multivariate analysis of the time course of principal components (PCs) derived from the reaction spectra provides a more efficient tool for real time monitoring. In batch modelling, not only single absorbance bands are used but information over a broad range of wavelengths is extracted from the evolving spectral fingerprints and used for analysis. Thereby, process control can be based on numerous chemical and morphological changes taking place during synthesis. “Bad” (or abnormal) batches can quickly be distinguished from “normal” ones by comparing the respective reaction trajectories in real time. In this work, FTIR spectroscopy was combined with multivariate data analysis for the in-line process characterization and batch modelling of polysiloxane formation. The synthesis was conducted under different starting conditions using various reactant concentrations. The complex spectral information was evaluated using chemometrics (principal component analysis, PCA). Specific spectral features at different stages of the reaction were assigned to the corresponding reaction steps. Reaction trajectories were derived based on batch modelling using a wide range of wavelengths. Subsequently, complexity was reduced again to the most relevant absorbance signals in order to derive a concept for a low-cost process spectroscopic set-up which could be used for real-time process monitoring and reaction control.
Der Anspruch an Energieversorger wird wachsen: in Zukunft gewinnen vor allem Aufgaben wie die Entwicklung digitalisierter Produkte/Dienstleistungen sowie ökologische Aktivitäten an Relevanz. Dies zeigt die Hochschule Reutlingen in ihrer aktuellen Untersuchung unter Aufsichtsräten, Geschäftsführern und Führungskräften. Trotz der erwarteten Veränderungen: die Aufsichtsräte sind sich zwar ihrem Druck zu mehr Professionalisierung bewusst, scheinen aktuell aber nur mäßig für die künftigen Herausforderungen des Unternehmens gerüstet. Besonders relevant dabei: die Professionalisierung der Gremienarbeit in kommunalen EVU ermöglicht einen höheren wahrgenommenen Unternehmenserfolg. So die Studie des Reutlinger Energiezentrums and der Hochschule Reutlingen im Auftrag von fünf Unternehmen der Branche.