Form und Filter - Algorithmen der Bilderverarbeitung und Stilanalyse

Die Grundbegriffe Wölfflins lassen sich mit Hilfe digitaler Algorithmen nachmodellieren. Welches Wissen wird damit gewonnen? Auch Wölfflin hat auf mediale Veränderungen reagiert, indem er die Doppel-Projektion von Dias in den binären Differenzen der Grundbegriffe nachbildete. Sie lesen der Projektion zweier Bilder eine historische Differenz aus, die für die Disziplin der Kunstgeschichte grundlegend ist. Ein digitale Nachbildung dieser Differenz wäre tautologisch: sie würde ein gewusstes Wissen wiederholen. Fruchtbar wird der Einsatz digitaler Algorithmen dann, wenn sie nicht nur etwas bekanntes abbilden, sondern wenn man fragt, zu welcher "methodischen Grenzerweiterung" sie beitragen könnten.

Puzik_Inkrementelle_Umformung

Der Artikel beschreibt neue Ansätze in der inkrementellen Einzelpunkt-Umformung plattenförmiger Kunststoff-Werkstoffe. Die inkrementelle Umformung ist ein innovatives und verglichen mit konventionellen Umformverfahren kostengünstiges Fertigungsverfahren. Insbesondere für Prototypen und Kleinserienfertigungen gibt es Kosteneinsparungen, da auf große und teure Umformwerkzeuge verzichtet werden kann. Das Abfahren eines Umformstempels auf kreisförmigen Bahnen ermöglicht die Formgebung komplexer dreidimensionaler Produkte. Im Gegensatz zum Tiefziehen kann aufgrund der geringen Umformkräfte und Steifigkeitsminderung des Kunststoffmaterials durch Erwärmung auf einen Industrieroboter zurückgegriffen werden. Im Weiteren soll die Idee und Prozess-Entwicklung des Ansatzes zur inkrementellen Kunststoffumformung (IKU) beschrieben werden. Das Potential und die Vorteile dieses Verfahrens gegenüber bestehenden Verfahren werden gezeigt, bevor die nötigen Schritte für die Herstellung eines Kunststoffformteils dargestellt werden. Die Realisierung der Prozessidee mit Hilfe eines prototypischen Roboterwerkzeugs wird anhand erster Umformergebnisse verschiedener Kunststoffbauteile vorgestellt. Weitere ermittelte Optimierungsschritte und Verbesserungen dieses Fertigungsprozesses werden abschließend dargestellt, um ein zukünftiges und industriell einsetzbares, roboterbasiertes, inkrementelles Umformverfahren weiter zu entwickeln.

Methodik zur Bewertung von Effizienzgewinnen durch erhöhte Flexibilität selbstorganisierter Systeme in der Intralogistik

Der steigenden Dynamik und Komplexität von Materialflusssystemen kann durch die Einführung selbstorganisierter Systeme – dem Internet der Dinge in der Intralogistik – begegnet werden. Diese versprechen insbesondere durch eine erhöhte Flexibilität deutliche Effizienzgewinne über den Lebenszyklus. Der vorliegende Artikel schlägt eine Methodik zur Bewertung der erhöhten Flexibilität vor, illustriert diese anhand eines einfachen Beispiels und zeigt weiteren Forschungsbedarf auf. Die vorgeschlagene Methodik beruht auf einer Betrachtung der durch Flexibilität beeinflussten Auszahlungen im Lebenszyklus mit Hilfe einer dynamischen Optimierung.

Anlaufstrategien für Hochregallager bei Wiederinbetriebnahme

Mit den Mitteln der Simulation lässt sich nachweisen, dass der maximal realisierbare Durchsatz in Zeilenregallagern unter dem Regime der beiden üblichen Lagerbetriebsstrategien Querverteilung und FIFO nach Wiederinbetriebnahme einer vorübergehend ausgefallenen Regalgasse zunächst deutlich abfallen kann. Mit Hilfe theoretischer Betrachtungen zu der Verteilung von Lagereinheiten einer Sorte auf die einzelnen Lagergassen werden die sich ergebenden Verteilungsänderungen und damit die zugrunde liegenden Ursachen sowie die sich daraus abzuleitenden Zwangsfolgen für das Betriebsverhalten des Lagers dargestellt. Anhand der Ergebnisse von Simulationsexperimenten wird der Einfluss von Ausfalldauer und Sortimentsbreite auf die Folgen eines Gassenausfalls aufgezeigt und eine allgemeine These über mögliche Bedingungszusammenhänge formuliert. Eine Möglichkeit zur Verhinderung der beschriebenen negativen Ausfallfolgen stellt die Bestimmung einer entsprechenden Ersatz-Auslagerreihenfolge dar.

Wearable Computing und RFID in Produktion und Logistik – Ansätze zur bereichsübergreifenden Nutzung digitaler Informationen

Die voranschreitende Entwicklung von Konzepten und Systemen zur Nutzung digitaler Informationen im industriellen Umfeld eröffnet verschiedenste Möglichkeiten zur Optimierung der Informationsverarbeitung und damit der Prozesseffektivität und -effizienz. Werden die relevanten Daten zu Produkten oder Prozessen jedoch lediglich in digitaler Form zur Verfügung gestellt, fällt ein Eingriff des Menschen in die virtuelle Welt immer schwerer. Auf Grundlage dessen wird am Beispiel der RFIDTechnologie dargestellt, inwiefern digitale Informationen durch die Verwendung von in den Arbeitsablauf integrierten Systemen für den Menschen nutzbar werden. Durch die Entwicklung eines Systems zur papierlosen Produktion und Logistik werden exemplarisch Einsatzszenarien zur Unterstützung des Mitarbeiters in Montageprozessen sowie zur Vermeidung von Fehlern in der Kommissionierung aufgezeigt. Dazu findet neben einer am Kopf getragenen Datenbrille zur Visualisierung der Informationen ein mobiles RFID-Lesegerät Anwendung, mit Hilfe dessen die digitalen Transponderdaten ohne zusätzlichen Aufwand für den Anwender genutzt werden können.

Ansätze zur Qualitätsbewertung von generativen Fertigungsverfahren durch die Einführung eines Kennzahlensystems

Generative Fertigungsverfahren haben sich in den letzten Jahren als effektive Werkzeuge für die schnelle Entwicklung von Produkten nahezu beliebiger Komplexität entwickelt. Gleichzeitig wird gefordert, die Reproduzierbarkeit der Bauteile und auch seriennahe bzw. seriengleiche Eigenschaften zu gewährleisten. Die Vielfalt und der Umfang der Anwendungen sowie die große Anzahl verschiedener generativer Fertigungsverfahren verlangen adäquate Qualitätsüberwachungs- und Qualitätskontrollsysteme. Ein Lösungsansatz für die Qualitätsbewertung von generativen Fertigungsverfahren besteht in der Einführung eines Kennzahlensystems. Hierzu müssen zunächst Anforderungsprofile und Qualitätsmerkmale für generativ hergestellte Bauteile definiert werden, welche durch Prüfkörpergeometrien abgebildet und mit Hilfe von Einzelkennzahlen klassifiziert werden. In Rahmen der durchgeführten Untersuchungen wurde die Qualitätsbewertung anhand von Prüfkörpergeometrien am Beispiel des Laser-Sinterprozesses qualifiziert. Durch Beeinflussung der Prozessparameter, d.h. der gezielten Einbringung von Störgrößen, welche einzeln oder in Kombination zu unzulässigen Qualitätsschwankungen führen können, ist es möglich, die Qualität des Produktes zu beurteilen. Die Definition von Einzelkennzahlen, die eine Steuerung und Kontrolle sowie eine Vorhersage potentieller Fehler ermöglicht, bietet hierbei essentielle Möglichkeiten zur Qualitätsbewertung. Eine Zusammenführung zu einem gesamtheitlichen Kennzahlensystem soll zum einen den Prozess auf Grundlage der definierten Anforderungsprofile bewerten und zum anderen einen direkten Zusammenhang der ausgewählten Störgrößen und Prozessgrößen herleiten, um vorab eine Aussage über die Bauteilqualität treffen zu können.

Aufbau hochfunktionaler Intralogistik-Knoten mittels kleinskaliger Module als Cognitive Conveyor

Kleinskalige, multifunktionale Module haben ein hohes Potential bei der wirtschaftlichen und flexiblen Gestaltung intralogistischer Systeme mit hoher Funktionalität. Durch dezentrale Steuerung und eigener Intelligenz der Module ist das System frei skalierbar und der Installationsaufwand wird minimiert. Mittels eines neuartigen Konzeptes der Datenkommunikation für Stetigförderer erfolgt der Informationsaustausch drahtlos mit Hilfe optoelektrischer Elemente. Die Kleinskaligkeit der Transportmodule gegenüber der Transporteinheit im Zusammenhang mit dem Steuerungskonzept erlaubt eine selektive Beschaltung der Module nach Bedarf und damit eine optimierte Energieausnutzung im Betrieb. Prototypen auf Basis von Schwenkrollen mit integrierter Antriebstechnik und Steuerung lassen das Potential des Prinzips erkennen. Das neu entwickelte Konzept der Schrägscheibe hilft bei der anspruchsvollen Integration der Antriebstechnik in das Modul durch das Prinzip der koaxialen Aktoren. Durch omnidirektionalen Funktionsumfang der Module entsteht im Zusammenschluss zu einer Modulmatrix ein hochflexibel einsetzbares Intralogistik-Modul. Die Vernetzung dieser hochfunktionalen Knoten durch einfache Fördertechnik bietet die Möglichkeit einfacher Planung flexibler Logistiksysteme.

Konzeptionierung und Durchsatzanalyse eines ULD-Shuttlelagers

Die Ein- und Auslagerung von Flugfrachtcontainern wird bisher üblicherweise mit Hilfe von entsprechend dimensionierten Regalbediengeräten vorgenommen. Shuttle-Systeme besitzen auch in diesem Bereich Vorteile, wie z. B. eine höhere Energieeffizienz und eine hohe Redundanz. Es wird ein Konzept zur Gestaltung eines solchen Systems vorgestellt. Ebenso wird die Leistungsfähigkeit entsprechender Lager über eine Materialflusssimulation bestimmt.

Bildungsdienstleistung eLearning

Die Möglichkeit, Lernen mit Hilfe digitaler Medien zu unterstützen, wird von der einschlägigen Forschungsliteratur mehrheitlich propagiert. Doch die Technik allein bringt nicht automatisch einen pädagogischen Mehrwert mit sich. Um Handlungsempfehlungen zum technologiebasierten Lehren und Lernen zu erstellen, fehlten bislang empirische Untersuchungen und Darstellungen der vielfältiger werdenden Praxis des didaktischen Handelns mit elektronischen Medien. Horst Rippien rekonstruiert mit leitfadengestützten Interviews sechs Fälle von Weiterbildungs-Organisationen und deren unterschiedliche Leistungen zur Anregung und Unterstützung des Lernens Erwachsener in technologisch gestützten Lehr-Lern-Settings. Der Ansatz der „Dienstleistung Weiterbildung“ betont die Rolle der Kooperation mit Auftraggebern und Lernenden, vergleicht die empirisch vorfindlichen flexiblen Organisationsprofile miteinander und führt sie zu einem wirkungsvollen eLearning zusammen.

E-Learning, E-Teaching und E-Assessment in der Hochschullehre

Wie lässt sich die Qualität des Lernens, Lehrens und Prüfens durch den Einsatz neuer Medien steigern? Übertragen auf die Komponenten und Bausteine des E-Education-Prozesses heißt das: - Mit welchen digitalen Materialien und Komponenten ist eine effiziente computergestützte Inhaltserschließung möglich? - Mit welcher Organisationsform der Lehre kann ein maximaler Qualitätsgewinn für die traditionelle Präsenzlehre erzielt werden? - Wie lassen sich traditionelle Prüfungsformen durch digitale Medien bereichern und mit technischer Hilfe auswerten? - Wie müssen digitale Inhalte beschaffen sein, um einen Mehrwert für den Lehr- und Lernprozess, möglicherweise in Selbstlernszenarien, zu erzielen? - Wie muss eine Lernplattformaufgebaut sein, um E-Education in ihrer gesamten Breite zu unterstützen und eine hohe Akzeptanz zu erreichen? Die Autoren sind Hauptakteure des Marburger „Linguistik Engineering Teams“, das in sich das gesamte Know-How für die Entwicklung und Nutzung verschiedener Lehr- und Lernszenarien vereinigt: von der Konzeption über die Programmierung bis hin zur Nutzung in allen denkbaren Varianten. Ihr Buch ist ein Leitfaden, der aufzeigt, wie mit einem komplexen E-Education-System nicht nur Qualitäts-, sondern auch Kapazitätsgewinne sowie erhebliche Aufwandsreduktionen erreicht werden können.

Rechnergestützte Planung von Distributionszentren durch Einsatz der Graphentheorie

Obwohl Distributionszentren (DZ) zentrale Kernelemente von Lieferketten darstellen, lässt sich gegenwärtig keine strukturierte Methodik finden, um diese objektiv, systematisch und insbesondere ganzheitlich über alle Funktionsbereiche hinweg – vom Wareneingang über die Kommissionierung bis zum Warenausgang – zu planen. Der vorliegende Artikel befasst sich mit dieser wissenschaftlichen Lücke und beschreibt wie mit Hilfe von analytisch modellierten Standardmodulen innerhalb der verschiedenen Funktionsbereiche eines DZ durch Anwendung eines graphentheoretischen Ansatzes funktionsbereichsübergreifende Varianten von DZ generiert werden können. Zur automatisierten Ermittlung der optimalen Standardmodulkombination bzw. der optimalen DZ-Variante werden modifizierte Algorithmen zur Findung der kürzesten Wege innerhalb eines Graphen angewendet.

Integration von 3D-Kamerasystemen am Gabelstapler

Dieser Beitrag beschreibt die Integration von laufzeitmessenden 3D Kamerasystemen in die Gabelzinkenspitzen eines Flurförderzeugs. Mit Hilfe der integrierten Kameras und deren ausgewerteter Aufnahmen wurde ein Assistenzsystem für die Handhabung von Ladungsträgern realisiert, das dem Fahrer des Flurförderzeugs Verfahrempfehlungen für die Optimierung der Relativposition zwischen Gabelzinken und Ladungsträger bzw. Lagerplatz ausgibt. Neben der Vorstellung der verwendeten Kamera-Hardware und der Integration am Fahrzeug wird auch der Ablauf der Bildverarbeitung beschrieben.

Generierung von Konstruktionsmerkmalen zur Entwicklung eines bio-inspirierten Kommissionier- Greifers für die Intralogistik mittels Clusteranalyse

Kurzbeschreibung: In der Automatisierung von intralogistischen Kommissioniervorgängen ist ein großes Zukunftspotential erkennbar. Elementarer Bestandteil des Automatisierungsprozesses ist der Einsatz von Industrierobotern, die mit einem geeigneten Endeffektor, dem Greifer, ausgestattet werden müssen. Die Robotik ist in der Lage schneller, präziser und ausdauernder als die menschlichen Kommissionierer zu arbeiten und trägt damit entscheidend zur Effizienzsteigerung bei. Eine wesentliche Herausforderung für diesen Entwicklungsschritt zur Substitution der manuellen Kommissionierung ist die Konstruktion und Bereitstellung eines geeigneten Greifsystems. Am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Technische Logistik der Helmut-Schmidt-Universität wurde mit der Erfahrung aus einem vorangegangenen Forschungsprojekt die Methode der Clusteranalyse erstmalig zur Untersuchung von Greifobjekten zur Entwicklung eines bionischen Universalgreifers für die Kommissionierung von Drogerieartikeln verwendet. Diese Abhandlung beschreibt einen Beitrag zur Entwicklung dieses Greifers am Beispiel handelsüblicher Drogerieartikel, die aktuell manuell kommissioniert werden. Diese werden hinsichtlich der für das Greifen relevanten Objektmerkmale geclustert und die daraus resultierenden Erkenntnisse in Form von Konstruktionsmerkmalen abgeleitet. Nach einer Analyse und Festlegung der greifrelevanten Merkmale der Greifobjekte wird eine Objektdatenbasis erstellt. Mit Hilfe geeigneter Methoden wird die gewonnene Datenbasis aufbereitet und reduziert. Im Anschluss werden die Greifobjekte bzw. deren Merkmalsausprägungen einer hierarchischen Clusteranalyse unterzogen. Hierbei werden die Grenzen der gebildeten Cluster mittels der zugehörigen Greifobjekte festgelegt und analysiert. Abschließend werden bestimmte greiferspezifische Merkmale auf die Anwendbarkeit in den Clustern überprüft und bewertet. Diese Betrachtungen ermöglichen es, dass spezielle Anforderungen an den Greifer, die direkt aus den Eigenschaften der Greifobjekte herrühren, zuverlässig erkannt und konstruktiv berücksichtigt werden können.

Simulationsgestützte Untersuchung der Spurtreue von Routenzügen

Für den innerbetrieblichen Transport und besonders für die Materialversorgung in der Produktion werden zunehmend Routenzüge eingesetzt, die aus einem Schleppfahrzeug und bis zu fünf Anhängern bestehen. Um gute Manövrierbarkeit und einen geringen Platzbedarf zu gewährleisten, sollten Routenzuganhänger möglichst spurtreu sein. In diesem Beitrag wird die Spurtreue exemplarisch für zwei am Markt verfügbare Anhänger für Routenzüge mit zwei ungelenkten und vier gelenkten Rädern untersucht. Hierfür wird zunächst ein Gütekriterium definiert, das die maximale Abweichung von der Spurtreue quantitativ erfasst. Außerdem werden Testszenarien vorgeschlagen, um die verschiedenen Fahrwerks- und Lenkkonzepte vergleichen zu können. Mit Hilfe eines entwickelten analytischen Modells werden die Abweichungen in der Spurtreue bei stationärer Kreisfahrt für die zwei gewählten Konzepte berechnet und dargestellt. Zusätzlich wird eine Mehrkörper-Simulation, die eine tiefere physikalische Modellierung und die Untersuchung komplexerer Fahrmanöver erlaubt, durchgeführt und mit den analytischen Ergebnissen verglichen. Es kann gezeigt werden, dass neben der Lenkkinematik weitere Parameter wie das Schräglaufverhalten der Reifen Einfluss auf die Spurtreue haben.

VuLF – Entwicklung eines Versuchsstandes zur Fehlerminimierung durch Fahrzeuganalyse

Fahrerlose Transportsysteme (FTS) kommen in der Intralogistik immer mehr zum Einsatz. Dabei wer-den neue Anforderungen an die FTS gestellt, die bisherige Aufgaben weit übersteigen. Der Transport von schweren Lasten und die Fahrt mehrere FTS in einer Formation sind dabei nur der Anfang einer Menge zukünftiger Einsatzgebiete. Große Probleme stellen dabei Schlupf und Verschleiß dar, die bisher noch kaum erforscht sind, welche die Performance der Fahrzeuge jedoch stark beeinträchtigen. Um diese Fehlerquellen besser verstehen zu können, wurde ein Versuchsstand entwickelt, mit dessen Hilfe Einzelfahrten aber auch Formationsfahrten in Bezug auf Schlupf und Verschleiß besser untersucht werden können. Dabei kann ein sehr breites Spektrum an Fahrzeugarten abgedeckt werden, da Parameter wie Lenksysteme oder Bereifung variabel gewählt werden können.