Schüttgutumschlageinrichtung für schwer fließende Schüttgüter

In der Verfahrens- und Verarbeitungstechnik treten bei der Lagerung und Förderung von Schüttgütern und der damit verbundenen Dimensionierung der Fördertechnik zahlreiche Probleme auf. Es wird ein neues Lösungsprinzip für die Schüttgutlagerung sowie dessen Ein- und Austragung vorgestellt. Hierbei handelt es sich um ein rotierendes Umschlagrad, welches am oberen Behälterrand drehbar gelagert ist und je nach Füllstand automatisch an das Höhenniveau angepasst wird. Der Schüttgutumschlag erfolgt nach dem Prinzip „Last In - First Out“. Das System ist speziell für Bunkerlagerung konzipiert, modular aufgebaut und soll bei Durchmessern von 4m bis ca. 25m zum Einsatz gelangen. Auf das Schüttgut und dessen spezielle Eigenschaften abgestimmte Einstellmöglichkeiten der Austragsorgane ermöglichen eine Optimierung hinsichtlich der Austrags- und Antriebsleistung. Schüttguttypische Fließprobleme bei der Bunker- und Silolagerung, welche mit der herkömmlichen Austragstechnik auftreten, können durch das vorgestellte Prinzip vermieden werden.

Verifikation von Auslegungsverfahren für Hochleistungs-Schneckenförderer

Es werden Auslegungsverfahren für vertikale und horizontale bis leicht geneigte Hochleistungs-Schneckenförderer vorgestellt, die eine anwendbare und praxistaugliche Möglichkeit sind, solche Fördergeräte für den täglichen Einsatz im Massengutumschlag auszulegen. Die Verifikation des Auslegungsverfahrens für vertikale Schneckenförderer durch Leistungsmessungen an zwei Referenzanlagen hat gezeigt, dass sich die im industriellen Einsatz befindlichen Anlagen mit guten Ergebnissen durch das Berechnungsverfahren nachrechnen lassen.

SEMT - Sensorische Erkennung der Materialart und Erfassung der Trennflächen

Das Ziel des Projektes SEMT ist die Unterstützung der qualitätsrelevanten Gewinnung durch Erkennung der Materialarten und der dazwischen liegenden Trennfläche (Schichtgrenze) während des Grabvorganges als Geräteführerhilfe und zur Verfeinerung zukünftiger Tagebaumodelle. Die in Echtzeit erfolgende Erkennung des anstehenden Materials, der Trennflächen und die während des Grabvorgangs erfolgende Vorauserkundung in die Tiefe bilden die Basis für weitere Automatisierungsvorhaben und Prozessoptimierungen in der gesamten Abbaukette von Gewinnung, Transport, Lagerung und Verkippung. Zur Auswahl einer geeigneten Sensorik wurde eine Vorstudie mit anschließender Wertung in Bezug auf die Leistungsanforderungen und Einsatzbedingungen am Schaufelradbagger durchgeführt. Die aus dieser Studie als theoretisch geeignet erscheinenden Sensoriken Georadar und Geoelektrik mussten in Feldversuchen ihre praktische Eignung für SEMT nachweisen. Dieser Bericht gibt eine Übersicht über die durchgeführten Feldversuche mit den dazugehörigen Ergebnissen und einen Ausblick auf die mögliche Integration der Sensoriken am Schaufelradbagger.

Beitrag zur Prozessstandardisierung in der Intralogistik

Ein dynamisches Umfeld erforderte die permanente Anpassung (intra-)logistischer Prozesse zur Aufrechterhaltung der Leistungs- und Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen. In der Standardisierung von Prozessen und in unternehmensübergreifenden Prozessmodellen wurden Schlüsselfaktoren für ein effizientes Geschäftsprozessmanagement gesehen, insbesondere in Netzwerken. In der Praxis fehlten wissenschaftlich fundierte und detaillierte Referenzprozessmodelle für die (Intra-)Logistik. Mit der Erforschung und Entwicklung eines Referenzprozessmodells und der prototypischen Realisierung einer Prozess-Workbench zur generischen Erstellung wandelbarer Prozessketten wurde ein Beitrag zur Prozessstandardisierung in der Logistik geleistet. Im Folgenden wird der beschrittene Lösungsweg dargestellt, der erstens aus der Entwicklung eines Metamodells für die Referenzmodellierung, zweitens aus dem empirischen Nachweis der Generierung eines Referenzprozessmodells aus „atomaren“ Elementen und drittens aus der Modellevaluation bestand.

Dimensionierung von Entkopplungspuffern in dynamischen Fertigungsprozessen mittels Warteschlangen

Auf Grund eines zufälligen, weil nicht exakt vorhersehbaren Eintreffens von Fertigungsaufträgen und Ausgangsmaterialien (Anlieferung von Zulieferer, Bereitstellung aus einem Lager) an einem ersten Fertigungsbereich und einer nicht konstanten Durchlaufzeit kommt es zu einer unregelmäßigen Bereitstellung der bearbeiteten Aufträge am sich anschließenden zweiten Fertigungsbereich. Um dort jedoch eine hohe Auslastung zu erzielen, wird eine kontinuierliche Bearbeitung und damit getaktete Bereitstellung angestrebt. Die Lösung ist ein Zwischenspeicher oder Puffer, der die beiden Prozesse entkoppelt. Es wird ein Verfahren vorgestellt, mit dem die Verteilung der Pufferbelegung auf analytischem Wege bestimmt und damit die erforderliche Größe des Entkopplungspuffers mit einer vorgegebenen statistischen Sicherheit abgeleitet werden kann.

Performance Evaluation of Material Flow Systems in Discrete Time

Im folgenden Beitrag werden zeitdiskrete analytische Methoden vorgestellt, mit Hilfe derer Informations- und Materialflüsse in logistischen Systemen analysiert und bewertet werden können. Bestehende zeitdiskrete Verfahren sind jedoch auf die Bearbeitung und Weitergabe in immer gleichen Mengen („One Piece Flow“) beschränkt. Vor allem in Materialflusssystemen kommt es, bedingt durch die Zusammenfassung von Aufträgen, durch Transporte und durch Sortiervorgänge, zur Bildung von Batches. Daher wurden analytische Methoden entwickelt, die es ermöglichen, verschiedene Sammelprozesse, Batchankünfte an Ressourcen, Batchbearbeitung und Sortieren von Batches analytisch abzubilden und Leistungskenngrößen zu deren Bewertung zu bestimmen. Die im Rahmen der Entwicklungsarbeiten entstandene Software-Lösung „Logistic Analyzer“ ermöglicht eine einfache Modellierung und Analyse von praktischen Problemen. Der Beitrag schließt mit einem numerischen Beispiel.

Antriebssysteme für Stückgutsortieranlagen – Eine Bestandsaufnahme

Die Sortierung von Stückgütern stellt einen der aufwendigsten Vorgänge in der Warenverteilung dar, der heutzutage weitestgehend maschinell durch hochautomatisierte, kettengeführte Sortieranlagen erledigt wird. Von besonderem Interesse ist die Ausführung des Antriebssystems, da dessen Eigenschaften maßgeblich die Effizienz der Gesamtanlage festlegen. Berührungslos arbeitende Linearinduktionsantriebe stellen hierfür den aktuellen Stand der Technik dar. Ihr signifikanter Nachteil ist der äußerst geringe Wirkungsgrad von höchstens 25%. Angesichts steigender Energiepreise wird dieser Nachteil in absehbarer Zeit stärker ins Gewicht fallen. Es müssen Möglichkeiten zur Wirkungsgradsteigerung untersucht werden oder aber ein alternatives, vergleichbares Antriebskonzept gefunden werden. Der Kettenvortrieb durch Reibradantriebe stellt ein solches Konzept dar. Dieser Beitrag behandelt Antriebssysteme von kettengeführten Stückgutsortieranlagen und stellt zunächst bewährte Systeme wie Kettenrad-, Schleppketten- und Schneckenwellenantrieb vor. Hieran schließt sich eine Diskussion der Eigenschaften von aktuell eingesetzten Linearinduktionsantrieben an. Bezüglich der Wirkungsgradproblematik werden Optimierungsmöglichkeiten aufgezeigt und der Reibradantrieb als weiteres mögliches Antriebskonzept vorgestellt.

Effiziente, operative Torbelegung mittels kombinatorischer Auktionen

Das operative Torbelegungsproblem (TBP) z. B. an einem Distributions- oder Cross-dockingzentrum ist ein logistisches Problem, bei dem es gilt, an- und abfahrende Fahrzeuge zeitlich und räumlich so auf die Warenein- und -ausgangstore zu verteilen, dass eine mög-lichst kostengünstige Abfertigung ermöglicht wird. Bisherige Arbeiten, die sich mit dem TBP beschäftigen, lassen Aspekte der Kooperation außer Acht. Dieser Beitrag stellt ein Verfahren vor, durch das der Nachteil einseitig optimaler Torbelegungen überwunden werden kann. Dabei wird auf das Mittel der kombinatorischen Auktionen zurückgegriffen und das TBP als Allokationsproblem modelliert, bei dem Frachtführer um Bündel konsekutiver Einheitszeit-intervalle an den Toren konkurrieren. Mittels eines Vickrey-Clarke-Groves-Mechanismus wird einerseits die Anreizkompatibilität, andererseits die individuelle Rationalität des Auk-tionsverfahrens sichergestellt. Das Verfahren wurde in ILOG OPL Studio 3.6.1 implemen-tiert und die durch Testdaten gewonnenen Ergebnisse zeigen, dass die Laufzeiten gering genug sind, um das Verfahren für die operative (kurzfristige) Planung einzusetzen und so transportlogistische Prozesse für alle Beteiligten wirtschaftlicher zu gestalten.

Erforderlicher technischer Durchsatz von Materialfusssystemen zur Erreichung eines Solldurchsatzes - ermittelt durch Simulation mit Integrationsalgorithmus

Eine Analyse der Kundenauftragsprozesse in der Automobilindustrie zeigt, dass trotz großer An-strengungen nach wie vor Schwierigkeiten bei der Stabilisierung der komplexen Produktions- und Logistikprozesse mit negativen Auswirkungen auf die Zielgröße Termintreue auftreten. Innerhalb des mehrstufigen Wertschöpfungsnetzwerks wird dieser Planungs¬unsicherheit durch kurzfristige Bedarfs-schwankungen mit großen Sicherheits¬beständen und der Forderung nach hochflexiblen Logistik- und Produktionsprozessen bei den Zulieferern begegnet. In diesem Beitrag werden neue Methoden und Konzepte zur Planung und Umsetzung der Produktionssteuerung nach stabiler Auftragsfolge in der Automobilindustrie vorgestellt. Ziel ist es, den Produktionsprozess hinreichend stabilisieren zu können, sodass erhebliches Rationalisierungspotential sowohl bei den internen Prozessen als auch im gesamten Zuliefernetzwerk erreicht wird.

A vision-based remote control

This Chapter presents a vision-based system for touch-free interaction with a display at a distance. A single camera is fixed on top of the screen and is pointing towards the user. An attention mechanism allows the user to start the interaction and control a screen pointer by moving their hand in a fist pose directed at the camera. On-screen items can be chosen by a selection mechanism. Current sample applications include browsing video collections as well as viewing a gallery of 3D objects, which the user can rotate with their hand motion. We have included an up-to-date review of hand tracking methods, and comment on the merits and shortcomings of previous approaches. The proposed tracker uses multiple cues, appearance, color, and motion, for robustness. As the space of possible observation models is generally too large for exhaustive online search, we select models that are suitable for the particular tracking task at hand. During a training stage, various off-the-shelf trackers are evaluated. From this data differentmethods of fusing them online are investigated, including parallel and cascaded tracker evaluation. For the case of fist tracking, combining a small number of observers in a cascade results in an efficient algorithm that is used in our gesture interface. The system has been on public display at conferences where over a hundred users have engaged with it. © 2010 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Inserting innovations in-service

Military platforms have exceptionally long lifecycles and given the state of defense budgets there is a significant trend in sustaining the operational capability of legacy platforms for much greater periods than originally designed. In the context of through-life management, one of the key questions is how to manage the flow of technology for platform modernization during the in-service phase of the lifecycle? Inserting technological innovations in-service is achieved through technology insertion processes. Technology insertion is the pre-eminent activity for both maintaining and enhancing the functional capability of a platform especially given the likely changes in future military operations, the pace of change in technology and with the increasing focus on lifecycle cost reduction. This chapter provides an introduction to technology insertion together with an overview of the key issues that practitioners are faced with. As an aid to planning technology insertion projects, a decision-support framework is presented. © 2010 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Synchronization in climate dynamics and other extended systems

Synchronization is now well established as representing coherent behaviour between two or more otherwise autonomous nonlinear systems subject to some degree of coupling. Such behaviour has mainly been studied to date, however, in relatively low-dimensional discrete systems or networks. But the possibility of similar kinds of behaviour in continuous or extended spatiotemporal systems has many potential practical implications, especially in various areas of geophysics. We review here a range of cyclically varying phenomena within the Earth's climate system for which there may be some evidence or indication of the possibility of synchronized behaviour, albeit perhaps imperfect or highly intermittent. The exploitation of this approach is still at a relatively early stage within climate science and dynamics, in which the climate system is regarded as a hierarchy of many coupled sub-systems with complex nonlinear feedbacks and forcings. The possibility of synchronization between climate oscillations (global or local) and a predictable external forcing raises important questions of how models of such phenomena can be validated and verified, since the resulting response may be relatively insensitive to the details of the model being synchronized. The use of laboratory analogues may therefore have an important role to play in the study of natural systems that can only be observed and for which controlled experiments are impossible. We go on to demonstrate that synchronization can be observed in the laboratory, even in weakly coupled fluid dynamical systems that may serve as direct analogues of the behaviour of major components of the Earth's climate system. The potential implications and observability of these effects in the long-term climate variability of the Earth is further discussed. © 2010 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Multiple classifier boosting and tree-structured classifiers

Visual recognition problems often involve classification of myriads of pixels, across scales, to locate objects of interest in an image or to segment images according to object classes. The requirement for high speed and accuracy makes the problems very challenging and has motivated studies on efficient classification algorithms. A novel multi-classifier boosting algorithm is proposed to tackle the multimodal problems by simultaneously clustering samples and boosting classifiers in Section 2. The method is extended into an online version for object tracking in Section 3. Section 4 presents a tree-structured classifier, called Super tree, to further speed up the classification time of a standard boosting classifier. The proposed methods are demonstrated for object detection, tracking and segmentation tasks. © 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.

Scale-invariant vote-based 3D recognition and registration from point clouds

This chapter presents a method for vote-based 3D shape recognition and registration, in particular using mean shift on 3D pose votes in the space of direct similarity transformations for the first time. We introduce a new distance between poses in this spacethe SRT distance. It is left-invariant, unlike Euclidean distance, and has a unique, closed-form mean, in contrast to Riemannian distance, so is fast to compute. We demonstrate improved performance over the state of the art in both recognition and registration on a (real and) challenging dataset, by comparing our distance with others in a mean shift framework, as well as with the commonly used Hough voting approach. © 2013 Springer-Verlag Berlin Heidelberg.