Berührungslose Oberflächenerfassung mittels PMD-Kameratechnologie im Braunkohletagebau

In Zusammenarbeit mit der RWE-Power AG forscht das Institut für Transport- und Automatisierungstechnik am Einsatz der PMD-Kameratechnologie zur berührungslosen Umgebungserfassung im industriellen Umfeld. Ziel ist, am Beispiel des Einsatzes bei der Braunkohleförderung mittels eines Schaufelradbaggers, die Umgebung des Abbaugerätes zu erfassen und im Modell darzustellen. Zu diesem Zweck wurde im Braunkohletagebau an einem Schaufelradbagger eine Messeinrichtung aufgebaut, die es ermöglichen soll, während des Gewinnungsprozesses die Tagebauoberfläche zu erfassen. Der Aufbau und der aktuelle Stand der Messungen werden im Beitrag vorgestellt.

Ermittlung von Leistungsgrenzen verschiedener Lagerstrategien unter Berücksichtigung zentraler Einflussgrößen

Am Lehrstuhl für Maschinenelemente und Technische Logistik der Helmut-Schmidt-Universität wurde ein neuer Modellierungsansatz zur Leistungsberechnung von Lagersystemen entwickelt. Das Modell basiert auf der mathematisch analytischen Berechnung der mittleren Spielzeit und ermöglicht die Berücksichtigung weitgehend beliebiger Lagerstrategien. Bei der Modellentwicklung wurden der lokale Auslastungsgrad sowie die lokale Verweildauer der einzelnen Lagerfächer als zentrale Einflussgrößen auf die Systemleistung identifiziert. Das Modell ermöglicht erstmals die Einflüsse dieser beiden grundlegenden Größen analytisch zu beschreiben und damit tiefere Einsichten in die wesentlichen Wirkzusammenhänge zu gewinnen.

Modellgestützte und hierarchische Prozesskettenbetrachtung für die additive Fertigung

Additive Fertigungsverfahren eignen sich für die wirtschaftliche Herstellung von Bauteilen im Bereich kleiner bis mittlerer Stückzahlen, da keine Formen oder Spezialwerkzeuge notwendig sind. Die erzielbaren Eigenschaften sind oftmals bereits ausreichend, um einen Einsatz auch in Serienanwendungen zu ermöglichen. Verbunden mit den Vorteilen der Technologie bezüglich einer hohen Flexibilität, sowohl während der Konstruktion als auch der Fertigung, können sich durch eine konsequente Nutzung finanzielle Einsparmöglichkeiten entlang des gesamten Produktlebenszyklus ergeben. Bezüglich der Wirtschaftlichkeit der Verfahren herrscht oftmals noch Unklarheit, da geeignete Methoden fehlen, um diese zu bewerten. Bestehende Methoden und Werkzeuge zur Bewertung der Wirtschaftlichkeit konventioneller Fertigungsverfahren sind dabei für die additive Fertigung nicht direkt nutzbar. In dem Artikel wird eine Methode zur modellgestützten Abbildung einer gesamten additiven Fertigungskette vorgestellt, welche auch die Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Prozesskettengliedern berücksichtigen soll. Eine konkrete Aussage bezüglich der Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigung soll somit ermöglicht werden.

Optimierung der Energieeffizienz von Intralogistikressourcen am Beispiel des Kettenförderers

Dieser Artikel setzt sich mit den Einflussgrößen auf die Energieeffizienz von Intralogistikressourcen am Beispiel des Tragkettenförderers auseinander. Es wird beleuchtet durch welche Methoden der Energiebedarf und -verbrauch ermittelt werden kann und wie Abhängigkeiten und Wechselwirkungen der Einflussgrößen auf den Energieverbrauch bestimmt werden. Aus den Ergebnissen werden Maßnahmen abgeleitet, durch die der Energieverbrauch von Intralogistikressourcen reduziert werden kann. Zudem wird ein Ausblick auf Energieverbrauchserhöhungen durch die zeitliche Veränderung infolge von Verschleißerscheinungen gegeben. Die ermittelten Erkenntnisse bilden die Grundlage für die Erstellung eines Kostenmodells, das die real auftretenden Lebenszykluskosten für Energie und Instandhaltung transparenter als bestehende Kostenmodelle darstellt. Mit dem Modell sollen Energie- und Instandhaltungskosten über den Lebenszyklus verringert werden, indem die Instandhaltungsmaßnahmen aus Gesamtkostensicht optimal geplant werden.

Integration of Truncated Distributions in Exponential Family with Simulation Models of Logistics and Supply Chain Management

Truncated distributions of the exponential family have great influence in the simulation models. This paper discusses the truncated Weibull distribution specifically. The truncation of the distribution is achieved by the Maximum Likelihood Estimation method or combined with the expectation and variance expressions. After the fitting of distribution, the goodness-of-fit tests (the Chi-Square test and the Kolmogorov-Smirnov test) are executed to rule out the rejected hypotheses. Finally the distributions are integrated in various simulation models, e. g. shipment consolidation model, to compare the influence of truncated and original versions of Weibull distribution on the model.

Prediction of PA12 melt viscosity in Laser Sintering by a Time and Temperature dependent rheological model

Ein auf Basis von Prozessdaten kalibriertes Viskositätsmodell wird vorgeschlagen und zur Vorhersage der Viskosität einer Polyamid 12 (PA12) Kunststoffschmelze als Funktion von Zeit, Temperatur und Schergeschwindigkeit angewandt. Im ersten Schritt wurde das Viskositätsmodell aus experimentellen Daten abgeleitet. Es beruht hauptsächlich auf dem drei-parametrigen Ansatz von Carreau, wobei zwei zusätzliche Verschiebungsfaktoren eingesetzt werden. Die Temperaturabhängigkeit der Viskosität wird mithilfe des Verschiebungsfaktors aT von Arrhenius berücksichtigt. Ein weiterer Verschiebungsfaktor aSC (Structural Change) wird eingeführt, der die Strukturänderung von PA12 als Folge der Prozessbedingungen beim Lasersintern beschreibt. Beobachtet wurde die Strukturänderung in Form einer signifikanten Viskositätserhöhung. Es wurde geschlussfolgert, dass diese Viskositätserhöhung auf einen Molmassenaufbau zurückzuführen ist und als Nachkondensation verstanden werden kann. Abhängig von den Zeit- und Temperaturbedingungen wurde festgestellt, dass die Viskosität als Folge des Molmassenaufbaus exponentiell gegen eine irreversible Grenze strebt. Die Geschwindigkeit dieser Nachkondensation ist zeit- und temperaturabhängig. Es wird angenommen, dass die Pulverbetttemperatur einen Molmassenaufbau verursacht und es damit zur Kettenverlängerung kommt. Dieser fortschreitende Prozess der zunehmenden Kettenlängen setzt molekulare Beweglichkeit herab und unterbindet die weitere Nachkondensation. Der Verschiebungsfaktor aSC drückt diese physikalisch-chemische Modellvorstellung aus und beinhaltet zwei zusätzliche Parameter. Der Parameter aSC,UL entspricht der oberen Viskositätsgrenze, wohingegen k0 die Strukturänderungsrate angibt. Es wurde weiterhin festgestellt, dass es folglich nützlich ist zwischen einer Fließaktivierungsenergie und einer Strukturänderungsaktivierungsenergie für die Berechnung von aT und aSC zu unterscheiden. Die Optimierung der Modellparameter erfolgte mithilfe eines genetischen Algorithmus. Zwischen berechneten und gemessenen Viskositäten wurde eine gute Übereinstimmung gefunden, so dass das Viskositätsmodell in der Lage ist die Viskosität einer PA12 Kunststoffschmelze als Folge eines kombinierten Lasersinter Zeit- und Temperatureinflusses vorherzusagen. Das Modell wurde im zweiten Schritt angewandt, um die Viskosität während des Lasersinter-Prozesses in Abhängigkeit von der Energiedichte zu berechnen. Hierzu wurden Prozessdaten, wie Schmelzetemperatur und Belichtungszeit benutzt, die mithilfe einer High-Speed Thermografiekamera on-line gemessen wurden. Abschließend wurde der Einfluss der Strukturänderung auf das Viskositätsniveau im Prozess aufgezeigt.

Untersuchung und Modellierung der Schwingungsübertragung von Flurförderzeugreifen

In einem Gemeinschaftsprojekt der Technischen Universität München und der Helmut-Schmidt-Universität Hamburg werden die vertikaldynamischen Eigenschaften der bei Gabelstaplern verbreiteten Superelastik-Reifen (SE-Reifen) experimentell untersucht und das dynamische Verhalten der Reifen in ein numerisches Modell überführt. Der Beitrag geht auf die hierzu aufgebauten Versuchsstände, die Ermittlung der Kennwerte und den Aufbau des numerischen Reifenmodells ein.

“Advertising Psychology – The Blog Seminar”.

The aim of the web-based course “Advertising Psychology – The Blog Seminar” was to offer a contemporary teaching design using typical Web 2.0 characteristics such as comments, discussions and social media integration which covers facebook and Twitter support, as nowadays, this is a common part of students’ everyday life. This weblog (blog)-based seminar for Advertising Psychology was set up in order to make the course accessible to students from different campuses in the Ruhr metropolitan area. The technical aspect of the open-source content management system Drupal 6.0 and the didactical course structure, based on Merrill’s five first principles of instruction, are introduced. To date, this blog seminar has been conducted three times with a total of 84 participants, who were asked to rate the course according to the benefits of different didactical elements and with regard to Kirkpatrick’s levels of evaluation model. This model covers a) reactions such as reported enjoyment, perceived usefulness and perceived difficulty, and b) effects on learning through the subjectively reported increase in knowledge and attitude towards the seminar. Overall, the blog seminar was evaluated very positively and can be considered as providing support for achieving the learning objectives. However, a successful blended learning approach should always be tailored to the learning contents and the environment.

Development of a process model for the automatic miniload warehouse expansion

This paper provides an insight to the development of a process model for the essential expansion of the automatic miniload warehouse. The model is based on the literature research and covers four phases of a warehouse expansion: the preparatory phase, the current state analysis, the design phase and the decision making phase. In addition to the literature research, the presented model is based on a reliable data set and can be applicable with a reasonable effort to ensure the informed decision on the warehouse layout. The model is addressed to users who are usually employees of logistics department, and is oriented on the improvement of the daily business organization combined with the warehouse expansion planning.

Entwicklung eines FE-Modells zur Optimierung von Stahlseil-Fördergurtverbindungen

Verbindungen stellen die Schwachstelle in einem Fördergurt dar, da dort die auftretenden Zugkräfte ausschließlich vom Zwischengummi übertragen werden. Prüfungen von Fördergurtverbindungen sind zeitaufwendig und kostenintensiv. Die Messung der Spannungen im Zwischengummi der Verbindung ist bei dieser Prüfung nur unter erheblichem Aufwand zu realisieren. Aus diesen Gründen wurde am Institut für Transport- und Automatisierungstechnik in Zusammenarbeit mit der Firma Fenner Dunlop Americas ein FE-Modell zur Auslegung und Optimierung von Stahlseil-Fördergurtverbindungen entwickelt.

Fahrplanoptimierung für innerbetriebliche Routenverkehre

Innerbetriebliche Routenverkehre finden in der Praxis eine immer breitere Anwendung zur hochzyklischen Bereitstellung kleinerer Losgrößen. Die Auslegung solcher Systeme stellt jedoch aufgrund der zahlreichen Randbedingungen eine komplexe Aufgabe dar. In diesem Beitrag werden verbreitete Dimensionierungsmethoden für getaktete Routenverkehre beschrieben und darauf aufbauend ein Modell entwickelt, mit dessen Hilfe geglättete Routenzugfahrpläne erzeugt und optimiert werden können.

Simulationsgestützte Entwicklung eines Lenkkonzeptes für Routenzüge

Schleppzüge haben für den innerbetrieblichen Materialtransport in den letzten Jahren stark an Bedeutung gewonnen. Wichtige Eigenschaften sind die Manövrierbarkeit und die Spurtreue, da sie maßgeblich den Flächenbedarf bestimmen. In diesem Beitrag wird das Nachlaufverhalten von Schleppzügen, die sich durch ihr Fahrwerks- und Lenkkonzept unterscheiden, untersucht sowie eine neue Lenkkinematik vorgestellt. Um die Spurtreue der verschiedenen Konzepte objektiv vergleichen zu können, werden zunächst Fahrmanöver und ein Gütekriterium definiert, so dass die Abweichungen von der Spurtreue quantitativ beschrieben und verglichen werden können. Mit einem in diesem Beitrag vorgestellten analytischen Modell können bereits für die stationäre Kreisfahrt wichtige Aus-sagen über die Spurabweichungen getroffen werden. Zu-sätzlich werden Simulationen durchgeführt, die eine tiefere physikalische Modellierung und die Untersuchung komple-xerer Fahrmanöver erlauben. Außerdem wird dargestellt, dass auch die Art des Fahrmanövers Einfluss auf die Spurabweichung hat. Fahrwerks- und Lenkkonzepte, die bei stationärer Kreisfahrt ein sehr gutes Nachlaufverhalten aufweisen und bisher als spurtreu bezeichnet wurden, zeigen beim Ein- oder Ausfahren aus der Kurve zum Teil erhebliche Spurabweichungen. Mit diesen Erkenntnissen wird ein neues Lenkkonzept vorgestellt, das sich insbesondere durch einen sehr einfachen Aufbau sowie eine hohe Spurtreue auszeichnet.

Validierung intralogistischer Systemmodelle anhand gemessener Kenngrößen

Die konsequente Anwendung von einer Validie-rungsmethoden ist eine wichtige Grundlage zur Angabe der Genauigkeit von Simulationsmodellen. Im nachfolgenden Beitrag wird eine Vorgehensweise zur Validierung von Simulationsmodellen vorgestellt und auf ein am Institut für Fördertechnik und Logistiksysteme (IFL) entwickeltes Modell zur Quantifizierung des Energiebedarfs und der Spielzeit von Regalbediengeräten angewandt und analysiert.

Development of a Mathematical Model for the Calculation of the Tool Appropriation Delay depending on the Tool Inventory

Compliance with punctual delivery under the high pressure of costs can be implemented through the optimization of the in-house tool supply. Within the Transfer Project 13 of the Collaborative Research Centre 489 using the example of the forging industry, a mathematical model was developed which determines the minimum inventory of forging tools required for production, considering the tool appropriation delay.

Erfahrbares Programmieren durch den zielgerichten Einsatz von Flugdrohnen im Informatikunterricht

Informatik- und insbesondere Programmierunterricht sind heute ein wichtiger Bestandteil der schulischen Ausbildung. Vereinfachte Entwicklungsumgebungen, die auf die Abstraktion typischer Programmierkonzepte in Form von grafischen Bausteinen setzen, unterstützen diesen Trend. Zusätzliche Attraktivität wird durch die Verwendung exotischer Laufzeitumgebungen (z. B. Roboter) geschaffen. Die in diesem Paper vorgestellte Plattform “ScratchDrone” führt ergänzend zu diesen Angeboten eine moderne Flugdrohne als innovative Laufzeitumgebung für Scratch-Programme ein. Die Programmierung kann dabei dank modularer Systemarchitektur auf verschiedenen Abstraktionsebenen erfolgen, abhängig vom Lernfortschritt der Schüler. Kombiniert mit einem mehrstufigen didaktischen Modell, der Herausforderung der Bewegung im 3D-Raum sowie der natürlichen menschlichen Faszination für das Fliegen wird so eine hohe Lernmotivation bei jungen Programmieranfängern erreicht.