Die vorliegende Masterarbeit wurde in Zusammenarbeit mit der HyCentA Research GmbH durchgeführt, wobei der Schwerpunkt auf der Charakterisierung und Modellierung eines Fluxgate-Stromsensors liegt. Zur vollständigen Charakterisierung des Stromsensors muss das dynamische Verhalten analysiert werden und dies setzt wiederum eine präzise Referenzstrommessung voraus. Im theoretischen Teil der Arbeit werden mehrere Strommessmethoden betrachtet, um infolgedessen eine geeignete Messtechnik als Referenzstrommesstechnik zu identifizieren. Überdies werden die Herausforderungen bei Wechselstrommessungen erläutert und näher auf mögliche Messfehlerarten eingegangen. Folglich wird im praktischen Teil ein Messsystem konzipiert und realisiert, mit dem die Messungen mitsamt definierten Parametern durchgeführt werden. Anschließend werden die gewonnenen Messergebnisse mit einem eigens entwickelten Skript zur Datenverarbeitung ausgewertet und analysiert. Dabei wird untersucht, welche Rückschlüsse auf das Wechselstromverhalten bei veränderlichen Frequenzen gezogen werden können und insbesondere, ob eine Extrapolation der Ergebnisse auf den gesamten Messbereich des Stromsensors sinnvoll ist. Zum Abschluss werden auf Basis der ausgewerteten Messdaten Kalibrierpolynome zur Korrektur der Messergebnisse erstellt, die bei weiteren Strommessungen im realen Feldeinsatz anwendbar sind. Auf diese Weise werden die Messabweichungen des Fluxgate-Stromsensors reduziert und der Stromsensor kann für Forschungs- und Entwicklungsaufgaben eingesetzt werden.

In der industriellen Produktion stehen Unternehmen vor der Aufgabe, sowohl neue als auch bestehende Anlagen nachhaltig und effizient zu gestalten. Klassische Engineering-Ansätze sind oft hardwaregetrieben und berücksichtigen Nachhaltigkeit erst spät, was zu hohen Kosten und langen Entwicklungszeiten führt. Diese Arbeit entwickelt eine nachhaltige Engineering-Strategie basierend auf Sequence Logic Modelling (Selmo). Im Fokus steht der P-T-F-Ansatz (Prozess, Technologie, Funktion), der bereits im Pre-Engineering alle Anforderungen klar definiert und blinde Flecken vermeidet. Diese Methodik wurde in zwei Szenarien angewendet. Beim Retrofit einer bestehenden Fischertechnik-Fertigungslinie und bei der Betrachtung einer Neuanlage. Im Retrofit konnten durch gezielte Nachrüstung die Prozessqualität und Verfügbarkeit deutlich verbessert werden. Bei der Neuanlage zeigte sich, dass frühe Prozessdefinitionen Zeit und Kosten sparen. Zwei reale Fallstudien bestätigen den Erfolg. Das Retrofit-Projekt der VELOX Werk GmbH führte zu einer 25 % höheren Produktionsleistung und seit fünf Jahren zu keinem einzigen Eingriff in die Software. Die Neuanlage eines führenden Getränkeherstellers wurde bereits in der Engineering-Phase durch die Anwendung der Strategie optimiert. Ergänzend werden ESG- und CSRD-Richtlinien betrachtet. Die durchgängige Prozessmodellierung erhöht die Energieeffizienz und schafft eine transparente Datengrundlage. Künftig könnte Künstliche Intelligenz dabei helfen, Prozessmodelle automatisch zu erstellen und weiterzuentwickeln. Die Ergebnisse zeigen, dass durch eine konsequente Prozessmodellierung und den gezielten Einsatz moderner Steuerungstechnik nachhaltige, effiziente und wirtschaftlich vorteilhafte Produktionsprozesse geschaffen werden können. Die entwickelte Engineering-Strategie ermöglicht es Unternehmen, Kosten zu reduzieren, den Maschinenbetrieb zu optimieren und gleichzeitig regulatorische Anforderungen an Nachhaltigkeit und Effizienz zu erfüllen.

Diese Masterarbeit behandelt die Entwicklung und Herstellung eines innovativen Rollenrodels mit variabler Fahrwerksgeometrie, Carbonkufen und selbst gefertigten Carbonhörnern für den Einsatz im Rennsport. Ziel ist es, das bestehende Marktmonopol durch ein technisch und wirtschaftlich konkurrenzfähiges Produkt zu durchbrechen. Im Mittelpunkt stehen moderne Fertigungsmethoden, insbesondere der 3D-Druck mit wasserlöslichem Kern in Kombination mit der manuellen Laminierung von Carbongewebe. Auf Basis einer umfassenden Marktanalyse wurde ein modulares Rodelkonzept entwickelt, das durch geringes Gewicht, variable Sturzverstellung und eine für die Kleinserienfertigung geeignete Konstruktion überzeugt. Die Auslegung erfolgte mittels Finite-Elemente-Analysen; die Bauteilfestigkeit wurde durch mechanische Versuche experimentell validiert. Trotz der Verwendung hochwertiger Materialien zeigt die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung, dass eine kosteneffiziente Produktion im Start-up-Umfeld möglich ist. Das entwickelte Verfahren zur Herstellung komplexer Carbonbauteile bietet über den Sportgerätebau hinaus Potenzial und demonstriert eindrucksvoll die Chancen interdisziplinärer Entwicklung im Leichtbau.

Die Nachfrage nach erneuerbaren Energien wächst stetig in den letzten Jahren. Es herrscht ein regelrechter weiterhin andauernder Boom in Bezug auf Stromerzeugung für den eigenen Haushalt, beispielsweise in Form von Photovoltaikanlagen zur Eigenstromerzeugung. Diese sind jedoch anfällig für Verschattung und nur bei Sonnenschein tagsüber wirksam und produzieren bei Abschirmung der Sonneneinstrahlung - sei es durch Schatten von Bäumen, durch Schnee im Winter oder durch starke Bewölkung - nur noch einen Bruchteil ihrer Nennleistung. Um diese Umstände puffern zu können kommt in vielen Fällen nur ein kostenintensiver Stromspeicher in Frage. Je nach Aufstellungsort sind PV-Systeme auch aufgrund der Ausrichtungsmöglichkeiten unter Umständen nicht sehr effektiv einsetzbar, weshalb Kleinwindkraftanlagen zur Eigenstromerzeugung für den Haushalt eine mögliche Alternative beziehungsweise sinnvolle Ergänzung darstellen können. Ziel dieser Masterarbeit ist es, zu beurteilen wie sinnvoll der Einsatz von Kleinwindkraftanlagen (KWKA) zur Stromerzeugung im privaten Bereich beziehungsweise an spezifischen Standorten ist. Im Zuge dieser Arbeit werden die für Kleinwindkraftanlagen in Österreich gültigen gesetzlichen Vorgaben beziehungsweise Normen beleuchtet und zusammengefasst. Im Zuge dessen, werden die Vorschriften für Kleinwindkraftanlagen mit den Vorschriften zur Errichtung von beispielsweise PV-Anlagen oder Balkonkraftwerken verglichen und die Unterschiede ausgearbeitet. Weiters werden die unterschiedlichen Bauformen von Windkraftanlagen erläutert und anhand ihrer spezifischen physikalischen Eigenschaften und Geometrie für den Einsatz im Kleinwindkraftbereich bewertet. Die wohl bekannteste und häufigste Bauform von KWKA ist die Horizontalachswindturbine (HAWT). Diese Bauform wird vor allem bei Großwindkraftanlagen genutzt und ist daher die wohl bekannteste Bauform für Windkraftanlagen. Im Gegensatz dazu kommen für kleine Windkraftanlagen für den Privatgebrauch jedoch vertikale Bauformen (VAWT) ebenfalls in Frage, da diese zum einen optisch für viele Menschen ansprechender sind und zum anderen den Vorteil bieten, dass diese KWKA-Bauform den Wind von jeder beliebigen Richtung aufnehmen können und somit keine Windnachführung notwendig ist. Im praktischen Teil dieser Masterarbeit wird ein Konzept für ein Kleinwindkraftanlagenmodell erarbeitet, welches mit einem 3D-Modellierungsprogramm für die Herstellung mittels 3D-Druck konstruiert wird. Im Zuge dessen wird für dieses wird ein Konzept für einen Messaufbau ausgearbeitet. Zusätzlich wird ein Messaufbau realisiert, der es ermöglicht über langfristige Zeiträume Wetterdaten wie Windgeschwindigkeit, Temperatur, Luftfeuchte und Luftdruck zu messen und somit festzustellen, ob der Standort für die Installation einer Kleinwindkraftanlage geeignet ist. Für dieses Modell werden im weiteren Verlauf Möglichkeiten zur Messung von Werten wie Spannung, Strom und Drehzahl evaluiert, die es ermöglichen, die Effizienz der KWKA-Varianten zu bewerten. Hierfür wird das Modell so konstruiert, dass der Rotor mit unterschiedlichen Anordnungen der Rotorblätter beziehungsweise ein austauschbarer Rotor genutzt werden kann. Weiters wird zur Veranschaulichung der Unterschiede von Horizontalachs- und Vertikalachs-Windkraftanlagen von beiden Typen je ein 3D-Modell erstellt.

Um am Markt erfolgreich zu bleiben, müssen Unternehmen ihren Kunden und Kundinnen individuelle Produkte anbieten. Dies geht soweit, dass mittels Konfiguratoren Produkte eigens gestaltet werden können. Bei einer hohen Anzahl von verschiedenen Produktvarianten und Kleinstlosgrößen ist es für Unternehmen herausfordernd weiterhin wirtschaftlich zu produzieren. In dieser Arbeit wird untersucht, wie mittels einer Roboterzelle und deren Anbindung an ein Produktionsplanungssystem die Fertigung für Kleinstlosgrößen automatisiert werden kann. Das Ziel ist über eine Schnittstelle automatisiert Produktionsdaten vom Produktionsplanungssystem an eine Roboterzelle zu übertragen. Die Generierung der benötigten Produktionsdaten wird hierfür ebenfalls erarbeitet. Die Minimierung der Produktionskosten und Durchlaufzeit für Kleinstlosgroßen bei einer hohen Anzahl an Produktvarianten ist erwünscht. Der gesamte Prozess von der Konfiguration einer Produktvariante bis zu deren Assemblierung wird analysiert. Auf Basis dieser Analyse wird ein Soll-Prozess für die Automatisierung der Fertigung spezifiziert. Die Integration von drei Systemen durch den Aufbau von zwei automatisierten Schnittstellen und Anpassungen im Enterprise Resource Planning (ERP) System ermöglicht die Umsetzung des Soll-Prozesses. Die Anpassungen im ERP-System ermöglichen eine flexible Gestaltung der zu übertragenden Produktionsdaten. Die Daten können individuell für verschiedenste Produkte generiert werden. Abhängig von den Anforderungen sind die Schnittstellen mittels Webservice und einer dateibasierten Datenübertragung aufgebaut. Das Resultat der Arbeit ist die bereits in einer Testphase laufende automatisierte Assemblierung von Kleinstlosgrößen. Produktionsdaten werden automatisiert vom ERP-System generiert und an eine Roboterzelle übertragen. Ein Prozess der flexiblen automatisierten Produktion wird eingesetzt um Kosten und wertvolle Produktionszeit einzusparen.

The goal of this thesis is to find a process that enables Agile development for projects involving hardware and software. This process is then verified in the course of a project to evaluate the impact on product development. The aim is to find a way for product development to work in an Agile setup to make use of the advantages that come with Agile project planning and execution. The established methodologies such as Scrum and Kanban focus solely on software development and therefore do not work for development of hardware components without major adjustments in the framework. The process that is set up shall take incentive by existing frameworks but shall also work for both hardware and software devel-opment at the same time. The process is constructed by using an already established framework for software development and aimed at including hardware in iterations. As issues occur in setup of the process, adjustments are to be made until both hardware and software were aligned again. The verification of the method is carried out in the development of a new product for the Atomic Force Microscope “Tosca 400” of Anton Paar. This product includes the disciplines of Mechanics, Electronics, FPGA, Firmware and Software and is therefore qualified to verify the process. Releases in iterations shall guarantee high quality standards at the final release and enable the customer representative to request new or altered features during the project in order to make the product competitive. The new process is able to achieve several positive effects. The project planning efforts are lowered while the estimation accuracy in both effort and release dates are significantly higher. The customer representative is included into the process from the beginning which resulted in alignment of the product vision in an early state. This new process must be further verified in a bigger project to ensure that process also works in different scales. Flexibility in management levels can pave the way for future implementations and must adjust to a new set of deliverables in reviews.

Das Wachstum des Onlinehandels setzt den stationären Handel zunehmend unter Druck. Um das Einkaufen in Geschäften für Kunden attraktiver zu gestalten und die Effizienz zu steigern setzten Händler vermehrt auf den Gebrauch von Technik. Dieser Wandel schafft auch Möglichkeiten für den Einsatz von Technologien aus dem Bereich der Intralogistik. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Identifizierung konkreter Anwendungsmöglichkeiten der Technologien im stationären Handel. Dazu werden Geschäfte unterschiedlicher Branchen hinsichtlich der Funktionen deren Flächen, sowie den Eigenschaften von Produkten untersucht. Im darauffolgenden Schritt erfolgt die Analyse ausgewählter Technik bezüglich der Anforderungen des Handels. Über eine Nutzwertanalyse erfolgt danach die Auswertung von Anforderungen und Fähigkeiten. Durch die Gegenüberstellung lässt sich an den Kreuzungspunkten erkennen, welche Technologie die jeweiligen Anforderungen zu einem hohen Grad erfüllen. Diese bilden die Use Cases und entsprechen dem Ergebnis der vorliegenden Arbeit. Beschrieben werden sie durch die Eignung der Technologie für die Kombination aus Flächen- und Produkteigenschaften. Zusätzlich dazu werden Handlungsempfehlungen für den effizienten Einsatz der Technik in Bezug auf die möglichen Leistungskennzahlen gegeben.

Der Zweck dieser Masterarbeit ist mit Hilfe vorhandener Messdaten technische Gebrechen vorhersehen oder sogar verhindern zu können. Für die praktische Anwendung wurde die Kraftstoffkonditionierungseinheit des Unternehmens AVL ausgewählt. Hierbei werden mehrere Kraftstoffkonditionierungseinheiten desselben Typs von verschiedenen Prüfständen überwacht, um schneller an mehr ausschlagkräftige Daten zu kommen. Diese Einheiten dienen dazu, den Kraftstoff mit gewünschtem Druck und Temperatur zum Motor zu fördern. Um diese gewünschten Sollwerte erreichen zu können, benötigt dieses Gerät viele Messsensoren, deren Messdaten in drei Minutentakt in ein Dokument übertragen werden, um diese für die weitere Analyse und Überwachung verwenden zu können. Zusätzlich werden diese Daten verwendet um eine Augmented Reality Brille mit den notwendigen Daten auszustatten, um Wartungen mit Anleitung und Simulation darstellen zu können. Der Hauptzweck dieser Masterarbeit besteht darin, die häufigsten Ausfallsituationen festzustellen, deren Gründe herauszufinden und mit Hilfe der Messdaten diese zu erkennen. Wenn diese Analyse abgeschlossen ist, werden die Messdaten über eine Plattform überwacht und bei erneuter Erkennung dieser Abweichung wird automatisch eine Wartung eingeplant, um diesen Ausfall zu verhindern. Eine solche Systemüberwachungssoftware, die direkt mit dem Service Techniker zusammenarbeitet ist eines der Themen der Industrie 4.0.

Die vorliegende Masterarbeit stellt ein integriertes Vertriebstool für das Unternehmen Fb Industry Automation vor, das speziell auf Lagerautomatisierungsanforderungen zugeschnitten ist und ein vorhandenes System ersetzt. Fb Industry Automation bietet das Fb Kompaktshuttle System für Kleinteile an. Es bedient eine große Anzahl von Kunden, die hauptsächlich im Produktionssektor tätig sind. Beim aktuellen Prozess, der die Berechnung von Budgets und die Erstellung von 3D-Modellen umfasst, handelt es sich um einen manuellen Prozess, der zeitaufwändig, anfällig für Fehler und nur schwer skalierbar ist. Das Ziel dieser Masterarbeit besteht darin, ein benutzerfreundliches und leistungsstarkes Vertriebstool zu entwickeln, mit dem das Fb Kompaktshuttle System automatisiert budgetiert und in 3D modelliert werden kann. Ziel des Tools ist es, den Vertriebsprozess zu beschleunigen und die Genauigkeit der Angebote zu erhöhen. Dazu zählen eine Untersuchung der aktuellen Situation, eine Erläuterung grundlegender Logistikbegriffe und -definitionen sowie eine Vorstellung der Softwareentwicklung und der Technologien, die für die Entwicklung des Tools erforderlich sind. Die Entwicklung und Implementierung des Tools erfolgt auf dieser Basis, während die ERP-Schnittstelle entworfen wird. In dieser Masterarbeit werden jedoch nur bestimmte interne Unternehmensdaten analysiert oder veröffentlicht. Nachdem das Tool entwickelt wurde, wird es in der Praxis getestet, bewertet und es wird internes Feedback im Unternehmen gesammelt.

Der Schwerpunkt dieser Masterarbeit liegt auf der Entwicklung eines Lernmanagementsystems für die Jugend des Landesfeuerwehrverbandes Steiermark. Ziel ist es, eine webbasierte Plattform zu schaffen, welche die Mitglieder der Jugendfeuerwehr während ihrer Lerntätigkeiten unterstützt. Durch den Einsatz moderner Didaktik und der Implementierung einer adäquaten Methodik soll das Lernerlebnis auf dem Niveau des Wissenstests in allen drei Stufen (Bronze, Silber und Gold) verbessert werden. Über die Lernfunktion können die Jugendlichen über jedes internetfähige Endgerät ihr Wissen aneignen. Mit der Wettkampf-Funktion können die Jung-Florianis die erlernten Kenntnisse spielerisch mit ihren Kameraden*innen unter Beweis stellen. Darüber hinaus wird ein eigenes Bewertungstool für die engagierten Ausbilder implementiert, mit dessen Hilfe laufend auf die vorhandenen Lerndefizite der Jugendmitglieder eingegangen werden kann. Zusätzlich musste zum Grundkonzept der Plattform die Datenbank des Landesfeuerwehrverbandes Steiermark eingebunden werden, um eine nicht-passwortgebundene Anmeldung zu realisieren. Das Resultat ist eine lauffähige Lernplattform, welche auf einem lokalen Server integriert wurde und alle essenziellen Themengebiete abdeckt.

Das Konzept, das Video einer Kamera an eine VR-Brille zu übertragen, gewinnt insbesondere im Bereich des Modellbaus zunehmend an Bedeutung, da es eine gute Möglichkeit bietet, die virtuelle und reale Welt miteinander zu verbinden. Bestehende Systeme in diesem Bereich sind jedoch oft dahingehend eingeschränkt, dass sie an die spezifischen Modelle der herstellenden Unternehmen gebunden sind, wodurch sie nicht universell einsetzbar sind. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein universelles System entwickelt, das die Übertragung eines stereoskopischen Live-Videos von einer Kamera an eine VR-Brille ermöglicht. Dabei wird nicht nur das Bild übertragen, sondern die Kamera auch synchron zur Bewegung der VR-Brille gesteuert. Dieser Ansatz zielt darauf ab, dem*der Träger*in ein noch intensiveres Gefühl der Immersion zu vermitteln, indem die visuellen Eindrücke mit den Bewegungen der Brille synchronisiert werden. Die Entwicklung dieses Systems umfasst die Erstellung, das Testen und das Optimieren spezifischer Software für alle Komponenten. Durch das Zusammenführen der Software der einzelnen Komponenten entsteht das finale Gesamtsystem. Der Test des fertigen Gesamtsystems demonstriert, dass sowohl die Bewegungssteuerung als auch die Live-Übertragung möglich ist. Während die Bewegungssynchronisation zwischen der Kamera und der VR-Brille reibungslos funktioniert, gibt es im Bereich der Live-Videoübertragung noch Potenzial für Verbesserung. Trotz dieses kleinen Problems besitzt dieses System Potenzial, um für einige Einsatzzwecke nützlich zu sein.

Diese Masterarbeit befasst sich damit, den Verbrauch von elektrischer Energie, sowie von Wärmeenergie der Produktionsanlagen von Iprona Güssing automatisiert zu erfassen. Um die geplante Einmegawatt Photovoltaikanlage effizienter nutzen zu können und die Lastspitzen bei der Wärmeabnahme zu glätten, werden Lastverschiebungspotentiale aufgezeigt. Im Zentrum steht die automatisierte Datenerfassung, welche alle Daten der Messpunkte in einem zentralen Punkt zur Erstellung von aussagekräftigen Analysen bündelt. Zu Beginn erfolgt ein Überblick über die Prozesse von Iprona Güssing zur Verarbeitung von Holunderbeeren zu Saftkonzentrat. Anschließend folgt ein Einblick in die Theorie der Messgeräte, deren Kommunikationsmöglichkeiten sowie die geeigneten Datenbankmodelle. Die Auswahl der passenden Software wird durch einige erfolgreich implementierte Messungen bestätigt. Diese bietet die Lösung für die bisher ungelösten Probleme an dem Messtechnikbestand. Die erfassten Daten werden zur Gegenüberstellung der Datenbanksysteme in verschiedene Datenbanken abgelegt. Daraufhin folgt die Analyse und Visualisierung der Daten mit einer dafür abgestimmten Software. Die Untersuchungsergebnisse veranschaulichen, das es mit open source Software möglich ist, das Ziel der zentralen Datenerfassung und Auswertung zu verwirklichen. Abschließend werden Lastverschiebungspotentiale in Bezug auf die einzelnen Prozesse erhoben. Die Kälteanlage bietet das größte Potential für Effizienzsteigerungen und Kosteneinsparungen, durch die mögliche Integration eines Eisspeichers sowie die Nutzung von Solarenergie.

Die Anforderungen an moderne Simulationstechniken hinsichtlich ihrer Komplexität, Datentransparenz und intelligenten Vernetzung sowie einer umfassenden Virtualisierung eines zugrundeliegenden Objektes oder Systems haben innerhalb der letzten Jahre über alle Technologiesektoren hinweg deutlich zugenommen. Der Digitale Zwilling ist ein Konzept, welches diesen gestiegenen Anforderungen gerecht wird und zudem positive wirtschaftliche Aspekte, wie der Einsparung von Material und der damit einhergehenden Kostenreduktion, mit sich bringt. Im Zuge dieser Masterarbeit soll eine möglichst präzise Modellierung und anschließende Anwendungserprobung eines Digitalen Zwillings von einem additiven Wärmetauscher realisiert werden. Dies wird durch eine anfängliche Erläuterung der theoretischen Grundlagen eines Digitalen Zwillings, der Wärmeübertragung und der relevanten Modellierungsansätzen erreicht. Die praktische Umsetzung umfasst die Erstellung des Regelungscodes für die speicherprogrammierbare Steuerung sowie die Modellierung des virtuellen Abbilds des Prüfstands. Das realisierte Modell erfüllt die grundlegenden Anforderungen eines Digitalen Zwillings und kann für Test- und Schulungszwecke sinnvoll eingesetzt werden, zeigt jedoch auch die Grenzen der Machbarkeit auf und bietet Optimierungspotenziale hinsichtlich der Stabilität, Präzision sowie der allgemeinen Funktionstiefe der virtuellen Abbildung. Die Ergebnisse verdeutlichen, dass die Komplexität der Modellparameter bei intensiverer Auseinandersetzung mit dem Konzept des Digitalen Zwillings stark zunimmt und für umfassendere Modellansätze ein erheblicher Mehraufwand erforderlich ist.

Zur Steuerung von Industrieanlagen werden häufig speicherprogrammierbare Steuerungen (SPS) eingesetzt. Die Firma ERST Elektro- und Regeltechnik Steiner GmbH entwickelt Programme für diese Systeme. Da derzeit die gesamte Programmierung per Hand erfolgt, ist dieser Vorgang zeitaufwändig und fehleranfällig. Ziel dieser Masterarbeit ist es, ein Programm zu entwickeln, welches das SPS-Grundprogramm automatisch generiert. Der theoretische Teil dieser Arbeit befasst sich mit den Anforderungen an den Codegenerator und den Möglichkeiten der Realisierung. Hierfür wurden der aktuelle Arbeitsprozess ohne Codegenerator und die Schnittstelle zwischen dem Codegenerator und der SPS-Entwicklungsumgebung Siemens TIA Portal analysiert. Zusätzlich wurden der Softwareentwicklungsprozess und Möglichkeiten, den Codegenerator zu programmieren, genauer erforscht. Basierend auf den Ergebnissen dieser Untersuchungen wurde das Codegenerator-Programm entwickelt und in einem Pilotprojekt erfolgreich eingesetzt. Der Codegenerator generiert das SPS-Grundprogramm einschließlich aller Betriebsmittel des Systems sowie eine Liste aller möglichen Fehlermeldungen. Tests des Codegenerators haben gezeigt, dass der Einsatz dieses Programms zu einer Verringerung von Programmierfehlern und zu einer Einsparung von Arbeitszeit und somit zu einer Kostenersparnis führt. Bei der Analyse des Projektablaufs mit Codegenerator wurden zusätzliches Automatisierungs- und Optimierungspotenzial von anderen Arbeitsschritten gefunden. Der Codegenerator ist einsatzbereit und wird zukünftig in allen Projekten eingesetzt. Ergänzend kann mit den Ergebnissen der Masterarbeit der Programmierprozess noch weiter optimiert werden als ursprünglich angenommen.

Balanced Manufacturing ist ein Werkzeug zur Berechnung der zukünftigen Anlagenauslastung für industrielle Kunden. Die Nachfrage nach Technologien, welche eine Vorhersage über die Anlagenauslastung treffen können, steigt stetig. Die Balanced Manufacturing Technologie kann eine Vorhersage über die Anlagenauslastung treffen und auf dieser Grundlage den optimalen Produktionsplan berechnen. Für diese Berechnung ist es von Bedeutung, alle Ressourcen, welche eine Produktionsanlage benötigt, in einem Automatisierungssystem abzubilden. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, die unterschiedliche Methodiken zur Abbildung aller Ressourcen in der automationX- und MATLAB-Software zu bewerten. Die automationX-Software ist eine Softwarelö-sung für industrielle Automatisierung und MATLAB das Softwaretool für die Lösung mathematischer Funktionen. Im Theorieteil werden die unterschiedlichen Methodiken für die Berechnung der Anlagenauslastung untersucht. Zusätzlich ist die automationX-Software Teil dieser Masterarbeit mit dem Ziel, den besten Weg für die Abbildung der Ressourcen zu finden. Die Analyse der automationX- und MATLAB-Software sowie die Einbindung des Balanced Manufac-turing Tools im automationX-Produktionsmanagement Prozess ist Inhalt des praktischen Teils der Masterarbeit. Da der entscheidende Teil die Abbildung der Ressourcen ist, wird der Fokus auf den Vergleich der beiden Programme gelegt. Es ist auch ein Konzept für die Verwendung der unterschied-lichen automationX-Produktionsmanagement-Module enthalten, um sicher zu gehen, dass eine perfek-te Integration des Balanced Manufacturing Tools möglich ist. Unterschiedliche Vergleiche und Überprüfungen haben bestätigt, dass die automationX-Software die beste Lösung für die Abbildung der Ressourcen einer Produktionsanlage ist, sowie keine zusätzlichen Entwicklungen der automationX-Software für die Abbildungen notwendig sind. Die Integration in den automationX-Produktionsmanagementprozess ist mit einer neuen Schnittstelle zwischen der automationX-Software und den Balanced Manufacturing Tool möglich. Der nächste Schritt wird die Integration der Schnittstelle zwischen der automationX-Software und den Balanced Manufacturing Tool sein. Nach der Schnittstellenintegration wird eine Versuchsanlage in der automationX-Software abgebildet und anschließend wird das Balanced Manufacturing Tool in einem Kundensystem integriert.

Im heutigen Umfeld der produzierenden Industrie sind kontinuierliche Effizienzsteigerung, Qualitätsverbesserung und Wettbewerbsfähigkeit zentrale Anliegen. Die Automatisierung von Produktionsprozessen und eine umfassende Datenerfassung gewinnen zunehmend an Bedeutung. Die erfassten Daten dienen als Grundlage für die Steuerung, Analyse und Optimierung der Produktionsprozesse. Das Ziel dieser Masterarbeit ist die Einführung eines automatisierten Datenerfassungssystems über die gesamte Produktionsstätte. Dieses wird benötigt, um Produktionsdaten aufzuzeichnen und Key Performance Indicators (KPIs) automatisiert zu berechnen. Hierfür müssen verschiedene Hersteller von speicherprogrammierbaren Steuerungen (SPS) und andere Systeme wie eine Structured Query Language (SQL)-Datenbank angebunden werden. Nach einem vertieften Verständnis von Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA)-Systemen und deren Aufbau wird eine Analyse der vorhandenen Hardwarekomponenten und Topologien durchgeführt. Darauf aufbauend werden Implementierungskonzepte erarbeitet, deren Hauptaugenmerk auf einer nahtlosen Integration und Erweiterbarkeit liegt. Diese Konzepte werden für den konkreten Anwendungsfall evaluiert und bewertet. Das Ergebnis dieser Masterarbeit ist die praktische Umsetzung des gewählten Konzepts mit der Implementierung des Datenerfassungssystems an einer Produktionslinie. Die nahtlose Integration des Datenerfassungssystems ermöglicht es, die Effizienz zu steigern, menschliche Fehler zu minimieren und Echtzeitdaten für fundierte Entscheidungen bereitzustellen. Diese Arbeit soll einen Überblick darüber geben, wie ein Datenerfassungssystem in die bestehende Infrastruktur einer Produktionsanlage integriert werden kann.

In der Vergangenheit war der Allradantrieb meist auf militärische bzw. geländegängige Fahrzeuge beschränkt. Die Fahrzeuge waren in dieser Zeit für den alltäglichen Gebrauch noch nicht nutzbar, da ihr Fahrverhalten z.B. bei Kurvenfahrten schwer kontrollierbar war. Heutzutage gibt es eine Vielzahl an modernen, geregelten Allradsystemen. Bei der Auslegung einer aktuellen Allradregelung muss, aufgrund ihrer Regelungseigenschaften, ein Kompromiss zwischen Genauigkeit und Schnelligkeit gefunden werden. Daher ist das Ziel dieser Arbeit, ein Modell des sekundären Antriebsstrangs zu entwickeln, welches in weiterer Folge für ein zukünftiges Allrad-Regelungskonzept verwendet werden soll. Im theoretischen Teil werden die Unterschiede gängiger Allradsysteme erläutert und verglichen. Des Weiteren wird auf die notwendigen Grundlagen der Fahrdynamik eingegangen. Der praktische Abschnitt beginnt mit der Auswahl eines geeigneten Modellkonzepts. Das Konzept wird mit Bewegungsgleichungen beschrieben, welche danach zur Erstellung des Modells im Simulationsprogramm MATLAB SIMULINK verwendet werden. Die Genauigkeit des Modells wird, nach einigen Iterationen, mittels Validierung auf Basis von bestehenden Fahrzeugsimulationen und realen Fahrzeugmessungen geprüft. Die Ergebnisse der Validierungen zeigen, verglichen mit der im Unternehmen bestehenden, komplexeren Gesamtfahrzeugsimulation, eine ausreichende Genauigkeit des Modells sowie eine Übereinstimmung mit den realen Fahrzeugmessungen. Daher kann es im nächsten Schritt für die Erstellung eines neuen Reglers verwendet werden. Dieses neue Regelungskonzept soll danach in eine Software zur Verwendung im Fahrzeug übergeführt werden.

Die Indizierung von Verbrennungskraftmotoren ist eine der wesentlichen Methoden, um die Weiterentwicklung dieser Maschinen voranzutreiben. Dabei werden die im Verbrennungsraum eines Motors herrschenden Drücke gemessen und vorwiegend auf Basis des Kurbelwellenwinkels ausgewertet. Diese Drücke werden mittels piezoelektrischen Sensoren aufgenommen. Piezoelektrische Sensoren geben sehr geringe elektrische Ladungen bei Druckänderung ab. Diese kleinen elektrischen Ladungsmengen können nicht direkt digitalisiert werden, sondern werden zuvor in ein elektrisches Spannungssignal umgewandelt und verstärkt, um anschließend digitalisiert und ausgewertet zu werden. Diese Aufgabe übernehmen sogenannte Ladungsverstärker. Ein besonderes Anwendungsgebiet in der Indiziertechnik stellt der Einsatz der Messtechnik bei Großmotoren dar, wofür der zu entwickelnde Ladungsverstärker eingesetzt werden soll. Damit sind Motoren gemeint, welche in großen Schiffen oder Gaskraftwerken zur Elektrizitätserzeugung eingesetzt werden. Besondere Bedingungen wie beispielsweise hohe Umgebungstemperaturen und eine sehr kleine Bauform werden über den gesamten Verlauf der Entwicklung eine Rolle spielen. Ein Prinzip bedingtes Problem eines solchen Messsytems von Piezokristall und dazugehörigem Ladungs-verstärker ist die kontinuierliche Offsetdrift des generierten Spannungsausgangssignals, die durch elektrische Ladungsbewegungen über die Isolation des Signalpfades zwischen Piezokristall und Ladungs-Spannungs-Wandler verursacht wird. Um dieses Problem zu beheben, wird ein Kompensationsstrom in den Ladungspfad eingespeist, dessen Stärke von einem Mikrocontroller berechnet wird. Ein weiterer Bestandteil der elektronischen Platine ist die analoge Signaltransformation, die das Ladungssignal in ein Strom- sowie in ein Spannungssignal umwandelt. Ergebnis dieser Arbeit ist ein Schaltplan inklusive Definition der zu verwendenden Komponenten und das Konzept der Firmware, das als Kernelemente die Signalminimumdetektion, den Regelalgorithmus und auch eine Fehlerkorrekturwertberechnung beinhaltet. Damit kann der erste Prototyp gefertigt werden.

In der vorliegenden Arbeit wird die Entwicklung eines Konzeptes für ein Servicerobotersystem behandelt, das im Bereich der Rehabilitationstechnik angesiedelt ist. Es soll körperbehinderten Menschen die Nutzung von Automobilen komfortabler ermöglichen, indem es die Aufgabe übernimmt, den Rollstuhl automatisch zu verladen. Der Serviceroboter ist so konzipiert, dass er den Rollstuhl vom Kofferraum eines Fahrzeuges bis vor den Einstiegbereich eines Kraftfahrzeugs transportieren kann. Bei der Auslegung des Konzeptes wird darauf Rücksicht genommen, dass das System für möglichst viele Fahrzeugvarianten eingesetzt werden kann. Des Weiteren ist das Rollstuhlverladesystem so ausgelegt, dass der Einbau in modernen Fahrzeugen mit möglichst geringem Arbeitsaufwand und ohne gravierenden Eingriff in die Fahrzeugstruktur möglich ist. Die Basis des Konzepts stellt die konstruktive Gestaltung des Systems dar. Vor der Umsetzung der Konstruktion wurden die Rahmenbedingungen hinsichtlich der Anforderungen an das Fahrzeug, den Rollstuhl und die Bedienung des Systems definiert. Im nachfolgenden Schritt werden die Belastungen dargestellt, die am Servicerobotersystem auftreten, und auf Basis der erstellten Lastfälle wird die Auslegung der Antriebstechnik durchgeführt. Der Fokus bei der Auswahl der Komponenten der Antriebstechnik ist dabei auf eine möglichst platzsparende Gestaltung der Antriebe gerichtet, damit der Platzbedarf des Systems möglichst gering ist und das System auch für Kleinwagen einsetzbar ist. Diese Arbeit wird für das Ingenieurbüro Manfred Wonisch umgesetzt und dient als Machbarkeitsstudie für eine mögliche Produktentwicklung.

Diese Masterarbeit widmet sich der Konzeptionierung einer Sortierstrecke mit automatischer Befüllung, die Bauteile anhand ihrer Eigenschaften sortiert und in Dosen abfüllt. Zu Beginn wird im Stand der Technikrelevante Methoden erläutert, die den Sortierprozess ermöglichen. Miteinbezogen werden die Möglichkeiten der digitalen Fabrik, insbesondere der virtuellen Inbetriebnahme und verschiedenen Simulationsarten. Die Vorteile dieser Ansätze werden im Hinblick auf eine Optimierung des Entwicklungsprozesses herausgearbeitet. Das Konzept wurde durch ein systematisches Vorgehen entwickelt, bei dem Handhabungsaufgaben Schritt für Schritt gelöst wurden. Als Grundlage diente ein Funktionsplan, der die einzelnen Prozessschritte definierte und strukturierte Teillösungen ermöglichte. Diese Teillösungen werden anhand mehrerer im Theorieteil beschriebener Ansätze ausgewählt. Dabei wird gezielt auf die notwendigen Kriterien der Teillösungen eingegangen, um eine möglichst optimale Umsetzung zu gewährleisten. Die ausgewählten Teillösungen werden schließlich zu einem Gesamtkonzept zusammengeführt. Um die spätere Umsetzbarkeit zu sichern, werden die erarbeiteten Teillösungen anhand einer Risikoanalyse evaluiert. Dies ermöglichte es, potenzielle Schwachstellen frühzeitig zu identifizieren und zu adressieren. Die Simulation des Konzepts wird mithilfe des Mechatronics Concept Designers (MCD)durchgeführt. Diese Simulation trägt dazu bei, Risiken im Entwicklungsprozess zu minimieren und die Funktionalität des Gesamtkonzepts vorab zu überprüfen. Abschließend wird ein Teil des entwickelten Konzepts durch einen Praxisversuch validiert. Dieser Versuch diente nicht nur der Bestätigung der Simulationsergebnisse, sondern reduzierte auch das Risiko für die spätere praktische Umsetzung. Somit stellt die Arbeit einen Beitrag zur Entwicklung effizienter, sicherer und automatisierter Sortiersysteme dar.

Kurze Einführungszeiten neuer Produkte, eine hohe Flexibilität bei Anpassungen, sowie der Freiraum für MitarbeiterInnen in Punkto Handlungs- und Entscheidungsspielraum beschreiben die klassische Werkstattfertigung. Besonders die geringe Anzahl der herzustellenden Stücke unterstreicht diese Form, welche im Assemblierungsbereich der KNAPP AG forciert wird. Im Zuge der kontinuierlichen Verbesserung im Bereich Mechatronics der KNAPP AG erfolgt eine Analyse der potenziellen Assemblierungsabläufe, bei denen die Chance auf eine Kollaboration zwischen Mensch und Roboter besteht. Im ersten Schritt der Arbeit werden die Marktsituation in Bezug auf Robotik, die Grundlagen der Mensch-Roboter-Kollaboration sowie die rechtlichen Aspekte betrachtet und näher beschrieben. Für die Integration einer solchen Anwendung liegt zusätzlich noch der Schwerpunkt auf die sicherheitstechnischen, ethischen und gesellschaftlichen Gesichtspunkte. Nachdem alle Einflussfaktoren ermittelt wurden, wird zusammen mit dem erlangten Wissen seitens der vorher erarbeiteten Theorie das Konzept eines Montagearbeitsplatzes ausgelegt, welches die ökonomischen Blickwinkel erfüllt. Das Resultat der Arbeit zeigt, dass mit dem heutigen Stand der Technologie eine Interaktion zwischen Roboter und Mensch im Unternehmen möglich ist.

Im Handwerk des Gitarrenbaus streben Instrumentenerzeuger*innen danach, ihre Instrumente hinsichtlich der Tonqualität, der Bespielbarkeit oder des Vibrationsverhaltens zu verbessern. Moderne Technologien zur Frequenzanalyse werden dennoch selten eingesetzt, um traditionelle Fertigungsmethoden zu unterstützen. Durch die Einführung von Simulationssoftware in die Designphase kann eine Optimierung der Korpusform schon zu einem frühen Zeitpunkt des Fertigungsprozesses erzielt werden. Das Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit ist es, einen Optimierungsprozess am Gitarrenkorpus durchzuführen und den Einfluss von spezifischen Änderungen der Bauform auf das Frequenzspektrum zu untersuchen. Zu Beginn wurden verschiedene Bereiche des Korpus untersucht, die das Schwingungsverhalten beeinflussen. Zu diesem Zweck wurden Simulationen durchgeführt, wobei in jedem Durchgang nur eine Eigenschaft geändert wurde, um den Effekt einer Formveränderung zu demonstrieren. Die Ergebnisse wurden anschließend zusammengefasst, um Designvorgaben für akustische Gitarrenkörper zu erstellen. Des Weiteren wurde eine Strukturoptimierung durchgeführt, um die Optimierung einer Gitarrenform zu erzielen und erforderliche Eigenfrequenzen zu erreichen. Aufgrund dieser Ergebnisse wurden zwei Gitarrenkörper hergestellt und experimentelle Frequenzmessungen daran durchgeführt, um diese mit den Simulationsmodellen zu vergleichen. Die Simulationsergebnisse können in der Designphase verwendet werden, um die Bauzeiten zu reduzieren.

Diese Masterarbeit untersucht die Möglichkeit, die auftretenden Massenträgheiten und Verluste an einem Back-2-Back-Prüfstand für definierte Prüfläufe mit Hilfe von zusätzlichen Antriebselementen auszugleichen. Der aktuelle Prüfstandsaufbau besteht aus zwei elektrischen Antriebsachsen (den Prüflingen), welche über Wellenverbindungen und zwei Koppelgetriebe mechanisch miteinanderverbunden sind. Im aktuellen Prüfaufbau erfolgt die Massenträgheits- und Verlustkompensation durch die Prüflinge selbst, welche dadurch unterschiedliche Lastzustände aufweisen. Diese ungleiche Belastung widerspricht dem grundsätzlichen Testinteresse, einen Prüfling gegen den anderen Prüfling mit jeweils gleicher Last zu betreiben. Die Problem- bzw. Fragestellung dieser Arbeit ist es zu prüfen, ob diese Massenträgheit- und Verlustkompensation durch eine Erweiterung des Prüfstandsaufbaus von zusätzlichen Antriebselementen getragen werden kann. Das Konzept dieser Arbeit ist es, an den beiden Koppelgetrieben zusätzliche elektrische Motoren anzubringen, welche den Prüfaufbau beschleunigen und verzögern können und somit die Massenträgheiten und Verluste kompensieren. Für den aktuellen Prüfstandsaufbau wird ein Modell in MATLAB/Simulink auf Basis der theoretischen Herleitungen von Massenschwingersystemen erstellt. Die notwendigen Modellparameter werden aus vorhandenen Messdatenaufzeichnungen des realen Prüfstands identifiziert und die Simulationen der erstellten Modelle werden gegen diese realen Messdatenaufzeichnungen bzw. gegen die anderen Modelle validiert. Als Ergebnis der Modellerstellung steht ein robustes Modell, das auch unter der Annahme gewisser Vereinfachungen in der Lage ist, den realen Prüfstand mit definierten Prüfabläufen zu simulieren. Darauf aufbauend wird die Erweiterung mit zusätzlichen Antriebselementen im Modell durchgeführt und geeignete PI-Regler mit Vorsteuerung entworfen. Das entworfene Simulationsmodell fährt abschließend den gleichen Prüflauf wie der reale Prüfstand ab, und die Daten aus der Simulation werden mit den Messdaten verglichen. Dabei können beide Prüflinge drehmomentgeregelt betrieben werden, die Drehzahlregelung für den Prüflauf erfolgt durch die zusätzlichen elektrischen Motoren im Modell, welche auch die Massenträgheits- und Verlustkompensation für den Prüflauf tragen. Für die Simulation wird ein stabiles, aber dennoch vereinfachtes Modell verwendet. Die Ergebnisse der Simulation mit den Prüfstandserweiterungen bestätigen die Hypothese, dass die parasitären Trägheits- und Verlusteffekte durch den Aufbau zusätzlicher Antriebselemente weitgehendkompensiert werden können. Außerdem wurde für die definierten Prüfläufe ein besseres Verhalten, sowohl hinsichtlich Dynamik als auch hinsichtlich Stabilität festgestellt. Zusätzlich wird im Ergebnisteil die Möglichkeit diskutiert, die Prüfstandsseiten gezielt mit unterschiedlicher Drehzahl, wie z.B. bei einer Kurvenfahrt, zu betreiben. Diese Arbeit gibt abschließend noch die Empfehlung, die Ergebnisse der durchgeführten Simulationen am realen Prüfstand zu testen, sowie in das reale Prüfstandssystem zu integrieren. Weiters sollte die Prüfstandserweiterung hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit bzw. Rentabilität bewertet werden.

Fluid medical products filled in glass or plastic containers are inspected before being labeled and packed. The operator of the inspection machine checks each container for cracks, holes, cosmetic defects and foreign particles as can affect the integrity of the product. Visual inspection machines are employed in the inspection process to ensure the integrity of the containers. These machines utilize the effect of light reflection to detect cracks, holes, and foreign particles, as these defects tend to reflect light brightly. A combination of multiple light sources, along with rapid pre-rotation to swirl up particles and slow inspection rotation, supports the visual inspection process. LED-based light sources lose power over time due to external influences. However, illuminance and rotational movement are critical parameters for detecting cracks, holes, or foreign particles. Consequently, these important parameters of the machine must be continuously monitored to ensure that they remain within a valid range. The validation of illuminance and rotational rate is measured monthly at fixed locations, which results in some downtime for the machine. This downtime is attributed to necessary manipulations of the machine. The aim of this master’s thesis is to develop a container test dummy which is similar to a real container, and which can measure illuminance and rotational movement without any manipulation of the machine. With this method, it is possible to check the machine’s status before a batch starts, eliminating downtime and increasing safety. After the test run, the system provides direct feedback to the operator regarding whether the machine is in a valid state or not. A microcontroller with multiple light sensors and inertial sensors is used to measure total illuminance and rotational movement and compares the measured data to valid reference data. Data is transferred using a wireless communication and is visualized in real-time to give the operator immediate feedback. Additionally, with multiple light sensors, it should be possible to detect individual light sources with reduced illuminance.

Seit der Einführung der ersten Elektrofahrzeuge hat ihre Nachfrage am Markt deutlich zugenommen. Entsprechend dieser Entwicklung konzentrierte sich das Unternehmen PIA Automation Austria GmbH bereits vor einigen Jahren auf die E-Mobility-Technologie und bringt seitdem ihr profundes Wissen aus der automobilen Antriebsstrangmontage im Bereich der Stator- und Rotormontage zum Einsatz. Basierend auf den bisherigen Projekterfahrungen können erste Schlussfolgerungen im Bereich Prozess und Kosteneffizienz gezogen und Verbesserungspotentiale identifiziert werden. Bisher wurde noch kein Standardkonzept entwickelt, sodass alle Stator- oder Rotormontagestationen individuell gestaltet werden können. Hierbei entstehen durch die ständig wiederkehrenden Entwicklungsanstrengungen sowohl für die Kunden, als auch für PIA Automation unnötige Kosten. Ziel dieser Masterarbeit ist es zu überprüfen, ob die bisherigen Montageprozesse von Stator und Rotor zu einem einzigen Konzept kombiniert werden können das flexibel genug ist, die verschiedenen Montagevarianten handzuhaben und gleichzeitig Ressourcen zu sparen. Zu diesem Zweck werden zunächst die konzeptrelevanten Inhalte definiert und später zur Analyse der vorhandenen Projekteverwendet. Diese Analyse veranschaulicht die Ähnlichkeiten zwischen den einzelnen Projekten und leitet Bedingungen für das Hauptkonzept ab. Schließlich wird aus den gesammelten Informationen und den daraus resultierenden Rahmenbedingungen ein Hauptkonzept für eine Stator- und Rotorbaugruppe erstellt. Das endgültige Konzept umfasst ein Layout, eine Taktzeitanalyse und eine Kostenanalyse, die eine Prozessverbesserung unter den zuvor definierten Konzeptbedingungen ermöglichen. Dieses Hauptkonzept schafft eine flexible, wiederverwendbare Stator- und Rotormontagelösung für PIA Automation, die in ihrer Ausführung und Implementierung kostengünstig ist.

Getrieben durch den großen Erfolg am Markt, musste die SSI SCHÄFER Automation GmbH ihr erst kürzlich entwickeltes Produkt, ein Matrix-Sortiersystem, schneller als ursprünglich gedacht in Kundenprojekten einsetzen. Dies führte aufgrund fehlender Prozesse zu einer unkoordinierten Vorgehensweise während der Realisierung und es wurden Systeme installiert, die, angesichts mangelnder Expertise in der Planung, nicht die volle Leistungsfähigkeit der eingesetzten Komponenten erreichten. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es daher einen ersten Schritt in die Richtung eines standardisierten und harmonisierten Realisierungs-Guideline zu gehen. Außerdem sollen Optimierungsvorschläge erarbeitet werden, die eine Erhöhung der technischen Leistungsfähigkeit des Matrix-Sortiersystems ermöglichen. Zur Erreichung dieser Ziele wurde mit einer Literaturrecherche zur Schaffung einer gemeinsamen Basis begonnen. Aufbauend auf diese, fand eine Analyse des neu entwickelten Baukastens statt, bei der die für die Realisierung kritischen Komponenten erfasst worden sind, die im weiteren Verlauf in den bestehenden Realisierungsprozess des Unternehmens eingearbeitet wurden. Um die Optimierung des bestehenden Systems voranzutreiben, sind zwei wesentliche Verbesserungs-vorschläge ausgearbeitet worden, deren Leistungssteigerung mit Hilfe von Simulationen verifiziert wurde. Hieraus ergab sich eine Leistungssteigerung von 28 % gegenüber dem vorhandenen Setup. Da dabei auch keine Änderungen an der aktuellen Systemtechnik des Baukastens durchgeführt werden mussten, können diese jederzeit in neu angebotenen Projekten des Unternehmens eingesetzt werden.

Steigende Energiekosten sind für viele Unternehmen und Privatpersonen ein Grund zur Sorge. Die Nutzer wollen Sicherheit und Stabilität, wenn es um die Wärme-/Elektrische Energieversorgung geht. Vor dem Hintergrund von Krisensituationen und steigenden Energiepreisen rückt das Thema alternative Energiequellen, die diesen Bedarf decken können, in den Fokus der Verbraucher. Eine Analyse des Themenbereichs und der aktuellen Forschung zeigt ein zunehmendes Interesse an alternativen Energiequellen und eine allmähliche Entwicklung in diesem Bereich. Diese Entwicklung stellt sicher, dass diese Technologie nicht nur für große Unternehmen, die sich auf die elektrische Energieerzeugung konzentrieren, sondern auch für kleine Unternehmen und Privatpersonen rechenbar sind. Der österreichische Markt für alternative Energiequellen bietet eine breite Palette von Optionen und ermöglicht Kombinationen, die das Feld flexibler und erschwinglicher machen und die Kundenanforderungen so genau wie möglich erfüllen. Die große Auswahl an Alternativen wirft jedoch die Frage nach der richtigen Wahl der richtigen Energiequelle und ihrer Umsetzung auf. Um dieses Problem zu lösen, wurde der folgende Leitfaden entwickelt. Er enthält Informationen über die verschiedenen Energiequellen, um sich ein Bild von ihrer Verwendung zu machen, Informationen und Empfehlungen für ihre Kombination sowie einen Vergleich der Quellen anhand der erforderlichen Parameter, um die geeignete Option zu bestimmen. Das Ergebnis ist ein Leitfaden, der privaten Nutzern hilft, die am besten geeignete elektrische Energie- und Heizquelle zu finden. Die Wahl der Quelle unter den Alternativen erfolgt durch den Vergleich von Eigenschaften und die Erstellung einer Matrix, die eine Auswahl von Heizsystemen und elektrische Energieerzeugung ermöglicht. Der methodische Ansatz besteht in einer ersten Durchsicht der verfügbaren alternativen Energie Quellen auf der Grundlage von Recherchen zum Themenbereich. Die Marktanalyse hilft dabei, die wichtigsten Merkmale zu ermitteln, die für die Bestimmung des optimalen Systems wichtig sind. Zwei Bereiche müssen angegangen werden: die Bereitstellung von Wärme und die Bereitstellung von elektrischer Energie. Die Effizienz des Systems wird mit Hilfe einer Kosten-Nutzen-Analyse bewertet. Das Ergebnis zeigt, dass ein Hybridsystem, das eine Photovoltaikanlage und eine Wärmepumpe kombiniert, alle notwendigen Anforderungen am besten erfüllt. Abschließend wird das gewählte System mit Hilfe eines entwickelten Berechnungstools berechnet und die Auslegung des Gesamtsystems ermitteln zu können. Die Einführung und Verbreitung solcher Systeme auf der Ebene der privaten Haushalte hat eine gewisse Bedeutung für die Entwicklung der Wirtschaft des Landes. Diese Arbeit beschreibt mögliche Markttrends und prognostiziert die Entwicklung dieses Bereichs auf der Grundlage möglicher Risiken und Chancen.

An der medizinischen Universität Graz wird im Rahmen des Forschungsprojekts CAMed (Clinical Additive Manufacturing for Medical Applications) am Einsatz von 3D-Druck in der Medizin geforscht. In Zukunft sollen Implantate und andere Medizinprodukte just in time, teilweise während der Operation gefertigt werden. Ziel ist es, eine Kostenreduktion und die Steigerung des Wohlbefindens der Patient*innen zu erreichen. In dieser neuen Rolle als herstellendes Unternehmen von Medizinprodukten ist ein entsprechendes Risikomanagement unerlässlich. Ziel dieser Arbeit ist es, die EN ISO 14971 – die das Risikomanagement von Medizinprodukten regelt – auf 3D-gedruckte Medizinprodukte anzuwenden. Es wurde hierzu ein Framework entwickelt um den normativ geregelten Prozess der Risikobeurteilung mit entsprechenden Methoden in der Praxis umsetzbar zu machen. Dieses Framework wurde in der Praxis mit Expert*innen aus verschiedenen Disziplinen am Beispiel eines 3D-gedruckten Schädelimplantats getestet und validiert. Es konnten dabei 62 Gefährdungssituationen erarbeitet werden und für jede dieser Situationen wurde eine Risikobeurteilung durchgeführt. Zusätzlich zu den Schritten der Risikobeurteilung wurden darüber hinaus jeweils auch Maßnahmen zur Risikobeherrschung erarbeitet. Es wurde des Weiteren eine Dokumentationsvorlage für zukünftige Risikobeurteilungen von anderen 3D-gedruckten Medizinprodukten erstellt und wiederum anhand des Beispiels des Schädelimplantats angewendet.

In realen Fabriken kommen für die Planung, die Evaluierung und die laufende Verbesserung von Prozessen zunehmend digitale Modelle, Methoden und Werkzeuge zum Einsatz, welche unter dem Überbegriff Digitale Fabrik zusammengefasst werden. Darin können mit virtuellen Abbildern realer Komponenten und Verfahren verschiedenste Simulationen auf unterschiedlichen Ebenen einer Fabrik durchgeführt werden. Im Mechanical Engineering and Robotics Laboratory (MER-Lab) der FH CAMPUS 02 existieren Projekte, die partielle Elemente der Digitalen Fabrik abbilden. Ein übergeordnetes Gesamtkonzept einer Anlage, die diverse physikalische Komponenten und anschauliche industrielle Prozesse miteinander verbindet, ist jedoch nicht vorhanden und eine fundierte Methodik für die Einführung einer Digitalen Fabrik liegt nicht vor. In dieser Arbeit werden die Möglichkeiten der Digitalen Fabrik analysiert und es erfolgt eine Definition von Begrifflichkeiten aus deren Umfeld. Eine fundierte Einführungsmethodik wird identifiziert und es findet eine Evaluierung repräsentativer Prozesse aus der Industrierobotik sowie der Handhandhabungstechnik statt. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen erfolgt die Konzeptionierung und 3D-Modellierung der Anlage. Das resultierende 3D-Modell erlaubt Simulationen auf der Maschinen-, der Zellen- und der Anlagenebene und bildet die Grundlage für die Veranschaulichung der zahlreichen Möglichkeiten in virtueller Umgebung. Es wird vorhergesagt, dass sich die Digitale Fabrik als neuer Standard im industriellen Umfeld etablieren wird. Das Ergebnis dieser Arbeit bildet die Basis, um diese Entwicklung im MER-Lab zu verfolgen.

Der Vormarsch der Elektromobilität stellt die Entwicklungsdienstleister zum Teil vor neue Herausforderungen. Die Systemkomplexität steigt, die zur Verfügung stehende Entwicklungszeit hingegen bleibt meist unverändert. Um somit eine effizientere Nutzung der zur Verfügung stehenden Entwicklungszeit zu ermöglichen, wird im Rahmen von Entwicklungsprojekten auf Simulationsmodelle zurückgegriffen. Durch diese Anwendung von Modellen können Entwicklungsaufgaben vorab in einer virtuellen Umgebung abgearbeitet werden, noch bevor die ersten daraus resultierenden Ergebnisse auf reale Hardwarekomponenten übertragen werden. Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit einem Hochvolt-Inverter, einer Schlüsselkomponente in elektrifizierten Antriebssträngen. Der HV-Inverter ist hierbei für die Transformation des zur Verfügung stehenden Gleichstromes einer Batterie in einen dreiphasigen Wechselstrom zum Antrieb eines Elektromotors verantwortlich. Das Hauptziel dieser Arbeit liegt dabei auf der Erstellung eines Simulationsmodells der Leistungselektronik für einen der gängigsten Inverter-Typen. Durch die Verwendung dieses Modells sollen künftige Entwicklungsaufgaben in diversen Kundenprojekten effizienter abgearbeitet werden.

Für Klein- und mittelständische Unternehmen wird der Mangel an Arbeitskräften immer deutlicher spürbar, wodurch die Ressource Mensch zunehmend kostbarer wird. Der Schritt in eine teilautomatisierte Fertigung stellt hierbei eine Chance dar, um repetitive Tätigkeiten von Automatisierungssystemen erledigen zu lassen. Diese Masterarbeit befasst sich mit der Realisierung einer Beschickungslösung einer Fräsmaschine mithilfe eines Roboters. Eine konventionelle Fräsmaschine, welche sich im MER-Labor der FH CAMPUS 02 befindet, soll hierbei zunächst CNC-fähig gemacht werden. Ein Roboter soll durch die Platzierung auf einem verfahrbaren Untertisch als mobiler Helfer fungieren und die Be- und Entladung von Werkstücken automatisiert durchführen. Zur Vereinfachung des Rüstprozesses des Roboters an der Fräsmaschine soll ein Kamerasystem eingesetzt werden, welches eine Positionserkennung im Raum ermöglicht. Der Roboter soll an der CNC-Fräsmaschine positioniert werden, ohne dass er für diese Position eingerichtet werden muss. Für die praktische Umsetzung wurde im theoretischen Teil zunächst geklärt, was als Stand der Technik im Feld der automatisierten Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen mithilfe von Robotern angesehen wird. Die Forschungsfrage, wie eine Positionserkennung des Endeffektors des Roboters im Raum mit einer Kamera realisiert werden kann, wurde ebenfalls im Theorieteil beantwortet. In diesem Abschnitt wurden des Weiteren auch die verschiedenen Arten des Signalaustausches zwischen Roboter und Maschine erörtert mit den erforderlichen Signalen für ein derartige Automatisierungslösung. Die für die Aufrüstung einer Fräsmaschine auf CNC-Technik erforderlichen Umbauten wurden ebenfalls mit einbezogen. Beruhend auf der theoretischen Aufarbeitung der einzelnen Teildisziplinen des Gesamtsystems, wurden im praktischen Teil Lösungen erarbeitet und Entscheidungen getroffen für die Umsetzung. Diese Umsetzung beinhaltet das CNC-Upgrade der Fräsmaschine und die Schaffung eines mobilen Roboters, welcher ohne exakte Positionierung Werkstücke automatisiert be- und entlädt. Die erarbeitete Gesamtlösung dient beispielhaft als Leitfaden für Klein- und Mittelbetriebe, welche einen Schritt in eine teilautomatisierte Fertigung gehen wollen und ohne hohe Investitionskosten bestehende Werkzeugmaschinen automatisieren wollen.

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit der Untersuchung von Leistungsbeeinträchtigungen in xDSL-Netzwerken durch den Einsatz von ML (Machine Learning) Methoden. Angesichts der noch immer weit verbreiteten Bedeutung einer zuverlässigen und leistungsfähigen DSL-Infrastruktur für den digitalen Alltag zielt diese Arbeit darauf ab, innovative Lösungen zur Identifizierung und Behebung von Signalstörungen zu erforschen. Durch eine umfassende Analyse der xDSL-Technologie und der bestehenden Herausforderungen im Bereich der Signalübertragung legt die Arbeit die theoretische Grundlage für den Einsatz von ML. Anschließend werden verschiedene ML-Modelle entwickelt, trainiert und evaluiert, um ihre Eignung für die automatische Erkennung und Klassifizierung von Netzwerkbeeinträchtigungen zu bestimmen. Die Ergebnisse zeigen, dass ML-basierte Ansätze das Potenzial haben, signifikante Verbesserungen in der Fehlerdiagnose und Behebung zu erzielen, was letztendlich zu einer optimierten Netzwerkleistung führt. Diese Arbeit leistet einen wichtigen Beitrag im Bereich der Netzwerkdiagnostik und öffnet neue Wege für die Anwendung von ML-Technologien in der Telekommunikationsindustrie.

Diese Masterarbeit stellt einen funktionsfähigen Prototyp sowie ein Mock-Up für die Sammlung und Abfrage von Problemfällen und kohärenten Problemlösungen in Fahrzeugentwicklungsprojekten vor. Ziel ist es, die Projektarbeit proaktiv zu unterstützen, Fehler in Projekten zu vermeiden sowie einen positiven Projekterfolg zu gewährleisten. Durch die Verwendung der Modelltheorie werden deskriptive Entscheidungsmodelle entwickelt und aussagekräftige Testfälle sorgfältig definiert. Zu diesem Zweck werden wichtige Hintergründe wie das Funktionieren der Automobilindustrie und des Projektmanagements allgemein sowie ausgewählte theoretische Erläuterungen insbesondere zur Modellbildung im Speziellen dargestellt. Das Ergebnis ist ein Konzept zur Umsetzung der theoretischen Erkenntnisse in operativen Projekten. Ein Prozess wird präzise entwickelt und angepasst, um das Wissen im Unternehmen zu lokalisieren. Basierend auf diesem Prozess werden Fragebögen zur Erfassung von Problemfällen in Fahrzeugentwicklungsprojekten erstellt und Feedback für die Entwicklung einer Wissensbasis gesammelt. Ein Microsoft-Excel-basiertes Tool dient als Prototyp für die Ausgabe von Problemlösungen und Entscheidungsmatrizen, aus denen Empfehlungen für Fahrzeugentwicklungsprojekte abgeleitet werden können. Die gestaltete Webanwendung stellt das Modell für die Implementierung in das firmeninterne Netzwerk dar. Abschließende Simulationen ermöglichen das Testen der Funktionen sowie eine kritische Reflexion der Ergebnisse. Durch diese Problemlösung wird ein wichtiger Beitrag zur effizienteren Umsetzung von Fahrzeugentwicklungsprojekten geleistet.

Die zunehmende Digitalisierung in Produktionsbetrieben konfrontiert viele Unternehmen mit neuen Herausforderungen. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, investieren viele dieser Unternehmen in die Automatisierung von bewährten Produktionsprozessen. Einerseits haben diese zukunftsweisenden Investitionen viel Potential, andererseits bestehen jedoch auch bedeutende Risiken. Eine gesamtheitliche Betrachtung im Zuge der Entwicklung von automatisierten Systemen stellt sicher, dass die Potentiale bestmöglich ausgeschöpft und die Risiken reduziert werden. Ziel dieser Masterarbeit war es, die optimale Automatisierungslösung für einen bewährten, manuellen Kommissionier- und Palettierprozess von feuerfesten Erzeugnissen, bei der Firma RHI Magnesita in Trieben, zu erarbeiten. Aufgrund der hohen Komplexität dieses Prozesses existierten mehrere Lösungsmöglichkeiten für dessen Automatisierung. Zu Beginn der Arbeit wurden die besten verfügbaren Handhabungstechnologien für die Automatisierung des Prozesses aus der Theorie heraus erarbeitet und bewertet. Basierend auf dieser Bewertung wurde in weiterer Folge ein Anforderungsprofil für den betrachteten Prozess erstellt. Auf Basis dieses Anforderungsprofils wurden anschließend drei praktikable Anlagenkonfigurationen abgeleitet. Diese Anlagenkonfigurationen brachten sowohl bedeutende Chancen, als auch neue Aufgabenstellungen, in unterschiedlichen Ausprägungen für das Unternehmen, mit sich. Das Ergebnis der darauffolgenden Conjoint - Analyse war die Identifikation jener Anlagenkonfiguration, die den zehn für das Unternehmen bedeutendsten Kriterien am besten entspricht. Für diese Anwendung, welche den größten Gesamtnutzen für das Unternehmen aufweist, wurde eine Funktionsbeschreibung erstellt. Ergänzend dazu wurde ein Leitfaden, welcher die weiteren Schritte in der Umsetzung dieser Lösung beschreibt, verfasst.

Der Inhalt dieser wissenschaftlichen Arbeit beschäftigt sich mit der Erarbeitung möglicher, kabelloser Energieversorgungskonzepte für bewegliche Transportsysteme in der modernen Lagerlogistik. Weil durch die stetig zunehmende Anlagengröße und Komplexität der Aufwand durch herkömmliche Stromversorgung Komponenten und Bereiche effizient, sicher und kostenoptimiert zu versorgen, permanent zunimmt, wird geprüft, ob und welche Energiespeicher hier als Alternative in Frage kommen. Es gibt konkrete Anwendungsfälle wo man aus bereits installierten und in Betrieb befindlichen Anlagen ein gewisses Muster betreffend Verfügbarkeit, Stillstand und Energiebedarf ermitteln kann. Diese Daten haben letztendlich auch auf die Entscheidungsfindung einen maßgeblichen Einfluss. Im theoretischen Teil dieser Arbeit werden marktgängige und aus heutiger Sicht ausgereifte Energiespeichervarianten hinterleuchtet. Es werden dabei diverse Akkumulator-Technologien und der Doppelschichtkondensator miteinander verglichen um letztendlich einen Überblick der Stärken, Schwächen und Risiken zu schaffen. Ein wichtiges Kriterium ist mit Sicherheit die Lebenserwartung des jeweiligen Speichermediums, weil in KNAPP Anlagen Wartungs- und Austauscharbeiten einen nicht unwesentlichen Kostenfaktor einnehmen. Im Praxisteil wird dann anhand von existierenden Anlagen sowie einem Testaufbau herausgefunden, welches Speichersystem (Spezifikation der Technologie und der erforderlichen Kapazität) sich am besten zu eignen scheint und unter welchen Kriterien (dazu zählen beispielsweise Durchsatz, Verfügbarkeit, Stillstand der Anlage) eine Umsetzung der Versorgung mittels Energiespeicherung nicht mehr sinnvoll realisiert werden kann und somit ausscheidet.

Diese Masterarbeit beschäftigt sich mit dem Requirements-Management bei mechatronischen Produktentwicklungen der Firma Anton Paar GmbH. Ziel dieser Arbeit ist es eine Möglichkeit zu finden, wie Requirements-Management bei einer Produktentwicklung in der Firma Anton Paar GmbH eingesetzt werden kann und die Definition, der dafür benötigten Werkzeuge und Diagramme festzulegen. Die theoretische Grundlage für eine strukturierte Anforderungsermittlung respektive -verwaltung ergibt sich aus den Themengebieten Systems Engineering, Requirements-Engineering und Requirements-Management. Des Weiteren sind die dazugehörigen Methoden, Modelle, Diagramme bis hin zum klassischen V-Modell Thema dieser Arbeit. Nach einer Erhebung des Ist-Standes des aktuellen Produktentwicklungsprozesses in Bezug auf das Requirements-Management wurde ein Requirements-Management-Leitfaden inklusive eines Requirements V-Modells entwickelt, welches über den ganzen Prozess hinweg eine Einteilung und Hierarchie aller benötigten Anforderungen samt dem Testaufwand abbildet. Nach diesem Modell sind in einem laufenden Entwicklungsprojekt unter Zuhilfenahme von Softwareprogrammen, Modelle und Diagramme erstellt und Anforderungen ermittelt worden. Der Einsatz des Leitfadens im Praxisbeispiel zeigt auf, wie das Requirements-Management in einer mechatronischen Produktentwicklung der Firma Anton Paar GmbH implementiert werden kann. Schlussendlich erfolgt eine wirtschaftliche Gegenüberstellung der zusätzlich anfallenden Kosten beim Einsatz des Leitfadens mit den Kosten des Aufwands bei einer nötigen Neukonstruktion im Falle einer übersehenen Anforderung.

Der Ansatz „Zero Defect Warehouse“ gilt in der Intralogistik als eine der zukunftsträchtigsten Möglichkeiten die Produktivität in Anlagen des Kunden zu steigern. Hauptaugenmerk liegt dabei darauf den Materialfluss und die Materialhandhabung transparent, sicher, schneller und fehlerfrei zu gestalten. Eine Maßnahme um diesem Ziel einen Schritt näher zu kommen ist es, die Position von Personen, Hilfsmitteln und Waren jederzeit feststellen und auf Änderungen reagieren zu können. Ziel dieser Masterarbeit, die für das Unternehmen KNAPP AG geschrieben wird, ist es eine geeignete Technologie zur Ermittlung der Positionen auszuwählen. Dabei werden die Anwendungen für den Einsatz erhoben und bewertet. Des Weiteren werden die Anforderungen an das System ausgearbeitet und um anschließend in die Auswahl der endgültigen Lösung einfließen zu können. Das Endergebnis der Arbeit ist die Auswahl ein System eines ausgewählten Anbieters, das sowohl den Anforderungen als auch den möglichen Einsatzgebieten in den Lagern der KNAPP AG entspricht. Nach weiteren Tests und Versuchen kann eine Standardlösung für den Einsatz in der Produktlandschaft der KNAPP AG abgeleitet werden.

Künstliche Intelligenz (KI) ist heutzutage ein wichtiger Teil von vielen Software-Applikationen geworden. Sie ist in Handy Apps integriert und je komplexer KI wird, umso größer ist in diesem Zusammenhang der Einfluss, den sie auf die individuelle Privatsphäre hat. Potentielle Risiken, die durch KI entstehen können, haben die Europäische Union dazu gebracht, einen Vorschlag für eine KI-Verordnung zu erarbeiten. Um die darin geforderten Risikominderungsmaßnahmen zu adressieren, hat das Fraunhofer Institut einen Leitfaden zur Gestaltung vertrauenswürdiger Künstlicher Intelligenz veröffentlicht. Das Hauptziel dieser Masterarbeit ist es, diesen textbasierten Leitfaden in ein Software-Tool zu überführen, welches Entwicklern von KI-Applikationen hilft, den Prozess gemäß Leitfaden zu dokumentieren. Dies hilft, den Leitfaden zu vereinfachen, um einen niederschwelligen Zugang zu dem Leitfaden für viele Menschen zu ermöglichen. Weitere Ziele dieser Arbeit sind sowohl das Aufdecken von möglichen Optimierungen der Richtlinie als auch Verbesserungen des bestehenden Software-Frameworks. Das Software-Tool wurde unter Zuhilfenahme dieses Frameworks innerhalb der Low-Code Plattform Mendix entwickelt. Das Ergebnis ist ein Software-Tool, welches die Anforderungen an vertrauenswürdige KI vereinfacht, je nach dem Anwendungsbereich der gerade beurteilten KI-Applikation. Nach der Nutzung des Software-Tools kann ein Bericht erzeugt werden, um die erfüllten Anforderungen der Vertrauenswürdigkeit zu dokumentieren.

Künstliche Intelligenz (KI) und Cloud-Computing sind treibende Kräfte der digitalen Transformation und Erfolgsfaktoren für eine nachhaltige Wettbewerbsfähigkeit. Insbesondere der Bereich der KI-basierten Audiosignalverarbeitung weist ein hohes Potential zur Fehlererkennung von Maschinen und Anlagen auf. Jedoch scheitert die Umsetzung von KI-Projekten oftmals bereits vor Projektstart aufgrund fehlender Fachkenntnisse der Unternehmen. Das Ziel dieser Masterarbeit ist zu zeigen, wie KI-basierte Audioklassifizierungssysteme unter Verwendung von Cloud-Services implementiert werden können. Zu diesem Zweck werden die einzelnen Phasen eines KI-Projektes, von der Datenanalyse bis hin zur Bereitstellung eines fertig trainierten Modells in der Cloud-Umgebung, betrachtet. Frühere Arbeiten haben gezeigt, dass State-of-the-Art-Audioklassifizierungs-systeme auf Konzepten wie der Fourier-Analyse, Convolutional Neural Networks (CNN) und Recurrent Neural Networks (RNN) basieren. Anhand dieser Methoden wurden insgesamt 33 Klassifizierungsmodelle mittels Python, PyTorch und der cloudbasierten Plattform Google Vertex AI implementiert, trainiert und verglichen. Aufgrund der dynamischen Charakteristik der Audiodateien, wurde dazu ein komplexer Datensatz der Plattform Kaggle als Entwicklungsgrundlage verwendet (BirdCLEF2022). Das ausgewählte Modell wurde hinsichtlich der Vorhersagegenauigkeit optimiert und auf Vertex AI zur Beantwortung von Vorhersageanfragen veröffentlicht. Dabei konnte ein auf der CNN-Architektur basierendes Klassifizierungsmodell entwickelt werden, das neun unterschiedliche Klassen mit einer Vorhersagegenauigkeit von 80,4 % klassifiziert. Weitere Ideen zur Verbesserung des Ergebnisses konnten vorgestellt werden, wodurch bewiesen wird, dass schwierige Daten mit einer Vorhersagegenauigkeit von über 90 % klassifiziert werden können. Diese Masterarbeit zeigt, wie ein KI-basiertes Audioklassifizierungssystem unter Verwendung verschiedener Cloud-Dienste und State-of-the-Art-Deep-Learning-Methoden, entwickelt werden kann.

In Fertigungsbetrieben sind Produktionsmaschinen oft nicht optimal aufgestellt. Die Gründe dafür sind sich ständig ändernde Kundenanforderungen oder dass Maschinen gemäß ihrem Kaufdatum am nächstmöglichen Standort aufgestellt werden. Bei Optimierungsmaßnahmen im Laufe eines Fabriklebenszyklus werden oft Kompromisse eingegangen. Des Weiteren liegt der Fokus oft auf der Umsetzung eines Projektes. Diese Arbeit verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz für die gesamte Produktion. Ziel dieser Arbeit ist die Optimierung einer Produktionsanlage von Metallbearbeitungsmaschinen. Diese Optimierung geschieht in Form einer neuen Ausarbeitung des Maschinenlayouts. Dabei sollen Wegstrecken des Fertigungspersonals verkürzt und eine offenere Anordnung der Bearbeitungsmaschinen erstellt werden, um frühzeitig Maschinenstillstände zu erkennen. Zur Erreichung der Ziele werden die Materialflussanalyse und Werkzeuge aus dem Lean Management angewandt. Für die Materialflussanalyse wird eine Simulationsstudie unter Verwendung verschiedener Ausprägungen des Layouts implementiert. Als Tool aus dem Lean-Management wird Gemba-Kaizen angewandt, wobei spezielle Visualisierungsmethoden mittels 3D-Modellen, Virtual Reality und Augmented Reality vorgestellt werden. Das Ergebnis dieser Arbeit zeigt eine Durchsatzsteigerung durch Vermeidung von Verschwendung auf. Das Potenzial dieser Verbesserungsmaßnahme wird mithilfe einer Simulationsstudie in Zahlen ausgewertet und dargestellt. Eine wesentliche Erkenntnis dieser Arbeit ist, dass die Umsetzung von Optimierungsmaßnahmen eine Kombination fachbereichsbereichsübergreifender Fähigkeiten und Kenntnisse erfordert. Diese Arbeit soll als Wegweiser für zukünftige Optimierungsmaßnahmen dienen.

Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Kalibrieren von Schwingungssensoren. Dabei werden unterschiedliche Arten von Schwingungssensoren betrachtet. Es werden auch die verschiedenen Möglichkeiten diskutiert, wie Schwingungssensoren kalibriert werden können. Im weiteren Verlauf wird jedoch nur die Vergleichsvariante behandelt. Für diese Variante wurde die Software in dieser Arbeit entwickelt. Dabei wird das Messgerät mit einem Frequenzgenerator angesprochen sowie parametriert und die Messdaten werden erfasst sowie verarbeitet. Die Eingangskanäle können, wenn vorhanden, mithilfe der im Sensor abgespeicherten Daten parametriert werden. Diese Einstellungen können über die grafische Bedienoberfläche eingesehen werden. Sollte der Prüfling über keinen Speicher verfügen oder dieser defekt sein, können die Daten auch manuell eingegeben werden. Zu einer Kalibrierung gehört auch ein dementsprechendes Protokoll, das dem Sensor die Einhaltung seiner angegebenen Grenzwerte bescheinigt, sofern dies das Ergebnis der Kalibrierung ist. Da diese Erstellung mit Aufwand verbunden ist und dabei auch Fehler unterlaufen können, wurde dies in dieser Arbeit vollständig automatisiert.

Immer volatilere Märkte, stetig neue Kunden*innenanforderungen und erbitterte Preisschlachten mit Markteilnehmern*innen und das alles in Kombination mit verkürzten Produktlebenszyklen. Wie soll sich das langfristig gerade für mittelständische Unternehmen ausgehen? Die digitale Transformation ist dahingehend ein omnipräsentes Thema in der Industrie, wird sie doch als Löser vieler dieser Probleme gesehen. Doch es stellt gerade das erforderliche Know-How für die Durchführung von digitalen Transformationsprozessen insbesondere traditionelle Unternehmen vor wesentliche Herausforderungen. Aus diesem Grund verfolgt die vorliegende Masterarbeit das Ziel, genau solchen Unternehmen eine Unterstützung in Form eines Umsetzungsleitfadens, für die digitale Transformation von Messprozessen zu bieten. Es wird dabei anhand eines realen Unternehmens der produzierenden Industrie methodisch der Frage nachgegangen, wie gegenwärtig überwiegend analoge Messprozesse, mit hohem Grad an menschlicher Interaktion, systematisch digital transformiert werden können. Hierzu wird zunächst eine fundierte Literaturrecherche betrieben, um dabei den Hintergrund und die Fachtermini digitaler Transformation sowie Digitalisierung zu klären. Im eigenen Kapitel der digitalen Transformation wird nochmals aus Managementsicht ein Blick auf dieses Thema geworfen, bevor im Kapitel zu modellbasierter digitaler Transformation konkret auf Vorgehensmodelle, Referenzmodelle und Reifegradmodelle eingegangen wird. Auf Basis der Erkenntnisse aus den vorangegangenen Kapiteln wird im Kapitel fünf ein eigenes Reifegradassessment-Tool entwickelt, mit dem der digitale Reifegrad bestehender Prozesse erfasst werden kann. Im Anschluss daran erfolgt die praktische Anwendung dieses Tools durch eine konkrete Betrachtung mehrerer Messprozesse des Beispielunternehmens sowie einer konsekutiven Identifikation konkreter digitaler Transformationspotentiale. Das vorletzte Kapitel zeigt die praktische Umsetzung von Digitalisierungsmaßnahmen an den Messprozessen des Unternehmens, bevor im abschließenden Kapitel die vorliegende Masterarbeit nochmals kritisch resümiert wird.

Die vorliegende Masterarbeit beschäftigt sich mit der Erstellung eines Konzepts zur Verbesserung der Bedienung bzw. Flexibilität einer vorhandenen Prüfstandsanlage für Antriebsstrangkomponenten durch den Einsatz einer Schnittstelle zur automatisierten Bedatung von Steuergeräten sowie des neuentwickelten CAN FD-Bussystems. Im Zuge dessen wird unter anderem den Fragen nachgegangen inwiefern die automatisierte Bedatung eines Steuergeräts umgesetzt werden kann bzw. welche Erneuerungen und Möglichkeiten die Entwicklung des CAN FD-Protokolls in Bezug auf die moderne Prüfstandstechnik mit sich gebracht hat. Im ersten Teil der Arbeit werden die Grundlagen der digitalen Bustechnik, die wesentlichen Bussysteme in der Fahrzeugtechnik, die vollständige ASAM-Standardreihe sowie die unterschiedlichen Automatisierungsschnittstellen erläutert. Anhand der erarbeiten Informationen zu diesen Schnittstellen wird im Anschluss die Einsatztauglichkeit beurteilt und damit der Ausgangspunkt für die weiteren Abschnitte der Arbeit geschaffen. Im zweiten Teil werden die gesetzten Ziele der Arbeit, gemäß den erarbeiteten Themen, behandelt. Dazu wird die zuvor gewählte Schnittstelle in Betrieb genommen, darauffolgend eine LabVIEW-Clientanwendung erstellt und mittels dieser Anwendung verschiedene Funktionstests, die der Beurteilung des Interfaces zugrunde liegen, durchgeführt. Darüber hinaus werden die Eigenschaften der Bussysteme CAN FD, CAN und FlexRay verglichen und dementsprechend die Unterschiede wie auch die Einsatzmöglichkeiten dieser Protokolle abgeleitet. Daneben werden die benötigten Hardwarekomponenten für einen möglichen Einsatz von CAN FD im Prüfstandsbetrieb betrachtet und untersucht. Schlussendlich konnte aufgrund der erarbeiteten Themen bzw. durchgeführten Funktionstests festgestellt werden, dass die automatisierte Bedatung automobiler Steuergeräte via LabVIEW anhand der von Vector spezifizierten COM-Schnittstelle möglich ist und, dass sich die Flexibilität der Prüfstandsanlage durch den Einsatz von CAN FD anstatt des herkömmlichen CAN-Protokolls wesentlich erhöht. Somit wurde das Ziel der Arbeit, ein Konzept, welches die Grundlage für die zukünftige Optimierung der Anlage bildet und den gesetzten Anforderungen entspricht, erreicht.

In den letzten zwei Jahrzehnten hat die Digitalisierung nahezu jeden Bereich des täglichen Lebens erreicht und den gesamten Ansatz der Technologieintegration verändert. Prozesse in der Pharmaindustrie profitieren von den Vorteilen von eHealth (engl. electronic health), indem sie durch die Nutzung digitaler Synergien effizienter und kostengünstiger eingesetzt werden können. Trotz fortschreitender Digitalisierung gibt es weiterhin papierbasierte Verfahren, die durch die Migration in einen elektronischen Prozess produktiver werden können. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es aufzuzeigen, wie ein auf Papierformularen basierender Prozess unter Einhaltung aller gesundheitsbezogenen Anforderungen und Vorschriften durch die Digitalisierung verbessert werden kann. BioLife Plasmazentrum ist ein Pharmaunternehmen, das Plasmapherese zur Gewinnung von menschlichem Blutplasma für die High-Tech-Arzneimittelherstellung anbietet. Zunächst wurden alle geltenden regulatorischen Anforderungen des Unternehmens und der Arzneimittelbranche bezüglich Formularen evaluiert. Neben den wesentlichen Anforderungen wurden die technischen Spezifikationen, sowie mögliche Vorteile einer Softwarelösung anstelle der Papierform analysiert. Im praktischen Teil dieser Arbeit wurde ein Prototyp der grafischen Benutzeroberfläche für ein Touchscreen-Gerät programmiert. In der Entwicklungsphase wurde durch den Einfluss von Funktion, Design und intuitiver Handhabung die Priorisierung auf die User Experience sichergestellt. Aufgrund der überzeugenden Ergebnisse mit dem digitalisierten Formular wird der Einsatz von Touchscreen-Geräten mit einem Graphical User Interface empfohlen. Das in der Abschlussarbeit gesammelte Know-how kann für weitere Digitalisierungsprojekte genutzt werden.

Das Thema Digitaler Zwilling ist heutzutage aus keinem Industriezweig mehr wegzudenken. Die steigenden Rechner- und Netzwerkkapazitäten ermöglichen immer umfangreichere und realitätsnähere Simulationen von Prozessen und Anlagen. Ebenso steigt die Komplexität verfahrenstechnischer Anlagen und deren Steuerungen. Um mit dieser Entwicklung Schritt zu halten ist es notwendig, die Schulung der Anlagenbedienenden an diese Gegebenheiten anzupassen. Die Kanzler Verfahrenstechnik GmbH entwickelt und errichtet prozesstechnische Anlagen auf der ganzen Welt und ist dabei auch für die Ausbildung der Anlagenbediener*innen verantwortlich. Der bisherige Prozess sieht vor, auf Basis eines Frontalvortrags und Erklärens einzelner Anlagenfunktionen, den Bedienenden ein möglichst genaues Bild der Anlage und der damit verbundenen Gefährdungen, stofflicher oder physikalischer Natur, zu vermitteln. Die Sprachbarriere sowie die nur eingeschränkt vorhandenen Möglichkeiten, diese Gefährdungen im realen Betrieb zu zeigen, veranlassen das Unternehmen dazu, einen alternativen Schulungsprozess zu suchen. Die Integration eines digitalen Zwillings als Schulungsobjekt ist daher eine naheliegende Lösung, die im Lauf dieser Arbeit auf ihre Anwendbarkeit im Unternehmensumfeld überprüft wird. Die Imitation einzelner Komponenten als virtuelles Funktionsmodell einer Anlage soll den Anlagenbediener*innen ein besseres Situationsbewusstsein verschaffen, um die unzähligen Funktionen und Zustände jederzeit verstehen und nachvollziehen zu können und im Falle des Falles eine Gefahrensituation bereits in der Entstehung zu unterbinden. Um einen digitalen Zwilling erfolgreich in die Unternehmenstätigkeit zu integrieren, werden am Ende dieser Arbeit einige Rahmenbedingungen definiert, die es zu beachten gilt. Ebenso sind weitere Anwendungsgebiete die einen Mehrwert für das Unternehmen bieten in den abschließenden Betrachtungen nachzulesen.

Setting up a measurement system capable of automatically measuring low resistance plated via holes of unpopulated circuit boards during a reliability test is the goal of this thesis. It should be possible to carry out up to 30 resistance measurements at the same time, while the circuit boards are stored in a climatic chamber to carry out a thermal cycling test. In addition, the measuring system must provide a measuring current of 1A trough the plated via holes. The focus was to find a suitable low resistance measurement method and an appropriate circuit scheme for switching between several circuit boards. In addition, attention was paid to scalability to increase the number of measurements if necessary. Furthermore, a user interface should simplify and track the control of the measurement. During the investigation, the constant-current method combined with the four-wire measurement method is best suitable for the use case, as shown in Section 2.1 and Section 3.2. The constant-current method was implemented with an external current source and a voltmeter, as described in Subsection 2.1.1. The voltage drop across the plated via holes, which occurs because of the provided current flow of the constant current source, is measured with the voltmeter. The current in series to all DUTs circuit switching applications was chosen to implement the measurement system, as explained in Paragraph 6.1.1.1. Due to the measurement methods and circuit applications investigated in the thesis as well as the practical presentation of the measurement system, it is possible to carry out automated low resistance measurements on plated via holes of circuit boards.

Industrielle Steuerungssysteme und somit die Operational Technology (OT) werden immer verletzlichere Angriffsziele. Da Industrieanlagen, ebenso Tunnelanlagen, größtenteils mit der Office-IT vernetzt sind und häufig auch eine Verbindung zum Internet aufweisen, besteht ein Fernzugriff, der ausgenutzt werden kann. Zusätzlich besteht die Möglichkeit, dass ein Eindringen über die physischen Schnittstellen stattfindet. Daher müssen für einen gesamtheitlichen Schutz entsprechende OT-Security-Prozesse angewendet werden. Das Ziel dieser Arbeit ist die Verbesserung der zurzeit von der Dürr Austria GmbH verwendeten OT-Security-Prozesse in Tunnelsteuerungssystemen. Dazu werden die Informationssicherheit, mögliche Attacken und Angreifer*innen, sowie anwendbare Normen und Standards evaluiert. Der Fokus liegt dabei auf der IEC 62443, der Norm für die IT-Sicherheit für Netze und Systeme. Die zurzeit angewendeten OT-Security-Prozesse werden definiert und darauf aufbauend Optimierungen aus den anwendbaren Teilen der IEC 62443 analysiert. Weitere Security-Maßnahmen werden mithilfe von ergänzenden Standards erforscht. Als Resultat werden die gefundenen Verbesserungsmaßnahmen zusammengeführt, um eine Integration in die Prozesse zu ermöglichen. Auf dieser gesamtheitlichen Basis wird das Defense-in-Depth-Modell definiert. Die Ergebnisse dieser Arbeit werden in den bestehenden Informationssicherheitsprozess des Unternehmens betreffend der Tunnelsteuerungssysteme integriert.

Ein stetig steigender Flexibilitätsgrad von Automatisierungsanlagen bringt häufig Problemstellungen bei der Realisierung dieser Anlagen mit sich. Grund hierfür sind häufig komplexe Wirkmechanismen oder eine nicht anwenderfreundliche Nutzung aller inkludierten Komponenten. Die Verwendung des Digitalen Zwillings und dessen Vorteile, wie die virtuelle Inbetriebnahme, sind daher für flexible Automatisierungssysteme nur mit erhöhtem Aufwand zu entwickeln bzw. einzubinden. Das Ziel der Masterarbeit ist es das komplexe Ineinanderwirken von Komponenten anhand eines praktischen Anwendungsfalles aufzuzeigen und mittels Konzeptmodell und anschließender Ausarbeitung Lösungsansätze zu generieren, um den vorteilhaften Nutzen eines zu erstellenden Digitalen Zwillings zu ermöglichen. Um das Ziel zu erreichen, erfolgte eine konzeptionelle Ausarbeitung einer Systemarchitektur aller inkludierten Komponenten, die Entwicklung eines Prozessmodells und die praktische Umsetzung des Gesamtsystems bestehend aus einem Roboter, Steuerungskomponenten und dem dazugehörigen Digitalen Zwilling. Das Resultat der praktischen Ausarbeitung zeigt, dass der Digitale Zwilling von flexiblen Prozessen Vorteile wie die virtuelle Inbetriebnahme, die Reduktion von Stillstandszeiten, und ein erhöhtes Maß an Benutzerfreundlichkeit mit sich bringt.

Wegen der Reduzierung von fossiler Energieerzeugung und der zunehmenden Dezentralisierung durch erneuerbare Energiequellen, kommt es zu einschneidenden Umstrukturierungen des Stromnetzes. Um zukünftigen Umständen zu entsprechen, kommt dem Smart Meter eine zentrale Rolle zu und wird dementsprechend analysiert. Das Ziel dieser Masterarbeit ist es, den Smart Meter als Schnittstelle zwischen dem intelligenten Stromnetz und dem Endverbraucher zu nutzen und einen geeigneten Weg zu finden, um Smart Metering einzubinden. Diesbezüglich erfolgt eine Gegenüberstellung, basierend auf dem bewährten mechanischen Zähler mit elektronischen Zählern. Jenes beruht auf Messungen durch eine Integrierung von ohmschen und induktiven Verbrauchselementen. Bei Kundenanlagen mit erhöhtem Lastverbrauch kann der standardmäßige Smart Meter nicht eingesetzt werden und es braucht alternative Implementierungsmöglichkeiten. Bezogen auf Smart Metering werden die umgebende Infrastruktur mit Kommunikationstechniken, die Datenverwertung und Visualisierungsmethodiken erläutert. Die Untersuchungsergebnisse zeigen, dass bei elektronischen Zählern die Anforderungen an die Messgenauigkeit gegeben sind. Zudem ist im Haushaltsbereich eine Messbereichserweiterung zu vermeiden und stattdessen Verfahren, basierend auf der Direktmessmethode, zu bevorzugen. Beim Smart Metering muss der Zählerzugriff derart erfolgen, dass eine umfassende Datenabfrage in Echtzeit erfolgt. Im Rahmen dieser Masterarbeit wird die Einsatzfähigkeit vom Smart Meter bewertet. Darüber hinaus wird beschrieben, wie Smart Metering in einem intelligenten Stromnetz eingebettet werden kann.

Enterprise-Resource-Planning-Systeme (ERP-Systeme) sind in der heutigen Zeit kaum aus produzierenden Unternehmen wegzudenken. Sie werden z. B. für die Erfassung von Kundendaten, für das Bestellwesen oder auch für die Lagerverwaltung verwendet. Allerdings sind ERP-Systeme auch meist mit hohen Anschaffungskosten und einem aufwändigen Wartungsaufwand verbunden. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, aufzuzeigen, in welcher Form Funktionen eines ERP-Systems durch Anwendungen und Verknüpfungen von Office- und CAD-Programmen ersetzt werden können. Um diese Frage zu beantworten, wird ein Konzept zur Abbildung der Systemfunktionen auf Basis des bestehenden Projektmanagementprozesses der Agrotel GmbH erstellt. Aufgrund der Ergebnisse der theoretischen Untersuchung werden die Funktionen eines ERP-Systems und deren Einsatzbereiche dargestellt. Basierend auf den Erkenntnissen aus dem theoretischen Teil werden verschiedene Anwendungen für die Bereiche Vertrieb, Einkauf, Technik, Produktionsplanung und Dokumentenmanagement unter Verwendung der Programmiersprache VBA in Excel und dem CAD-System Autodesk Inventor entwickelt. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass die im Rahmen dieser Masterarbeit entwickelten Anwendungen abbildbar sind und auch in der Praxis in kleinen Unternehmen eingesetzt werden können.