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.