Eine zuverlässige Zustandsüberwachung ist eine wichtige Voraussetzung für die vorausschauende Instandhaltung in industriellen Fertigungsumgebungen, doch viele Maschinenkomponenten werden nach wie vor ohne kontinuierliche Überwachung betrieben. Diese Lücke ist besonders relevant für Komponenten von Schaumdosieraggregaten, bei denen unerwartete Ausfälle die Produktion stören und eine systematische Wartungsplanung behindern können. Diese Arbeit befasst sich mit diesen Mängeln, indem sie eine durchgängige Zustandsüberwachungskette entwickelt und validiert, die Vibrationssignale zusammen mit Prozessdaten wie Druck und Temperatur erfasst, diese auf einem Edge-Gerät vorverarbeitet und für eine skalierbare cloudbasierte Analyse vorbereitet. Die Architektur integriert IEPE-Vibrationssensoren mit der strukturierten Erfassung digitaler und analoger Maschinendaten. Alle Signale werden über ein spezielles SPS-Modul zur Zustandsüberwachung erfasst, wodurch eine deterministische Vorverarbeitung, einheitliche Zeitstempel und synchronisierte Datenflüsse gewährleistet sind. Ein zentraler Beitrag ist ein modularer, einsatzunabhängiger Daten Konnektor, der REST- und MQTT-Kommunikation unterstützt und automatisch Asset- und Mapping-Identifikatoren verwaltet, wodurch eine flexible Integration in heterogene industrielle Umgebungen ermöglicht wird. Um eine systematische Bewertung unabhängig von Produktionsbeschränkungen zu ermöglichen, werden synthetische Datensätze generiert, die realistisches Betriebsverhalten, allmähliche Verschlechterungsverläufe und definierte Ausfallmerkmale nachbilden. Ein interaktives Dashboard unterstützt die Zeitreihenprüfung, die Schwellenwertkonfiguration und die automatisierte Ereigniserkennung vor Ort, während die IoT-Cloud-Plattform Senseye eine skalierbare Zeitreihenaufnahme, ein strukturiertes Anlagenmanagement und eine zentralisierte Bewertung von Zustandsentwicklungen ermöglicht. Die Ergebnisse zeigen, dass der Prototyp heterogene Zustandsüberwachungsdaten zuverlässig erfasst, synchronisiert und überträgt und so eine kohärente Informationsebene schafft, die für diagnostische Bewertungen und zukünftige Vorhersagemodelle geeignet ist. Die Architektur bildet eine technische Grundlage für die Implementierung von Zustandsbewertungen auf Komponentenebene und für die Bewertung der Kompromisse zwischen Edge- und Cloud-Computing. Insgesamt liefert die Arbeit einen übertragbaren und skalierbaren Entwurf für Unternehmen, die den Übergang von reaktiver Wartung zu datengestütztem Reliability Engineering anstreben.

Die Transformation des Energiesektors ist essenziell für Österreichs Ziel, bis zum Jahr 2040 Klimaneutralität zu erreichen. Der beschleunigte Ausbau erneuerbarer Energien erfordert einen zusätzlichen Lastenausgleich zwischen Stromverbrauch und -erzeugung, wobei Energiespeicherung, insbesondere thermische Speicherung, ein zentrales Element darstellt. Der Aquifer Thermal Energy Storage (ATES) gewinnt als Technologie zur saisonalen Speicherung großer Wärmemengen zunehmend an Bedeutung, ist jedoch in Österreich noch nicht technologisch oder markttechnisch etabliert. Diese Arbeit untersucht die Grundlagen der thermischen Energiespeicherung und der ATES-Technologie mit Schwerpunkt auf ihrer Integration in Fernwärmenetze. Sie bewertet das Potenzial von ATES in einem konkreten Anwendungsfall, anhand des Projektes ATESREF, welches die Implementierung einer solchen Speicherlösung im Raum Fürstenfeld untersucht, unter Verwendung der Modellierungssprache Modelica und der Simulationsumgebung Dymola. Die Arbeit umfasst die Erstellung eines Basismodells des Fernwärmenetzes mit integriertem ATES. Die übergeordneten Ziele des Projektes sind die Bewertung der Machbarkeit der ATES‑Integration, die Ermittlung optimaler Betriebsstrategien sowie die Bewertung der Auswirkungen auf die Effizienz und Nachhaltigkeit des Netzes. Die Ergebnisse der Simulation liefern Erkenntnisse über das thermische Verhalten des ATES-Systems und tragen zur Wissensbasis für den Einsatz von ATES bei, während sie gleichzeitig entscheidende Informationen für Entscheidungen über dessen Rolle in nachhaltigen Energiesystemen liefern und damit die Grundlage für die Erreichung der Ziele des Projektes darstellen.

Die autonome Robotik in der Forsttechnik stellt aufgrund des unwegsamen Terrains und der dynamischen Umweltbedingungen hohe Anforderungen an die eingesetzten Sensoren. Standardmethoden wie Light Detection and Ranging (LiDAR), Kameras oder Ultraschallsensoren stoßen insbesondere bei dichtem Unterbewuchs an ihre Grenzen, da diese Hindernisse oft schwer zu detektieren sind. Eine zuverlässige Navigation unter diesen Bedingungen erfordert daher alternative Sensoransätze, die robust und kosteneffizient sind. In dieser Arbeit soll ein kraftsensitives Stoßstangensystem für den mobilen Roboter AgileX Scout entwickelt und getestet werden. Dieses Stoßstangensystem dient als taktiler Sensor, der durch Widerstandsmessung erkennt, ob der Roboter sicher weiterfahren kann oder seine Route anpassen muss. Das entwickelte System soll langfristig ein Bestandteil einer umfassenden autonomen Lösung für die Forstinventur sein. Ein zentrales Ziel ist es, mit dem entwickelten System ein Teilgebiet des Lehrforsts der BOKU autonom zu scannen und daraus einen digitalen Zwilling des Waldstücks zu erstellen. Dabei soll untersucht werden, wie effektiv die kraftsensorbasierte Navigation zur Erfassung forstlicher Bestandsdaten eingesetzt werden kann. Diese Masterarbeit liefert ein funktionsfähiges Konzept für ein kraftsensitives Stoßstangensystem, das eine robuste Navigation autonomer Forstroboter in schwierigem Gelände ermöglicht. Durch die Umsetzung im Lehrforst der BOKU soll gezeigt werden, dass sich die entwickelte Technologie zur autonomen Erfassung von Forststrukturen eignet. Die Forschungsergebnisse sollen die Grundlage für weiterführende Studien zur taktilen Wahrnehmung in der Forstrobotik schaffen und neue Ansätze für kosteneffiziente Sensorik in unstrukturierten Umgebungen liefern.

Diese Masterarbeit behandelt die Modernisierung bestehender Plasmabrennschneidanlagen durch die Entwicklung eines leichteren Portalrahmens zur Steigerung der Leistungsfähigkeit. Viele dieser Anlagen sind seit Jahren im Einsatz und aufgrund ihrer hohen Eigenmasse in Beschleunigung und Schneidgeschwindigkeit begrenzt, was zu erhöhten Prozesszeiten und Betriebskosten führt. Ziel ist es, die Effizienz der Anlage durch eine Reduktion der bewegten Masse und damit eine höhere Beschleunigungsfähigkeit zu erreichen. Dazu werden verschiedene Materialvarianten – Stahl, Aluminium und kohlenstofffaserverstärkter Kunststoff – hinsichtlich Steifigkeit, Gewicht, Herstellkosten und Umsetzbarkeit verglichen. Auf Basis dieser Bewertung wurde ein Prototyp aus Stahl gefertigt und experimentell untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Erhöhung der Beschleunigung von 4,9 m/s2 (0,5 G) auf 29,43 m/s2 (3 G) die Prozesszeiten deutlich reduziert. Der wirtschaftliche Nutzen hängt jedoch stark vom Schneidverfahren und der Anlagenauslastung ab. Während beim Plasmaschneiden nur geringe Einsparungen erzielt werden, zeigen Laserschneidanlagen ein höheres Potenzial, Grund dafür sind die deutlich höheren Schnittgeschwindigkeiten bei geringen Blechstärken. Insgesamt bestätigt die Arbeit, dass eine gezielte Gewichtsreduktion die Dynamik und Effizienz bestehender Systeme signifikant verbessert und eine Grundlage für die Weiterentwicklung moderner Portalstrukturen bildet.

Insbesondere vor dem Hintergrund der zunehmenden Ausrichtung moderner Produktionsumgebungen auf Industrie 4.0, intelligente Systemintegration und durchgängige Vernetzung erfordern industrielle Kammeröfen hochzuverlässige und sichere Automatisierungslösungen. Viele bestehende Anlagenverfügen jedoch nicht über skalierbare Steuerungskonzepte, die eine fortschrittliche Brennersteuerung, dezentrale Kommunikation sowie validierte funktionale Sicherheit unterstützen. Diese Arbeit adressiert diese Lücke durch die Entwicklung einer umfassenden Steuerungs- und Sicherheitsarchitektur für ein industrielles Kammerofensystem auf Basis der Siemens SIMATIC SPS-Technologie.Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein bestehendes Kammerofen-Automatisierungssystem, das seit 2018zuverlässig betrieben wird, detailliert analysiert. Die dabei gewonnenen Betriebserfahrungen bilden die Grundlage für die Konzeption und Implementierung eines erweiterten, SPS-basierten Automatisierungskonzepts für einen zweiten Kammerofen. Dessen Inbetriebnahme ist für Anfang desnächsten Jahres vorgesehen. Die Systemarchitektur beider Öfen umfasst SPS-CPUs, dezentrale Peripheriemodule und eine Brennersteuerungseinheit sowie weitere Komponenten. Diese sind über die industriellen Kommunikationsprotokolle PROFINET und PROFIBUS miteinander vernetzt. Das Automatisierungskonzept beinhaltet fortgeschrittene Regelungsstrategien, darunter Verbrennungsluftdruck Regelung, Rekuperatoren Regelung und Ofentemperatur Regelung für insgesamt 25 Brenner. Ein zentraler Schwerpunkt der Arbeit liegt auf der Entwicklung eines Sicherheitskonzepts für den Ofen. Dieses deckt kritische Betriebsphasen wie Vorspülung, Dichtheitsprüfung und Ofen-start gemäß EN 746-2ab. Die Sicherheitsfunktionen wurden unter Verwendung unternehmensinterner SIL-Berechnungen entworfen und validiert, die den relevanten Normen entsprechen Diese Berechnungen wurden abschließend vom TÜV sowie vom Auftraggeber formell freigegeben. Die Ergebnisse zeigen, dass das vorgeschlagene SPS-basierte Konzept die Betriebssicherheit, die Diagnostikfähigkeit sowie die Normenkonformität erheblich verbessert und eine robuste, zukunftsfähige und mit Industrie 4.0 kompatible Automatisierungslösung für moderne Kammerofensysteme bereitstellt.