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.

Nach wie vor verzeichnet die E-Mobilität einen stark ansteigenden Marktanteil in Europa, sowie im Rest der Welt. Um einen sicheren Umgang mit dieser Technologie gewährleisten zu können, ist es notwendig sich mit sämtlichen Sicherheitsaspekten der E-Mobilität auseinander zu setzen. Wesentlich dabei ist jene Komponente, die den Energieinhalt für den Elektroantrieb und andere Verbraucher bereitstellt, nämlich die Hochvoltbatterie, welche auch als Traktionsbatterie bezeichnet wird. Gerade diese Komponente stellt aufgrund des hohen Energieinhalts eines der größten, wenn nicht das größte Gefahrenpotential der Elektromobilität dar. Um einen speziellen Fehlerfall, nämlich das Kurzschlussverhalten einer Hochvoltbatterie besser analysieren zu können und schon in der Entwicklungsphase sämtliche Sicherheitsmechanismen zu optimieren bzw. zu validieren, hat die hier vorliegende Masterarbeit die Zielsetzung, einen sich beim Unternehmen Green Testing Lab befindlichen Kurzschlussprüfstand technologisch zu optimieren, weiterzuentwickeln und diesen in einer Simulation abzubilden. Dieser Kurzschlussprüfstand dient dazu, um in einer für den Menschen sicheren Umgebung gezielt Kurzschlüsse an Hochvoltbatterien herbeizuführen und die Zuverlässigkeit von darin enthaltenen Sicherungselementen zu erproben. Dazu soll eine geeignete Möglichkeit gefunden werden, um Kurzschlussströme sicher schalten und mit hoher Abtastrate im MHz-Bereich sinnvoll und korrekt erfassen zu können. Ein weiteres wesentliches Ziel ist es, eine Simulation des gesamten Testaufbaus inklusive der zu prüfenden Batterie zu entwickeln, welche es ermöglichen soll bei zukünftigen Tests das Auslöseverhalten bereits im Vorhinein besser abschätzen und somit das Gesamtverhalten besser bewerten zu können. Die Ergebnisse dieser Arbeit sollen zu einer effizienteren Validierung von Batteriesystemen beitragen.

In produzierenden Unternehmen gehören Enterprise-Resource-Planning-Systeme (ERP-System) und Computer-Aided-Design-Systeme (CAD-Systeme) zu den unverzichtbaren Bestandteilen des digitalen Produktentstehungsprozesses. CAD-Systeme dienen zur Konstruktion und Entwicklung neuer Produkte, während ERP-Systeme das Management von Ressourcen, die für die Produktion dieses Produktes benötigt werden, übernehmen. Um ein Produkt fertigen zu können, wird es im CAD-System modelliert und anschließend im ERP-System als ERP-Artikel angelegt. Der ERP-Artikel enthält die zentralen Artikelstammdaten wie Abmessungen, Materialien und Fertigungslisten des Produktes. Gerade in vielen kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) erfolgt die Übergabe der Artikelstammdaten zwischen CAD- und ERP-System immer noch manuell, was den Entwicklungsprozess verlangsamt und die Fehleranfälligkeit beim Erstellen eines ERP-Artikels erhöht. Ziel dieser Arbeit ist daher die Entwicklung einer Schnittstelle zwischen dem CAD-System Solid Edge und dem ERP-System Abas ERP, die als anwendungsspezifische Erweiterung (Add-in) direkt in Solid Edge integriert wird. Grundlage hierfür ist die Nutzung der Solid-Edge-Application-Programming-Interface (API), über die Modellinformationen automatisiert ausgelesen und für die Erstellung von ERP-Artikeln aufbereitet werden. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass eine automatisierte CAD/ERP-Integration die Produktentstehungsphase deutlich verkürzt und die Datenqualität verbessert. Außerdem zeigen die Ergebnisse, dass das CAD-System über die API flexibel und unternehmensspezifisch erweitert werden kann.

The growing adoption of photovoltaic (PV) systems and battery storage in residential areas presents new challenges in optimizing household energy management. Traditional systems often fail to efficiently coordinate energy flow among PV generation, battery storage, and consumption, especially under variable weather and fluctuating demand. This research aims to develop a simulation-based energy management system that maximizes self-consumption of renewable energy through intelligent control algorithms and smart scheduling. The project includes the creation of a configurable simulation framework to test various system parameters, device configurations, and weather conditions. Key objectives include optimizing energy distribution, scheduling high-power loads, and producing data-driven reports to evaluate system performance over defined timeframes. The theoretical framework explores energy modelling, weather impact, optimization strategies, and the role of model-based engineering. The practical component validates the system using real weather data, simulates household consumption patterns, and benchmarks algorithm performance. This work contributes to the advancement of smart energy systems by offering a scalable solution for increasing renewable energy self-consumption in private households.

Eine steigende Anzahl kleiner und mittlerer Unternehmen (KMUs)ist von Cyberangriffen bedroht. Die Erkennung solcher Angriffe im Netzwerkverkehr bleibt eine Herausforderung, insbesondere in Umgebungen mit begrenzten Ressourcen. In dieser Masterarbeit wird ein KI-basiertes System zur Erkennung von Cyberangriffen, insbesondere von DoS-Angriffen, vorgeschlagen. Dazu wird ein neuronales Netz mit Open-Source-Daten wie CICIDS2017 sowie selbst erzeugten Daten trainiert und angewendet, um Anomalien im Netzwerkverkehr zu identifizieren, die auf potenzielle Cyberangriffe hindeuten könnten. Das KI-Modell wird mittels der Reinforcement-Learning-Methode trainiert. Das experimentelle Design priorisiert die Umsetzbarkeit mit begrenzten technischen Ressourcen, sodass die Setups ohne industrielle Infrastruktur implementiert werden können. Es werden drei experimentelle Setups implementiert, um die Effektivität des KI-Modells zu testen. Das erste Experiment verwendet eine softwarebasierte Simulation, die synthetischen Netzwerkverkehr erzeugt. Ein proxybasiertes Setup erstellt einen virtuellen Server, Client, Analysator und Requester. Hieraus resultiert eine Simulationsumgebung, welche auf Standard-Consumer-Hardware replizierbar ist und sich zum Testen der Anomalie-Erkennungs-fähigkeiten des neuronalen Netzes eignet. Im zweiten Experiment wird ein hardwarebasierter Ansatz mit drei Laptops durchgeführt: Einer fungiert als Server, der ein herunterladbares PDF hostet, ein anderer simuliert Client-Verkehr einschließlich DoS-Verhalten durch Generierung hochfrequenter Anfragen und der dritte erfasst und analysiert den Verkehr mithilfe des KI-Modells.Im dritten Experiment wird dieses Setup durch Variation der angefragten Webseiten erweitert, wodurch vielfältigere Verkehrsmuster und komplexere Szenarien für das neuronale Netz entstehen. Die Ergebnisse zeigen, dass sich ein KI-gestütztes Anomalie-Erkennungssystem mit Standard-Consumer-Hardware entwickeln lässt. Die vorliegende Arbeit untersucht die Limitationen und das Potenzial dieser Methode und bietet KMUs, die die Implementierung unabhängiger, KI-gestützter Angriffserkennungssysteme anstreben, eine fundierte Grundlage.

Diese Masterarbeit untersucht die Optimierung interner Transportwege sowie die Verbesserung der Prozesstransparenz durch den Einsatz von Radio-Frequency-Identification-(RFID)-Technologie am Beispiel der Springer Maschinenfabrik GmbH. Das Projekt wurde durch die Einführung einer neuen Laserschneidanlage angestoßen, welche den Materialfluss des Unternehmens grundlegend veränderte und eine umfassende Neugestaltung der Lagerlogistik erforderte. Ziel dieser Arbeit ist es, bestehende Transportprozesse zu analysieren, Ineffizienzen zu identifizieren und praxisnahe Maßnahmen zur Steigerung der Gesamteffizienz zu entwickeln. Auf Basis detaillierter Datenerhebungen, Transportprotokolle und Prozessanalysen wurde ein neues Lagerlayout nach einem Vier-Zonen-Konzept entworfen. Diese Struktur ermöglicht eine klare Trennung zwischen Wareneingang, Lagerung, Kommissionierung und Bereitstellung, was zu kürzeren Transportwegen, reduzierten Suchzeiten und einer erhöhten Prozesssicherheit führt. Ein weiterer zentraler Bestandteil der Arbeit ist die konzeptionelle Entwicklung einer RFID-basierten Lösung für die automatisierte Erfassung und digitale Dokumentation von Materialbewegungen. Durch die Integration dieser Technologie entsteht durchgängige Transparenz, welche zukünftige Automatisierungsschritte und eine zuverlässige Bestandsführung ermöglicht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich durch eine Kombination aus organisatorischen, strukturellen und technologischen Maßnahmen erhebliche Effizienzsteigerungen realisieren lassen – ohne zusätzlichen Personalbedarf. Die Arbeit schließt mit praxisorientierten Empfehlungen für die operative Umsetzung und schafft eine Grundlage für die schrittweise Digitalisierung der innerbetrieblichen Logistik hin zu einer vernetzten, datengetriebenen Produktionsumgebung.

The importance of alternative fuel concepts is increasing due to environmental and emission regulations. Zero emissions mobility as major purchase intention gives Proton Exchange Membrane fuel cells concepts a significant influence in future vehicle market. The higher demand for PEM-Fuel-Cells necessitates a transformation from small series manufacturing processes to large series producing processes. Especially the unique requisition for proper material and cleanness can significantly influence the lifetime of PEM-Fuel-Cells. The aim of this master’s thesis is to conduct a feasibility study of a serial cleaning process for PEM-Fuel- Cell systems. For this purpose, cleanness requirements are investigated, the state-of-the-art assembling is analysed and then compared with already existing cleaning processes definitions. The conclusions are defined, monitorable and executable cleanness regulations for fuel cell applications. The result of this master’s thesis is a guideline to include a fuel cell cleaning process into a mass assembling process. The investigated allowable ambient conditions and cleanness regulations allow customers the ability to arrange an assembly line to ensure a required durability of fuel cell systems.

In der global tätigen Unternehmensgruppe SSI Schäfer stellt der Standort Graz das Kompetenzzentrum im Bereich der Kleinfördertechnikanlagen dar. Die essenziellen Aufgaben der MitarbeiterInnen aus den Planungsbereichen besteht in der Auslegung von Logistiksystemen, im Hinblick auf Materialfluss und Durchsatz. Derzeit obliegen diese Auslegungen nur erfahrenen MitarbeiterInnen, da viel Fachwissen erforderlich ist. Gerade im vielfältigen Bereich der Informationslogistik zeigte sich im Unternehmen eine Vernachlässigung. Prozesse, die sich auf die Steuerung dieser Informationsverarbeitung beziehen, wie Materialfluss- und Durchsatzberechnungen, waren nicht vorhanden. Dabei sind gerade diese praktischen Anwendungen bei enger Zusammenarbeit zwischen Unternehmen und auch innerhalb eines Unternehmens für die MitarbeiterInnen sehr wichtig. Es muss sichergestellt werden, dass projektspezifisch die richtigen Informationen zur Verfügung gestellt werden und somit ein unnötiger Informationsfluss vermieden wird. Alle Projektbeteiligten sollen diese Informationen erhalten, welche für die Auslegung der idealen Fördertechnikkomponenten erforderlich sind, um diese im weiteren Verlauf richtig verarbeiten und interpretieren zu können. Ziel dieser Masterarbeit ist die Entwicklung und Implementierung eines Grenzdurchsatzberechnungstools, mit dem alle MitarbeiterInnen, unabhängig von deren Erfahrungsstand Logistiksysteme auslegen können. Für die Erreichung dieses Ziels, wurden zu Beginn die Abhängigkeiten der unterschiedlichen Fördererelemente in Bezug auf deren Einflussfaktoren und empirisch ermittelten Parametern untersucht. Danach wurden mittels mathematischer Berechnungen die jeweiligen Takt- und Zykluszeiten errechnet, um daraus in weiterer Folge die technischen Durchsätze ableiten zu können. Diese wurden im Anschluss an die Berechnungen in ein XML-Modul übertragen, welches in das vektororientierte Zeichenprogramm AutoCAD Architecture eingebunden wurde. Das Ergebnis der Arbeit ist ein, in AutoCAD visualisiertes, performance-calculation-tool (PEC), welches über einen automatischen Updateprozess global auf allen Planungs-Workstations der Fa. SSI Schäfer zur Verfügung gestellt wird. In der praktischen Anwendung bringt dies für das Unternehmen einige Vorteile mit sich. Zum einen trägt es wesentlich zur Steigerung der Planungssicherheit bei, da hier Erfahrungswerte kompakt und automatisch in die Berechnungen integriert werden. Zum anderen erhöht dieses Tool wesentlich die Schnelligkeit in den Verarbeitungsprozessen, was bei den MitarbeiterInnen Ressourcen für andere wichtige Aufgaben im Projekt schafft.

Die vorliegende Arbeit gibt einen Einblick in die Programmierung fahrerloser Transportsysteme mithilfe des Robot Operating Systems. Das ursprünglich für Forschungszwecke erstellte System wurde weiterentwickelt, um den hohen Anforderungen der Industrie gerecht zu werden. Eine für die Zukunft relevante Eigenschaft, um fahrerlose Transportsysteme effizient einzusetzen, ist die Echtzeitfähigkeit. In dieser Arbeit wird die Echtzeitfähigkeit von ROS 1 sowie von ROS 2 untersucht. Zu diesem Zweck werden im einleitenden theoretischen Teil die Grundlagen zu diesem Fachgebiet geklärt. Hierzu werden die Themen Robot Operating System, Echtzeitfähigkeit sowie Informationen zu den verwendeten Komponenten bearbeitet. Im praktischen Teil der Arbeit wurde zu Beginn der Testaufbau erarbeitet, gefolgt von der Programmierung der Latenzzeitmessungen. Um Rückschlüsse auf die Echtzeitfähigkeit des Systems zu ziehen, wurden die Messungen hinsichtlich der Eigenschaften Rechtzeitigkeit, Zuverlässigkeit sowie Gleichzeitigkeit durchgeführt. Das Robot Operating System 2 bietet eine Vielzahl an Konfigurationsmöglichkeiten, die die Echtzeitfähigkeit beeinflussen können. Um eine gewichtige Aussage tätigen zu können, wurden neben ROS 1 sechs Varianten von ROS 2 untersucht. Abschließend werden die Messungen analysiert und auf Basis dessen wird eine Aussage zur Echtzeitfähigkeit des Robot Operating Systems getroffen.

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.