Produktionswirtschaftliche Beschreibungs- und Optimierungsmodelle für die Wertstoffsortierung. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - XVII, 273 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2013
In den letzten dreißig Jahren hat sich die Entsorgungswirtschaft in Deutschland grundlegend gewandelt. Insbesondere mit der Einführung des Dualen Systems wurden Sortierprozesse immer wichtiger. Ziel war es von nun an, die Verpackungsabfälle in möglichst sortenreine Wertstofffraktionen zu trennen, die als Sekundärrohstoffe weiter vermarktet werden sollen. Während dazu auf verfahrenstechnischer Seite eine Vielzahl technischer Anlagen, mit denen eine nahezu sortenreine Abtrennung möglich ist, entwickelt worden sind, existierten in der Betriebswirtschaftslehre bislang nur wenige lückenhafte Ansätze, die sich mit Abfallsortierprozessen auseinandersetzen, sie beschreiben oder ökonomisch optimieren. Die vorliegende Arbeit leistet einen Beitrag, diese Forschungslücke ein Stück weit zu schließen und liefert ein betriebswirtschaftliches Entscheidungsmodell für Sortierprozesse. In Teil I werden konzeptionelle Grundlagen erarbeitet, die u. a. eine betriebswirtschaftliche Definition und die Einordnung der Wertstoffsortierung in das allgemeine Kreislaufmodell enthalten. Sie umfassen zudem auch eine umfassende Auseinandersetzung mit dem Verpackungsabfallgemisch als wichtigstem Faktor des Prozesses. Es wird ein innovativer Ansatz zur Messung von Vermischung vorgestellt. Eine aktivitätsanalytische Untersuchung der Prozessstrukturen erfolgt in Teil II. Hier wird anschließend die Strukturanalogie von Sortier- und Transportprozessen genutzt und darauf aufbauend ein deterministisches Grundmodell für Sortierprozesse entwickelt. Dieses Modell wird in Teil III evaluiert und um stochastische Aspekte erweitert. Mit diesem Modell wurde eine betriebswirtschaftliche Basis zur Beschreibung und Optimierung von Sortierprozessen geschaffen, die zur Simulation, Planung und Steuerung der Prozesse eingesetzt werden kann.
Seltene Erdmetalle : Gewinnung, Verwendung und Recycling. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau. - 247 S.. - (Berichte aus der Biomechatronik ; 10) ISBN 978-3-86360-093-8
Literaturverz. S. 197 - 205
Das vorliegende Buch gibt ausgehend von der Struktur, den physikalischen und chemischen Eigenschaften der Seltenen Erdmetalle eine umfassende Übersicht der ständig an Bedeutung wachsenden Anwendungs- und Einsatzmöglichkeiten, dem Vorkommen und der außerordentlich bedeutsamen Recyclingmaßnahmen der Elemente. Eine Vielfalt von Anwendungsfeldern der Seltenen Erden für die Volkswirtschaften wie der Einsatz als Legierungsmetalle zur Fertigung von Permanentmagneten für Windkraftanlagen, Hybridmotoren, Elektroantrieben, zur Herstellung von Leuchtstoffen, Brennstoffzellen, Batterien, Energiesparlampen, als Bestandteile für Farb- und UV-Filter, Stabilisatoren von Keramiken und ihre Anwendung in der Medizin (Pharmazeutika, Diagnosemittel u. a.) werden diskutiert. Ausführlich wird auf die Fragen der Erzgewinnung, -aufarbeitung wie Aufschlussverfahren, Trennung der Seltenen Erden sowie ihre Gewinnung als Metalle eingegangen. Neben analytischen Fragestellungen zur Identifizierung werden gleichermaßen ökologische und toxikologische Probleme abgehandelt. Das Buch soll vor allem Ingenieur-, Wirtschafts- und Politikwissenschaftler sowie Wirtschaftsunternehmen für die außerordentliche strategische Bedeutung der Seltenen Erden mobilisieren.
Lastmanagement privater Letztverbraucher zwischen Energiemarkt und Smart Grid. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - XII, 140 S.. - (Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik (IBEGA) ; 11) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2013
ISBN 978-3-86360-095-2
Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=23674
Der Systemwechsel von konventioneller, nachfrageorientierter Erzeugung hin zu angebotsabhängigem Verbrauch wirft die Frage nach einer Beteiligung privater Verbraucher auf, die in 2011 mit einem Gesamtanteil von 26% des Bedarfs an elektrischer Energie in Deutschland eine entscheidende Rolle spielten. Die vorliegende Arbeit untersucht die Flexibilisierung der Last "privater Letztverbraucher" mittels variabler Tarifierung und deren Anwendung als Methode im System Smart Grid. Mit Blick auf den Stand der Forschung bezüglich technischer und ökonomischer Hintergründe wird die Frage nach der Integration privater Letztverbraucher in die Netzbetriebsführung beantwortet. Dazu werden sowohl flexible Tarifierungen als auch Smart Metering als Voraussetzungen erläutert, sowie die Netzentwicklungskennzahl (GDI) als Klassifizierung der Entwicklungsstufe eines Smart Grids eingeführt. In einem Feldversuch werden die theoretischen Erkenntnisse auf ein Verteilernetz einer suburbanen Kleinstadt in Deutschland angewendet. Anhand der vorliegenden, realen Messdaten wird anschließend geprüft, ob Demand Side Management, welches sich auf variable Tarife stützt, die Anforderungen an ein Smart Grid in suburbanen und ländlichen Gebieten erfüllt.
Ein Beitrag der Informationstechnik zur strategischen Wissensplanung : Konzeption einer IT-Architektur und deren prototypische Realisierung. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - XX, 379 S.. - (Ilmenauer Schriften zu Wirtschaftsinformatik ; Band 1) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2013
ISBN 978-3-86360-099-0
Parallel als Online-Ausg. erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=24088
Materielle und finanzielle Ressourcen bilden die grundlegenden Faktoren für den Geschäftserfolg einer Organisation. Seit einigen Jahren hat sich das Wissen eines Unternehmens als zusätzlicher, werttreibender Faktor herauskristallisiert. Das sich hieraus ergebende Forschungsfeld der strategischen Wissensplanung legt den Fokus auf den zielgerichteten Umgang von Wissen in einer Organisation. Dabei werden wettbewerbsrelevante Wissensgebiete und deren strategische Ausrichtung identifiziert, um übergeordnete Unternehmensziele zu erreichen.Es zeigt sich, dass die strategische Wissensplanung und dementsprechend der strategische Umgang mit Wissen in der Praxis ein wichtiges Thema darstellen, eine intensive Beschäftigung aber nur bedingt erfolgt. Ein möglicher Hinderungsgrund ist die unzureichende Unterstützung durch IT-Lösungen, die den Planungsprozess aus der Wissensperspektive betrachten.In der Arbeit wird dieser Aspekt aufgegriffen und eine IT-Architektur entwickelt, die den Wissensplanungsprozess umfassend unterstützt. Es erfolgen zunächst ein Vergleich bestehender Konzepte und die Ableitung von Anforderungen an IT-basierte Systeme zur Unterstützung der strategischen Wissensplanung. Darauf aufbauend wird eine IT-Architektur mit ihren Komponenten und Schnittstellen entworfen. Die Realisierbarkeit der IT-Architektur wird durch die Entwicklung eines Prototyps und einer praxisorientierten Fallstudie dargestellt.
Ein Beitrag zum modellbasierten Regelungsentwurf elektropneumatischer Applikationen. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - XVI, 228 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2014
Diese Arbeit stellt einen Überblick über die Funktionalität und Funktionsweise industrieller Regelungstechnik im Anwendungsfeld elektropneumatischer Applikationen dar. Das Ergebnis der physikalischen Modellierung beinhaltet Analogiebetrachtungen zu passiven Bauelementen der Elektrotechnik auf der Grundlage verallgemeinerter Zustandsgrößen. Dies führt zu einem leicht erweiterbaren, parameterlinearen aber dennoch nichtlinearen Zustandsraummodell. Am Beispiel eines experimentell bestimmten Datensatzes wurden verschiedene Methoden zur Schätzung bzw. Rekonstruktion der für die Regelung notwendigen Zustandsgrößen vorgestellt, geprüft und bewertet. Der Fokus der ausgewählten Methoden liegt vor allem darauf, brauchbare und insbesondere präzise (bzw. erwartungstreue) Schätzergebnisse auch unter vorhandenen Modellfehlern zu liefern. Der implementierte Zustandsschätzalgorithmus ist als fester Bestandteil der Reglerstruktur im Gesamtkonzept anzusehen. Durch die Verwendung einer Zustandstransformation und der sich daraus ergebenden E/A-Darstellung, konnte dem System eine integrale Streckencharakteristik aufgeprägt werden. In den üblichen Anwendungsfällen lässt sich so die Forderung nach stationärer Genauigkeit auch mit groben Modellierungsfehlern und ohne die Verwendung eines integralen Reglers oder gar einer Vorfilteradaption erreichen. Abschließend wurde gezeigt, dass auch der Vorgang eines Stofftransports in Form einer sich ergebenden Totzeit mit in das verallgemeinerte Streckenmodell integriert werden kann. Die Anwendbarkeit einiger in der Literatur existierender Methoden zur Modellierung einer Totzeit im Zeitbereich wurde entsprechend geprüft und beurteilt. Weil das entwickelte Regelungskonzept strukturell gleich für räumlich konzentrierte, wie auch für räumlich ausgedehnte Industrieanlagen aufgebaut sein soll, ist es wiederum wichtig eine dieser Totzeitapproximationsmethoden mit in den entworfenen Algorithmus aufzunehmen. Für den Gesamtregelkreis bedeutet das somit eine Erweiterung des Zustandsschätzsystems.
Konfiguration des hochschulseitigen Wissens- und Technologietransfers in Deutschland : eine situative Analyse. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - XXVI, 420 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2013
Forschung gilt als treibende Kraft nachhaltigen Wirtschaftswachstums in heutigen Wissensgesellschaften. Damit nehmen auch die Interaktionen zwischen Hochschulen und Industrie eine wesentliche Rolle zur Gewährleistung der Innovationskraft moderner Volkswirtschaften ein. Ein erfolgreicher Wissen- und Technologietransfer (WTT) erfordert neben geeigneten Forschungsergebnissen eine Reihe administrativer Aufgaben. Debackere/Veugelers (2005) nennen (1) den Aufgabenbereich "Vertragsbasierte Zusammenarbeit", der die Unterstützung der Wissenschaftler in rechtlichen, finanziellen und personalen Fragen der Vertragsgestaltung und -verhandlungen umfasst. (2) Im Bereich "Management geistigen Eigentums" sind Fragen des Patentrechts, der Marktpotenziale und konkreter Verwertungsalternativen zu klären. (3) Die Realisierung von "Hochschul-Spin-offs" beinhaltet sachlich-personelle Aspekte, wie z.B. die Entwicklung von Business Plänen mit potenziellen Gründern. Die Frage der organisatorischen Gestaltung dieser drei Supportprozesse wurde bisher nur in wenigen Einzelfallstudien aufgegriffen. Organisation ist jedoch ein zentraler Erfolgsfaktor der Unternehmensführung bzw. Hochschulleitung zur Realisierung von Effizienz-/Effektivitätsgewinnen. Durch spezialisierte Aufgabenträger im WTT-Support sind so etwa Skaleneffekte möglich, während sich die Wissenschaftler auf Forschung und Netzwerkbildung fokussieren (Bercovitz et al. (2001), Debackere/Veugelers (2005)). In dieser Arbeit werden zunächst analytisch mögliche Formen bzw. Konfigurationsmuster der Arbeitsteilung und Spezialisierung der Supportprozesse des WTT entwickelt. Dem situativen Ansatz der Organisationstheorie folgend wird anschließend das Konfigurationsmodell durch relevante Kontextfaktoren der organisatorischen Gestaltung ergänzt und im Rahmen einer explorativen Fallanalyse an deutschen Hochschulen auf Plausibilität geprüft. Zielsetzung ist eine Analyse der Wirkungszusammenhänge zwischen Kontextfaktoren und alternativen Konfigurationsmustern. Dazu werden aus Sekundärdaten zu deutschen Hochschulen typische Konstellationen von (Hochschul-)Kontext und Konfiguration identifiziert und diskutiert. Im Ergebnis zeigen sich als dominierende Einflussfaktoren bei der Wahl einer Organisationslösung zum einen das zu bewältigende Transfervolumen, zum anderen die räumliche Nähe der die Supportprozesse nutzenden Hochschulen.
Experimentelle Untersuchungen zur Druckentwicklung in einem SF 6 -Selbstblasschalter beim Schalten großer Ströme. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - X, 133 S.. - (Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik (BEGA) ; 10) : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2013
ISBN 978-3-86360-092-1
Parallel als Online-Ausg erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=23722
In der vorliegenden Arbeit werden die Ergebnisse der experimentellen Untersuchungen an einem originalen 145 kV Selbstblasschalter vorgestellt und analysiert. Es wird ein Messsystem entwickelt, mit dem die parallele Messung von prägnanten physikalischen Größen möglich ist. Die umfassende Analyse der physikalischen Effekte mit Hilfe des komplexen Messsystems beinhaltet die Untersuchung der Vorgänge während des Ausschaltvorgangs innerhalb der Antriebseinheit, der Unterbrechereinheit und der auftretenden Wechselwirkungen zwischen beiden Schalterkomponenten. Bei den Messungen werden die Parameter Ausschaltstrom, Lichtbogenzeit, Düsenmaterial und Düsenaufbau gezielt variiert. Besonderes Augenmerk bei den Untersuchungen liegt auf der Analyse des Druckaufbaus zum Löschen des Lichtbogens. Damit verbunden ist die Untersuchung des für den Selbstblasschalter charakteristischen Abbrandeffektes. Unter anderem wird mit dem Einsatz von segmentierte PTFE-Düsen bei Lastschaltungen, eine ortsaufgelösten Abbrandrate ermittelt. Durch die gezielte Variation der Ausschaltparameter werden zudem wichtige Validierungsdaten zur Überprüfung neu entwickelter Simulationsmodelle, vor allem im Bereich des Grenzausschaltstromes, geschaffen.
Forwarding on gates : a flexible and scalable inter-network layer supporting in-network functions. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - XII, 258 S. Zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2013
Flexibilität und Skalierbarkeit sind mit heutigen Architekturen für Computernetzwerke schwierig zu erzielen. Das Internet wurde zum Beispiel als einfaches Transportnetzwerk für Pakete mit einer kleinen und eingeschränkten Menge von Funktionen entworfen. Erweiterungen für Mobilität oder Dienstgüte erzeugen einen hohen Verwaltungsaufwand und skalieren nicht. Insbesondere letzteres ist das schwerstwiegende Problem für flexible Netzwerke. Deshalb beschreibt diese Dissertation eine neue Architektur mit dem Namen "Forwarding on Gates" (FoG), welche beliebige Funktionen für große Netzwerke auf flexible und skalierende Weise bereitstellt. FoG nutzt die Vorteile eines rekursiven Referenzmodells und folgt nicht dem traditionellen OSI Referenzmodell. Es ist allgemeiner anwendbar als andere Architekturen und bietet beispielweise mehr Funktionsmerkmale als eine aus dem Internet und MPLS kombinierte Architektur. FoG stellt durch die dynamische Mischung von verbindungsorientierten und verbindungslosen Aspekten einen optimalen Dienst bereit. FoG basiert auf einem neuen Kommunikationsmodell, welches ausschließlich mit Funktionsblöcken operiert. Durch die Verkettung dieser Blöcke ist es FoG möglich, Anforderungen von Anwendungen auf dynamische und flexible Weise zu erfüllen. Im Gegensatz zu anderen Ansätzen ist die Verkettung nicht nur in den Stacks von Endsystemen sondern auch in Weiterleitungssystemen im Netzwerk möglich. Diese flexible Platzierung von Funktionen eröffnet einen Markt für Funktionen. Kunden können dabei flexibel die zu ihren Anforderungen passenden Funktionen auswählen. Anbieter können diese Auswahl durch Richtlinien beeinflussen, welche sie autonom festlegen können. FoG ermöglicht das skalierende Anbieten von Funktionen durch eine flexible Verteilung von Zuständen zwischen Funktionsanbietern und -nutzern. Im Gegensatz zu Lösungen, die auf IP basieren, erreicht FoG eine signifikante Reduzierung der maximalen Anzahl von Zuständen, die ein Knoten handhaben können muss und eine wesentlich homogenere Verteilung der Zustände im Allgemeinen. Darüber hinaus kann sich das Routing von FoG an eine optimale Kombination von Routenanfragen und Informationsmengen anpassen. In Abhängigkeit von der Kombination kann es mit weniger Informationen auszukommen, als für IP-Netzwerke benötigt würden.
EasyKit : eine Entwicklungsmethodik für das Rapid Engineering miniaturisierter mechatronischer Systeme. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau, 2014. - 178 S. : Zugl.: Ilmenau, Techn. Univ., Diss., 2013
ISBN 978-3-86360-091-4
Parallel als Online-Ausg erschienen unter der Adresse http://www.db-thueringen.de/servlets/DocumentServlet?id=23594
Die heutige Entwicklung mechatronischer Systeme ist meist durch einen sequentiellen Entwurfsprozess von Elektronik, Software und Mechanik gekennzeichnet. Gleichzeitig erfordert der domänenspezifische Entwurf häufig Entwicklungswerkzeuge in den einzelnen Fachgebieten, die einen hohen Grad an Expertenwissen erfordern und nur bedingt zueinander kompatibel sind. Die Entwicklungsmethodik EasyKit hat das Ziel, durch eine Modularisierung auf Hard- und Softwareebene diesen Entwicklungsprozess zu vereinfachen. Dem Anwender werden hierfür Werkzeuge zur Verfügung gestellt, in die bereits umfangreiches Expertenwissen eingeflossen ist, so dass er mit einfachen Mitteln und Grundkenntnissen selbstständig die Hard- und Software für mechatronische Systeme entwickeln und aufbauen kann. Die vorliegende Arbeit beschreibt diese Werkzeuge und die damit verbundenen Technologien. Vorgestellt werden verschiedene Möglichkeiten für eine lösbare Verbindung elektronischer Bausteine. Daneben wird ein Schnittstellenkonzept in Form eines außen liegenden Busses aufgezeigt, mit dem elektronische Funktionsträger einfach übereinander gestapelt werden können. Vorhandene Vorlagen für das Leiterplattenlayout und Testadapter unterstützen dieses Vorgehen. Ein weiteres wesentliches Ziel dieser Arbeit ist es, den Entwicklungsprozess zu beschleunigen und wirtschaftlicher zu gestalten. Hierzu wurde ein Drei-Stufen-Modell entwickelt, das einen einfachen Übergang vom Funktionsmuster (Stufe 1) über die Kleinserie (Stufe 2) bis hin zum Serienprodukt (Stufe 3) ermöglicht. Vorliegende Funktionsblöcke in Hard- und Software führen zu einem schnellen Aufbau erster Funktionsmuster. Durch eine Wiederverwendung dieser Funktionsblöcke in allen drei Stufen kann die Überführung vom Funktionsmuster zum Serienprodukt stark beschleunigt werden. Dieses Konzept wurde ebenso auf die Software übertragen. Durch eine grafische Programmieroberfläche und verfügbare Funktionsbibliotheken sind Programme und lauffähige Codes deutlich leichter zu erzeugen. An zwei praktischen Beispielen, einem Temperaturmesssystem und einem geregelten Pneumatikzylinder wird der komplette Entwurfsprozess dargestellt und Vorteile und Nachteile werden aufgezeigt. Ein Kostenvergleich zum konventionellen Vorgehen hebt die wirtschaftlichen Vorteile der Entwicklungsmethodik hervor.
An experimental validation of Lorentz force eddy current testing. - Ilmenau : Univ.-Verl. Ilmenau. - XV, 167 S. Teilw. zugl.: Ilmenau : Techn. Univ., Diss., 2013 u.d.T.: Uhlig, Robert Peter: Identification of material defects in metallic materials using Lorentz force eddy current testing
The adoption of metallic materials in industry and building construction is of enormous importance. To make sure, that a component is without defects and will withstand the applied loads, usually a 100% check-up is performed. Therefore, several nondestructive material testing techniques are available. Their applicability is often limited. The novel nondestructive material testing technique named "Lorentz force eddy current testing" is a contactless electromagnetic testing technique. It is capable of detecting deeply hidden defects in electrically conducting materials at high testing speeds due to the use of a direct magnetic field. Using a conceptually simple prototype model some limits of the measurement technique are presented and the basic physical principle is explained. In order to prove the functionality of the testing technique experimental data for specimens with artificial defects are presented. The measurement signal is analyzed and conclusions are used for improvement.