Tätigkeitsbericht. Institut für Automation und Kommunikation e.v.

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1 Tätigkeitsbericht 2013 Institut für Automation und Kommunikation e.v. Werner-Heisenberg-Straße Magdeburg Telefon , Telefax Internet

2 INHALTSVERZEICHNIS Inhaltsverzeichnis Table of Contents Vorwort Preface 5 Das ifak und seine Partner ifak and its partners 7 Kurzvorstellung des Instituts The institute at a glance... 7 Organisation Organisation... 8 Wirtschaftliche Ergebnisse Economic results Tätigkeitsprofil Research profile Das Unternehmen ifak system GmbH The company ifak system Das Unternehmen KONTENDA GmbH The company KONTENDA Geschäftsfelder Departments 16 IKT & Automation ICT and Automation Messtechnik & Leistungselektronik Measurement Technology and Power Electronics Verkehr & Assistenz Transport and Assistance Wasser & Energie Water and Energy Ausgewählte Verbund-Forschungsvorhaben zurückliegender Jahre Joint research projects from previous years

3 TABLE OF CONTENTS Außenwirksamkeit Public relation activities 75 Lehr- und Hochschultätigkeit Teaching and university activities Vorlesungen Lectures Abschlussarbeiten Theses Veröffentlichungen Publications Bücher, Buchbeiträge Books, book contributions Beiträge in referierten Zeitschriften Articles in referenced journals Tagungsbandbeiträge international Conference contributions international Tagungsbandbeiträge national Conference contributions national Vorträge Lectures Beiträge in sonstigen Zeit- und Druckschriften Contributions in other journals Tagungsleitungen, Seminare, Richtlinien etc. Conference chairs, seminars, guidelines etc Mitarbeit in Fachausschüssen und Gremien Membership in expertise committees Institutskolloquien Institute seminars Vom oder im ifak durchgeführte Veranstaltungen Events organised by or at ifak Messen und Ausstellungen Trade fairs and exhibitions Weitere Höhepunkte More highlights Ausblick Prospects 97 Ihre Ansprechpartner im ifak Your contact at ifak 99 Wegweiser Directions 100 4

4 VORWORT Vorwort Ein Blick in den Tätigkeitsbericht 2013 des Instituts für Automation und Kommunikation zeigt, dass das ifak auch im 21. Jahr seines Bestehens den Grundsätzen seines erfolgreichen Wirkens auf dem Gebiet der angewandten Forschung und Entwicklung treu geblieben ist. Dies betrifft sowohl die inhaltliche Ausrichtung und den hohen Anspruch von Auftraggebern und Forschungspartnern als auch die Leitlinien der langfristigen Personalentwicklung. Der aufmerksame Leser wird aber bemerken, dass das Institut im Jahr 2013 seine Struktur weiterentwickelt und die tragenden Forschungsgebiete neu geordnet hat: Die vier Bezeichnungen der Geschäftsfelder IKT & Automation, Messtechnik & Leistungselektronik, Verkehr & Assistenz sowie Wasser & Energie bringen prägnant die Hauptarbeitsgebiete des ifak zum Ausdruck. Zugleich verdeutlichen die Überschriften, dass sich das Institut sowohl der Technologieentwicklung als auch der Anwendungsorientierung verschrieben hat. Innerhalb der Geschäftsfelder finden sich mehrere zumeist stark vernetzte und inhaltlich überlappende Themenbereiche. Die neue Struktur ist eine Antwort auf die in den zurückliegenden Jahren gewachsenen Synergien zwischen Bereichen, Schwerpunkten und Wissenschaftlerteams des ifak. Im Gefüge wissenschaftlicher Einrichtungen sieht sich das gemeinnützige ifak als Teil des deutschen Forschungsmittelstandes. Neben den Universitäten und Hochschulen auf der einen Seite und den Bund-Länder-geförderten großen Forschungsorganisationen auf der anderen Seite ist der Forschungsmittelstand die dritte Säule im deutschen Wissenschaftssystem. Die anhaltende Nachfrage aus der Industrie und die vielfältigen Projektpartnerschaften in öffentlich geförderten Forschungsvorhaben auf Bundes- und EU-Ebene unterstreichen die Bedeutung des Forschungsmittelstands im Markt von Forschung und Entwicklung. Die Kontinuität in der Personalentwicklung ist ein besonders von den Auftraggebern aus der Wirtschaft geschätztes Markenzeichen des ifak. Langjährige Erfahrungsträger und Ansprechpartner arbeiten eng mit jungen Nachwuchswissenschaftlern und Absolventen zusammen. Aus der Institutsleitung hat das ifak zum Jahresende 2013 Herrn Dr. Hans-Jürgen Schumann mit Dank und Anerkennung nach 21 Jahren in den Ruhestand verabschiedet. Seine Nachfolge in der Verantwortung für Finanzen & Controlling hat Herr Andreas Herrmann angetreten. Er gehört dem Institut seit 1996 an. Die wissenschaftliche Profilierung des ifak weist mit den Schwerpunkten Mobilität, Energie, Gesundheit/ Ambient Assisted Living und Informations- und Kommunikationstechnik eine große Überdeckung mit der High-Tech-Strategie der deutschen Bundesregierung auf. Diese thematische Breite resultiert aus dem Querschnittscharakter der vom Institut erforschten Technologien. IKT und Automation durchdringen und ermöglichen heute vielfältige Anwendungen. Der Tätigkeitsbericht des ifak möge hiervon einen Eindruck vermitteln. Magdeburg, im Februar 2014 Prof. Dr.-Ing. Ulrich Jumar 5

5 PREFACE Preface I am pleased to report the success of the Institut f. Automation und Kommunikation (ifak) for This success is a testament to our continued discipline, expertise and competency in the principles of applied research and development within the context of industrial automation. This is apparent in our research profile bolstered by meeting and exceeding ever increasing demands from customers and research partners. Over the past year the structure of the institute has been modified and essential areas of research were rearranged to better reflect research goals. The four departments: ICT and Automation, Measurement Technology and Power Electronics, Transport and Assistance, and Water and Energy address the institute s vision and main areas of research. With no additional structure, each department has optimized collaboration internaly. This is in contrast to the old structure of highly distinct groups within a department. This is in response to the change of landscape within industrial automation driving topics of research. Within the framework of scientific research institutions ifak is a key contributor to the German Research-Mittelstand. In previous days there were two classes of research organizations namely universities and large research organizations. Together with other similar institutes, ifak is helping to solidify and underline the importance of the German Research-Mittelstand. Continuity of ifak s personnel as well as high staff retention is very desirable, especially with industrial customers. This ensures a consistent level of service for our customers. ifak has senior engineers who have dedicated a significant portion of their careers with our institute. In addition to this young graduate students bring in new ideas. A member of the management board of ifak Dr. Hans-Jürgen Schumann retired at the end of He has exceptionally served ifak for 21 years. Many thanks for his excellent work, his contributions will be missed! His successor in the responsibility of financial management is Andreas Herrmann who came to ifak in Topics for research addressed by ifak in the past year closely support and contribute to the High-tech Strategy of the German federal government. This is true in the areas of mobility, energy, ambient assisted living, as well as information and communication technology. The profile of ifak s R&D is considerably broad due to the interdisciplinary nature of automation. Automation and information technology, both together can be seen as enabling technologies for many domains. This annual report will reflect this. I wish you an interesting read. Magdeburg, February 2014 Prof. Dr Ulrich Jumar 6

6 DAS IFAK UND SEINE PARTNER Das ifak und seine Partner ifak and its partners Kurzvorstellung des Instituts The institute at a glance Das Institut für Automation und Kommunikation (ifak) ist ein ingenieurwissenschaftliches Forschungsinstitut und zählt zum deutschen Forschungsmittelstand. Seine Wirkungsstätte hat das ifak seit 2008 in der Denkfabrik im Wissenschaftshafen der Landeshauptstadt Magdeburg. In einem ehemaligen Speichergebäude des Handelshafens wurden nahe der Otto-von- Guericke-Universität attraktive Arbeitsplätze für rund 100 Forscherinnen und Forscher sowie moderne Labor- und Technikumsräume geschaffen. Das Institut betreibt industrienahe Forschung und Entwicklung in den Geschäftsfeldern IKT & Automation, Messtechnik & Leistungselektronik, Verkehr & Assistenz sowie Wasser & Energie. Damit ist das ifak auf mehreren zukunftsweisenden Gebieten tätig. Seine Wurzeln hat das Institut in der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg. Die Vision eines selbstständigen Instituts der angewandten Forschung verwirklichte der Institutsgründer Prof. Peter Neumann mit einem Team junger Wissenschaftler aus den Gebieten Automation und Kommunikation. Als Schlüsseldisziplinen sind die Automation und Kommunikationstechnik nicht nur Helfer in verschiedenen Anwendungsbranchen, sie sind ein Innovationsmotor. So steht sowohl die Forschung für die Prozessindustrie, die Umwelttechnik und den Verkehr als auch die Technologieentwicklung zur industriellen Kommunikation, zur Sensor- und Messtechnik und zur Informatik im Fokus des ifak. Der wissenschaftliche Anspruch wird durch die Anerkennung als erstes An-Institut der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg unterstrichen. Im Einklang mit seiner Gemeinnützigkeit engagiert sich das ifak besonders in vorwettbewerblichen Projekten mehrerer Forschungspartner. Für diese FuE-Verbundprojekte werden Mittel der Forschungsförderung auf Europa- und Bundesebene eingeworben. Das Themenspektrum umfasst den Einsatz aktueller Informations- und Kommunikationstechnologien in Industrie, Verkehr und Medizintechnik ebenso wie die kontaktlos induktive Stromversorgung. Die langfristige Zusammenarbeit mit renommierten Industrie- und Forschungspartnern sowie der rege Austausch in der internationalen Wissenschaftsgemeinschaft tragen zum guten Ruf des Standorts Magdeburg bei. The Institut für Automation und Kommunikation (ifak) is a research institute in Magdeburg s port of science. In 2008 it relocated to the Think Tank, a former silo of the commercial port. From a silo it has been transformed into a working environment for around 100 researchers and developers as well as offering space for laboratories and experimental rooms. The roots of the institute lie in the Magdeburg University. The vision of an independent institute of applied research was made real by the founder Prof. Peter Neumann and his team of young automation engineers. Automation and information and communication technologies (ICT) are key disciplines, not only assisting in various fields of application, but principally as an engine of innovation. The focus of ifak s research lies in the use of ICT in industry, transport and e-health as well as the wireless power transmission. In keeping with the non-profit making character, ifak is especially involved in precompetitive co-operation projects for which research funding can be obtained at European and federal level. The international cooperation network of the institute also includes various activities in expertise committees. In 1997, the company ifak system was founded and in 2007, a second company holding was established for the company KONTENDA. Die Forscherinnen und Forscher des ifak arbeiten seit vielen Jahren engagiert in zahlreichen Kooperationsnetzwerken und Fachgremien. Eine besondere Rolle kommt hierbei der Standardisierung zu, bspw. beim Datenaustausch in einer Industrieanlage oder Verkehrszentrale, bei der Kommunikation zwischen Geräten oder auch Fahrzeugen. Das ifak ist hier als firmenunabhängige, neutrale Instanz anerkannt, z. B. bei der Zertifizierung von Datenschnittstellen in Automatisierungsgeräten. Seit 1997 kooperiert das Institut mit der ausgegründeten ifak system GmbH wurde mit der KONTENDA GmbH die zweite Unternehmensbeteiligung etabliert. Das Engagement in der Landeshauptstadt unterstreicht das Anliegen, die internationale Ausrichtung mit einem erfolgreichen regionalen Wirken zu verbinden. 7

7 IFAK AND ITS PARTNERS Meilensteine der Institutsentwicklung Milestones of the institute s development 2012 Feier des 20. Institutsjubiläums 20 th anniversary celebrations of the institute 2008 Tätigkeit in der neu bezogenen Denkfabrik im Wissenschaftshafen Working in the new Denkfabrik Think Tank in the Port of Science 2007 Beteiligung an der Gründung der KONTENDA GmbH Share holder to the foundation of the company KONTENDA 2005 Prof. Jumar tritt die Nachfolge von Prof. Peter Neumann an Prof. Jumar becomes successor to Prof. Peter Neumann Prof. Peter Neumann Institutsgründer Founder 1997 Gründung der ifak system GmbH Foundation of the company ifak system 1993 An-Institut der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Affiliate to the Otto von Guericke University Magdeburg 1992 Aufnahme des Institutsbetriebs Starting up of business 1991 Gründung des Trägervereins ifak e.v. Founding of the association ifak e.v. Organisation Organisation Das Institut hat die Rechtsform eines gemeinnützigen Vereins. Dieser Trägerverein Institut für Automation und Kommunikation e.v. zählte zum Ende des Berichtszeitraums 48 Mitglieder, darunter 42 persönliche Mitglieder, die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und das Ministerium für Wissenschaft und Wirtschaft des Landes Sachsen-Anhalt als Mitglieder von Amts wegen, zwei institutionelle Mitglieder sowie zwei Ehrenmitglieder. Satzungsgemäße Organe des Vereins sind die Mitgliederversammlung, der Vorstand und ein Kuratorium mit Persönlichkeiten aus Wissenschaft, Wirtschaft und öffentlichem Leben. The legal representative of the institute is a registered non-profit association. The association consists of 48 members. Organs of the association include the general assembly, the executive board and the advisory board. Prof. Dr.-Ing. Ulrich Jumar Vorstandsvorsitzender und Institutsleiter Chairman of Board Head of Institute Prof. Dr.-Ing. Christian Diedrich stellv. Vorstandsvorsitzender und stellv. Institutsleiter Co-Chairman of Board Dept. Head of Institute Dr.-Ing. Thomas Bangemann Vorstandsmitglied und stellv. Institutsleiter Board Member Dept. Head of Institute 8

8 DAS IFAK UND SEINE PARTNER Kuratorium Advisory Board Zusammensetzung des Kuratoriums im Berichtsjahr 2013 Vertreter aus der Wirtschaft Representatives of the industry Dr. Joachim Birk BASF, Ludwigshafen Herr Martin Frigger Geschäftsführer HST Systemtechnik, Meschede Herr Klemens Gutmann (Vorsitzender des Kuratoriums) Geschäftsführer regiocom, Magdeburg Herr Achim Laubenstein Leiter Produktmanagement, ABB Minden Herr Martin Müller Phoenix Contact, Bad Pyrmont Herr Martin Schockwitz technischer Leiter Burger Küchenmöbel Dr. Ronald Schoop Vice President HUB, Schneider Electric, Seligenstadt Herr Ulrich Welz Siemens, Nürnberg Am wählte die Mitgliederversammlung des ifak e.v. das Kuratorium der 8. Wahlperiode von 2014 bis 2016 Herr Dirk Bartens SBSK GmbH & Co. KG, Schönebeck Dr. Joachim Birk BASF, Ludwigshafen Herr Klemens Gutmann Geschäftsführer regiocom, Magdeburg Herr Wolfgang Dorst BITKOM e.v., Berlin Herr Michael Gienke ABB, Minden Dr. Gunnar Hartung AUDI AG, Ingolstadt Herr Christian Huth SWM Netze GmbH, Magdeburg Herr Martin Frigger Geschäftsführer HST Systemtechnik, Meschede Herr Bernd Kärcher Festo AG & Co. KG, Esslingen Herr Martin Müller Phoenix Contact, Bad Pyrmont Herr Ulrich Welz Siemens, Nürnberg Vertreter aus Wissenschaft und Forschung Representatives of science and research Univ.-Prof. Prof. E.h. Dr.-Ing. Ulrich Brannolte Bauhaus-Universität Weimar Prof. Dr.-Ing. habil. Gerald Gerlach Technische Universität Dresden Prof. Dr.-Ing. Dr. h.c. Peter Göhner Universität Stuttgart Prof. Dr. sc. nat. Alfred Iwainsky Vorstandsvorsitzender GFaI, Berlin Prof. Dr.-Ing. Andreas Schütze Universität des Saarlandes Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Zacharias Universität Kassel Prof. Ulrich Berger BTU Cottbus Prof. Franz-Josef Rammig Universität Paderborn, Heinz Nixdorf Institut Prof. Dr.-Ing. Andreas Schütze Universität des Saarlandes Prof. Andreas Seidel-Morgenstern MPI Magdeburg Prof. Dr.-Ing. habil. Peter Zacharias Universität Kassel Vertreter aus Verwaltung und Fachgremien Representatives of management and expertise committees Dr. Reinhard Hüppe ZVEI, Geschäftsführer Fachverband Automation, Leiter Bereich Industrie Herr Wilfried Köhler Ministerium für Landesentwicklung und Verkehr Sachsen-Anhalt Dr. Dieter Scheidemann (stellvertretender Vorsitzender des Kuratoriums) Beigeordneter, Landeshauptstadt Magdeburg Dr. Peter Wenzel Geschäftsführer PROFIBUS-Nutzerorganisation Herr Wilfried Köhler Ministerium für Landesentwicklung und Verkehr Sachsen-Anhalt Dr. Christian Koch PTB Braunschweig Herr Gunther Koschnick ZVEI, Frankfurt Dr. Dieter Scheidemann Beigeordneter, Landeshauptstadt Magdeburg Herr Johannes Stein DKE, Frankfurt Zum Jahresende 2013 waren im ifak 52 Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter tätig, davon 42 Akademiker aus den Bereichen Elektrotechnik, Informatik, Mathematik und Bauingenieurwesen. Der Anteil tarifvertraglich beschäftigter weiblicher Mitarbeiter betrug 21 %. Mit zusätzlichen rund 40 Studierenden und Gastwissenschaftlern als Praktikanten, Bachelor- und Masterstudierenden und Doktoranden sowie 4 über Dienstverträge verpflichteten Wissenschaftlern waren per fast 100 Personen im Institut tätig. Die Wissenschaftler des Instituts werden durch eine Verwaltung unterstützt, die sich der Geschäftsbesorgung durch die Ebner Stolz GmbH & Co. KG Wirtschaftsprüfungsgesellschaft Steuerberatungsgesellschaft in Solingen bedient. At the end of 2013 there were 52 staff at ifak: 42 of them are academics from the fields of electrical engineering, computer science, mathematics and civil engineering. In addition, approximately 40 students and 4 scientists with a contract of employment were working for ifak which makes a total of almost 100 people working for the institute. The scientists at ifak are supported by an administration who are served by the management provider Ebner Stolz GmbH & Co. KG Wirtschaftsprüfungsgesellschaft Steuerberatungsgesellschaft in Solingen. 9

9 IFAK AND ITS PARTNERS Wirtschaftliche Ergebnisse Economic results Das Finanzierungsmodell des Instituts sieht entsprechend dem Gründungskonzept drei Elemente vor: Projekterträge aus der Teilnahme an öffentlichen Programmen (Projektfinanzierung), Erträge aus der Wirtschaft (Auftragsfinanzierung) und Grundfinanzierung durch das Land Sachsen-Anhalt. Im Geschäftsjahr 2013 betrugen die Betriebsaufwendungen T mit einem Eigenertragsanteil von 100 %. Im Jahr 2013 hat das Institut ifak durch das Land keine Grundfinanzierung erhalten. Die Aufwendungen für Investitionen beliefen sich auf 140 T. Die Herkunft der Erträge aus Forschung und Entwicklung zeigt die nebenstehende Grafik. Dr. Hans-Jürgen Schumann Institutsleitung Finanzen & Controlling (bis ) Herkunft der Erträge aus Forschung und Entwicklung The business model of the institute is based on a financing model with three main elements: Project yields from the participation of public R&D programmes (project financing) Yields from the industry (contract financing) Basic financing In 2013, the operational budget covered 4,323 T with an own yield of 100 %. The costs of investment were 140 T. In 2013, the basic financing was not granted by the Federal State of Saxony-Anhalt. The sources of the own yields in the budget are shown in the chart. Andreas Herrmann Institutsleitung Finanzen & Controlling (ab ) Nach mehr als 20-jährigem, erfolgreichen Wirken in der Institutsleitung hat das ifak zum Jahresende 2013 Herrn Dr. Hans-Jürgen Schumann und seine in der Finanzbuchhaltung tätige Frau Sigrid mit großem Dank und Anerkennung in den wohlverdienten Ruhestand verabschiedet. Dr. Schumann hat sich in den Jahren seiner leitenden Tätigkeit überaus engagiert für die Belange des Institutes eingesetzt. So hat er u.a. die Initiative Forschungsmittelstand mitgestaltet und die Arbeitsgruppe Kostenrechnung im Verband Innovativer Unternehmen (VIU) geleitet. Die Nachfolge von Dr. Schumann in der Verantwortung für Finanzen & Controlling hat Herr Andreas Herrmann angetreten. Er gehört dem Institut seit 1996 an und leitete von 2005 bis 2013 den Forschungsbereich Verkehrstelematik. 10

10 DAS IFAK UND SEINE PARTNER Tätigkeitsprofil Research profile Das ifak ist in vier Geschäftsfelder gegliedert, zu denen abhängig von der aktuellen Entwicklung mehrere Themenbereiche benannt sind, die sich ergänzen und überlappen. Das aktuelle Organigramm des Instituts findet sich am Ende des Tätigkeitsberichts im Abschnitt Ihre Ansprechpartner. IKT & Automation ICT and Automation Digitale Produktionssysteme Digital Production Systems Echtzeitkommunikation Realtime Communication Funk in der Automation Wireless in Automation Geräteintegration Device Integration Geräte- und Systemtest Device and System Test Messtechnik & Leistungselektronik Measurement Technology and Power Electronics Prozessmesstechnik Process Measurement Technology Akustische Sensoren Acoustic Sensors Applikationsspezifische Messsysteme Application Specific Sensor Systems Kontaktlose Energie- und Datenübertragung Wireless Power and Data Transmission Signalanalyse und -verarbeitung Signal Analysis and Processing Verkehr & Assistenz Transport and Assistance Wasser & Energie Water and Energy Intelligente Verkehrssysteme Intelligent Transport Systems Qualitätssicherung und Test Quality Assurance and Test Car2X-Kommunikation Car2X Communication Personalisierte Informationsdienste Personalized Information Services e-health und Telemedizin e-health and Telemedicine Kanalnetze Sewer Systems Kläranlagen Wastewater Treatment Plants Smart Grid Smart Grid Biogas Biogas Integrierte Planungswerkzeuge Integrated Planning Tools Das langjährig erworbene Fachwissen und die wissenschaftliche Kompetenz der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bilden das Fundament für die erfolgreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeit in diesen Tätigkeitsfeldern. Mit dem konsequent auf Innovation sowie technologische, wirtschaftliche und praxistaugliche Anwendbarkeit der Lösungen ausgerichteten Anspruch konnte sich das Institut ifak auch im Jahr 2013 erfolgreich im Wettbewerb um nationale und internationale Forschungsprojekte sowie in der Auftragsforschung behaupten. Weiterhin unterhält das Institut zwei akkreditierte Prüflabore und beteiligt sich aktiv am Entwicklungslabor und Testfeld für Ortung, Navigation und Kommunikation / Galileo-Transport im Wissenschaftshafen Magdeburg. The institute is structured into 4 departments with a number of recent topics of research which are complementary or overlapping. The many years of acquired knowledge and scientific expertise of the employees form the foundation for the successful research and development work in these departments. Based on innovation and practical orientation of the research, in 2013 ifak was again successful in the competition for national and international research projects and in contract research. Furthermore, the institute operates two accredited test labs and supports the test site Galileo Transport in the port of science Magdeburg. 11

11 THE IFAK NETWORK Das Unternehmen ifak system GmbH The company ifak system Thorsten Szczepanski Geschäftsführer Managing Director (Quelle: Stadtmarketing Magdeburg) Die ifak system GmbH ist seit 1997 als Unternehmen der Automatisierungstechnik am Markt tätig. Basierend auf dem Know-how in diesem Bereich erfolgte im Laufe der Jahre eine Diversifizierung in die Bereiche Industrielle Automation, Kommunikationstechnik, Verkehrstechnik und Umweltinformatik. Seit Beginn arbeiten Mitarbeiter der Firma in vielen nationalen und internationalen Standardisierungsgremien mit. So wird ein kontinuierlicher Technologievorsprung erzielt, der seinen erfolgreichen Niederschlag in der Entwicklung innovativer Produkte in den einzelnen Geschäftsfeldern findet. Für die ifak system GmbH war das Jahr 2013 das bisher erfolgreichste Jahr seit der Gründung der Firma im Jahre So wurde im Geschäftsjahr 2013 mit 32 Mitarbeitern, der bis dato höchsten Mitarbeiterzahl, auch der höchste Umsatz der Firmengeschichte erwirtschaftet. Schwerpunkt der Arbeiten des Bereiches Industrielle Kommunikation im Geschäftsjahr 2013 war die Pflege und Erweiterung der isnet Line. Dieses modulare System zur Diagnose und Parametrierung von Feldgeräten steht auch für die nächsten Jahre im Fokus der Entwicklungsarbeiten. Die Gateway-Lösungen für Modbus-TCP und Profinet wurden weiter optimiert. Durch Einführung eines neuen Konfigurationswerkzeuges konnte die Usability in diesem Bereich erheblich verbessert werden. Zusätzlich zu den bewährten Hart-Master Modulen wurde mit dem isnet ein speisendes Interface entwickelt, welches in Zusammenspiel mit der Profinet- Device Applikation 4-20mA Geräte direkt in den Control-Loop der SPS integriert. Für Profibus PA wurde, mit Weiterentwicklung der PA-Module um eine stärkere Speisung, der mögliche Einsatzbereich erhöht. Aufgrund der starken internationalen Nachfrage nach der isnet Line plant die Firma die Zertifizierung nach UL im Jahre 2014, um speziell auf dem amerikanischen und kanadischen Markt den Kundenanforderungen gerecht zu werden. Das Geschäftsfeld Industrielle Automation konnte seine erfolgreiche Entwicklung fortsetzen. Ausgehend von dem anhaltend guten konjunkturellen Umfeld trugen sowohl die neu eingeführten als auch die bereits bewährten Softwareprodukte des Bereiches zum Geschäftserfolg bei. Die Ressourcen des Bereiches wurden vor allem auf die Entwicklung von Produkten für die Integration von Feldgeräten in Leitsysteme konzentriert. Die beiden wichtigsten Standards in diesem Bereich, FDT2 und FDI, lagen dabei im Fokus der Arbeiten. Für die Entwicklung unter FDT2 wurde mit dem DTMArchitekt FDT2 ein flexibles Werkzeug geschaffen, das die Generierung von Kommunikations-, Gateway- und Device-DTMs ermöglicht. Zur Beschleunigung des Entwicklungsprozesses werden zusätzliche Wizards und Editoren bereitgestellt. Kontakt Contact ifak system GmbH Oststraße Magdeburg Geschäftsführer: Thorsten Szczepanski Die Entwicklung der Verkäufe der Software SIMBA aus dem Geschäftsfeld Umweltinformatik konnte auch im Geschäftsjahr 2013 robuste Absatzzahlen erzielen. Die seit 20 Jahren am Markt bewährte Software konnte auch in diesem Jahr zahlreiche neue Kunden aus Industrie und Forschung gewinnen. Mit der in Funktionsumfang und Kosten speziell für die Lehre konzipierten Software SIMBA classroom konnten nach ihrer erfolgreichen Markteinführung in 2012 weitere Bildungseinrichtungen ausgestattet werden / /

12 DAS IFAK UND SEINE PARTNER Die Biogas-Software SIMBIA wurde um zusätzliche Funktionalität im Betriebstagebuch ergänzt. Diese gestattet die freie Erweiterung der durch das hinterlegte Modell determinierten Grundparameter. Damit ist SIMBIA nun als eigenständige Betriebsunterstützung auch ohne Nutzung der Prognose- und Diagnoseoptionen geeignet. Ein weiterer Schwerpunkt im Bereich lag in der Entwicklung von Simulationsmodellen zur Beschreibung der Produktionsprozesse einer Brauerei. Ziel ist die Reduzierung des Wasserverbrauchs durch Optimierung des Produktionsregimes. Auch im Geschäftsjahr 2013 beteiligte sich die ifak system GmbH wieder an zahlreichen regionalen und überregionalen Messen. Auf der HMI in Hannover zeigte die ifak system GmbH als Mitausteller am PNO-Gemeinschaftsstandes die Einbindung von Legacy-Feldbussen in Profinet. Erstmalig nahm die Firma auch an der Ausstellung des Biogas-Kongresses in Leipzig teil. Schwerpunkt war die Präsentation des Softwaresystems SIMBIA vor einem breiteren Publikum. Den Jahreshöhepunkt im Marketingkalender der Firma bildete, in gewohnter Weise, die SPS/ IPC/Drives in Nürnberg. Dort stellte die ifak system GmbH sowohl auf eigenem Stand als auch auf dem PNO-Gemeinschaftsstand aus. Im Mittelpunkt des Kundeninteresses stand die Produktlinie isnet Line eine Familie modularer Gateways für die Konfiguration und Diagnose von Feldbussystemen. Als Highlight im Portfolio des Bereiches Automation wurde Kunden ein erster Ausblick auf die Möglichkeiten des DTMArchitekt FDT2 gegeben, welcher zur HMI offiziell freigegeben wird. Als komfortables Werkzeug unterstützt er die Integration von Feldgeräten basierend auf der Entwicklung von Parametriersoftware für den FDT2 Standard. Die Vorführung weiterer Integrationsmöglichkeiten basierend auf EDD und FDI rundete die Präsentation ab. Seit 2012 wird die Fertigung der Hardwareprodukte der Firma vollständig mit eigenen Kapazitäten durchgeführt. Dazu wurden neben umfangreichen Investitionsmaßnahmen erste Personalerweiterungen in der neu geschaffenen Abteilung Fertigung vorgenommen. Schritthaltend wurde mit der Einführung eines Qualitätsmanagements auf Basis der ISO 9001 begonnen. Es ist geplant, dies mit der erfolgreichen Zertifizierung in 2014 abzuschließen. Ziel ist die Erhöhung des Kundennutzens durch Sicherung einer gleichbleibend hohen Qualität von der Entwicklung bis zur Fertigung. The ifak system GmbH has been active on the market in the area of automation technology since Based this know-how the company diversified into the fields industrial automation, communication engineering, traffic engineering and environmental information technology over the years. From the beginning our employees have been working in many national and international standardization bodies. Thus a continuous technological lead is achieved, which finds its expression in the successful development of innovative products in the individual business areas. For ifak system the year 2013 was the most successful year since the company's incorporation in So, in fiscal year 2013 with 32 employees, to date the highest number of employees, the highest turnover ever was achieved. Focus of the work of the field Industrial Communication in 2013 was the maintenance and enhancement of isnet Line. This modular system for the diagnosis and parameterization of field devices is also in the focus of the development work for the next few years. The gateway solutions for Modbus TCP and Profinet were further optimized. By introducing a new configuration tool the usability could be improved considerably in this area. In addition to the proven hard master modules, with the isnet an interface with added power supply has been developed which integrates 4-20mA field devices directly into the control loop of the PLC under Profinet. For Profibus PA, with a new set of PA modules with higher power, the possible application range has been increased. Due to the strong international demand for the isnet Line, the company plans the UL certification in 2014 to specifically meet customer needs in the American and Canadian market. 13

13 THE IFAK NETWORK The business area Industrial Automation was able to continue its successful development. Based on the continuing good economic environment both the newly introduced as well as the already proven software products contributed to the company's success. The resources of the area were mainly focused on the development of products for the integration of field devices in control systems. The two most important standards in this area, FDT2 and FDI, were at the focus of the work. For software development under FDT2, with the DTMArchitect FDT2, a flexible tool was created which allows the generation of communication-, gatewayand device-dtms. To speed up the development process, additional wizards and editors are provided. The development of sales of the software SIMBA, from the group environmental information technology, has achieved also robust sales in This proven software, established in the market for over 20 years, was able to win many new customers from industry and research this year. After its successful launch in 2012 the software SIMBA classroom, in functionality and cost specially designed for teaching, is used by an ever growing number of educational institutions. The biogas software SIMBIA was supplemented with additional functionality in the operations diary. These allow the free extension of the basic parameters set as determined by the chosen model. SIMBIA is now suitable as an independent operation support software even without use of the prognostic and diagnostic options. Another focus in that area was the development of simulation models for the description of the production processes of a brewery. The target is to reduce the water consumption by optimization of the production regime. Also in 2013, ifak system took part in numerous regional and national trade fairs. At the HMI in Hannover ifak system showed as co-exhibitor at the PNO joint booth the integration of legacy fieldbuses into Profinet. For the first time the company took also part in the exhibition of Biogas Congress in Leipzig. Focus was the presentation of the software system SIMBIA to a wider audience. The annual highlight in the marketing calendar of the company constitued, as usual, the SPS/ IPC/Drives in Nuremberg. At this fair the ifak system exhibited both on its own booth and on the PNO joint booth. The center of customer interest was the product line isnet Line a family of modular gateways for configuration and diagnostics of field bus systems. As a highlight in the portfolio of the field Automation, clients were given a first glimpse of the capabilities of DTMArchitekt FDT2, which will be officially released at the HMI. As a easy-to-use tool it supports the integration of field devices based on the development of parameterization for the FDT2 standard. The demonstration of further integration opportunities based on EDD and FDI rounded off the presentation. Since 2012, the production of the communication interfaces developed by the company has been done completely in-house. In addition to extensive investment measures first staff expansions have been made in the newly created department production. The introduction of a quality management system based on ISO 9001 has been started. It is envisaged to complete this with the successful certification in The objective is to enhance customer value by ensuring a consistently high quality from development to production. 14

14 DAS IFAK UND SEINE PARTNER Das Unternehmen KONTENDA GmbH The company KONTENDA Die KONTENDA GmbH bietet kontaktlose Energie- und Datenübertragungssysteme auf der Basis induktiver Kopplung an. Die Einsatzschwerpunkte der unter dem Namen ROTENDA bekannten Systeme liegen vor allem im Maschinen- und Anlagenbau, sowie generell branchenübergreifend in automatisierungstechnischen Lösungen. Die ROTENDA-Systeme sind für die Energieversorgung rotierender oder ruhender elektrischer Verbraucher gleichermaßen geeignet, wobei sie sich in erster Linie hinsichtlich des Leistungsbereiches unterscheiden, beginnend bei 1 40 W (ROTENDA E und S) bis hin zu Leistungen von 500 W und mehr (ROTENDA M und L). Im Jahr 2013 wurde das System ROTENDA S, welches in einer modifizierten Variante bereits tausendfach in der Verpackungsindustrie im Einsatz ist, weiterentwickelt, wodurch weitere Einsatzmöglichkeiten erschlossen werden konnten. In der Vielzahl der Anwendungsbereiche für kontaktlose Leistungsübertragung sowie in den unterschiedlichen anwenderseitigen Anforderungen bei der Entwicklung effizienter Produktlösungen liegen besondere Herausforderungen. Im überwiegenden Teil der Anwendungen ist es erforderlich, das Übertragungssystem hinsichtlich elektrischer, mechanischer und geometrischer Parameter zu optimieren. Dabei kann zur Reduzierung des konzeptionellen Gesamtaufwandes oft auf bestehende Lösungen zurückgegriffen werden. Die Produktreihe ROTENDA bietet hierfür eine sehr gute Ausgangsbasis. Für die Entwicklung von kundenspezifischen Übertragungssystemen wird eng mit dem Institut ifak als Forschungspartner zusammengearbeitet. Für die Umsetzung der entwickelten Lösungen sind mit der EAI Elektro- und Automatisierungstechnik GmbH Ilsenburg als produzierendem Unternehmen und der IAS Beckel Maschinen GmbH für mechanische Konstruktionsaufgaben leistungsfähige Partner vorhanden, die auch als Gesellschafter mit der KONTENDA GmbH verbunden sind. Somit können alle erforderlichen Arbeitsschritte von der Entwicklung, über die Konstruktion und die Fertigung bis hin zum Test und der Inbetriebnahme von kundenspezifischen Anlagen sowie der Vertrieb von Produkten aus einer Hand angeboten werden. Im Sommer 2013 wurde im Projekt KABELLOS in Kooperation mit dem Institut ifak, der SKET Verseilmaschinenbau GmbH, der EAI GmbH und der IAS Beckel Maschinen GmbH damit begonnen, die kontaktlose Energie- und Datenübertragung im Kabel- und Verseilmaschinenbau zu etablieren. Ziel ist es, die konventionellen verschleißanfälligen Schleifringe zu ersetzen. Zum übernahm Herr Dipl.-Ing. André Gerling die Geschäftsführung der KONTENDA GmbH von Herrn Dr. Hans- Joachim Clobes, der diese Position seit 2011 erfolgreich innehatte. Übertragungssystem ROTENDA E Transmission system ROTENDA E Übertragungssystem ROTENDA S Transmission system ROTENDA S Dr. Hans-Joachim Clobes Geschäftsführer Managing Director André Gerling Geschäftsführer seit Managing Director The company KONTENDA offers under the label ROTENDA, systems for the contactless transmission of power and information. The main applications of these solutions and other product ideas are to be found in the industrial area, for example the power supply of sensors and actuators on rotary systems. In many cases it is necessary to adapt the transmission system to the mechanical or electrical requirements of the application where it is used. To reduce time and effort, it is possible to tailor-made and adapt the existing ROTENDA transmission systems. For the development of customised contactless power transmission systems, the company KONTENDA co-operates closely with the institute ifak as research partner. Together with ifak and with EAI as a producing company and IAS Beckel Maschinen as a partner for design and construction, KONTENDA can offer all steps of product engineering up to the distribution of contactless power transmitting systems from one source. Kontakt Contact KONTENDA GmbH Werner-Heisenberg-Str Magdeburg Geschäftsführer: André Gerling / /

15 DEPARTMENTS Geschäftsfelder Departments IKT & Automation ICT and Automation Messtechnik & Leistungselektronik Measurement Technology and Power Electronics Verkehr & Assistenz Transport and Assistance Wasser & Energie Water and Energy 16

16 GESCHÄFTSFELD IKT & AUTOMATION Geschäftsfeld IKT & Automation Mission Das ifak bündelt seine Forschungsaktivitäten zur Weiterentwicklung von Kommunikationsprotokollen und deren Integration in Automatisierungsgeräte unter Berücksichtigung des gesamten Anlagen- oder Produktlebenszyklus im Geschäftsfeld IKT & Automation. Software wird zunehmend zum Herzstück eines jeden Produktionssystems, d. h., die Wertschöpfung in den Produktionsanlagen erfolgt zunehmend durch ein übergreifendes Zusammenwirken unterschiedlicher Geräte und Softwarewerkzeuge. Das Geschäftsfeld arbeitet an Lösungen zur Verbesserung der Integration eingebetteter Automatisierungsgeräte in die Unternehmensnetzwerke. Dabei werden sowohl klassische drahtgebundene industrielle Kommunikationsnetzwerke als auch Funklösungen übergreifend betrachtet. Wichtiges Anliegen ist der Praxisbezug der entwickelten Lösungen. Daher ist das ifak neben ein stabiler, langjähriger Forschungs- und Entwicklungspartner für Unternehmen der Fertigungsund Prozessindustrie und der Komponentenhersteller. Für die Forschungs- und Entwicklungsarbeit und für die experimentelle Erprobung steht eine geeignete Infrastruktur in Form von Demonstrationsanlagen, einer Funkmesshalle sowie hochwertiger Mess- und Testausrüstung zur Verfügung. Die Vision des Geschäftsfeldes ist eine digital betriebene Produktion, die eine Vernetzung eingebetteter automatisierungstechnischer Systeme und deren Integration in die Produktions-IT mit einem verbesserten Engineering von Produktionssystemen erfordert. Dr. Matthias Riedl Geschäftsfeldleiter Forschungsfelder Dr. Lutz Rauchhaupt stellv. Leiter Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Geschäftsfeldes IKT & Automation konzentrieren sich gegenwärtig auf folgende Themenbereiche: Digitale Produktionssysteme Die Arbeiten befassen sich mit der Integration der Daten aus der Geräteebene in höhere Ebenen der Automatisierungspyramide und einer Reduktion von Betriebsdaten auf die notwendigen Inhalte, um ein vereinfachtes Engineering und eine ergonomische Visualisierung von Produktionsdaten zu erhalten. Echtzeitkommunikation Aufbauend auf einer Verhaltensanalyse und -bewertung, der Diagnose bis hin zu Robustheitsuntersuchungen und Tests werden Protokollspezifikation und -implementierungen ganzheitlich betrachtet. Funk in der Automation Leistungs- und Koexistenzuntersuchungen von Funkkommunikationssystemen sind die Grundlage für das Überwinden noch bestehender Hemmnisse bei deren Einsatz in der industriellen Automation und die Voraussetzung für die Entwicklung neuer Lösungsansätze, die zukunftsweisende Automatisierungskonzepte initiieren. Geräteintegration Die immer noch bestehenden semantischen und technologischen Lücken zwischen AT- Geräten und der IT-Infrastruktur werden durch die Expertisetechniken zu Geräteintegration und Beschreibungssprachen überwunden und gleichzeitig Lösungen für neue Automatisierungsarchitekturen, Beschreibungsmittel und Engineering erarbeitet. Geräte- und Systemtest Der Testaufwand soll durch die Testerstellung auf der Grundlage vorhandener Anforderungsbeschreibungen bis zur möglichst automatischen Testdurchführung überschaubar bleiben und gleichzeitig die Qualität der Testabdeckung erhöhen. 17

17 DEPARTMENT ICT & AUTOMATION Angebot Für die Forschungs- und Entwicklungsarbeit, den mittel- und langfristigen Know-how-Aufbau in vorwettbewerblichen Einzel- oder Verbundvorhaben und für die experimentelle Erprobung steht eine umfangreiche Infrastruktur in Form von Demonstrationsanlagen, einer Funkmesshalle sowie hochwertiger Mess- und Testausrüstung zur Verfügung. Das Leistungsangebot umfasst: Definition, Spezifikation, Implementierung und Erprobung von industriellen Echtzeitkommunikationslösungen mit unterschiedlichen physikalischen Medien, Erarbeitung von Modellen, Architekturen und Richtlinien für den sicheren Betrieb funktionale Sicherheit (Safety) sowie Informationssicherheit (Security) verteilter Automatisierungslösungen, Spezifikation und internationale Standardisierung von führenden, herstellerübergreifenden Technologien, Erarbeitung von Modellen, Architekturen und Netzwerkmanagementkonzepten für die Einbindung industrieller Kommunikationslösungen in öffentliche Weitverkehrsnetze, Spezifikation und internationale Standardisierung von Konzepten zur Geräteintegration, Spezifikation und Implementierung von Gerätebeschreibungen für PROFIBUS und HART, Leistungsanalysen von drahtgebundenen und drahtlosen Kommunikationssystemen, Entwicklungsbegleitende Tests für Kommunikationsprodukte sowie Auswahl, Spezifikation, Integration und Anwendung von Kommunikationslösungen in verschiedensten Bereichen. Department ICT & Automation Mission The ICT & Automation department at ifak is concentrating its research activities on the development of communication protocols, integration of embedded automation devices supporting entire life cycle of automation systems within production systems. Software is the most important core component and will continue to play an ever increasing role in production systems. Subsequently, the value of production systems will be dominated by the interaction of devices utilizing different types and a set of diverse software tools. The department would like to improve the integration of embedded devices in process and manufacturing facility networks. Both classical fieldbus systems and wireless solutions are of high interest to the ICT & Automation department. ifak is dedicated with a high attention to detail and considers practical relevance for all considered solutions. The institute has a history of forming and keeping long term partnerships with industry in factory and process automation. ifak provides excellent experience and infrastructure by means of testing laboratories and functional demonstrators, radio measurement equipment as well as measure and test equipment for evaluating viable solutions. The vision of our department resides with production systems operating completely by utilizing digital tools and components, a network of embedded devices and integration into plant wide IT networks. Research Topics Currently, the department involves the following research areas and topics: Digital Production Systems Support is provided for the data integration from shop floor to higher levels of production systems. Our main goal in this context is the reduction of (real time) production data providing only relevant and necessary data to improve engineering and ergonomic visualization of production data. 18

18 GESCHÄFTSFELD IKT & AUTOMATION Real Time Communication Activities are addressed to establish a consistent view coming from functionality analysis and assessment up to bus diagnosis and robustness testing. The experiences will be contributed to protocol specifications and implementations. Wireless in Automation Wireless technologies inherently have constraints and it is the focus with Wireless in Automation to minimize possible constraints for forward-looking automation applications. Device and System Testing The activities cover state-of-the-art device testing techniques as well as establishing new testing procedures for system level applications. Device Integration ifak brings in the competence and experience in device integration and device description approaches to setup new automation architectures e.g. as discussed in Cyber Physical Systems or Industrie 4.0 concepts. Our Offer The research team offers the following competencies: Definition, specification, implementation and testing of industrial real-time communication solutions with differing physical media Models, architectures and guidelines for the safe operation of distributed automation solutions comprising functional safety as well as IT security Specification and international standardisation of leading manufacturer independent technologies such as PROFIBUS or PROFINET Models, architectures and network management for the inclusion of industrial communication solutions in public open traffic networks Specification and international standardisation of concepts for device integration Specification and implementation of device descriptions for PROFIBUS and HART Performance tests of wired and wireless communication systems Analysis of time and error behaviour as well as co-existence tests of radio technology in industrial environments, tool development to support the evidence of co-existence Assistance for introducing of coexistence management concepts Identification, specification and integration of communication technology into different applications Digitale Produktionssysteme Die produktive Kopplung von operativen Daten eines Produktionssystems (klassische AT-Systeme) mit den dispositiven Daten aus IT-basierten Produktionsanwendungen bedarf einer kontinuierlichen Weiterentwicklung, um die in der IT aufkommenden neuen Technologien gewinnbringend für Produktionssysteme einsetzen zu können. Dabei wird die ganzheitliche Betrachtung über den gesamten Anlagen- oder Produktlebenszyklus immer wichtiger. Das betrifft den Einsatz von Materialressourcen ebenso wie den effizienten Energieeinsatz oder das Informationsmanagement. Dabei spielen sowohl die Wiederverwendung einmal erstellter Datenmodelle zu einer Anlage in unterschiedlichen Werkzeugen als auch Assistenzsysteme für bessere Informationshandhabung in existierenden Systemen eine immer wichtigere Rolle. Mario Thron Bildquelle: Audi AG 19

19 DEPARTMENT ICT & AUTOMATION Stephan Höme Echtzeitkommunikation Die Integration Ethernet-basierter Kommunikationsprotokolle in eingebettete Geräte für den Anwendungsbereich der industriellen Automation steht im Vordergrund der Forschungsarbeiten zur Echtzeitkommunikation. Neben der deterministischen Kommunikation müssen solche Geräte auch zunehmend Anforderungen hinsichtlich der funktionalen und IT-Sicherheit erfüllen. Diese können nur durch ein komplexes Maßnahmenpaket sichergestellt werden, wozu neben der Auswahl geeigneter Hardwarekomponenten auch besondere Maßnahmen im Softwareengineering erforderlich sind. Eine durchgehende, aufeinander aufbauende Werkzeugkette ist hierfür unabdingbar. Das erarbeitete Know-how zu Kommunikationsprotokollen wird auch in für die Automatisierungstechnik neu aufkommende Technologien im Rahmen von Technologiestudien zur Verhaltensanalyse und -bewertung eingebracht. Dazu zählen immer wieder Fragestellungen zur Erreichung der funktionalen und der Datensicherheit. Gerade im Umfeld der funktionalen Sicherheit (Safety) haben sich Vorgehensmodelle wie das V-Modell bewährt. Nach diesem Modell wird beispielsweise auch ein Testwerkzeug für PROFIsafe Hosts im Auftrag der PROFIBUS Nutzerorganisation entwickelt. Der in der Diskussion um Industrie 4.0 auch immer mehr beachtete Ansatz der Cyber Physical Systems erlangt im Anwendungsgebiet der Produktionssysteme wachsende Aufmerksamkeit. Lösungsansätze des ifak basieren auf flexibel verknüpfbaren Objekten und Komponenten, die eine bessere Anbindung mobiler Komponenten und eine flexiblere Produktionsplanung ermöglichen. Im Rahmen einer Kooperation verschiedener Forschungseinrichtungen werden Potentiale von CPS aufgezeigt. Dr. Lutz Rauchhaupt Funk in der Automation Funkkommunikation wird heute vielfältig in industriellen Automatisierungsanwendungen genutzt. Dennoch, der Durchbruch zur breiten Nutzung und die Etablierung als feste Größe in Automatisierungskonzepten, wie im Zukunftsprojekt Industrie 4.0 vorgesehen, steht noch bevor. Die dabei zu beseitigenden Hemmnisse stehen im Fokus der Forschungs- und Entwicklungsarbeiten am ifak. Als Rahmen und Orientierung der Tätigkeiten dient der Lebenszyklus industrieller Automatisierungsgeräte und -anlagen. Durch die Anwendung zugeschnittener Informationsmodelle werden die Entwicklung, die Produktion und die Nutzung von Funkgeräten und Funkkommunikationssystemen unterstützt. Für die effektive Entwicklung und die zielorientierte Planung werden Methoden und Werkzeuge entwickelt, die eine wissenschaftlich fundierte und standardisierte Bewertung des Zeit- und Fehlerverhaltens ermöglichen. Ausgehend davon können beispielsweise die Zuverlässigkeit, das Koexistenzverhalten oder die maximale Gerätedichte der Funkkommunikation beurteilt werden. Wachsende Bedeutung gewinnt die Etablierung von Koexistenzmanagementprozessen in der industriellen Automation. Ein solcher Prozess umfasst den gesamten Lebenszyklus einer Automatisierungsanlage. Die Arbeiten am ifak unterstützen die 20

20 GESCHÄFTSFELD IKT & AUTOMATION standardisierte Bereitstellung dafür notwendiger Informationen und die Umsetzung genormter Abläufe. Um das Vertrauen in die Zuverlässigkeit der industriellen Funkkommunikation zu vergrößern, werden Methoden und Werkzeuge zur Netzwerkdiagnose und zur Fehleranalyse für die Betriebsphase erforscht und entwickelt. Ein wesentlicher Aspekt der Anwendungsbezogenheit der Forschung und der Ergebnisverwertung ist die aktive Arbeit in Fachgremien und Normungsorganisationen zum Themenbereich Funk in der Automation. Geräteintegration Die Weiterentwicklung von Technologien zur Integration von Geräten in größere Systeme erfordert neben den spezifischen Anforderungen der Automatisierungstechnik auch die gezielte Anwendung von IT-Know-how. So werden entwicklungsbegleitend Referenzplattformen benötigt, um die korrekte Wirkungsweise der Integrationstechnologie zu prüfen. (Bildquelle: FDI Cooperation) Das ifak hat im Rahmen der Entwicklung der Technologie Field Device Integration (FDI) eine Referenzplattform für die Kommunikationssysteme PROFIBUS und PROFI- NET geschaffen, die einen darüber hinaus gehenden Einsatz ermöglicht. Die Referenzplattform besteht hierbei aus einer Hardwareanschaltung, dem weiterentwickelten PROFILgate und einer generischen Software als "PI Generic Reference Device", die nahezu beliebige Geräteprofile nachempfinden kann. Dr. Matthias Riedl Neben der Verfolgung spezifischer Integrationstechnologien erstellt das ifak auch Studien, deren Ergebnisse entweder in größere Forschungsprojekte einfließen bzw. den Projektpartnern übergeben werden. Dr. Jan Krause Geräte- und Systemtest Der Bedeutung von hochqualitativen Produkten und damit einhergehenden Produktionsanforderungen kommt eine immer größere Aufmerksamkeit zu. Maßnahmen zur Qualitätssicherung tragen dazu bei, wobei der Test auch von Zwischenprodukten eine wesentliche Rolle einnimmt. Um den Aufwand der Tests überschaubar zu gestalten, werden zunehmend domänenspezifische Testsysteme eingesetzt. Im Kontext der Automatisierungssysteme wird ausgehend von etablierten Gerätetests auch den Tests ganzer Systeme mehr Aufmerksamkeit zuteil. Erste Ansätze werden erfolgreich in verteilten Diagnose- und Analysewerkzeugen für die Untersuchungen von PROFINET-basierten Produktionsanlagen eingesetzt. Eine Voraussetzung für den Einsatz von Automatisierungsgeräten mit Feldbusschnittstelle ist ein erfolgreich abgeschlossener Zertifizierungsprozess, bei dem der Test der Feldbusschnittstelle eine zentrale Rolle spielt. Für diesen Zweck pflegt das ifak im Auftrag und in Zusammenarbeit mit der PROFIBUS Nutzerorganisation (PNO) die Testwerkzeuge PROFIBUS DP Tester und PROFIBUS PA Tester. Diese werden von PI Testlaboren zur Zertifizierung von PROFIBUS-Geräten verwendet. Daneben können diese Softwarewerkzeuge von Geräteherstellern bei der Entwicklung beziehungsweise für Vorabtests ihrer Feldgeräte mit PROFIBUS- Schnittstelle genutzt werden, um eine reibungslose Zertifizierung zu erreichen. 21

21 DEPARTMENT ICT & AUTOMATION David Hasler PI Testlabor zur Zertifizierung von PROFIBUS-, PROFINET IO- und PROFIsafe- Geräten Zertifizierungstests in akkreditierten Testlaboren sind ein wesentlicher Bestandteil der Qualitätssicherung von PROFIBUS- und PROFINET-Geräten. Das ifak betreibt seit 1998 ein durch die PROFIBUS-Nutzerorganisation (PNO) akkreditiertes PI-Testlabor und hat in dieser Zeit zahlreiche Zertifizierungstests durchgeführt. Das Technical Committee 2 Quality der PNO wird von Prof. Dr. Ch. Diedrich geleitet. Der Leiter des ifak-testlabors ist D. Hasler. Die für die Ausarbeitung und Pflege von Testprozedurbeschreibungen, Testspezifikationen und Testanweisungen zuständige PI-Arbeitsgruppe für PROFIBUS DP Slave und Master liegt in der Verantwortung von A. Neumann. Ende 2013 wurde die Reakkreditierung des PI Testlabors durch die PNO erfolgreich durchgeführt. Das Angebot an Gerätehersteller für Zertifizierungen bei der PROFIBUS-Nutzerorganisation umfasst die Gerätetests für PROFIBUS DP, PROFIBUS PA, PROFINET IO und PROFIsafe. Kompetenzzentrum Industrielle Kommunikation Das Kompetenzzentrum Industrielle Kommunikation ist als autorisiertes Competence Center der PNO für PROFIBUS, PROFINET und PROFIsafe tätig. Die in diesem Rahmen durchgeführten Arbeiten umfassen entwickler- und anwenderorientierte Beratungen, die Entwicklung und Adaption von Kommunikationsprotokollen, Anwendungssoftware und Geräteintegrationstechnologien, Studien und Beratung zum Geräte- und Systementwurf sowie die Inbetriebnahme und Fehlersuche für PROFIBUS/PROFINET-Geräte und -Systeme. Es werden mehrere Demonstrationsanlagen mit Gerätetechnik führender Industrieunternehmen betrieben, die beispielsweise für Integrationstests neu entwickelter Geräte und Netzwerkübergänge zu drahtlosen Übertragungsstrecken sowie webbasierten Anwendungen zur Verfügung stehen. Höhepunkte im Berichtsjahr Im Geschäftsfeld wurden die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten für das Engineering eingebetteter Geräte erfolgreich fortgesetzt. Die im Rahmen des ITEA-Projekts AMALTHEA erreichten Ergebnisse wurden auf dem ITEA Co-Summit vorgestellt und mit einem Best-Booth Award ausgezeichnet. Ebenfalls dem Engineering hat sich das neu gestartete ITEA-Projekt AVANTI verschrieben, in dem Untersuchungen für eine durchgängige Werkzeugkette für das Virtual Engineering inklusive einer physikbasierten Verhaltensbeschreibung und -simulation erfolgen sollen. Erfolgreich abgeschlossen wurde das Projekt IMC-AESOP, bei dem Lösungen für den Einsatz ereignisorientierter Kommunikation in großen, skalierbaren Produktionssystemen erarbeitet wurden. Das ifak konnte seine Expertise von der Spezifikation bis hin zur prototypischen Implementierung erfolgreich einbringen. Hervorzuheben ist neben dem VDI/GMA Kongress Automation 2013 die vom init und dem ifak initiierte gemeinsame Fachtagung KommA 2013, die dieses Jahr turnusmäßig am ifak ausgetragen wurde. Diese Kongresse waren die geeignete wissenschaftliche Plattform, um Forschungsergebnisse einem breiten Publikum vorzustellen. Großmann, D. ; Braun, M. ; Danzer, B. ; Riedl, M. FDI Field Device Integration Handbuch für die einheitliche Integrationstechnologie VDE Verlag, Berlin, Offenbach, 2013, ISBN , 232 Seiten Geleitwort von Hans-Georg Kumpfmüller, Siemens und Achim Laubenstein, ABB 22

22 GESCHÄFTSFELD IKT & AUTOMATION AVANTI Test methodology for virtual commissioning based on behaviour simulation of production systems AVANTI Test methodology for virtual commissioning based on behaviour simulation of production systems Im Bereich des produzierenden Gewerbes sind die installierten Maschinen- und Anlagen bereits durch einen sehr hohen Automatisierungsgrad gekennzeichnet. Dieser hohe Automatisierungsgrad stellt an das Engineering, also den Prozess der Planung und Inbetriebnahme komplexer Maschinen- und Anlagen, erhebliche Anforderungen, die nur mit unterstützenden Software- Werkzeugen beherrscht werden können. Im Forschungsprojekt AVANTI möchten die deutschen Projektpartner für den Anwendungsbereich im Automobilbau die Planungsarbeiten für Produktionssysteme entlang der Wertschöpfungskette verbessern. Dazu werden ausgehend von den Zulieferkomponenten detailgetreue Verhaltensbeschreibungen erstellt, die neben dem logischen Verhalten vor allem physikalische Eigenschaften für deren Einsatz enthalten. Darauf aufbauend werden automatisch Testfolgen abgeleitet, mit denen der Komponentenhersteller dokumentieren kann, wie er getestet hat. Der Maschinenbauer hat damit eine wesentlich bessere Vertrauensbasis und nutzt sowohl die Verhaltensbeschreibung also auch die Testfolgen für die Assemblierung und Validierung der Maschine. Production systems in Europe are characterised by a high level of automation and high-quality products but also a huge degree of complexity. In this environment vendors throughout the supply chain are in strong competition with vendors from other parts of the world. To enable European component providers and OEMs to benefit from the high-quality production environment in Europe, very flexible production system design, optimised time to market and extremely high product quality are vital. The ITEA 2 project AVANTI aims to develop a virtual commissioning test methodology to help the leading European OEMs, component and tool providers that are driving the project to gain a competitive edge. The integration of these goals into the life cycle of the production system specifically, developing models and establishing of a consistent tool chain prototype based on these models and covering all aspects of the complete supply chain will help to reduce the efforts and misunderstanding between different partners in the life cycle phases. This tool chain will enable different components up to the whole production system to be simulated, detailed and tested. AVANTI will derive a method to generate test cases and to define the test procedures necessary for the specific production system, which will enhance the quality management of the whole supply chain. Kooperation: Daimler AG, Festo AG & Co. KG, Rücker EKS GmbH, tarakos GmbH, TWT GmbH Science & Innovation, WWP-Systeme GmbH Projektleiter: Dr. Matthias Riedl Laufzeit: 09/2013 bis 02/2016 Förderung: BMBF, ITEA-Initiative, FKZ: 01IS13018G 23

23 DEPARTMENT ICT & AUTOMATION IPv6 Potenzialanalyse IPv6 potential analysis Bereits heute haben Ethernet-basierte Kommunikationssysteme eine bedeutende Rolle bei der Vernetzung von Komponenten industrieller Automatisierungstechnik eingenommen. Standortübergreifende Vernetzung, Fernwartung und Fernzugriff sowie enger werdende Verzahnung von Geschäfts- und Produktionsprozessen sind hierbei typische Anwendungsszenarien. Das Internet Protokoll (IP) gilt dabei als fester Bestandteil von Ethernet-basierten industriellen Kommunikationssystemen wie beispielsweise PROFINET, findet hier allerdings noch in der Version 4 (IPv4) Verwendung. Im Rahmen dieser Potenzialanalyse sollte untersucht werden, welche Vorteile und Potenziale sich mit der Einführung und Integration von IPv6 im Ethernet-basierten industriellen Automatisierungsbereich ergeben. Es wurde eine Analyse der neuen technischen Eigenschaften des IPv6-Protokolls vorgenommen und es erfolgte eine Bewertung hinsichtlich des Einsatzes im industriellen Automatisierungsbereich. Betrachtungsgegenstand waren hier unter anderem die automatische Konfiguration von IPv6- Adressen, das effiziente Routing mit Flow-Label, MobileIPv6 und die IT-Security-Schutzmaßnahmen des IPv6-Protokolls. Es wurden weiterhin Reduzierungen und Optimierungen administrativer Aufwände in Produktionsanlagen, die Erhöhung der Anlagenverfügbarkeit durch den Wegfall von NAT/PAT-Lösungen und mögliche Performance-Steigerungen in speziellen Realtime-Netzwerksegmenten diskutiert. Durch den sehr großen Adressraum und die neuen Protokoll-Funktionalitäten bietet IPv6 weiterhin genügend Reserven für neue Anwendungsszenarien innerhalb der Industrieautomation. IPv6 hat zudem das Potenzial, dass sich aufgrund seiner innovativen Weiterentwicklung neue Geschäftsmodelle entwickeln lassen (Internet der Dinge, Cyber Physical Systems, Cloud-Computing etc.). IPv6 wirkt somit als Innovationstreiber. Today the Ethernet-based communication systems play an important role in networking of industrial automation components. Providing information on networking processes across different sites, remote maintenance and the close integration of business and production processes are typically applications. The Internet Protocol (IP) is an integral component in Ethernet-based industrial communication systems. In many applications and use case scenarios the IP, actual in Version 4 (IPv4), will be used. Within this potential analysis the advantages and potentials of IPv6 integration are Ethernet based automation systems were analyzed. Among other things the technical features of IPv6 like auto address configuration, efficiently routing with flow label, mobileipv6 and the IT-Security protection measures are evaluated according to the usage in industrial automation systems. Furthermore the reduction and optimization of administrative efforts in production plants, the enhancement of plant availability and the possible increase of performance properties in special real-time network segments are discussed. With the almost infinite address space and the new protocol features there are enough reserves for new use-cases according to industrial automation. Also IPv6 has the potential for development of new business models (internet of things, cyber physical systems, cloud computing) and operates like an innovation driver. Projektleiter: Dipl.-Ing. Tino Doehring Laufzeit: 04/2013 bis 01/2014 Auftraggeber: ZVEI Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie e.v. 24

24 GESCHÄFTSFELD IKT & AUTOMATION AMALTHEA Model Based Open Source Development Environment for Automotive Multi-Core Systems AMALTHEA Modelbasierte, Open-source Entwicklungsumgebung für automobile Multicore-Systeme Durch die stetig zunehmende Zahl von Funktionen, z. B. im Automobil, wachsen die Komplexität der dazugehörigen Softwaresysteme und die Anzahl der benötigten Prozessoren. Zudem steigt auch das Kommunikationsaufkommen rasant. Diese Komplexitätssteigerung in Softwareintensiven eingebetteten Systemen führt zu neuen Anforderungen an deren Entwicklungsumgebungen. Die Vielfalt an Werkzeugen ist hoch, diese sind jedoch meist auf einzelne Teilaspekte der Softwareentwicklung spezialisiert, aber eine offene, durchgängige Werkzeugkette über den gesamten Entwicklungszyklus steht nicht zur Verfügung. Die Transformation zwischen den einzelnen Modellen der Entwicklungsstufen findet klassisch manuell statt, wobei Informationsverluste auftreten und Nachvollziehbarkeit verloren geht. In AMALTHEA wird daher eine Plattform für eine Eclipse-basierte Werkzeugkette entwickelt, die alle relevanten Schritte eines Entwicklungsprozesses unterstützt, der das Paradigma der modellbasierten Entwicklung nutzt, daher die Konsistenz zwischen allen Modellen eines Entwicklungsprozesses sicherstellt und die automatische Code-Generierung sowie die Wiederverwendung von Software ermöglicht. Diese Plattform ist speziell auf die Verwendung von Multi-core-Prozessoren als Zielhardware ausgerichtet. With the steadily increasing functionality, e.g. of cars, the complexity of related software systems, the number of processors needed and the communication also grows rapidly. This increase in the complexity of software-intensive embedded systems leads to new development environment requirements. In AMALTHEA, a platform for an Eclipse-based tool-chain is under development which supports all relevant steps of the development process. The platform uses the paradigm of model-driven development, which ensures the consistency between all models of the process and allows automatic code generation as well as reuse of development artefacts. The platform specially focuses on the usage of multi-core processors as target hardware. Projektleiter: Dipl.-Ing. Ralf Messerschmidt Laufzeit: 07/2011 bis 04/2014 Förderung: BMBF, FKZ: 01IS11020G Feldgeräteintegration und Kommunikationsanbindung mittels FDT-DTM Field Device Integration by means of FDT-DTM Das Field Device Tool (FDT)-Konzept erlaubt die Integration von Gerätekomponenten über Device Type Manager (DTM). Im ifak werden Geräteintegrationen auf Basis eines Geräte-DTMs durchgeführt, die vorrangig auf der Grundlage von.net (C#) entwickelt werden. Neben der Geräteintegration werden die verschiedenen Kommunikationsprotokolle ebenfalls über DTM im System integriert. Die Besonderheiten bei den durchgeführten Arbeiten bei diesen DTMs liegen in der zumeist prototypischen Umsetzung der Busspezifika im Rahmen der Normierungs- und Spezifikationsarbeiten. In einem zweiten Schritt werden dann produkttaugliche Implementierungen erstellt. In addition to the usage of device descriptions for the integration of field devices, the application of FDT interfaces (as DTM) is also possible. By ifak, integration based on a DTM toolkit (device descriptions) is carried out. Furthermore, DTMs are manually implemented, for example using the.net technology (C#). Besides the device integration, different communication protocols are integrated by means of DTMs in a system. The specifics of such communication DTMs are the prototypic character in combination with the standardisation procedure. If the specification is finalised, product oriented developments are also offered. Projektleiter: Dipl.-Ing. Mario Thron Laufzeit: seit 06/2000 Auftraggeber: Industrie 25

25 DEPARTMENT ICT & AUTOMATION Zusammenarbeit beim iseddview DTM Collaboration for iseddview DTM Der generische Device Type Manager (DTM) iseddview DTM kann elektronische Gerätebeschreibungen (EDD) entsprechend der IEC einlesen und verarbeiten. Es werden die Kommunikationsprotokolle PROFIBUS und HART unterstützt. Das Institut ifak hat die Kernkomponente, den EDD-Interpreter, für dieses Produkt bereitgestellt und ständig weiterentwickelt. So werden die EDD-Enhancements, die eine nutzerfreundliche graphische Ausgabe der Geräteinformationen ermöglichen, voll unterstützt. Neben der normkonformen Interpretation werden auch EDDs für PROFIBUS unterstützt, die vor der internationalen Standardisierung entstanden sind. Der Kooperationspartner ifak system GmbH hat in dem Projekt die umfangreiche Funktionalität eines DTM entwickelt und damit eine nahtlose Integration der EDD-Technologie in das Umfeld von FDT-Umgebungen (FDT Field Device Tool) ermöglicht. The generic Device Type Manager (DTM) iseddview DTM is able to handle Electronic Device Descriptions (EDD) according to IEC It supports the communication systems PROFIBUS and HART. Institute ifak has developed the core component, the so called EDD-Interpreter. This component is integrated into the DTM and is being continuously improved. The EDD enhancements, allowing an end user friendly graphical representation of device information, are supported completely. Besides the compliance to the IEC standard, the EDD-Interpreter also accepts EDDs for PROFIBUS, developed before the international standard came into being. The co-operation partner ifak system GmbH developed all DTM specifics. This allows a seamless integration of the EDD technology into FDT (FDT Field Device Tool) based applications. Kooperation: ifak system GmbH Projektleiter: Dr. Matthias Riedl Laufzeit: seit 10/2005 Auftraggeber: Industrie isedd Workbench isedd Workbench Gerätebeschreibungen (EDD) entsprechend der IEC werden in der isedd Workbench in der Regel projektorientiert erstellt, wobei ein Projekt alle zu einer Gerätebeschreibung gehörenden Dateien wie Wörterbücher, Include-Dateien, Import-Dateien oder EDD-Dateien zusammenfasst. Innerhalb eines Projektes kann auch das Profil (PROFIBUS, HART oder FF), für das eine EDD erstellt werden soll, festgelegt werden. Somit kann der eingebaute Checker genau prüfen, ob alle Elemente der EDD korrekt eingesetzt worden sind. Dabei werden nicht nur die syntaktischen Regeln der EDDL geprüft, sondern auch alle Teile der statischen Semantik, wie die Auflösung von Referenzen, Typkonformität und Ähnliches. Nachdem eine EDD-Überprüfung keine Fehler mehr aufzeigt, kann die EDD gleich aus der Workbench heraus abgearbeitet, d. h. interpretiert, werden. Dies erfolgt über eine spezielle Komponente, die die EDD einliest und die darin enthaltenen visuellen Informationen aufbereitet. Ein Protytyp der Entwicklungsumgebung ist im Rahmen des INNO-WATT-Projekts IW entstanden und wird seitdem kontinuierlich gepflegt. Die aktuellen Entwicklungen richteten sich vornehmlich auf die Aktualisierung entsprechend der neuen Fassung der IEC-Norm und die Unterstützung modularer Feldgeräte. Electronic Device Descriptions (EDD) compliant to IEC are being developed inside the isedd workbench based on various projects. Such a project combines all files belonging to a device description, e.g. dictionaries, include-files, import-files and EDD files. The profile for the EDD can be selected within a project. Therefore the integrated checker can check in detail whether all elements of the EDD are used correctly. In this process, syntax as well as parts of the static semantic will be checked, e.g. resolving of references. Thereafter, the well designed EDD can be interpreted by means of the specific integrated component. This component generates the GUI elements and executes all activated actions. Recent enhancements are dedicated to be compliant to the recent edition of the IEC standard and to support modular devices. Projektleiter: Dr. Matthias Riedl Laufzeit: seit 2004 Vertrieb: ifak system GmbH 26

26 GESCHÄFTSFELD IKT & AUTOMATION Entwicklung von Test Requirements für EDDL Development of EDDL Test Requirements Die Gerätebeschreibungssprache EDDL ist in der IEC spezifiziert. Damit sich alle EDD- Applikationen, die diese Gerätebeschreibungen verarbeiten, einheitlich verhalten, werden Conformance- und Interoperabilitätstests etabliert. Diese setzen eine eindeutige Spezifikation der Testfälle voraus. Basis dieser Spezifikation sind die Test Requirements, auf deren Basis dann die konkreten Testfälle in einem zweiten Schritt entwickelt werden. The device description language EDDL is specified in IEC Hence all EDD applications operating such device description shall behave consistently conformance and interoperability tests will be established. These tests are based on precise test cases derived from Test Requirements. The Test Requirements will be developed in this project and are the fundament of the EDD application tests. Projektleiter: Dr. Matthias Riedl Laufzeit: 03/2013 bis 04/2014 Auftraggeber: FDI Cooperation Testsystem für PROFIsafe F-Host Testtool for PROFIsafe F-Host Der PROFIsafe-F-Host-Test soll als Ergänzung des bestehenden PROFIsafe-Slave-Tests für zertifizierte Master/IO-Controller verbindlich werden. Dafür ist ein entsprechendes Testsystem erforderlich. Dieses Testsystem wurde in einem Vorgängerprojekt entwickelt und wird im Rahmen dieses Projektes an die aktuelle Spezifikation angepasst. Das Vorgehen beim PROFIsafe F-Host-Test entspricht dem beim PROFIsafe-Slave-Test, indem bezogen auf die Gesamtzertifizierung für ein Produkt im Safety-Bereich der PROFIsafe F-Host-Test den PROFIBUS Master/PROFINET IO Controller-Test voraussetzt und seinerseits Voraussetzung für die Abnahme bei TÜV und FIA ist. The PROFIsafe F-Host test is required for certified Master/IO Controller. Therefore a well-designed test tool is necessary. Such a test tool was already developed in a predecessor project and will be enhanced within this project. Therefore new test cases will be developed and different classes of F-Hosts will be supported. The PROFIsafe F-Host test requires a certified test for PROFIBUS Master or PROFINET IO Controller functionality. Both tests and certificates are needed for assessments by the TÜV of FIA. Projektleiter: Dr. Matthias Riedl Laufzeit: 10/2012 bis 07/2014 Auftraggeber: Profibus Nutzerorganisation (PNO) Geräteintegration mittels Gerätebeschreibungen Tool integration of field devices using device descriptions Trotz standardisierter Feldbusse und existierender Profile sind herstellerspezifische Merkmale und Funktionen wesentliche Bestandteile von Feldgeräten. Damit auch diese nicht standardisierten Merkmale und Funktionen von herstellerunabhängigen Werkzeugen verwendet werden können, müssen Gerätebeschreibungen für die Feldgeräte erstellt und in die Werkzeuge integriert werden. Am ifak wird die Geräteintegration auf Basis von Gerätebeschreibungen für das Werkzeug SimaticPDM (Process Device Manager) angeboten. Despite standardised fieldbuses and existing profiles, the manufacturer-specific functions and features are essential parts of field devices. Manufacturer independent tools have to interact with manufacturer-specific functions and features. That is why so called device descriptions have to be developed and integrated into the commissioning tools. ifak supports field device manufacturers in developing the device descriptions and their integration into the Simatic PDM tool. Projektleiter: Prof. Dr. Christian Diedrich Laufzeit: seit 07/1999 Auftraggeber: Industrie 27

27 DEPARTMENT ICT & AUTOMATION Basissystem für verteilte Netzwerkdiagnose und Prozessdatenanalyse (DIA.LYSIS) Base system for distributed network diagnostics and process data analysis Das Vorhaben DIA.LYSIS (Diagnosis / Analysis) zielt auf die Entwicklung und Implementierung eines modularen Frameworks für den Einsatz zu verteilter Netzwerk- und Prozessdatenanalyse und zu Diagnosezwecken unter Berücksichtigung von Aspekten der IT-Datensicherheit (Security). Fokussiert ist das Framework auf Ethernet-basierte Automatisierungstechnologien und darauf aufsetzender Kommunikationsprotokolle und Dienste, wobei PROFINET den Schwerpunkt der Entwicklung bildet. The aim of the project DIA.LYSIS is the development and implementation of a modular framework for the analysis of the network, the process data and for diagnostic purposes. The aspects of IT Security (Security) will also be considered.the focus of the framework are ethernet based automation technologies and the associated communication protocols and services. The main focus of the development is PROFINET. Projektleiter: Dipl.-Ing. David Hasler Laufzeit: 07/2013 bis 12/2015 Förderung: BMWi, FKZ: VF autoapsint Modellgetriebene Integration der Shopfloor-Automation in eine mittelstandsgerechte ERP-Lösung mit Advanced Planning and Scheduling autoapsint Model Driven Integration of Shopfloor Automation into ERP Solutions of Medium-Sized Businesses with Advanced Planning and Scheduling Kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) benötigen für eine effiziente und optimierte Ressourcenplanung Informationen zu laufenden Produktionsvorgängen, Maschinenauslastungen und Instandhaltungsdaten. In Großunternehmen werden für diese Zwecke spezielle Systeme eingesetzt, z. B. zur Betriebsdatenerfassung (BDE), Maschinendatenerfassung (MDE) und Personalzeiterfassung (PZE). In KMU kann eine solche Vielzahl von Systemen nicht wirtschaftlich betrieben werden. Deshalb werden im Projekt autoapsint kompakte Methoden und Lösungen für KMU entwickelt, die es den Unternehmen erlauben, die für eine effiziente und optimierte Ressourcenplanung benötigten Online-Informationen aus der Automatisierungsebene zu laufenden Produktionsvorgängen, Maschinenauslastungen und Instandhaltungsdaten zu nutzen. Dabei wird auf eine geringe Komplexität der IT-Infrastruktur für Zwecke des Advanced Planning and Scheduling (APS) geachtet. Es wird eine von Anwenderunternehmen über alle Unternehmensbereiche hinweg administrierbare Lösung entstehen. Die Lösung wird durch einen hohen Automatisierungsgrad der Datenintegration und Konfiguration gekennzeichnet sein. Small and medium sized enterprises (SME) need information of production processes, machine load and maintenance processes for an efficient and optimized resource planning. Specialized systems, e.g. for capturing of production data and machine data as well as systems for capturing of labour time are used within big enterprises for those purposes. Such a variety of systems may not be economically used within SMEs. Therefore more compact methods and solutions will be developed within the project autoapsint, which enable SMEs to use on-line information from the automation and control levels of the production equipment for an efficient and optimized resource planning. The solution will be characterized by a less complex IT infrastructure to be used for Advanced Planning and Scheduling (APS). It will be designed to be easily administrated spanning over all departments of the enterprise. That solution will be characterized by a high degree of automation for activities like data integration and configuration. Kooperation: integral systemtechnik GmbH, ifak system GmbH Projektleiter: Dipl.-Ing. Mario Thron Laufzeit: 09/2012 bis 02/2015 Förderung: BMBF, im Rahmen des Programms KMU-innovativ, FKZ: 01IS12009C 28

28 GESCHÄFTSFELD IKT & AUTOMATION Wireless Regulierung für die industrielle Automation (WiRIA) Wireless regulation for industrial automation (WiRIA) Das Ziel dieses Vorhabens ist es, durch Analysen und Studien die Hersteller von Funklösungen für die industrielle Automation dabei zu unterstützen, den Einsatz dieser Funktechnik langfristig zu sichern. Dafür waren Anforderungen der Automatisierungsindustrie an die Regulierung und Normung der Nutzung von Funkfrequenzen aufzubereiten und zu formulieren. Des Weiteren wurden Studien über mögliche Mediumszugriffsverfahren und Konzepte für Software Defined Radio unter dem Aspekt der Anwendung in der Industrieautomation erarbeitet. Für den Frequenzbereich von 5725 MHz bis 5875 MHz wurde eine Kompatibilitätsstudie für industrielle Funkanwendungen erarbeitet. Die Behandlung in den Europäischen Gremien wird fachlich begleitet. The aim of this project is to support manufacturers of wireless solutions for industrial automation systems in order to ensure the long term use of their products through analyses and studies. For this, the requirement of the automation industry is to collect and preprocess for the regulation and standardisation of the use of radio frequencies. Furthermore it shall be analysed under which conditions and with which technologies industrial wireless solutions can operate in the frequency range from 5725 MHz to 5875 MHz. Projektleiter: Dipl.-Ing. (FH) Marko Krätzig Laufzeit: 09/2012 bis 11/2014 Auftraggeber: Industrie, Zentralverband Elektrotechnik- und Elektronikindustrie (ZVEI) Planung, Spezifikation und Durchführung von Verifizierungs- und Performance- Tests industrieller Funklösungen Planning, specification and execution of verification and performance tests of industrial wireless solutions Der Nachweis der zuverlässigen Funktion und der Einhaltung von Grenzwerten von Zeit- und Fehlerkenngrößen ist für Hersteller industrieller Funklösungen von besonderer Bedeutung. Das gilt besonders bei hoher Gerätedichte, bei ungünstigen Übertragungsbedingungen oder beim Zusammentreffen mehrerer Funksysteme im gleichen Frequenzbereich. Das ifak unterstützt Hersteller durch die Planung, Spezifikation und Durchführung entsprechender Tests und berät bei der Bewertung der Ergebnisse. It is of significant importance for manufacturers of industrial wireless solutions that they can prove the functionality of their products as well as the compliance to limits of the time and error behaviour. The institute ifak supports manufacturers through the planning, specification and execution of tests and offers advice and consultation during the assessment of the tests results. Projektleiter: Dr. Lutz Rauchhaupt Laufzeit: laufend Auftraggeber: Industrie, Hersteller industrieller Funkgeräte Planung, Spezifikation und Durchführung von Evaluierungen industrieller Funknetzwerkinstallationen Planning, specification and execution of evaluations of industrial wireless network installations Funksysteme in industriellen Anwendungen sind vielfältigen Einflüssen ausgesetzt. Nicht immer werden diese von Beginn an berücksichtigt. Änderungen können dann die Verfügbarkeit der Funkkommunikation beeinflussen, wobei verschiedene Ursachen dafür verantwortlich sein können, die nicht immer in der Funkübertragung begründet sein müssen. Das ifak unterstützt Betreiber industrieller Funknetze bei der Analyse und der Optimierung der Funkkommunikation auf Basis systematischer Untersuchungen des Funkausbreitungs- und Kommunikationsverhaltens. Außerdem berät das ifak über die Einführung eines Koexistenzmanagementprozesses nach IEC

29 DEPARTMENT ICT & AUTOMATION Wireless systems in industrial applications are prone to manifold influences. However, not in each case is this considered from the beginning. The result is that changes may reduce the availability of the wireless communication. There are several possible reasons that are not necessarily caused in wireless transmission. The institute ifak supports operators of industrial wireless networks analysing and optimising the wireless communication based on systematic investigations of the wireless transmission and communication. Furthermore, ifak offers advice and consultation on the introduction of a coexistence management process compliant to IEC Projektleiter: Dr. Lutz Rauchhaupt Laufzeit: laufend Auftraggeber: Industrie, Betreiber von Funknetzwerken IMC-AESOP ArchitecturE for Service-Oriented Process Monitoring and Control IMC-AESOP ArchitecturE for Service-Oriented Process Monitoring and Control Das Projekt IMC-AESOP ArchitecturE for Service-Oriented Process Monitoring and Control war ein durch die Europäische Kommission innerhalb des 7. Rahmenprogramms gefördertes Integriertes Projekt mit Partnern aus Deutschland, Frankreich, England, Italien, Schweden, Finnland und der Tschechischen Republik. Ziel des Projektes war es, den Einsatz von Serviceorientierten Architekturen für die Überwachung und Steuerung komplexer, verteilter Automatisierungssysteme in der Prozessindustrie zu untersuchen. Der Schwerpunkt der durch ifak geleisteten Arbeiten lag im Bereich der Integration klassischer Automatisierungssysteme und Komponenten in Service-orientierte Architekturen. IMC-AESOP was a project funded by the European Commission within the 7th Framework Programme, which was based on the co-operation of German, French, English, Italian, Swedish, Finish and Czech partners. IMC-AESOP envisioned, designed, implemented and demonstrated a Service-oriented Architecture approach for the monitoring and control of Process Control applications (batch and continuous process). The research, carried out by ifak, was concentrated on the integration (commissioning, operation and management) of classical automation systems and components into service oriented architectures. Projektleiter: Dr. Thomas Bangemann Laufzeit: 09/2010 bis 12/2013 Förderung: EU, FKZ: INFSO-ICT Leistungsfähigkeit von Internetzugangstechnologien für zuverlässige M2M Anwendungen Performance of Internet Access Technologies for reliable M2M Application Die Zielstellung des Projektes ist die Bewertung von Übertragungseigenschaften typischer Netzzugangstechnologien (DSL, GSM, UMTS, LTE) für den Einsatz in zuverlässigen M2M-Anwendungen. Dieses Ziel soll durch die Schaffung eines fundierten Überblicks über die Leistungsfähigkeit der verschiedenen Netzzugangstechnologien erreicht werden. Im Projekt werden typische Einsatzfälle von M2M-Anwendungen analysiert und Anforderungen an die Internetzugangstechnologie abgeleitet. Zudem wird eine universelle Testmethodik für Netzzugangstechnologien entwickelt und Testfälle werden spezifiziert. The aim of the project is the assessment of transmission properties of typical internet access technologies for use in reliable M2M applications. For this, a performance overview of internet access technologies must be developed. Typical use cases of M2M applications are analyzed and requirements for internet access technologies are derived. Test methods will be developed for different internet access technologies and test case were specified. Furthermore the preparation for the field test campaign has been completed. Kooperation: Institut industrial IT (init) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe Projektleiter: Dipl.-Ing. Marko Krätzig Laufzeit: 04/2013 bis 03/2015 Förderung: BMWi über AiF, FKZ: BG/2 30

30 GESCHÄFTSFELD MESSTECHNIK & LEISTUNGSELEKTRONIK Geschäftsfeld Messtechnik & Leistungselektronik Mission Das erfolgreiche Vermarkten von Produkten setzt deren qualitätsgerechte und effiziente Fertigung voraus. So vielfältig die Produkte sind, so mannigfaltig gestaltet sich der Bedarf an produktionsbegleitender Messtechnik. Ohne die Erfassung von Istwerten ist die Vorgabe von Sollwerten als Qualitätsstandard unnütz und eine automatisierte Herstellung von Erzeugnissen unmöglich. Diesem Leitmotiv, der bedarfs- und applikationsgerechten Informationsgewinnung, hat sich die ifak-forschung zur Messtechnik und Leistungselektronik verschrieben. Darüber hinaus bedingt Informationsgewinnung die Übertragung der gewonnenen Informationen, der Daten. Und diese setzt die Bereitstellung der dafür erforderlichen Energie voraus. Bei einer Vielzahl von Applikationen besteht der Wunsch, dies drahtlos zu realisieren. Gedacht sei hierbei an die Versorgung von Sensoren und Aktoren auf bewegten Teilen oder an die kabellose Ladung von Elektrofahrzeugen, an der gegenwärtig im ifak geforscht und entwickelt wird. In diesem elektrischen Leistungsbereich sind anders als bei der elektrischen Zahnbürste optimierte magnetische und leistungselektronische Komponenten unerlässlich. Prof. Jörg Auge Geschäftsfeldleiter Forschungsbereich Gegenwärtig umfassen die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten folgende Themenbereiche: Akustische Sensoren Die Aktivitäten erstrecken sich von der Simulation bis zur Verifikation von Ultraschallwandlern nebst Übertragungsstrecken und zugehöriger Sensorelektroniken. Außerdem existiert langjähriges Know-how bei der Auslegung mikroresonanter Sensoren. Prozessmesstechnik Die Erfassung von Füllständen und Durchflussraten in der Verfahrenstechnik kann von vielgestaltigen und herausfordernden Problemstellungen begleitet sein, derer sich das ifak annimmt. Den Schwerpunkt bildet die Ultraschall-clamp-on-Technologie. Applikationsspezifische Messsysteme Das zugeschnittene Kombinieren von Sensoren und Aktoren zu komplexen Mess- und Prüfsystemen als Unikatlösung bildet den Fokus der Arbeiten. Kontaktlose Energie- und Datenübertragung Leistungen bis zu etlichen Kilowatt nebst Daten kontaktlos induktiv über Distanzen bis in den Dezimeterbereich zu übertragen, ist zentrales Anliegen des Tätigkeitsbereiches. Die Systeme werden dabei gesamtheitlich und kundenspezifisch entwickelt und optimiert. Signalanalyse und -verarbeitung Die Analyse und Verarbeitung von Signalen und Daten bildet die Querschnittsmenge der zuvor beschriebenen Themen. Sie reicht von der Modellierung und numerischen Simulation gekoppelter physikalischer Phänomene und elektronischer Schaltungen über die multivariate Datenanalyse bis zur Diagnose und Selbstdiagnose von komplexen Systemen. Angebot Dr. Ulrike Steinmann stellv. Leiterin Axel Hoppe stellv. Leiter Die Aktivitäten zielen auf einen mittel- und langfristigen Know-how-Aufbau in vorwettbewerblichen Einzel- oder Verbundvorhaben und das kurzfristige Einbringen etablierten Wissens in Entwicklungsprojekte, die direkt durch industrielle Auftraggeber finanziert werden. Das Leistungsangebot ist auf folgende typische Arbeitsschwerpunkte fokussiert: Literatur- und Machbarkeitsrecherchen, numerische Berechnung, Modellierung und Simulation von physikalischen Vorgängen, Erarbeitung neuartiger Lösungsansätze für kundenspezifische Entwicklungsvorhaben, Entwicklung sensorischer, aktorischer und informationstechnischer Systeme, Konzeption, Realisierung, Test und Optimierung von Funktionsmustern bis zu serienreifen, durch Partnerunternehmen oder Auftraggeber offerierten Lösungen. 31

31 DEPARTMENT MEASUREMENT TECHNOLOGY AND POWER ELECTRONICS Measurement Technology and Power Electronics Mission The successful commercialization of products requires their high-qualitative and efficient manufacturing. Due to the product variety a manifold demand on accompanying measurement technology within the production process arises. Without an acquisition of actual values the definition of nominal values is useless and an automated production becomes impossible. The department is dedicated to this topic of demand-driven and application-compatible data acquisition. Moreover, acquisition of information involves its transfer and an adequate power supply. With regard to the multitude of applications often a wireless realisation is required. This concerns e.g. the supply of sensors and actuators on moving and rotating elements or the wireless charging of e-cars, which is currently an important research field. Within this power range and in contrast to the principle of an electric toothbrush optimised magnetic and power electronic components are essential. Research Topics Currently, the department involves the following research areas and topics: Acoustic sensors Activities range from simulation over verification of ultrasonic transducers including the transmission path to corresponding sensor electronics. Additionally, expertise in the design of micro-resonant sensors has been established over many years. Process measurement technology The acquisition of liquid levels or flow rates in the process engineering can be accompanied by diverse and challenging problems. The ifak attends to this and focuses especially on the ultrasonic clamp-on-technology. Application specific measurement systems The tailored combination of sensors and actuators to complex measurement and test systems as unique solution represents the scope and goal of our multifaceted work. Wireless power and data transfer Utmost concern is the wireless inductive transfer of data and power up to several kilowatts and decimetre range. The systems are holistically and customer-specific developed and optimised. Signal analysis and processing The analysis and processing of signals and data represents an intersection of previously described topics. It varies from modelling and numerical simulation of coupled multiphysics phenomena over electronic circuits and multivariate data analysis to (self-)diagnosis of complex systems. Our Offer The services are offered based on the following fields of expertise: Literature research and feasibility studies Numerical calculation, modelling and simulation of physical processes Development of new approaches for customer specific projects Development of sensory, actuatory, electronic and IT components and systems Design, realisation, test and optimisation from evaluation model to series production by partner companies and the industry 32

32 GESCHÄFTSFELD MESSTECHNIK & LEISTUNGSELEKTRONIK Akustische Sensoren Die Nutzung von akustischen Wellen als Informationsträger ist der Fokus dieses Forschungsgebietes. Dies kann einerseits passiv durch Analyse eines akustischen Spektrums, das der Prozess emittiert, erfolgen. Insbesondere die Überwachung (das Condition Monitoring) von schwingenden Teilen, Geräten oder Anlagen ist hierbei oftmals zentrale Fragestellung. Andererseits lassen sich aus der Interaktion von Wellen, die in den Prozess geschickt werden, Informationen über selbigen gewinnen. Dies können beispielsweise Informationen über Stoffströme, Füllstände oder Medienzusammensetzungen sein. Von langjährigen Erfahrungen aus der Schallwandler-Entwicklung profitieren dabei Aktivitäten im Bereich der Festkörperschall-Analyse sowie die Simulation mit Finite-Elemente-Methoden (FEM) und Modellierung charakteristischer Schallausbreitungsphänomene. Die Inline-Analyse in flüssigen Stoffsystemen stellt besondere Anforderungen an die Messtechnik in Bezug auf Medien-, Temperatur- und Druckbeständigkeit. Nur wenige Messprinzipien können hierfür in Gerätetechnik umgesetzt werden, die vielfältigen Einsatzbereichen genügen. Immer wieder sind applikationsspezifische Sonderlösungen erforderlich. Ein derartiges Beispiel liefert die Kombination einer parallelen akustischen und dielektrischen Messung in einem Sensor, dem SoniCap, der gegenwärtig Messungen im Labormaßstab in Stoffsystemen ermöglicht, in denen sich Schallgeschwindigkeit, Schallschwächung, Leitfähigkeit oder Permittivität ändern. Eine besondere Herausforderung stellt auch die Analyse hochkonzentrierter Dispersionen dar, bei der marktverfügbare Verfahren keine inlinefähige Partikelcharakterisierung leisten konnten. Im Ergebnis eines Forschungsprojektes konnte jedoch ein neuartiges prozessfähiges Partikelmessverfahren auf der Grundlage der Ultraschallstreuung geschaffen werden. Der als minimalinvasive Einstecksonde konzipierte Sensor erfasst den von den Partikeln rückgestreuten Schall. Aus dem Streusignal wird die jeweilige Frequenz, die Schalldämpfung sowie die Rückstreuamplitude als größen- bzw. konzentrationsproportionales Signal berechnet. Mit dem Verfahren sind Partikel >1µm bei Konzentrationen bis zu 50 Vol.% erfassbar. Typische Anwendungen sind die Nasszerkleinerung von Mineralstoffen sowie Dispergier- und Kristallisationsprozesse. Weitere Einsatzgebiete des prozessfähigen, kostengünstigen Partikelmesssystems sind denkbar, insbesondere dort, wo bislang aufwändige Offlineanalytik Anwendung findet. Mikroresonante Sensoren lassen sich als primär masseempfindliche Elemente vielfältig als chemische oder biologische Sensoren für die Gas- oder Flüssigphase applizieren. Ändert sich die Masse des Sensors im Nanogrammbereich, so ändert sich seine Resonanzfrequenz. Die Spezifik des Sensors wird durch eine hauchdünn aufgetragene Schicht erzielt, die mit dem selektiv nachzuweisenden Medium wechselwirkt. Als Sensoren werden Schwingquarze genutzt, in den Ausführungsformen QMB oder LFE. Spezielle Oszillatoren, verschiedene Messzellentypen und Equipment der Messwerterfassung stehen als Ergebnis langjähriger FuE-Tätigkeit auf diesem Gebiet zur Verfügung. Sebastian Wöckel 33

33 DEPARTMENT MEASUREMENT TECHNOLOGY AND POWER ELECTRONICS Dr. Ulrike Steinmann Prozessmesstechnik Die visionäre Vorstellung der Prozessmesstechnik ist es, alle relevanten Informationen, die für eine sichere und effiziente Prozessführung notwendig sind, zu jeder Zeit an jedem Ort zur Verfügung zu haben. Die Messwertaufnehmer sollen sich dabei durch eine geringe Cost-of- Ownership und Messunsicherheit, durch Rückwirkungsfreiheit und Robustheit, eine hohe Messdynamik und ein gewisses Maß an Intelligenz auszeichnen. Auf diesem Wege bleibt noch genügend Forschungs- und Entwicklungsbedarf. Durch die konsequente Weiterentwicklung und Anwendung innovativer Sensorprinzipien und Methoden können Mess- und Analysensysteme dazu beitragen, dass sich Unternehmen im steigenden Wettbewerbsdruck behaupten und die hohen Anforderungen an Produkt- und Prozessqualitäten erfüllen. Innerhalb der Prozessmesstechnik konzentriert sich das Know-how vor allem auf die Messung von Durchflussraten, Füllständen und Stoffkonzentrationen. Bei der Messung von Durchflussraten ist in den letzten Jahrzehnten ein sehr starker Trend zu indirekt messenden Verfahren ohne bewegte Teile zu beobachten. Insbesondere magnetischinduktive Sensoren für leitfähige Medien, Coriolis-Sensoren für die Bestimmung des Massedurchflusses und Ultraschallsensoren gewinnen immer größere Marktanteile. Die Messung auf der Basis Ultraschall weist hierbei ein Alleinstellungsmerkmal auf, da sie in der sogenannten Clamp-on-Technologie ein Messen von außen ohne medienberührende Teile ermöglicht. Dadurch sind temporäre Messungen oder die Installation ohne Auftrennung des Medienstroms möglich. Im Fokus des Interesses stehen im ifak einerseits applikationsspezifische Entwicklungen, beginnend bei Machbarkeitsrecherchen bis zu Funktionsmustern, andererseits vor allem Fragestellungen der Wellenausbreitung in Prozessbehältern und Medium bei kritischen Installationen und der darauf basierenden Signalanalyse. Auch für die Bestimmung von Füllständen ist es mitunter von besonderem Interesse, dies ohne Einbauten in den zu überwachenden Behälter zu realisieren. Ultraschallsensoren bieten diese generelle Möglichkeit, indem vom Behälterboden aus durch Behälterwand und Flüssigkeit gegen die Grenzfläche Flüssigkeit/Gasphase gemessen wird. Problematisch können hierbei die Ankoppelbedingungen für die Sensoren sein, vor allem, wenn keine lotrechte Einstrahlung der Schallwellen möglich ist. Die Erarbeitung geeigneter Lösungsansätze in diesem Problemfeld ist Gegenstand aktueller Arbeiten. Berücksichtigt man die derzeitigen Entwicklungswünsche der Unternehmen, so wird insbesondere der Messung räumlich verteilter Prozessinformationen für viele Messgrößen eine große Bedeutung beigemessen. Ausschlaggebend dafür ist, dass die verwendeten, punktuell arbeitenden Messverfahren die Anforderungen der modernen Prozessanalyse nicht zufriedenstellend erfüllen. Vielmehr werden (kostengünstige) hard- und softwaretechnische Lösungen gesucht, mit denen sich zwei- oder dreidimensionale Strukturen innerhalb von Objekten oder Prozessmedien abbilden und tiefenaufgelöste Informationen ableiten lassen. Dem damit verbundenen Forschungs- und Entwicklungsbedarf, beginnend bei der Nutzbarmachung der eigentlichen Sensortechnologie über die Integration der Sensorsysteme in Prozessanlagen bis hin zur Ableitung und Weiterverarbeitung relevanter Kennwerte für die Prozessführung, kommt eine Schlüsselrolle zu. 34

34 GESCHÄFTSFELD MESSTECHNIK & LEISTUNGSELEKTRONIK Applikationsspezifische Messsysteme Produkte am Markt erfolgreich zu veräußern, setzt ihre effiziente und qualitätsgerechte Herstellung voraus, was insbesondere in der Stückgutfertigung geeignete Messeinrichtungen für die Zwischen- und Endkontrolle erfordert. Mess- und Prüfsysteme, die je nach Applikation mehr oder minder komplex und kundenspezifisch sind, bilden daher eine weitere Säule des Geschäftsfeldes. Das ifak ist Firmen hierbei kompetenter Partner bei der Entwicklung solcher Systeme beginnend bei Markt- und Machbarkeitsrecherchen über die Erarbeitung von favorisierten Lösungsansätzen und die Realisierung erster Funktionsmuster über Nullserien bis zum eigentlichen Produkt. Prof. Jörg Auge Kontaktlose Energie- und Datenübertragung Energie und Daten kontaktlos zu übertragen, bedeutet für eine Vielzahl von Anwendungen in den verschiedensten Bereichen neben der Erhöhung von Zuverlässigkeit, Sicherheit und Verfügbarkeit auch einen deutlichen Komfortgewinn. Insbesondere für die Akzeptanz der Elektromobilität zählt der Komfort beim Laden zu den bestimmenden Faktoren. Die innovative Technologie der kontaktlosen Energieübertragung stellt hierfür völlig neue Möglichkeiten zur Verfügung, wie z. B. die unkomplizierte und automatische Aufladung der Fahrzeuge an entsprechenden Ladestationen ohne Stecker mit ausreichender Leistung und hohem Wirkungsgrad. Aber auch in vielen weiteren Anwendungsgebieten, wie z. B. im Maschinenbau, bei Fertigungsanlagen, bei Wechselwerkzeugen, in der Medizintechnik, in der Prozessmesstechnik, im Automobilbau oder im Haushalts- und Bürobereich können kontaktlose Systeme zur Übertragung von Energie und Daten eingesetzt werden. Das ifak forscht und entwickelt erfolgreich seit mehr als zehn Jahren in zahlreichen anwendungsorientierten Projekten an dieser Thematik. Die Arbeiten sind dabei besonders durch anwen- Quelle: Kiefermedia dungsnahe Aufgabenstellungen geprägt. Neben zahlreichen Machbarkeitsuntersuchungen und Entwicklungen von Prototypen für verschiedenste Anwendungen werden aktuell umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsvorhaben im Bereich der Elektromobilität, der Luftfahrt oder der Medizintechnik sowie für den rechnergestützten Entwurfs- und Optimierungsprozess durchgeführt. Die Entwicklung unterschiedlicher, aber interoperabler Kontaktlos-Ladesysteme für die Straßen- und Fahrzeugseite und der Funktionsnachweis durch einen Flottenversuch im öffentlichen und halböffentlichen Raum sind die Hauptziele eines aktuellen Forschungsvorhabens. Dieses Projekt InterOp (Inductive Norm Test by Exchange in Real Operation) wird vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit gefördert und umfasst insgesamt 10 Verbundpartner. Axel Hoppe 35

35 DEPARTMENT MEASUREMENT TECHNOLOGY AND POWER ELECTRONICS Dr. Sven Thamm Signalanalyse und -verarbeitung Für die Entwicklung von mess- oder übertragungstechnischen Systemen ist es ebenso wie für die sichere Prozessführung von essentieller Bedeutung, Signale mittels geeigneter Analyseverfahren, Vorverarbeitungstechniken und Bewertungsstrategien richtig zu interpretieren. Bereits in der Entwicklungsphase ersparen Modellierung und Simulation, hohe Modellgüte vorausgesetzt, aufwändige experimentelle Entwürfe und iterative Optimierungen. Die Schwerpunkte des Knowhows und der aktuellen Forschungsarbeiten liegen hier insbesondere bei der virtuellen Nachbildung von magnetischen Übertragungseinrichtungen einschließlich der erforderlichen leistungselektronischen Komponenten und der Analyse von Ausbreitungsphänomenen akustischer Wellen einschließlich ihrer elektrischen Anregung und Detektion in konkreten Anwendungen. Höhepunkte des Geschäftsfeldes im Berichtsjahr Die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten im Berichtsjahr konzentrierten sich zum einen auf die Verwendung der kontaktlos induktiven Übertragungstechnologie im mittleren und höheren Leistungsbereich, getragen vor allem durch die Elektromobilität, zum anderen auf die Nutzung von Ultraschallsensoren für stoffanalytische Messaufgaben oder die Füllstandsmessung. Das Einbringen des dabei erworbenen Know-hows in ausgewählte Arbeitskreise und Standardisierungsgremien bestimmt auch weiterhin das Wirken des Geschäftsfeldes. Zu nennen sind hierbei insbesondere die Leitung der durch das Institut gegründeten Task Force Kontaktlose Energie- und Datenübertragung der Energietechnischen Gesellschaft im VDE sowie das Engagement in den Arbeitskreisen Berührungsloses Laden von Elektrofahrzeugen in der Deutschen Kommission für Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und Akustische Sensoren der Deutschen Gesellschaft für Akustik e.v. Regional sind insbesondere die zahlreichen Aktivitäten im Rahmen des Netzwerkes Ultraschall NetUS zu erwähnen. Hervorzuheben ist auch die Fachtagung Neue Einsatzmöglichkeiten + Entwicklungstendenzen der kontaktlosen Energieübertragung auf dem ETG-Kongress 2013, bei der unter Leitung des ifak vielfältige Applikationsbeispiele zum Thema präsentiert wurden. 36

36 GESCHÄFTSFELD MESSTECHNIK & LEISTUNGSELEKTRONIK DIP-Sensor Drahtlos versorgter Multisensor zur Inline-Prozessanalyse DIP Sensor Wireless multisensor for inline process analysis Zielstellung des Vorhabens ist es, grundlegende Methoden, Verfahren und Algorithmen eines kompakten und mobilen Sensorsystems für den Einsatz in flüssigen (Mehrphasen-)Systemen zu entwickeln, mit dem die Medienverteilung in einem Bilanzraum orts- und zeitaufgelöst erfasst und somit Prozesswissen echtzeitnah erlangt werden kann. Dabei stehen zwei fundamentale Forschungs- und Entwicklungsaspekte im Vordergrund: einerseits die prozessoptimierte Analyse- und Zustandssensorik, die die Nutzbarmachung und Integration verschiedener robuster und prozesstauglicher Messverfahren in einem direkt in das Prozessmedium einzubringenden Multisensormodul beinhaltet. Dazu wurden erste Funktionsmuster eines optischen, eines elektrischen und eines aktustischen Sensormoduls entwickelt und getestet sowie deren Kommunikation mit einem zentralen Mastermodul erprobt. Andererseits wird im Projekt durch die Entwicklung und Realisierung von Konzepten für die kontaktlose Übertragung sowohl von Energie als auch Messdaten der echtzeitnahe, unterbrechungsfreie Betrieb auch unter prozessnahen Umgebungsbedingungen umgesetzt. The focus of the research project is the development of methodological and algorithmic concepts for a compact and mobile sensor system used in liquid multiphase systems. In order to achieve near real-time knowledge of an underlying process, the temporal and spatial analysis of (multi-phase) liquids is intended. Of main importance are firstly the utilisation and integration of different robust and process-suited measurement methods into a multisensor-module which can be placed directly in the process medium. Secondly, concepts for the contactless transfer of power and measurement data are to be developed and realised in order to achieve an uninterruptible and long-term operation of the mobile sensor module within the process. Projektleiter: Dipl.-Ing. Axel Hoppe Laufzeit: 06/2011 bis 03/2014 Förderung: BMWi, Programm Vorlaufforschung, FKZ: VF TILT Technologische und algorithmische Verbesserung von Ultraschallverfahren zur eingriffsfreien Füllstandsmessung unter schwierigen Prozessbedingungen TILT Technological and algorithmic improvement of non-invasive ultrasonic liquid level measurement under complex process conditions. Für die Überwachung von Produktionsprozessen, z. B. in der chemischen, Lebensmittel- und Pharmaindustrie, sind Sensorsysteme zur Erfassung von Durchflussmengen und Füllständen von Flüssigkeiten von grundlegender Bedeutung. Ultraschall-basierte Messverfahren gewinnen zunehmende Marktrelevanz. Diese sind jedoch bislang meist invasiv und müssen somit in der Flüssigkeit messen, die z. B. chemisch aggressiv ist. Die sogenannte Clamp-on-Technologie, bei der die Messung durch Ultraschall von außen an der Behälterwand erfolgt, bietet dabei einzigartige Vorteile. Trotzdem kann diese auf Grund von anlagen- und verfahrensbedingten Problemen, wie z. B. Einschallung unter Fehlwinkeln, Entstehung störender Schallanteile in Behälterwänden, gegenwärtig kaum in der Praxis eingesetzt werden. Zielstellung des Forschungsvorhabens TILT ist es daher, die Ultraschall-basierte Füllstandsmessung durch Nutzung leistungsfähigerer Sensoren, selbstkalibrierender Installationen und eines integrierten Datenmanagements grundlegend zu verbessern und praxistauglicher zu gestalten. Liquid level measurement by ultrasonic clamp-on-sensors is advantageous for numerous applications due to the non-invasive function. In practice, however, different technical reasons (e.g. structure borne sound, misalignment of transducer) hinder the usablility. The project TILT aims to solve those problems and to make the measurement process more practicable. For this, improved sensors are combined with selfcalibrating installation routines and integrated data management systems. Thus, it is expected that the liquid level measurement systems become more versatile employable, reliable, user-friendly and can develop new market capabilities. Projektleiterin: Dr. Ulrike Steinmann Laufzeit: 07/2013 bis 06/2015 Förderung: im Unterauftrag und in Kooperation mit der Otto-von- Guericke-Universität Magdeburg FKZ: 02PK2344 (OvGU) 37

37 DEPARTMENT MEASUREMENT TECHNOLOGY AND POWER ELECTRONICS LiquiLab / GasLab Mikrowägung mit Schwingquarzen in Flüssigkeiten oder Gasen LiquiLab / GasLab Microbalance sensor systems for investigations in liquids / gases Schwingquarze gestatten durch die Modifikation ihrer Oberfläche die Verwendung als masseempfindliche chemische oder biologische Sensoren. Dazu wird der Quarz durch einen Oszillator zum Schwingen in Eigenresonanz angeregt. Eine Erhöhung der Resonatormasse durch auf der Oberfläche sorbierte Moleküle bewirkt eine Verringerung der Resonanzfrequenz, die als Sensorsignal erfasst wird. Darüber hinaus kann sich, insbesondere bei viskosen oder visko-elastischen Effekten, auch die Dämpfung des Resonators ändern. Von speziellen Oszillatoren wird auch diese Änderung erfasst. Auf der Basis der Erfahrungen bei der Entwicklung derartiger resonanter Sensorsysteme wurden die Experimentsysteme LiquiLab und GasLab entwickelt, die seither einer kontinuierlichen Weiterentwicklung unterliegen. Das System LiquiLab ist mit bis zu 4 Sensoren, das GasLab mit 8 Sensoren ausgerüstet. Die temperierten Messzellen werden vom Messmedium durchströmt. Daher gestatten es die Mikrowägungs-Systeme, die Affinität und die Kinetik von Wechselwirkungen kontinuierlich zu verfolgen. Dazu werden die Sensorsignale wahlweise grafisch oder nummerisch auf dem Monitor des PC, mit dem das LiquiLab oder GasLab seriell oder über Ethernet verbunden ist, dargestellt. In Abhängigkeit vom geplanten Einsatzzweck sind applikationsspezifische Änderungen des Sensorsystems, das mittlerweile in zahlreichen Einrichtungen zum Einsatz kommt, möglich. Quartz crystals can be used as mass sensitive chemical or biological sensors due to the modification of their surface. Using the experience within the development of such sensor systems, the experimental setups LiquiLab and GasLab were developed and have been continuously improved. The LiquiLab device can be equipped with up to 4 quartz crystals and the GasLab with up to 8 in order to continuously monitor specific interaction processes in liquid or gaseous phases. All the sensor reactions can be observed numerically or graphically on the control PC, which is connected to the microbalance sensor system by serial or Ethernet interface. Depending on the application purpose, specific modifications of the system, which is meanwhile used by several customers, are feasible. Projektleiter: Prof. Jörg Auge Laufzeit: 01/1998 bis 12/2015 Auftraggeber: diverse deutsche und europäische Auftraggeber Körperschallbasierte Crasherkennung Crash detection based on structure-borne sound analysis Die körperschallbasierte Detektion eines Unfalls ist ein aussichtsreiches Verfahren zur Erkennung und Unterscheidung von Aufprallsituationen anhand der strukturdynamischen Schallemission, die während der Deformation in den ersten Millisekunden der Kollision entsteht. Die Signalleitung durch die Karosserie ist dabei ein wesentlicher Teil des Messsystems, deren Charakteristik mit kommerziellen Simulationswerkzeugen derzeit jedoch nur in begrenztem Umfang nachgebildet werden kann. In einem alternativen Ansatz wurde daher die Ausbreitung des Körperschallsignals durch einen linearen Modellierungsansatz näherungsweise abgebildet. Dazu erfolgte die Umsetzung und Erprobung eines Verfahrens zur einfachen empirischen Bestimmung des Transmissions- und Reflexionsverhaltens von strukturgebundenen Schallsignalen an Strukturübergängen in der Karosserie des Fahrzeugs. The use of structure-borne sound is a promising method to identify and distinguish crash situations based on the structure-dynamic sound emission, which is generated within the initial milliseconds of the deformation. The wave propagation through the car body substantially contributes to the measurement system. However, their analysis and description via simulation methods is currently limited. An alternative strategy represents the propagation of structure-borne sound waves using a linear model approach. Experimental investigations on plates and selected car body elements complement the studies of wave propagation effects. Projektleiter: Prof. Jörg Auge Laufzeit: seit 09/2010 Auftraggeber: Hochschule Ingolstadt 38

38 GESCHÄFTSFELD MESSTECHNIK & LEISTUNGSELEKTRONIK Inductive Norm Test by Exchange in Real Operation InterOP Inductive Norm test by Exchange in Real Operation InterOP Das primäre Ziel der Forschungsarbeiten des Teilvorhabens Interoperables Sekundärsystem für Niedervoltfahrzeuge (ifak) im Verbundprojekt InterOP ist die ganzheitliche Untersuchung und Entwicklung geeigneter Lösungen zur Sicherstellung nutzergerechter und sicherer Ladesysteme für Elektrofahrzeuge auf Basis der Technologie der kontaktlosen Energieübertragung. Weiterführend sollen Verfahren und Systemansätze für die Optimierung der magnetischen Übertragungssysteme von kontaktlos induktiven Systemen und zur Automatisierung des Ladevorganges entwickelt sowie begleitende Untersuchungen für die Sicherstellung der Interoperabilität durchgeführt werden. Die Komplexität kontaktloser Systeme und die prinzipbedingten Fragestellungen zur Sicherheit (magnetische und elektrische Felder, Gesundheitsaspekte) hinsichtlich des Einsatzes im öffentlichen Raum stellen hierbei eine neuartige Herausforderung dar. Insbesondere die anwendungsspezifischen Fragestellungen aus dem Bereich der elektromagnetischen Verträglichkeit (EMV) und Umweltverträglichkeit (EMVU) sowie grundlegende Sicherheitsaspekte werden dazu im Rahmen des Projektes untersucht. Die zweite Zielstellung ist der Nachweis der Interoperabilität für sekundäre Fahrzeugsysteme mit Niedervolttechnik. Dabei wird zunächst auf die Umsetzung im Anwendungsbereich der im Gesamtprojekt vorgesehenen Elektrofahrzeuge fokussiert. Perspektivisch sollen aber auch weitere Niedervolt-Fahrzeugklassen, wie z. B. Fördertechnik (Gabelstapler), Elektrozweiräder, industrielle Fördertechnik oder verschiedene Mobilitätshilfen im Medizinbereich, berücksichtigt werden. Forschungsschwerpunkte bilden hierbei insbesondere die Konzeption und Entwicklung eines geeigneten Spulensystems und der erforderlichen Spannungsanpassung. The primary objective of the research work of the subproject Interoperables Sekundärsystem für Niedervoltfahrzeuge (ifak) in the cooperation project InterOP is the holistic study and development of appropriate solutions to ensure user friendly and safer charging systems for electric vehicles based on the technology of contactless energy transfer. Furthermore methods and system approaches for the optimisation of the magnetic transmission systems of contactless inductive systems and for the automation loading process shall be developed as well as accompanying tests to ensure interoperability shall be performed. The complexity of non-contact systems and the inherent questions about security (magnetic and electric fields, health issues) regarding use in public areas represent a new challenge. In particular the application specific issues in the field of electromagnetic (EMC) and environmental compatibility (EMEC) as well as basic safety aspects will be studied in this part of the project. The second objective is to demonstrate the interoperability of secondary vehicle systems with low-voltage technology. It begins by focusing on the implementation in the planned electric vehicles of the overall project. In the medium term other vehicle classes, such as materials-handling technology (forklifts), electric two-wheelers, industrial conveyor systems or various mobility equipment in the medical field, shall also be considered. The research work focuses particularly on the design and the development of a suitable coil system and the required voltage adjustment. Kooperation: Conductix-Wampfler GmbH, EAI Elektro- und Automatisierungstechnik GmbH, German E-Cars GmbH, SEW-Eurodrive GmbH & Co. KG., Siemens AG, Paul Vahle GmbH & Co. KG, E.ON New Build & Technology GmbH, DB FuhrparkService GmbH, StreetScooter GmbH Projektleiter: Dipl.-Ing. Axel Hoppe Laufzeit: 11/2012 bis 10/2015 Förderung: BMU, FKZ: 16EM

39 DEPARTMENT MEASUREMENT TECHNOLOGY AND POWER ELECTRONICS Machbarkeitsstudien und Prototypen zur kontaktlosen Energie- und Datenübertragung Industrial studies and prototypes concerning contactless transmission of power and data Die innovative Technologie der kontaktlos-induktiven Energieübertragung eröffnet eine Vielzahl von Möglichkeiten für die Energieversorgung von stationären, rotierenden und linear bewegten Systemen ohne Schleifkontakte und Schleppkabel. Durch die nahezu wartungsfreien Systeme können Produktionsausfälle vermieden und der Wartungsaufwand beträchtlich verringert werden. Basierend auf den langjährigen einschlägigen Forschungsarbeiten des ifak wurden in Machbarkeitsstudien und durch den Bau von Prototypen zugeschnittene Lösungen für verschiedenste industrielle und nicht industrielle Anwendungen erarbeitet, wie zum Beispiel für die Medizintechnik, die Elektromobilität und den Automobilbereich sowie für Komponenten in der Luftfahrt. Ausgehend von positiven Ergebnissen der Machbarkeitsstudien und Prototypen wurden für besonders aussichtsreiche Anwendungen Entwicklungsvorhaben gestartet. The contactless inductive energy transmission technology opens up new possibilities for the energy supply of stationary, rotary and linear moving consumers without wiper contacts and trailing cables. Due to the nearly maintenance-free systems, production losses can be avoided and maintenance costs can be reduced considerably. Based on the long-term research and development experience of the institute ifak, special solutions for different industrial and non-industrial applications of contactless transmission of power and data were studied, for example in medical systems, applications in electric mobility, in the automotive field and components in the aviation. The application-specific solutions contain the calculation and optimisation of the inductive transmission assembly and the power electronic components on the primary and secondary side as well as the development of prototypes. Based on the positive results of the studies and prototypes, development projects have begun for the most promising applications. Projektleiter: Dipl.-Ing. Axel Hoppe Laufzeit: seit 2005 Auftraggeber: Industrie Einsatz der kontaktlosen Energie- und Datenversorgung in Flugzeugkabinen Contactless energy and data transmission in aircraft cabins Im Rahmen eines Teilprojektes des durch das BMWi im nationalen Luftfahrtforschungsprogramm geförderten Projektes INDIKAR Interdisziplinäre Kabinenarchitekturen werden Möglichkeiten und Lösungen für den Einsatz der Technologie der kontaktlosen Energie- und Datenübertragung im Kabinenbereich von Passagierflugzeugen erforscht. Mit Hilfe dieser Technologie können Kabinenelemente entwickelt werden, die eine schnelle, kostengünstige Montage und geringere Umrüstzeiten bei Kabinenlayoutänderungen ermöglichen und somit die Transportleistung der Flugzeuge erhöhen können. Wesentliche Zielstellung des Projektes sind die Erarbeitung neuer Lösungen für die anwendungsorientierte Informationsübertragung, die Optimierung des Gesamtsystems hinsichtlich der Stör- und Datensicherheit sowie die experimentelle Verifikation der Forschungsergebnisse an einem Demonstrator. The project INDIKAR interdisciplinary cabin architecture is part of the national aviation research program, funded by the Federal Ministry of Economy. In this project the capabilities and solutions for the use of contactless energy and data transmission technology in the area of passenger aircraft cabins are being investigated. By means of this technology, cabin elements can be developed to allow fast and cost-effective installation and reduced changeover time for cabin layout changes and thus can increase the transport capacity of the aircraft. The aims of the project are the development of new solutions for application-oriented data transmission, the optimisation of the overall system in terms of interference and data security, and the experimental verification of the research results using a demonstrator. Projektleiter: Dipl.-Ing. Axel Hoppe Laufzeit: 09/2012 bis 03/2015 Auftraggeber: Industrie 40

40 GESCHÄFTSFELD MESSTECHNIK & LEISTUNGSELEKTRONIK KABELLOS Kontaktlose Energie und Datenübertragung im Kabel- und Verseilmaschinenbau KABELLOS Contactless energy and data transmission for cable and stranding machines Die Zielstellung des Vorhabens ist die Erforschung von Anwendungsmöglichkeiten der kontaktlosen Übertragung von Energie und Informationen in verschiedenen charakteristischen Anwendungen des Kabel- und Verseilmaschinenbaus. In diesen Anwendungen müssen Elektroenergie bzw. Informations- und Steuersignale zwischen rotierenden und feststehenden Teilen der jeweiligen Maschinen und Anlagen übertragen werden. Im rotierenden Teil der Maschine werden vielfältige Systeme installiert, die Versorgungsenergie benötigen und Steuer- und Messsignale mit dem übergeordneten Steuersystem austauschen. In den bisherigen Lösungen für diese Anwendungsgebiete wird die Energieübertragung über konventionelle Schleifringkörper mit mechanischen Kontakten realisiert. Die Datenübertragung benötigt eine aufwändigere Lösung in Form von speziellen Schleifringkörpern mit versilberten oder vergoldeten Kontaktbahnen und speziellen Kontaktbürsten. The aim of the project is to explore the application spectrum of contactless transmission of energy and information in the field of cable and stranding machines. In these applications, electrical energy, information and control signals must be transferred between the rotating and stationary parts of the respective machines and systems. Within the rotating part of the machine a variety of consumers are installed. They require an energy supply and exchange control and measurement signals with the higher-level control system. In previous solutions for these applications the energy transfer is realized by conventional slip rings with mechanical contacts.the data transfer requires a more complex solution in the form of special slip ring with silver or gold plated contact paths and special contact brushes. Projektleiter: Dipl.-Ing. Axel Hoppe Laufzeit: 07/2013 bis 12/2014 Kooperation: SKET Verseilmaschinen GmbH, EAI Elektro- und Automatisierungstechnik GmbH, KONTENDA GmbH 41

41 DEPARTMENT MEASUREMENT TECHNOLOGY AND POWER ELECTRONICS 42

42 GESCHÄFTSFELD VERKEHR & ASSISTENZ Geschäftsfeld Verkehr & Assistenz Mission Mobilität bedeutet sehr viel mehr als nur schnell von A nach B zu gelangen. Der demografische Wandel, die Begrenzung der Infrastrukturressourcen und der fossilen Brennstoffe, aber auch Vorgaben zum Lärm- und Umweltschutz erfordern neue, intelligentere Mobilitätskonzepte. Kooperative und Intelligente Verkehrssysteme (IVS) sind ein sehr wichtiger Baustein für eine nachhaltige, umweltfreundlichere und energieeffizientere Mobilität. Dabei spielt nicht nur das reibungslose Zusammenwirken komplexer technischer Systeme eine Rolle genauso wichtig ist die Kooperation zwischen Forschung, Wirtschaft, Politik und öffentlicher Hand. Diesem Anspruch trägt das Geschäftsfeld sowohl mit dem engen wissenschaftlichen und technischen Austausch zwischen den anderen Geschäftsfeldern als auch mit der interdisziplinären Ausrichtung der Verbundforschungsprojekte Rechnung. Die langjährig erworbene wissenschaftliche Kompetenz der Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter bildet das Fundament für die erfolgreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeit des Geschäftsfeldes. Mit dem konsequent auf Innovation sowie technologische und praxistaugliche Umsetzbarkeit ausgerichteten Anspruch möchte sich das Geschäftsfeld Verkehr & Assistenz auch zukünftig im Wettbewerb um nationale und internationale Forschungsprojekte und Entwicklungsaufträge behaupten. Dr. Jan Krause Geschäftsfeldleiter Forschungsbereiche Gegenwärtig umfassen die Forschungs- und Entwicklungsarbeiten des Geschäftsfeldes folgende Themenbereiche: Intelligente Verkehrssysteme Das Themenfeld ist in den Prozessen der Erfassung, Verarbeitung und Verbreitung von Informationen und Daten in den Bereichen des motorisierten und nichtmotorisierten Individualverkehres sowie des öffentlichen Verkehrs forschend tätig. Anhand der hierfür entwickelten Methoden, Verfahren und Systeme wird die Zielstellung verfolgt, durch die verbesserte Information der Verkehrsteilnehmer einen Beitrag zur Steigerung der Verkehrseffizienz und der Verkehrssicherheit zu leisten. Qualitätssicherung und Test Der gesamte Testprozess (Anforderungsbeschreibung, Testerstellung/-generierung, Testausführung, Testauswertung) wird durch geeignete Methoden und Werkzeuge unterstützt. Dabei werden in erster Linie die Anwendungsfelder Transport, Automotive und Automation adressiert. Car2X-Kommunikation Die Vernetzung von Verkehrssystemen und Verkehrsteilnehmern für eine sichere und ressourcenschonende Mobilität von morgen stellt ein zentrales Forschungsziel dar. Die Entwicklung neuartiger Car2X-Applikationen und deren Anbindung an bestehende Infrastruktur ist ein zentrales Thema. Personalisierte Informationsdienste Mit der zunehmenden Komplexität des Verkehrsgeschehens werden gezielt auf den jeweiligen Verkehrsteilnehmer abgestimmte Informationen und Dienste immer wichtiger. Ziel ist es daher, mit Hilfe von Automation sowie neuartigen Technologien Dienste zu entwickeln, die den Verkehrsteilnehmer bestmöglich unterstützen. e-health und Telemedizin Der Themenbereich widmet sich der Konzipierung, Entwicklung und prototypischen Umsetzung von IT-basierten alltagsgerechten Assistenzsystemen. Hierzu gehören neben Telemonitoring- und telemedizinischen Diensten auch intuitiv bedienbare Mobilitätsassistenten sowie intelligente Kommunikationslösungen für das Gesundheitswesen und den Rettungsdienst. 43

43 DEPARTMENT TRANSPORT AND ASSISTANCE Angebot Die Aktivitäten des Geschäftsfeldes zielen auf einen mittel- und langfristigen Know-how-Aufbau in vorwettbewerblichen Einzel- oder Verbundvorhaben und das kurzfristige Einbringen etablierten Wissens in Entwicklungsprojekte, die direkt durch Auftraggeber finanziert werden. Das Leistungsangebot ist auf folgende typische Arbeitsschwerpunkte fokussiert: Verkehrssimulationsstudien (mikroskopisch, mesoskopisch, makroskopisch) zur verkehrlichen Machbarkeit und Emissionsschätzung, Indoor-Ortung und -Navigation, Routenwahl in Anlagen des Fußgängerverkehres, Planung und Umsetzung spezialisierter Navigationsanwendungen, Erarbeitung neuartiger Lösungsansätze für kundenspezifische Entwicklungsvorhaben, Methoden und Tools zum Testen verteilter, kooperativer Systeme, Entwicklung und Tests von Car2X-Applikationen, Hard- und Softwareentwicklungen für Verkehrskomponenten (Verkehrsdetektion, Verkehrsinformationen, Baustellenmanagement, etc.), Erforschung und Entwicklung alltagsgerechter Assistenzsysteme, Interaktionstechnologien für den Gesundheitsstandort Wohnung. Mission Mobility means a lot more than just to travel quickly from A to B. Demographic change, limited infrastructure resources and fossil fuels, but also laws for noise and environmental protection require new, intelligent mobility concepts. Cooperative and Intelligent Transport Systems (ITS) are the key to a sustainable, environmentally friendly and energy-efficient mobility. Not only the smooth interaction of complex technical systems is critical equally important is the cooperation between research, business, government and the public sector. With the close scientific and technical exchanges between the research areas of the other ifak departments and with the interdisciplinary focus of the research and development projects, the department transport & assistance meets these claims. The knowledge and the scientific competence of the employees are the foundation for successful research and development. With this ambition strictly directed to innovation, the department transport & assistance also wants to assert itself in the competition of prospective R&D projects. Research Topics Currently, the department involves the following research areas and topics: Intelligent Transport Systems The scientists carry out research and development work in the processes of collection, processing and deployment of information in the areas of motorised and non-motorised individual traffic as well as public transport. The methods, techniques and systems developed in result of the research aim to contribute to an overall improvement of traffic efficiency and traffic safety. Quality Assurance and Test The whole testing process (requirements engineering, test creation / generation, test execution, test evaluation) is supported by methods and tools. Thereby the application domains transport, automotive and automation are primary addressed. Car2X Communication The integration of transport systems and road users for a safe and resource-efficient mobility of tomorrow is a central research goal. The development of new approaches for Car2X applications and the integration of these new approaches into existing infrastructure are other topics. Personalized Information Services With the increasing complexity of the traffic, information and service tailored to the special requirements of individual road users become more and more important. Therefore the goal 44

44 GESCHÄFTSFELD VERKEHR & ASSISTENZ is to develop new services with the help of automation and new technologies which support the road users as best as possible. e-health and Telemedicine The topic focusses on the conceptualization, development and prototypic implementation of IT-based assistive systems for everyday life. Besides services and solutions for telemedicine and telemonitoring, also applications to assist mobility as well as intelligent communication solutions fitted to the public health sector and emergency rescue service are developed. Our Offer The services are offered based on the following fields of expertise: traffic simulation studies (microscopic, mesoscopic, macroscopic) for traffic-related feasibility and emission estimates indoor localization and navigation planning and implementation of specialized navigation applications development of new approaches for custom development projects methods and tools for testing of distributed, cooperative systems development and test of Car2X applications hard- and software development of infrastructure components (traffic detection, traffic information, roadwork management, etc.) development of assistance systems interaction technologies for ambient assisted living applications Intelligente Verkehrssysteme Mobil zu sein ist eine wesentliche Voraussetzung, die Menschen benötigen, um ihren täglichen Aktivitäten wie Wohnen, Arbeiten, Bildung, Versorgung und Erholung an verschiedenen Orten nachgehen zu können. Mobilität ist sowohl wichtig für die Lebensqualität des Einzelnen als auch eine Notwendigkeit für den wirtschaftlichen Erfolg der Gesellschaft insgesamt. Als Folge dieses Bedürfnisses nach Mobilität entsteht die individuelle Verkehrsnachfrage, die mit dem zur Verfügung stehenden kollektiven Angebot an öffentlichen und privaten Verkehrsmitteln anhand der nutzbaren Infrastrukturen, wie Straßen, Schienen, Wasser- und Luftwegen, bedient wird. Die Auswahl dieser Verkehrsmittel, Routen und Wegeketten trifft dabei der einzelne Verkehrsteilnehmer bewusst oder intuitiv unter ökonomischen Gesichtspunkten, die eine Bewertung von materiellen und immateriellen Gütern wie Kosten oder Qualität einschließt. Der persönliche Wunsch nach Mobilität bis ins hohe Alter ist dabei eine Selbstverständlichkeit geworden, den sich heute mehr Menschen als früher beim Vorliegen von gesundheitlichen und wirtschaftlichen Voraussetzungen erfüllen können. Auch aus diesem Grund wird die künftige Nachfrage nach individuellem und öffentlichen Verkehr, gerade wegen der demografischen Entwicklung in Deutschland, weiterhin ansteigen. Um diese höhere Nachfrage bedienen zu können, bedarf es eines effizienten Betriebs der vorhandenen Verkehrsinfrastrukturen unter den Gesichtspunkten von Energieeffizienz und Umweltverträglichkeit. Einen wesentlichen Beitrag hierzu muss der verstärkte Einsatz von Intelligenten Verkehrssystemem (IVS) leisten, mit denen eine Steigerung der Verkehrseffizienz und der Verkehrsicherheit erreicht werden kann. Olaf Czogalla 45

45 DEPARTMENT TRANSPORT AND ASSISTANCE Dr. Jan Krause Qualitätssicherung und Test In der Entwicklung softwarebasierter Systeme setzt sich immer mehr das Paradigma der modellbasierten Entwicklung durch, um komplexe Systeme durch geeignete Abstraktionsmechanismen verständlich beschreiben und auf dieser Basis entwickeln zu können. Auch im Testbereich setzt sich die Modellbasierung (genannt modellbasiertes Testen) aufgrund der gleichen Motivationen (insb. der Komplexitätsbeherrschung) immer mehr durch. Das ifak ist ein technologisch führender und innovativer Partner für die Industrie für Themen des Systementwurfs und der Qualitätssicherung. Dabei steht insbesondere der (automatisierte) Test mit den erforderlichen Methoden und Werkzeugen im Vordergrund. Mittelfristiges Ziel des ifak ist die Entwicklung und Etablierung eines modellbasierten Frameworks für den Test von (kooperativen) Systemen. Von der Testerstellung auf der Grundlage vorhandener Anforderungsbeschreibungen bis zur möglichst automatischen Testdurchführung sollen alle Aktivitäten eines (modellbasierten) Testprozesses durch dieses Framework mit geeigneten Methoden und Werkzeugen unterstützt werden. Die Verwendung domänenspezifischer Sprachen und wenn möglich die Orientierung an bestehenden Standards (z. B. TTCN 3, UTP) für den jeweiligen Kontext ermöglichen eine nachhaltige Einführung in die industrielle Praxis. Somit wird auch die Übertragbarkeit des Frameworks auf verschiedene Anwendungsfelder realisiert werden. In enger Kooperation mit vorhandenen, vorrangig industriellen Partnern ist die Praxisrelevanz der erstellten Konzepte, Methoden und Tools zu garantieren. Die Anwendbarkeit des Testframeworks soll dabei vom einfachen Black-Box-Test eines Automatisierungsgerätes bis zum umfassenden Test eines Systemverbunds aus kooperativen (Teil-)Systemen möglich sein. 46

46 GESCHÄFTSFELD VERKEHR & ASSISTENZ Car2X-Kommunikation Die Vernetzung von Verkehrssystemen und Verkehrsteilnehmern für eine sichere und ressourcenschonende Mobilität von morgen stellt ein zentrales Forschungsziel der Intelligenten Verkehrssysteme dar. Es enstehen neue Möglichkeiten aber auch Herausforderungen für Betreiber, Nutzer und Dienstleister der neuen Mobilität, denn die aktuelle verkehrliche Situation wird wesentlich von Angebot und Nachfrage im Verkehr bestimmt. Je nachdem, ob sie dem motorisierten, nicht-motorisierten, individuellen, Personennah- oder Sonderverkehr zuzuordnen sind, ergeben sich spezifische Anforderungen. Intelligente Kommunikation und kooperative Nutzung von Verkehrsdaten und -infrastrukturen sollen zukünftig Klarheit und Mehrwert in die wachsende Komplexität des Verkehrs von morgen bringen. Fahrzeuge und Infrastruktursysteme werden spontan Kommunikationsnetzwerke aufbauen und ihre relevanten Informationen austauschen. Derzeit schon verfügbare Sensorsysteme der Fahrzeuge sollen dabei nicht ersetzt, sondern kooperativ genutzt werden. Ein Kernthema im Bereich der kooperativen Systeme im Verkehr ist die Erfassung und darauf aufbauend der Schutz besonders gefährdeter Verkehrsteilnehmer wie bspw. Radfahrer. Durch die Entwicklung geeigneter Applikationen sollen die Reichweite bestehender Sensoren vergrößert und Verkehrsinformationen und -warnungen zuverlässig und schnell übertragen werden. Zeitnahe, qualitativ hochwertige Informationen zu Sperrungen, Stauungen oder aktuellen Verkehrslagen können maßgeblich zur Erhöhung der Verkehrssicherheit beitragen. Eine gezielte Priorisierung etwa von Rettungswagen an Ampelkreuzungen kann wertvolle, womöglich lebensrettende, Minuten gewinnen. Franziska Wolf Personalisierte Informationsdienste Die Vision des Themenbereiches Personalisierte Informationsdienste ist es, jeden Verkehrsteilnehmer entsprechend seiner Bedürfnisse mit personalisierten Informationen zu versorgen. Dabei wird der gesamte Prozess von der Erfassung über die Übertragung und Verarbeitung bis hin zur Darstellung der Informationen berücksichtigt. Die Herausforderungen liegen dabei unter anderem in: der zügigen Verarbeitung und Weitergabe aktueller Informationen, dem Umgang mit einer Vielzahl unterschiedlicher Daten aus verschiedensten Quellen, der optimalen Abstimmung der Informationen auf den Anwender, der optimalen Präsentation der Informationen für den Anwender, der bestmöglichen Unterstützung der Verkehrsteilnehmer durch weitestgehende Automatisierung und der Gewährleistung höchstmöglicher Sicherheit und Transparenz beim Umgang mit persönlichen Informationen. Christoph Engel Der Fokus aktueller Arbeiten des Themenbereiches Personalisierte Informationsdienste" liegt auf der Anwendung semantischer Technologien bei der Verarbeitung und Aufbereitung von Verkehrsdaten. Dabei werden Verkehrsdaten verschiedener Quellen anhand ihrer Bedeutung 47

47 DEPARTMENT TRANSPORT AND ASSISTANCE zueinander in Beziehung gesetzt. Daraus lassen sich durch logische Schlussfolgerungen automatisch neue Informationen gewinnen. Damit wird es möglich, neuartige Informationsdienste zu erstellen, über die der Verkehrsteilnehmer seine Reise noch gezielter anhand seiner persönlichen Bedürfnisse planen kann. René Hempel e-health und Telemedizin Mit dem Informationsmanagement für die Gesundheitswirtschaft werden Problemfelder des Ambient Assisted Living (AAL) und der Medizintechnik adressiert. Das ifak forscht und entwickelt hierbei im Kontext des demografischen Wandels an Konzepten und IT-basierten Lösungen für den Erhalt der Selbstständigkeit im Alter und zur Unterstützung der Aktivitäten und Prozesse der Gesundheitsversorger. Durch innovative Ansätze soll damit der sich verschlechternden Versorgungsinfrastruktur und der medizinischen Unterversorgung in dünn besiedelten Gebieten begegnet werden. Im klinischen Umfeld ist die Diversität von Schnittstellen sowohl der medizintechnischen Geräte als auch der IT-Systeme ein Grund für das problembehaftete Datenmanagement beim Zusammenwirken mehrerer medizinischer Versorgungs- und Pflegeeinrichtungen sowie Servicepartner. Dazu werden Themen der Interoperabilität und der Integrationsfähigkeit von Medizintechnik erforscht und im Sinne eines Wissens- und Technologietransfers die Anwendung etablierter Lösungsansätze aus der Automatisierungstechnik untersucht. Höhepunkte im Berichtsjahr Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter nahmen auch im Berichtsjahr an zahlreichen Veranstaltungen und Tagungen teil, um die erzielten Forschungsergebnisse zu präsentieren und somit einer breiten Öffentlichkeit nahe zu bringen. Highlights waren dabei folgende Veranstaltungen: Beteiligung am ITS-World-Congress in Tokyo mit 3 Beiträgen, Demonstration der Forschungsergebnisse in der Langen Nacht der Wissenschaften in Magdeburg, Beteiligung an der IEEE-Veranstaltung ICIEA in Melbourne mit einem Beitrag, Teilnahme am Jahresverkehrskongress der DVWG (Deutsche Verkehrswissenschaftliche Gesellschaft), Abschlussworkshop für das Forschungsprojekt ASTER. 48

48 GESCHÄFTSFELD VERKEHR & ASSISTENZ EnergieEffiziente Stadt und Modellstadt für Erneuerbare Energien MD E 4 Teilprojekt Verkehrsmanagementzentrale Energy efficient city and model city for renewable energy MD E 4 Sub-project Traffic management center Das im Rahmen des BMBF-Wettbewerbs Energieeffiziente Stadt als Teil des Förderkonzepts Grundlagenforschung Energie2020+ geförderte Verbundprojekt beinhaltet mehrere Maßnahmen, von denen zwei als Teilprojekte federführend am ifak bearbeitet werden: der Aufbau einer Verkehrsmanagementzentrale in Magdeburg und das Lastmanagement in Energieverteilnetzen (siehe Geschäftsfeld Wasser & Energie). Die von der Landeshauptstadt Magdeburg zu errichtende Verkehrsmanagementzentrale soll die Leit- und Informationssysteme der Stadt und der angrenzenden Region nach verkehrs- und umweltpolitischen Anforderungen organisieren helfen und dabei so koordinieren, dass der Verkehr hinsichtlich Ressourcen- und Energieeffizienz, Verkehrsbelastung sowie Emissionsreduzierung gesteuert, gelenkt und beeinflusst werden kann. Zunächst wurde eine umfassende Bestandsanalyse zu den technischen Verkehrssystemen und verkehrs- und umweltrelevanten Rahmenbedingungen erarbeitet. Untersuchungen zu verkehrlichen Optimierungspotenzialen bei Lichtsignalsteuerungen wurden mit Hilfe von mikroskopischen und makroskopischen Verkehrsmodellen durchgeführt. This project was selected for funding in the framework of a research competition tendered by the Federal Ministry of Education and Research Energy efficient city as part of the funding concept Basic research energy The institute ifak is in charge of two sub-projects of this collaborative project: the establishment of a traffic management center in Magdeburg and the load management in electrical power grids. The traffic management center to be established by the municipality of Magdeburg is planned to support the restructuring of existing and new traffic information and guidance systems in the city and its surrounding region. Thereby the traffic has to be controlled and directed under conditions of energy efficiency, traffic load and intended reduction of emissions. During the project a comprehensive analysis of the inventory of operational traffic systems and environmentally relevant conditions in the city of Magdeburg was undertaken. Investigations of potentials to optimise signalised traffic intersections were carried out by means of microscopic and macroscopic traffic simulation models. Projektleiter: Dipl.-Ing. Olaf Czogalla Laufzeit: 05/2011 bis 04/2016 Förderung: BMBF, FKZ: 03SF0407E 49

49 DEPARTMENT TRANSPORT AND ASSISTANCE Automation an der Schnittstelle zwischen Verkehrssystemen (AutomatiSch) Entwicklung eines generischen, systemübergreifenden Modells für den automatisierten Datenaustausch innerhalb eines selbstorganisierenden Netzwerkes Automation at the interface between traffic systems Development of a generic, cross-system model for the automatic data exchange within a self organised network Ziel des Projektes war es, mit Hilfe semantischer Technologien eine Vereinigung verschiedener Verkehrsdatenmodelle zu erreichen und daraus einen Mehrwert für den intermodalen Datenaustausch zu generieren. Damit soll es möglich werden, Verkehrsdaten während der Übertragung so zu verändern, dass bisher nicht berücksichtigte Einflüsse (bspw. Verspätungen von Bussen durch Staus, die dem Verkehrsunternehmen nicht bekannt sind) in die übertragenen Verkehrsdaten einfließen und deren Genauigkeit verbessern, ohne in bestehende Systeme eingreifen zu müssen. Darüber hinaus sollen Daten innerhalb des Netzwerkes anhand ihrer Bedeutung auffindbar gemacht werden. Im Projekt wurden Funktionen zur Überführung von Verkehrsdaten in das semantische Modell umgesetzt sowie ein sich selbst organisierendes Netzwerk für den Datenaustausch konzipiert und realisiert. Darüber hinaus wurden Lösungen für die Verarbeitung der Verkehrsdaten während der Übertragung entwickelt und die Implementierungen anhand von Testdaten geprüft. Das ifak war im Projekt im Unterauftrag der Otto-von-Guericke-Universität tätig. The aim of the project was to combine different traffic data models with the help of semantic technologies in order to generate an additional benefit for intermodal traffic data exchange. Therewith it should become possible to modify traffic data during transmission in a way that external influences (such as delays of buses due to traffic jams) could be considered. This should help to increase the precision of the transferred traffic data without changing existing systems. In addition, the data within the network should be semantically detectable. During the reporting period, functions for mapping traffic data into the semantic model where developed and a self-organizing network for traffic data exchange was designed and implemented. In addition, solutions for processing the traffic data during the transmission have been developed and the implementation was checked with test data. The institute ifak was a subcontractor of the Otto-von-Guericke-University. Projektleiter: Prof. Dr.-Ing. Christian Diedrich, Dipl.-Inform. Christoph Engel Laufzeit: 11/2011 bis 10/2013 Förderung: BMWi, ZIM-Kooperationsprojekt, FKZ: KF KM1 Valopsys Validierung kooperativer Systeme Validation and Testing of cooperative systems Ziel des Forschungsvorhabens Validierung kooperativer Systeme Valopsys war die Entwicklung eines tragfähigen und praxisnahen Frameworks für den Test verteilter, kooperativer Systeme. Dabei sollten alle Aspekte eines Validierungsprozesses berücksichtigt werden. Durch die enge Anlehnung an bestehende Standards wird die Übertragbarkeit des Frameworks auf verschiedene Anwendungsfelder befördert. Anhand praxisrelevanter Beispiele und Anwendungsfälle wurden die Projektergebnisse hinsichtlich ihrer Richtigkeit und Anwendbarkeit evaluiert. The development of efficient methods with prototypical implementations for an efficient framework for the testing of distributed and cooperating systems is the topic of the research project Valopsys Validation and Testing of cooperative systems. With the use of relevant and established standards of the testing domain such as TTCN 3, the usage of this framework within different user domains like automation, industrial communication and traffic will be realised. The practical relevance of the project results was demonstrated with suitable case studies from different end user domains. Projektleiter: Dr. Jan Krause Laufzeit: 06/2011 bis 12/2013 Förderung: BMWi, FKZ: VF

50 GESCHÄFTSFELD VERKEHR & ASSISTENZ DYNAMO Dynamische, nahtlose Mobilitätsinformation DYNAMO dynamic and seamless mobility information Gesamtziel von DYNAMO ist die Entwicklung und prototypische Umsetzung von dynamischen Informationsdiensten zur Unterstützung des Reisenden vor (pre-trip) und während der Reise (on-trip). Im Fokus stehen insbesondere die Aspekte Indoor-Ortung, Routing und Navigation, intermodale Verknüpfung, dynamische Begleitung, soziale Netzwerke sowie Barrierefreiheit. Für die Tür-zu-Tür-Navigation ist dabei ein Systemansatz notwendig, der sowohl im Innen- wie im Außenbereich eine hinreichend genaue Ortung und Zielführung zulässt und auf heute bereits verfügbaren Kundengeräten aufsetzt. Kern der FuE-Arbeiten ist die Konzeption eines Bluetooth-Sensorsystems zur Verbesserung der Ortungsgenauigkeit im Indoorbereich und in ÖV-Fahrzeugen. Auf Basis einer fußgängergerechten digitalen Karte werden geeignete Algorithmen für die zuverlässige Ortung und Zielführung in Innenräumen und Fahrzeugen entwickelt. Es findet eine nutzerzentrierte Betrachtung auf Grundlage typischer Anwendungsfälle und unter Berücksichtigung des Design for all -Konzeptes statt. Von allen Partnern gemeinsam konzipierte und entwickelte Basisdienste werden in den zwei Testfeldern Frankfurt/Main und München zu verbundspezifischen Gesamtdiensten zusammengeführt. The main goal of the project DYNAMO is the development and exemplary realisation of dynamic information services to support travellers in trip planning (pre-trip) and to provide trip guidance (on-trip). The research works are focused on aspects such as in-door positioning, routing and navigation, intermodal use of diverse transport modes with real time traveller information, social networks and accessibility. A systematic approach is required for the navigation from door to door that enables a sufficiently precise positioning and navigation in outdoor areas and within buildings using off-the-shelf products and available technologies. Important research and development activities include the design and development of a bluetooth based sensor system to improve positioning accuracy in indoor areas and in public transport vehicles. Therefore are being developed appropriate algorithms for a reliable positioning and navigation within buildings and vehicles based on a pedestrian suited digital map. The project pursues a user centric approach based on typical application cases and takes into account the design for all concept, thereby promoting a universal design that regards user groups with differing physical abilities like elderly people, people without disabilities and people with disabilities. The basic services are designed and collaboratively developed by participating project partners and will be tested in form of transport association specific services in two field test sites of Frankfurt/Main and München. Projektleiter: Dipl.-Ing. Olaf Czogalla Laufzeit: 06/2013 bis 11/2015 Förderung: BMWi, FKZ: 19P13004 PROGES Programmierbarer Fehlergenerator und Monitor für ethernetbasierte Automatisierungsnetze PROGES Programmable error generator and monitor for ethernet based automation systems Für die Kommunikation in der industriellen Automatisierung kommen immer mehr spezielle ethernetbasierte Technologien zum Einsatz. Ziel des Projektes ist die Entwicklung und prototypische Umsetzung einer Methode zur Unterstützung des Tests, der Diagnose und des Monitorings von ethernetbasierten Automatisierungssystemen. Damit soll der Nutzer bei der schnellen und sicheren Identifizierung von Fehlern im Netzwerk und an Geräten unterstützt werden. The goal of the project is the development and prototypical implementation of a method to support system tests, diagnosis and monitoring of ethernet based automation systems. The fast and safe identification of errors and the efficient generation of critical network load are the main topics of this project. All relevant points will be supported with a suitable programming notation. Projektleiter: Dr. Jan Krause Laufzeit: 10/2012 bis 09/2014 Förderung: BMWi, FKZ: MF

51 DEPARTMENT TRANSPORT AND ASSISTANCE evesa elektronische Detektor-, Baustellen- und Verkehrslagedaten aus Sachsen-Anhalt evesa (Electronic detector, roadworks and traffic situation data of Saxony-Anhalt) Die Bereitstellung qualitativ hochwertiger Verkehrsinformations- und Servicedienste für Verkehrsteilnehmer ist eng gekoppelt an das Vorhandensein einer umfassenden Datengrundlage. Der Mobilitäts Daten Marktplatz (MDM) soll die Verfügbarkeit und den Zugang zu aktuellen Verkehrsdaten und Verkehrsinformationen vereinfachen und neue Anwendungsfelder auf dem Gebiet mobiler Informations- und Serviceleistungen erschließen. Das Projekt evesa hat die Einbindung von ausgewählten Verkehrsdaten aus Sachsen-Anhalt in den MDM und damit die Erweiterung der verfügbaren Basis an Online-Verkehrsdaten zum Ziel. Bislang ungenutzte Potenziale bereits erhobener Online-Verkehrsdaten mehrerer Anbieter werden durch die Bereitstellung im MDM erschlossen, wobei die Verfügbarkeit aktueller Verkehrsdaten im MDM insgesamt verbessert wird. Dabei ermöglicht das Einbringen von Detektordaten, Baustellendaten und Daten der landesweiten Verkehrslage in den MDM künftig auch die Berücksichtigung von intermodalen Beziehungen im Verkehr. The provision of high-quality traffic information services for road users requires a comprehensive data set. The mobility data market place (MDM) was established to simplify and improve access and availability of real-time traffic data in order to create new fields of applications for mobile services. The project evesa aims at the integration of selected traffic data of Saxony-Anhalt into the MDM, consequently to extend the availability of real-time traffic data of the MDM. So far, unused potentials of collected traffic data from various providers are made accessible through provision of this data within the MDM. Therefore the availability of real-time traffic data within the MDM will be improved in total. The integration of detector data, roadwork information and traffic situation data of Saxony-Anhalt in the MDM allows the consideration of intermodal traffic relations in the future. Projektleiter: M. Eng. Joachim Schade Laufzeit: 05/2012 bis 04/2014 Förderung: Bundesanstalt für Straßenwesen, FKZ: FE /2011/MDM UR:BAN Urbaner Raum: Benutzergerechte Assistenzsysteme und Netzmanagement Urban Space: User-oriented assistance systems and network management Ziel der 30 Partner aus Wirtschaft und Wissenschaft in der Forschungsinitiative UR:BAN ist es, innovative Fahrerassistenz- und Verkehrsmanagementsysteme für urbane Räume zu entwickeln, zu testen und deren Beitrag zur Verbesserung der Sicherheit und Effizienz zu bewerten. Ein weiterer Aspekt ist die Betrachtung des Menschen mit seinen vielfältigen Rollen im Verkehrssystem. In der Projektsäule Vernetztes Verkehrssystem (UR:BAN-VV) soll die Verkehrseffizienz in urbanen Räumen bei gleichzeitiger Senkung des Emissionsausstoßes optimiert werden. Dieses Ziel soll durch den Ausbau von intelligenter Infrastruktur und deren Vernetzung mit intelligenten Fahrzeugen unter spezieller Berücksichtigung verschiedener Antriebskonzepte (u. a. Elektro- und Hybridantriebe) erreicht werden. Die Forschungsschwerpunkte des ifak liegen in den Teilprojekten Smarte Kreuzung und Kooperative Infrastruktur. Mit der Entwicklung und Erprobung von Schutzeinrichtungen an Verkehrsknoten soll im Zusammenspiel mit der lokalen Verkehrsinfrastruktur ein Beitrag zur Verstetigung des Verkehrs und damit zur Emissionsreduktion sowie zur Erhöhung der Sicherheit, insbesondere der schwächeren Verkehrsteilnehmer, geleistet werden. Weiterhin soll die Entwicklung und Durchsetzung offener Schnittstellen und Standards mit geeigneten Testwerkzeugen und Handlungsleitfäden für die öffentliche Hand unterstützt werden. Es wird beabsichtigt, die entwickelten Schutzeinrichtungen im Testfeld Düsseldorf zu demonstrieren, zu erproben und deren Wirksamkeit zu untersuchen. 52

52 GESCHÄFTSFELD VERKEHR & ASSISTENZ Thirty partners including automobile and electronic manufacturers, suppliers, communication technology and software companies, as well as research institutes and cities, have joined in the cooperative project UR:BAN to develop advanced driver assistance and traffic management systems for cities. The focus is on the human element in all aspects of mobility and traffic. The main goals of ifak within the project are the development of methods and prototypical implementations of assistance systems for the protection of traffic participants such as cyclists and pedestrians, the development of assistance systems for better infrastructure information and data as well as the development of test systems within the traffic domain. The main focus of the research field model based testing and system design within the project UR:BAN is on the development of efficient methods and tools for the testing of cooperative systems like Car2X applications and the large distributed technical systems of traffic management. Kooperation: Adam Opel AG, AUDI AG, AZT Automotive GmbH, BMW AG, BMW Forschung & Technik GmbH, Bundesanstalt für Straßenwesen, Continental Automotive GmbH, Continental Safety Engineering Internat. GmbH, Continental Teves AG & Co. ohg, Daimler AG, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v., Fraunhofer IAO, GEVAS software GmbH, Landeshauptstadt Düsseldorf, MAN Truck & Bus AG, PTV AG, Robert Bosch GmbH, RWTH Aachen, Stadt Kassel, Technische Universität Braunschweig, Technische Universität Chemnitz, Technische Universität München, TomTom Mobility Solutions GmbH, TRANSVER GmbH, Universität der Bundeswehr München, Universität Duisburg-Essen, Universität Kassel, Universität Würzburg, Volkswagen AG Projektleiter: Dr.-Ing. Jan Krause Laufzeit: 01/2012 bis 12/2015 Förderung: BMWi, FKZ: 19 P I CACTUS Modelle und Methoden für die Evaluierung und die optimale Anwendung von Batterielade- und -wechseltechnologien für Elektrobusse CACTUS Models and Methods for the Evaluation and the Optimal Application of Battery Charging and Switching Technologies for Electric Busses Im Projekt CACTUS sollen Modelle und Methoden zur Evaluierung und optimalen Anwendung von Batterielade- und Batteriewechseltechnologien für Elektrobusse in Abhängigkeit von einem gegebenen Fahrplan sowie weiteren sekundären Eingangsparametern entwickelt werden. Sollen zukünftig Busse im Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) vollelektrisch betrieben werden, müssen praktikable Lösungen für das Lademanagement gefunden werden. Wenn die gesamte mittlere Tagesstrecke eines Busses von bis zu 300 km ohne Ladevorgänge abgedeckt werden soll, würden Batterien mit derzeit aktueller Technologie mehrere Tonnen wiegen und wären damit nicht mehr wirtschaftlich einsetzbar. Die hohen Kosten bei der Umstellung auf vollelektrische Antriebe werden vornehmlich durch die erforderliche Investition in Fahrzeugtechnik und/oder Ladeinfrastrukturen verursacht. Um diese Kosten besser abschätzen und beispielsweise durch die optimale Platzierung von Infrastruktur und durch entsprechende Fahrstrategien minimieren zu können, werden im Projekt verschiedene Modelle und Methoden zur Optimierung von Fahrstrategien und Ladevorgängen erforscht, entwickelt und bewertet. In the project CACTUS, models and methods for battery charging and battery technologies are being developed. In particular evaluation methods to optimise the application of batteries for electric buses of public transport companies are of special interest here. Challenges such as charging processes, scheduling, operational expanses and costs of these new technologies applied on current transportation services will be considered. In order to evaluate and minimise future costs of infrastructure systems and new vehicles, appropriate control strategies will be applied on different models and methods. These strategies shall lead to optimising driving and loading operations which will be researched, developed and evaluated. Projektleiter: Dipl.-Inf. Sebastian Naumann Laufzeit: 06/2012 bis 05/2015 Förderung: BMVBS/ERA-NET+, FKZ: 03EMEN06A 53

53 DEPARTMENT TRANSPORT AND ASSISTANCE WikiNavi Navigationssystem für Personen mit körperlicher Behinderung in urbanen Gebieten mit vielfältigen Mobilitätsangeboten WikiNavi Urban route guidance system with manifold mobility options designed for handicapped persons Kernpunkt des vom BMBF im Rahmen der Bekanntmachung Mobil bis ins hohe Alter nahtlose Mobilitätsketten zur Beseitigung, Umgehung und Überwindung von Barrieren geförderten Projektes WikiNavi ist die Entwicklung einer Navigationslösung für urbane Gebiete. Als Zielgruppe sollen Fußgänger angesprochen werden, die in ihrer Mobilität eingeschränkt sind so zum Beispiel Menschen mit Behinderungen, ältere Bürger aber auch Eltern mit Kinderwagen. Die Herausforderungen liegen vor allem in der Berücksichtigung komplexer Mobilitätsketten, der einfachen Nutzbarkeit der IT-Lösung, der Optimierung der geplanten Reiseroute sowie der Einflussnahme der Nutzer auf die Datenbasis des Systems. Im Fokus der Projektaktivitäten des ifak liegen die Konzeptionierung und Realisierung eines Datenflussmodells, die Spezifikation der Systemschnittstellen und die prototypische Umsetzung eines Demonstrators. Weiterhin bilden die Standardisierung und Konzeptionierung von Verfahren zur Aktualisierung der Modelldaten einen wesentlichen Bestandteil der Projektaktivitäten. The overall objective of the WikiNavi project is the development of a route guidance system for urban areas especially designed for the needs of pedestrians with mobility constraints for example handicapped or elderly persons. The route guidance system includes stairs, elevators, pedestrian crossings, traffic lights and construction characteristics at public transport stops. Based on this knowledge, the route guidance system is able to find routes which meet the specific mobility limitations of the users. Particular challenges of the WikiNavi project are the complex mobility chains, the optimisation of route finding and the usability of the assistance system. The activities of the research group focus on the conceptual design of the underlying information flow, the specification of the main system interfaces as well as the prototypic implementation. Also the integration of innovative data actualisation methods represents an integral part of the projekt work. Kooperation: Pegasus GmbH, GFaI, ESYS GmbH, I.T. Out GmbH, Evangelisches Johannesstift SbR, Albatros ggmbh Projektleiter: Dipl.-Ing. René Hempel Laufzeit: 11/2011 bis 10/2014 Förderung: BMBF, FKZ: 16SV5708 HerzNet-LSA Netzwerkbildung im demografischen Wandel zur optimierten Behandlung akuter Gefäßerkrankungen im Land Sachsen-Anhalt HerzNet-LSA Building Networks to optimize the Treatment of Acute Cardiac Diseases in Saxony-Anhalt with regard to the Demographic Trend Die Sterblichkeit am Herzinfarkt ist in Sachsen-Anhalt nach wie vor besonders hoch. Eine entscheidende Rolle für diese hohen Werte werden der großen Fläche, demografischen Gegebenheiten und den fehlenden Organisationsstrukturen beigemessen. Unter der Leitung der Kardiologie des Universitätsklinikums Magdeburg haben sich die Klinik-Chefärzte und leitenden Notärzte der nördlichen Region des Landes Sachsen-Anhalt das Ziel gesetzt, die Herzinfarkt-Sterblichkeit zu verringern. Wesentlicher Teil der Kooperation ist die Erarbeitung von organisatorischen und technischen Lösungsvorschlägen sowie Strategie- und Handlungskonzepten für eine telemedizinische Infrastruktur zur Kommunikation diagnoserelevanter Informationen. Daneben bildet der Aufbau eines organisatorischen Netzwerkes einen weiteren Schwerpunkt der gemeinsamen Aktivitäten. Gesamtziel des Projekts HerzNet-LSA ist die Evaluation von telematischen Ansätzen zur Reduktion der Herzinfarkt-Sterblichkeit der Region. Als Grundlage dafür werden in Verbindung von Technologieentwicklung und Wirkungsanalyse Konzepte und Lösungen entwickelt, die eine Integration von telemedizinischen Daten in die Rettungskette ermöglichen. Die daraus resultieren- 54

54 GESCHÄFTSFELD VERKEHR & ASSISTENZ den Effekte sollen mithilfe qualitätssichernder Maßnahmen (Herzinfarkt-Register) evaluiert werden. Das ifak ist im Unterauftrag der Universitätsklinik für Kardiologie Magdeburg tätig. Im Mittelpunkt der Projektaktivitäten des ifak steht die Konzeptionierung einer Datenübertragung von kardiologischen bzw. infarktspezifischen Patientendaten zwischen Rettungstransportwagen, Klinik und Datenbasis. Within Germany the state of Saxony-Anhalt has the highest rates of death from myocardial infarction. Therefore the overall goal of the project HerzNet-LSA is to lower the death rate in the state. To reach this goal, the project focusses on the evaluation of the integration of telematic and telemedical data to support emergency rescue services and hospitals during therapy of cardiac patients. In the project, ifak is responsible for the conceptual design of a data transmission between the ambulance vehicle and the hospital. Projektleiter: Dipl.-Ing. René Hempel Laufzeit: 01/2013 bis 12/2013 Auftraggeber: Universitätsklinikum Magdeburg, Klinik für Kardiologie, Angiologie und Pneumologie ASTER Akut-Schlaganfall-Versorgung Telematikplattform für Rettungstransportwagen ASTER acute stroke care telematic platform for emergency vehicles Schlaganfall ist in Deutschland die dritthäufigste Todesursache und maßgeblich für bleibende Behinderung und Pflegebedürftigkeit verantwortlich. Die demografische Entwicklung lässt eine Zunahme der Schlaganfallinzidenz erwarten. Bei 81 % der Schlaganfälle würde eine sofortige medizinische Intervention Behandlungserfolg versprechen. Da für die Therapie aber nur ein Zeitfenster von rund drei Stunden zur Verfügung steht, werden heute nur 2 % aller Schlaganfall- Patienten erreicht. Eine Beschleunigung der Notfallversorgung könnte diese Rate deutlich erhöhen. Hier setzt das Vorhaben ASTER Akut-Schlaganfall-Versorgung Telematikplattform für den Rettungstransportwagen an. Entwickelt wurde ein mobiler Ambulanz-Assistent, der das Rettungspersonal dabei unterstützt, den medizinischen Vorfall zuverlässig zu beurteilen und über das günstigste Vorgehen zu entscheiden. Das ifak arbeitete im Unterauftrag der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg in diesem Verbundprojekt. Projektpartner sind Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (IESK und IFAT); Tonfunk Systementwicklung und Service GmbH, Falkenstein/Harz; SBSK GmbH & Co. KG, Schönebeck; Malottki GmbH, Halle/S.; Johanniter-Unfall-Hilfe e.v.; InnoMed Magdeburg e.v. Stroke is the third leading cause of death in Germany, also causing permanent disability and dependency. Because of the demographic development, an increase of stroke incidence and associated costs has to be assumed. In 81% of strokes immediate medical intervention can potentially offer a better success of treatment. However because of a therapeutic timeslot of approximately 4 hours, only 2% of all stroke patients receive the benefits of this therapy today. An acceleration of the procedures in the case of an emergency could increase this rate significantly. The goal of the ASTER project was to develop a telemedical platform for ambulance vehicles in order to optimise the emergency care with the focus on stroke emergencies. The focus of the development is the establishment of new procedures and information flows which aim to enhance diagnosis and transport routes. ifak has participated in this project as subcontractor of the Otto-von-Guericke University Magdeburg. Project partners are: Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (IESK and IFAT); Tonfunk Systementwicklung und Service GmbH, Falkenstein/Harz; SBSK GmbH & Co. KG, Schönebeck; Malottki GmbH, Halle/S.; Johanniter- Unfall-Hilfe e.v.; InnoMed Magdeburg e.v. Gesamt- Projektleiter: Prof. Dr. Ulrich Jumar, Dipl.-Ing. Franziska Wolf Laufzeit: 01/2012 bis 12/2013 Förderung: BMBF, FKZ: 03WKP20F 55

55 DEPARTMENT TRANSPORT AND ASSISTANCE 56

56 GESCHÄFTSFELD WASSER & ENERGIE Geschäftsfeld Wasser & Energie Mission Die Arbeit des 2013 neu strukturierten Geschäftsfeldes Wasser & Energie verknüpft die etablierten Arbeiten des ifak auf dem Gebiet der Simulation und Steuerung/Regelung abwassertechnischer Systeme und Biogasanalgen mit dem Themenbereich Management und Verteilung von Energie. Die Beschreibung von Energieverbrauch, Energieerzeugung und Energiemanagement ist ein Thema, das in Verknüpfung mit den im ifak etablierten Themen Wasser- und Abwassersysteme bzw. Biogasanlagen an Bedeutung gewonnen hat. Darüber hinaus widmet sich das Geschäftsfeld aber auch Themen der allgemeinen Energieversorgung, für die sich auf Grund des anhaltenden Trends der Dezentralisierung der Energieerzeugung neue Herausforderungen stellen. Im Geschäftsfeld ist die Entwicklung von Simulationswerkzeugen für Wasser- und Abwassersysteme, für Biogasanlagen und künftig auch dezentrale Energieerzeugung, Energieverteilnetze und Lastmanagement ein wichtiger Arbeitsgegenstand und Voraussetzung für die Entwicklung von Steuerungs- und Regelungssystemen. Für die Fachwelt steht dabei insbesondere das entwickelte Simulationssystem SIMBA Simulation biologischer Abwassersysteme als Aushängeschild für die Arbeit des ifak. Die Software SIMBA ist zugleich Gegenstand der Zusammenarbeit mit der ifak system GmbH, die das entwickelte System vertreibt und entsprechende Dienstleistungen bis hin zu Simulationsstudien anbietet. Ein aktueller Arbeitsgegenstand, insbesondere des letzten Jahres, ist die Entwicklung einer eigenen Simulationsplattform. Als aktuelles Produkt wurde ein Kläranlagen-Simulator für die Aus- und Weiterbildung SIMBA classroom fertiggestellt, eine neue SIMBA Version (SIMBA#), basierend auf dieser Entwicklung, steht kurz vor der Markteinführung. Bei der Entwicklung von Steuerungs- und Regelungskonzepten muss festgestellt werden, dass nach wie vor drängende Anforderungen aus der Praxis anstehen, auf die das Team im ifak versucht, Antworten zu finden. Eine Prämisse der Arbeit ist dabei die Entwicklung von Konzepten, die mit realistischem Aufwand in die Praxis überführt werden können und eine zuverlässige Verbesserung des technischen Verhaltens bei minimalen Betriebsaufwendungen erlauben. Parallel zu diesen Aktivitäten sind weitere Projekte in Bearbeitung, wie z.b. die Entwicklung von Werkzeugen für die Makro-Modellierung von Wasser- und Abwassersystemen in Schwellenund Entwicklungsländern. Details hierzu finden sich in den Projektkurzvorstellungen. Um Automatisierungskonzepte und darauf aufbauende Datenverabeitungsfunktionen zum Monitoring und zur Prozessführung und Optimierung umsetzen zu können, sind geeignete Werkzeuge zur softwaretechnischen Umsetzung erforderlich. Das Geschäftsfeld entwickelt dafür gemeinsam mit dem Geschäftsfeld IKT und Automation eine Softwarebibliothek mit hierzu erforderlichen Komponenten, die in Forschungsprojekten, aber auch in der Softwareentwicklung für Endkunden eingesetzt wird. Dr. Jens Alex Water and Energy ifak s Department Water & Energy was newly structured during the year It is the result of the integration of the established research areas at ifak Simulation and control of wastewater systems and Biogas plants with the new research topic Management and distribution of energy. The new research topic Management and distribution of energy is devoted on one hand side to the description of energy consumption, energy production and energy management for water and waste water systems and biogas plants. In addition, topics of distribution of electrical energy in smart power grids are within the scope of the department. Management and distribution of energy get increased attention because of the strong trend to decentralised production of energy. The department deals with topics such as 57

57 DEPARTMENT WATER AND ENERGY Integration of decentralised energy production (Solar energy, CHPs, wind energy) in power networks Modelling and simulation of power distribution networks with decentralised sources Active control of distributed components in power distribution networks by decentralised automation units. Modelling, simulation and control systems are important working areas of the department. These technologies are applied to various fields of applications: Water systems: Catchment sewer network- wastewater treatment plant sludge treatment receiving water body Biogas systems Macro-modelling of entire urban systems with integrated evaluation of function, mass flows, costs, resources and energy Power distribution networks with decentralised sources. Forschungsbereich und Angebot Michael Ogurek Biogas Die Erzeugung von Biogas durch anaerobe Vergärung organischer Stoffe, wie Gülle, nachwachsende Rohstoffe und organische Abfälle, stellt eine Möglichkeit dar, erneuerbare Energie zu gewinnen. Der Betrieb von Biogasanlagen wird durch die verwendeten organischen Stoffe und die beteiligten Mikroorganismen bestimmt. Schwierigkeiten bereiten zum einen die verschiedene Charakteristik von organischen Stoffen sowie deren schwankende Qualität und Preise. Zum anderen erfordern die sehr langsam wachsenden Mikroorganismen ein spezielles Milieu. Schon geringe Schwankungen bei Druck oder Temperatur können die Aktivität der Mikroorganismen stark beeinflussen. Wegen der Störanfälligkeit laufen viele Anlagen auf einem unwirtschaftlich niedrigen Auslastungsniveau und werden mangels Messtechnik aufgrund von wenigen bzw. unzureichenden Informationen betrieben. Die niedrige Auslastung hat wirtschaftliche Konsequenzen, die für den Betreiber in Mindereinnahmen resultieren. Ziel wird es in Zukunft sein, die Anlagen an ihre Leistungsgrenze heranzuführen und trotzdem einen stabilen Betrieb zu gewährleisten. Wenn damit die weitere Entwicklung notwendigerweise in Richtung der Verwendung von verschiedenen organischen Stoffen, komplexerer Anlagenkonzepte, der Entkopplung von Biogaserzeugung und -verwertung und Integration neuer Prozessschritte geht, dann wird die Automatisierungstechnik in Zukunft eine Schlüsselrolle spielen. Einen entscheidenden Beitrag zur Entwicklung von Automatisierungskonzepten kann dabei die Modellierung und Simulation spielen. Im Geschäftsfeld Wasser & Energie werden Softwarewerkzeuge entwickelt, die die Modellierung und Simulation von Biogasanlagen sowie der Schlammfaulung auf Kläranlagen erlauben. Simulationswerkzeuge bieten eine geeignete Umgebung, um Steuerung und Regelung auf Anlagen zur Biogasproduktion und Schlammfaulung zu entwerfen und zu optimieren. Tests, die an realen Anlagen aus ökonomischen Gründen und aus Gründen der Betriebssicherheit nicht durchgeführt werden können, sind mit einem Modell in beliebiger Anzahl denkbar. Das Geschäftsfeld Wasser & Energie engagiert sich im Rahmen von Forschungsprojekten, um die Modellierung anaerober Prozesse voranzutreiben und die Simulation in Planung und Optimierung zu etablieren. 58

58 GESCHÄFTSFELD WASSER & ENERGIE Kläranlagen Ein Themenbereich liegt auf wissenschaftlichen Methoden und Werkzeugen sprich Software zur Unterstützung der Planung und des Betriebes abwassertechnischer Anlagen. Die entwickelte Software SIMBA zur dynamischen Simulation von Abwassersystemen wird für die Planung, den Regelungs- und Steuerungsentwurf und für die Betriebsoptimierung eingesetzt. Neben den softwaretechnischen Grundlagen (anwenderorientierte Simulationswerkzeuge) bleiben aber auch inhaltliche Herausforderungen, um die dynamische Simulation von Abwassersystemen als Standardanwendung für planende Ingenieure weiter zu etablieren. Auch hierfür wurden weitere Komponenten entwickelt. Eine Entwicklung hierzu ist die Integration von Bemessungs- und Dimensionierungsvorschriften in das Werkzeug Simulation. Damit können in Zukunft praxistaugliche Werkzeuge für planende Ingenieure bereitgestellt werden. Dr. Jens Alex SIMBA-Modell einer Kläranlage mit Steuerungen/Regelungen Kanalnetze Kanalnetze stellen eine der kostbarsten Infrastruktursysteme innerhalb einer Stadt dar, da ihre Instandhaltung und ggf. ihr Ersatz erheblicher Ausgaben bedarf. Im Forschungsbereich Kanalnetze des ifak werden Methoden und Hilfsmittel entwickelt und angewendet, die es erlauben, die ursprünglich meist als statische Systeme ausgelegten Kanalsysteme in dynamischer Weise zu nutzen und dadurch nicht nur besser auszunutzen, sondern sie zudem auch in flexibler Weise zur Reaktion auf sich stets verändernde Herausforderungen (u.a. variable Niederschlagsmuster, Bevölkerungsentwicklungen) zu ertüchtigen. Besondere Schwerpunkte des ifak liegen hierbei in der integrierten Betrachtung städtischer Abwassersysteme (Kanalnetz, Kläranlagen, Fließgewässer) und in der Abflusssteuerung in Kanalnetzen. Diese erlaubt es, in die Fließvorgänge im System einzugreifen und die bestmögliche Nutzung entsprechend der jeweils angestrebten Zielkriterien zu erreichen. Um dieses so aufwandsarm wie möglich zu erreichen, werden am ifak Steuerungsalgorithmen entwickelt, die sich aufwandsarm an beliebige Kanalnetze anpassen lassen. Ihre Weiterentwicklung und Nutzbarmachung des Steuerungspotenzials bildet den Schwerpunkt mehrerer Projekte, die in Kooperation mit Anwendungspartnern durchgeführt werden. Flankiert wird diese Tätigkeit durch Mitwirkung in den entsprechenden nationalen und internationalen Gremien. 59

59 DEPARTMENT WATER AND ENERGY Dr. Manfred Schütze Integrierte Planungswerkzeuge Planung, Anpassung und Betrieb urbaner Wassersysteme stellen auf Grund ihrer Komplexität besondere Problemstellungen dar. Dies gilt insbesondere im Hinblick auf die Herausforderungen zukünftig zu erwartender Veränderungen, z.b. durch Klimawandel und Bevölkerungsentwicklungen. Im Forschungsbereich Integrierte Planungswerkzeuge liefert das ifak, in enger Zusammenarbeit mit den jeweiligen Partnern vor Ort, Unterstützung durch Entwicklung, Anpassung und Anwendung von Simulationswerkzeugen. Diese ermöglichen es, die komplexen Zusammenhänge und Interaktionen innerhalb der jeweiligen Systeme zu simulieren und übersichtlich darzustellen. Neben der Rolle der Simulationsergebnisse für ihre Anwendung in partizipativen Entscheidungsprozessen, trägt bereits die Modellbildung zu einem erhöhten integralen Systemverständnis, zu dem die Einbeziehung technisch-naturwissenschaftlicher, aber auch wirtschaftlicher und sozialer Aspekte gehört, auf Seiten der Entscheidungsträger und Interessengruppen bei. Beispielsweise wurde in einer engen, interdisziplinären Zusammenarbeit mit Ingenieuren, Sozial- und Wirtschaftswissenschaftlern und dem Wasserunternehmen in Lima/Peru (SEDAPAL) sowie weiterer beteiligter peruanischer Partner ein Satz konsistenter Zukunftsszenarien für den Wassersektor Limas entwickelt. Diese wurden mit einem eigens entwickelten Simulator, der auf den Prinzipien der Stoffstromanalyse basiert, bewertet. Die Live-Anwendung des Simulators in Runden Tischen mit Einbeziehung der unterschiedlichen Interessengruppen erlaubte die Diskussion und Entscheidungsfindung bezüglich der Auswahl von Maßnahmenpaketen, um die Metropolregion Lima auf die Herausforderungen des Klimawandels vorzubereiten. Die Unterzeichnung eines entsprechenden Aktionsplans im April 2013 in Lima durch ranghohe Vertreter von Wasserunternehmen, Wasserbehörde, Stadtverwaltung und Nichtregierungsorganisationen illustriert, dass die am ifak durchgeführten Arbeiten bis hin in die politische Entscheidungsfindung und die Anwendung in der Praxis hinausstrahlen. Auf ähnliche Weise wird der in Entwicklung befindliche NASS-Simulator es erlauben, neuartige Sanitärsysteme hinsichtlich ihrer Nährstoffpotenziale, aber auch hinsichtlich ihrer Invest- und Betriebsaufwendungen, fallspezifisch zu simulieren und zu bewerten. In einer weiteren Kooperation mit dem wasserarmen Land Israel werden Auswirkungen von Grauwasserwiederverwendung auf Kanalnetz und Kläranlage untersucht und somit Hilfestellung bei Planung, aber auch der Anwendung von Grauwasserwiederverwendungssystemen geleistet. Allgemein gesprochen stellt die Kompetenz des ifak sowohl in urbanen Wassersystemen als auch in Methoden und Hilfsmitteln der mathematischen Modellbildung und der Informatik sicher, dass praxisgerechte integrierte Planungswerkzeuge entstehen, die ihren Weg in die Anwendung nicht nur im Wassersektor, sondern auch in anderen Infrastruktursektoren finden. Internationale Projektkonferenz Lima Water LiWa, 16. April 2013 in Lima 60

60 GESCHÄFTSFELD WASSER & ENERGIE Smart Grid Das Anwendungsfeld des Managements und der Verteilung von Energie hat auf Grund des anhaltenden Trends der Dezentralisierung der Energierzeugung für das ifak an Bedeutung gewonnen. Hierbei beschäftigt sich das Institut unter anderem mit der Problematik der ungenügenden Einbindung der dezentralen Energieerzeugung (Solaranlagen, BHKWs, Windkraft) in die elektrischen Verteilungsnetze (Smart Grid) und den dabei mittelfristig auftretenden Schwierigkeiten der Energieversorgung. In diesem Kontext werden auch Fragen bezüglich potenzieller Randbedingungen des Wettbewerbs im Energie-Markt im Rahmen der Umsetzung von Smart- Grid-Konzepten betrachtet. Die Betreiber elektrischer Verteilungsnetze sind mit einer zunehmenden Zahl dezentraler Erzeuger (beispielsweise Blockheizkraftwerke, Photovoltaik- und Windkraftanlagen) konfrontiert, die aufgrund des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) vorrangig angeschlossen werden müssen. Diese Situation führt zur dezentralen Einspeisung elektrischer Energie auf allen Spannungsebenen und zu einem Zusammenwirken von Strom-Erzeugern und -Verbrauchern vor Ort. Tageszeitabhängig kann die Erzeugung den Verbrauch übertreffen, so dass es zur Umkehrung der Energieflüsse zurück in die überlagerten Spannungsebenen kommt. Dies führt zu höheren Belastungen der Betriebsmittel (beispielsweise Transformatoren und Schaltanlagen) und zu Energieverlusten aufgrund langer Leitungswege zu den Verbrauchern. Hinzu kommt bei langen Netzausläufern im Niederspannungsnetz die Problematik von Spannungsanhebungen am Netzverknüpfungspunkt der Erzeugungsanlagen. Der Bedarf nach aktiver Steuerung der verteilten Komponenten im Energieverteilungsnetz kann durch dezentrale Automatisierungskonzepte gedeckt werden. Die Entwicklung dieser Konzepte und die darauf aufbauende Simulation der Energieverteilungsnetze sind Gegenstand der Arbeiten im Themenbereich. Aus dem Bereich der Automatisierung von Produktionsprozessen liegt am ifak methodisches und technologisches Know-how vor, das nun in das Anwendungsgebiet der Energieverteilungsnetze transferiert werden soll. Im Fokus der Arbeiten des Forschungsbereiches stehen: Informationstechnologien zur aktiven Steuerung im Verteilungsnetz, Modellierung und Simulation von Energieverteilungsnetzen mit dezentraler Einspeisung, Anwendung verteilter Automatisierungskonzepte in Energieverteilnetzen. Christian Hübner 61

61 DEPARTMENT WATER AND ENERGY NewSan: Modellierung innovativer Sanitärkonzepte Modelling of the next generation of sanitation systems Abwasserableitung und Fäkalienentsorgung umfassen den Fäkalienanfall, die Benutzerschnittstelle (Toilettensystem), Ableitung und weitere Nutzung bzw. Entsorgung der enthaltenen Stoffe. In vielen Ländern, insbesondere in Entwicklungsländern, sind diese Systeme oftmals nicht netzgebunden, sondern bestehen aus einzelnen Komponenten (z. B. Latrinen, Sammelgruben). Hierzu sind, insbesondere in den vergangenen Jahren, viele neue Konzepte entstanden, die sich in der Erprobungsphase befinden. Im Projekt NewSan wurde der Prototyp eines Simulators entwickelt, der es erlaubt, die Stoff- und Ressourcenströme im Abwasser- und Fäkaliensystem zu simulieren und darzustellen. Des Weiteren werden Kosten- und Energieströme berücksichtigt. Insgesamt wird es der Simulator erlauben, bei der Diskussion und Entscheidungsfindung zur Planung von Sanitärsystemen bei gegebenen lokalen Randbedingungen beizutragen. The sanitation chain comprises of excreta production, the user interface (toilet system), transport and final disposal or utilisation of the excreta. In many countries, in particular those of the developing nations, the sanitation system is not a networked system. Recent years have seen a wide range of new concepts to reinvent the toilet. Within the NewSan project, the prototype of a simulator has been developed, which permits one to simulate and represent the resource fluxes in the entire sanitation chain. Furthermore, cost and energy aspects are being considered. The NewSan simulator is able to contribute to discussion and decision processes regarding sanitation systems under locally prevailing boundary conditions. Projektleiter: Dr. Manfred Schütze Laufzeit: 01/2012 bis 04/2013 Auftraggeber: University College London Untersuchungen zum Einfluss lokaler Wiederverwendung von Grauwasser auf das urbane Entwässerungssystem (Deutsch-Israelische Wassertechnologie- Kooperation) Impacts of onsite greywater reuse on urban wastewater systems (German-Israeli cooperation in water technologies) Mit zunehmender Knappheit der verfügbaren Wasserressourcen gewinnt die Wiederverwendung von Grauwasser (z.b. für Toilettenspülung und Bewässerung) in vielen Weltregionen (einschliesslich Israel und Deutschland) mehr und mehr an Bedeutung. Im Gegensatz zu bisherigen Projekten zum Thema Wiederverwendung von Grauwasser mit Fokus auf haushaltsnahe Systeme und ihre Performance, werden in diesem Projekt Effekte (positive wie negative) von Grauwassersystemen auf das gesamte urbane Stadtentwässerungssystem (Kanalnetz und Kläranlage) untersucht. Dies geschieht duch Modellierung und Simulation, die mit Messdaten einer Fallstudie aus Israel unterstützt werden. Die Projektergebnisse werden den Entwurf und die Umsetzung sowie die weitere Verbreitung der Grauwasserwiederverwendung welche signifikantes Wassereinsparpotenzial erwarten lässt unterstützen und somit zu einer nachhaltigeren Nutzung der kostbaren Wasserressourcen führen. Modellierungskonzepte, basierend auf dyamisch dimensionierten Zustandsvektoren, werden erarbeitet, die es erlauben, die Auswirkungen von Grauwassernutzung sowie den Transport von großen Feststoffen im Kanal zu simulieren und zu analysieren. Due to shortage of water resources, reuse of greywater is increasingly gaining in importance. This project analyses the impacts of domestic greywater reuse on sewer system and wastewater treatement plant performance. This project combines modelling and simulation with measurements taken from a real case study in Israel. Project results will be useful for the design of greywater systems and, thus, for more sustainable use of water resources. ifak develops modelling concepts, based on dynamic dimensioning of state vectors, which allow to analyse impacts of greywater reuse and to model transport of gross solids within the sewer system. Kooperation: Technion, Haifa/ Israel Projektleiter: Dr. Manfred Schütze Laufzeit: 08/2012 bis 07/2015 Förderung: BMBF, FKZ: 02WA

62 GESCHÄFTSFELD WASSER & ENERGIE Nachhaltiges Management von Wasser und Abwasser in urbanen Wachstumszentren unter Bewältigung des Klimawandels Konzepte für Lima Metropolitana (Perú) Sustainable Water and Wastewater Management in Urban Growth Centres Coping with Climate Change Concepts for Lima Metropolitana (Perú) Dieses peruanisch-deutsche Kooperationsprojekt ist eines der Projekte des BMBF-Programms Forschung für die nachhaltige Entwicklung der Megastädte von morgen Energie- und klimaeffiziente Strukturen in urbanen Wachstumszentren. In LiWa als einzigem Projekt mit besonderem Fokus auf Wasser- und Abwasssersysteme und die entsprechenden Energieaspekte werden unter Leitung des ifak Hilfsmittel und Methoden für eine nachhaltige Wasser- und Abwasserbewirtschaftung der 8-Millionen-Stadt Lima in Peru, die ein Beispiel für eine Megastadt von morgen darstellt, entwickelt. Schwerpunkte dieses interdisziplinären Projektes sind die Makromodellierung des gesamten Wasser- und Abwassersystems der Megastadt mit georeferenzierter Ausgabe (Beitrag des ifak), die Einzugsgebietsmodellierung unter Berücksichtung von Szenarien des Klimawandels, die Entwicklung und Umsetzung von Verfahren der Partizipation der Stakeholder und Governance sowie die Entwicklung von Modulen für Masterstudiengänge. Der im Rahmen des Projektes entwickelte Ressourcensimulator LiWatool für das Wasser- und Abwassersystem von Lima wurde fertig gestellt. Des Weiteren wurde LiWatool im Rahmen partizipativer Diskussions- und Entscheidungs-prozesse in Lima eingesetzt zur Analyse von Szenarien, unter anderem des Klimawandels, und von potenziellen Handlungsoptionen. Damit hat LiWatool maßgeblich zur Verabschiedung des Aktionsplans Lima 2040 beigetragen. Weitere Projektaktivltäten dienen der Verstetigung der Projektergebnisse und der Erstellung einer Prototypanlage wassersensitiver Stadtentwicklung im Stadtbezirk San Martín de Porres von Lima. This Peruvian-German co-operation project represents one of the projects within the BMBF research programme Research for sustainable development of megacities of tomorrow. As the only project with particular emphasis on water and wastewater systems including energy consideration, LiWa develops, under the leadership of ifak, tools and methods which facilitate sustainable management of the water and wastewater system of Lima/Peru, which represents an example of a megacity of tomorrow. Core aspects of this interdisciplinary project include macromodelling of the entire water and wastewater system with georeferenced output (contribution of ifak), modelling of the river catchment under scenarios of climate change, development and implementation of methods of stakeholder participation and governance and development of modules for Master courses. The LiWatool resource simulator has been finalised. It has been applied for evaluation of various scenarios of future developments of the driving forces of Lima s water and wastewater system as well as of potential action measures. Thus, it contributed signficantly to development within a participaory setup and approval of the Action Plan Lima 2040 by the key stakeholders in Lima. Further project activities include the preparation of transfer of the LiWa methodology and tools to other applications and the development of a prototype installation of concepts of the Lima Ecological Infrastructure Strategy in the district of San Martín de Porres of Lima. Kooperation: Universität Stuttgart (IWS Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung, ZIRIUS Zentrum für interdisziplinäre Risiko- und Innovationsforschung, ILPOE Institut für Landschaftsplanung und Ökologie); Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften, Campus Suderburg; Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung (UFZ); Dr. Scholz&Dalchow GmbH; Universidad Nacional de Ingeniería (Lima/Peru), Wasserversorgungsunternehmen SEDAPAL; Nichtregierungsorganisationen (Foro Ciudades para la Vida; Fomento de la Vida) Projektleiter: Dr. Manfred Schütze Laufzeit: 06/2008 bis 05/2014 Förderung: BMBF, FKZ: 01LG0512A1 63

63 DEPARTMENT WATER AND ENERGY SaMuWa Die Stadt als hydrologisches System im Wandel The City a hydrological system under change In aller Regel sind Entwässerungssysteme als statische, unflexible Systeme mit einer langen Nutzungsdauer ausgelegt. Das Projekt unterstützt Kommunen und Entwässerungsbetriebe bei der Umstellung von einer statisch ausgerichteten Entwässerungsplanung zu einer anpassungsfähigen Bewirtschaftung des stadthydrologischen Gesamtsystems. Es werden planerische und betriebliche Möglichkeiten untersucht, um das Potenzial des Bestands unter den Bedingungen des Wandels (Klima, Demografie, Struktur) und der Unsicherheit bestmöglich auszunutzen. Um die Handlungsoptionen zu erweitern, werden darüber hinaus Planungsinstrumente entwickelt, die Stadtentwicklungs- und Freiraumplanung sowie Wechselwirkungen mit dem natürlichen Wasserhaushalt einbeziehen. Am ifak werden dafür ein leicht zu bedienender (geringer Einarbeitungsaufwand) Simulator sowie eine Methodik zur simulationsgestützten Ermittlung des Steuerungspotenzials für eine Kanalnetzsteuerung entwickelt und anhand von zwei Fallbeispielen aus der Praxis getestet und verfeinert. Hierbei wird das in der jüngeren Fachliteratur verstärkt geforderte Zusammenwirken von Kanalnetz und Kläranlage berücksichtigt. In most cases, urban drainage systems have been designed as static, inflexible systems with a long service period. The project SaMuWa will enable municipalities and wastewater companies to shift from static planning of drainage systems towards adaptive management of the urban hydrological system. Within the project, options for planning and operation are being investigated, which allow to make optimum use of the existing infrastructure under uncertainty and under changing conditions (climate, demographic and structural developments). In order to extend the space of available acting options, planning tools are being developed which combine urban and spatial planning with water management. Within SaMuWa, ifak develops a methodology and an easy-to-use simulator which allow to estimate the control potential of urban drainage systems. This will be verified and refined on two practical case studies. The methodology will consider the interactions between sewer system and wastewater treatment, which are advocated in scientific publications of recent years. Kooperation: Universität Stuttgart (Koordinator); Bergische Universität Wuppertal, Dr. Pecher AG, WSW Energie und Wasser AG, InfraConsult, Stadtentwässerung Reutlingen, Emschergenossenschaft, Fachhochschule Münster, Stadt Münster, Wupperverband, Stadt Wuppertal, Landesministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg Projektleiter: Dr. Manfred Schütze Laufzeit: 07/2013 bis 06/2016 Förderung: BMBF, FKZ: 033W004L 64

64 GESCHÄFTSFELD WASSER & ENERGIE NoNitriNox Planung und Betrieb von ressourcen- und energieeffizienten Kläranlagen mit gezielter Vermeidung umweltgefährdender Emissionen NoNitriNox Design and operation of energy efficient waste water treatment plants and avoiding environment damaging emissions Der Betrieb von Kläranlagen zur weitergehenden Abwasserreinigung ist mit erheblichen Kosten und Ressourcenverbrauch verbunden. Insbesondere der Energiebedarf (Stromverbrauch) von Kläranlagen stellt eine signifikante Komponente des Energiebedarfs von Kommunen dar. Dementsprechend werden seit einigen Jahren viele Anstrengungen unternommen, um den Energiebedarf von Kläranlagen zu minimieren. Zu diesen Maßnahmen gehören unter anderem: flexible Verfahrensgestaltung und Betriebsführung zur Maximierung der Stickstoffelimination (Denitrifikation), angepasste Regelungskonzepte mit dem Ziel der Minimierung von Belüftungsenergie (O 2- Sollwertabsenkungen, optimierte O 2-Profile, ammoniumgeführte Belüftung, Nitrat-geführte intermittierende Belüftung). Diese Maßnahmen haben in der Praxis bewiesen, dass bei guter Planung und Inbetriebnahme ein signifikantes Potenzial zur Verbesserung der Energieeffizienz von Kläranlagen gegeben ist. Mit der aktuell zu beobachtenden Einführung dieser Methoden werden jedoch auch Risiken und Nachteile sichtbar. Neben der potenziellen Maximierung von NH 4-Emissionen, der Verschlechterung der Schlammstabilisierung und der potenziellen Verschlechterung des Absetzverhaltens und der Entwässerbarkeit des Schlamms besteht auch die Gefahr von erhöhten Emissionen von beispielsweise Nitrit und Lachgas (N 2O). Im Vorhaben sollen zwei wesentliche Ziele erreicht werden: Entwicklung eines Planungswerkzeuges zur Auslegung und Optimierung von Kläranlagen, welches neben der Einhaltung typischer Anforderungen (Stickstoff-, Phosphor- und Kohlenstoffelimination), der Abschätzung des Energieverbrauchs und der Energieerzeugung auch explizit eine Quantifizierung und Bewertung der Nitrit-, Lachgas- und Methanemissionen berücksichtigt (die Errechnung der CO 2-Emission ist auch enthalten), Entwicklung von intelligenten Regelungskonzepten, die neben der klassischen Einhaltung der Ablaufanforderungen und der Erreichung einer Energieverbrauchsminimierung auch das Risiko von Nitrit-, Lachgas- und Methanemissionen reduzieren. The project aims to describe and to model the potential production of greenhouse gases like N 2O or the potential release of nitrite from waste water treatment plants as result of control concepts aiming at energy minimisation. The developed model will be used to analyse and develop control concepts aiming on minimisation of effluent loads including GHG emissions and nitrite and to minimise energy consumption at the same time. The project plans to verify models, to implement models into simulation software allowing typical engineers to plan process and control more properly. The method will be tested for two wastewater treatment plants. Kooperation: ISWA, Weber-Ingenieure, Stadtentwässerung Pforzheim, Abwasserverband Steinlach-Wiesaz Projektleiter: Dr. Jens Alex Laufzeit: 06/2013 bis 05/2016 Förderung: BMBF, FKZ: 033WA003A 65

65 DEPARTMENT WATER AND ENERGY nida200 Innovatives System zur dezentralen Abwasserreinigung inklusive der Mitbehandlung des Biomülls auf Basis alternativer Sanitärkonzepte mit besonderer Stärkung des Anaerobanteils und einer neuartigen Massenalgenkultur-Technologie nida200 New sanitation concept for decentralised waste water and bio waste treatment incoperationg anaerobic digestion and algae production Die Gemeinde Hille gehört zu den größten Flächengemeinden Deutschlands und verfügt bisher über ein zentrales Klärwerk. Für neue Flächennutzungspläne und Baugebiete möchte die Gemeinde ein neues Abwasserkonzept, das die hohen Infrastrukturkosten der großen Fläche mindert. Da die Gemeinde außerdem ein Naherholungsgebiet ist und über ein Wasserschutzgebiet, in dem ein empfindliches Moor gelegen ist, verfügt, muss sichergestellt sein, dass das gereinigte Abwasser höchsten Anforderungen genügt. Im Rahmen dieses Vorhabens soll für die Gemeinde Hille als Modellregion ein dezentrales Konzept (ca. 200 EW) entwickelt werden, das die Abwasserreinigung mit der Nährstoff- und Energie(rück)gewinnung verbindet, technisch nicht zu aufwändig ist und den Gedanken nachhaltigen Wirtschaftens konsequent verfolgt. Es sollen mit Hilfe von planerischen Instrumenten, Pilotanlagen, Laborversuchen und dynamischen Simulationsverfahren alle Voraussetzungen erfüllt werden, um im Anschluss eine großtechnische Anlage in der Modellregion Hille zu realisieren. The parish Hille is one of the greatest area communities of Germany and has a central wastewater treatment plant. Due to new land use plans and new construction areas, Hille wants a new wastewater treatment concept that reduce the high infrastructure costs of the great area. Because of the nearby recreation and water protection areas, including a sensitive moor, the cleaned wastewater has to accomplish high quality demands. In the project, Hille serves as a model region for the development of a decentralized wastewater concept for approx. 200 residents. The target is to combine the wastewater treatment with nutrient and energy reclamation. On basis of the idea of sustainable economic management it should not be technically expensive. With help of design instruments, pilot plants, laboratory experiments and dynamic simulation all requirements shall be created to be able to realize a large-scale plant for Hille after finishing this project. Kooperation: LimnoTec, Institut für Hygiene und Umwelt (Hamburg), Gemeinde Hille Projektleiter: Dr. Jens Alex Laufzeit: 05/2013 bis 04/2016 Förderung: BMBF, FKZ: 033W005C 66

66 GESCHÄFTSFELD WASSER & ENERGIE KURAS Konzepte für urbane Regenwasserbewirtschaftung und Abwassersysteme KURAS Concepts for urban stormwater management and wastewater systems Übergeordnetes Ziel des Projektes KURAS ist die Erarbeitung und modellhafte Demonstration von integrierten Konzepten eines nachhaltigen Umgangs mit Abwasser und Regenwasser für urbane Standorte. Zum einen werden für Abwasserentsorger und Kommunen mit flachen Kanalnetzen Handlungsempfehlungen erarbeitet, wie sie ihre technische Abwasserinfrastruktur langfristig und zukunftsorientiert betreiben, ausbauen und verändern können. Besonders im Hinblick auf zukünftig zu erwartende klimatische, demografische und stadtentwicklungsmäßige Veränderungen sind zunehmende Probleme im Betrieb der bestehenden Abwassernetze zu erwarten. Zum anderen werden Konzepte der nachhaltigen Regenwasserbewirtschaftung für urbane Standorte entwickelt. Das ifak entwickelt hierbei, unter Zuhilfenahme von Modellbildung und Simulation, Konzepte zur verbesserten Abwasserreinigung unter Unterlast- und Überlastszenarien. Des Weiteren wird eine SWOT-Analyse der erarbeiteten Maßnahmenpakete durchgeführt. The project KURAS is directed to the development of sutainable concepts to deal with waste water and rain water in urban regions based on clima change and demographical development assumtions. ifak simulates measures in the project to improve the behaviour of waste water treatment plants in overload situations (more frequent heavy storm events) as well as low flow rate or load situations expected e.g. during more dry sommer seasons. Kooperation: Kompetenzzentrum Wasser Berlin gemeinnützige GmbH, Technische Universität Berlin, Berliner Wasserbetriebe, Ingenieurgesellschaft Prof. Dr. Sieker mbh, Atelier Dreiseitl GmbH, GEO-NET Umweltconsulting GmbH, IWW Rheinisch-Westfälisches Institut für Wasserforschung gemeinnützige GmbH, Deutsches Institut für Urbanistik gemeinnützige GmbH, FU Berlin, Hochschule Neubrandenburg, Leibniz Universität Hannover, Umweltbundesamt - Versuchsfeld Marienfelde, TU Kaiserslautern Projektleiter: Dr. Jens Alex Laufzeit: 06/2013 bis 05/2016 Förderung: BMBF, FKZ: 033W013D SIVIKO-SCADA Sichere, internetbasierte, virtualisierte Komponenten eines SCADA-Systems zur Prozessüberwachung von dezentralen Anlagen der kommunalen Wasserwirtschaft Secure, internet-based, virtual components of a SCADA system for the process monitoring of decentralised plants in the communal water industry Beim Projekt SIVIKO-SCADA handelt es sich um ein nationales Forschungsprojekt, dessen Schwerpunkt die Entwicklung eines neuartigen Konzeptes ist, um die Konfiguration, Inbetriebnahme und Integration für den Betrieb eines Systems zur Überwachung und Steuerung von technischen Anlagen (SCADA) auf Basis standardisierter, innovativer Internettechnologien zu ermöglichen. Ziel ist es, SCADA-Systeme sicherer, einfacher und kostengünstiger zu gestalten. Kernthemen sind dabei ein durchgängiges und transparentes Sicherheitskonzept, die Virtualisierung einzelner SCADA-Dienste sowie die Etablierung eines universelles und IT-gestützten Plug & Play Konzeptes für die Inbetriebnahme von Unterstationen. The national research project SIVIKO-SCADA deals with the development of a novel concept which allows the configuration, implementation and integration of a system for the monitoring and control of a technical plant (SCADA) based on standardized, innovative internet technologies. The aim is to design secure, more simple and more cost-effective SCADA systems. The main issues are the continuous and transparent safety concept, the virtualisation of individual SCADA services as well as establishing a universal and IT-aided plug and play concept for the implementation of substations. Projektleiter: Dipl.-Wirt.-Inform. Nico Suchold Laufzeit: 01/2012 bis 12/2013 Förderung: BMBF, FKZ: 01IS11024B 1 67

67 DEPARTMENT WATER AND ENERGY MD-E 4 Magdeburg: EnergieEffiziente Stadt Modellstadt für Erneuerbare Energien MD-E 4 Magdeburg: Energy efficient city Model city for renewable energies Das Projekt MD-E 4 ist das Ergebnis der erfolgreichen Teilnahme Magdeburgs am Wettbewerb Energieeffiziente Stadt des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF). Durch die Umsetzung von 11 vernetzten Maßnahmen sollen der CO 2-Ausstoß reduziert und die Energieeffizienz erhöht werden. Das ifak ist an der Umsetzung der Maßnahmen A1 (Verkehrsmanagementzentrale) und B2 (Automatisierung der Niederspannungsnetze) beteiligt. Im Mittelpunkt der Maßnahme B2 im Projekt MD-E 4 steht die dezentrale Automatisierung der Niederspannungsnetze bzw. der darin enthaltenen Ortsnetzstationen (MS/NS-Transformatoren). Zu diesem Zweck werden Netzmodelle und Regelungsalgorithmen zur kontinuierlichen Überwachung und Steuerung des Netzzustandes entwickelt sowie digitale Mess- und Stellvorrichtungen im Niederspannungsnetz eingesetzt. Die Aufgabe der automatisierten Ortnetzstationen besteht in der Berechnung geeigneter Sollwerte für die Stellvorrichtungen zur Aufrechterhaltung der Netzqualität und -stabilität. Der Hintergrund ist die zunehmende Verbreitung von dezentralen Erzeugungsanlagen (Photovoltaik, Blockheizkraftwerke) im elektrischen Verteilungsnetz, die vermehrt zu Problemen bei der Spannungshaltung führen. Durch eine intelligente Steuerung der Stromnetze (Smart Grid) wird deren Aufnahmefähigkeit für erneuerbare Energien erhöht und die Energieeffizienz durch Minimierung von Leitungsverlusten gesteigert, so dass kostenintensive Netzausbaumaßnahmen vermieden werden können. The MD-E 4 project is the result of the successful participation of Magdeburg in the competition "Energy Efficient City" by the Federal Ministry of Education and Research (BMBF). The aim of the project is the reduction of CO 2 emissions and the improvement of energy efficiency by the implementation of 11 subprojects. ifak is involved in the sub-projects A1 (traffic management) and B2 (Automation of distribution networks). Sub-project B2 aims at the decentralized automation of the electrical distribution network. For this purpose network models and algorithms for continuous monitoring and control of the network state are developed and digital measurement and operating devices are deployed. These smart operation concepts are motivated by the increased penetration of distributed energy resources in the distribution network that complicates voltage regulation. Through intelligent control of the power network (Smart Grid) more renewable energy resources can be integrated while at the same time reducing the need for expensive network expansions. Projektleiter: Dipl.-Inf. Christian Hübner Laufzeit: 05/2011 bis 04/2016 Förderung: BMBF, FKZ: 03SF0407E 68

68 VERBUND-FORSCHUNGSVORHABEN ZURÜCKLIEGENDER JAHRE Ausgewählte Verbund-Forschungsvorhaben der letzten 5 Jahre Selected joint research projects from previous years Projekte mit Förderung durch die EU Projects funded by the EU flex WARE Flexible Wireless Automation in Real-Time Environments 09/2008 bis 02/2012 Bearbeitung in Kooperation mit Austrian Academy of Science (Österreich), init Institut Industrial IT (Deutschland), connectblue AB (Schweden), Oregano Systems Design and Consulting GmbH (Österreich), University of Catania (Italien), Rt-solutions.de GmbH (Deutschland), ICM Electronics doo (Serbien) FKZ: ICT SOCRADES Service-Oriented Cross-layer infrastructure for Distributed smart Embedded devices 09/2006 bis 11/2009 Bearbeitung in Kooperation mit Schneider Electric (Deutschland, Frankreich), ABB (Schweden), APS (Deutschland), Boliden (Schweden), FlexLink Automation (Finnland), Kungliga Tekniska Högskolan (Schweden), Loughborough University (England), Luleå University of Technology (Schweden), Politecnico di Milano (Italien), SAP (Deutschland), Siemens (Deutschland), Tampere University of Technology (Finnland), Jaguar Cars Ltd. (England), ARM Ltd. (Großbritannien) FKZ: IST VAN Virtual Automation Networks 09/2005 bis 12/2009 Bearbeitung in Kooperation mit Siemens (Deutschland; Koordinator), Arinstein (Polen), AUCOTEAM (Deutschland), Brno University of Technology (Tschechien), CARTIF (Spanien), Fidia S.p.A. (Italien), Heitec AG (Deutschland), MCM S.p.A. (Italien), Phoenix Contact (Deutschland), Politecnico di Milano (Italien), Schneider Electric (Frankreich), Teleport Sachsen-Anhalt GmbH (Deutschland), Universität Magdeburg, Center Verteilte Systeme CVS (Deutschland), Forschungszentrum Karlsruhe (Deutschland) FKZ: FP6/2004/IST/NMP/ Projekte mit Förderung durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) und anderer Institutionen auf Bundesebene Projects funded by the Federal Ministry of Education and Research and other federal institutes Industrial Wireless Diagnosis System (inwidia) 09/2010 bis 08/2012 Bearbeitung in Kooperation mit GHMT AG, Indu-Sol GmbH, VTQ Videotronik GmbH BMBF, FKZ: 01BN1013 Miniaturisierte energieautarke Komponenten mit verlässlicher drahtloser Kommunikation für die Automatisierungstechnik (MIKOA) 01/2009 bis 09/2012 Bearbeitung in Kooperation mit EnOcean GmbH, FESTO AG & Co. KG, Helmut-Schmidt-Universität Hamburg, HSG-IMIT Hahn- Schickard-Gesellschaft für angewandte Forschung e.v., Siemens AG, Universität Paderborn, Zollner Elektronik AG BMBF, Förderschwerpunkt Autonome Vernetzte Sensorsysteme, FKZ: 16SV

69 JOINT RESEARCH PROJECTS FROM PREVIOUS YEARS AQUADIC: Automatisierte Qualitätssicherung des DICOM-Bilddatenmanagements in der klinischen Forschung 07/2010 bis 10/2012 BMBF, FKZ: 01IS10020E Rapid Planning: Nachhaltiges Infrastruktur-, Umwelt- und Ressourcen-management für hochdynamische Metropolenregionen 12/2011 bis 11/2012 Bearbeitung in Kooperation mit AT-Verband Verband zur Förderung angepaßter sozial- und umweltverträglicher Technologien, Stuttgart BMBF, FKZ: 01LG1115A Entwicklung leistungsfähiger und praxisgerechter Mess-, Steuerungs- und Regelungskonzepte für Biogasanlagen 06/2010 bis 05/2012 Bearbeitung in Kooperation mit FlowConcept GmbH, LimnoTec Abwasseranlagen GmbH, Fraunhofer Institut für Elektronische Nanosysteme ENAS BMBF, KMU-innovativ, FKZ: 033R052C Nachhaltige Bewirtschaftung von Kläranlagen zur energieoptimierten Abwasserreinigung unter Verwendung einer erweiterten vorkonfektionierten Kanalnetzsteuerung ADESBA + 05/2010 bis 04/2012 Bearbeitung in Kooperation mit Leibniz-Universität Hannover, SEGNO Industrie Automation BMBF, KMU-innovativ, FKZ: 02WQ1125 Just Park Chancen und Risiken beim kabellosen Laden von Elektrofahrzeugen, Technologiefolgeabschätzung für eine Schlüsseltechnologie in der Durchbruchphase der Elektromobilität 10/2010 bis 09/2011 Bearbeitung in Kooperation mit Kiefermedia GmbH; RWTH Aachen; Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg BMU, FKZ: 16EM0090 AVILUS Angewandte Virtuelle Technologien im Produkt- und Produktionsmittellebenszyklus 03/2008 bis 04/2011 BMBF, FKZ: 01IM08001K AIMES Advanced Infrastructure for Medical Equipment Management and Services 05/2008 bis 12/2010 BMBF, FKZ: 01IS08001D, EU-ITEA nr. IP07017 Zuverlässige energieeffiziente drahtlose Sensor-/Aktornetze für Gebäudeautomatisierung, Anlagenüberwachung und Prozesssteuerung (ZESAN) 10/2007 bis 09/2010 Bearbeitung in Kooperation mit Siemens AG; QVEDIS GmbH; Technische Universität Berlin; Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.v.; German-Sino Lab for Mobile Communications (MCI); Universität Freiburg BMBF, Förderschwerpunkt Autonome Vernetzte Sensorsysteme, FKZ: 01BN0712F 70

70 VERBUND-FORSCHUNGSVORHABEN ZURÜCKLIEGENDER JAHRE Dynamische Simulation von SBR-Kläranlagen 10/2006 bis 09/2010 Bearbeitung in Kooperation mit LimnoTec Abwasseranlagen GmbH; FlowConcept GmbH BMBF, FKZ: 02WA0818 SAFE Sensor-Aktor-gestütztes Frühwarnsystem zur Gefahrenabwehr bei Extremwetter 04/2006 bis 10/2009 Bearbeitung in Kooperation mit Fraunhofer ISST, Meteomedia GmbH, Wacker Chemie AG, Marktgemeinde Mering, Regnauer Fertigbau GmbH & Co. KG, Kisters AG, Adolf Thies GmbH & Co. KG, Bayerische Landesbrandversicherung AG BMBF, FKZ: 01LS05062 Projekte mit Förderung durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) Projects funded by the Federal Ministry for Economic Affairs and Energy KOLINE Kooperative und optimierte Lichtsignalsteuerung in städtischen Netzen 06/2009 bis 09/2012 Bearbeitung in Kooperation mit Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.v., Institut für Verkehrssystemtechnik; TU Braunschweig, Institut für Regelungstechnik; TU Braunschweig, Institut Verkehr und Stadtbauwesen; TRANSVER GmbH; Volkswagen AG BMWi, FKZ: 19 P 9002 D Normkonforme drahtlose industrielle Kommunikation (NordiK) 07/2010 bis 04/2012 BMWi, FKZ: 01FS10003 Verteilte Automatisierung auf Basis der IEC 61131: Funktionsblockorientierte Steuerungssysteme für verteilte Automation (FOSA) 11/2010 bis 04/2012 BMWi, FKZ: 01FS10021 MOSAIK Modellbasiertes Software Engineering für IT-sichere eingebettete Geräte von KMU 07/2009 bis 06/2012 BMWi, Programm Vorlaufforschung, FKZ: VF MUSCLE Multimodale Schallpfadanalyse für Clamp-On Ultraschallsysteme 07/2009 bis 06/2012 BMWi, Programm INNO-WATT, FKZ: IW Basissystem und Grundmodule für Planungs- und Simulationswerkzeuge 06/2009 bis 12/2011 BMWi, Programm INNO-WATT, FKZ: IW VERO Virtueller Entwurf komplexer Hochleistungsübertrager 01/2009 bis 12/2011 BMWi, Programm INNO-WATT, FKZ: IW Innovative Automatisierungsarchitekturen durch Domänen-übergreifenden Informationszugriff (INVASIF) 04/2009 bis 12/2011 BMWi, Industrielle Vorlaufforschung, FKZ: VF

71 JOINT RESEARCH PROJECTS FROM PREVIOUS YEARS TOPAS Tomographische Prozesskontrolle von Mehrphasengemischen 09/2007 bis 08/2010 BMWi, Programm Vorlaufforschung, FKZ: VF AKTIV Adaptive und Kooperative Technologien für den Intelligenten Verkehr 09/2006 bis 12/2010 BMWi, FKZ: 19 P 6018 N MOSAIQUE Mitteldeutsche Offensive für ein strategisches, anwenderübergreifendes intermodales Verkehrsmanagementnetzwerk mit Qualitätsausrichtung und Effizienzorientierung 09/2005 bis 02/2010 Bearbeitung in Kooperation mit Stadt Halle, Stadt Leipzig, Hallesche Verkehrs-AG, Leipziger Verkehrsbetriebe GmbH, Mitteldeutscher Verkehrsverbund GmbH, Fraunhofer Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme, PTV AG, Bauhaus- Universität Weimar BMWi, FE Nr.: 19 B 6008 A Dmotion Düsseldorf in Motion 04/2005 bis 12/2009 Bearbeitung in Kooperation mit Landeshauptstadt Düsseldorf, Land Nordrhein-Westfalen, Ministerium für Verkehr, Energie und Landesplanung, OCA e.v. (mit den Unter-AN AlbrechtConsult und Lehrstuhl für Kommunikationsnetze, RWTH Aachen), GEVAS software Systementwicklung und Verkehrsinformatik GmbH, PTV AG, Institut für Verkehrswirtschaft, Straßenwesen und Städtebau, Universität Hannover Unterstützung durch Stadtwerke Düsseldorf, BMW Group BMWi, FKZ: 19 B 5005 D Projekte mit Förderung durch das BMWi über die Arbeitsgemeinschaft industrieller Forschungsvereinigungen (AiF) im Rahmen des Programms zur Förderung der industriellen Gemeinschaftsforschung (IGF) Projects funded by the Society of Industrial Research Alliance and the Foundation for Industry Research Funklösungen in zeit- und fehlertoleranten geschlossenen Regelkreisen (WiControl) 09/2009 bis 02/2012 Bearbeitung in Kooperation mit TU Darmstadt, Institut für Automatisierungstechnik BMWi über AiF, FKZ: BG1 Gerätebezogene Modellierung von Funkkomponenten zur Berücksichtigung im Lebenszyklus industrieller Automatisierungsanlagen (FiLiA) 10/2010 bis 09/2012 Bearbeitung in Kooperation mit TU Dresden, Institut für Angewandte Informatik, Professur Prozesskommunikation BMWi über AiF, FKZ: BR/1 Entwicklung von Standardtests zur einheitlichen Bewertung industrieller Funklösungen (FITS) 09/2009 bis 02/2012 Bearbeitung in Kooperation mit Institut industrial IT (init) der Hochschule Ostwestfalen-Lippe BMWi über AiF, FKZ: BG1 72

72 VERBUND-FORSCHUNGSVORHABEN ZURÜCKLIEGENDER JAHRE IT Security-Tests: Schwachstellenanalyse und Robustheitstests 10/2009 bis 12/2012 BMWi über AiF, FKZ: BG1 Ultraschallstreuverfahren zur Inline-Prozessüberwachung von Dispersionen mit hohem Partikelanteil 10/2010 bis 09/2012 BMWi über AiF, FKZ: BR WiPoCAD Rechnergestütztes Bewertungsverfahren für die elektromagnetisch verträgliche Auslegung von kontaktlosen Energieübertragungssystemen 07/2009 bis 06/2011 BMWi über AiF, FKZ: BR Qualitätssicherung Dienstgüteeigenschaften DIVAN 11/2008 bis 12/2010 BMWi über AiF, FKZ: BG1 73

73 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Außenwirksamkeit Public relation activities Lehr- und Hochschultätigkeit Teaching and university activities Veröffentlichungen Publications Mitarbeit in Fachausschüssen und Gremien Membership in expertise committees Institutskolloquien Institute seminars Vom oder im ifak durchgeführte Veranstaltungen Events organised by or at ifak Messen und Ausstellungen Trade fairs and exhibitions Weitere Höhepunkte More highlights 74

74 AUSSENWIRKSAMKEIT AUSSENWIRKSAMKEIT Lehr- und Hochschultätigkeit Teaching and university activities Die Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg und das ifak pflegen eine enge Kooperation, die darauf zielt, die Forschungsaktivitäten aufeinander abzustimmen, die Forschungseinrichtungen beider Partner bestmöglich zu nutzen und zum Transfer zwischen außeruniversitärer und universitärer Forschung und Lehre beizutragen. Seit 1993 ist das ifak nach Senatsbeschluss der Universität legitimiert, die Bezeichnung Institut an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg zu führen. Vorlesungen an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Lectures Prof. Christian Diedrich: Prof. Ulrich Jumar: Prof. Ulrich Jumar, Dr. Frank Uhlenhut Dr. Jens Alex: Dr. Ulrike Steinmann: Prozessleittechnik Automatisierungssysteme Kommunikationssysteme Struktur und Verhaltensmodellierung UML PLT-Engineering Funktionale Sicherheit Eingebettete Systeme Medizinische Geräte Grundlagen der Informationstechnik Digital Control Systems DCS Robuste Mehrgrößenregelungen Simulation und Steuerung/Regelung der biologischen Abwasserreinigung Sensorik und Sensorsysteme Vorlesungen an der Hochschule Magdeburg-Stendal Lectures Dr. Jens Alex: Prof. Dr. Jörg Auge: Dr. Thomas Bangemann: Dr. Jens Alex, Dr. Manfred Schütze, Michael Ogurek: Prozessführung und Anlagenbetrieb Grundlagen der Elektrotechnik I + II Elektrische Messtechnik Prozessmesstechnik Sensorik Prozessleittechnik Simulation von Reinigungsanlagen 75

75 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Gastvorlesungen Guest lectures Dr. Jens Alex: Dr. Jens Alex, Dr. Manfred Schütze: Dr. Manfred Schütze: Ansätze zur Modellierung von Stofftransport und Stoffumsätzen in Kanalnetz und Fließgewässer (TU Dresden) Auswahl und Verhalten typischer Regelungen im abwassertechnischen Bereich (TU Dresden) Gewässergütemodellierung (Ostfalia Hochschule für Angewandte Wissenschaften, Campus Suderburg) La modelización como apoyo al manejo de aguas urbanas (Pontificia Universidad Javeriana; Bogotá; ) Abschlussarbeiten Theses Die folgende Liste enthält Abschlussarbeiten, die im Jahr 2013 von Mitarbeitern des ifak betreut oder mit betreut wurden. Die aufgeführten Arbeiten entstammen der Kooperation mit verschiedenen Universitäten, Hochschulen und Unternehmen. Den hier nicht aufgeführten Betreuern unserer verschiedenen Kooperationspartner wird herzlich gedankt. Diplom- und Masterarbeiten Bangemann, F. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Design method for control units with ASIL Capabilities. Fabian, C. (Otto-von-Guericke-Universität, Magdeburg) Dielektrisches Sensorsystem für die ortsauflösende Flüssigkeitsanalyse. Ghaghanzanian, A. (Politecnico Torino) Optimised physical layer for wireless industrial communication using software defined radio. Göbeler, Ch. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Untersuchung und Bewertung von Echtzeit-Schedulingalgorithmen für eingebettete Systeme. Grosche, A. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Modellierung und Evaluation von Enwicklungsstrategien von Automobilindustrie und -zulieferern im Spannungsfeld vernetzter Fahrzeugsysteme. Hensel, R. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Implementierung zur Identifikation von Funksystemen. Jach, R. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg) Beitrag zur mobilen Inbetriebnahme von Feldgeräten. Köppe, H. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Analyse induktiver Multiresonanzsysteme. Kuhn, S. (Fernuniversität Hagen): Integration eines Funkmoduls nach IEEE in eine Diagnoseplattform. Martynenko, Y. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Recherche und Evaluation von Algorithmen zur effektiven Lastflussberechnung in Stromverteilungsnetzen mit hohem Anteil dezentraler Erzeugung. Betreuer: E. Hintze 2012/2013 Betreuer: T. Trettin 2012/2013 Betreuer: M. Krätzig 2013 Betreuer: M. Riedl 2012/2013 Betreuer: F. Wolf 2013 Betreuer: A. Gnad 2012/2013 Betreuer: M. Thron 2012/2013 Betreuer: Ch. Rathge 2012/2013 Betreuer: M. Riedl 2013 Betreuer: Ch. Hübner 2012/

76 AUSSENWIRKSAMKEIT Müller-Grunau, A. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Qualitatives und quantitatives Wirkungsmodell für die Evaluierung voll elektrischer Busse im Regelbetrieb von Unternehmen des öffentlichen Personennahverkehrs Ponomarov, M. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Ein virtuelles Niederspannungsverteilnetz für praxisnahe Evaluierung von Verfahren für Zustandsrekonstruktion von Niederspannungsnetzen. Rohde, M. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg) Untersuchung eines kapazitiven Datenübertragungssystems unter den Randbedingungen einer gegebenen induktiven Energieübertragung. Schewel, K. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Prototypische Integration eines Informations- und Kommunikationskonzeptes für die altersgerechte Mobilität in der Fläche. Stephany, B. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg) Nutzung von Virtualisierungstechnologien für SCADA-Systeme. Wedig, J. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Konzeptionierung einer adaptierbaren Benutzungsschnittstelle zur Informationseingabe bei mobilen Navigationssystemen Betreuer: S. Naumann 2013 Betreuer: Ch. Hübner 2013 Betreuer: S. Thamm 2012/2013 Betreuer: Ch. Engel 2012/2013 Betreuer: N. Suchold 2012/2013 Betreuer: R. Hempel 2013/2014 Bachelorarbeiten Donath, P. (Hochschule Magdeburg-Stendal): Regelungsstrategien für kontaktlose Übertragungssysteme. Drews, R. (Hochschule Magdeburg-Stendal) Schlierenmessplatz zur Visualisierung der Abstrahlcharakteristik von Ultraschallwandlern. Dutschk, B. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Gezielte Farbanalyse gemischter Flüssigkeiten unterschiedlicher Färbung zur Verwendung in einer Farbregelung. Fett, F. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg) Konzepte und Lösungen für Rückmeldemechanismen in mobilen ÖPNV-Navigationsanwendungen. Gaßmann, K. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Testdatengenerierung aus Verkehrssimulationen. Gladebeck, S. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Untersuchung der Regelbarkeit von Spannungswandlern des Typs Recom RP-0515D und RS-0515D. Hammer, A. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Verifikation von offenen Verhaltensmodellen. Kantner, C. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg) Inline-Überwachung industrieller Prozesse mit FPGA-basierter Ultraschall-Plattform. Menz, P. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Modellierung einer Destillationskolonne für die Methanolaufbereitung und Entwurf einer Mehrgrößenregelung. Betreuer: A. Hoppe 2013/2014 Betreuer: H. Arndt 2012/2013 Erstprüfer: U. Jumar 2013 Betreuer: R. Hempel 2013 Betreuer: J. Krause 2012/2013 Erstprüfer: U. Jumar 2013 Betreuer: J. Krause 2013/2014 Betreuer: S. Wöckel 2012/2013 Erstprüfer: U. Jumar

77 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Schäfer, J. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Optimierung der Bestückungspartitionierung einer Leiterplatte mittels der Thermosimulation am Beispiel eines Motorsteuergerätes. Stettin, P. (Hochschule Magdeburg-Stendal): Schlierenmessplatz zur Visualisierung der Abstrahlcharakteristik von Ultraschallwandlern. Warnemünde, S. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Ultraschall-Messverfahren zur Bestimmung akustischer Größen. Wegner, M. (Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg): Untersuchung der Einsatzmöglichkeiten von Funktechnologien für Schleusen. Erstprüfer: U. Jumar 2013 Betreuer: S. Thamm 2013/2014 Betreuer: S. Wöckel 2012/2013 Betreuer: M. Krätzig 2013 Veröffentlichungen Publications Bücher, Buchbeiträge Books, book contributions Großmann, D; Braun, M; Danzer, B; Riedl, M: FDI Field Device Integration. Berlin, VDE Verlag, 2013, ISBN Beiträge in referierten Zeitschriften Articles in referenced journals Beeneken, T.; Erbe, V.; Messmer, A.; Reder, C.; Rohlfing, R.; Scheer, M.; Schütze, M.; Schumacher, B.; Weilandt, M.; Weyand, M.: Real time control (RTC) of urban drainage systems A discussion of the additional efforts compared to conventionally operated systems. Urban Water Journal 10(5): , 2013 John, D.; Danzer, B.; Riedl, M; Zipper, H.: Selbsterklärende Geräte Abbildung semantischer Information auf Parameter mit EDD. atp edition 55(10):56-61, 2013 Jumar, U.: Entwurf komplexer Automatisierungssysteme. at Automatisierungstechnik 61(2), 2013 Krause, J.; Diedrich, C.: Analyse von reaktiven Verhaltensmodellen mit Constrainprogrammierung und Petrinetztechniken. at Automatisierungstechnik 61(2): , 2013 Kürschner, D.; Rathge, C.; Jumar, U.: Design methodology for high efficient inductive power transfer systems with high coil positioning flexibility. IEEE Transactions On Industrial Electronics 60(1): , 2013 Meier, U.; Rauchhaupt, L.: Bewertung industrieller Funklösungen Standardtests und Performance-Klassen. atp edition 55(9):44-48, 2013 Penn, R.; Schütze, M.; Friedler, E.: Modelling the effects of on-site greywater reuse and low flush toilets on municipal sewer systems. Journal of Environmental Management 114:72-83, 2013 Schimschar, A.; Krätzig, M.; Wollschlaeger, M.: Koexistenzsimulation von drahtlosen Systemen als Bestandteil des Engineerings. at Schwerpunktheft Engineering 61(6), 2013 Schütze, M., Muschalla, D.: Special Issue on Real time control of urban drianage systems, Editorial, Urban Water Journal 10(5): ,

78 AUSSENWIRKSAMKEIT Schütze, M.; León, C.: Gestión del agua y aguas residuales en megaciudades Cómo puede una ciudad prepararse para el futuro? Un proyecto en Lima / Peru Revista Ambiental. Colegio de Ingenieros del Perú(8):6-11, 2013 Weser, R., Wöckel, S., Wessely, B., Hempel, U.: Particle characterisation in highly concentrated dispersions using ultrasonic backscattering method, Ultrasonics 53(3): , 2013 Weser, R., Wöckel, S., Hempel, U., Wessely, B., Auge, J.: Particle characterization in highly concentrated suspensions by ultrasound scattering method, Sensors & Actuators: A. Physical, Volume 202, 1 November 2013, Pages 30 36, Selected Papers from the 26 th European Conference on Solid-State Transducers Kraków, Poland, 09/2012. Weser,R.; Wessely, B.; Wöckel, S.; Hempel,U.: Partikelcharakterisierung in hochkonzentrierten Dispersionen Grundlegende Untersuchungen zu einer neuen Ultraschallmethode, Chemie Ingenieur Technik 85(5): , 2013 Tagungsbandbeiträge international Conference contributions international Messtechnik & Leistungselektronik Measurement Technology and Power Electronics Kürschner, D.; Turki, F.; Yotta, C.; Thamm, S.; Rathge, S.: Comparison of Planar and Solenoid Coil Arrangements for Inductive EV-Charging Application. PCIM Europe, , Nürnberg, VDE Verlag, 2013, ISBN Rathge, C.; Thamm, S; Hoppe, A.: Systematically Design and Optimisation of Inductive Power Transmission Systems. 3 rd International Conference Electric Drive Production E DPC-2013, , Nürnberg, IEEE, 2013, ISBN Thamm, S.; Rathge, C.; Jumar, U.: A coil system optimisation for contactless inductive energy transmission. PCIM Europe, , Nürnberg, VDE Verlag, 2013, ISBN Weser, R.; Wöckel, S.; Wessely, B.; Hempel, U.; Stintz, M.: Particle characterisation in highly concentrated suspensions by means of ultrasonic scattering. On the CD-ROM: PARTEC 2013, International Congress for Particle Technology, Nuremberg, ; ISBN: , paper 143 Wöckel, S.; Hempel, U.; Auge, J.: Signal processing for ultrasonic clamp-onsensor systems. AMA Conferences 2013 SENSOR 2013, OPTO 2013, IRS 2013, Proceedings SENSOR 2013, S , DOI /sensor2013/A3.4, ISBN Wöckel, S.; Weser, R.; Steinmann, U.; Wessely, B.: Statistical signal processing for ultrasonic particle characterization. Joint UFFC, EFTF and PFM Symposium: IEEE International Ultrasonic Symposium, : , Prague, Czech Republic, IEEE, 2013, ISBN Wasser & Energie Water and Energy Alex, J.; Ogurek, M.; Schütze, M.: A novel simulation platform to test WWTP control options. 11 th IWA conference on instrumentation control and automation, , Narbonne, France, 2013 León, C.; Kosow, H.; Schütze, M.: Metodología combinada de análisis de escenarios y simulación del sistema de agua y aguas residuals. II ENCUENTRO DE INVES- TIGADORES AMBIENTALES. Nodo Macroregional Sur Red Peruana de Investigación Ambiental RedPeIA, , Arequipa, Claustro Menor de la Universidad Nacional de San Agustín,

79 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Ogurek, M.; Seick, I.; Kujawski, O.; Alex, J.: Modeling of biogas plants in engineering practice. 11 th IWA conference on instrumentation control and automation, , Narbonne, France, 2013 Penn, R.; Schütze, M.; Friedler, E.: Assessment of the effects of greywater reuse on gross solids movement in sewer system. IWA Conference on Sewer Processes and Networks, , Sheffield, UK, 2013 Poblet, R; Eisenberg, B; Nemcova, E; Stokman, A; Schütze, M: Water-Sensitive Urban Planning and design Solutions for arid context: the Lima Ecological Infrastructure Strategy. IWA International Water Week, , Amsterdam, 2013 Rieger, L; Bott, C B; Alex, J: A New Model-based Approach to Control Methanol Dosage at multi-stage WWTPs. 11 th IWA conference on instrumentation control and automation, , Narbonne, France, 2013 Schütze, M.: Challenges for Water Management in Lima, Perú. 2 nd International BMBF Conference "Future Megacities in Action", , Hamburg, 2013 Schütze, M.: Simulación y evaluación del sistema de agua de Lima y Callao. Conferencia internacional: Construyendo consensos para un futuro sostenible de la ciudad de Lima y Callao, , Lima, Perú, Colegio de Ingenieros del Perú, 2013 Schütze, M., Pabst, M., Peikert, D.: Enfrentando el riesgo: Modelamiento y Control de redes de alcantarillado: el caso de Hildesheim/Alemania; Agua2013; Seminario Internacional: Manejo del riesgo de agua; , Cali/ Colombia, 2013 IKT & Automation ICT and Automation Bangemann, T.; Colombo, W. A; Karnouskos, S.: A System of Systems view on Collaborative Industrial Automation. IEEE International Conference on Industrial Technology ICIT, , Cape Town, South Africa, IEEE, 2013, ISBN Bangemann, T.: Where is SoA Technology going? IEEE International Conference on Industrial Technology ICIT, Industry Forum, , Cape Town, South Africa, IEEE, 2013, ISBN El-kaed, C.; Colombo, W. A; Eliasson, J.; Kuglyak, A.; Kyusakov, R.; Hübner, C.; Bangemann, T.; Carlsson, O.: Migration of a legacy plant lubrication system to SOA. IECON th Annual Conference of the IEEE Industrial Electronics Society, : , Wien, Österreich, IEEE, 2013, ISBN Riedl, M: Field Device Integration Basic Concept and Architecture. 25 th PI Meeting with PICC, PITC, PITL-Meetings, , Malmö, Sweden, 2013 Riedl, M: Field Device Integration Tools and Components. 25 th PI Meeting with PICC, PITC, PITL- Meetings, , Malmö, Sweden, 2013 Riedl, M; Zipper, H.; Meier, M.; Diedrich, C.: Automation meets CPS. IMS th IFAC Workshop on Intelligent Manufacturing Systems, , São Paulo, Brazil, 2013, ISBN Verkehr & Assistenz Transport and Assistance Czogalla, O.: Transit Demand Forecast and Emission Estimation for Electric Bus Fleet Operation using Activity based Simulation. 10 th Scientific and Technical Conference Transportation Systems Theory and Practice, , Katowice, Poland, Silesian University of Technology, 2013 Czogalla, O.: Estimation of Emission Reductions by Activity based Simulation of Electric Bus Fleet Deployment. ACATTA IFAC Workshop on Advances in Control and Automation Theory for Transportation Applications, : , Istanbul, Turkey, IFAC, 2013, ISBN

80 AUSSENWIRKSAMKEIT Czogalla, O.: Estimation of Vehicle Emissions of Improved Traffic Management Perfomance using Microsimulation. 20. ITS World Congress, TS124 Improving Traffic Efficiency to Reduce CO2 Emissions (2), , Tokyo, Japan, 2013 Wolf, F.; Czogalla, O.; Weßling, D.; Zeihe, J.: Adaptive Routing Strategies for Ambulance Vehicles. 20. World Congress on Intelligent Transport Systems, TS116 Traffic Management under Emerging Condition (2), , Tokyo, Japan, 2013 Wolf, F.; Edelberger, C.; Wolf, T.: ASTER Acute Stroke Care Telematics for Ambulance Vehicles. ICINCO 2013, 10 th International Conference on Informatics in Control, Automation and Robotics, Special Session Intelligent Vehicle Controls & Intelligent Transportation Systems IVC&ITS 2013, : , Reykjavik, Iceland, SciTePress, 2013, ISBN Wolf, F.; Krause, J.; Czogalla, O.: Secure Traffic Networks A Method for Model Based Security Tests in the Field of ITS. 20. World Congress on Intelligent Transport Systems, TS084 Applications of Probe Data (2), , Tokyo, Japan, 2013 Wu, D.; Schnieder, E.; Krause, J.: Model-based Test Generation Techniques Verifying the On-board Module of a Satellitebased Train Control System Model. ICIRT 2013 IEEE International Conference on Intelligent Rail Transportation, : , Beijing, 2013, ISBN Tagungsbandbeiträge national Conference contributions national Messtechnik & Leistungselektronik Measurement Technology and Power Electronics Hoppe, A.: Sicherheitsorientiertes Systemdesign Elektromagnetische Verträglichkeit und weitere Aspekte für den Entwurf kontaktlos induktiver Systeme. Kontaktlose Energieübertragung, 8. Fachtagung, , Haus der Technik, Stuttgart, 2013 Hoppe, A.: Neue Einsatzmöglichkeiten und Entwicklungstendenzen der kontaktlosen Energieübertragung, ETG Kongress 2013, , Berlin Hoppe, A.; Rathge, C.; Thamm, S.: Kabelloses Laden von Elektrofahrzeugen im Technologievergleich. 11. Magdeburger Maschinenbau-Tage MMT 2013, , Magdeburg, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, 2013, ISBN Wöckel, S.; Auge, J.; Wessely, B.; Weser, R.: Prozessnahe Charakterisierung von Suspensionen mit hohem Feststoffanteil. ANAKON 2013, , Essen, 2013 Wöckel, S.; Hempel, U.; Weser, R.; Wessely, B.: Inline-Prozessüberwachung von Suspensionen mit hohem Feststoffanteil, 11. Dresdner Sensor Symposium 2013, , Dresden, ISBN Wasser & Energie Water and Energy Alex, J.: SIMBA # Eine neue Plattform zur integrierten Simulation von Abwassersystemen und MSR Konzepten. 20. SIMBA-Anwendertreffen, , Leipzig, ifak, 2013 Alex, J.: Verknüpfung von Kläranlagenbemessung und Simulation Implementierung in SIMBA #. 20. SIMBA-Anwendertreffen, , Leipzig, ifak, 2013 Alex, J; Pastuszka, D; Kopmann, T; Zettl, U: Simulation einer Belebtschlammanlage mit getauchten Festbetten Simulation mit Betriebsdaten zur Absicherung von Planungen. 20. SIMBA-Anwendertreffen, , Leipzig, ifak, 2013 Alex, J.; Baumann, P; Seggelke, K; Svardal, K; Kühn, V: Unterstützende regelungstechnische Maßnahmen zur erhöhten Mischwasserbehandlung auf Kläranlagen. DWA-GMA-Gemeinschaftstagung Mess- und Regelungstechnik in abwassertechnischen Anlagen, , Fulda, DWA, 2013, ISBN

81 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Fedorov, A.; Hübner, C.; Diedrich, C.: Untersuchung von Fehlerszenarien in elektrischen Verteilnetzen mit hohem Anteil dezentraler Einspeisung. 11. Magdeburger Maschinenbau-Tage MMT 2013, , Magdeburg, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, 2013, ISBN Hübner, C.: Verteilnetzautomatisierung im Smart Grid Grundlage für die Intelligente Energieversorgung der Zukunft. 11. Magdeburger Maschinenbau-Tage MMT 2013, , Magdeburg, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, 2013, ISBN Rieger, L; Alex, J: Modellgestützte Regelung der Dosierung von Kohlenstoffquellen für mehrstufige Anlagen zur weitergehenden Stickstoffelimination. DWA-GMA-Gemeinschaftstagung Mess- und Regelungstechnik in abwassertechnischen Anlagen, , Fulda, DWA, 2013, ISBN IKT & Automation ICT and Automation Bangemann, T.; Suchold, N.; Thron, M.; Hübner, C.: Einsatz Service orientierter Architekturen für die Datenintegration auf allen Automatisierungsebenen. 16. IFF-Wissenschaftstage, , Magdeburg, Fraunhofer Verlag, 2013 Doehring, T.; Werner, T.; Riedl, M; Heiss, S.; Brand, J.-C.: Analyse der IT-Security in der industriellen Automation. AUTOMATION 2013, , Baden-Baden, VDI Wissensforum GmbH, 2013, ISBN Hartung, G.; Meier, M.; Doehring, T.: Security-Untersuchungen bei Ethernet-basierten Kommunikationssystemen in Produktionsanlagen. KommA Jahreskolloquium "Kommunikation in der Automation", 13./ , Magdeburg, ifak e.v./init, 2013, ISBN Hübner, C.; Thron, M.; Alex, J.; Bangemann, T.: Aktor-basierte Middleware-Plattform für fehlertolerante, verteilte SCADA-Systeme. AUTOMATION 2013, , Baden- Baden, VDI Wissensforum GmbH, 2013, ISBN John, D.; Zipper, H.: Automatisierter Gerätetausch. KommA Jahreskolloquium "Kommunikation in der Automation", 13./ , Magdeburg, ifak/init, 2013, ISBN Krätzig, M.; Wegener, M.: Einsatzmöglichkeiten von Funktechnologien für Schleusen. KommA Jahreskolloquium "Kommunikation in der Automation", , Magdeburg, ifak e.v./init, 2013, ISBN Lüder, A.; Riedl, M; Drath, R.; Heines, B.; Niggemann, O.: Austausch von Entwurfsdaten für Kommunikationssysteme mit Hilfe von AutomationML. AUTOMATION 2013, , Baden- Baden, VDI Wissensforum GmbH, 2013, ISBN Rauchhaupt, L.: Wireless Automation Mehr als drahtlose Datenübertragung. VDI-Fachtagung WIRELESS AUTOMATION, , Baden- Baden, VDI Wissensforum GmbH, 2013, ISBN Riedl, M; Lüder, A.; B. Heines; Drath, R.: Modellierung der Engineeringdaten für industrielle Kommunikationssysteme mit AutomationML. KommA Jahreskolloquium "Kommunikation in der Automation", , Magdeburg, ifak e.v./init, 2013, ISBN Schimschar, A.; Gnad, A.: Medienzugriffsmechanismen für die industrielle Funkkommunikation. KommA Jahreskolloquium "Kommunikation in der Automation", 13./ , Magdeburg, ifak/init, 2013, ISBN Schimschar, A.; Hasler, D.; Wollschlaeger, M.; Lehmann, R.: Modellierung von Funkkomponenten im Kontext des Lebenszyklus der industriellen Automation. AUTOMATION 2013, , Baden-Baden, VDI Wissensforum GmbH, 2013, ISBN

82 AUSSENWIRKSAMKEIT Verkehr & Assistenz Transport and Assistance Hempel, R.: Datenschutz und Datensicherheit für die Patient-Arzt-Kommunikation. 6. Deutscher AAL-Kongress, , Berlin, VDE Verlag, 2013, ISBN Hempel, R.: Konzeptionierung und praktische Umsetzung eines Datenaustauschs zwischen öffentlichen und geschlossenen Informationssystemen des Gesundheitswesens. 6. Deutscher AAL-Kongress, , Berlin, VDE Verlag, 2013, ISBN Hempel, R.; Wolf, F.; Edelberger, C.; Wolf, T.: Telematik im vernetzten Rettungswagen Verteilte Kommunikation für eine beschleunigte Notfallrettung. AUTOMATION 2013, , Baden-Baden, VDI Wissensforum GmbH, 2013, ISBN Herrmann, A.; Naumann, S.; Czogalla, O.: Effizienter Betrieb von Elektrobussen ein modellbasierter Ansatz zur optimalen Anwendung von Batterielade- und wechseltechnologien. 11. Magdeburger Maschinenbau-Tage MMT 2013, , Magdeburg, Ottovon-Guericke-Universität Magdeburg, 2013, ISBN Schönrock, R.; Krause, J.; Czogalla, O.; Herrmann, A.: Kooperative Schutzeinrichtung (KSE) Dynamische Erfassung und Verortung von Verkehrsstörungen. POSNAV ITS 2013 Positionierung und Navigation für Intelligente Transportsysteme, , Berlin, 2013 Wolf, F.; Krause, J.: Modellbasierte Security Tests für Automotive Anwendungen. Automotive Security 29. VDI/ VW-Gemeinschaftstagung, , Kassel, 2013 Vorträge Lectures (not published in conference papers) Messtechnik & Leistungselektronik Measurement Technology and Power Electronics Auge, J.: Potenziale und Grenzen akustischer Sensoren in der Fertigungs- und Prozessindustrie. 2. Fachtagung Sensitive Fertigungstechnik, , Magdeburg, 2013 Hoppe, A.; Rathge, C.; Thamm, S.: Dimensionierung und Optimierung von induktiven Übertragungssystemen, 2. Elektronik wireless power congress, , München, 2013 Wasser & Energie Water and Energy Hartwig, P.; Thöle, D.; Alex, J.: Rolle der Automatisierungstechnik bezogen auf die Energieeffizienz von Kläranlagen. 1. Kläranlagentage, , Bad Soden am Taunus, 2013 Jumar, U.: Automation für Kläranlagen und Kanalnetze vom simulationsgestützten Entwurf zur Implementierung mit standardisierter Technik. Wasser Berlin International, Forum "Trinkwasseraufbereitung, Abwasserbehandlung, Industrieabwasser", , Berlin, 2013 Jumar, U.: Vom simulationsgestützten Regelungsentwurf zur Umsetzung in Standard-Automatisierungstechnik. DWA-Seminar "Leit- und Automatisierungstechnik auf Abwasseranlagen", , Göttingen, 2013 Jumar, U.: Das Merkblatt DWA-M 253 Zielsetzung und Inhalt. DWA-Seminar "Leit- und Automatisierungstechnik auf Abwasseranlagen", , Göttingen, 2013 Schütze, M.: Wasser in der Wüstenstadt Lima Simulation von Zukunftsszenarien; Workshop der Informationsstelle Peru e. V., Köln, Schütze, M.: Challenges for Water Management in Lima, Perú; Conference Future Megacities in Action, Hamburg, Schütze, M.: Assisting the Desert Megacity Lima in Preparing its Water System for Climate Change; FONA Conference of BMBF, Leipzig,

83 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Schütze, M.: Gestión del agua y aguas residuales en megaciudades Cómo puede una ciudad prepararse para el futuro? Un proyecto en Lima / Perú; Conferencia Internacional: El riesgo en la gestión del agua; Cali, Colombia, Schütze, M.: Keynote lecture Control en tiempo real en sistemas de alcantarillado; Keynote lecture; Agua2013; Seminario Internacional: Manejo del riesgo de agua; Cali/ Colombia, Schütze, M.: La modelización como apoyo al manejo de aguas urbanas; Gastvorlesung; Pontificia Universidad Javeriana; Bogotá; Schütze, M.: Modelamiento y control de redes de alcantarillado: El caso de Hildesheim/Alemania; Gastvortrag; Universidad de los Andes; Bogotá; Schütze, M.: Gestión del agua y aguas residuales en megaciudades Cómo puede una ciudad prepararse para el futuro? Un proyecto en Lima / Perú; Gastvortrag; Universidad de los Andes; Bogotá; Schütze, M.; Pabst, M.; Peikert, D.: Enfrentando el riesgo: Modelamiento y Control de redes de alcantarillado: el caso de Hildesheim/Alemania. Agua Seminario Internacional: Manejo del riesgo en el ciclo del agua; , Cali, Colombia, University of Valle, 2013 IKT & Automation ICT and Automation Diedrich, C.; Fay, A.; Grützner, J.; Göhner, P.; Vogel-Heuser, B.; Weyrich, M.; Wollschlaeger, M.: Automatisierungstechnischer Forschungsanlagenverbund für Industrie Markt & Technik Summit Industrie 4.0, , München, 2013 Jumar, U.: Auf dem Weg zur Industrie 4.0. Kolloquium "Automation zur Steigerung der Energieeffizienz", , Magdeburg, IHK Magdeburg, 2013 Schimschar, A.; Jumar, U.: Modellierung und Simulation des Koexistenzverhaltens von Funksystemen mit kolorierten Petri-Netzen. 47. Regelungstechnisches Kolloquium, , Boppard, 2013 Beiträge in sonstigen Zeit- und Druckschriften Contributions in other journals Hoppe, A.; Rathge, C.; Jumar, U.: Laden ohne Kabel Potenziale und Grenzen der kontaktlos-induktiven Energieübertragung in der Elektromobilität. ETG Energietechnische Gesellschaft im VDE, Mitgliederinformation 2013(1):11-13, 2013 Jumar, U.; Herrmann, A.; Webel, T.: Angewandte Verkehrsforschung aus Sachsen-Anhalt 20 Jahre ifak Magdeburg. Markt in Mitteldeutschland 2013(2):42-43, 2013 Riedl, M; Lüder, A.; Schmidt, N.; Drath, R.; B. Heines: Modellierung und Austausch von Entwurfsdaten für Kommunikationssysteme. Serie AutomationML Teil 7: Kommunikation. SPS Magazin 26(7): ,

84 AUSSENWIRKSAMKEIT Tagungsleitungen, Seminare, Richtlinien etc. Conference chairs, seminars, guidelines etc. Adolphs, P.; Jumar, U.; Otten, W.: AUTOMATION Kongressleitung, , Baden-Baden, VDI Wissensforum GmbH, 2013, ISBN Jumar, U.: Merkblatt DWA-M Mitarbeit am Merkblatt, Hennef, DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v., 2013, ISBN Jumar, U.: DWA-Seminar "Leit- und Automatisierungstechnik auf Abwasseranlagen". Leitung, , Göttingen, 2013 Jumar, U.: Treffen der deutschsprachigen Simulationsanwender im Bereich abwassertechnischer Systeme "20. SIMBA-Treffen" und "Workshop zur Steuerung, Regelung und Simulation von Biogasanlagen". Tagungsleitung, , Leipzig, ifak, 2013 Jumar, U.: 20. Kolloquium der deutschsprachigen Simulationsanwender im Bereich abwassertechnischer Systeme und Workshop Steuerung, Regelung und Simulation von Biogasanlagen, Leipzig, Wissenschaftliche Leitung. Jumar, U.: ETG-Fachbericht Band 139 Symposium Security in Critical infrastructures today. IPC-Mitglied, , Frankfurt, Energietechnische Gesellschaft im VDE (ETG), 2013, ISBN Jumar, U.: 11. Magdeburger Maschinenbau-Tage Mitglied im Programmkomitee, , Magdeburg, Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, 2013, ISBN Jumar, U.: DWA-GMA-Gemeinschaftstagung Mess- und Regelungstechnik in abwassertechnischen Anlagen. Tagungsleitung, , Fulda, DWA, 2013, ISBN Jumar, U.: 13 th International Scientific Conference Transport Systems Telematics. IPC-Mitglied, , Katowice, Poland, Silesian University of Technology, 2013 Jumar, U.: 3 rd IFAC Symposium on Telematics Applications (TA 2013). IPC-Mitglied, , Seoul, Korea, Yonsei University, 2013 Jumar, U.; Jasperneite, J.: KommA Jahreskolloquium "Kommunikation in der Automation". Tagungsleitung, , Magdeburg, ifak/init, 2013, ISBN Rauchhaupt, L.: VDI-Fachtagung WIRELESS AUTOMATION. Tagungsleitung, , Baden-Baden, VDI Wissensforum GmbH, 2013, ISBN Riedl, M: VDI/VDE-Richtlinie 2657, Blatt 1 Middleware in der Automatisierungstechnik Grundlagen. Mitarbeit an der Richtlinie, Düsseldorf, VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik, 2013 Schütze, M.: Organisation der Session Water Scarcity Managing Water Supply and Sanitation auf der BMBF-Konference Future Megacities in Action Innovative Solutions for Energy- and Climate Efficient Solutions, Hamburg,

85 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Mitarbeit in Fachausschüssen und Gremien Membership in expertise committees AiF-Gutachtergruppe Messund Informationssysteme Prof. P. Hauptmann: Mitglied seit 1999, Vorsitzender seit 2007 Arbeitsgemeinschaft Messwertaufnehmer e.v. (AMA) Vertretung des ifak durch Prof. J. Auge Arbeitsgruppe Stadtverkehr der Landeshauptstadt Magdeburg Vertretung des ifak durch O. Czogalla Arbeitskreis Mess- und Automatisierungstechnik, Magdeburger Bezirksvereine VDI und VDE D. Hasler: Obmann des Arbeitskreises vom VDI seit 2007 AutomationML e.v. Vertretung des ifak durch Dr. M. Riedl und M. Thron seit 2009 Bundesministerium für Wirtschaft und Energie Digitale Infrastrukturen AG Daten und Verkehr Vertretung des ifak durch O. Czogalla CAN in Automation (CiA) ifak Mitglied seit 1997 CARISSMA Forschungs- und Testzentrum (Center of Automotive Research on Integrated Safety Systems and Measurement Area) der Hochschule Ingolstadt Prof. U. Jumar: Mitglied des wissenschaftlichen Beirats seit 2010 Car2Car Communication Consortium ifak Mitglied seit 2009, Vertretung durch F. Wolf CIWEM Chartered Institution of Water and Environmental Management Dr. M. Schütze: persönliches Mitglied seit 1996 COST-Action MULTITUDE, TU0903 Methods and Tools for Supporting the Use, Calibration and Validation of Traffic Simulation Models O.Czogalla: Mitglied des Management Committee Deutsche Forschungsgesellschaft für Automatisierung und Mikroelektronik e.v. DFAM Dr. Th. Bangemann; Prof. U. Jumar: Vertretung des ifak im Beirat Deutsche Gesellschaft für Akustik Dr. U. Steinmann: Mitglied im FA Physikalische Akustik und im FA Ultraschall Deutsche Gesellschaft für Biomedizinische Technik (DGBMT) R. Hempel: Mitglied im FA Informationsmanagement in der Medizin seit 2013 Deutsche Kommission für Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik im DIN und VDE DKE Prof. Ch. Diedrich, A. Gnad, R. Hempel, E. Hintze, Ch. Hübner, Dr. L. Rauchhaupt, S. Naumann, Dr. M. Riedl, Ch. Rathge, S. Thamm: DKE Berührungsloses Laden von Elektrofahrzeugen DKE Profile für funktional sichere Kommunikationssysteme DKE IT-Sicherheit in der Automatisierungstechnik DKE 952 Netzleittechnik DKE Netzleittechnik, Engineering von Energieverteilanlagen DKE 956 Leittechnik, Informationslogistik, Unterkomitee Feldbusse DKE Leittechnik, Informationslogistik, Unterkomitee Feldbusse, Arbeitskreis Funktionsbausteine für Prozessautomatisierung DKE Industrial Wireless Networks DKE 931 Systemaspekte DKE Systemaspekte, Arbeitskreis Function Blocks for Industrial Measurement and Control Systems DKE Systemaspekte, Arbeitskreis Kernmodelle DKE K134 Gebrauchsfähigkeit und Qualität bei erneut verwendeten Teilen und Geräten der Elektrotechnik Fokusgruppe NeLDE Netzintegration, Lastmanagement und dezentrale Energieerzeugung (STD ) Fokusgruppe Verteilnetzautomatisierung (STD ) DKE-Gremium STD Telemedizin DKE-Gremium STD Mobilität Digitalradio Mitteldeutschland e.v. ifak Gründungsmitglied; Vertretung des ifak durch Prof. U. Jumar DGON Deutschen Gesellschaft für Ortung und Navigation A. Herrmann: persönliche Mitgliedschaft in der Kommission Landverkehr 86

86 AUSSENWIRKSAMKEIT DWA Deutsche Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.v. Dr. J. Alex: KA 6.9 Erhöhte Mischwasserbehandlung und Gast der Kernarbeitsgruppe im KA 6 Aerobe biologische Abwasserreinigungsverfahren zur Neufassung des Arbeitsblattes DWA-A 131 Dr. M. Schütze: Arbeitsgruppen ES 2.4 Integrale Abflusssteuerung in Kanalnetzen Prof. U. Jumar: Fachausschuss KA 13 Automatisierung von Kläranlagen, Sprecher der Arbeitsgruppe KA 13.2 Prozessdaten, Mitglied in Arbeitsgruppe KA 13.4 Automatisierung von einstufigen Belebungsanlagen ETG/VDE TaskForce für kontaktlose Energieund Datenübertragung A. Hoppe: Leiter der Task Force European Conference of Postal and Telecommunications Administrations (CEPT) Mitarbeit von M. Krätzig in der Working Group Spectrum Engineering SE24 Short Range Devices" of Electronic Communications Committee (ECC) European Telecommunications Standards Institute (ETSI) Mitarbeit von Dr. L. Rauchhaupt in der Task Group TG11 "Wideband Data Systems" im Technical Committee Electro Magnetic Compatibility and Radio Spectrum Matters (ERM) FGSV Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen O. Czogalla: Arbeitskreis ITS-Systemarchitekturen FDT 2.0 Project Group Profinet IO Vertretung des ifak durch J. Pessel Forschungsgesellschaft für Messtechnik, Sensorik und Medizintechnik e.v. Dresden Vertretung des ifak durch Prof. J. Auge GDCh-Arbeitskreis Prozessanalytik Vertretung des ifak durch Prof. J. Auge GFaI Gesellschaft zur Förderung angewandter Informatik Prof. U. Jumar: Vorstandsmitglied seit 2008 Prof. Chr. Diedrich: Mitglied des Forschungsbeirates GI Gesellschaft für Informatik N. Suchold: persönliches Mitglied der Regionalgruppe Sachsen-Anhalt GMA VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik Prof. U. Jumar: Beiratsmitglied M. Thron: FA 6.23 Plant Asset Management Dr. M. Riedl: FA 5.16 Middleware Dr. L. Rauchhaupt: Leiter des FA 5.21 Funkgestützte Kommunikation in der Automatisierungstechnik Dr. T. Bangemann, R. Messerschmidt: AK 7.20 Cyber Physical Systems Hochschulsimulationsgruppe HSG Dr. J. Alex und Dr. M. Schütze Untergruppen Kläranlagenmodellierung und Integrierte Modellierung IFAC International Federation of Automatic Control Prof. U. Jumar: seit 2008 Vice-Chair des Technical Committee 3.1 Computers for Control ; Vice-Chair des Technical Committee 3.3 Telematics: Control via Communication networks Prof. Chr. Diedrich: Mitarbeiter des Technischen Komitees Advanced Manufacturing Technology ; Leiter der Arbeitsgruppe Network embedded Systems IGZ Innovations- und Gründerzentrum Magdeburg Prof. U. Jumar: Beiratsmitglied seit 2006 International Electrotechnical Commission Prof. Ch. Diedrich von der IEC als Convenor der Arbeitsgruppen TC65 SC65E WG4 Field device tool interface specification und WG7 Function blocks for process control and EDDL berufen Mitarbeit von Dr. L. Rauchhaupt im IEC SC65C, Einrichtung WG 16 Wireless und WG17 Wireless Coexistence" Mitarbeit von Prof. R. Simon im IEC SC65B WG7 Programmable control systems" ISA The Instrumentations, Systems and Automation Society Prof. Chr. Diedrich, Dr. M. Riedl: SP104 EDDL IWA International Water Association Dr. J. Alex: Task Group on Benchmarking of Control Strategies for WWTPs Dr. M. Schütze. Arbeitsgruppe Real-time Control des Joint Committees on Urban Drainage der IWA und IAHR; Management Committee der Specialist Group on Modelling and Integrated Assessment; Gruppe Instrumentation, Control and Automation Joint Comittee on Urban Drainage of IWA (International Water Association) and IAHR (International Association of Hydraulic Research) Dr. M. Schütze: seit Dezember 2008 eines der zwölf weltweiten Mitglieder MAHREG Automotive Sachsen-Anhalt Automotive e.v. ifak: Mitglied des Kompetenznetzes MAHREG Automotive seit

87 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Netzwerk Ultraschall (NetUS) Vertretung des ifak durch Prof. J. Auge, Dr. U. Steinmann und S. Wöckel PLCopen e.v. ifak: Gründungsmitglied Dr. M. Riedl: TC 3 Zertifizierung Prof. R. Simon: Vorstandsvorsitzender, Mitglied des Promotion Committee 1 und der Task Force OPC Unified Architecture PROFIBUS-Nutzerorganisation e.v. (PNO) Prof. Chr. Diedrich, Dr. Th. Bangemann, A. Gnad, E. Hintze, A. Neumann, Th. Werner, M. Thron, Dr. M. Riedl, T. Doehring: C2 Quality : WG 1 PROFIBUS Certification WG 2 PROFINET Certification WG 3 PA Profile Certification WG 4 PROFIsafe Certification WG 6 EDD Certification CB PROFINET : PG 4 Industrial Wireless PG 6 PROFINET IO PG 7 C2C PG 8 Fieldbus Integration PG 10 PROFINET Security PG 11 WSAN C 3 Application Profiles : PG 2 PROFIsafe PG 7 PA Devices PG 9 Weighing and Dosage Systems PG 10 PROFIenergy PG 14 Integrated Diagnosis C4 Integration : PG 1 General Station Description PG 2 Electronic Device Description Language PG 3 Field Device Integration Ad-hoc PG 3 Condition Monitoring SANASA Satelliten-Navigation Sachsen- Anhalt e.v. A. Herrmann: stellv. Vorstandsvorsitzender seit 2007 Verkehrsausschuss der IHK Magdeburg Prof. U. Jumar: Ausschussmitglied seit 2004 Verkehrssicherheitsbeirat des Landes Sachsen-Anhalt Vertretung des ifak durch J. Schade und F. Wolf VDE-ITG Fokusgruppe Energieinformationsnetze und -systeme Vertretung des ifak durch Prof. Chr. Diedrich und Chr. Hübner: AG 1: Verteilungsnetzautomatisierung (Chr. Hübner: Leiter der AG1) AG 2: Geschäftsmodelle AG 3: Energiedaten Chr. Hübner zum Sprecher des FA 5.5 Schutzund Automatisierungstechnik berufen VIMOS Verkehrliche Integrationsplattform für Management- und Optimierungssysteme ifak: Mitglied des Kompetenzzentrums seit 2007 VIU Verband Innovativer Unternehmen Prof. U. Jumar: Landessprecher Sachsen-Anhalt Dr. H.-J.Schumann: Leiter der Arbeitsgruppe Kostenrechnung Wissenschaftlicher Beirat zum Verkehrsentwicklungsplan (VEP 2025) der Landeshauptstadt Magdeburg O. Czogalla: Mitglied des Beirates WiWA Wissenschaftliche Weiterbildung und Absolventenvermittlung an der Otto-von- Guericke-Universität Magdeburg Prof. U. Jumar: Beiratsmitglied seit 2008 Zeitschrift at Automatisierungstechnik Prof. U. Jumar: Mitglied des wissenschaftlichen Beirats seit 2008 Zeitschrift Automatisierungstechnische Praxis (atp) Prof. Chr. Diedrich: Beiratsmitglied Zeitschrift IEEE Sensors Journal Prof. P. Hauptmann: Gutachtertätigkeit Zeitschrift Journal of Environmental Planning and Management Dr. M. Schütze: Gutachtertätigkeit Zeitschrift Journal of Hydroinformatics Dr. M. Schütze: Gutachtertätigkeit Zeitschrift Journal of Measurement Science and Technology Prof. J. Auge, Dr. U. Steinmann: Gutachtertätigkeit Zeitschrift Sensors and Actuators Prof. J. Auge, Dr. U. Steinmann: Gutachtertätigkeit Zeitschrift Sensor report Prof. P. Hauptmann: Mitglied des Herausgeberbeirates seit 1992 Zeitschrift Urban Water Journal Dr. M. Schütze: Mitglied des Editorial Board und Guest Editor der Sondernummer Real time control ZVEI Zentralverband Elektrotechnik und Elektronikindustrie e.v. ifak Gründungsmitglied der Forschungsgemeinschaft Automation seit 2007, Vertretung des ifak durch Prof. U. Jumar Dr. Th. Bangemann, Prof. Chr. Diedrich, M. Krätzig, Dr. L. Rauchhaupt, N. Suchold: Fachverband 15, Arbeitskreis Systemaspekte Fachverband Automation Arbeitskreis Systemaspekte Untergruppe MES Fachverband 15, Arbeitskreis Kommunikation für Analysengeräte Arbeitskreis Wireless in der Automation Lenkungsausschuss Security 88

88 AUSSENWIRKSAMKEIT Institutskolloquien Institute seminars Axel Hoppe: Stromtankstelle 2.0 Vergleich von Ladetechnologien in der Elektromobilität Holger Zipper: Verteilter Test Geteiltes Leid ist halbes Leid Andreas Herrmann: Fahren und Sparen Lösungen für eine energieeffiziente und umweltfreundliche Mobilität Michael Ogurek: Modellierung und Simulation neuer Sanitärkonzepte Christoph Engel: Semantik: Ein Austausch über die Bedeutung von Verkehrsdaten Mario Thron: ifakscada ein Automatisierungsbaukasten für verteilte SCADA-Systeme Tim Ruß: Diagnosemethoden in verteilten Testsystemen Prof. Jörg Auge: Viel Lärm um nichts René Hempel: Barrierefrei von A nach B Was tun, wenn der Weg versperrt ist? Ralf Messerschmidt: AMALTHEA Multi-Core, oder wie viele Kerne braucht man im embedded Bereich? Tino Doehring: Erweiterte Geräte- und Netzwerkdiagnose mit PROFINET für robuste Produktionsanlagen Vom oder im ifak durchgeführte Veranstaltungen Events organised by or at ifak Workshop TETRA und andere Funktechnologien in der Anwendung mit dem Unternehmen Malottki GmbH, Halle ifak, Internationale Konferenz Construyendo consensus para un future sostenible de la ciudad de Lima y Callao ifak als Mitausrichter dieser Konferenz Colegio de Ingenieros, Lima, Veranstaltungsangebot des ifak im Rahmen des Girls Day/Zukunftstag ifak Magdeburg, SIMBA-Schulung ifak Magdeburg, und

89 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Gastgeberschaft für die Arbeitsgruppe Wissenschaft und Wirtschaft der CDU-Fraktion im Landtag von Sachsen-Anhalt ifak, Abschlusskonferenz Future Megacities (LiWa) ifak als Mitausrichter dieser Konferenz Hamburg, Workshop Steuerung, Regelung und Simulation von Biogasanlagen Leipzig, gemeinsam veranstaltet von Institut ifak und der ifak system GmbH 8. Lange Nacht der Wissenschaft Präsentationen des ifak in der Denkfabrik Magdeburg, SIMBA-Anwendertreffen Zusammenkunft der deutschsprachigen Interessenten der Simulation abwassertechnischer Systeme Leipzig, gemeinsam veranstaltet von Institut ifak und der ifak system GmbH Campus Days 2013 Magdeburg,

90 AUSSENWIRKSAMKEIT Strategieworkshop zum Wachstumskern-Potenzial-Projekt ASTER Akut-Schlaganfall- Versorgung Telematikplattform für den Rettungstransportwagen Ermsleben, der Institutsleiter des ifak ist Koordinator des Wachstumskern-Potenzial-Projekts 12. VDI-Jahrestagung Wireless Automation 2013 Baden-Baden, AUTOMATION 2013, der 14. Branchentreff der Mess- und Automatisierungstechnik Baden-Baden, Projektpartnertreffen WikiNavi Navigationssystem für Personen mit körperlicher Behinderung in urbanen Gebieten mit vielfältigen Mobilitätsangeboten ifak, Kuratoriumssitzung des ifak e.v. ifak Magdeburg, Gastgeberschaft für die Arbeitsgruppe Ausländerrecht der Forschungseinrichtungen in der Landeshauptstadt Magdeburg ifak, Strategiegespräch mit dem Fraunhofer-Institut IOSB unter Teilnahme leitender Vertreter der Standorte Karlsruhe, Ilmenau und Lemgo ifak, DWA-Fachtagung Mess- und Regelungstechnik in abwassertechnischen Anlagen Fulda, Tagungsleitung durch den Institutsleiter des ifak Präsentation des Geschäftsfeldes Wasser & Energie auf der Begleitausstellung KOMMA Jahreskolloquium Kommunikation in der Automation ifak Magdeburg, Treffen des projektbegleitenden Ausschusses des IGF-Vorhabens Leistungsfähigkeit von Internetzugangstechnologien für zuverlässige M2M Anwendungen ifak Magdeburg, Ordentliche Mitgliederversammlung des ifak e.v. ifak Magdeburg, Treffen des Arbeitskreises EDD Maintenance Test, FDI Cooperation ifak Magdeburg,

91 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Messen und Ausstellungen Trade fairs and exhibitions AAL-Kongress Berlin, Präsentation des Netzwerkes MoniSzen unter Federführung der GFaI ifak ist Netzwerkpartner Hannover Messe 2013 Hannover, Präsentation des ifak zum Thema Funk in der Automation, Halle 8, Stand E35. Drahtlose industrielle Wireless Stand des LiWa-Projektes auf der Begleitausstellung der BMBF-Konferenz Future Megacities in Action Innovative Solutions for Energy and Climate Efficient Solutions Hamburg, Auszeichnung von Frau Myriam Laux für ihre Arbeit, in der sie das am ifak entwickelte LiWatool nutzte 20. Innovationstag Mittelstand des BMWi Berlin, Ausstellung zum Projekt WikiNavi auf dem Stand des Netzwerkes MoniSzen Internationale Konferenz der Bundesregierung Elektromobilität bewegt weltweit Berlin, Ausstellung des Projektes InterOP Inductive Norm Test by Exchange in Real Operation mit ifak als Projektpartner Unser Antrieb ist die Zukunft. Abendveranstaltung zur Elektromobilität für Politik und Mittelstand Berlin, Beteiligung des ifak an der begleitenden Ausstellung Ausstellung zum Projekt WikiNavi auf der Messe RehaCare Internationale Fachmesse und Kongress für Rehabilitation Pflege Prävention Integration Düsseldorf, Stand des von der GFaI, Berlin, koordinierten Netzwerks MoniSzen, bei dem das ifak Partner ist 2. Tag der Elektromobilität Magdeburg, Beteiligung des ifak an der Ausstellung Projektpräsentation ASTER Akut-Schlaganfall-Versorgung Telematikplattform für den Rettungstransportwagen Magdeburg, der Institutsleiter des ifak ist Koordinator des Wachstumskern-Potenzial-Projekts 92

92 AUSSENWIRKSAMKEIT Begleitausstellung und Teilnahme am 11. Industrieseminar für EMV Magdeburg, Experimentelle Fabrik, Messestand auf der IECON Wien, Ausstellung zum Projekt IMC-AESOP auf der IEEE Conference SPS/IPC/Drives 2013 Internationale Fachmesse & Kongress Nürnberg, PNO-Stand: Präsentation der Leistungen des ifak zum Gerätetest rund um PROFIBUS/PROFINET und sicherheitsrelevante Geräte Darstellung weitergehender Testkonzepte Ausstellung des Projektes AMALTHEA auf dem ITEA & ARTEMIS Co-summit Stockholm, Auszeichnung mit dem Best-Booth-Award Weitere Höhepunkte More highlights Meile der Demokratie Magdeburg, Beteiligung des ifak am Stand der außeruniversitären Forschungseinrichtungen der Landeshauptstadt Magdeburg Gemeinschaftsveranstaltung Forschung und Innovation Impulsgeber für die Wirtschaft von VIU Verband Innovativer Unternehmen und IHK Halle-Dessau Halle, Institutsleiter des ifak als Landessprecher Sachsen-Anhalt des VIU Fachtagung Gleicher Zugang zur Projektförderung des Bundes. Zur Gleichbehandlung von Landes- und ÖPP-Forschungseinrichtungen mit Großforschungseinrichtungen, Auftakt für die Mitwirkung des ifak in der Initiative Forschungsmittelstand Berlin, Beteiligung des Institutsleiters des ifak am Parlamentarischen Abend des VIU Verband Innovativer Unternehmen e.v. in der Funktion als VIU-Landessprecher Sachsen-Anhalt , Berlin 93

93 PUBLIC RELATION ACTIVITIES Drei Arbeitstage Zwangspause im ifak beim Juni-Hochwasser in Magdeburg 94

94 AUSSENWIRKSAMKEIT Gemeinsames Sommerfest des Instituts ifak und Unternehmen ifak system GmbH und KONTENDA GmbH Mückenwirt, Positive Entscheidung zur Deutschen Bewerbung für den IFAC Weltkongress 2020 in Berlin Zürich, Der Institutsleiter des ifak zählt zum Organisationsteam des Weltkongresses. Promotionskolloquium des ifak- Mitarbeiters André Schimschar , Magdeburg: Otto-von-Guericke-Universität Erfolgreicher Abschluss mit dem Prädikat magna cum laude Teilnahme der Teams Mach5 und Run4Fun am 5. Magdeburger Firmenstaffellauf Stadtpark Magdeburg, Eröffnungsvortrag des ifak-institutsleiters auf der Veranstaltung Automation zur Steigerung der Energieeffizienz der IHK Magdeburg Magdeburg, Interview mit Dr. Manfred Schütze während der Konferenz "Agua2013" in Cali/Kolumbien; Sendung "Mundo Universitario" des Universitätsradios "Univalle Estéreo fm", Übertragung täglich Internationaler ETG-Kongress Berlin, Leitung der Fachtagung Neue Einsatzmöglichkeiten und Entwicklungstendenzen der kontaktlosen Energieübertragung durch Herrn Axel Hoppe 95

95 PUBLIC RELATION ACTIVITIES 76. NAMUR Hauptsitzung, Interessengemeinschaft Automatisierungstechnik der Prozessindustrie Bad Neuenahr, Entgegennahme des NAMUR Awards für den Magdeburger Preisträger Dr. Stefan Palis, Otto-von-Guericke-Universität, durch den Institutsleiter des ifak Würdigung der Fördernden Unternehmen des VDI Landesverbandes darunter das ifak bei der Mitgliederversammlung des VDI Magdeburger Bezirksverbandes IHK Magdeburg, Eröffnung einer Ladestation für Elektrofahrzeuge, Galileo Testfeld Sachsen-Anhalt (Fraunhofer IFF, ifak und Otto-von-Guericke-Univerität Magdeburg sind Initiatoren des 2010 etablierten Testfeldes) Magdeburg: Ministerium für Landesentwicklung und Verkehr, Die Mitgliedschaft im Stadtmarketingverein Pro Magdeburg steht exemplarisch für das regionale Engagement von Institut ifak und ifak system GmbH. 96

96 AUSBLICK Ausblick Zu den Voraussetzungen für ein erfolgreiches Forschungsinstitut gehört ein hochmotiviertes und kreatives Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern. Häufig wird die Personaldiskussion aktuell vom Thema des Fachkräftemangels beherrscht. Als ingenieurwissenschaftliches Institut ist das ifak von dieser Situation betroffen, wird diese aber meistern: Als An-Institut der Otto-von-Guericke-Universität und als Institut, das mit mehreren Hochschulen gut vernetzt ist, profitiert das ifak von der Einbeziehung Studierender in die öffentliche Forschungsförderung und vom Angebot einer längerfristigen Personalentwicklung des wissenschaftlichen Nachwuchses. Die regionalen Standortdefizite einer weitgehend fehlenden leistungsfähigen industriellen Forschung auf dem Gebiet IKT & Automation verkehren sich hier zum Positiven. Das Institut ist für Absolventen ein gefragter Arbeitgeber. Durch die interdisziplinären Tätigkeitsfelder ist darüber hinaus das Spektrum inhaltlich passfähiger Studiengänge gefächert. Seit mehreren Jahren ist die Zahl im ifak tätiger Studentinnen und Studenten erfreulich hoch und viele der heutigen Institutsmitarbeiter haben ihren Entwicklungsweg im ifak genommen. Die Kooperation des ifak mit der Otto-von-Guericke-Universität, der Hochschule Magdeburg- Stendal sowie den Unternehmen ifak system GmbH und KONTENDA GmbH ist ein Schlüssel für FuE zu IKT und Automation aus Magdeburg. Die hieraus resultierenden Möglichkeiten gut zu nutzen und dabei dem erwarteten Anspruch an die Magdeburger Wissenschaftler gerecht zu werden, sind herausfordernde Aufgaben auf dem weiteren Weg des ifak. Das besondere Engagement in vielfältigen Fachgremien, die Durchführung eigener wissenschaftlicher Veranstaltungen und die Ergebnispräsentation bedeutsamer Forschungsvorhaben werden auch künftig zur positiven Ausstrahlung der Mannschaft des ifak beitragen. Das Arbeitsgebiet des Instituts wird auch künftig über Technologieaspekte der Automatisierungstechnik deutlich hinausgehen. Die Geschäftsfelder IKT & Automation, Messtechnik & Leistungselektronik, Verkehr & Assistenz und Wasser & Energie reflektieren diese Zielsetzung. Die im Tätigkeitsbericht dargestellte Breite und Vernetzung der Themengebiete sind ideale Voraussetzungen für die Lösung interdisziplinärer und komplexer Problemstellungen, wie sie z. B. im Kontext von Industrie 4.0 gefordert werden. Unsere langjährigen Industriepartner bestätigen das durch stetige Kooperationsbeziehungen. Gemeinsam stellen wir uns den neuen Herausforderungen, um zur Stärkung der Marktposition unserer Kunden beizutragen, aber auch, um unsere eigene Position am Wissenschaftsmarkt zu festigen und auch künftig ein attraktiver Partner für Industrieunternehmen der unterschiedlichsten Größen zu bleiben. Zwei bedeutsame Kongresse des Jahres 2014, an denen das ifak nicht nur mit Vorträgen beteiligt, sondern auch im Leitungskreis verwurzelt ist, dokumentieren einen weiteren Aspekt: Der von der VDI/VDE-Gesellschaft Mess- und Automatisierungstechnik zusammen mit dem ZVEI und der NAMUR getragene Kongress Automation 2014 steht unter dem Leitthema Smart X Power by Automation. Für den VDE Kongress 2014 wurde das Thema Smart Cities Intelligente Lösungen für das Leben in der Zukunft gewählt. Beide Kongresse werden zeigen, dass die Fragen, denen sich auch das Institut ifak in Magdeburg widmet, nicht nur wissenschaftlich interessant, sondern von großer wirtschaftlicher und gesellschaftlicher Bedeutung sind. Prof. Dr.-Ing. Ulrich Jumar 97

97 PROSPECTS Prospects A highly motivated and creative team of scientists is one of the prerequisites for a successful research institute. There is a perceived problem in research today characterized by a shortage in experts. The impact of this shortage is mitigated by ifak by maintaining associations with the University of Magdeburg and close cooperative network with several universities and universities of applied sciences. Thus, ifak benefits from students who are involved in research projects, especially publically funded projects. ifak offers students an interim career opportunity while completing their bachelor, master thesis, or PhD. There is a regional deficit in highly ranked industrial research positions. This makes ifak an attractive prospect for young researchers. In addition, due to the interdisciplinary nature of automation ifak offers a broad range of research topics and possibilities for students of different disciplines. In recent years the number of students at ifak has been encouragingly high and many of the current personnel transitioned from previously held student roles. Cooperation of ifak with the Otto-von-Guericke-University, the University of Applied Sciences Magdeburg-Stendal, as well as with the companies ifak system GmbH, and KONTENDA GmbH forms the R&D in Automation Community of Magdeburg. It is a permanent challenge for ifak to fulfill the outside expectations of this community. These expectations or the reputation of ifak is and will be supported by: intensive work in experts committees, hosting and having a presence at scientific conferences, and contributing to the scientific scientific community by means of research projects and published works. The problems within automation go beyond technological. The vision of ifak is to address both technological and application aspects of automation. The new department identities: ICT and Automation, Measurement Technology and Power Electronics, Transport and Assistance, as well as Water and Energy reflect this vision. The year 2014 brings two important conferences, in Germany, adheres to our vision. Scientists from ifak are active participants and involved in program committees of these conferences The automation conference of the VDI/VDE society measurement and automatic control is entitled Smart X Powered by Automation. The title Smart Cities intelligent solutions for the future life has been chosen for the VDE conference. Both events are an example that ifak s research topics are of scientific and of social relevance. Prof. Dr Ulrich Jumar 98

98 IHRE ANSPRECHPARTNER IM IFAK Ihre Ansprechpartner im ifak Your contact at ifak ifak Institut für Automation und Kommunikation e.v. Magdeburg Werner-Heisenberg-Straße Magdeburg Prof. Dr. Ulrich Jumar Institutsleiter Dr. Thomas Bangemann stellv. Institutsleiter/ Forschungskoordination Dr. Jens Alex Geschäftsfeldleiter Wasser & Energie Dr. Matthias Riedl Geschäftsfeldleiter IKT & Automation Andreas Herrmann Institutsleitung/ Finanzen & Controlling Dr. Jan Krause Geschäftsfeldleiter Verkehr & Assistenz Prof. Dr. Jörg Auge Geschäftsfeldleiter Messtechnik & Leistungselektronik

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