IAF INSTITUT FÜR ANGEWANDTE FORSCHUNG

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1 IAF INSTITUT FÜR ANGEWANDTE FORSCHUNG JAHRESBERICHT 2009

2 Erstellt am IAF Institut für Angewandte Forschung Pforzheim, Februar 2010 Hochschule Pforzheim Tiefenbronner Str. 65 D Pforzheim Tel Fax IAF Institut für Angewandte Forschung

3 Inhalt 1 Vorwort Die Arbeiten im Überblick Eckdaten zur Forschung am IAF Förderaktivitäten des IAF im Jahr 2009 und Ausblick Berichte aus aktuellen Forschungsprojekten am IAF Projektberichte zu Anwendungen Organischer Leuchtdioden (BMWi/BMBF) Zentrum für Angewandte Forschung MERSES (Land/EU) SECURITAS - Security for Internet Telephony & Avoidance of Spam (BMBF/IngNw) Prüftechnik für Fahrradkomponenten (Industrieauftrag) Grundlagenuntersuchungen zur Kaltverformung von Metallen (Bühlerstiftung) Aus der Arbeitsgruppe Stoffstrom- und Ressourcenmanagement Personalia Wissenschaftlicher Direktor / Vorstand des IAF Mitglieder Stand Dezember Wissenschaftliche Mitarbeiter IAF-Projekte Signalverarbeitungssysteme und Eingebettete Systeme Produktentwicklung/Produktion/Werkstoffe Gestaltung Marketing/Kommunikations- und Informationsmanagement Operations and Process Management Ohne Schwerpunktzuordnung Interdisziplinäre Projekte Weitere Forschungsinstitutionen Veröffentlichungen Reviewed Papers Nachweis über bekannte Citation Indexe Reviewed Papers mit separatem Nachweis des Review-Prozesses Dissertationen Patentanmeldung Wissenschaftliche und künstlerische Publikationen Nachmeldungen Sonstige (Auszug) Vorträge Messen Abgeschlossene Dissertationen und Promotionsvorhaben Erfindungs- und Patentanmeldungen Deputatsumwidmungen Übersicht über am IAF durchgeführte Forschungsprojekte im Jahr Jahresarbeitsbericht 2009

4 1 Vorwort 1 Vorwort Eine Bewilligungsquote von 100 % kommt im Forschungsbetrieb nicht oft vor, zeugt aber von der Qualität der Forschung an der Hochschule Pforzheim. Gemeint ist das BMBF-Programm FHprofUnt, zu dem drei Anträge eingereicht wurden und 2009 die Bewilligungen kamen. Im Herbst wurden weitere vier hochkarätige Projekte in diesem Bundesprogramm beantragt. Außerdem hat sich das IAF zusammen mit den Hochschulen Reutlingen und Rottenburg um ein weiteres Zentrum für Angewandte Forschung beim Land bemüht. Das ZAFH MERSES läuft bereits seit 2 Jahren mit Erfolg. Leider hat die Wirtschaftskrise auch am IAF ihre Spuren hinterlassen. So blieb in 2009 ein Großteil der Drittmittel der Max- und Erni-Bühlerstiftung aus, da die Firma Bühler & Co GmbH Insolvenz anmelden musste. Es ist derzeit noch ungewiss, wie die Bühlerstiftung weiterhin die Forschungsprojekte an der Hochschule und insbesondere das Technikforum unterstützen wird. Trotzdem konnte die Hochschule Pforzheim ihre Leistungsbilanz 2009 mit wenigen Abstrichen halten. Das Drittmittelaufkommen konnte zwar nicht weiter gesteigert werden, allerdings verzeichnete das Schmucktechnologische Institut einen Zuwachs durch Kooperationen mit der ortsansässigen Schmuckindustrie, was für den Wirtschaftsstandort Pforzheim von besonderer Bedeutung ist. Die Publikationstätigkeit bewegt sich nach wie vor auf hohem Niveau. Sie ist letztendlich ja auch der Output der Forschung die Drittmittel sind genau genommen nur die Inputfaktoren, auch wenn diese als Leistungsindikatoren gerne bevorzugt werden. Unter diesem Zeichen stand 2009 auch der Research Excellence Award der Hochschule, der u.a. an Frau Prof. Dr. Kirsten Wüst für ihre aktive Publikationstätigkeit ging. Frau Prof. Wüst hatte im Mai 2009 auch die lange Nacht der Wissenschaft organisiert und für große Beachtung in der Öffentlichkeit der Region gesorgt. Eine Chance für die Zukunft ist der Zuwachs an neuen Professorenkollegen und kolleginnen, die im Rahmen der Ausbaupläne insbesondere der Fakultät für Technik neu an die Hochschule gekommen sind. Darunter befindet sich z.b. die Stiftungsprofessur für Stanztechnologie (Prof. Dr. Matthias Goll), von der einige Forschungsaktivitäten für die Zukunft erwartet werden. Schliesslich wurde im Jahr 2009 auch der erste Stelleninhaber einer W3-Professur in Pforzheim berufen (Prof. Dr. Stephan Fischer), mit dem expliziten Wunsch, verstärkt Forschung in die Fakultät für Wirtschaft und Recht zu tragen. Aber Forschung braucht nicht nur aktive Professoren. Forschung braucht auch Platz. Gerade im Technikbereich sind für Forschungsaktivitäten Räume für Labors und Büros erforderlich. Wenn die baden-württembergischen Fachhochschulen in Zukunft in Hochschulen für Angewandte Wissenschaften umbenannt werden sollen, dann muss der Anwendung der Wissenschaften auch Raum gegeben werden. Für die Fakultät für Technik sind dringend weitere Gebäude erforderlich die Forschung darf dabei nicht vergessen werden, zumal auch hier für 2010 die Berufung von forschungsnahen W3-Professoren ansteht. Weitere Herausforderungen liegen in der Gestaltung der Arbeitsbedingungen der forschenden Mitarbeiter. Hier muss die Hochschule selbst noch lernen, dass sich die Kultur eines Forschungsbetriebs von der einer Schule oder Behörde unterscheidet. Den Projektmitarbeitern muss mehr Freiräume zugestanden werden, wenn sie kreativ und innovativ sein sollen. Forscher arbeiten nicht im 8-Stunden- Takt, sondern sitzen oft noch spät abends in den Laboren oder an den Schreibtischen, manchmal auch an den Wochenenden, besonders wenn mit den Projekten noch Promotionen verknüpft sind. Flexible Arbeitszeitregelungen oder Telearbeitszeit erleichtern da einiges und motivieren die Mitarbeiter, da sie selbstbestimmt arbeiten können und sich ernst genommen fühlen. Interessanterweise sind es auch ihre Arbeitskollegen und -kolleginnen in den Personalräten, die dafür kein Verständnis haben was undenkbar für eine Universität wäre! Es ist also ein weiter Weg von Bologna in das Land der Gleichberechtigung zwischen Fachhochschulen und Universitäten. Die forschenden Kollegen gehen da aber gerne und forsch voran. Prof. Dr. Mario Schmidt Wissenschaftlicher Direktor des IAF Jahresarbeitsbericht

5 1 Vorwort 2 IAF Institut für Angewandte Forschung

6 2 Die Arbeiten im Überblick 2 Die Arbeiten im Überblick 2.1 Eckdaten zur Forschung am IAF Das IAF hat mittlerweile 56 Mitglieder bei einer Gesamtzahl von derzeit besetzten Professorinnen- und Professorenstellen an der Hochschule Pforzheim. Im Jahr 2009 haben davon 23 Professorinnen und Professoren aktiv Projekte am IAF durchgeführt, davon 18 mit mindestens einem Projekt 5000 EUR (in 2008: 16). Insgesamt wurden am IAF im Jahr 2009 Drittmittel in Höhe von ,73 EUR (in 2008: ,03 EUR) eingeworben. Das bedeutet einen Rückgang gegenüber dem Vorjahr, der sich nicht zuletzt durch ausbleibende Zahlungen erklärt. Daraus wurden bis zu 52 (2008: 41) Projektmitarbeiter (teils in Teilzeit) am IAF finanziert. Auf die 23 (2008: 21) forschungsaktiven ProfessorInnen bezogen, bedeutet dies ein Drittmittelaufkommen von knapp EUR/Prof. (2008: knapp EUR) in der Spitze rund EUR pro Jahr eines einzelnen Professors. Weitere Drittmittel für die Forschung wurden an der Hochschule Pforzheim im Schmucktechnologischen Institut eingeworben. Die der Forschung zuzurechnenden Mittel belaufen sich im Jahr 2009 auf ,22 EUR eine Steigerung gegenüber der eingenommenen Summe im Vorjahr (2008: ,67 EUR), so dass die für den IAF-Landesvergleich anrechenbare Summe sich insgesamt auf ,95 EUR in 2009 beläuft. Das IAF hatte daran einen Anteil von etwa 92%. Die wissenschaftlichen Publikationen werden hauptsächlich durch die Online-Professorenprofile erfasst. Publikationen, die einem speziellen Begutachtungsverfahren unterzogen wurden (Peer Review), werden auch in diesem Jahr speziell aufgeführt und gewichtet. Die Hochschule hat hier insgesamt 37 solcher Publikationen in renommierten Zeitschriften und Konferenzbänden zu melden. Hinzu kommen 4 Dissertationen sowie 1 Patentanmeldung, die ebenfalls speziell gewichtet werden. Darüber hinaus wurden zusammen mit 6 Nachmeldungen insgesamt 201 weitere wissenschaftliche und künstlerische Publikationen gezählt. 2.2 Förderaktivitäten des IAF im Jahr 2009 und Ausblick Das IAF versucht seit 2004 gezielt Anreize für Forschung an der Hochschule zu schaffen und die Anfangshürden bei der Drittmitteleinwerbung meistern zu helfen. Die hierzu u.a. ursprünglich eingeführte einmal im Jahr veröffentlichte Ausschreibung Innovative Projektideen, bei der man sich um Finanzierung der Ausarbeitung einer Projektidee bewerben konnte, wurde schon vor einiger Zeit in dieser Form ausgesetzt. An Stelle der jährlichen Ausschreibung tritt seither die gezielte finanzielle Förderung von Projekten, die ein gewisses strategisches Potenzial für die Hochschule besitzen und/oder von Projekten, mit denen Forschungsinteressierte ihre ersten Schritten hin zu größeren Drittmittelprojekten unternehmen möchten. Um diese Mittel können sich Interessenten ganzjährig direkt beim IAF bewerben. Für 2010 sind bereits mehrere solcher Vorlaufprojekte avisiert. Um den Aufwand einer Antragstellung ein klein wenig zu honorieren, wird ab dem Jahr 2009 die Summe, die das IAF an Antragsteller unabhängig vom Erfolg oder Nichterfolg ihres Antrags verteilt auf EUR verdoppelt. Die Ausschüttung erfolgt auf der Basis einer Berechnung, die den Aufwand der jeweiligen Antragstellung mithilfe einer entsprechenden Gewichtung mit abbilden soll. 1 Laut Auskunft des Leiters Personalabteilung; abgezogen wurde die Stelle des Rektors. Jahresarbeitsbericht

7 2 Die Arbeiten im Überblick Als wichtiges Instrument der Forschungsförderung und wichtigen Baustein der internen Kommunikation des Themas Forschung ist der der Research Excellence Award Pforzheim zu sehen. Er wurde im Rahmen der Sommersemesterabschlussfeier 2009 bereits zum sechsten Mal in den Kategorien Professor/-in, Mitarbeiter/-in und Student/-in verliehen. Mit dem Preis werden herausragende und innovative Forschungsleistungen ausgezeichnet, die an der Hochschule Pforzheim erbracht wurden. Er soll den Stellenwert, den angewandte Forschung für die Hochschule besitzt, und die Qualität der dabei erzielten Forschungsergebnisse unterstreichen. Den mit EUR dotierten Preis in der Kategorie Professor/-in teilten sich 2009 die Professorinnen Heike Bühler und Dr. Kirsten Wüst. Die Hochschule zeichnete die beiden Professorinnen insbesondere für ihre wissenschaftlich hochqualifizierten Veröffentlichungen aus. Heike Bühler, Professorin für Public Relations/Öffentlichkeitsarbeit, erhielt den Preis in Anerkennung ihrer Forschungsaktivitäten im Bereich Public Relations. In ihrem jüngsten Forschungsprojekt ging Bühler zusammen mit der Leiterin der globalen Kommunikation der Firma Bosch, Professor Uta-Micaela Dürig, der Frage nach, welchen Stellenwert Geschichte und Tradition des Unternehmens in der Unternehmenskommunikation haben. Ergebnis dieses neuen Forschungsansatzes ist das Handbuch der Heritage Communication, das 2008 erschien und großes Interesse in der Fachwelt hervorrief. (v.l.n.r.): Lisa Luppold, Prof. Dr. Martin Erhardt, Prof. Heike Bühler, Christian Haubach, Prof. Dr. Kirsten Wüst, Prof. Dr. Mario Schmidt Mit Dr. Kirsten Wüst, Professorin für Wirtschaftsmathematik und Statistik, wurde in diesem Jahr eine Professorin geehrt, die sich durch interdisziplinäre Forschungsprojekte zur Anwendung mathematischer Methoden im Bereich der Betriebswirtschaft einen Namen gemacht hat. Darüber hinaus publizierte Frau Prof. Wüst wissenschaftlich anspruchsvoll aber keineswegs trocken über die Anwendung mathematischer Methoden im Bereich der Betriebswirtschaft. In ihren Veröffentlichungen beispielsweise Nicht drängeln! Simulation von Reißverschlüssen bei Fahrbahnverengungen oder Diät? Mache ich morgen! - Zeitinkonsistenz in ökonomischen Entscheidungen bezieht sich Wüst auf oft bekannte Phänomene. Frau Prof. Wüst war darüber hinaus Initiatorin der erfolgreichen Langen Nacht der Wissenschaften an der Hochschule im Mai Der mit einem Preisgeld in Höhe von EUR verbundene Award in der Kategorie Mitarbeiter/-in ging 2009 an Christian Haubach, seit 2007 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Angewandte Forschung. Herr Haubach erhielt den Preis für seine Beiträge in dem vom Bundesforschungsministerium zum Thema Klimaschutz geförderten Projekt EINBLIK Kumulative Emissionsintensitäten zur Bewertung der Klimaschutz-Performance längs Lieferketten (mehr dazu unter Projektnr. OPM-02 und auf S. 14). Darüber hinaus war er maßgeblich an der erfolgreichen Antragstellung von zwei hochinnovativen Forschungsanträgen beteiligt. Seit Anfang 2009 arbeitet er an dem von ihm selbst entworfenen Projekt CCarMa - Corporate Carbon Risk Management (siehe OPM-08). Dabei werden die Risiken für Unternehmen untersucht, die sich aus den Auswirkungen des Klimawandels ergeben. Das zweite erfolgreich akquirierte Projekt CLICC (siehe OPM-09) wird von ihm mit betreut. Er promoviert aktuell nebenbei an der Universität Heidelberg im Bereich Volkswirtschaftslehre. 4 IAF Institut für Angewandte Forschung

8 2 Die Arbeiten im Überblick Der Preis in der Kategorie Student/-in mitsamt einem Preisgeld von EUR ging an Frau Dipl.-Betriebswirtin (FH) Lisa Luppold. Sie wurde für ihren überdurchschnittlichen Beitrag zu der Studie Empirische Analyse der Tätermotivation und anderer Bestimmungsfaktoren der Wirtschaftskriminalität ausgezeichnet. Im ursprünglich studentischen Projekt und später in ihrer daraus abgeleiteten Diplomarbeit ging es um das Thema Wirtschaftskriminalität aus Sicht der deutschen Unternehmen, den derzeitigen Forschungsstand zu den Ursachen von Wirtschaftskriminalität. Dabei wurde deutlich, dass speziell die Motive von Wirtschaftsstraftätern noch nicht hinreichend erforscht sind. Dies wurde von Frau Luppold aufgegriffen und erfolgreich bearbeitet. Die Ergebnisse der Arbeiten wurden u.a. gemeinsam mit PricewaterhouseCoopers veröffentlicht, mehrfach vorgestellt und weit beachtet. Das IAF plant den nächsten Research Excellence Award im Frühjahr 2010 auszuschreiben. Jahresarbeitsbericht

9 2 Die Arbeiten im Überblick 2.3 Berichte aus aktuellen Forschungsprojekten am IAF Projektberichte zu Anwendungen Organischer Leuchtdioden (BMWi/BMBF) Im Forschungsbereich Elektronische Displays (Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach und Mitarbeiter) liefen im Berichtszeitraum zwei über knapp 3 Jahre geförderte Projekte zu Organischen Leuchtdioden. Diesen so genannten OLEDs wird eine große Zukunft in der Beleuchtung als auch im Displaybereich prognostiziert. Sie kombinieren eine Reihe von Vorteilen wie gleichmäßige Lichtabstrahlung, hohe Energie-Effizienz (mobile Anwendungen, CO2), geringe Schaltzeiten, satte Farben und eine sehr geringe Dicke (ca. <2mm). KABTEC - OLEDs in der Luftfahrt (siehe auch SVS-02) : BMWi, Luft- und Raumfahrtforschungsprogramm; Projektpartner im AIRBUS- Verbund neben der Hochschule Pforzheim: Comtronic GmbH; Opsira GmbH. Das Forschungsprojekt beschäftigt sich mit neuartigen, auf OLED-Hinterleuchtung basierenden Avionik-Anzeigen und Hinweisleuchten. Hierbei hat die Hochschule Pforzheim erfolgreich einen Prototyp entwickelt, in dem sowohl eine Avionik-taugliche Ansteuerelektronik als auch die elektrische Kompensation der OLED-Alterung implementiert ist. Die Grundlage bildeten dabei hausinterne Lebensdaueruntersuchungen, die auch abschließend zur Verifizierung genutzt wurden. Im Rahmen des KABTEC-Projekts kam es auch zu einer Patentanmeldung (vgl. 5.4, S. 61). Abb. 1: Prototyp für AIRBUS-Warning Panel mit kompensiertem Burn-In OLIT - OLEDs für Innovative Textilien (siehe SVS-03) : BMBF, FHprofUnt; Projektpartner der Hochschule Pforzheim: Fachhochschule Kaiserslautern/Standort Pirmasens und Zweibrücken; LTI Universität Karlsruhe; ITV Denkendorf; Fa. Kanz und einige weitere. Die Integration von OLEDs in Textilien ermöglicht neuartige Funktionskleidungen (Smart Textiles). Gerade Flächenleuchter wie OLEDs haben hier aufgrund ihrer geringen Bautiefe und einem möglichen flexiblen Aufbau einzigartige Vorteile. Die Aufgabe der Systementwicklung als auch die Miniaturisierung der Ansteuerelektronik wurde von den Pforzheimer Forschern erfolgreich wahrgenommen. Als Prototyp wurde ein OLED-Clip mit blinkendem Sicherheitslicht entwickelt, der in eine Kinderjacke integriert werden kann. Abb. 2: Funktionsmuster für die Integration von OLEDs in Textilien : Prof. Dr. Karlheinz Blankenbach Weitere Informationen: 6 IAF Institut für Angewandte Forschung

10 2 Die Arbeiten im Überblick Zentrum für Angewandte Forschung MERSES (Land/EU) Im Rahmen der Zukunftsoffensive IV des Landes Baden-Württemberg und mit Unterstützung der EU aus dem Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) wurde das Zentrum für Angewandte Forschung an Fachhochschulen MERSES - Modellgestützte Entwurfs- und Realisierungsmuster für signalverarbeitende eingebettete Systeme unter Federführung der Hochschule Pforzheim eingerichtet (vgl. SVS-09). Beteiligt sind außerdem die Hochschulen Mannheim, Karlsruhe, Heilbronn und Albstadt-Sigmaringen sowie die Universitäten Tübingen und Karlsruhe. Der Förderzeitraum erstreckt sich zunächst auf 3 Jahre. Das ZAFH MERSES beschäftigt sich mit Eingebetteten Systemen (Embedded Systems). Der Begriff der Eingebetteten Systeme bezeichnet Rechnersysteme, die wiederum in größere Systeme integriert sind. Diese übernehmen für den Anwender weitgehend unsichtbar eine Vielzahl von Steuerungs- und Überwachungsfunktionen. Daraus ergeben sich völlig unterschiedliche Anwendungen sowohl im industriellen Umfeld (z.b. Maschinen- und Anlagenbau, Medizintechnik, Kommunikationstechnologie) als auch im Consumerbereich (z.b. Unterhaltungselektronik). Eingebettete Systeme stellen einen wichtigen Innovations- und Erfolgsfaktor für deutsche Unternehmen dar mit einem enormen Marktpotenzial. Im Jahr 2009 wurden wichtige Ergebnisse erreicht. Zu nennen sind hier u. a. die durchgängige Modellierung signalverarbeitender eingebetteter Systeme auf verschiedenen Abstraktionsebenen, die Entwicklung einer FPGA-basierenden Farbkamera sowie die Verbesserung etablierter Verfahren der digitalen Signalverarbeitung. Im Entwurfsprozess wurde die Signalverarbeitung integrativ einbezogen, sodass sich ganzheitliche Systementwürfe ergeben. In Verbindung mit modellgestützten Verfahren lässt sich die Komplexität dieser Systeme damit besser handhaben. : Prof. Dr. Thomas Greiner Projektwebsite: Jahresarbeitsbericht

11 2 Die Arbeiten im Überblick SECURITAS - Security for Internet Telephony & Avoidance of Spam (BMBF/IngNw) Bis zu 90% aller versendeten s sind Spam s [3]. Der Begriff Spam ist ursprünglich ein Markenname für Dosenfleisch gewesen. Seine heutige Bedeutung erlangte er durch einen Sketch aus der englischen Comedyserie Monty Python s Flying Circus, bei dem der Witz darin besteht, dass auf der Speisekarte ausschließlich Gerichte mit Spam stehen. Im Sketch wird das Wort Spam insgesamt 132 Mal erwähnt, daher wird Spam als Synonym für eine nervende permanente Wiederholung (Massensendung) benutzt. An einem Tag werden sechsmal mehr s verschickt, als die Post in einem Jahr Briefe befördert [5]. Spam- s müssen übertragen, verarbeitet, erkannt und als Spam kenntlich gemacht werden. Die 62 Billionen Spam- s, die im Jahr 2008 weltweit verschickt wurden, verbrauchten nach einer Studie des Beratungsinstituts ICF International 33 Milliarden Kilowattstunden Energie und verursachen den gleichen Ausstoß an Treibhausgasen wie 3,1 Millionen Autos im Jahr. Das entspricht etwa dem Verbrauch von mehr als 7,5 Milliarden Liter Benzin. Herunter gerechnet auf eine einzelne Spam-Nachricht entspricht das der Untersuchung zufolge einem Ausstoß von 0,3 Gramm CO2. [4] Seriöse Schätzungen beziffern die durch Spam verursachten Kosten in Deutschland für das Jahr 2005 mit 4,5 Milliarden US-Dollar [1]. Methoden zur Erkennung und Bekämpfung von Spam sind daher ein wichtiges Forschungsthema, um die Sicherheit und Verfügbarkeit des -Dienstes zu gewährleisten. Ohne Spam-Erkennung und -Unterdrückung ist die weitere effiziente Nutzung des -Dienstes in seiner jetzigen Form in Frage gestellt. Im Rahmen des Forschungsprojekts SECURITAS sind Methoden auf Basis der Mailumgebung Exim entwickelt worden, um Spam- s zu erkennen. Hierbei durchläuft eine auf dem Empfangs Server (Simple Mail Transfer Protocol, SMTP-Server) eine Reihe von Prüfungen. Jedes Prüfungsergebnis, das auf eine Spam- schließen lässt, erhöht einen Spam-Zähler, so dass am Ende aller Prüfungen anhand des Spam-Wertes auf die Spam-Wahrscheinlichkeit geschlossen werden kann. Die entwickelten Methoden sind von dem Projektpartner Drachenfels GmbH weiterentwickelt worden und sind jetzt bei einem großen deutschen Internet-Anbieter sehr erfolgreich im Einsatz. Spam tritt derzeit zwar hauptsächlich im Zusammenhang mit dem -Dienst auf, für die Zukunft ist aber davon auszugehen, dass auch der Sprachdienst Voice over IP zur Spam- Versendung missbraucht wird. Unter SPIT (Spam over Internet Telephony) werden unerwünschte Anrufe auf Basis von VoIP verstanden, die oftmals Werbebotschaften enthalten Zwischen dem 4. und 9. September 2008 waren deutsche Voice-over-IP-Nutzer (VoIP) erstmals von SPIT-Attacken betroffen, teilweise klingelte zu nachtschlafender Zeit im Stundentakt das Telefon. Nach Informationen des heise Newstickers wandten sich einige Betroffene an die örtliche Polizei oder stellten gar Strafanzeige. Die Netzbetreiber waren diesen Attacken relativ hilflos ausgesetzt [2]. In Zukunft ist davon auszugehen, dass SPIT-Anrufe überproportional zunehmen werden, da die Kosten für eine VoIP-Verbindung geringer ausfallen als für ein herkömmliches Telefonat. Zusätzlich können durch die Paketvermittlung im Gegensatz zur Leitungsvermittlung in ISDN- Netzen bei geeigneter Sprachcodierung viele parallele SPIT-Nachrichten gesendet und so die Effizienz aus Sicht des Spammers deutlich erhöht werden. Zur SPIT-Abwehr ist ein Prototyp auf Basis der Telekommunikationsanlage Asterisk entwickelt worden, der SPIT-Anrufe mit hoher Wahrscheinlichkeit erkennt. Diese werden dann auf eine Voic box umgeleitet, ähnlich wie Spam s in einem Spam-Ordner abgelegt werden. Im Gegensatz zur Spam-Abwehr verlangt die SPIT-Abwehr Methoden, die echtzeitfähig sind. Beim Verbindungsaufbau muss durch mehrere Prüfungen entschieden werden, ob ein Anruf SPIT ist oder nicht. Hierbei wird auch überprüft, ob der rufenden Teilnehmer eine Maschine ist oder nicht. Neben den oben beschriebenen technisch-orientierten Lösungsverfahren zur Spam- und SPIT- Erkennung laufen derzeit Untersuchungen, inwieweit nichttechnische Parameter, wie soziale Netze benutzt werden können, um Spammer und Spitter zu detektieren. Hierbei sollen Kommu- 8 IAF Institut für Angewandte Forschung

12 2 Die Arbeiten im Überblick nikationsbeziehungen zwischen Teilnehmern auf einer abstrakten Ebene ausgewertet werden. Unter Berücksichtigung des Unified Communications-Ansatzes werden neben den Diensten E- Mail und Telefonie auch andere Kommunikationsmedien wie z.b. SMS, Instant Messaging oder Fax in die Betrachtungen mit einbezogen. Ein weiterer Forschungsansatz liegt auf der Abbildung der gefundenen abstrakten nichttechnischen Regeln (Policies) in technisch umsetzbare Regeln auf den Mail- bzw. VoIP-Systemen. Neben den beiden spezifischen Sicherheitsthemen Spam und SPIT werden auch Best-Practice- Ansätze zur Sicherheit von Voice over IP für kleine und mittelständische Unternehmen entwickelt. Die unten stehende Abbildung zeigt in einer Übersicht die Forschungsschwerpunkte mit den jeweiligen Namen der verantwortlichen Forschungsmitarbeiter. abstrakte Zielvorgaben (Policies) Ziel: 0% Spam nicht- technische Regeln (Policies) Auswertungs ozialer Netze B. Eng. M. Giesecke Abbildung Policy Hierarchie B. Eng. C. Rupert technische Regeln (Policies) Spam Vo IP-Spa m (SPIT) Security VoIP B. Eng. M. Tscholak (bis 01/2009) B. Eng. D. Bolger B. Eng. J. Kühner B. Eng. R. Hüftlein B. Eng. D. Bolger Abb. 3: Übersicht Forschungsthemen SECURITAS Das Projekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) seit mit knapp 260 T über eine Laufzeit von drei Jahren im Rahmen der Förderlinie Ingenieur- Nachwuchs unterstützt. In der Ausbildung des ingenieurwissenschaftlichen Nachwuchses nehmen die Fachhochschulen mit rd Studierenden und Absolventen jährlich eine zentrale Rolle ein. Ziel der Förderlinie IngenieurNachwuchs ist es daher, neben Forschung auch der Nachwuchsproblematik im Ingenieurbereich zu begegnen. Es werden im Projekt auf vielen Ebenen junge Menschen an den Ingenieurberuf im Bereich der Kommunikationstechnik herangeführt. Neben vier fest angestellten Projektmitarbeitern (50% Stellen), einer studentischen wissenschaftlichen Hilfskraft, bisher 20 Projekt- und 8 Bachelor- bzw. Masterarbeitern unterschiedlicher Studiengänge, haben auch eine Schülerin und ein Schüler in Form eines Praktikums im Rahmen der Berufsorientierung am Gymnasium (Bogy) in dem Projekt mitgearbeitet. Zusätzlich kann seit Dezember 2009 im Rahmen des MINT-Sofortprogramms ein weiterer Mitarbeiter im Forschungsgebiet Spam und Sicherheit beschäftigt werden. Kooperationspartner: Drachenfels GmbH Pforzheim, Hochschulrechenzentrum, Uni Hannover. : Prof. Dr. Frank Niemann Aktuelle Informationen: [1] Ferris Research, Costs-28pt.xls, entnommen [2] Heise Newsticker, html [3] Symatec State of Spam Monthly Report, entnommen [4] Welt Online, Millionenstadt.html, entnommen [5] Wirtschaftswoche, Heft 52, Jahresarbeitsbericht

13 2 Die Arbeiten im Überblick Prüftechnik für Fahrradkomponenten (Industrieauftrag) Ein Produkt ist nur so gut, wie es getestet oder geprüft wird. Dass diese Aussage stimmt, zeigen die gerade in jüngster Zeit vermehrt aufgetretenen Rückrufaktionen von fehlerhaften Teilen, Komponenten und sogar ganzen Systemen in unterschiedlichen Industriezweigen. Selbst große Automobilfirmen bleiben von diesen kostspieligen und rufschädigenden Maßnahmen nicht verschont. Und das, obwohl diese Firmen große Entwicklungs- und Versuchsabteilungen betreiben. In der deutschen Fahrradindustrie gibt es nur wenige Unternehmen, die sich ein eigenes Prüflabor leisten können. Daher nutzen viele Firmen im Wesentlichen zwei große Prüfstellen, die nach DIN- bzw. EN-Normen prüfen. Das Ergebnis der dort durchgeführten Untersuchungen lautet: Norm erfüllt oder Norm nicht erfüllt. Gezielte Optimierungen und Weiterentwicklungen können so nicht mit vertretbaren finanziellen und zeitlichen Aufwänden realisiert werden. Dies ist einer von vielen Gründen, warum deutsche Fahrradhersteller heute ihre Produkte in Asien entwickeln lassen, und dann aus den einzelnen Komponenten ihre individuellen Markenräder zusammenbauen. Diese Firmen verlassen sich auf die Tests der asiatischen Produzenten, die eigene, teilweise antiquiert ausgestattete Prüflabore betreiben. Die Firma Canyon in Koblenz verfolgt ein anderes Konzept. Durch die Kooperation (vgl. PPW-05) mit der Hochschule in Pforzheim ist eine dreistufige Prüfprozedur in den Produktentwicklungsprozess implementiert worden. Die erste Stufe der Prüfungen erfolgt, wie üblich, direkt beim Produzenten in Asien. Da das Engineering der Canyon Fahrradgabeln jedoch in Deutschland stattfindet, produzieren die Firmen in Asien nach deutschen Vorgaben. Die Prototypen werden dann in Deutschland getestet. In langjähriger Kooperation mit der Hochschule Pforzheim werden hier Prüfmaschinen und Prüfverfahren entwickelt, die eine Prüfung nach eigenen Qualitätskriterien ermöglichen. Diese Tests stellen die zweite, wichtige Stufe im Prüfkonzept dar. Komponenten, die diese beiden Testphasen erfolgreich überstehen, gehen anschließend zu den zertifizierten Prüfstellen und werden dort nach den gültigen DINbzw. EN-Standards getestet und freigegeben. Im Rahmen der hier dargestellten Kooperation wurde ein neuer Gabelprüfstand (Abb. 4) entwickelt, mit dem neben der von DIN- und EN-Normen geforderten Bruchfestigkeitnoch weitere Qualitätskriterien untersucht werden können. Da die Fahrradgabel wesentlich zum Komfort beim Radfahren beiträgt, ist es sinnvoll, das Verformungs-, Steifigkeits- und Dämpfungsverhalten zu untersuchen. Dazu ist der Prüfstand mit einem Lasermesssystem ausgestattet, dass das Schwingungsverhalten der Gabelbeine bei einer Impactbelastung aufnehmen kann. Ferner können durch sogenannte Ausschwingversuche die Dämpfungseigenschaften unterschiedlicher Gabeltypen analysiert und charakterisiert werden. Auf der Grundlage dieser Parameter ist es möglich, im Entwicklungsprozess effiziente Optimierungen durchzuführen. Ferner stellen die gemessenen Parameter wichtige Eingangsgrößen für das Modell einer numerischen Simulation des Fahrrads dar. Abb. 4: Impactprüfstand für Rennradgabeln. Projektpartner und : Canyon Bicycles GmbH, Koblenz : Prof. Dr. Peter Kohmann 10 IAF Institut für Angewandte Forschung

14 2 Die Arbeiten im Überblick Grundlagenuntersuchungen zur Kaltverformung von Metallen (Bühlerstiftung) Das Forschungsprojekt der Hochschule Pforzheim mit der Max- und Erni- Bühler Stiftung beschäftigt sich seit 2001 mit dem Thema Verbesserung von Verschleißeigenschaften an Kaltumformwerkzeugen. Beteiligt sind dabei das Labor für Werkstoffkunde (Prof. Jost und Mitarbeiter, PPW-01) und das Labor für Fertigungstechnik (Prof. Wahl und Mitarbeiter, PPW-06). Das Thema Verschleißschutz spielt eine immer größere Rolle. Überall wo sich zwei Werkstoffe berühren und zueinander bewegen, tritt Verschleiß in verschiedenen Formen auf. Im Rahmen des Forschungsprojekts werden die Möglichkeiten des Verschleißschutzes durch Laserverfahren und hier insbesondere durch das Laserauftragschweißen untersucht. Das Laserauftragschweißen mit pulverförmigen Zusatzwerkstoffen ist ein hoch innovatives Verfahren, das völlig neue Verschleißschutzmöglichkeiten eröffnet. Abb. 5: Prozess des Laserauftragschweissens Ziel der Forschungsarbeiten sind insbesondere die Verbesserungen der Eigenschaften bei abrasiver Beanspruchung. Die Grundlagen, die hierzu in den letzten Jahren erarbeitet wurden, konnten durch die Forschungsaktivitäten im Jahr 2009 weiter in Richtung industrielle Einsatztauglichkeit vorangetrieben werden. Einer der Schwerpunkte hierbei ist die Homogenisierung der Werkstofffeigenschaften von Auftragwerkstoffen. Insbesondere bei Umform- oder Zerspanungswerkzeugen wird zur Ausbildung resistenter Schneidkanten oder Umformmatrizen ein sehr homogenes Gefüge benötigt, dessen Korngrößen im einstelligen Mikrometerbereich angesiedelt sind. Die klassischen Zusatzwerkstoffe, die zum Laserauftragschweißen eingesetzt werden, weisen eine grobe Struktur, bestehend aus Matrix mit eingelagerten Hartstoffen, auf. Die dort eingesetzten Hartstoffe weisen Korngrößen auf, die um Faktor 10 bis 20 größer sind, als dies durch die entsprechenden Anwendungen gefordert ist. Ziel ist es daher, Zusatzwerkstoffe einzusetzen, deren Korngrößen direkt im geforderten Bereich liegen. Jahresarbeitsbericht

15 2 Die Arbeiten im Überblick Abb. 6: Gefügevergleich klassische Beschichtung (li.) u. Feinstkornhartmetall (re.) Die Herausforderung bei Pulverwerkstoffen mit Korngrößen im µm-bereich liegt in der prozesssicheren Dosierung und Förderung. Während die Dosierung des Pulverwerkstoffs in der Regel durch ein mechanisches System erfolgt, ist für den Transport des Pulverwerkstoffs zum Prozesskopf ein gasförmiges Transportmedium, das so genannte Fördergas erforderlich. Das Laserauftragschweißen ist ein kontinuierlicher Prozess, der für ein fehlerfreies und reproduzierbares Resultat einen ebenso kontinuierlichen Pulverstrom erfordert. Die klassische Fördertechnik ist für derart geringe Korngrößen nicht mehr nutzbar, da diese Pulver sehr adhäsiv sind und daher stark zur Bildung von Agglomeraten neigen, wodurch sich Verstopfungen im Verschlauchungssystem zwischen Dosier- und Fördereinheit und dem Prozesskopf bilden. Diese Verstopfungen entladen sich dann in Form von impulsförmigen Druckstößen, die den kontinuierlichen Auftragprozess unterbrechen. Zur Lösung dieser Problematik bedient man sich zweier unterschiedlicher Lösungsansätze, die auf dem Gebiet des Laserauftragschweißens bisher nicht in ausreichender Tiefe untersucht wurden. Ein Weg um diese Förderproblematik zu entschärfen, ist der Einsatz von so genannten agglomeriert gesinterten Pulverwerkstoffen. Hierbei handelt es sich um metallische Pulver sehr geringer Korngrößen, die durch einen speziellen Herstellungsprozess zu Pulverkörner größerer Abmessungen vereinigt werden. Beim Auftragsprozess löst sich diese Verbindung jedoch, so dass dann wieder die einzelnen feinen Pulverkörner vorliegen. Der andere Lösungsansatz ist die Entwicklung von Fördertechniken, die für den direkten Einsatz derart feiner Pulverwerkstoffe geeignet ist. Durch intensive Zusammenarbeit mit Pulverherstellern konnten im Forschungsprojekt beide Wege beschritten werden, so dass inzwischen agglomeriert gesinterte Pulverwerkstoffe prozesssicher gefördert und aufgetragen werden können. Als problematisch haben sich in diesem Zusammenhang jedoch Hohlräume in den Agglomeraten herausgestellt, die in den Auftragschichten zur Porenbildung führen und Gegenstand derzeitiger Forschungsaktivitäten sind. Weiterhin konnte mit studentischer Unterstützung ein Prototyp einer Förder- und Dosiereinheit für Pulverwerkstoffe mit Korngrößen im einstelligen µm-bereich entwickelt werden, der in weiteren Untersuchungen zum Laserauftragschweißen eingesetzt wird. Abb. 7: Mikroaufnahme und Schliffbild agglomeriert gesintertes Pulver (li.) u. klassisches gasverdüstes Pulver (re.) 12 IAF Institut für Angewandte Forschung

16 2 Die Arbeiten im Überblick Neben dem Schwerpunkt der Homogenisierung der Gefügestruktur der Auftragschichten stand in 2009 auch die Charakterisierung der Eigenschaften derzeitiger am Markt verfügbarer Pulverwerkstoffe im Vordergrund. Durch die Zusammenarbeit mit namhaften Pulverherstellern konnten mit Hilfe standardisierter Versuche die Verschleißeigenschaften, insbesondere für den Fall der Abrasion, durchgeführt werden. Die Untersuchungen beschränkten sich auf den Einsatz von Hartlegierungen (Hartmetallen), die hier in unterschiedlichen Zusammensetzungen untersucht und verglichen wurden. So wurden bei abrasiven Verschleißbeanspruchungen Verschleißbeständigkeiten ermittelt, die sogar gesinterten Vollhartmetallen um bis zu Faktor 2,2 überlegen sind. Abb. 8: Ergebnisse der abrasiven Verschleißversuche Besonders bemerkenswert ist hierbei die Tatsache, dass trotz einer um 40-50% geringeren Hartstoffdichte gegenüber den Sinterhartmetallen eine höhere Verschleißbeständigkeit erreicht werden konnte. Dies zeigt zum einen das Potential des Verfahrens, welches neben der hervorragenden Schichtanbindung zum Substrat zweifelsohne in der immensen Vielfalt an möglichen Werkstoffkombinationen liegt. Zum anderen zeigen die erzielten Ergebnisse aber auch, dass die industriell hochgelobten Fein- und Feinstkornhartmetalle nicht grundsätzlich als Universallösung für jegliche Art von Verschleiß anzusehen sind. Vielmehr eröffnet das Laserauftragschweißen eben durch seine Flexibilität nicht nur bezogen auf den Werkstofftyp, sondern auch bezogen auf dessen spezifische Eigenschaften, wie Korngröße, -form und -art ganz neue Möglichkeiten was die Abstimmung von Funktionsoberflächen auf spezifische Anforderungen betrifft. So konnten auch im Jahr 2009 zahlreiche neue Erkenntnisse gewonnen werden, die neue industrielle Anwendungsgebiete erschließen und den Horizont für weitere Forschungsaktivitäten in diesem Bereich erweitern. : Labor für Werkstoffkunde: Prof. Dr. Norbert Jost (PPW-01) Labor für Fertigungstechnik: Prof. Dr. Roland Wahl (PPW-06) Jahresarbeitsbericht

17 2 Die Arbeiten im Überblick Aus der Arbeitsgruppe Stoffstrom- und Ressourcenmanagement EINBLIK Mit großem Erfolg wurden im Jahr 2009 zwei Projekte abgeschlossen, die am IAF federführend innerhalb von Fachprogrammen des BMBF durchgeführt wurden: EINBLIK aus dem Fachprogramm KlimaZwei und KOMSA aus dem Fachprogramm Innovationen als Schlüssel zur Nachhaltigkeit. Das Projekt EINBLIK (Kumulative Emissionsintensitäten zur Bewertung der Klimaschutz-Performance längs Lieferketten; OPM-02) beschäftigte sich mit der Frage, wie Informationen über die klimarelevante Emission von Treibhausgasen in der Wertschöpfungskette einfach und verlässlich weitergereicht werden können, um so einen Anhaltspunkt für die Klimabilanz von Unternehmen und Produkten zu erhalten. Zum krönenden Abschluss des Projektes wurden die Beteiligten von der Fachzeitschrift uwf Umweltwirtschaftsforum im renommierten Springer-Verlag eingeladen, ein Schwerpunktheft zu dem Thema zu bestreiten. Mitautoren waren u.a. die Kooperationspartner von der Universität Braunschweig (Prof. Spengler), von Volkswagen und aus dem Otto-Konzern. Dieses Heft erschien im Frühsommer 2009 und fand weite Beachtung in der Fachwelt. Es ergaben sich Kontakte zur Wirtschaft, u.a. zu PriceWaterhouseCoopers in Berlin, die großes Interesse an den Ergebnissen von EINBLIK haben. Zusammen mit einem KMU wurde in dem Förderprogramm des Bundes KMU innovativ erfolgreich ein Projekt aufgesetzt, das Teilergebnisse des Projektes in konkreten Software-Anwendungen im Rahmen einer Webplattform einfließen lässt (OPM-09). Dabei sind Unternehmen und die IHK aus der Region des Südlichen Oberrheins beteiligt. Auf Landesebene wurde das Innovative Projekt CCARMA gestartet (OPM-08), das die ökonomischen Risiken der Treibhausgasemissionen aus einer einzelwirtschaftlichen Perspektive betrachtet und neue Aspekte in die Diskussion einfließen lässt. Das Projekt wurde maßgeblich von dem wissenschaftlichen IAF-Mitarbeiter Christian Haubach entworfen und wird im Zusammenhang mit seiner Promotion an der Universität Heidelberg bearbeitet. Auf der Bundesebene wurde Prof. Dr. Mario Schmidt gebeten, in einem Netzwerk der Deutschen Umwelthilfe zum Thema Carbon Footprinting mitzuwirken. Das Netzwerk dient als Kommunikationsplattform zwischen Wirtschaft, Wissenschaft und Politik und trifft sich alle 2 Monate in Berlin. International konnte sich Prof. Schmidt in dem peer reviewed Journal of Climate Change Strategies and Management zu dem Thema des Carbon Accounting äußern. Weitere Zeitschriften haben das Thema inzwischen aufgegriffen, darunter auch rein betriebswirtschaftliche Zeitschriften wie jüngst die Zeitschrift für Controlling und Management. So kann mit Recht behauptet werden, dass hinsichtlich der wissenschaftlichen Verwertung und der Impulse für die fachliche Diskussion EINBLIK eines der erfolgreichsten Forschungsprojekte am IAF in den letzten Jahren war. 14 IAF Institut für Angewandte Forschung

18 2 Die Arbeiten im Überblick KOMSA Auch das BMBF-Forschungsvorhaben Kombination von Optimierungsmethoden und Stoffstromanalyse zur Verbesserung des betrieblichen Materialeinsatzes konnte im Jahr 2009 erfolgreich abgeschlossen werden (OPM-04). Das Projekt befasste sich mit mathematischen Optimierungsalgorithmen und ihrer Verwendung in so genannten Stoffstromnetzen das sind Modelle zur Darstellung von Materialund Energieströmen in Produkt- und Produktionssystemen. Sie spielen eine große Rolle, wenn es um das Sichtbarmachen von Einsparoder Verbesserungspotenzialen in der Industrie geht. (Bild rechts: Konvergenzverhalten von Suchalgorithmen bei unterschiedlichen Parametereinstellungen). An dem Projekt waren als Partner neben der Universität Lüneburg auch die Unternehmen Ciba AG (Lampertheim) und Hanomag (Hannover) beteiligt. Bei der Ciba AG wurde ein mehrstufiger Batchprozess zur Herstellung eines halogenhaltigen Additivs für Kunststoffe analysiert (siehe unten links). Mit der im Rahmen von KOMSA weiterentwickelten Methode der Massen- und Energiestromanalyse (MEFA) wurde erstmalig ein chemischer Produktionsprozess gate-to-gate modelliert, bei dem sämtliche Einflussgrößen auf den Prozess berücksichtigt werden können. Der Detaillierungsgrad bei dieser Vorgehensweise richtet sich nach den Bedürfnissen und den erforderlichen Ergebnissen aus Untersuchungen dieser Art. Im vorliegenden Fall wurde ein Schwerpunkt auf die Einbeziehung aller Ressourcen gesetzt, die für den Prozess erforderlich sind. Dies sind neben den klassischen Ressourcen wie Rohmaterialien sowie Energien im weitesten Sinne auch solche wie Mitarbeiter, finanzielle Ressourcen (Kapitalaufwendungen, Abschreibungen, Verzinsung für gelagertes Material, Gemeinkosten), Handhabungsgeräte, Verpackungsmaterial, Zwischenprodukte, Abfallbehandlung/-entsorgung, externe Dienstleistungen. Durch diese Vorgehensweise wurde der Schritt von der ursprünglichen Massen- und Energiefluss Analyse (MEFA) zu der umfassenden Ressourcen Fluss Analyse (Resource Flow Analysis; RFA) verwirklicht, die die strategische Bedeutung dieser Vorgehensweise unterstreicht. Bei der Hanomag GmbH in Hannover wurde hingegen im Rahmen von KOMSA ein Prozess aus der Metallverarbeitung analysiert: der Härtereiprozess, bei dem eine große Menge Energie benötigt wird, die letztendlich als Abwärme verloren geht. Die spannende Frage war hier, welche Optimierungsmöglichkeiten bestehen, z.b. für die Wärmerückgewinnung, die Verbesserung der Prozessführung oder Losgrößenwahl. Dabei wurden verschiedene Ofentypen betrachtet, z.b. der Topfofen (siehe Thermobild oben) oder der Jahresarbeitsbericht

19 2 Die Arbeiten im Überblick Durchstoßofen (siehe Bild unten). Beim Durchstoßofen macht Erdgas den Großteil des Energieinputs aus, während elektrische Energie in ebenfalls großer Menge für die Waschmaschinen in Vor- und Nachwäsche benötigt wird. Wie die Analysen gezeigt haben, sind die Energieverluste des Systems so groß, dass sie zum Betreiben der Waschmaschinenheizung ausreichen und die dort verwendete elektrische Energie komplett substituieren können. Die elektrischen Heizungen für die beiden, jeweils 4000 Liter fassenden Waschwassertanks können vollständig abgeschaltet werden. Wärmetauscher im Ölbad und im Abgasstrang liefern genügend Heizenergie. Darüber hinaus anstehende Wärmeenergie kann in Speichertanks mit diversen Speichermedien (je nach Temperaturbereich Wasser, Salz, Öl etc.) aufgefangen und könnte dadurch anderen Energieabnehmern zur Verfügung gestellt werden. Diese aus energetischer Sicht suboptimale Situation hat sich für die Branche als durchaus typisch dargestellt, handelte es sich doch um weitgehend neue Anlagen auf dem an sich neuesten technischen Stand. Ende des Jahres wurde der Abschlussbericht als Buch veröffentlicht, an dem die Projektpartner auch mitwirkten. Damit sind die Projektergebnisse öffentlich optimal zugänglich. Gleichzeitig wurden verschiedene Publikationen auf den Weg gebracht, u.a. im englisch-sprachigen und peer reviewed Journal Chemical Engineering and Technology im Wiley-Verlag. Sie werden aber erst Anfang 2010 erscheinen. Die chemische Industrie zeigte an den Ergebnissen von KOMSA großes Interesse. So lud die BASF im April 2009 Prof. Schmidt und seine Projektpartner zu Präsentationen nach Ludwigshafen ein, um über die Nutzung der Ergebnisse von KOMSA und weitere Forschungsansätze zu diskutieren. Der IAF-Projektmitarbeiter Hendrik Lambrecht wird im Jahr 2010 seine Dissertation zum gleichen Thema bei der Universität Lüneburg einreichen. Halbleiter / CO 2 -Projekt Prof. Schmidt war mit seinen Mitarbeitern an einem weiteren Forschungsprojekt im Rahmen des BMBF-Programms Klimazwei beteiligt: Technologien und Konzepte zur Minderung von Treibhausgasemissionen bei der Herstellung von Halbleiter-Bauelementen und Solarzellen (OPM-03). Die Federführung hatte die Stuttgarter Firma M+W Zander. Da es hier mit einem weiteren Projektpartner (Centrotherm) zu Verzögerungen in der Projektbearbeitung kam, wurde das Projekt bis Mitte 2009 vom Projektträger verlängert. Der Hintergrund zu diesem Projekt ist, dass durch die Halbleiterindustrie große Mengen an treibhausrelevanten Gasen wie Kohlendioxid (CO2), Schwefelhexafluorid (SF6) und Stickstofftrifluorid (NF3) sowie solchen aus der Gruppe der (teil-)halogenierten Fluorkohlenwasserstoffe ((H-)FKW) freigesetzt werden. In dem Projekt wurden neue Abgasbehandlungstechnologien evaluiert, die die Emissionen von fluorierten Gasen aus der Halbleiter- und Solarzellenproduktion vermindern. Dies ermöglicht die Bewertung ganzheitlicher CO2-Minderungskonzepte hinsichtlich der Steigerung der Energieeffizienz bei der Fertigung. 16 IAF Institut für Angewandte Forschung

20 2 Die Arbeiten im Überblick Dazu wurden die Fertigungsstrukturen in Halbleiter- bzw. Solarmodulfakriken modelliert (unten rechts: Struktur des Solar / Siliziummodells). Als Ergebnis entstand ein Bewertungsinstrument zur Entscheidungsfindung im Fabrikplanungsprozess von Halbleiter- und Solarzellenanlagen, die auch den Anforderungen der Industrie nach einer effektiven und kostengünstigen Methode genügen. Herausragendes Nebenergebnis, das so ursprünglich nicht vorhergesehen werden konnte, waren allerdings neue Erkenntnisse bezüglich der Ökobilanz von Halbleiterprodukten. So zeigte sich im Verlauf des Projektes am IAF, dass in gängigen und internationalen Life Cycle Assessment-Projekten mit viel zu hohen Emissionswerten und Verbrauchsdaten bei der Halbleiterherstellung gerechnet wird. Dies basiert auf veralteten Daten und zu niedrigen Produktivitätsraten, die in den einschlägigen Datenbanken nicht aktualisiert wurden. Ökobilanzen von Elektronikprodukten fallen deshalb schlechter aus, als dies in Wirklichkeit der Fall ist. Das Projekt konnte hier Korrekturen vorlegen, die im Jahr 2010 in die entsprechenden internationalen Datenbanken eingepflegt werden sollen. Außerdem sind dazu dann hochwertige internationale Artikel geplant. DyLiC Bezug zur Ökobilanzierung hat auch das im Rahmen von FHprofUnt geförderte Projekt Dynamic Life Cycle Assessment - Methodische Erweiterung der Ökobilanzierung unter Berücksichtigung kostenrechnerischer Erfahrungen (OPM-05). Hier konnte Prof. Schmidt innerhalb der Fachdiskussion erste innovative Ideen platzieren. Auf dem diesjährigen Ökobilanz-Forum des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) im Oktober in Weihenstephan wurden Ansätze vorgestellt, die aufgrund kostenrechnerischer Erfahrungen einen anderen Umgang bei der Allokation von Umweltbelastungen auf die Produkte von Kuppelprozessen nahelegen. Diese Ansätze wurden auch auf der Herbsttagung der Kommission für Nachhaltigkeit des renommierten Verbandes der Hochschullehrer für Betriebswirtschaft VHB an der TU Dresden vorgestellt und diskutiert. Hier zeichnen sich weitreichende Konsequenzen für die bisherige Ökobilanzpraxis im internationalen Maßstab ab, da nun auch Methoden auf der Basis entscheidungstheoretischer Überlegungen bisher gebräuchliche ad-hoc-ansätze ablösen können. Publikationen dazu sind im Jahr 2010 geplant. Außerdem wurde Prof. Schmidt in den deutschen Unterausschuss von DIN / ISO zur internationalen Normierung des Product Carbon Footprints berufen. Jahresarbeitsbericht

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