JAHRESBERICHT Wintersemester 2012/13 bis Sommersemester 2013

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1 JAHRESBERICHT Wintersemester 2012/13 bis Sommersemester 2013

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3 Jahresbericht Wintersemester 2012/13 bis einschließlich Sommersemester 2013 Dieser Bericht enthält Angaben über den Bestand und die Entwicklung der Hochschule Kempten über den Zeitraum Wintersemester 2012/13 bis einschließlich Sommersemester 2013.

4 Herausgeber: Hochschule für angewandte Wissenschaften Kempten HOCHSCHULLEITUNG Bahnhofstraße Kempten Tel Fax Internet: Redaktion: PR & Kommunikation Sybille Adamer / Annemarie Zeller Druck: Hausdruckerei Auflage: 100 4

5 Inhaltsverzeichnis Seite Bericht des Präsidenten 6 Bericht des Vizepräsidenten für Forschung und Entwicklung 11 Bericht des Vizepräsidenten für Lehre und Qualitätsmanagement 54 Berichte aus den Fakultäten: Betriebswirtschaft 57 Elektrotechnik 66 Informatik 71 Maschinenbau 85 Soziales und Gesundheit 94 Tourismus 97 Bericht der Professional School of Business & Technology 105 Berichte der Verwaltungsreferate: Kommunikation und Studienberatung 108 International Office 129 Personalamt 146 Studienamt 149 Berichte aus den zentralen Einrichtungen: Bibliothek 154 Verwaltungs-IT 158 Berichte spezieller Funktionsträger: Frauenbeauftragte 165 Förderkreis 167 Anhang (Statistiken) 168 Mitglieder des Kuratoriums 172

6 Präsident Bericht des Präsidenten Prof. Dr. Robert F. Schmidt Das Studienjahr 2012/2013 war insbesondere gekennzeichnet durch die Entwicklung neuer attraktiver Studienangebote mit innovativen Zeitmodellen, der Förderung der Vereinbarkeit von von Frauen, Familie und Beruf bzw. Studium, dem konsequenten Ausbau von Forschung und Entwicklung, der Akquise und Umsetzung von internationalen, innovativen Kooperationsmodellen und Lehrangeboten sowie den erheblichen Anstrengungen im Zuge der geplanten Erweiterung des räumlichen und der Bewältigung des personellen Ausbaus. Diese Aufgaben sind nur durch den tatkräftigen Einsatz und das Engagement aller Hochschulmitglieder, der vielfältigen und wohlwollenden Unterstützung unserer Förderer in Wirtschaft und Politik sowie der partnerschaftlichen Zusammenarbeit mit den Vertretern des Wissenschaftsministeriums zu bewältigen. Sie alle tragen dazu bei, dass sich die Hochschule im Wettbewerb behaupten kann und die Grundlagen für eine erfolgreiche Weiterentwicklung gelegt sind. Dafür spreche ich hiermit im Namen der gesamten Hochschulleitung allen Beteiligten meinen ganz besonderen, herzlichen Dank und meine Anerkennung aus. Im Bewerbungszeitraum 2013 haben sich Studieninteressenten für rund Studienplätze beworben. Die Hochschule erreichte damit erneut einen Bewerberhöchststand. Mit der Einrichtung des Online-Bewerberportals konnten sich die angehenden Studierenden dabei erstmals über HISinOne APP um die begehrten Studienplätze bemühen. Insgesamt steigerte sich die Bewerberzahl gegenüber 2012 um 3,5 %. Die Gesamtstudierendenzahl erhöhte sich im Wintersemester 2012/13 gegenüber dem Vorjahr (4.588) auf 4.955, dennoch war in einzelnen Studiengängen ein leichter Rückgang der Studienanfängerzahlen zu verzeichnen. Mit dem Start der Bachelorstudiengänge Maschinenbau, Wirtschaftsingenieurwesen Maschinenbau sowie Wirtschaftsingenieurwesen Elektro- und Informationstechnik zum Wintersemester 2012/13 fanden die Umstellungen im Rahmen des Bolognaprozesses an der Hochschule Kempten ihren Abschluss. Für die beantragten neuen Studiengänge, dem Weiterbildungsstudiengang Supervision, Organisationsberatung & Coaching sowie dem Masterstudiengang Produktentwicklung im Maschinen- und Anlagenbau erteilte das Bayerische Staatsministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst die entsprechenden Genehmigungen. Mit 15 Studienanfängern startete im Wintersemester 12/13 erstmals der konsekutive Masterstudiengang Innovationen und Unternehmertum im Tourismus. Sehr erfolgreich verlief auch der Start des konsekutiven Masterstudiengangs Produktentwicklung im Maschinen- und Anlagenbau im Sommersemester Mit 24 Studienanfängern erfreute er sich großer Resonanz. Intensiv befasste sich die Hochschulleitung mit der Entwicklung attraktiver neuer Weiterbildungs- und berufsbegleitender Studienangebote. Mit der Erweiterung des Teilzeit- Studienangebots in neuen und bereits etablierten Studiengängen reagierte die Hochschulleitung 6

7 Präsident auf den wachsenden Bedarf nach zeitlich flexibleren Studienmodellen. Darüber hinaus setzte sie entscheidende Akzente zur Vereinbarkeit von Familie, Studium und Beruf. Diese Studienzeitmodelle kommen zudem der steigenden Zahl an wissenschaftlichen Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen in Forschungsprojekten entgegen, die neben ihren Forschungsaufgaben vielfach ein fachlich adäquates und qualitativ hochwertiges Masterstudium absolvieren. Allein in diesem Berichtszeitraum wurden darüber hinaus drei konsekutive Masterstudiengänge beantragt. Als erste staatliche Hochschule für angewandte Wissenschaften führte die Hochschule Kempten ein Bachelorstudium in Informatik Game Engineering ein. Sie reagierte damit auf den aktuellen Bedarf an technisch orientierten Fachkräften im Bereich des Infotainments. Mit der breiten Grundlagenausbildung der Informatik steht den Absolventen und Absolventinnen ein großes Branchen-Spektrum wie bspw. in der Flugsimulation und Automotive-Industrie offen. Der konsekutive Masterstudiengang Energietechnik richtet sich insbesondere an einschlägige Bachelor- oder Diplomabsolventinnen und -absolventen, die mit dem Master eine hochwertige Weiterqualifizierung anstreben. Nicht zuletzt durch die Energiewende sind zukünftig zahlreiche Arbeitsplätze in diesem Sektor zu erwarten. Im politischen und öffentlichen Interesse stand die Entwicklung des Masterangebots Fahrerassistenzsysteme. Mit erheblichem persönlichen Engagement des Kollegiums und in fachlich enger Zusammenarbeit mit Marktführern der Branche sowie der Unterstützung des Staatsministeriums für Wissenschaft, Forschung und Kunst wurde der interdisziplinären Masterstudiengang Fahrerassistenzsysteme mit Kenntnissen aus den Bereichen Elektrotechnik und Elektronik, Informatik sowie Maschinenbau (z. B. Fahrzeugdynamik) entwickelt und dem Wissenschaftsministerium zur Genehmigung vorgelegt. Im Wintersemester 2012/13 stellten sich die amtierenden Vizepräsidenten zur Neuwahl für die fünfsemestrige Amtsperiode ab Mit einem einstimmigen Votum bestätigte der Hochschulrat die hervorragende Arbeit der Kandidaten während ihrer vorangegangenen Amtsperiode. Damit wird zum Sommersemester Professor Dr.-Ing. Andreas Rupp (Fakultät Maschinenbau) seine dritte Amtsperiode als Vizepräsident für Forschung und Entwicklung antreten und Prof. Dr.-Ing. Frank Niemeier wird seine Amtsgeschäfte als Vizepräsident für Lehre und Qualitätsmanagement in der zweiten Periode fortführen. Der Hochschulleitung wurde damit die Möglichkeit gegeben in bisheriger Zusammensetzung unter Leitung des Präsidenten Prof. Dr. Robert F. Schmidt und Mitwirkung des Kanzlers RD Christian Herrmann kontinuierlich an der Umsetzung der strategischen Ziele und Schwerpunktsetzungen weiter arbeiten zu können. Der Fokus der Tätigkeiten der Hochschulleitung lag im Berichtszeitraum insbesondere in der Umsetzung der Maßnahmen zur Erfüllung der laufenden Zielvereinbarungen sowie in der Realisierung der zweiten Tranche des Ausbauprogramms. Ein weiterer Schwerpunkt ihrer Aktivitäten lag in der Festschreibung der hochschulpolitischen Ziele der Hochschule im Rahmen der Ausgestaltung des im Juli 2013 unterzeichneten Innovationsbündnisses Mit den Zielen Forschung und Entwicklung, Internationalisierung sowie IT-Strukturen und Kommunikation trägt sie den aktuellen Erfordernissen zur Sicherung der qualitativen Leistungsfähigkeit der Hochschule im nationalen und internationalen Wettbewerb Rechnung. 7

8 Präsident Unter diesem Aspekt erarbeitete sie darüber hinaus in enger Abstimmung mit den Fakultäten und dem Hochschulrat einen gemeinsamen Standpunkt zur politisch forcierten Differenzierung der Hochschullandschaft. In dessen Ergebnis hat die Hochschulleitung das Profil der Hochschule Kempten als Regionale Hochschule gefestigt und wird es weiter ausbauen. Mit Nachdruck verfolgte die Hochschulleitung die Genehmigung der neuen Bildungsangebote im Bereich Gesundheit und Generationen. Trotz intensiver Gespräche mit den zuständigen Vertretern der Staatsregierung konnte im Berichtszeitraum keine Finanzierungszusage erreicht werden. Konsequent förderte die Hochschulleitung den Ausbau der anwendungsbezogenen Forschung und Entwicklung. Neben dem weiteren Ausbau des Technologien Netzwerk Allgäu an den Standorten Memmingen, Kaufbeuren und Kempten wurde der im Kontext zur Konversion von Bundeswehrflächen im Umfeld der Energiewende erarbeitete Konzeptentwurf für ein Forschungszentrum Energieeffiziente Mobilitätssysteme fertig gestellt. Ausgangsbasis dieses Konzepts waren bereits laufende, im Rahmen nationaler Wettbewerbe gewonnene Projekte. Ziel ist, das Allgäu als außeruniversitären Forschungsstandort in einem zukunftsträchtigen Technologiefeld zu etablieren und im nationalen Netzwerk von Forschungseinrichtungen einen anerkannten Stellenwert zu erlangen. Darüber hinaus ist die Hochschulleitung weiterhin verstärkt bemüht, Mittel des bundesweiten Investitionsprogramms Energiewende einzuwerben und den räumlichen Ausbau als Basis für einen aktiven Wissenschaftsbetrieb voran zu treiben. Eng verbunden mit der Konzeptionierung des Masterstudiengangs Fahrerassistenzsysteme war die Erarbeitung eines Alternativkonzepts für die Konversionsflächen in Kaufbeuren. Gemeinsam mit dem ADAC wurde unter Einbringung des Forschungsprofils der Hochschule ein Testfeld für die Entwicklung moderner, international wettbewerbsfähiger Fahrerassistenzsysteme geplant. Das fertiggestellte Konzept zur Einrichtung eines Forschungs-, Lern- und Testfelds Fahrerassistenzsysteme wurde dem Staatsministerium zur Genehmigung vorgelegt. Die Berücksichtigung der zukünftigen Herausforderungen des demografischen Wandels, der Gesundheit und der Mobilität bildeten einen weiteren Aspekt der Aktivitäten der Hochschulleitung. Im Rahmen des Projekts Technologienetzwerk Bayerisch-Schwaben für Ressourceneffizienz und Health Care Management konnte die Forschungsprofessur Effiziente Fahrzeugantriebssysteme sowie eine Mitarbeiterstelle mit zwei Forschungsmitarbeitern besetzt werden. Eine weitere Forschungsprofessur Getriebe- und Antriebstechnik wurde vorbereitet. Verstärkt wurde das Projekt durch die Einberufung einer Forschungsgruppe Energie und Ressourceneffizienz in der Fahrzeug- und Werkstofftechnik, die sich aus Professoren mit fachspezifischen Kernkompetenzen zusammensetzt. Im Bereich Health Care Management konnte eine Forschungsprofessur Gesundheitstourismus besetzt werden. Intern widmete sich die Hochschulleitung intensiv der nachhaltigen Umsetzung und flächendeckenden Implementierung des Qualitätsmanagementsystem (QMS). Nicht zuletzt wurde damit eine wesentliche Grundlage für die Einführung der Systemakkreditierung gelegt. 8

9 Präsident Eng damit verbunden war die weitere Umsetzung des audit familiengerechte hochschule. Mit den bestehenden Synergieeffekten stellte die Hochschulleitung die Berücksichtigung der Genderaspekte in allen Bereichen der Organisations- und Prozessentwicklung sicher. Darüber hinaus wurde die Fortschreibung des Gleichstellungskonzepts manifestiert. Die Novellierung der Professoren W-Besoldung in einer Richtlinie vom erlaubte dem Präsidenten den erforderlichen Handlungsrahmen für Berufungsverhandlungen mit hochqualifizierten Bewerbern. Im Ergebnis von 18 Berufungsverhandlungen erhielten unter Berücksichtigung der Gutachten über die fachliche, pädagogische und persönliche Eignung 16 Kandidaten, darunter zwei Professorinnen, einen Ruf an die Hochschule Kempten. Durch die Umsetzung zweier Professoren auf Forschungsprofessuren konnten die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten der Hochschule verstärkt werden. Die im Rahmen einer Gesetzesänderung des Bayerischen Hochschulgesetzes fest geschriebene Stärkung der Studierendenvertretung im Senat wurde in der Grundordnung der Hochschule entsprechend abgebildet. Damit erhöhte sich neben der Mitgliederzahl der Professoren und Professorinnen auch die Zahl der externen Hochschulratsmitglieder auf insgesamt zehn. Als neue externe Hochschulratsmitglieder ab Oktober 2013 wurden Frau Prof. Dr. Barbara Dockhorn- Dworniczak und Herr Friedrich Hesemann dem Staatsminister zur Bestellung vorgeschlagen. Dem Hochschulrat gehörten im Berichtszeitraum an: die externen Mitglieder Dipl.-Ing.(ETH) Wolfgang Schultz (Vorsitzender), Markus Brehm, Dr. Anna-Maria Fäßler, Dr. Andreas Froschmayer, Michael Hauke, Prof. Dr. Andreas Menzl, Arne Rösch und Christian Traumann sowie als gewählte Vertreter des Senats die internen Mitglieder Prof. Dr. Ulrich Bauer, Prof. Dr. Gregor Bischoff, Prof. Dr. Günter Eberl, Ralf Greif, Prof. Dr. Dirk Jacob, Prof. Dr. Frank Oerthel, Jochen Ringholz und Katharina Grath. Darüber hinaus unterstützte und förderte das Kuratorium als unabhängiges Beratungsgremium in erheblichem Maße die Interessen und Aufgabenerfüllung der Hochschule in der Öffentlichkeit. Als Mitglieder des Kuratoriums wirkten ehrenamtlich: Senator e.h. Dr. Karl Schwiegelshohn, Staatsminister Thomas Kreuzer, OB Stefan Bosse, Peter Dobler, Prof. Dr. Barbara Dockhorn- Dworniczak, MdL Thomas Gehring, Alfred Geißler, Richard Geßwein, Dieter Groher, Manfred Grundner, Michael Geschwender, Friedrich Hesemann, Thomas Holderried, Klaus Holetschek, Dr. Ivo Holzinger, Landrat Gebhard Kaiser, Helmut Kalteis, Staatssekretär Dr. Gerd Müller, MdB, MdL Ulrike Müller, OB Dr. Ulrich Netzer, Gerhard Pfeifer, Staatssekretär Franz Pschierer, MdL, Dr. Ulrich Reiners, Andreas Ruland, Gerhard Schlichtherle, Jürgen Schmid, Landrat Elmar Stegmann, MdB Stephan Thomae, MdL Dr. Paul Wengert. Ein Höhepunkt in der Zusammenarbeit im Berichtszeitraum war die Einwerbung von Deutschlandstipendien für herausragende Studierende unserer Hochschule. Zum Wintersemester 2012/13 wurden 37 Patenschaften für begabte Studierende übernommen. Die feierliche Zeremonie zur Übergabe der Stipendienurkunden an die Stipendiaten erfolgte im Beisein der Spenderfirmen im November

10 Präsident Das Projekt Hörsaalsponsoring lief auch in diesem Berichtszeitraum außerordentlich erfolgreich. In den technischen Fakultäten sind alle Hörsäle und eine Vielzahl an Laboren mit Namen von Unternehmen bzw. Personen aus der Wirtschaft versehen. In den Fakultäten Betriebswirtschaft, Tourismus und Soziales und Gesundheit stehen nur noch wenige Hörsäle für Sponsoren zur Verfügung. Der sechsstellige Betrag an Sponsoringmitteln konnte so auch in diesem Berichtszeitraum gesichert werden. Im Haushaltsjahr 2012 verfügte die Hochschule insgesamt über Drittmittel in Höhe von rund vier Millionen Euro. Mit erheblichem zeitlichen und organisatorischen Aufwand gestalteten sich die vorbereitenden Maßnahmen im Zuge der Kompensation der Studienbeiträge durch staatliche Studienzuschüsse ab Wintersemester 2013/14. Obwohl die Hochschulleitung stets bestrebt war, die Studienbeitragseinnahmen im Sinne der Verbesserung der Studienbedingungen zeitnah einzusetzen, war es angesichts erheblicher zeitlicher Verzögerungen bei Beschaffungen von Sachmitteln und Einstellungen von Mitarbeitern und Mitarbeiterinnen nicht einfach, die nachweislich begründeten Reservebildungen der Fakultäten entsprechend der ministeriellen Vorgabe in kurzer Zeit auf 10 % abzuschmelzen. Besonders problematisch zeigte sich im Rahmen der Bewirtschaftung der Studienzuschüsse die Begrenzung der zulässigen Personalausgaben auf 50% des Gesamtbetrages. Die erzielten Ergebnisse des Berichtszeitraums sind der Verdienst vieler Beteiligter. Ohne deren Kooperation, Engagement, kreativen Ideen und Unterstützung auf kommunaler und politischer Ebene wären diese Leistungen nicht möglich gewesen. Dafür möchte ich Ihnen im Namen der Hochschulleitung nochmals recht herzlich danken. 10

11 Forschung und Entwicklung Bericht des Vizepräsidenten für Forschung und Entwicklung Prof. Dr.-Ing. Andreas Rupp Forschung und Kooperation: Im Berichtszeitraum konnte die Einwerbung von Drittmitteln durch das in 2007 gegründete Forschungszentrum Allgäu an der Hochschule Kempten stark ausgebaut werden. Die zahlreichen Forschungs- und Entwicklungsprojekte werden mit Mitteln der regionalen Industrie sowie aus bayerischen, nationalen und europäischen Forschungsprogrammen finanziert. Der Hochschule standen damit Drittmitteleinnahmen in erheblichem Umfang zur Verfügung, die insbesondere für die Anstellung von jungen IngenieurInnen, InformatikerInnen und BetriebswirtInnen eingesetzt wurden. Diese Mitarbeiter werden von den Professoren der Hochschule im Rahmen der anspruchsvollen Aufgabenstellungen zum wissenschaftlichen Arbeiten angeleitet. Im Folgenden sind Beispiele aus der Vielzahl der bearbeiteten bzw. neu eingeworbenen Forschungs- und Entwicklungsvorhaben beschrieben: 1. Projekte der Fakultät Maschinenbau 1.1 GeoSol Prof. Dr. Matthias Stiefenhofer, Fakultät Maschinenbau Intelligente Kopplung der Energiequellen Sonne und Erde mittels moderner Methoden aus Simulation, Monitoring, Energie- und Regelungstechnik: Ein von der Lindenberger Firma Stiefenhofer neu erstelltes Betriebsgebäude wird von der Hochschule Kempten als Demonstrationsgebäude für innovative Energien genutzt. Finanziert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie BMWi im Rahmen des Programms Energieoptimiertes Bauen analysiert und verbessert die Hochschule Kempten im Rahmen des Forschungsprojektes GeoSol das dort bestehende Energiesystem mit modernen wissenschaftlichen Methoden aus den Bereichen Regelungstechnik, Mathematik und Simulation. Mit Hilfe einer computergesteuerten Kopplung der Energieflüsse zwischen Solarthermie (Sonnenwärme) und Geothermie (Erdwärme) soll letztendlich eine bestmöglich ausgelegte Energieversorgung und Energieproduktion verwirklicht werden. Entstanden ist ein Energiehybridsystem, welches in den Testperioden Winter 11/12 und Winter 12/13 eine Stromeinsparung von 20% gegenüber einem konventionell arbeitenden Vergleichssystem ermöglichte, bei gleichzeitiger Reduzierung der benötigten Erdkollektorfläche um 50%. Die wissenschaftliche Begleitung erfolgt durch das Fraunhofer Institut für Solare Energiesysteme in Freiburg. Quellenergie Wärmepumpe 47% Luft / Strahlung 22% Regeneration 31% Erdwärme 11

12 Forschung und Entwicklung Stand Winter 2011/12 und Winter 2012/13 : Stromeinsparung 20%, Reduktion der benötigten Erdkollektorfläche um 50%

13 Forschung und Entwicklung 1.2 Stanz-Biege-Kompetenzzentrum Prof. Dr. Christian Donhauser, Dipl.-Wirt.-Ing. (FH) Matthias Menzl - Fakultät Maschinenbau Mit dem Stanz-Biege-Kompetenzzentrum ist an der Hochschule Kempten eine nachhaltig wissenschaftliche Einrichtung geschaffen worden. Auch in 2013 konnten wieder Forschungs- und Entwicklungsprojekte mit zahlreichen Industriepartnern generiert werden, sodass insbesondere den beiden Zielsetzungen des Stanz-Biege Kompetenzzentrums a) Schaffen einer Einrichtung für Technologie und Innovationen der Stanz-Biege-Technologie im Bereich des Maschinenbaus; b) Aufbau eines Wissens- und Technologietransfers (Stichwort: Netzwerkbildung) erfolgreich Rechnung getragen wurde. Das Stanz-Biege-Kompetenzzentrum untersucht und erarbeitet in zielführenden wissenschaftlichen Untersuchungen für eine wirtschaftliche und technisch innovative Fertigung bzw. Produktion in Zusammenarbeit mit den Industriepartner die vielfältigen und vielschichtigen Interaktionen insbesondere zwischen dem zu bearbeitenden Werkstoffspektrum, den neuartigen Schneidwerkstoffen und den jeweiligen Schmierstoffen. Die zentralen Forschungsthemen und schwerpunkte lassen sich wie folgt beschreiben: Werkzeug Entwicklung, Konstruktion und Fertigung zielführender Aktivelemente insbesondere für den innovativen Einsatz einer wirtschaftlichen Fertigung. Prozess Durchführung von Umformversuchen und Untersuchungen im Dauerbetrieb insbesondere mit neuartigen Werkstoffen unterschiedlicher Festigkeitsklasse, chemischer Zusammensetzung und Blechdicke zur Ermittlung erreichbarer Standmengen und Teilequalitäten. Schmiermittel Durchführung von Umformversuchen mit Variation des Schmiermittels und des Beölungszustandes Beschichtungen Durchführung von Umformuntersuchungen zur Verbesserung erreichbarer Standmengen und Qualitäten im Vergleich zu bisherigen, konventionellen Werkzeugwerkstoffen. Standzeit Ermittlung der Versagenskriterien bei der Blechbearbeitung insbesondere in Abhängigkeit über die zu produzierende Stückzahl 1.3 Rückfederungsverhalten federharter Bänder beim Biegen Prof. Dr. Christian Donhauser, Fakultät Maschinenbau Die Zielsetzung für das am gestartete AiF-Forschungsprojekt ist die systematischen wissenschaftliche Untersuchung der Biegeeigenschaften unter Berücksichtigung der zentralen Einflussgrößen Umformgeschwindigkeit, Biegeverfahren und der Halbzeugeigenschaften. Anschließend werden daraus die optimalen Prozessfenster identifiziert, die in einer wirtschaftlichen und industriellen Fertigung bzw. Produktion prozesssicher durchführbar sind. 13

14 Forschung und Entwicklung Dieses Wissen ist eine unabdingbare Voraussetzung für den erfolgreichen Einsatz von Stanz-/ Biegeteilen aus federharten Bändern mit dementsprechend engen und prozesssicher einhaltbaren Toleranzen. Die Qualitätsanforderungen, welche durch die Kunden der bandverarbeitenden Federnindustrie gestellt werden, nehmen stetig und signifikant zu. Auch in den Einsatzgebieten von Federn aus Bandmaterial geht der Trend immer stärker in Richtung Gewichtsreduzierung und Miniaturisierung, weswegen verstärkt hoch- und höchstfeste Halbzeuge eingesetzt werden. Die elastische Rückfederung dieser Werkstoffe bei der Umformung bereitet nach dem aktuellen Stand der Technik erhebliche Probleme für die prozesssichere Einhaltung der engen Toleranzanforderungen. Über die Streuung und Beeinflussungsmöglichkeiten der Rückfederung federharter Bänder infolge von Chargenschwankungen und Einstellungen von Prozessparametern liegen bisher keine systematischen Erkenntnisse und Untersuchungen vor. Während teilweise über den Einfluss des Werkstoffes, der Materialstärke und des Biegeradius auf das Rückfederungsverhalten und die erreichbare Teilequalität beim Biegen Erkenntnisse vorliegen, sind über technologische Punkte wie den Einfluss des Biegeverfahrens und der Biegegeschwindigkeit keine systematischen Untersuchungen bekannt. Aus fertigungs- und produktionstechnischer Sicht sind jedoch hohe Umformgeschwindigkeiten und störungsfreie robuste Umformprozesse unabdingbar, um wirtschaftlich anbieten und fertigen zu können. Die im Berichtzeitraum angestrebten und erarbeitenden Forschungsergebnisse lassen sich daher wie folgt beschreiben: Ermittlung des Einflusses der Werkstoffeigenschaften Identifikation geeigneter Werkstoffkennwerte zur optimalen Spezifikation federharter Bänder für die prozesssichere Biegeumformung Definition optimaler Geometrie- und Verfahrensparameter für das Biegen federharter Bänder Einfluss der Umformgeschwindigkeit auf die Rückfederung bei verschiedenen Werkstoffen Dieses AiF-Projekt hat ein Fördervolumen von insgesamt ca Euro bei einer Laufzeit von zwei Jahren. Die wissenschaftlichen Untersuchungen werden in gemeinsamer partnerschaftlicher Arbeit zusammen mit dem Fraunhofer-Institut für Werkzeugmaschinen und Umformtechnik, Chemnitz durchgeführt. Die Förderung zweier Forschungsstellen in der Kombination Fraunhofer/Universität und Fachhochschule erfolgt mit diesem Forschungsvorhaben in der Geschichte der AiF erstmalig mit der Hochschule Kempten. 1.3 Untersuchung und Bewertung innovativer keramischer Aktivelemente (Schneidstoffe) für den industriellen Einsatz in der Stanz-Technik, Prof. Dr. Christian Donhauser, Prof. Dr. Matthias Leonhardt, Fakultät Maschinenbau Die Zielsetzung dieses Forschungsprojektes ist das Potential keramischer Werkstoffe für einen wirtschaftlichen industriellen Einsatz als Aktivelement im Stanz-Biege-Prozess zu untersuchen und aufzuzeigen. Keramische Werkstoffe bieten auf Grund ihrer prinzipiell hohen Härte, Druckfestigkeit und Verschleißfestigkeit einerseits vielversprechende Eigenschaften, andererseits könnten sich ihre Sprödigkeit und die geringe Biegefestigkeit nachteilig auswirken. Durch eine umfassende Untersuchung verschiedener neuartiger keramischer Werkstoffansätze in anwendungsnaher Umgebung werden somit sowohl grundsätzliche als auch spezifische Einsetzbarkei- 14

15 Forschung und Entwicklung ten dieser Werkstoffklasse in der Stanz-Technik evaluiert. Wissenschaftlich fundierte und vergleichbare Untersuchungen liegen für solche neuartigen keramischen Werkstoffansätze bislang noch nicht vor. Im Berichtzeitraum haben zusammen mit den Projektleitern vier wissenschaftliche Mitarbeiter einen exemplarischen anwendungsnahen Stanzprozess ausgewählt, an welchem die verschiedenen Aktivelemente untersucht und verglichen werden. Im Besonderen orientieren sich dabei die festgelegte Geometrie des Aktivelementes und die zu bearbeitenden Materialien an den industriellen Anforderungen und dem Input der Projektpartner aus der Industrie. Auf dieser Basis werden die erforderlichen applikationsspezifischen mechanischen und thermischen Eigenschaftsprofile der Aktivelemente herausgearbeitet und die vielversprechendsten keramischen Werkstoffansätze selektiert. Eine Implementierung der betreffenden Keramikelemente in den Stanzprozess ermöglicht es dann fertigungsspezifischen Kenngrößen unter Berücksichtigung des Werkstoffverhaltens und in Abhängigkeit verschiedener Prozessparameter (wie z.b. der Umformgeschwindigkeit) zu ermitteln. Dieses Forschungsprojekt erhebt daher in Zusammenarbeit mit den ausgewählten Industrieund Projektpartnern den Anspruch, die vielfältigen und vielschichtigen Interaktionen zwischen dem zu bearbeitenden Werkstoffspektrum (hochleitfähige Kupferlegierungen, hochfeste Stahlwerkstoffen) und den innovativen keramischen Schneidwerkstoffen für die wirtschaftliche Stanz- Bearbeitung zielführend zu untersuchen und zu erarbeiten. Das Projekt wird von KME Kompetenzzentrum Mittelstand GmbH mit einem Fördervolumen von ca ,- bei einer Laufzeit von 15 Monaten gefördert. 1.5 Industriearbeitskreise Stanz-Biege-Technik und Verzahnungstechnologie, Prof. Dr. Christian Donhauser, Fakultät Maschinenbau Neben den Forschungsprojekten sind noch zwei Industriearbeitskreise zum einem zum Thema Stanz-Biege-Technik (gegründet 2007) und zum anderen zum Thema Verzahnungstechnologie (gegründet 2009) von Bedeutung. In diesen Arbeitskreisen treffen sich in regelmäßigen Abständen Vertreter aus der Industrie um gemeinsam an der Hochschule Kempten in einer wettbewerbsfreien Atmosphäre Problemfelder sowie innovative Themen und Fragestellungen gemeinsam zu diskutieren. Aus diesen Aktivitäten der Arbeitskreise wurden im Berichtszeitraum 2013 mehrere Wahlfächer konzipiert und sehr erfolgreich durchgeführt. In speziellen Vorlesungen und Exkursionen boten insbesondere einige der beteiligten Firmen den Maschinenbaustudierenden des 7. und 8. Semesters einen Einblick in ihre jeweiligen Problem- und Aufgabenstellungen der Stanz-Biege- Technik bzw. Verzahnungstechnologie. Weiterhin liefen einige bilaterale wissenschaftliche Untersuchungen sowie die Durchführung von Forschungsprojekten insbesondere zu den Fragestellungen, die in den jeweiligen Arbeitskreisen formuliert wurden. Zwei öffentlich geförderte Forschungsprojekte konnten somit auch in 2013 bearbeitet werden. Zielsetzung der Arbeitskreise für die Hochschule Kempten ist auch weiterhin einerseits die Aufnahme der aktuellen Themen der Industrie in die Ausbildung der Studierenden u.a. als potenzielle zukünftige Mitarbeiter dieser Firmen und andererseits Fragestellungen als innovative Themen für mögliche gemeinsame Forschungsprojekte zu identifizieren. 15

16 Forschung und Entwicklung 1.6 InnoKKK Prof. Dr. Jost Braun, Dipl.-Ing. Michael Becker, Fakultät Maschinenbau Regenerativ betriebene, innovative Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlage; Teilprojekt des Bayerischen Forschungsverbunds Energieeffiziente Technologien und Anwendungen (FORETA): Ziel dieses Projekts war die Integration eines regenerativ betriebenen Blockheizkraftwerks, einer solarthermischen Anlage und einer Adsorptionskältemaschine in ein effizientes Energiesystem kleiner Leistung (< 15 kw). Diese Art der Kopplung wird solar-unterstützte Kraft-Wärme-Kälte- Kopplung genannt. Das Blockheizkraftwerk wandelt dabei die regenerativ gewonnene Energie aus Biomasse in Strom und Wärme um. Diese Wärme und die der solarthermischen Anlage können zum einen direkt in ein Heizungssystem eingespeist werden, zum anderen aber auch zum Antrieb der Adsorptionskältemaschine verwendet werden. Die Adsorptionskältemaschine dient im Sommer zur Erzeugung von Kälte zur Raumklimatisierung. Zur bedarfsgerechten und energieeffizienten Nutzung der jeweiligen Energieformen Strom, Wärme und Kälte sind Energiespeicher vorgesehen, die bei geringer geforderter Gebäudelast Energie aufnehmen und zu Zeiten hoher Last wieder zur Verfügung stellen. Dabei ist vor allem die Regelung der verschiedenen Speicher von entscheidender Bedeutung. Die Ergebnisse zeigen, dass das Energiesystem der solar-unterstützten Kraft-Wärme-Kälte- Kopplung deutliche energetische Vorteile gegenüber dem Stand der Technik hat und dabei unter günstigen Rahmenbedingungen wirtschaftlich betrieben werden kann. Es wurde aber deutlich, dass noch nicht das gesamte Potenzial des Energiesystems ausgeschöpft wurde. So sind in den Bereichen der Rückkühlung und des Gesamtsystems durch intelligente Regelung weitere Optimierungspotenziale vorhanden. Hierzu ist es notwendig, stationäre dauerhafte Messtechnik an den Rückkühlern zu implementieren, um eine detaillierte und dynamisch gemessene Datengrundlage zu bekommen. Zudem sollte der Einfluss des Aufstellorts der Rückkühler auf mögliche Rückkühltemperaturen analysiert werden. Für die ganzjährige Beurteilung sollte im Weiteren der Wärmepumpenmodus der AdKM vermessen werden. Hierbei sollte ebenfalls ermittelt werden, wann die Solarwärme für den Wärmepumpenbetrieb und für die direkte Nutzung auf dem Heizungstemperaturniveau effizienter einzusetzen ist. Zur Bearbeitung dieser Forschungsfragen wurden mehrere Anträge eingereicht. Im Rahmen des Forschungsprojekts InnoKKK wurden eine Dissertation, zwei Masterarbeiten und 6 Diplomarbeiten erstellt sowie eine Reihe von Vorträgen, Poster und wissenschaftliche Artikel veröffentlicht. 1.7 Forschungsschwerpunkt Monitoring, Prof. Dr. Andreas Rupp, Fakultät Maschinenbau Unter Monitoring wird allgemein die messtechnische Langzeitüberwachung der Funktion und des Zustandes von Strukturen, Komponenten und Prozessen bei Maschinen, Fahrzeugen, Produktionsanlagen etc. verstanden. Mit innovativen Monitoring-Verfahren und geeigneten Bewertungsstrategien lassen sich Sicherheit und Wirtschaftlichkeit technischer Einrichtungen entscheidend erhöhen. Die folgenden Anwendungsgebiete sind für die Hochschule von aktuellem Interesse: Flugzeuge: Entwicklung von Verfahren und Werkzeugen zur zustandsabhängigen Wartung, Erfassung von Überlasten 16

17 Forschung und Entwicklung Schienenfahrzeuge: Reduzierung des hohen Wartungsaufwandes Nutz- und Sonderfahrzeuge: Prädiktive Diagnose, d. h. Erkennen eines nutzungsbedingten Wartungsbedarfs und von sich ankündigenden Schäden; Verringerung der Life-Cycle Kosten Werkzeugmaschinen und Produktionsanlagen: Ermittlung wissensbasierter Entscheidungshilfen, um die Prozess-Parameter bei der Einstellung auf ein neues Produkt vorzunehmen und für eine Online-Überwachung, um Abweichungen der Parameter vom Normwert anzuzeigen Kirchenglocken: Schadenfrüherkennung Monitoring ist der Sammelbegriff, bei dem es sich technisch um die Messdatenerfassung unter realen Betriebsbedingungen handelt und unter dem sich Themen wie Zustandsüberwachung, Condition Monitoring, Structrual Health Monitoring oder auch Predictive Maintenance befinden. Monitoring unterstützt Hersteller und Betreiber technischer Systeme bei der Verhaltens- und Eigenschaftsbeobachtung. Monitoringobjekte sind mechanische Objekte wie Fahrzeuge, Flugzeuge, Maschinen, Anlagen oder Bauwerke aller Art. Beobachtet wird deren physikalisches Verhalten unter realen Einsatzbedingungen mittels einer geeigneten Mess- und Analysetechnik. Monitoring Daten führen zu einem unmittelbaren Nutzen und sind daher von hoher Relevanz. Entwicklungsprozesse werden unterstützt mit realen Messdaten, die in die Optimierung von Simulationsmodellen und Prüfstandskonzepten einfließen. Massive Kostensparpotentiale ergeben sich durch optimierte Wartungspläne und objektivierbare Gewährleistungsfragen beim Betrieb von z. B. Fahrzeugen, Maschinen oder auch Bauwerken. Im Zuge der immer leistungsfähigeren Telekommunikation, Internettechnologie und neuen innovativen Messtechnik- und Sensortechnologie ergeben sich neue Chancen für breite Anwendungsgebiete, die sich universell und kostengünstig adressieren lassen. Es ist zu erwarten, dass dieser bisherige Nischenmarkt große Wachstumspotentiale hat. 1.8 AMETYST Prof. Dr. Gerhard Krötz, Fakultät Maschinenbau Autarke flexible Monitoringeinheiten zur Überwachung technischer Systeme: Die Forderung nach mehr Wirtschaftlichkeit und Umweltverträglichkeit übt einen großen Innovationsdruck auf die Industrie aus. Um den genannten Anforderungen gerecht zu werden, entwickeln Forschungsinstitute und Industrie Materialien und Strukturen, die Flugzeuge leichter, wirtschaftlicher und sparsamer machen. All das ist verbunden mit neuen Techniken für Fertigung, Qualitätssicherung, Erfassung von Langzeiteffekten und vor allem mit neuen Techniken, die zur Überwachung relevanter Teile und Strukturen während des Betriebs und zur Erhaltung oder Erhöhung der Sicherheit beitragen. Dafür benötigt man die sensorische Erfassung relevanter Daten. Das ist jedoch mit den Problemen der Positionierung vieler Sensoren, der Verkabelung für Energiezufuhr und Datenübertragung, der Installation bei der Fertigung und einem zusätzlichen Aufwand der Zertifizierung verbunden. Die Lösung sind direkte Sensoren, ohne dass damit ein höherer Zertifizierungsaufwand verbunden ist. Ziel des Verbundprojektes ist die Entwicklung und Realisierung marktgerechter, flexibler Monitoringsysteme zur Überwachung von besonders beanspruchten Strukturen. Diese Systeme sollen energieautark, d. h. unabhängig von Kabel, Batterien, Akkus oder anderen erschöpflichen Energiequellen, die gewonnen Daten an eine zentrale Empfangsstation drahtlos übermitteln können. Die notwendige Energie soll zum einen aus den 17

18 Forschung und Entwicklung Temperaturgradienten und zum anderen aus den vorherrschenden Vibrationen gewonnen werden. Besonderes Augenmerk liegt auf dem Aspekt der Serientauglichkeit für einen späteren Einsatz sowie der Modularität und Austauschbarkeit des Aufbaus, um durch anwendungsspezifische Zusammenstellung von Energieerzeugungs-, Datenerfassungs- und Übertragungseinheiten eine Vielfalt von relevanten Märkten bedienen zu können. Das Verbundprojekt mit sechs Partnern wird vom BMBF gefördert. Weitere Informationen unter: Mitarbeiter Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Heinz (Laboringenieur); Dipl.-Ing. (FH) Stephan Breitenbach (zunächst Diplomand, dann Projektmitarbeiter); Dipl.-Ing. (FH) Sebastian Möst (zunächst Diplomand, dann Projektmitarbeiter); Dipl.-Ing. (FH) Tommy Umbreit (zunächst Student in Projektarbeit, dann Diplomand, dann Projektmitarbeiter); Martin Schnez (Studentische Hilfskraft, dann Diplomand); Robert Läufle (Studentische Hilfskraft); Matthias Geissler (Diplomand und Studentische Hilfskraft); Yaacov Edisherashvili (Student "Scientific Project", Studentische Hilfskraft); Heiko Dietenberger, Bartholomäus Reisacher, Korbinian Sturm (Studenten in Projektarbeitsgruppe); Bernd Föll, Matthias Geissler, Stefan Greger (Studenten in Projektarbeitsgruppe); Michael Eiba, Robert Läufle, Marcus Mähler, Dominic Müller (Studenten in Projektarbeitsgruppe); Helmut Rohde (freier MA) 1.9 ThermoGen Prof. Dr. Gerhard Krötz, Prof. Dr. Michael Layh, Fakultät Maschinenbau Erstmals gelang es in 2012 für die Hochschule Kempten ein vom BMBF finanziertes Projekt im Rahmen des Programms FHprofUnt zu gewinnen. Das Projekt Energieeffizienter Thermoelektrischer Generator für Anwendungen im Außenbereich (ThermoGen) befasst sich mit der umweltfreundlichen Energiegewinnung auf Basis natürlich vorhandener Wärmequellen. Zwischen Gewässern, Böden und der umgebenden Luft treten während des Verlaufes eines Tages deutliche Temperaturdifferenzen auf, die bei geschickter Ankopplung von Wärmesenken und -quellen durch thermoelektrische Generatoren zur Stromgewinnung genutzt werden können. Eine besondere Energieeffizienz Abb.: Entwurf eines thermoelektrischen Generators im Projekt ThermoGen ohne Notwendigkeit zusätzlicher Solarpanels soll erreicht werden, indem auch die Sonneneinstrahlung als Wärme gespeichert und mit Hilfe der thermoelektrischen Generatorelemente in elektrische Energie umgewandelt wird. Die Realisierung eines solchen Generatorsystems, das mehrere verschiedene Wärmequellen nutzt, macht die Erforschung und Entwicklung innovativer Komponenten, wie eines geeigneten Latentwärmespeichers mit integriertem Sonnenkollektor oder von mikrostrukturierten Wärmestromschaltern zum An- und Abkoppeln von Wärmereservoirs, notwendig. Dies soll in dem beantragten Projekt ebenso geschehen, wie die Integration der einzelnen Komponenten zu einem Gesamtsystem und dessen Charakterisierung im Versuch und Feldversuch. Zielanwendung der in dem Projekt entwickelten Generatoren ist die Energieversorgung von autarken Wetter- und Pegelmessstationen. Da diese 18

19 Forschung und Entwicklung generell im Außenbereich aufgestellt werden, liegt ein Teil der Entwicklungs- und Forschungsarbeit auch bei den zur Anwendung kommenden Materialien und Technologien, um diese besonders robust und witterungsbeständig zu gestalten. Die breite Anwendbarkeit des Generators und der neuartigen Komponenten zur Darstellung umweltfreundlicher und autarker Stromversorgungen über die im Projekt behandelte Pilotanwendung hinaus, soll aufgezeigt werden. Mitarbeiter: Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Heinz (Laboringenieur); Dipl.-Ing. (FH) Johann Schnur (Doktorand); M. Eng. Yaacov Edisherashvili (Elektronikingenieur); Matthias Geissler (Studentische Hilfskraft); Xaver Kurat (Studentische Hilfskraft); Uppala Satish Babu (Student "Scientific Project") 1.10 ARISTOKAT Prof. Dr. Andreas Rupp, Dipl.-Ing. Beate Wenzel, Fakultät Maschinenbau Lastmonitoring und Überlasterkennung an Flugzeug-Fahrwerken: Flugzeugfahrwerke sind im Betrieb unterschiedlichen physikalischen Lastbedingungen ausgesetzt. Hohe Belastungen treten beim Landestoß auf, aber ebenso bei dem Rollen auf dem Rollfeld, dem Kurven sowie insbesondere dem Bremsen. Zusätzliche Lasten wirken beim Manövrieren mit Zugmaschinen am Bugfahrwerk sowie beim Ein- und Ausklappen. Diese Lasten führen in Abhängigkeit der konstruktiven Gestaltung zu ausgeprägten Beanspruchungen in den verschiedenen Bereichen der Fahrwerke. Die Fahrwerkkomponenten sind neben den Lastübertragungselementen besonders an den Gelenken im Wesentlichen aus modernen Leichtbauwerkstoffen hergestellt. Diese weisen materialspezifische Schädigungsmechanismen unter den unterschiedlichen Lastbedingungen auf, wobei auch speziell die Lasteinleitungen mit den spezifischen Lastübertragungselementen betrachtet werden. Die Fahrwerke mit ihren unterschiedlichen Komponenten werden für detailliert vorgegebene Belastungsbedingungen, die nach Höhe und Häufigkeit ihres Auftretens spezifiziert sind, ausgelegt. In umfangreichen Belastungstests und Lebensdauernachweisversuchen werden die Konstruktionen einzeln und im Verbund qualifiziert. Strukturmonitoring in den unterschiedlichsten Ausführungen erhöht die Sicherheit und reduziert den Aufwand für die Wartung. Gleichzeitig lassen sich Lebensdauerreserven in Abhängigkeit der tatsächlichen Nutzung eines Flugzeuges erschließen. Eine besondere Bedeutung wird der Detektion von harten Landungen beigemessen. Im Projekt wurden für verschiedene Flugzeuge mit sehr unterschiedlichen Bug- bzw. Hauptfahrwerken Sensorkonzepte anhand virtueller Kalibrierung im Finite-Elemente-Modell entwickelt. Nach erfolgter Applikation von Dehnungsmessstreifen am reellen Fahrwerk wurden die Fahrwerke im Prüfstand kalibriert, um eine Rückrechnung der Beanspruchung des Fahrwerks aus den gemessenen Dehnungen zu ermöglichen. Der Vergleich zwischen virtuellen und gemessenen Dehnungen zeigte eine gute Übereinstimmung. 19

20 Forschung und Entwicklung 1.11 Europäisches Kompetenzzentrum für Glocken ECC ProBell : Prof. Dr. A. Rupp, Dipl. theol. Dipl.-Ing. M. Plitzner, Fakultät Maschinenbau Kirchenglocken sind Musikinstrumente, die im normalen Läutebetrieb häufig hohen Beanspruchungen ausgesetzt sind, die nicht selten zu starker Abnutzung und zu Ermüdungsrissen an den Glocken führen. Ursachen dafür sind überwiegend fehlerhafte Einstellungen der Läuteparameter oder falsch dimensionierte Klöppel. Seit 2005 wird an der Hochschule Kempten an Kirchenglocken geforscht, um ein schonendes Läuten bei guter Klangqualität der Glocken zu gewährleisten. In zahlreichen Projekten der vergangenen Jahre an historisch wertvollen Glocken und an europäischen Großglocken kamen die entwickelten Verfahren zum Einsatz und wurden beständig weiterentwickelt und optimiert. Abb.: 1 Analyse des Südtiroler Hochläutens bei einem Läutewinkel bis 150 im Schalllabor Aufgrund dieser Erfolge hat sich das Europäische Kompetenzzentrum für Glocken ECC-ProBell als Ingenieursdienstleister auf dem Gebiet der Glockenkunde, als Berater bei Glockenschäden und als Forschungsstandort für Weiterentwicklungen der Glockentechnik etabliert. (Abb. 1) So wurde auf der alle zwei bis drei Jahre stattfindenden Fachtagung für Glockenexperten im September 2013 in Erfurt ein ganzer Tag für die Vorstellung und Diskussion der Forschungsergebnisse des ECC-ProBell reserviert und bei der Ausbildung von Glockensachverständigen sind diese Erkenntnisse Teil des Lehrplanes geworden. Im Jahr 2013 konnte die Zusammenarbeit mit dem Denkmalschutz in Baden-Württemberg ausgebaut und intensiviert werden. Dabei kam ein neuer Forschungsschwerpunkt für das ECC- ProBell hinzu: die Untersuchung und Optimierung von Glocken aus Eisen- und Stahlguss. Hintergrund dieses Forschungsauftrags ist die Unkenntnis über das Beanspruchungsgeschehen und die Haltbarkeit solcher Glocken im Vergleich zu Bronzeglocken. Eisenhaltige Glocken wurden überwiegend Ende des 19. bis Mitte des 20. Jahrhunderts hergestellt, um der Materialnot von Kupfer und Zinn entgegenzuwirken sowie eine preisgünstige Alternative zu Bronzeglocken anzubieten. Vielfach wird diesen Glocken eine hohe Rissneigung zugesprochen und das Klangverhalten bemängelt. Dennoch sind auch diese Glocken Denkmäler einer vergangenen Epoche und Ziel der Untersuchungen ist nicht nur der Erhalt dieser Glocken, sondern auch eine höhere Qualität bei den Klangeigenschaften durch eine verbesserte Abstimmung der Komponenten des dynamischen Systems bestehend aus Glocke, Joch, Klöppel und Läutemaschine. 20

21 Forschung und Entwicklung Als Auftakt zu diesen Forschungen wurde im Juni das Geläute der Auferstehungskirche in Karlsruhe- Rüppurr bestehend aus 4 Stahlglocken (mit Massen von 460kg bis 1600kg) von 1921 untersucht und dabei erste Erkenntnisse über die Läutebedingungen dieser Glocken gesammelt. (Abb. 2) Abb. 2: Geläute der Auferstehungskirche in Karlsruhe Rüppurr Abb. 3: Glocken des Freiburger Münsters mit applizierter Messtechnik links: Glocke 1 (1959 gegossen, 6856kg), rechts: Glocke 5 (1258 gegossen, 3290kg) Eine strategische Zusammenarbeit zur Erarbeitung einer systematischen Vorgehensweise zur Sanierung von Geläuten wurde im Herbst mit dem Erzbistum Freiburg beschlossen. Dazu wurden insgesamt vier wertvolle Geläute, darunter das 16-stimmige Geläute des Freiburger Münsters sowie das achtstimmige Geläute des Überlinger Münsters, ausgewählt, die unter der Maßgabe einer nachhaltigen Sanierung untersucht und optimiert werden sollen, wobei insbesondere auf ein harmonisches Zusammenspiel historischer und moderner Glocken Wert gelegt wird. Die Untersuchung dieser Geläute hat im Oktober mit Messungen an den fünf größten Glocken im Freiburger Münster begonnen und wird im Jahr 2014 weitergeführt. (Abb. 3) 1.12 Konformitätsprüfung von Kunststoff-Folien Prof. Dr. Markus Prem, Fakultät Maschinenbau Im Projekt Konformitätsprüfung von Kunststoff-Folien für den Einsatz als Verpackungsmaterial von ausgewählten Lebensmitteln war das Ziel der Projektförderung in erster Linie, Projekte zwischen schwäbischen Technologie- und Wissenstransfer-einrichtungen sowie Unternehmen, insbesondere in ihrer Frühphase auf der Ebene von Konzeption und Machbarkeit zu unterstützen und damit einen Beitrag zur Weiterentwicklung der Technologie- und Wissenstransferstrukturen in Schwaben zu leisten. 21

22 Forschung und Entwicklung 1.13 IPRO, Prof. Dr. Dierk Hartmann, Fakultät Maschinenbau Die Analyse von Prozessparametern spielt in Gießereien eine wichtige Rolle, denn durch das Zusammenspiel mehrerer geringfügiger Parameteränderungen kann die Gussteilqualität erheblich beeinflusst werden. Die große Anzahl an Einflussgrößen und deren wechselseitigen Wirkungen gestalten das Erkennen der Ursache-Wirkungs-Zusammenhänge oftmals schwierig oder gar unmöglich. Gleiches gilt für die Erarbeitung der optimalen Prozessfenster. Ziel des IPRO-Projektes ist die Entwicklung des Softwaresystems EidoMiner. Dieses soll Prognosen über die zu erwartende Qualität und die Eigenschaften des fertigen Gussteils, basierend auf den aktuellen Prozessdaten der Fertigung, erstellen sowie optimale Prozessfenster ermitteln. Aufgrund der Prognosen werden entsprechende Vorschläge oder Anweisungen gegeben, damit die geforderte Qualität und Eigenschaften des Gussteils erreicht werden. Um dies zu realisieren, wirken mehrere Programmmodule simultan. Die prozessrelevanten Fertigungsdaten werden in der zentralen Prozessdatenbank (IPROdb) gespeichert und den einzelnen Gussstücken zugeordnet. Außerdem werden Daten über die Qualität erhoben und mit den Gussteilen in der Datenbank verknüpft. Der intelligente Analysemanager (EidoMiner) wertet diese Datensätze mittels verschiedener Data-Mining-Algorithmen aus. Bevor Prognosen erstellt werden können, müssen diese Algorithmen in der sogenannten Trainingsphase trainiert werden, dies geschieht mit den relevanten Prozess- und den dazugehörigen Qualitätsdaten. Die Algorithmen lernen kontinuierlich dazu, sodass es möglich wird, optimale Prozessfenster durch Variation von Parametern zu eruieren. Diese werden in der Datenbank gespeichert. Das letzte Tool des Systems ist die Wissensdatenbank (WIBA), in der das fertigungsrelevante Prozesswissen eingebracht und gespeichert wird. Die Wissensdatenbank verknüpft die Prognosen mit den aktuellen Prozessdaten und den gespeicherten optimalen Prozessfenstern und erstellt aufgrund dessen konkrete Handlungsanweisungen zur Steuerung des Fertigungsprozesses. Durch diesen komplexen Prozessregelkreis wird ein gezieltes Eingreifen in den Prozess ermöglicht, wodurch eine konstante Gussteilqualität gewährleistet werden kann. Daraus folgend können die Fertigungskosten verringert und die Reduzierung von Ausschuss und Nacharbeit erreicht werden IDA, Prof. Dr. Dierk Hartmann, Fakultät Maschinenbau Die Herstellung eines Gussteils ist aufgrund der vielfältigen, ineinandergreifenden Teilprozesse äußerst komplex. Dementsprechend viele Prozessparameter beeinflussen die Produkt- und Prozesseigenschaften in Hinblick auf eine wirtschaftliche und ressourcenschonende Produktion. Doch viele dieser Daten werden nicht digital erfasst. Nur durch vollständige Erfassung und intelligente Korrelation der Prozess- und Produktdaten ist es möglich, den Fertigungsprozess stabil und den Anforderungen entsprechend zu gestalten. 22

23 Forschung und Entwicklung Im Rahmen des IDA-Projektes werden innovative Datenerfassungsmethoden entwickelt, um Qualitätsmerkmale sowie eine exakte Datenzuordnung auf entsprechende Prozesskenngrößen zu gewährleisten. Dadurch wird eine vereinfachte und schnellere Datenanalyse mithilfe des Data Mining ermöglicht. Es werden diejenigen Prozessparameter identifiziert, die hochrelevant, aber bislang nicht oder nur unzureichend erfasst werden. Die Erhebung dieser Daten wird mittels modernster Kameratechnik und der Einführung spezieller Kennzeichnungstechniken durchgeführt. Ursachen für Qualitätsabweichungen können durch die Kameras und entsprechende Bildauswertung genauer festgestellt werden. Durch die Kennzeichnung wird die Rückverfolgbarkeit der Gussteile sowie der Zugriff auf die jeweiligen Produktionsdaten gewährleistet. Neben einer robusten und zuverlässigen technischen Funktionalität müssen die Systeme unter den schwierigen technischen Umgebungs- und Rahmenbedingungen einer Gießerei wirtschaftlich betrieben werden können. Investitions-, Betriebs- und Wartungskosten definieren die Anforderungen. Diese Aufgaben können nur durch eine enge Vernetzung von industriellen und wissenschaftlichen Kompetenzen aus der Informatik und Gießereitechnik bewältigt werden. Das Projekt IDA arbeitet dementsprechend mit bayerischen Industriepartnern aus den Bereichen Sensortechnik, Datenübertragung und Gießereifertigung zusammen. Komplexe Sensorik findet immer mehr Verbreitung in zuvor manuell oder halbautomatisch gesteuerten Prozessen. Insbesondere die optischen Sensoren gewinnen hier immer mehr Anwendungsfelder, als Beispiele seien Qualitätskontrollen in der Platinenfertigung oder auch Anwendungen in der Medizintechnik genannt, was z. B. auf der Messe VISION (Stuttgart) jährlich nachvollzogen werden kann. Auch bislang werden hier aber nicht nur Gebiete adressiert, die sich in geschützten Umgebungen befinden. Als prominentes Beispiel für die Anwendung besonders robuster (auch optischer) Sensorik darf die Luft- und Raumfahrt angeführt werden. Insofern ist die Anwendung optischer Sensoren im Gießereiprozess sicher herausfordernd, aber dennoch viel versprechend. Von Seiten der Informatik an der Hochschule Kempten wird für das hier beantragte Projekt IDA das Erkennen, Verfolgen und gegebenenfalls das Analysieren (Schadensbild) von Objekten untersucht. Für das Teilprojekt Informatik geht es hier insbesondere um den Aufbau eines robusten Systems, das mit Hilfe von vorwiegend optischen Sensoren zuvor spezifizierte Objekte findet und identifiziert (Objekterkennung und tracking). Zum Einsatz kommen hierbei Algorithmen aus der Bildverarbeitung sowie der Klassifizierung. 23