Technische Universität Bergakademie Freiberg: Qucosa
Not a member yet
1431 research outputs found
Sort by
Die Baugeschichte der Lederwerke Carl Freudenberg in Weinheim a. d. Bergstraße bis zum Ausbruch des Zweiten Weltkrieges
Get PDFFür den Einfluss der Mechanisierung auf die Fabrikarchitektur der Lederindustrie ergab die bisher erschienene Literatur keine verwertbaren Zusammenhänge, die eine wissenschaftlich fundierte Analyse für den gewählten Zeitraum zulassen würde. Somit besteht die Zielsetzung der Untersuchung darin, diese Forschungsdesiderate aufzuarbeiten. Daraus ergeben sich folgende Einzelfragen:
1. Welche Standortfaktoren waren in Weinheim für die Entstehung von Industrie, insbesondere der Lederindustrie relevant?
2. Wie hat sich die Industrialisierung entwickelt und welche baulichen Anforderungen stellte sie?
3. Wekche Gebäudetypen, Konstruktionen und Baumaterialien erfüllten diese Anforderungen?
4. Welche Entwicklung nahm die Form und Gestaltung der Fabrikbauten und welche Aspekte waren dabei von Bedeutung?
5. Wie sollte der künftige denkmalpflegerische Umgang mit den vorhandenen Bauten der Lederindustrie den architektonischen Zeitzeugen der letzten 150 Jahre - erfolgen
Laborative Untersuchung und Bewertung des Sandkontroll- und Erosionsverhaltens von Sandfiltern für geotechnische Anwendungen unter Beachtung verschiedener Einflussfaktoren
Get PDFSandproduktion ist eine große Herausforderung in vielen Tiefbohrungen. Um sie zu verhindern wurden verschiedene Methoden und Bauteilen entwickelt, die unter dem Begriff Sandkontrollmaßnahmen zusammengefasst werden. Zu diesen zählt der Einbau von Sandfiltern als Standalone Screens oder Teil eines Gravel Packs. Aufgrund der vielen Einflussfaktoren aus Geologie und Betriebsweise sind die Funktionsweise und das Versagen von Sandfiltern nach wie vor Gegenstand aktueller Forschung. Eine Möglichkeit zur Untersuchung von Sandfiltern ist die Durchführung von laborativen Experimenten. In dieser Arbeit wird die Entwicklung von zwei Versuchsanlagen vorgestellt. Die Anlagen werden genutzt, um einen neuentwickelten Wickeldrahtfilter zu untersuchen. Der Filter unterscheidet sich von bisherigen Designs durch eine Beschichtung auf der Außenseite, die, durch die Verwendung von Materialien mit großer Härte, für eine größere Erosionsbeständigkeit sorgen soll.
Eine umfassende Literaturrecherche zu den Versagensmechanismen und dem Stand der Technik von laborativen Untersuchungen an Sandfiltern bilden die Grundlage für diese Arbeit. Darauf aufbauend werden theoretische Vorüberlegungen zum Erosions- und Sandkontrollverhalten von Sandfiltern dargestellt. Die Versuchsanlagen ermöglichen zum einen die Durchführung von Sand Retention Tests und zum anderen die gezielte Erosion von Filterproben mittels einer kontinuierlichen Durchströmung mit einer Suspension. Die Ergebnisse werden genutzt, um grundlegende Aussagen zum Erosions- und Sandkontrollverhalten abzuleiten. Zusätzlich wird der neu entwickelte, beschichtete Filter mit konventionellen Filtern verglichen.
Aus den Ergebnissen werden Limitationen der laborativen Untersuchungen zum Sandkontrollverhalten und Auswertungsempfehlungen formuliert. Ein Unterschied im Sandkontrollverhalten zwischen beschichteten und unbeschichteten Filtern kann nicht festgestellt werden.
Es wird gezeigt, dass interne Turbulenz in den Öffnungen eines Sandfilters ein wichtiger Einflussfaktor auf die Erosion mit feinen Partikeln ist. Sandfilter können an unterschiedlichen Stellen erodieren, die sich nicht alle direkt auf die Funktionalität auswirken. Der Vergleich der Ergebnisse deutet darauf hin, dass beschichtete Filter eine längere Standzeit unter erosiven Bedingungen haben, da sie an der Außenseite weniger erodieren als unbeschichtete Wickeldrahtfilter. Aufgrund der besonderen Eigenschaften der Beschichtung kommt es jedoch zu größerer interner Erosion.
Die Diskussion der durchgeführten Versuche liefert zusammen mit den umfangreichen theoretischen Vorüberlegungen einen Beitrag zum Verständnis über das Versagen von Sandfiltern, insbesondere das Zusammenspiel von Erosion und Sandkontrolle. Die Untersuchungen an Proben des neuartigen, beschichteten Filters bilden den Grundstein für derzeit laufende Feldeinsätze von Prototypen
THEREDA-Journal
No full textDas THEREDA-Journal ist die Zeitschrift zur „Thermodynamischen Referenz-Datenbasis“ (THEREDA). Die Datenbasis erlaubt in Verbindung mit geeigneten Programmen die Berechnung von Löslichkeiten und Mineralumwandlungen in wässrigen Elektrolytlösungen bis zu hohen Konzentrationen. Im Mittelpunkt der Arbeit stehen geochemische Randbedingungen, wie sie für die Bewertung von Nah- und Fernfeldprozessen in verschiedenen Gesteinsformationen, welche als potenzielle Endlager für radioaktive Abfälle in der Diskussion stehen, relevant sind. THEREDA stellt derzeit für das Wirtsgestein Salz die weltweit einzige polytherme Datenbasis dar. Sie wird mit dem Stand von Wissenschaft und Technik kontinuierlich von etablierten Forschungsinstitutionen, welche auf dem Gebiet der Endlagerung von radioaktiven Abfällen bzw. den potenziellen Wirtsgesteinen arbeiten, weiterentwickelt. Das THEREDA-Journal beinhaltet Beiträge zu Datensituation und Datenbestand, Neuanpassungen, Weiterentwicklungen sowie auch Bewertungen zur Anwendbarkeit. Alle Beiträge durchlaufen einen Review-Prozess innerhalb des THEREDA-Verbundes. Auch Gastbeiträge externer THEREDA-Nutzer sind willkommen.
Die Datenbasis ist frei zugänglich unter www.thereda.de
On Safe Usage of Shared Data in Safety-Critical Control Systems
Get PDFPrognostiziert durch Konzepte der Industrie 4.0 und den Cyber-Physischen-Systemen, können autonome Systeme zukünftig dynamisch auf Datenquellen in ihrer Umgebung zugreifen.
Während die gemeinsame Nutzung solcher Datenquellen ein enormes Performanzpotenzial bietet, stellt die benötigte Systemarchitektur vorherrschende Sicherheitsprozesse vor neue Herausforderungen.
Die vorliegende Arbeit motiviert zunächst, dass diese nur zur Laufzeit des Systems adressiert werden könne, bevor sie daraus zwei zentrale Ziele ableitet und verfolgt.
Zum einen wird ein Beschreibungsmodel für die Darstellung von Fehlercharakteristika gemeinsam genutzter Daten vorgestellt.
Dieses generische Fehlermodell erlaubt es zum anderen eine Sicherheitsanalyse zu definieren, die eine spezifische, dynamische Systemkomposition zur Laufzeit mit Hinblick auf die zu erwartenden Unsicherheiten bewerten kann.
Die als Region of Safety betitelte Analysestrategie erlaubt, in Kombination mit dem generischen Fehlermodell, die Sicherheit der auf gemeinsam genutzten Daten basierenden Kollisionsvermeidungsstrategie zweier Roboter noch zur Designzeit zu garantieren, obwohl die spezifischen Fehlercharakteristika der Daten erst zur Laufzeit bekannt werden.:List of Acronyms
List of Theorems
List of Definitions
List of Figures
List of Tables
1. Introduction – Safety in Future Smart Industries
1.1. The Example of Smart Warehouses
1.2. Functional Safety Standards
1.2.1. Overview of Functional Safety Standards
1.2.2. IEC 61508
1.3. Scope of this Thesis
1.3.1. Objectives
1.3.2. Contributions
1.3.3. Outline
1.4. Related Publications by the Author
1.5. Mathematical Notation
2. State of the Art
2.1. State of the Art in Run-Time Safety Assessment
2.1.1. Approaches at the Functional Level
2.1.2. Approaches at the Technical Level
2.1.3. Conclusions
2.2. State of the Art in Failure Modeling
2.2.1. The Definition of (Sensor) Failure Model
2.2.2. Interval-Based Failure Modeling
2.2.3. Distribution-Based Failure Modeling
2.2.4. Failure-Type-Based Failure Modeling
2.2.5. Conclusions
2.3. Conclusions from the State of the Art
3. Generic Failure Model
3.1. Defining the Generic Failure Model
3.1.1. Time- and Value-Correlated Random Distribution
3.1.2. A Failure Type’s Failure Amplitudes
3.1.3. A Failure Type’s State Function
3.1.4. Polynomial Representation of a Failure Type
3.1.5. Discussion on the Fulfillment of the Predefined Criteria
3.2. Converting a Generic Failure Model to an Interval
3.2.1. Converting a Time- and Value-Correlated Random Distribution
3.2.2. A Failure Type’s Interval
3.3. Processing Chain for Generating Generic Failure Models
3.3.1. Identifying Failure Types
3.3.2. Parameterizing Failure Types
3.3.3. Confidence Calculation
3.4. Exemplary Application to Artificial Failure Characteristics
3.4.1. Generating the Artificial Data Set – Manually Designing GFMs
3.4.2. Identifying Failure Types
3.4.3. Parameterizing Failure Types
3.4.4. Confidence Calculation
3.4.5. Comparison to State-of-the-Art Models
3.5. Summary
4. Region of Safety
4.1. Explicitly Modeling Uncertainties for Dynamically Composed Systems
4.2. Regions of Safety for Dynamically Composed Systems
4.2.1. Estimating Regions of Attraction in Presence of Uncertainty
4.2.2. Introducing the Concept of Region of Safety
4.2.3. Discussion on the Fulfillment of the Predefined Criteria
4.3. Evaluating the Concept of Region of Safety
4.3.1. Defining the Scenario and Considered Uncertainties
4.3.2. Designing a Control Lyapunov Function
4.3.3. Determining an Appropriate Value for λc
4.3.4. The Effect of Varying Sensor Failures on Regions of Safety
4.4. Summary
5. Evaluation and Integration
5.1. Multi-Robot Collision Avoidance
5.1.1. Assumptions
5.1.2. Design of the Circle and Navigation Scenarios
5.1.3. Kinematics
5.1.4. Control Policy
5.1.5. Intention Modeling by Model Uncertainty
5.1.6. Fusing Regions of Safety of Multiple Stability Points
5.2. Failure Modeling for Shared Data – A Marker Detection Failure Model
5.2.1. Data Acquisition
5.2.2. Failure Model Generation
5.2.3. Evaluating the Quality of the Failure Model
5.3. Safe Handling of Shared Data in a Collision Avoidance Strategy
5.3.1. Configuration for Region of Safety Estimation
5.3.2. Estimating Regions of Safety
5.3.3. Evaluation Using the Circle Scenario
5.3.4. Evaluation Using the Navigation Scenario
5.4. Summary
6. Conclusions and Future Work
6.1. Summary
6.2. Limitations and Future Work
6.2.1. Limitations and Future Work on the Generic Failure Model
6.2.2. Limitations and Future Work on Region of Safety
6.2.3. Future Work on Safety in Dynamically Composed Systems
Appendices
A. Defining Factors of Risk According to IEC 61508
B. Evaluation Results for the Identification Stage
C. Overview of Failure Amplitudes of Marker Detection Results
BibliographyThe concepts of Cyber-Physical-Systems and Industry 4.0 prognosticate autonomous systems to integrate sources of shared data dynamically at their run-time.
While this promises substantial increases in their performance, the openness of the required system architecture poses new challenges to processes guaranteeing their safety.
This thesis firstly motivates that these can be addressed only at their run-time, before it derives and pursues two corresponding goals.
Firstly, a model for describing failure characteristics of shared data is presented.
Secondly, this Generic Failure Model is built upon to define a run-time safety assessment methodology that enables analyzing dynamic system compositions integrating shared data with respect to the expected uncertainties at run-time.
This analysis strategy, entitled Region of Safety, allows in combination with the generic failure model to guarantee the safety of robots sharing position data for collision avoidance already at design-time, although specific failure characteristics become available only at run-time.:List of Acronyms
List of Theorems
List of Definitions
List of Figures
List of Tables
1. Introduction – Safety in Future Smart Industries
1.1. The Example of Smart Warehouses
1.2. Functional Safety Standards
1.2.1. Overview of Functional Safety Standards
1.2.2. IEC 61508
1.3. Scope of this Thesis
1.3.1. Objectives
1.3.2. Contributions
1.3.3. Outline
1.4. Related Publications by the Author
1.5. Mathematical Notation
2. State of the Art
2.1. State of the Art in Run-Time Safety Assessment
2.1.1. Approaches at the Functional Level
2.1.2. Approaches at the Technical Level
2.1.3. Conclusions
2.2. State of the Art in Failure Modeling
2.2.1. The Definition of (Sensor) Failure Model
2.2.2. Interval-Based Failure Modeling
2.2.3. Distribution-Based Failure Modeling
2.2.4. Failure-Type-Based Failure Modeling
2.2.5. Conclusions
2.3. Conclusions from the State of the Art
3. Generic Failure Model
3.1. Defining the Generic Failure Model
3.1.1. Time- and Value-Correlated Random Distribution
3.1.2. A Failure Type’s Failure Amplitudes
3.1.3. A Failure Type’s State Function
3.1.4. Polynomial Representation of a Failure Type
3.1.5. Discussion on the Fulfillment of the Predefined Criteria
3.2. Converting a Generic Failure Model to an Interval
3.2.1. Converting a Time- and Value-Correlated Random Distribution
3.2.2. A Failure Type’s Interval
3.3. Processing Chain for Generating Generic Failure Models
3.3.1. Identifying Failure Types
3.3.2. Parameterizing Failure Types
3.3.3. Confidence Calculation
3.4. Exemplary Application to Artificial Failure Characteristics
3.4.1. Generating the Artificial Data Set – Manually Designing GFMs
3.4.2. Identifying Failure Types
3.4.3. Parameterizing Failure Types
3.4.4. Confidence Calculation
3.4.5. Comparison to State-of-the-Art Models
3.5. Summary
4. Region of Safety
4.1. Explicitly Modeling Uncertainties for Dynamically Composed Systems
4.2. Regions of Safety for Dynamically Composed Systems
4.2.1. Estimating Regions of Attraction in Presence of Uncertainty
4.2.2. Introducing the Concept of Region of Safety
4.2.3. Discussion on the Fulfillment of the Predefined Criteria
4.3. Evaluating the Concept of Region of Safety
4.3.1. Defining the Scenario and Considered Uncertainties
4.3.2. Designing a Control Lyapunov Function
4.3.3. Determining an Appropriate Value for λc
4.3.4. The Effect of Varying Sensor Failures on Regions of Safety
4.4. Summary
5. Evaluation and Integration
5.1. Multi-Robot Collision Avoidance
5.1.1. Assumptions
5.1.2. Design of the Circle and Navigation Scenarios
5.1.3. Kinematics
5.1.4. Control Policy
5.1.5. Intention Modeling by Model Uncertainty
5.1.6. Fusing Regions of Safety of Multiple Stability Points
5.2. Failure Modeling for Shared Data – A Marker Detection Failure Model
5.2.1. Data Acquisition
5.2.2. Failure Model Generation
5.2.3. Evaluating the Quality of the Failure Model
5.3. Safe Handling of Shared Data in a Collision Avoidance Strategy
5.3.1. Configuration for Region of Safety Estimation
5.3.2. Estimating Regions of Safety
5.3.3. Evaluation Using the Circle Scenario
5.3.4. Evaluation Using the Navigation Scenario
5.4. Summary
6. Conclusions and Future Work
6.1. Summary
6.2. Limitations and Future Work
6.2.1. Limitations and Future Work on the Generic Failure Model
6.2.2. Limitations and Future Work on Region of Safety
6.2.3. Future Work on Safety in Dynamically Composed Systems
Appendices
A. Defining Factors of Risk According to IEC 61508
B. Evaluation Results for the Identification Stage
C. Overview of Failure Amplitudes of Marker Detection Results
Bibliograph
Metallophores from selected actinobacteria for metal extraction and phytomining of strategic elements
Get PDFDifferent aspects of interaction of metals other than iron with metallophore mixtures were elucidated. Metal chelation besides iron and greater than with pure desferrioxamine B is documented by enhanced performance of soil mineral dissolution following application of diverse metallophore mixtures. New insights from genome to product of metallophores from Gordonia rubripertincta CWB2 under different cultivation conditions and under metal stress, particularly induced by rare earth elements are given. This evaluation led to increase by a factor of 13. Structure analyses showed that the strain produces citrate and different desferrioxamines. A robust RP-HPLC-based method quantified metal complexation. Further metal immobilization methods for metallophores for metal extraction from solutions with low concentrations were established. Moreover, catechol and hydroxamate metallophores from Arthrobacter oxydans ATW2 and Kocuria rosea ATW4 demonstrate the enhancement of Ge and rare earth element bioavailability, plant growth promotion and phytoextraction potential.:CONTENTS
Abstract ..........................................................................................................1
CHAPTER 1 Introduction ......................................................................................5
CHAPTER 2 Mobilization of trace elements in soil extracts by bacterial siderophores in dependence of the pH-value..................................31
CHAPTER 3 Cultivation dependent formation of siderophores by Gordonia rubripertincta CWB2........................................................................41
CHAPTER 4 Data on metal-chelating, -immobilization and biosorption properties by Gordonia rubripertincta CWB2 in dependency on rare earth adaptation.......................................................................................67
CHAPTER 5 Analysis of desferrioxamine-like siderophores and their capability to selectively bind metals and metalloids: development of a robust analytical RP-HPLC method. ..........................................................97
CHAPTER 6 Secondary metabolites released by the rhizosphere bacteria Arthrobacter oxydans and Kocuria rosea enhance plant availability and soil–plant transfer of germanium (Ge) and rare earth elements (REEs) .........................................................................................120
CHAPTER 7 Conclusion remarks and further perspectives ...............................154
References .......................................................................................................162
Acknowledgement .........................................................................................185
Curriculum Vitae ..........................................................................................187
List of publications ..........................................................................................189
List of oral and poster presentations ..........................................................190
List of proceedings ..........................................................................................191En este trabajo se han dilucidado diferentes aspectos de la interacción de los metales con las mezclas de metalóforos desde distintos ángulos. La quelación de metales por debajo del hierro se pone de manifiesto en la mejora del rendimiento de la disolución de los minerales del suelo debido a la aplicación de diversas mezclas de metanóforos en comparación con la deferoxamina B pura. Se ofrecen nuevos conocimientos desde el genoma hasta el producto de los metanóforos de Gordonia rubripertincta CWB2 en diferentes condiciones de cultivo y bajo estrés por metales, especialmente inducido por elementos de tierras raras. Esta evaluación condujo a una sobreproducción de un factor de 13. El análisis estructural muestra que la cepa produce citrato y diferentes desferrioxaminas. Un método robusto basado en RP-HPLC cuantificó la complejación de metales. Se establecieron otros métodos de inmovilización de metales para la extracción de metales a partir de soluciones poco concentradas. Además, los metalóforos de catecol e hidroxamato de Arthrobacter oxydans ATW2 y Kocuria rosea ATW4 demuestran la mejora de la biodisponibilidad de GE y REE, la promoción del crecimiento vegetal y el potencial de fitoextracción.:CONTENTS
Abstract ..........................................................................................................1
CHAPTER 1 Introduction ......................................................................................5
CHAPTER 2 Mobilization of trace elements in soil extracts by bacterial siderophores in dependence of the pH-value..................................31
CHAPTER 3 Cultivation dependent formation of siderophores by Gordonia rubripertincta CWB2........................................................................41
CHAPTER 4 Data on metal-chelating, -immobilization and biosorption properties by Gordonia rubripertincta CWB2 in dependency on rare earth adaptation.......................................................................................67
CHAPTER 5 Analysis of desferrioxamine-like siderophores and their capability to selectively bind metals and metalloids: development of a robust analytical RP-HPLC method. ..........................................................97
CHAPTER 6 Secondary metabolites released by the rhizosphere bacteria Arthrobacter oxydans and Kocuria rosea enhance plant availability and soil–plant transfer of germanium (Ge) and rare earth elements (REEs) .........................................................................................120
CHAPTER 7 Conclusion remarks and further perspectives ...............................154
References .......................................................................................................162
Acknowledgement .........................................................................................185
Curriculum Vitae ..........................................................................................187
List of publications ..........................................................................................189
List of oral and poster presentations ..........................................................190
List of proceedings ..........................................................................................191Es wurden verschiedene Aspekte der Wechselwirkung von anderen Metallen als Eisen mit Metallophormischungen untersucht. Die Chelatbildung mit anderen Metallen als Eisen, die größer ist als bei reinem Desferrioxamin B, wird durch eine verbesserte Leistung bei der Auflösung von Bodenmineralien nach Anwendung verschiedener Metallophormischungen dokumentiert. Es werden neue Erkenntnisse vom Genom bis zum Produkt von Metallophoren aus Gordonia rubripertincta CWB2 unter verschiedenen Anbaubedingungen und unter Metallstress, insbesondere induziert durch Seltene Erden, gegeben. Diese Auswertung führte zu einer Steigerung um den Faktor 13. Strukturanalysen zeigten, dass der Stamm Citrat und verschiedene Desferrioxamine produziert. Eine robuste RP-HPLC-basierte Methode quantifizierte die Metallkomplexierung. Weitere Methoden zur Metallimmobilisierung von Metallophoren für die Metallextraktion aus Lösungen mit niedrigen Konzentrationen wurden etabliert. Darüber hinaus zeigen Catechol- und Hydroxamat-Metallophore aus Arthrobacter oxydans ATW2 und Kocuria rosea ATW4 die Verbesserung der Bioverfügbarkeit von Ge und Seltenen Erden, die Förderung des Pflanzenwachstums und das Phytoextraktionspotenzial.:CONTENTS
Abstract ..........................................................................................................1
CHAPTER 1 Introduction ......................................................................................5
CHAPTER 2 Mobilization of trace elements in soil extracts by bacterial siderophores in dependence of the pH-value..................................31
CHAPTER 3 Cultivation dependent formation of siderophores by Gordonia rubripertincta CWB2........................................................................41
CHAPTER 4 Data on metal-chelating, -immobilization and biosorption properties by Gordonia rubripertincta CWB2 in dependency on rare earth adaptation.......................................................................................67
CHAPTER 5 Analysis of desferrioxamine-like siderophores and their capability to selectively bind metals and metalloids: development of a robust analytical RP-HPLC method. ..........................................................97
CHAPTER 6 Secondary metabolites released by the rhizosphere bacteria Arthrobacter oxydans and Kocuria rosea enhance plant availability and soil–plant transfer of germanium (Ge) and rare earth elements (REEs) .........................................................................................120
CHAPTER 7 Conclusion remarks and further perspectives ...............................154
References .......................................................................................................162
Acknowledgement .........................................................................................185
Curriculum Vitae ..........................................................................................187
List of publications ..........................................................................................189
List of oral and poster presentations ..........................................................190
List of proceedings ..........................................................................................19
Reduzierte thermische Modelle für das gesamte Thermit-Schweißverfahren
Get PDFZiel der Dissertation ist die ebenso valide wie effiziente Vorhersage der Schmelz- und der Wärmeeinflusszone der Schweißverbindung beim Thermit-Schweißen. Dazu werden reduzierte Modelle vorgestellt, darunter ein niederdimensionales Modell des Schienenstegs und dreidimensionale Modelle des Gießsystems für das Schweißverfahren. Mit dem niederdimensionalen Modell werden mittels Parameterschätzung unbekannte Randbedingungen der Vorwärmung des Gießsystems ermittelt sowie mittels Sensitivitätsanalyse systematisch Einflüsse auf die Schmelz- und die Wärmeeinflusszone untersucht. Durch den systematischen Vergleich der vorgestellten Modelle werden Gültigkeitsgrenzen der Modelle gezielt auf die Modellreduktionen zurückgeführt und über die Modelle hinausgehende Aspekte für die Beschreibung des Schmelz- und Erstarrungsverhaltens identifiziert. Dabei wird die Validität der Modelle anhand von experimentellen Daten der Schmelz- und der Wärmeeinflusszone im Schienenlängsschnitt untersucht.This dissertation aims at providing a valid and efficient prediction of the melting zone and heat-affected zone of thermite welds. For this purpose, reduced models are presented, including a low-dimensional model of the rail web and three-dimensional models of the casting system for the welding process. With the low-dimensional model, unknown boundary conditions of the preheating of the casting system are determined by means of parameter estimation and influences on the melting zone and the heat-affected zone are systematically examined by means of a sensitivity analysis. By a systematic comparison of the models presented, the validity limits of the models are specifically traced back to the model reductions and aspects beyond these models for the description of the melting and solidification behavior are identified. The validity of the models is examined on the basis of experimental data from the melting zone and the heat-affected zone in the longitudinal section of the rails
Ein Beitrag zur optimalen Betriebsführung hybrider Energiesysteme
Get PDFDie Dissertation liefert einen Beitrag zur Modellierung und optimalen Ansteuerung von vernetzten hybriden Energiesystemen. Die Arbeit beschreibt die Entwicklung einer modellprädiktiven Regelung (MPC) für konkrete Energiesysteme. Dafür wird eine Betrachtung zu berücksichtigender wirtschaftlicher und technischer Rahmenbedingungen vorgenommen, die zur Formulierung notwendiger Nebenbedingungen für die MPC genutzt wird. Für den Umgang mit dem ansteigenden Rechenbedarf der MPC bei steigender Systemzahl wird ein alternativer Ansatz auf Basis eines auktionsbasierten Algorithmus vorgestellt. Die Modellierung der Energiesysteme wird ausgehend von einer bestehenden Laboranlage vorgenommen. Die Erprobung der vorgestellten Ansätze erfolgt in einer Simulationsumgebung, die die Untersuchung verschiedener Szenarien erlaubt. Im Rahmen der Simulationsszenarien mit unterschiedlicher Systemzahl und Zusammensetzung der Energie-systeme wird eine Sensibilitätsanalyse der vorgestellten MPC vorgenommen. Die Interpretation der Ergebnisse erfolgt auf Basis numerischer und empirischer Bewertungskriterien
Probleme der Prognose und der Deutung von Erdfällen unter besonderer Berücksichtigung der Verkarstung im südöstlichen Harzvorland
Get PDFDie zu bearbeitende Aufgabe ist darauf ausgerichtet, das zur Prognose und Deutung von Erdfällen wichtige Grundlagenwissen zu erweitern und mit Hilfe der neu gewonnenen Erkenntnisse einige wichtige konkrete Probleme der Erdfallentstehung zu diskutieren. Dabei stützen sich die Untersuchungen auf die regionale Verkarstungs- und geologische Situation in der Mansfelder Mulde. Die Untersuchungsergebnisse werden erweiternd diskutiert (Verkarstung im Sangerhäuser Revier, Effektivität geophysikalischer Überwachungen, Möglichkeiten und Grenzen der Erdfallprognose und -deutung)
Von der Gewinnung bis zur Hütte - Entwicklung und Validierung eines Modells zur sozialen, ökologischen und ökonomischen Risikobewertung von mineralischen Rohstoffen weltweit
Get PDFIm Bergbausektor werden die Themenfelder soziales und ökologisches Verantwortungsbewusstsein als auch verantwortliche Unternehmensführung, entlang der gesamten Wertschöpfungskette von mineralischen Rohstoffen innerhalb der letzten Dekade intensiv diskutiert. Verstärkt wird dies durch den steigenden Bedarf an mineralischen Rohstoffen für diverse Branchen, wie beispielsweise der High-Tech-Industrie. Hierbei besteht nachweislich in nahezu allen Abschnitten der Wertschöpfungskette eines mineralischen Rohstoffs das Risiko negativer Einflüsse auf die Gesellschaft, Umwelt und die Wirtschaft.
Aus diesem Grund entwickelt die DMT GmbH & Co. KG als Projektleitung, TÜV NORD CERT GmbH, beide zugehörig der TÜV NORD GROUP, und weitere Partner aus Industrie und Wissenschaft das Zertifizierungssystem CERA 4in1 – Certification of Raw Materials. Das Projekt wurde teilfinanziert von der European Institute of Innovation and Technology Raw Materials GmbH. Das Ziel des Zertifizierungssystems ist es, die komplette Wertschöpfungskette eines mineralischen Rohstoffs zu umfassen und somit dazu beizutragen, eine Harmonisierung des Markts an Nachhaltigkeitsstandards zu erzielen. Um dies zu realisieren, ist das CERA 4in1 Zertifizierungssystem in vier unterschiedliche, jedoch aufeinander aufbauende, Teilstandards unterteilt. Der CERA 4in1 Performance Standard (CPS) umfasst den nachhaltigen Betrieb eines Unternehmens von den Gewinnungs- und Aufbereitungsprozessen bis hin zu Hüttenbetrieben. In den untergeordneten Implementation Details (ID)-Dokumenten, welche auch als Auditchecklisten definiert werden können, werden dabei die individuellen Gegebenheiten des zu zertifizierenden spezifischen Betriebs berücksichtigt und dienen dadurch als Implementierung der allgemeingültigen CPS-Anforderungen für den spezifischen Anwendungsfall. Der CERA 4in1 Chain of Custody (CCS) umfasst die Rückverfolgbarkeit während des Handels der jeweiligen Zwischenprodukte der einzelnen Wertschöpfungsakteure. Der CERA 4in1 Readiness Standard (CRS) umfasst die komplette Phase der Bergbauplanung und endet mit dem Beginn der Gewinnung. Diese drei Standards beziehen sich auf die vorgelagerte Wertschöpfungskette eines mineralischen Rohstoffs. Der CERA 4in1 Final Product Standard (CFS) umfasst das Kennzeichnen des Endprodukts, für welches die zertifizierten mineralischen Rohstoffe und deren nachgelagerten Produkte verwertet werden.
Innerhalb der Dissertation wird die Weiterentwicklung des CPS verfolgt, indem grundsätzlich das CPS-Grundgerüst inhaltlich erweitert und anschließend bewertet sowie ein Modell als Systematik dieses Standards entwickelt und validiert wird. Der Anspruch dieses Modells ist es, alle mineralischen Rohstoffe, deren Lagerstättentypen und besondere Eigenschaften in der Gewinnung bis hin zur Verhüttung, die Betriebsgrößen als auch die lokalen und regionalen Besonderheiten der Betriebsstandorte zu berücksichtigen. Abschließend wird die Effektivität und Erfolgsaussicht des CPS evaluiert.
Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass die Effektivität und Erfolgsaussichten des CPS insgesamt von bis zu sechs Parametern abhängig ist. Die „technische und wirtschaftliche Anwendbarkeit“ thematisiert unter anderem die Anwendbarkeit des CPS auf die komplexen und individuellen mineralischen Rohstoffwertschöpfungsketten. Die „internationale Anerkennung“ adressiert die Kompatibilität mit bereits bestehenden Systemen zur Harmonisierung des Angebots an Nachhaltigkeitsstandards. Die „Vertrauenswürdigkeit des Systems“ umfasst die Erlangung der Vertrauenswürdigkeit des CPS seitens diverser Interessensvertreter, während sich der Parameter „Akzeptanz des Kunden“ auf die Bereitwilligkeit der Industrie zur Zertifizierung bezieht. Der „Marktausblick“ steht für die Wirtschaftlichkeit des CPS. Abschließend gilt die „politische Unterstützung“, also die Einbindung des CPS in gesetzliche Regelungen, als optionaler Parameter, da dieser nicht als essentiell eingestuft wird.:ABBILDUNGSVERZEICHNIS XVII
TABELLENVERZEICHNIS XIX
ABKÜRZUNGEN & AKRONYME XXIII
1 EINLEITUNG 1
1.1 Status quo 1
1.1.1 Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung 5
1.1.2 Internationale Arbeitsorganisation 5
1.1.3 Internationale Allianz für Soziale und Ökologische Akkreditierung und Kennzeichnung 6
1.2 Motivation 12
2 FORSCHUNGSSTRATEGIE 17
2.1 Fragestellung und Zielsetzung 17
2.2 Überblick der Arbeit 18
2.3 Methodik 19
3 CERA 4IN1 ZERTIFIZIERUNGSSYSTEM 22
3.1 Vorarbeiten 22
3.2 Einführung in das CERA 4in1 Zertifizierungssystem mit Schwerpunkt CERA 4in1 Performance Standard 25
3.2.1 Randbedingungen und Zielsetzung des CERA 4in1 Performance Standards 32
3.2.2 Status Quo des CERA 4in1 Performance Standards zu Beginn der Arbeit 32
3.2.3 Weiterentwicklung des CERA 4in1 Performance Standards 36
3.2.4 Bewertung des CERA 4in1 Zertifizierungssystems und des CPS-Grundgerüsts 44
4 ENTWICKLUNG EINES THEORETISCHEN MODELLS ALS SYSTEMATIK DES CERA 4IN1 PERFORMANCE STANDARDS 51
4.1 Zielsetzung des theoretischen Modells 51
4.2 Randbedingungen und Barrieren des theoretischen Modells 51
4.3 Systematik des theoretischen Modells 52
4.3.1 Datengrundlage, Status Quo der CPS-Systematik und genutzte Techniken 53
4.3.2 Identifizierung ökonomischer, ökologischer und sozialer negativer Einflüsse von mineralischen Rohstoffen innerhalb deren Wertschöpfungsketten 56
4.3.3 Entwicklung einer Systematik zur Prävention und Kontrolle der negativen Einflüsse auf die Nachhaltigkeit im Bergbau 59
4.3.4 Gängige Gewinnungs-, Aufbereitungs- bis hin zu Verhüttungsprozesse innerhalb der mineralischen Rohstoffwertschöpfung zur Entwicklung des Grundgerüsts des theoretischen Modells 63
4.3.5 Entwicklung der Systematik des theoretischen Modells 64
4.4 Zweck des theoretischen Modells 65
5 VALIDIERUNG DES THEORETISCHEN MODELLS ANHAND AUSGEWÄHLTER MINERALE 75
5.1 Erläuterung der Methodik und des Zwecks 75
5.2 Erste theoretische Validierung 76
5.2.1 Randbedingungen und Barrieren der ersten theoretischen Validierung 77
5.2.2 Darstellung der Ergebnisse aus der ersten theoretischen Validierung 77
5.3 Problemanalyse 79
5.3.1 Aufgetretene Probleme während der ersten theoretischen Validierung 79
5.3.2 Veränderung der Eingangsparameter 80
5.4 Zweite theoretische Validierung 84
5.4.1 Randbedingungen und Barrieren der zweiten theoretischen Validierung 85
5.4.2 Darstellung der Ergebnisse aus der zweiten theoretischen Validierung 86
5.5 Problemanalyse und Sensitivitätsanalyse 90
5.5.1 Aufgetretene Probleme während der zweiten theoretischen Validierung 90
5.5.2 Sensitivitätsanalyse 95
5.5.3 Veränderung der Eingangsparameter 96
5.5.4 Theoretische Skalierung 104
5.6 Praktische Validierung 105
5.6.1 Erläuterung der Methodik und des Zwecks 106
5.6.2 Randbedingungen und Barrieren 109
5.6.3 Darstellung der Ergebnisse 111
5.6.4 Aufgetretene Probleme und Sensitivitätsanalyse 115
6 FINALE BEWERTUNG DES THEORETISCHEN MODELLS UND DER CPS-SYSTEMATIK 118
6.1 Problemanalyse und Sensitivitätsanalyse 118
6.1.1 Gelöste Probleme und Sensitivitätsanalyse 118
6.1.2 Ungelöste Probleme und Sensitivitätsanalyse 119
7 FAZIT, DISKUSSION, AUSBLICK 121
7.1 Fazit 121
7.1.1 Standardentwicklung 121
7.1.2 Skalierung der Inhalte 122
7.1.3 Automatisierung der Entwicklungsschritte und Auditprozesse 123
7.1.4 Wettbewerb und Akzeptanz 124
7.1.5 Marktausblick 127
7.1.6 Abschlussbewertung 129
7.2 Diskussion 134
7.2.1 Barrieren und Randbedingungen des CPS 134
7.2.2 CPS-Implementierung 135
7.2.3 Auswirkungen 138
7.3 Ausblick 139
7.3.1 Anwendbarkeit, Anerkennung und Zertifizierungsprozess 139
7.3.2 Datenbankanwendung 140
7.3.3 CERA 4in1 Teilstandards und Administration 140
QUELLENVERZEICHNIS 143
ANHANG 155
Anhang A – Schwerpunkte Nachhaltigkeit 155
A.1 Auflistung der Nachhaltigkeitsziele der Agenda 2030 und der Kernthemen nach ISO 26000 155
Anhang B – Tabellenwerke zu Kapitel 4 156
B.1 Vorarbeiten aus Jatlaoui (2018) 156
B.2 Bestehendes umfangreiches Set an Gefahren aus Business Queensland (2019) 162
B.3 Entwicklung des ersten Entwurfs des theoretischen Modells 163
Anhang C – Tabellenwerke zu Kapitel 5 171
C.1 Validierung des theoretischen Modells 171
C.2 Übersicht der umdefinierten Ereignisse 182
C.3 Layout der Auditcheckliste für das Pilotprojekt DRK 19
6th PhD Conference - Abstracts: Give it a Benefit! - What do you Research for?
Get PDFThese are the abstracts of the oral presentations of the 6th PhD conference held on 10. June 2022 in Freiberg