Technische Universität Dresden: Qucosa
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Reducing Power Peaks and Energy Consumption in Stacker Crane Operation – a Parametrized Optimization Approach
No full textA simulation and optimization approach is presented to reduce power peaks and energy consumption of stacker cranes in a warehouse. Conceptually, the approach attacks the problem by adjusting the shapes of the trajectories. Numerically, a neuronal network is trained based on optimal trajectories gained from a simulationbased optimization. Particularly, the impact of the logistical throughput and the smoothness of the trajectories are investigated
Systematik zur planungsbegleitenden Simulation bei der Konzeptplanung von Produktionssystemen – Ein Anwendungsfall aus der Elektrolysestack- Produktion
No full textSimulation can support early-stage production system planning by enabling efficient evaluation of concept variants. However, detailed models are often impractical in concept phases due to limited data and high modelling effort. This paper presents a structured three-stage simulation approach for supporting the concept planning of water electrolyzer stack production systems . The approach leverages automatic model generation from formal process descriptions and gradually increases model detail across stages, carried out through a custom-developed simulation framework. This enables early validation of the throughput capability, resource planning, and the analysis of stochastically occurring technical malfunction. The method aims to reduce planning time while improving decision quality
Dynamic Two-Dimensional Covalent Organic Frameworks with Large Solvent-Induced Lattice Expansion
No full textDynamic covalent organic frameworks (COFs) can switch reversibly between crystalline phases with different unit cell parameters and porosities upon physisorption of guest molecules. While impressive changes in unit cell volumes have been realized for three-dimensional frameworks, the solvent-induced volume changes of two-dimensional (2D) COFs have remained comparably small. We have now developed a series of 2D COFs where we systematically varied the length of the interconnecting bridge units. The optimized materials achieve solvent-induced expansions of up to 85% relative to the volume of the solvent-free contracted COFs. These structural changes are fully reversible and the frameworks fully retain their high degree of crystalline order. This study introduces a versatile design strategy for dynamic 2D COFs, which could enable future applications of these materials in gas separation and sensing
Tagungsband 2nd P2O- Symposium 2025
No full textZum zweiten jährlichen Process to Order Lab Symposium 2025 haben sich die führenden Wissenschaftler aus der Prozessindustrie getroffen, um über aktuelle Herausforderungen zu diskutieren.
Dazu wurden zwei Workshops angeboten, WSI: „Authority Engineering” und WSII: „Integrated Engineering”, die die Teilnehmer zum aktuellen Stand der Forschung aus der P2O-Lab Learning Factory informieren sollte.:1 Intro
1.1 Leon Urbas: Intro Process-to-Order, Process-to-Order Group
1.2 Hannes Lange & Isabell Viedt : Intro Process-to-Order Learning Factory & Organizational, Process-to-Order Group
2 Deep Dive I: Modeling and System Simulation
2.1 Michael Große: Simulation in the interdisciplinary lifecycle of modular electrolysis plants – Challenges and Solution Approaches, Process-to-Order Group
2.2 Marcus Tümmler: Solver-gerechte Formulierung von dynamischen Modellen in Modelica, Fraunhofer IWES
2.3 Lukas Furtner & Linda Eydam: Improved process monitoring via optimal soft sensor and instrumentation design, Process-to-Order Group
3 Deep Dive 2: Information Networks
3.1 Sissy Sommer: Semantic Information Modelling, Industrial Science GmbH
3.2 Zohra Charania & Imam Mujahidin Iqbal: Smarter SMEs: Harnessing the Power of Data for Competitive Advantage, Process-to-Order Group
3.3 Lucas Vogt: Automation in Biopharma: The Impact of Industrial Control as a Service, Process-to-Order Group
4 Workshop I: Authorities Engineering
4.1 Thomas Makait - Are there synergies in GMP and Safety Engineering for Modular Plants?, MTP4Pharma
4.2 Sebastian Härtner – Merck‘s view: Modular plants, Bluefield authority approval, Merck Electronics KGaA
4.3 Anselm Klose – Safety Related Engineering Workflow, Flexcelerate Solutions
4.4 Michael Pfeifer – Digital Risk and Compliance Management: iaHAZOP, TÜV SÜD Industrie Service GmbH
4.5 Leon Urbas – Semantic Technologies in Authorities Engineering, Process-to-Order Group
5 Poster Pitches
5.1 Linda Eydam: Diagnosis of Coupled Process- and Equipmentdrifts in Chemical Plants, Process-to-Order Group
5.2 Shreyas Parbat: Recipe Based Data Generation Framework for Energy Baselines establishment, Process-to-Order Group
5.3 Imam Mujahidin Iqbal: Data-driven Analysis of Waste Sorting Plant Performance, Process-to-Order Group
5.4 Amy Koch: Digital Twins for Process Transfer in Modular Plants, Process-to-Order Group
5.5 Julian Pamperin: Framework for Evaluating Modular Plant Module Suitability, Process-to-Order Group
6 Topic Tables
6.1 Lucas Vogt: Let’s talk about Control as a Service
6.2 Lukas Furtner: Selection Criteria for Instrumentation Design in Process Plants
6.3 Julius Lorenz: Modular Plants in Operation?
6.4 Tobias Kock: Information Models for Modular Plants
6.5 Zohra Charania: Data to Decisions: Unlocking AI’s Power in Industry
7 Workshop II: Integrated Engineering
7.1 Isabell Viedt & Hannes Lange: Introduction Workshop Integrated Engineering
7.2 Amy Koch: Engineering Workflow Part 1 – Process Engineering
7.3 Tobias Kock: Engineering Workflow Part 2 – PEA Engineering
7.4 Michael Große: Engineering Workflow Part 3 – PEA Matching
7.5 Hannes Lange: Engineering Workflow Part 4 – Outlook
8 2nd P2O-Symposium: Closing Session, Leon Urbas, Hannes Lange & Isabell Vied
Molekulare Sequenztypisierung von klinischen Legionella pneumophila Isolaten der Serogruppe 1 und deren Epidemiologie
No full textLegionellen sind gram-negative, ubiquitär in der Umwelt vorkommende Bakterien, die als Krankheitserreger beim Menschen entweder die Legionärskrankheit oder das Pontiac-Fieber auslösen können. Mit einer Inzidenz von 1,8 (2021) und einer Mortalität von 9 % (2021) stellen Legionellosen ein ernstes Krankheitsbild dar, welches einer schnellen Diagnose und einer adäquaten Therapie bedarf. Die Untererfassung der Legionelleninfektionen wird auf den Faktor 15-30 geschätzt. Die Zielsetzung dieser Arbeit war die experimentelle Analyse von 97 klinischen Legionella pneumophila SG1 Isolaten mit dem 7-gene-SBT Schema sowie die epidemiologische Analyse der Legionellenpopulation in den Jahren 2018 und 2019 in Deutschland unter Einbeziehung des mAb-Typs, des Erkrankungsalters sowie der
geographischen Verteilung. Dafür wurde neben den typisierten klinischen Isolaten die Datenbank des Konsiliarlabors für Legionellen in Dresden sowie die Meldefälle nach §7 IfSG an das Robert Koch-Institut Berlin herangezogen. Der Nachweis einer Infektion erfolgte größtenteils durch den Einsatz eines Urin-Antigen-Tests (UAT), sowie wesentlich seltener durch eine positive Kultur oder Nukleinsäure-
amplifikationsverfahren (PCR). Im betrachteten Zeitraum dominierte mit 83,1 % L. pneumophila SG 1, gefolgt von den SG 2-15 mit 12,3 % sowie den L. spp. mit 3,2 %. Unter den Stämmen mit der SG 1 zeigten sich die mAb 3/1 positiven Stämme mit einer Nachweisrate von 68,7 % (n=125) dominant. Am häufigsten wurden mit 20,5 % (n=45) der Subtyp Knoxville sowie mit 16 % (n=35) der Subtyp Allentown/France bestimmt. Der mAb 3/1 negative Subtyp OLDA trat am dritthäufigsten bei 14,2 % (n=31) der klinischen Isolate auf. Der häufigste bei den klinischen Isolaten nachgewiesene Sequenztyp ist der ST 1 in 19,5 % (n=34) aller Nachweise, gefolgt von ST 182 in 8,6 % (n=15), ST 62 in 8 % (n=14), ST 23 in 6,9 % (n=12) und ST 9 in 6,3 % (n=11) der Fälle. Damit präsentiert sich die epidemiologische
Situation hinsichtlich der dominierenden Sequenztypen stabil und ohne wesentlich Veränderungen innerhalb der letzten fünf Jahre. Es konnten neun neue Sequenztypen identifiziert werden, welche in sechs Fällen aus einer Kombination von bereits bekannten Allelvarianten entstanden. Zweimal führte jeweils eine neue Allelvariante zu einem neuen Sequenztyp und einmal konnte ein Stamm mit drei neuen
Allelvarianten bestimmt werden. Jeder neue Sequenztyp wurde nur einmal nachgewiesen. Die Geschlechterverteilung lag innerhalb der Meldedaten des RKI bei 70,7 % (n=2118) männlichen Patienten, 29,2 % (n=873) weiblichen Patientinnen und 0,1 % (n=3) unbekannten Geschlechts. 72,6 % (n=159) der nach Dresden eingesandten Proben gehörten zu männlichen Patienten, 23,3 % (n=51) konnten weiblichen Patientinnen zugeordnet werden und bei 54 4,1 % (n=9) erfolgte die Einsendung ohne Geschlechtsangabe, so dass sich kein statistisch signifikanter Unterschied in der Geschlechtsverteilung zwischen Konsiliarlabor und RKI ergab. Das Durchschnittsalter beider Geschlechter betrug innerhalb der im Konsiliarlabor bearbeiteten Kohorte 59,52 (95 % CI, 57,71-61,34) Jahre. Der Altersdurchschnitt in der RKI-Kohorte lag mit 63,3 (CI 95 %; 62,8 – 63,8) Jahren signifikant (p<0,01) höher. Außerdem waren Männer bei Infektion jünger als Frauen. Dieser Zusammenhang stellte sich jedoch nur in den
Daten des RKI als statistisch signifikant (p<0,05) dar: 62,8 (CI 95 %; 62,2 – 63,39) vs. 64,5 (CI 95 %; 63,54-65,46) Jahre. In dieser Arbeit konnten epidemiologische Eigenschaften von Legionellen für den Zeitraum 2018-2019 in Deutschland bestimmt werden und so zu einer aktuellen Erregersurveillance beigetragen werden. Es wurde festgestellt, dass nur ein Bruchteil der im Konsiliarlabor bearbeiteten Fälle vom Öffentlichen Gesundheitsdienst auch an das RKI gemeldet werden, so dass die Meldedaten weiterhin unvollständig bleiben. Die ermittelten Daten geben einen Überblick über die dominierenden Sero- und Sequenztypen und zeigen Unterschiede zu anderen Ländern auf
Vergleich von Radio- und Phototoxizität in Verbindung mit einer verstärkenden Wirkung der Photosensitizer Psoralen, Trioxsalen und ortho-Iodo-Hoechst33258 an FaDu-, PC-3-, 4T1- und B16-F10-Zellen
No full textEine Energiezufuhr unterschiedlicher Wellenlängen kann in biologischem Material zu weitreichenden Schäden an der DNA führen. Es soll hier vor allem auf die ultraviolette Strahlung und die Röntgenstrahlung eingegangen und auf eine verstärkende Wirkung von Photosensitizer (PS) in Verbindung mit UVA getestet werden. Dazu sollen an unterschiedlichen Tumorzelllinien FaDu (Kopf-Nacken, Human), PC-3 (Prostata-CA, Human), 4T1 (Mamma-CA, Maus), B16-F10 (Melanom, Maus) separate Dosis- bzw. Energiefluenz-Wirkungskurven (DWK) jeweils für die Behandlung mit Psoralen, Trioxsalen und ortho-Iodo-Hoechst33258 als Photosensitizer, sowie mit externer Röntgenbestrahlung und Licht (UVA/UVC) erstellt werden. Für die DWK werden durch den Koloniebildungsassay das Überleben der einzelnen Zelllinien dargestellt. Anhand dieser DWK werden die Konzentrationen der PS und die Intensität des UVA-Lichtes bestimmt, welche für die Kombinationsversuche verwendet werden. Im Anschluss werden die Zellen entweder mit Röntgenstrahlung, mit UVC, mit UVA oder in Kombination von PS und UVA behandelt. Nach dessen Behandlung mit den Noxen in Kombination mit Licht bzw. Röntgenstrahlung werden diese mittels Koloniebildungsassay ebenfalls auf ihr Überleben hin untersucht. Zudem sollen mittels unterschiedlicher Methoden die Zellen auf Schädigungen untersucht werden. Dies erfolgt im Konzentrations-, Dosis- und Energiefluenzbereich der DWK. Dazu zählt die Analyse der entstandenen Doppelstrangbrüche mittels yH2A.X-Assay und die Analyse der Cyclobutan-Pyrimidin-Dimere mittels ELISA-Assay. Somit sollen auch Aussagen über Reparaturkapazitäten der einzelnen Zelllinien möglich sein.:1. Einleitung
2. Material und Methoden
2.1 Material
2.1.1 Zellen
2.1.2 Bestrahlung
2.1.3 Photosensitizer
2.2 Methoden
2.2.1 Zellkultur
2.2.2 Vorversuche zur Charakterisierung der Zellen und Noxen und zur Bestimmung von Konzentrationen
2.2.3 Behandlung der Zellen mit verschiedenen Noxen und Bestrahlungsarten
2.2.4 Überlebensfraktionen mittels Koloniebildungsassay
2.2.5 Detektion der Doppelstrangbrüche mittels yH2A.X-Assay
2.2.6 Extraktion der DNA
2.2.7 Bestimmung der CPDs mittels ELISA-Assay
2.2.8 Statistik
3. Ergebnisse
3.1 Charakterisierung der verwendeten Zelllinien
3.2 Photosensitizer: Uptake, Effizienz und Chemotoxizität
3.2.1 Exzitations- und Emissionsspektrum zur Ermittlung der Maxima
3.2.2 Internalisierung der Noxen oIH, Psoralen und Trioxsalen in den Zellkern
3.3 Koloniebildungsassay zur Bestimmung der SF
3.3.1 Nach der Behandlung mit UVC und Röntgenstrahlung
3.3.2 Nach Einzelbehandlung mit oIH, Psoralen und Trioxsalen
3.3.3 Kombinationsversuche nach Behandlung mit PS und Licht
3.3.4 Verstärkende Wirkung der PS in Verbindung mit UVA nach Koloniebildungsassay
3.4 DSB-Analyse mittels yH2A.X-Assay
3.4.1 Bildung von yH2A.X-Foci
3.4.2 yH2A.X-Foci-Analyse mittels AKLIDES
3.4.3 Verstärkende Wirkung der PS in Verbindung mit UVA nach yH2A.X
3.5 Analyse zur Schädigung durch CPD an Zellen
3.5.1 Bestimmung der Antikörper- und Chemikalienkonzentrationen zur Bestimmung der CPD
3.5.2 CPD-Analyse an Zellen nach Behandlung mit Röntgenstrahlung, PS und Licht
3.5.3 Verstärkende Wirkung der PS in Verbindung mit UVA für die CPD-Schäden
3.6 Korrelation der Schädigungen zu den SF an PC-3
4. Diskussion
4.1 Unterschiede zwischen menschlichen und murinen Zelllinien
4.2 Vergleich der Survival Fraction bei Röntgenstrahlung- und Licht-Applikation
4.3 Einfluss der Photosensitizer auf das Überleben
4.4 Schadensanalyse und Reparatur
4.5 Ausblick
5. Zusammenfassung
6. Summary
7. Anhan
Operation, Design and Losses of the Modular Multilevel Matrix Converter in a Flywheel Energy Storage System
No full textThis article presents an analysis of selected characteristics of the modular multilevel matrix converter (M3C) operating a doubly fed induction generator (DFIG) in a flywheel energy storage system. A detailed analysis of the necessary electrical input and output quantities, as well as the identification of required internal currents and voltages, leads to a newly introduced iterative design process for the converter. This process ultimately provides information on the required number of submodules and demonstrates the overload capability of the converter in reactive power operation. Also, the short-circuit current contribution of the system for this unique configuration of M3C and DFIG is investigated for the first time. Taking into account the unique operating characteristics of the M3C, a loss analysis of the converter and the machine is performed, and a loss-optimized distribution of reactive power between the machine and the converter is proposed. The article is conducted analytically and is validated by experimental results on a small-scale demonstrator
2,2’-Bis(arylamino)-1,1’-biaryls as Building Blocks for the Synthesis of Dibenzo[d,f][1,3]diazepines, Dibenzo[d,f][1,3]diazepinones, and Dibenzo[c,e][1,2,7]thiadiazepine 6-Oxides
No full textThe iron-catalyzed oxidative C−C homocoupling of diarylamines affords 2,2′-bis(arylamino)-1,1′-biaryls which represent crucial synthetic building blocks for an access to a range of seven-membered heterocyclic ring systems. Reaction with paraformaldehyde, diphenyl carbonate, and diphenyl sulfite as efficient 1,1-dielectrophiles led to dibenzo[d,f][1,3]diazepines, dibenzo[d,f][1,3]diazepinones, and dibenzo[c,e][1,2,7]thiadiazepine 6-oxides. The synthetic procedures enable short and practical routes to these 1,3-diazepine derivatives under mild reaction conditions and with a high tolerance of various functional groups
The Dresden Surgical Anatomy Dataset for Abdominal Organ Segmentation in Surgical Data Science
No full textLaparoscopy is an imaging technique that enables minimally-invasive procedures in various medical disciplines including abdominal surgery, gynaecology and urology. To date, publicly available laparoscopic image datasets are mostly limited to general classifications of data, semantic segmentations of surgical instruments and low-volume weak annotations of specific abdominal organs. The Dresden Surgical Anatomy Dataset provides semantic segmentations of eight abdominal organs (colon, liver, pancreas, small intestine, spleen, stomach, ureter, vesicular glands), the abdominal wall and two vessel structures (inferior mesenteric artery, intestinal veins) in laparoscopic view. In total, this dataset comprises 13195 laparoscopic images. For each anatomical structure, we provide over a thousand images with pixel-wise segmentations. Annotations comprise semantic segmentations of single organs and one multi-organ-segmentation dataset including segments for all eleven anatomical structures. Moreover, we provide weak annotations of organ presence for every single image. This dataset markedly expands the horizon for surgical data science applications of computer vision in laparoscopic surgery and could thereby contribute to a reduction of risks and faster translation of Artificial Intelligence into surgical practice
Spatial scaling of extreme rainfall from radar QPE in Germany
No full textThe study analyses 19 years of hourly quantitative precipitation estimates (RADKLIM-RW) concerning the spatial scaling behaviour of extreme rainfall for Germany as well as general heavy rainfall patterns. Four regions with the same size of 256 km × 256 km were selected with varying characteristics. For each region, spatial rainfall maxima for different aggregation steps with box length of 2, 4, 8, 16, 32, 64, and 128 km were retrieved using sliding and fixed window methods. Rainfall was classified with two parameters into patterns dominated by convection or advection, respectively. Based on the calculated spatialmaxima, potential maximum rain rates were extrapolated for sub-pixel scale. Though the power laws of the resulting scaling relationship have a very good fit, no mono-scale power law could be derived from the data due to different rainfall mechanisms on different spatial scales. Typical power laws exist for more convective characteristics up to a scale of 8 km box length and for more advective characteristics with larger box lengths. A regional power law for maxima of convective rainfall could be used to statically refine the radar resolution to 250m or even 125m box length. However, when scaled to smaller box lengths or to the size of a Hellmann gauge (200 cm2) the values become increasingly unrealistic. The results indicate that radar derived areal precipitation values are limited to the radar scale (here 1 km2), despite the fact that they are scaled to fit observed values from rain gauges