Gondang: Jurnal Seni dan Budaya
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Gemeinschaftlicher Abschlussbericht
No full textDas Forschungsprojekt TRIM entwickelt einen datenbasierten Ansatz zur teilautomatisierten Trassierung von Bahnanlagen. Durch die Verknüpfung mathematischer Optimierungsverfahren mit BIM-basierten Planungsansätzen können Trassierungsvarianten automatisiert erzeugt, bewertet und in bestehende Planungsprozesse integriert werden. Ein Proof of Concept auf Basis realer Streckendaten zeigt, dass das Verfahren technisch umsetzbar ist und die Qualität, Vergleichbarkeit und Nachvollziehbarkeit von Planungsentscheidungen verbessert. Damit leistet TRIM einen Beitrag zur Digitalisierung und Effizienzsteigerung in der Bahninfrastrukturplanung
Schlussbericht
No full textIn diesem Projekt werden unter dem Einsatz des high-speed Additive Manufacturing-Verfahrens SEAM (Screw Extrusion Additive Manufacturing), in Kombination mit für das Verfahren nachhaltigen naturfaserverstärkten Kunststoffen, Großbauteile für unterschiedliche branchenübergreifende Anwendungen entwickelt. Um dabei das Leichtbaupotenzial bestmöglich auszuschöpfen, erfolgte die Auslegung unter Berücksichtigung der prozessabhängigen Material- und Bauteileigenschaften.
Dabei wurde der Aspekt der CO2-Einsparung nicht nur durch die angestrebte Gewichtsreduzierung mittels des Einsatzes nachhaltiger Leichtbauwerkstoffe in neuen Konstruktionen erreicht, sondern auch durch eine systematische Betrachtung und Anpassung der gesamten Fertigungskette, unter den Aspekten der Ressourceneffizienz und der Treibhausgasemissionsminimierung.
SKM fokussierte sich auf die digitale CAD/CAM/CAE-Prozesskette für CAX-gerechte Schnittstellen, Auslegungsmethodik und Design-Guide mit CAD/ CAE-Assistenz sowie innovativer SEAM-Strategien und Funktionsklassen für flächen- und bahnorientierte Hochleistungsprozesse. Ziel war eine SEAM-CAD/CAM-Lösung mit integrierter Simulation, Monitoring und Bahnadaption für flexibel einsetzbare HYBRID-Lösungen
Forschungsprojekt AI-flex: Abschlussbericht
No full textDerzeitiger Stand von Wissenschaft und Technik: Eine der zentralen Herausforderungen beim Aufbau zellulärer Energiesysteme liegt in dem Mangel eines effizienten Energiemanagements im Niederspannungsbereich begründet. Die Kernaufgabe solcher Managementsysteme besteht in der koordinierten Steuerung einzelner Energiezellen. Das Energiemanagement innerhalb einer Zelle stellt dabei ein hochkomplexes Optimierungsproblem dar, das sich mit konventionellen Lösungsansätzen nur unter erheblichem Aufwand bewältigen lässt. In Anbetracht dessen erfahren Ansätze aus dem Bereich der Künstlichen Intelligenz (KI) eine zunehmende Relevanz in der aktuellen Forschung. Es konnte festgestellt werden, dass KI-Methoden, insbesondere aus den Bereichen maschinelles Lernen und prädiktive Optimierung, eine vielversprechende Lösung darstellen, da sie in der Lage sind, komplexe Datenmengen effizient zu verarbeiten und auf dieser Basis robuste Steuerungsentscheidungen zu treffen. Aktuelle wissenschaftliche Arbeiten belegen, dass KI-basierte Systeme geeignet sind, sowohl kurzfristige Vorhersagen als auch langfristige Strategien in Energiemanagementsystemen zu unterstützen. Zielsetzung der Untersuchung: Die vorliegende Untersuchung hat die Zielsetzung, AI-/ML-basierte Zelloptimierungs-Algorithmen für das Management von Energiezellen in einem zukünftigen europäischen, zellularen Energiesystem zu entwickeln. Insbesondere auf den unteren Ebenen der Verteilnetze, die verschiedene Konstellationen von Energieerzeugern, Speichern und Lasten aufweisen, besteht derzeit ein Mangel an übergeordneten Steuerungssystemen, die eine effiziente, flexible und resiliente Betriebsweise gewährleisten. Ein besonderes Augenmerk liegt dabei auf der Integration von Power-to-X-Technologien (P2H, P2M, P2G) sowie Batteriespeichersystemen (BSS) als zentrale Flexibilitätsoptionen. Um das vorhandene Potenzial optimal nutzen zu können, sind technologiespezifische Steuer- und Optimierungsalgorithmen erforderlich, die innerhalb einer Energiezelle agieren und anschließend in einen übergeordneten Zelloptimierer eingebettet werden können. Methode: In der methodischen Herangehensweise werden zunächst die bestehenden Rahmenbedingungen hinsichtlich der Ebenen, Schnittstellen und Daten der Energienetze analysiert. Darauf aufbauend erfolgt die Auswahl geeigneter AI-/ML-Methoden. Aufbauend auf den zuvor beschriebenen Sachverhalten wird ein digitaler Zwilling der unteren Netzebenen als Validierungsplattform für die in diesem Kontext entwickelten Ansätze generiert. Parallel dazu werden KI-gestützte Optimierer-Interfaces für verschiedene Speichertechnologien entworfen und in einen übergeordneten Zelloptimierer integriert. Des Weiteren werden Geschäftsmodelle abgeleitet, die der Sicherung der wirtschaftlichen Tragfähigkeit dienen. Die Methoden werden in Simulationen sowie unter realen Netzzuständen erprobt. Ziel dieser Erprobung ist der Nachweis und die kontinuierliche Verbesserung von Effizienz und Praxistauglichkeit. Ergebnis und Anwendungsmöglichkeiten: Im Rahmen des Projekts AI-flex wurde ein integriertes Energiemanagement-Konzept entwickelt, welches mit modularen Optimierer-Schnittstellen für P2X-Technologien und Batteriespeicher sowie einem zentralen Zelloptimierer auf Niederspannungsebene ausgestattet ist. Die vorliegenden Simulationen und Feldtests belegen signifikante Entlastungen von Transformatoren und Leitungen sowie eine optimierte Lastverteilung. Dies bildet eine praxisnahe Grundlage für die Umsetzung zellularer Energiesysteme, die Integration erneuerbarer Energien und die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle im Bereich Messstellenbetrieb, Datenmanagement und Netzdienstleistungen. Langfristig eröffnet der Ansatz Perspektiven für eine europaweite, KI-gestützte Flexibilitätssteuerung und Sektorenkopplung, unterstützt durch den digitalen Zwilling als Werkzeug für Validierung, Transfer und Skalierung
Sachbericht zum Verwendungsnachweis gemäß Nr. 4.1 NKBF 2017
No full text[no abstract available]
Datei-Upload durch TI
Schlussbericht
No full textIm Verbundvorhaben AEMready, konnte die Wasserelektrolyse mit einer Anionenaustauschmembran vom 5 cm2 in den 300 cm2-Einzelzellmaßstab erfolgreich überführt werden. Die erreicht Zelleffizienz von 79 % (1.85 V) bei 1 A/cm2 in 1 M KOH bei 60 °C mit Iridium-freien Katalysatoren übertraf das ursprüngliche Effizienzziel des Projektes. Wesentliche Herausforderung wie die Verarbeitung der edelmetallfreien Katalysatoren zu Elektrodenschichten konnten für einige Katalysatorsysteme gelöst werden. Der ungewünschte übertritt von Wasserstoff auf die Anode bleibt weiterhin eine grundlegende Forschungsfrage, die in ersten Zügen im Rahmen eine Publikation (Klinger et. Al. Adv. Mater. Interfaces 2025, 12, 2400515) diskutiert wurde. In AEMready konnte daher ein erster Funktionsnachweis der AEM-Technologie in industriell relevanter Größenordnung gezeigt werden.
Datei-Upload durch TIBIn the AEMready, water electrolysis with an anion exchange membrane was successfully transferred from a 5 cm2 to the 300 cm2 single cell scale. The achieved cell efficiency of 79 % (1.85 V) at 1 A/cm2 in 1 M KOH at 60 °C with iridium-free catalysts exceeded the initial efficiency target of the project. Major challenges such as processing the precious metal-free catalysts into electrode layers were solved for selected catalysts. The undesired transfer of hydrogen to the anode remains a fundamental research question, which was discussed in initial stages in a publication (Klinger et. Al. Adv. Mater. Interfaces 2025, 12, 2400515). In AEMready, the first functional proof of AEM technology on an industrially relevant scale was therefore demonstrated
Schlussbericht
No full textIm Fokus von Teilprojekt C stand die Charakterisierung der Bedeutung distinkter Stoffwechselwege für den Erfolg der Radiotherapie in präklinischen Mausmodellen sowie die standardisierte Sammlung klinischer Proben. Der Partnerstandort LMU Klinikum trug maßgeblich zur Etablierung und Weiterentwicklung präklinischer Mausmodelle und Therapieschemata bei, entwickelte optimierte Protokolle für Invitro-
Analysen des klonogenen Überlebens nach Bestrahlung sowie Workflows für die Integration von Überlebensdaten mit multi-level OMICs-Daten und sammelte präklinische und klinische Proben für die weiteren Arbeitspakete.
Datei-Upload durch TIBThe focus of subproject C was to characterize the significance of distinct metabolic pathways for the success of radiotherapy in preclinical mouse models, as well as the standardized
collection of clinical samples. The partner site LMU Klinikum played a key role in establishing and further developing preclinical mouse models and therapy regimens, optimizing protocols for in vitro analyses of clonogenic survival after irradiation, and developing workflows for integrating survival data with multi-level OMICs data. Additionally, LMU Klinikum collected preclinical and clinical samples for subsequent work package
Abschlussbericht für die Deutsche Forschungsgemeinschaft
No full textKräfte stellen eine wichtige Informationsquelle für die Prozess- und Zustandsüberwachung in Werkzeugmaschinen dar. Die Messung der Kräfte durch strukturintegrierte Sensorik bietet den Vorteil das keine Einschränkung des Arbeitsraums und der Steifigkeit der Maschine auftreten. Der Einsatz von strukturintegrierter Sensorik in Standardkomponenten bietet hohes Potential sowohl für die Neukonstruktion als auch für die Integration in bestehende Maschinenkonstruktionen. Hier sind insbesondere Führungswagen von Linearführungen geeignet, weil diese funktionsbedingt im Kraftfluss zwischen dem Werkzeug/Werkstück-Kontakt sowie dem Maschinenbett liegen. Um die gestellten Anforderungen an Führungssysteme in Werkzeugmaschinen zu erfüllen, sind die Führungswagen hoch steife Komponenten, auf denen nur geringe Dehnungen auftreten. Daher ist für die verwendeten Dehnungsmesstreifen (DMS) eine hohe Sensitivität erforderlich. In diesem Projekt wurden daher direktabgeschiedenen Sensoren (Dehnung und Temperatur) verwendet. Das Herstellungsverfahren für diese Sensoren ist jedoch bisher noch nicht industrietauglich. Gemeinsam mit den Anwendungspartnern Bosch Rexroth AG und Fooke GmbH wurde im Rahmen dieses Vorhabens die Dünnfilmsensortechnologie und eine intelligente Signalverarbeitung erarbeitet, die eine in Führungswagen von Profilschienenführungen integrierte Kraftmessung ermöglicht. Um die industrielle Anwendbarkeit direktabgeschiedener Sensoren zu steigern, wurde durch das Institut für Mikroproduktionstechnik (IMPT) eine Prozesskette zur Direktabscheidung von Dehnungsmessstreifen (DMS) inklusive Temperatursensoren erforscht. Durch bauteilindividuelle Sensorlayouts und -materialien sowie den Verzicht auf herkömmliche Klebstoff- und Trägerfolienzwischenschichten konnte die Sensitivität gesteigert werden. Es wurden Chrom-Vollbrücken-DMS entwickelt, auf den Führungswagen appliziert und untersucht. Durch das IFW wurde hierzu eine Methode zur automatisierten, simulationsbasierten Sensorpositionierung erforscht. Zudem wurden die Führungswagen im Einsatz, einzeln und im Verbund aus vier Führungswagen, analysiert. Hierbei standen insbesondere die auftretenden Störsignale, z.B. durch den Wälzkörperumlauf und Zwangskräfte zwischen den Führungsschienen, im Fokus.
Es wurden nachfolgende Eigenschaften erreicht: Die direktabgeschiedenen DMS weisen eine Unsicherheit bezüglich der gemessenen Dehnung von 20 nm/m auf. Dieses entspricht einer Messunsicherheit von ±250 N bei den untersuchten Führungswagen. Eine dezentrale Datenvorverarbeitung mit einer modellbasierten Sensorfusion und Signalverarbeitung ermöglicht den Einsatz von vier sensorischen Führungswagen im Wagenverbund und resultiert in einer dynamischen Kraftauflösung von σF ±2.000 N. Das mittlere Abweichungsquadrat (RMSE) des Wagenverbunds unter wechselnden externen Lasten wurde durch einen Least-Squares Ansatz zur Kalibrierung von ±3.000 N auf ±800 N reduziert
OGIMo / Oberflächen- und Grundwasser-Interaktionen entlang der Mosel
No full textWasserbauliche Maßnahmen (z. B. Schleusen) verändern die hydraulischen Randbedingungen an
Flüssen und damit auch die Interaktion zwischen Oberflächenwasser (OW) und Grundwasser (GW).
Die Auswirkungen solcher Veränderungen sowie deren Relevanz für den Stoffhaushalt sind vor allem
in Bezug auf größere, anthropogen veränderte Flussläufe bislang kaum untersucht. Ziel des OGIMo-
Projektes war es, das derzeitige Wissen über die Wechselwirkungen zwischen OW und GW an
BWaStr zu vertiefen. Hierfür wurden einerseits großmaßstäbliche Untersuchungen entlang des deut-
schen Teils der staugeregelten Mosel (insg. 242 km) durchgeführt sowie andrerseits Detailuntersu-
chungen an der Staustufe Lehmen (Mosel-km 20,8). Neben dem OW-bürtigen Tritium als Tracer für
einen OW-Zustrom ins GW und dem GW-bürtigen Radon als Tracer für einen GW-Zustrom zum OW
wurden auch stabile Isotope sowie organische Spurenstoffe und deren Transformationsprodukte (TPs)
als im System vorhandene OW-GW-Tracer verwendet.
Die Auswertung der Konzentrationen von Radon im OW sowie von Tritium im GW zeigte sich als
grundsätzlich geeignet, OW-GW-Interaktionszonen großmaßstäblich zu identifizieren. Allgemein kann
geschlussfolgert werden, dass die Zonen erhöhten GW-Eintrages ins OW neben den grundsätzlich
steuernden hydraulischen Randbedingungen an geologische Haupteinheiten sowie an Störungszonen
geknüpft sind. GWM mit relevanter OW-GW-Interaktion konnten daneben nur im Bereich der Stau-
stufe Lehmen identifiziert werden (s. u.). Modellsimulationen mit FINIFLUX (Modell zur quantitativen
Analyse von GW-Einträgen in das OW, Universität Bayreuth) auf Grundlage der Radonkonzentratio-
nen zeigen einen GW-Anteil am Moselwasser von etwa 1 %, wobei die Quantifizierung des Grund-
wasserzustroms zur Mosel mit einem großen Fehler behaftet ist, da sich unterschiedliche methodi-
sche Limitierungen addieren (u. a. u. a. statische Probennahmetiefe in der Mosel).
Dass der künstlich erzeugte Gradient zwischen Oberwasser und Unterwasser zu einer verstärkten In-
teraktion zwischen OW und GW führt – mit influenten Bedingungen im Oberwasser und effluenten Be-
dingungen im Unterwasser – konnte mit Tritium an der Staustufe Lehmen nachgewiesen und mit Hilfe
der Auswertungen organischer Spurenstoffkonzentrationen im GW untermauert werden. Für den
Standort Lehmen ergab sich ein OW-Anteil von minimal 10 bis maximal 100%. Die erhobenen Daten
legen dabei nahe, dass der Zustrom von OW ins GW diffus im Oberwasser der Staustufe erfolgt und
das infiltrierte Wasser längere Zeit uferparallel Richtung Unterwasser der Staustufe strömt.
Influente Bedingungen konnten in OGIMo durch den eindeutigen OW-Tracer Tritium nachgewiesen
werden. Die hohen Konzentrationen zahlreicher typischer abwasserbürtiger Spurenstoffe wie
Carbamazepin, Tramadol und Sucralose im GW vom Detailstandort Lehmen belegen konsistent zu
den Tritiumergebnissen die dortigen influenten Verhältnisse. Die Eignung dieser Stoffe zur eindeuti-
gen Identifizierung des Grundwasserzustroms ist jedoch durch die Möglichkeit des (zusätzlichen) Ein-
trags über z. B. Leckagen von Abwasserleitungen begrenzt.
Die Untersuchung der Verhältnisse von Tramadol und dessen TPs am Detailstandort Lehmen hat da-
neben gezeigt, dass die Analyse von organischen Spurenstoffen, deren Abbauverhalten bekannt ist,
wertvolle Zusatzinformationen zu Abbauprozessen und Milieubedingungen liefern können. Ein großes
Potential in dieser Hinsicht hat die Analyse chiraler Substanzen, da im Falle eines enantioselektiven
Abbaus, durch die Bestimmung der Enantiomerenverhältnisse eindeutig biologische Abbauprozesse
unabhängig von einer Verdünnung identifiziert werden können.
Datei-Upload durch TIBHydraulic engineering measures (e.g., locks) alter the hydraulic conditions of rivers, thereby affecting
the interaction between surface water (SW) and groundwater (GW). The effects of such changes and
their relevance for the interaction between SW and GW have been scarcely investigated, especially
concerning larger, anthropogenically modified rivers. The aim of the OGIMo project was to deepen
current knowledge about the interactions between SW and GW at federal waterways. For this pur-
pose, extensive investigations were conducted along the German part of the dam-regulated Moselle
River (totaling 242 km), as well as detailed studies at the Lehmen dam site (Moselle-km 20.8). In addi-
tion to tritium from SW as a tracer for SW inflow into GW and radon from GW as a tracer for GW inflow
into SW, stable isotopes as well as organic micropollutants and their transformation products (TPs)
were used as SW-GW tracers present in the system.
The evaluation of radon concentrations in SW as well as tritium in GW proved to be fundamentally
suitable for identifying large-scale SW-GW interaction zones. In general, it can be concluded that
zones with increased GW inflow into SW are linked not only to generally controlling hydraulic bound-
ary conditions but also to geological units and fault zones. Observation wells with significant SW-GW
interaction could only be identified in the area of the Lehmen dam (see below). Model simulations us-
ing FINIFLUX (a model for the quantitative analysis of GW inflows into SW, University of Bayreuth)
based on radon concentrations indicate a GW fraction in the Moselle water of about 1%. However,
quantifying the groundwater inflow to the Moselle is subject to a large error due to the aggregation of
different methodological limitations (including, among others, static sampling depth in the Moselle).
The artificially induced gradient between upstream and downstream water leads to an intensified inter-
action between SW and GW—with influent conditions in the upstream water and effluent conditions in
the downstream water—demonstrated using Tritium at the Lehmen dam and supported by evaluations
of organic micropollutant concentrations in the GW. For the Lehmen site, a SW fraction ranging from a
minimum of 10% to a maximum of 100% was determined. The collected data suggest that the inflow
of SW into GW occurs diffusely in the upstream water of the dam and that the infiltrated water flows
parallel to the bank for an extended period towards the downstream water of the dam.
Influent conditions were confirmed through the distinct SW tracer Tritium. The high concentrations of
numerous typical wastewater-derived micropollutants such as carbamazepine, tramadol, and su-
cralose in the GW from the Lehmen site consistently support the influent conditions found in conjunc-
tion with the Tritium results. The suitability of these substances for the identification of groundwater
inflow is limited due to the possibility of (additional) entry through e.g. leaks in wastewater pipelines.
The examination of tramadol and its transformation products (TPs) at the Lehmen site has shown that
the analysis of organic micropollutants, whose degradation behavior is known, can provide valuable
additional information on degradation processes and environmental conditions. The analysis of chiral
substances holds significant potential in this regard, as in the case of enantioselective degradation,
determination of enantiomeric ratios can unequivocally identify biological degradation processes inde-
pendent of dilution