Gondang: Jurnal Seni dan Budaya
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Schlussbericht
No full textDie Verfügbarkeit großer Datenmengen bietet die Möglichkeit komplexe Verfahren und Systeme in Produktion und Dienstleistung umfangreich zu analysieren und zu optimieren. Dies lässt sich mit Mathematischer Modellierung, Simulation und Optimierung (MMSO) realisieren und führt zu wirtschaftlicheren, ressourcenschonenderen, umweltverträglicheren und lebensqualitätssteigernden Lösungen. Dabei besteht die Schwierigkeit, dass in der Praxis auftretende Systeme nur durch sehr unterschiedliche mathematische Methoden beherrscht werden können. Zwar sind mathematische Methoden für jedes einzelne der drei Teilgebiete in Unternehmen mit führenden MMSO-Kentnissen bereits verbreitet, allerdings erfordern viele Praxisanwendungen verknüpfende Ansätze, die die direkte Zusammenarbeit mit der Wissenschaft erfordern. Konkret erfordern alle drei Anwendungsfälle eine Verknüpfung von datengetriebenen und modellbasierten Methoden. Das Verbundprojekt LEOPLAN befasste sich unter Verbundkoordinator Prof. Dr. Sebastian Stiller in verknüpften Teilprojekten mit der erforderlichen Modellierung, Simulation und Optimierung. Dies betraf große Datenmengen auf einem Netzwerk in den Anwendungen Kläranlage, Supply Nets der Ersatzteillogistik sowie Tourenplanung. Die Entwicklung von Modellen und mathematischen Methoden war darauf ausgelegt auf die konkreten Problemstellungen der Industriepartner angewandt zu werden. Das Verbundprojekt behandelte mehrere Fragestellungen im Rahmen der Zukunftsaufgaben
“Nachhaltigkeit, Umweltschutz, Energie” , “Sicherheit” sowie ”Wirtschaft und Arbeit 4.0” der
Hightech-Strategie 2025 der Bundesregierung. Die Methoden im Verbundprojekt adressierten
folgende mathematischen Felder:
● Analyse, Annotation und Simulation für reale Sensordaten (insbesondere Graph Learning)
● Bewertung von Grenzen datengetriebener Modelle (insbesondere datenstabile Optimierung)
● Modellierung, Simulation, Optimierung von Greybox/Hybriden Modellen
● Echtzeitsimulation und Echtzeitoptimierung in allen drei Anwendungsfällen
● Prozesse auf Graphe
Abschlussbericht zum Teilvorhaben: "Oberflächenschutz von Aluminium-basierten Hybrid-Konstruktionen für den maritimen Einsatz"
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Abschlussbericht nach 4.1 NKBF2017 zum Projekt: PolySafe - Steigerung der Sicherheit von Lithium-Ionen-Batterien durch Metall-Polymer-Komposit-Stromkollektoren
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Mikroreaktor, ausgestattet mit nanoskaligen Quantensensoren zur Überwachung der Prozessparameter Druck, Temperatur und Konzentration; Akronym: MikQSens; Teilvorhaben: Einbindung funktionalisierter Nanodiamanten in kommerziell verwendete Substrate und Mikroreaktor-Plattformen und Evaluierung der Funktionsmuster; "Anwendungsbezogene Forschung in der Quantensensorik, -metrologie sowie -bildgebung" im Rahmen des Programms "Quantentechnologien - von den Grundlagen zum Markt"
No full textIm Rahmen des MMT-Teilprojektes konnte die Einbindung von Diamantstrukturen in Mikroreaktoren erfolgreich demonstriert werden. Die Messungen beim Projektpartner Universität Ulm bei unterschiedlichsten Temperaturen haben den Nachweis der Funktion erbracht.
Die zur Verfügung gestellten Bulk-Quantendiamanten konnten mit dem vorgegebenen Temperaturlimit von 700°C robust in Kanälen von Borofloatwafern fixiert werden. Die Funktion konnte nach dem Bondprozess der 0,3mm dicken Deckplatte als auch nach Bonden der Gewinde nachgewiesen werden. Die Toleranzen für das Einbonden von einem Diamanten in einen Kanal sind hier noch weiter zu verringern, um eine mögliche Verschiebung des dotierten Bereiches aus dem Focus auszuschließen.
Der Signalabfall beim Testchip C#4, bei dem der Kanal mit den NV-Nanodiamanten beschichtet wurde zeigt, dass hier noch weitere Versuche notwendig sind, um eine haftfestere Verbindung der NV-Nanodiamanten im Kanal für eine Anwendung zu erreichen.
In der Physik ist optisch detektierte Magnetresonanz (ODMR) eine Doppelresonanztechnik, bei der der Elektronenspinzustand eines Kristalldefektes (hier durch Stickstoff Implantation in dem Diamanten erzeugte Kristalldefekte) zur Auslesung optisch gepumpt wird. Ausgewertet wird die Änderung der Frequenz, 1°C erzeugt eine Änderung von ca. 80kHz, eine Druckänderung von einem Bar würde eine Änderung von ca. 16 kHz erzeugen. Änderungen in der Signalstärke im Verlauf der Messungen zeigten aber, dass einige der Nanodiamanten bei den Temperaturtests noch ausgewaschen wurden.
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