Internationalität & Forschung

Anwendung von fortgeschrittenen Regelungs- und Diagnoseverfahren bei Pumpensystemen

Im Projekt "Anwendung von fortgeschrittenen Regelungs- und Diagnoseverfahren bei Pumpensystemen" wird gemeinsam mit der Hochschule Rapperswil (Frau Prof. Dr. Koller-Hodac und der Firma Allweiler in Radolfzell, einem führenden Pumpenhersteller, untersucht, wie sich die Effizienz, Zuverlässigkeit und Vernetzbarkeit von Pumpensystemen durch innovative modellgestützte Verfahren der Regelung und Diagnose verbessern lässt.

Das Projekt wird von der Europäischen Union im Rahmen des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung im Interreg IV-Programm "Alpenrhein-Bodensee-Hochrhein" Interreg IV zusammen mit dem Schweizer Bund und dem Fürstentum Lichtenstein sowie der Internationalen Bodensee-Hochschule gefördert

Die Erzeugung von Energie bei gleichzeitiger Schonung der Umwelt ist eine zentrale Herausforderung für die Zukunft. In Mitteleuropa entfallen ca. 20 % des industriellen Stromverbrauchs auf den Betrieb von Pumpensystemen. Durch die Optimierung von Pumpensystemen können Schätzungen zufolge bis 50% des jährlichen Strombedarfs eingespart werden. Ziel des Projektes ist es, fortgeschrittene Verfahren zur Regelung und Diagnose für Pumpensysteme zu entwickeln und zu implementieren. Solche Pumpensysteme werden u. A. vielfach in der Energieerzeugung eingesetzt. Die kooperierende Firma Allweiler AG ist Partner von großen Kraftwerksplanern und -lieferanten, renommierten Anlagenbauern sowie Endanwendern im Bereich der Energieerzeugung. Die Produkte der Allweiler AG werden in Entlade- und Zubringerstationen, industriellen Brennersystemen, zur Brennstoff- und Wassereinspritzung in Gasturbinen, für Brennstoffzufuhr-, Einspritz-, Schmieröl-, Anhebe-, Dichtöl- und Kühlpumpen sowie zur Rauchgasentschwefelung eingesetzt. In diesen Bereichen ist eine Steigerung der Energieeffizienz und Zuverlässigkeit absolut erstrebenswert, die Hochschulen um den Bodensee können hierzu einen entscheidenden Beitrag leisten, der Modellcharakter aufweisen wird.

Für einen sinnvollen Einsatz von Regelungssystemen bei Pumpen werden die beiden Herausforderungen Energieeffizienz und Zuverlässigkeit simultan betrachtet werden, um eine weite Verbreitung dieser Regelungssysteme zu erreichen. Die im Projekt zu entwickelnden Verfahren basieren auf der fortgeschrittenen Regelung, Fehlerkennung und Diagnose von Prozessen und vergleichen auf der Basis geeigneter Modelle der Systems und seiner Bestandteil das Verhalten des Systems vorhersehen mit aktuellen Messwerten. Aus den Vergleichen ziehen die Verfahren Schlüsse über den Systemzustand und bewerten den Unsicherheitsgrad dieser Schlüsse. Dadurch lässt sich eine effizientere Regelung der Pumpen mit einer erhöhten Zuverlässigkeit verbinden.

Projektdetails:

Agentenunterstütztes zielorientiertes und integriertes Engineering mechatronischer Systeme (Agentes)

Im Jahr 2009 konnte ein neues Drittmittelprojekt im Rahmen des BMBF-Programms "Forschung an Fachhochschulen - Förderlinie Ingenieur-nachwuchs" - Informatik-, mit dem Titel "AGENTES - Agentenorientiertes integriertes Engineering mechatronischer Systeme" akquiriert werden. Das Pro-jekt hat eine Laufzeit von 3 Jahren und eine Gesamtfördersumme in Höhe von 259.994 EUR. Das Projekt umfasst die Untersuchungen neuer Methoden und Werkzeuge zum integrierten Engineering von mechatronischen Systemen. Hierbei sollen insbesondere neue Methoden zum verteilten Engineering mit Agentensystemen sowie zur domänenübergreifenden Modellierung mechatronischer Systeme entwickelt werden. Projektpartner sind u.a. auch die Konzernforschung der Daimler AG, Stuttgart und Ulm. Ein weiterer Schwerpunkt ist die Berücksichtigung kognitiver Funktionen in mechatronischen Systemen und deren Berücksichtigung im Engineering-Prozess.

Projektdetails:

Regelung und Automatisierung von autonomen unbemannten Fluggeräten (Auto-UAV)

Im Rahmen des seit 2008 laufenden Forschungsprojekt im Rahmen des BMBF-Programms "For-schung an Fachhochschulen - Förderlinie Ingenieurnachwuchs" - Elektrotechnik- mit dem Titel "Au-to-UAV" wird in der AG Voos an der Entwicklung neuer Algorithmen und Werkzeuge zur Regelung und Automatisierung autonomer unbemannter Fluggeräte gearbeitet. Im Rahmen des Projekts wurden in 2010 insgesamt 4 wissenschaftliche Mitarbeiter beschäftigt:

Für einen Mitarbeiter, Herrn Thomasz Krokowicz, Mgr. Inz., wurde bereits eine kooperative Promotion mit der University of Zielona Gora, Polen, vereinbart. Erstgutachter ist Prof. Dr. Dariusz Ucinski, Arbeitsthema der Dissertation ist: "Localization and Navigation System for Autonomous Indoor Flight of Small Unmanned Aerial Vehicles". Das Projekt wurde im Jahre 2010 erfolgreich weitergeführt.

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Verifikation von Sicherheitseigenschaften

Seit 2008 wird im Rahmen eines Zentrums für Angewandte Forschung an Fachhochschulen (ZAFH) in Baden-Württemberg zum Thema "Servicerobotik" geforscht. Das Projekt-Konsortium besteht aus den Hochschulen Ulm (Sprecher), Ravensburg-Weingarten und Mannheim. Das ZAFH wird über drei Jahre mit einem Gesamtvolumen von 1,44 Mio € gefördert werden. Im Rahmen eines Teilprojekts
beschäftigt sich die AG Voos hierbei mit dem Thema "Verifikation von Sicherheitseigenschaften bei mobilen Robotern".

Für Herrn Philipp Ertle wurde eine kooperative Promotion mit der Universität Duisburg-Essen vereinbart. Erstgutachter Prof. Dr.-Ing. habil. Dirk Söffker, Arbeitsthema der Dissertation: Eine Methode zur Entwicklung sicherer autonomer Systeme. Das Projekt wurde im Jahre 2009 erfolgreich weitergeführt.

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Flexibles Mikroproduktionssystem (Flex-MiPro)

Im Jahr 2007 wurde das Projekt "FlexMiPro" im Rahmen des BMBF-Programms "Forschung an Fachhochschulen - Förderlinie Ingenieurnachwuchs" - Maschinenbau- akquiriert. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines flexiblen Mikroproduktionssystems und die Erforschung der hierzu notwendigen neuen Technologien und Methoden. Die Grundidee besteht in der hochflexiblen Verbindung von Mikroproduktionsprozessen durch geeignete mobile Roboter, die sich autonom und ohne vorgegebenen Weg bewegen und Werkstücke und Werkzeuge transportieren.

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Lenk- und Bremssysteme für autonome Fahrzeuge in Service- und Logistikanwendungen (LuBFSL)

Im Rahmen dieses Forschungsprojektes der Förderlinie IngenieurNachwuchs des BMBF sollen auf der Basis von umfangreichen Vorarbeiten Konzepte für innovative Lenk- und Bremssysteme für autonome Fahrzeuge in Service- und Logistikanwendungen entwickelt werden. Dabei kooperiert die Hochschule mit den beiden Industrieunternehmen Buck Engineering und Daum + Partner Maschinenbau sowie mit der polnischen Universität in Zielona Gorá.

Die Lenkung des autonomen Fahrzeugs erfolgt ohne gesonderten Lenkmechanismus nur über Drehzahl- und Drehmomentunterschiede der schwenkbaren Antriebsräder, dieses spezielle Lenksystem wurde bereits zum Patent angemeldet. Im Rahmen des Projekts wird dieses System weiterentwickelt und an Industriebedingungen angepasst. Im Moment wird ein marktreifer Prototyp realisiert, bei dem jedes einzelne Rad von einem Motor angetrieben und gleichzeitig gelenkt wird. Dadurch kann das Fahrzeug in kürzester Zeit praktisch jede Bewegung ausführen.

Projektdetails: