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laufende Projekte - IPS -


CrushPack Entwicklung eines Verfahrens zur Verbesserung der Zerkleinerbarkeit von Verpackungslösungen aus expandiertem Polystyrol (EPS)
01.07.2016 - 31.12.2017, BMWi
Der Online-Vertrieb frischer Lebensmittel und Tiefkühlwaren (E-Food) stellt große Herausforderungen an die technischen Eigenschaften sowie die Wirtschaftlichkeit, Benutzbarkeit und Umweltverträglichkeit der Verpackungslösungen. Vornehmlich werden hierzu Verpackungen aus expandiertem Polystyrol (EPS) bzw. Styropor verwendet. Die Lagerung und Entsorgung von EPS-Verpackungen ist für Privathaushalte jedoch bislang sehr aufwendig und reduziert die Akzeptanz des Online-Kaufs. Das Entwicklungsziel dieses Projektes ist es, die EPS-Verpackung so zu modifizieren, dass sie besser zerkleinerbar und dem Hausmüll zuführbar ist, dabei aber ihre thermodynamischen Eigenschaften behält. Die Aufgabe des BIBA ist die theoretische und simulative Erforschung von Produkt- und Prozessmodellen zur integrierten Simulation und Optimierung des Herstellungsverfahrens.
Kontakt:  Michael Lütjen
Juan Daniel Arango Castellanos
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Ganzheitliche Steuerung für den energieautarken Betrieb von Großinfrastrukturen unter Berücksichtigung von Umweltdaten
01.06.2016 - 30.11.2018, BMBF
Das Projekt Geregelt zielt auf die Entwicklung eines neuartigen Steuerungssystems für die Energie- und Gebäudetechnik von Großinfrastrukturen. Durch die energetische Optimierung des Gesamtsystems unter Berücksichtigung von Umweltdaten sowie der Einbeziehung von Speichertechnologie, kann eine signifikante Reduktion des Gesamtenergiebedarfs erreicht werden. Die Vernetzung und Steuerung von internen Energiequellen, -speichern und -verbrauchern ermöglicht eine Glättung der Energiebedarfe und trägt somit zur Erhöhung der Energieautarkie von Großinfrastrukturen bei.
Kontakt:  Juan Daniel Arango Castellanos
Moritz Quandt
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Cellular Conveyor
01.04.2016 - 31.03.2017, BMWi
Der Cellular Conveyor, abgekürzt Celluveyor, ist ein hochflexibles modulares Förder- und Positioniersystem, das auf dem Ansatz der zellularen Fördertechnik basiert. In den kleinen sechseckigen Modulen befinden sich speziell angeordnete omnidirektionale Räder, die jeweils einzeln und gezielt angesteuert werden. So können mehrere Objekte gleichzeitig und unabhängig voneinander auf beliebigen Bahnen bewegt und positioniert werden. Komplexe Materialflussaufgaben werden mit dem Celluveyor auf kleinstem Raum erledigt.

PDF-Flyer zum Download

Kontakt:  Hendrik Thamer
Ariandy Yoga Benggolo
Claudio Uriarte
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Ein adaptives simulationsbasiertes Optimierungsverfahren zur Planung und Steuerung dynamischer Produktionssysteme
01.04.2016 - 31.03.2018, DFG
In diesem brasilianisch-deutschen Kooperationsprojekt wird ein simulationsbasiertes Optimierungsverfahren zur Planung und Steuerung dynamischer Werkstattfertigungen entwickelt. Der klassische Ansatz simulationsbasierter Optimierung eignet sich zum Lösen komplexer, stochastischer Planungsprobleme. Im Projekt wird dieser Ansatz so erweitert, dass auch die Dynamik einer Werkstattfertigung berücksichtigt werden kann und die Optimierung von Planungsentscheidungen und Steuerungsregeln stets auf Grundlage des aktuellen Systemzustands erfolgt. Als Basis des Verfahrens wird ein iterativer Optimierungsalgorithmus entwickelt, der Änderungen in der Zielfunktion während der Optimierung erlaubt. Zur Verknüpfung der Optimierung mit dem realen Produktionsprozess wird ein automatisiertes Verfahren zum Datenaustausch zwischen einem Manufacturing Execution System und dem Simulationsmodell des Optimierungsverfahrens entwickelt. Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines simulationsbasierten Optimierungsverfahrens zur Planung und Steuerung dynamischer Werkstattfertigungen. Dieses Verfahren wird anhand der Werkstattfertigung eines brasilianischen Herstellers mechanischer Bauteile evaluiert.

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Kontakt:  Mirko Kück
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Curing-Transponder Entwicklung und Integration von RFID-Transpondern zur Überwachung der Aushärtung im Fertigungsprozess und für das Produktlebenszyklusmanagement von Faserverbundwerkstoffen
01.03.2016 - 28.02.2019, BMWi
Bei der Fertigung von Faserverbundbauteilen stellt eine zuverlässige Überwachung des Aushärteprozesses eine Herausforderung dar. In diesem Projekt wird ein Curing Transponder entwickelt, der die RFID-Technik zur Überwachung des Aushärteprozesses im Autoklaven nutzt. Hierbei konzentriert sich das Projekt auf Glas- und Kohlefaserbauteile. Der Curing Transponder kann detaillierte Daten über den Bauteilzustand speichern und senden. Diese Daten fließen in das ebenfalls im Projekt zu entwickelnde sensor- und wissensbasierte Expertensystem ein. Dieses soll weitere Informationen wie Position, Temperatur, Bauteilkennzeichnung und Fertigungsrestriktionen von verschiedenen Bauteilen in Zusammenhang setzen und darüber die Produktionsschritte effizient steuern können. Das Bremer Institut für Produktion und Logistik (BIBA) übernimmt im Projekt die Datenanalyse sowie die Entwicklung von Algorithmen, die zur Interpretation der RFID-Signale notwendig sind, um den Aushärtegrad zu bestimmen. Das Projekt wird gemeinsam mit dem Faserinstitut Bremen (FIBRE) und den Unternehmen tagItron (Salzkotten) sowie Haindl Kunststoffverarbeitung (Bremen) durchgeführt.
Kontakt:  Marius Veigt
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Building an IoT OPen innovation Ecosystem for connected smart objects
01.01.2016 - 31.12.2018, H2020
Das Internet der Dinge (Internet of Things; IoT) bietet vielfältige Möglichkeiten neue Dienstleistungen und Produkte zu entwickeln, Kosten für Gesellschaften zu reduzieren sowie neue Wege, wie Dienstleistungen verkauft und konsumiert werden, zu gestalten. Trotz dieser Perspektiven sind die sogenannten „vertical silos“, die das heutige IoT formen eine der größten Herausforderung. Tatsächlich stellen „vertical silos“ aufgrund der fehlenden Kompatibilität und Offenheit ein ernstzunehmendes Hindernis auf dem Weg zur Gestaltung von domänen-, plattform- und organisationsübergreifenden Dienstleistungen dar. Das bevorstehende H2020-bIoTope-Projekt (Fördervertrag n° 688203) zum Aufbau eines innovativen und offenen IoT Ökosystems für vernetzte intelligente Objekte hat zum Ziel, den Grundstein für offene Innovations-Ökosysteme zu legen mit Hilfe derer Unternehmen befähigt werden – zu minimalen Investitionskosten – innovativ bei der Entwicklung von neuen Systems-of-Systems (SoS)-Plattformen für vernetzte intelligente Objekte tätig zu sein.
Kontakt:  Robert Hellbach
Dirk Werthmann
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„Mit uns digital!“ Mittelstand 4.0 – Kompetenzzentrum, Hannover
01.01.2016 - 31.12.2018, BMWi
Im Rahmen des „Mit uns digital!“ Mittelstand 4.0-Kompetenzzentrums Hannover baut das BIBA – Bremer Institut für Produktion und Logistik an der Universität Bremen - seit 2016 die Expertenfabrik für „Selbststeuerung in Produktion und Logistik“ auf und entwickelt hierzu Demonstrationen, Schulungen und Dialogmaßnahmen für die digitale Produktion und Logistik als kostenloses Angebot insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen. Die Demonstrations- und Informationsveranstaltungen dienen dazu, die Unternehmen zu den genannten Themen zu informieren und sie für diese zu sensibilisieren. Die Schulungsmaßnahme soll Fach- und Führungskräfte hinsichtlich des Zukunftskonzeptes Industrie 4.0 qualifizieren und bei der Potentialermittlung zu CPS im jeweiligen Unternehmen unterstützen. Es werden drei Schwerpunktthemen aus dem Kontext von Industrie 4.0 vermittelt: 1) mobile Technologien und smarte Produkte 2) Effiziente Planung und Steuerung logistischer Prozesse und technischer Systeme 3) Adaptive Systeme für eine sich ändernde Umwelt. Ergänzend werden die vermittelten Lerninhalte in der Praxis an den vorhandenen Demonstratoren innerhalb der BIBA Expertenfabrik angewandt. Im Rahmen der Dialogmaßnahmen werden Unternehmen besucht, um gemeinsam individuelle Lösungen zu erarbeiten. Ideen mit Vorzeigecharakter können im Anschluss in Projekten umgesetzt werden.
Kontakt:  Christian Gorldt
Michael Teucke
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KI unterstütztes Framework zur Assistenz von Produktionssteuerungen zur Verbesserung der Energieeffizienz
01.09.2015 - 31.08.2019, BMWi
Aktuelle Energiemanagementsysteme erfassen ausschließen die Energiedaten, stellen diese dar und ermitteln Kennzahlen zur Bewertung. Methoden der künstlichen Intelligenz bieten das Potential dieses aufbereitete Wissen zu analysieren, um gezielt bei der Entscheidungsfindung für die Wahl der Prozessparameter für eine energieeffiziente Produktion zu unterstützen.Ziel ist es durch den Einsatz von Methoden der künstlichen Intelligenz, wie Künstliche Neuronale Netze in Kombination mit Deep Learning Architekturen, semantischen Mediatoren und Expertensystemen den Energieeisatz zu reduzieren, ohne dabei Endproduktqualität zu beeinflussen. IT-Systeme sollen selbstständig große Datenmengen nach spezifischen Mustern und Regeln ab und "lernen" dadurch die eigene Wissensbasis an, um gezielte Vorschläge für einen energieoptimierten Prozess anzubieten. Ein Beispiel innerhalb von KIPro stellt die Entwicklung einer Material- und Volumenstromerkennung dar. Dabei werden unterschiedliche Sensordaten fusioniert und unter Anwendung von Deep Learning hinsichtlich der Zusammensetzung aus unterschiedlichen Materialien analysiert.
Kontakt:  Hendrik Thamer
Ariandy Yoga Benggolo
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JobNet 4.0 Entscheidungstool zur adaptiven Gestaltung von PPS-Methoden für Lohnfertiger in dynamischen Auftragsnetzen der Luftfahrtbranche
01.06.2015 - 30.05.2017, BMBF
In dem Verbundprojekt JobNet 4.0 entwickelt das BIBA ein softwaregestütztes Entscheidungstool, das kleinen und mittleren Unternehmen der Luftfahrtbranche hilft, für die hier typischen, wechselnden Auftragslagen passende Methoden für die Produktionsplanung und -steuerung (PPS) zu wählen. Mit dem Werkzeug können Produktionsplaner besonders der Lohnfertiger flexibel geeignete PPS-Methoden in Abhängigkeit der jeweils vorliegenden dynamischen Auftragssituation finden. Das kompatibel zu bestehenden Softwaresystemen gestaltete Tool kann schnell in die PPS-Abläufe integriert werden und ist auf andere Branchen wie Maschinen- und Anlagenbau sowie Automobilbau übertragbar. Projektpartner sind die Hamburger Unternehmen Quast Präzisionstechnik GmbH und die FMM Finkenwerder Metall- und Maschinenbau OHG.

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Kontakt:  Susanne Schukraft
Marius Veigt
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Informationssystem zur echtzeitnahen Koordination des Offshore-Transports unter Berücksichtigung von Ressourcenspezifika und dynamischen Wetter- und Seegangbedingungen
01.05.2015 - 30.04.2017, BMWi
Für den wirtschaftlichen Betrieb eines Offshore-Windparks bedarf es einer gut abgestimmten und kostengünstigen Logistik. Das Verbundprojekt IeK strebt durch die Verbindung von Vorhersage- und realen Wetter-, Seegang-, Schiffsbewegungs- und Auftragsdaten die Entwicklung eines echt-zeitnahen Planungs- und Steuerungsinstruments an. Durch den stetigen Ausbau der Offshore-Windenergie und dem daraus erwachsenden Bedarf der Instandhaltung dieser Anlagen, wächst die Anzahl der Versorgungsfahrten in einem erheblichen Maße. Die Vielzahl an Anlagen, die hohen Kosten für den Transport von Material und Personal sowie die steigende Komplexität der Planung führen zu dem Bedarf eines umfassenden Informationssystems zur Planung und Steuerung sowie zur Unterstützung der operativen logistischen Prozesse. Ziel des Forschungsvorhabens, welches das BIBA zusammen mit den Projektpartnern cluetec, energy&meteo sowie der Jade Hochschule durchführt, ist die Entwicklung eines System, welches den Akteuren der Offshore-Windenergie-Servicelogistik in den operativen Entscheidungsprozessen eine fundierte Informationsgrundlage bietet. Dies umfasst die aktuelle und zukünftige Wetter- und Seegangsituation und das individuelle Verhalten der eingesetzten Transportschiffe. Des Weiteren soll das System die Grundlage für eine effiziente und qualitativ hochwertige Vorabplanung des Ressourceneinsatzes auf See bieten. Darüber hinaus wird ein Low-Cost-System zur Wellenmessung entwickelt.

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Kontakt:  Thies Beinke
Moritz Quandt
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AR Maintenance Syste Entwicklung eines Assistenzsystems zur Unterstützung von Servicetechnikern bei der Instandhaltung von Windenergieanlagen
01.04.2015 - 31.03.2017, BMWi
Das im Projekt AR Maintenance System zu entwickelnde Assistenzsystem soll eine/-n Servicetechniker/- in mit Hilfe einer Datenbrille bei der Durchführung und Dokumentation von Servicetätigkeiten an Windenergieanlagen unterstützen. Dabei kann die im Projekt avisierte Systementwicklung in die drei Teilbereiche Navigation, Arbeitsanweisung und Produktlebensakte unterteilt werden. Im Rahmen des Teilsystems Navigation wird mit Hilfe von Verfahren zur Indoorortung eine Unterstützung der Servicetechniker bei der Orientierung in der Windenergieanlage entwickelt, um das Auffinden definierter Anlagenkomponenten zu erleichtern sowie die systematische Bearbeitung von Serviceaufträgen zu unterstützen. Das Teilsystem Arbeitsanweisung umfasst die Entwicklung einer nutzergerechten Interaktion zwischen der eingesetzten Datenbrille und der/dem Servicetechniker/-in, welche u.a. die Visualisierung von Arbeitsanweisungen im Sichtfeld umfasst. Die Dokumentation, Datensicherheit und Archivierung der Daten sind Inhalt des Teilsystems Produktlebensakte. Ziel des Projektes, welches das BIBA zusammen mit der anymotion GmbH und der COMback GmbH durchführt, ist es, ein System zu entwickeln, welches die Durchführung und Dokumentation der anfallenden Servicetätigkeiten an einer Windenergieanlage unterstützt. Durch das Augmented Reality-gestützte System soll es den Servicetechnikern möglich sein, Arbeitsaufträge schnell und effizient abzuarbeiten und dies zeitgleich zu dokumentieren.
Kontakt:  Abderrahim Ait Alla
Moritz Quandt
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PraeVISION Methodenentwicklung zur präventiven Steigerung der Arbeitssicherheit an Flurförderzeugen mit Umsetzung eines Assistenzsystems durch Fusion und Analyse von 2D- und 3D-Bilddaten
01.03.2015 - 30.11.2017, DGUV
Jeder Arbeitsunfall ist ein persönliches Schicksal und zugleich ein wirtschaftlicher Schaden für den Arbeitgeber sowie für die Gesellschaft. Der Einsatzbereich motorbetriebener Flurförderzeuge im innerbetrieblichen Transport birgt ein hohes Gefährdungspotenzial. Unachtsamkeit des Fahrers oder von Personen im Umfeld des Fahrzeugs, schlechte Sicht oder eine Kombination daraus sind dabei häufige Ursachen für Arbeitsunfälle, bei denen Mitarbeiter zu Schaden kommen. Fahrerassistenzsysteme für Flurförderzeuge können hier ansetzen, um die Aufmerksamkeit potentiell betroffener Mitarbeiter im entscheidenden Moment des Auftretens einer Gefahr zu erhöhen und somit die beteiligten Personen zu warnen. Die Zielsetzung des Projekts ist zum einen, grundsätzliche Methoden zur Steigerung der Arbeitssicherheit beim Einsatz motorbetriebener FFZ aufzuzeigen. Zum anderen wird durch die Anwendung der 2D- und 3D-Bildverarbeitung in einem Demonstrator-Assistenzsystem der Nachweis geführt, dass sich damit die Arbeitssicherheit steigern lässt.

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Kontakt:  Hendrik Thamer
Axel Börold
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Entwicklung eines omnidirektionalen Kettenantriebssystems für Baumaschinen (Omniketten)
01.01.2015 - 31.12.2016, BMWi
Aktuell sind am Markt sehr vielfältige Baumaschinen und Baumaschinenroboter für unterschiedliche Anwendungsbereiche erhältlich. Die Anforderungen an diese Systeme, speziell an deren Bewegungsfreiheit, besonders auf rauer Fläche (Offroad-Bereich) wachsen stetig. Baumaschinen haben aktuell den Nachteil, dass unabhängig von der Art der Fahrantriebe (Räder, Ketten, usw.) eine Querfahrt, das heißt seitliche Bewegungen nach links und rechts bislang nur sehr umständlich und nicht omnidirektional möglich sind. Um die Flexibilität und Einsatzmöglichkeiten von Baumaschinen zu erhöhen, wird im Rahmen des ZIM-Projekts „Omniketten“ die Entwicklung eines omnidirektionalen Kettenantriebssystems für Baumaschinen umgesetzt. Dabei soll ein universeller Geräteträger (Fahrwerksystem) geschaffen werden, der für unterschiedliche Anwendungen vielfältige Einsatzmöglichkeiten bietet, besonders auch für Einsätze auf rauen Untergründen. Um ein Querfahren und damit eine Omnidirektionalität für Baumaschinen sicherzustellen, besteht der Ansatz des hier geplanten Entwicklungsvorhabens darin, die Technik der sogenannte Mecanum-Räder, die in der mobilen Robotik sehr verbreitet sind, mit den Kettenfahrantrieben aus dem Bereich Baumaschinen zu kombinieren. Somit soll eine Fahrantriebstechnik entwickelt werden, die nicht nur Bewegungen in alle Richtungen ermöglicht, sondern auch die hohen Anforderungen an die Robustheit der Baumaschinen-Branche erfüllt.

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Kontakt:  Rafael Mortensen Ernits
Claudio Uriarte
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SFB747 - T3 Entwicklung eines Verfahrens zur Untersuchung von Funktionsflächen auf Mikrobauteilen im Inneren von Kavitäten
01.01.2015 - 31.12.2016,
Transfer Projekt T3 - Mikrokavität

Erhöhte Anforderungen an die Qualität von Mikrobauteilen erfordern eine Entwicklung, weg von einer stichprobenhaften, hin zur voll automatisierten 100% Prüfung. Die Realisierung einer solchen 100% Qualitätsprüfung von Mikrobauteilen zerfordert ein Zusammenspiel von schnellen Mess- und Auswerteverfahren. Im Rahmen des Transferprojektes T3 wird in Zusammenarbeit mit dem Nachbarinstitut BIAS und dem Industriepartner Hubert Stüken GmbH & Co. KG ein solches Verfahren realisiert. Das BIBA entwickelt hierbei Auswertealgorithmen, die speziell auf die am BIAS entwickelte digitale Holografie und die hohen Taktgeschwindigkeiten der Hubert Stüken GmbH & Co. KG zugeschnitten sind.
Kontakt:  Benjamin Staar
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Qualitätsprüfung und logistische Qualitätslenkung mikrotechnischer Fertigungsprozesse
01.01.2007 - 31.12.2018, DFG Sonderforschungsbereich
Teilprojekt B5 - Sichere Prozesse

Das Teilprojekt B5 zielt in der 3. Förderphase, aufbauend auf der vorhandenen Demonstratorplatt­form, auf die Realisierung einer automatisierten Qualitätsprüfung von Mikroumformbauteilen. Das Ergebnis wird ein kalibriertes Messsystem sein, das mittels einer schnellen flächenhaften Messtechnik Geometrien in einem Messvolumen von ca. 1mm3 automatisiert erfassen kann. Damit können neben Geometrieabweichungen auch unerwünschte Oberflächenunvollkommenheiten bestimmt werden, die zwar innerhalb der Toleranzen liegen können, aber trotzdem die Struktur der dünnwandigen Bauteile schwächen. Die schnelle Erfassung der Oberflächen wird dadurch von der aktuellen Stichprobenprüfung in der 2. Phase zu einer 100%-Prüfung.
Kontakt:  Michael Lütjen
Hendrik Thamer
Benjamin Staar
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Eine Simultaneous Engineering Methodik für mikrofertigungstechnische Prozessketten
01.01.2007 - 31.12.2018, DFG Sonderforschungsbereich
Teilprojekt C4 - Simultaneous Engineering

Die wirtschaftliche Fertigung von Mikrobauteilen zeichnet sich durch ein komplexes Zusammenspiel von Material,- Prozess- und Steuerungsparametern aus. Schon geringe Änderungen in einzelnen Prozessschritten können sich erheblich auf die Fertigungskosten und -qualitäten der Prozesskette auswirken. Im Teilprojekt C4 wird eine Methode zur wirtschaftlichen Auslegung von Mikroprozessketten entwickelt, die auf einer integrierten Fertigungs- und Prozessplanung durch den Einsatz sogenannter Wirknetze beruht. Bei der Fortführung des Projektes steht die Entwicklung von Methoden zum (teil-)automatisierten Prozesskettenentwurf anhand von Bauteileigenschaften im Vordergrund.

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Kontakt:  Michael Lütjen
Daniel Rippel
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