Forschung am Institut
CarboCapSense
Entwicklung eines kapazitiven Sensors auf der Basis einer funktionellen Carbonfaser-Struktur in Beton
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Teilprojekt 3: „Entwicklung kapazitiver Sensorstrukturen auf Grundlage eingebetteter Carbonrovings in Beton und die dazugehörige Auswerteelektronik“
Teilprojekt 4: „Entwicklung von Carbonbetonbauteilen mit integrierten kapazitiven Sensorstrukturen inkl. geeigneter Betonmatrices, Baukonstruktionen und Varianten zum automatisierten Herstellverfahren“
Förderung: BMWK
Projektpartner: Betonwerk Oschatz GmbH (Oschatz), Cavertitzer Elektromontage GmbH, FTZ Leipzig e.V., Fakultät Bauwesen HTWK Leipzig
Projektlaufzeit: 06/2022 - 05/2024
RUBIN-ISC
Industriestandard Carbonbeton
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Teilvorhaben (FTZ Leipzig): RUBIN-ISC-VII - Verfahrens- und Technologieentwicklung zur standardisierten Produktionsüberführung multifunktional genutzter Carbonstrukturen (VeProMuCs)
Ziel dieses Projektes ist es, Verfahren und Technologien zur standardisierten Produktionsüberführung multifunktional genutzter Carbonstrukturen zu entwickeln.
Förderung: BMBF ‐ Programm „Regionale unternehmerische Bündnisse für Innovation“ (RUBIN)
Projektpartner: CARBOCON GMBH, Kahnt & Tietze GmbH, TU Dresden, Betonwerk Oschatz GmbH, B.T. innovation GmbH, DENKweit GmbH, GfL - Gesellschaft für Luftverkehrsforschung mbH, HFB Engineering GmbH, informbeton GmbH, Johne & Groß GmbH, phase10 Ingenieur- und Planungsgesellschaft mbH, Qpoint Composite GmbH, SFP Planungsgesellschaft mbH, STL Böden+Design GmbH
Projektlaufzeit: 01/2022 - 12/2024
WallConnEct
Entwicklung Ressourceneffizienter Wandkonstruktionen mit integrierter Elektro- und Datentechnik auf Basis AS-Interface 5
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Teilvorhaben: Entwicklung Wandsensorik, Planungs- und Berechnungstools und Wandherstellung
Ziel: Die Integration der Elektroinstallation in den Fertigteilbau mit dem Verbundwerkstoff Carbonbeton als ressourcenschonenden Baustoff wettbewerbsfähig zu machen, indem vollautomatische modulare Fertigungsverfahren für Betonfertigteilwerke entwickelt werden. Diese Verfahren sollen in der Lage sein, bereits im Fertigungsprozess eine intelligente und ressourcenminimierte elektrische Installationstechnik in die zu fertigenden Wandelemente integrierbar zu machen.
Förderung: BMWK (über Projektträger Jülich)
Projektpartner: Bihl+Wiedemann GmbH, Sondermaschinenbau Engelsdorf GmbH
Projektlaufzeit: 10/2021 - 03/2024
Ladeinfrastrukturen
InStraNet | Innovation im Straßenbeleuchtungsnetz
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Interoperable Modul- und Netz-Anschlusseinheit für energieeffiziente, smarte Städte: Die Straßenlaterne ist idealer Standort von elektrischen Ladeinfrastrukturen in Städten und Kommunen. Dieses Potential kann durch die smarte Steuerung und Regelung der Beleuchtung gehoben und ausgebaut werden. Durch Nutzung der Laterne als „Communication Point" kann ein kostengünstiger Zugang ins Internet über die „LESS-Cloud" zur Verfügung gestellt werden. Verbundene Geräte innerhalb der Beleuchtungssteuerung können als „IoT-Devices" betrachtet und von unterschiedlichen Betreibern bewirtschaftet werden.
Förderung: BMWi (FKZ: 16KN078928)
Projektlaufzeit: 2021 - 2023
Restlebensdauerprognose komplex verteilter Anlagenobjekte
Anwendung von Methoden der KI zur Erhöhung der Zuverlässigkeit des Bahnbetriebs
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Ziel dieses Projektes ist es, die Restlebensdauer der Weichenheizungen zuverlässig vorherzusagen. Dies soll durch den Einsatz moderner KI-Methoden im IoT-Bereich erreicht werden. Für die Analyse und Datenvorverarbeitung und für das Design des Machine-Learning-Algorithmus soll ein digitaler Zwilling der Weichenheizung entwickelt werden, der das Alterungsverhalten des Systems simulieren kann.
Förderung: BMWi
Projektlaufzeit: 2021 - 2023
Projektpartner: Prof. Faouzi Derbel (EET)
Verteilnetzorientiertes Energiemanagement intelligenter Ladeinfrastruktur über Smart Meter Gateways
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Ziel dieses Projektes ist es, einen Regelkreis verkörpert durch das EMS innerhalb des HAN (Home Area Network) zu entwickeln, um die Steuersignale der FNN Steuerbox umzusetzen, ohne die Bedürfnisse der Verbraucher stark zu beeinflussen. Der Anwender wird befähigt, selbst seine Bedürfnisse an die Netzsituation anzupassen. Somit wird es möglich aktuelle und zukünftige Verbrauchsprofile der Endnutzer zu erstellen und diese für Vorhersagen des VNB bereitzustellen.
Förderung: BMBF
Projektlaufzeit: 2021 - 2023
SDC-DAS
Service-Oriented Device Connectivity - Distributed Alarm System
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Entwicklung von Konzepten und Methoden zur Sensoranbindung und Datenfusion: Im Rahmen des Forschungsprojekts soll ein intelligentes System entwickelt werden, das eine automatische, individualisierte und priorisierte Alarmverarbeitung auf Intensivstationen und Intermediate Care Units ermöglicht. So soll die aktuell bestehende ungerichtete Alarmflut für Pflegepersonal und Patienten deutlich reduziert werden. Die Alarmierung – initiiert durch die einzelnen Medizinprodukte – soll nicht mehr wie bisher am Gerät selbst und damit am Patientenbett erfolgen. Ein zentrales System (SDCDAS) zur intelligenten verteilten Alarmierung soll die Alarmierung für Geräte beliebiger Hersteller übernehmen und an Orte abseits des Patientenbetts übermitteln.
Förderung: BMWi (FKZ: KK5059403)
Projektlaufzeit: 2021 - 2024
Projektpartner: Universität Leipzig
V I T A L S
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Das Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines mobilen EITEKG-Kombisystems, dessen nicht-invasives Monitoring der Atemaktivität und des Herzschlages für eine kurze oder längerfristige Überwachung der Beatmungssituation und Herzaktivität des Patienten eingesetzt werden kann. Mithilfe dieser Entwicklung wird dem Anwender eine Möglichkeit des Patienten-Monitorings zur Verfügung gestellt, mit der relevante Vitalparameter wie Lungenaktivität, regional aufgelöste Belüftungsvisualisierung, relatives Titalvolumen, Atemfrequenz oder Herzfrequenz ohne invasive Methoden, auch im Schockzustand, verständlich dargestellt werden können.
Förderung: BMWi (FKZ: ZF4364411CR9)
Projektlaufzeit: 2021 - 2023
Projektpartner: Universität Leipzig
EMEK 3D
Entwicklung Materialsystem zur elektrischen Kontaktierung von Carbonfasern als funktionelle Bewehrung von Beton
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Der Verbundwerkstoff Carbonbeton besitzt ein enormes Potential für leichte, dünnwandige und ressourcensparende Bauteile und bietet darüber hinaus bis dato ungeahnte Möglichkeiten im Hinblick auf multifunktionale Betonfertigteile. Im Projekt EMEK 3D wird der Ansatz einer Verschmelzung des Carbongarns mit einem elektrisch leitfähigem Material untersucht. Im Zuge des Projektes soll dies bis zu einer anwendbaren, industriellen Lösung vorangetrieben werden. In Zusammenarbeit mit der enspring GmbH entsteht somit ein Prozess- und Materialsystem, welches eine mechanische Verbindung und elektrische Kontaktierung ermöglicht, die den Anforderungen an ein industriell hergestelltem Fertigteil entspricht.
Förderung: ZIM des BMWi | AIF Projekt
Projektpartner: enspring GmbH ↗
Projektlaufzeit: 02/2021 – 02/2023
Digitalbeton
Multifunktionale Nutzung von Carbon-Rovings als integrierte Daten-, Energie- und Sensorstrukturen
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Durch die thematische Verschmelzung von Bau und Elektrotechnik sollen funktionalisierte Carbonbetonteile entwickelt werden, die durch die elektrische Bewehrungsfunktionalisierung und dem damit verbundenen Mehrfachnutzungspotential der Carbonfasern völlig neue interdisziplinäre Anwendungsfelder eröffnen. Die Carbonfaser als gleichzeitig genutztes Bewehrungs-, daten-/stromführendes sowie sensorisches Element soll zu einer wegweisenden Funktionalisierung von Betonfertigteilen für die Bauwerke der Zukunft führen. Die angestrebte „Digitalbeton-Technologie“ soll den Vorfertigungsgrad von Betonbauteilen deutlich erhöhen, den Material- und Installationsaufwand auf der Baustelle erheblich reduzieren.
Förderung: SAB
Projektpartner: IfB Institut für Betonbau | Fakultät Bauwesen | HTWK Leipzig
Projektlaufzeit: 02/2020 – 04/2022
C O D I C E S
COndition DIagnostiC of Earthing Systems
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Integrierte Zustandsdiagnostik an verteilten Erdungsanlagen: Ziel ist es, ein elektrisches aktives Messverfahren zu entwickeln, welches es erlaubt den Korrosionsfortschritt und damit den Zustand des Erders zu beurteilen. Aufbauend auf dem Messverfahren soll ein Messsystem entwickelt werden, welches die Datenvorverarbeitung und -weiterleitung übernimmt. Für die generische Nutzung des neuen Lösungsansatzes wird ein spezielles IoT- Device (Industrie 4.0 Komponente) entwickelt und prototypisch erprobt.
Förderung: BMBF (FKZ: 13FH131PX8)
Projektlaufzeit: 2020 - 2022
Projektpartner: Prof. Faouzi Derbel (EET)
S U S I C
Smart Utilities and Sustainable Infrastructure Change
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner u.a.
Als Teil des Smart Infrastructure Hub Leipzig forschen die Universität Leipzig und die HTWK Leipzig daher im Rahmen des Verbundprojekts "Smart Utilities and Sustainable Infrastructure Change“ (SUSIC) nach innovativen, infrastrukturellen Versorgungslösungen und Bewertungsmethoden für urbane und regionale Gebiete im Kontext von dynamischen Systemstrukturen. Die HTWK Leipzig arbeitet aktiv an 3 Teilprojekten, die zusammengefasst das Teilvorhaben 2 des Forschungsprojekts SUSIC bilden. Ziel ist die Entwicklung von Datenübertragungs- und Steuerungsalgorithmen für intelligent agierende Akteure innerhalb der Energieversorgung auf der Niederspannungsebene. Als Ergebnis soll ein prototypisches, expertensystemgestütztes Energiemanagementsystem (EMS) erstellt werden, das die verschiedenen Akteure auf Grundlage unterschiedlicher Betriebslogiken nach lokalen oder regionalen Zielsetzungen ausregelt und mithilfe generischer Simulationsmodelle erprobt wird.
Projektpartner: Universität Leipzig↗
RegioZukunft:Wärme
Grüne Wärme – Wärmeversorgung der „Stadt der Zukunft“ und der Region im Kontext von Transformation und Adaption
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Markus Krabbes
Die Bündnispartner werden in der Region Borna-Leipzig-Bitterfeld ein Zukunftskonzept für Wärmewende und Sektorkopplung entwickeln. Das Bereitstellen von Wärme und Kälte im Gebäudebereich verursacht laut Umweltbundesamt gut ein Drittel des gesamten Energieverbrauchs in Deutschland. Diesem Gebiet kommt daher eine entscheidende Rolle bei der Energiewende zu und es werden in diesem Zusammenhang dringend Lösungen für eine klimaneutrale Umstellung des Wärmesektors benötigt – ökonomisch effiziente, ökologisch nachhaltige, sozial verträgliche und versorgungssichere Konzepte zur Wärme- und Kälteversorgung von Städten und Stadtregionen sind das Ziel.
Förderung: BMWi ↗
Projektpartner: Netzwerk Energie & Umwelt e.V., Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ
User-Tools
Anwendung innovativer Methoden der KI für ASi-5
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Die Anforderungen an die Industriekommunikation haben sich durch Industrie 4.0 so ausgeweitet, dass Systemgenerationswechsel bis in die Feldebene unausweichlich sind. Der erstmalige Einsatz eines digitalen Übertragungsverfahrens bei dem Aktuator-Sensor-Interface (Asi-5) führt zu einer Vielzahl von Systemparametern, welche dem Anwender in der Praxis bisher völlig unbekannt sind. Daher besteht die Notwendigkeit einer Tool-Entwicklung zur Beurteilung der Anlagenfunktionalität und dessen Systemreserven für das Servicepersonal und dem Anwender. Entwicklungsbasis bildet die Methode „Deep Learning“ aus der Künstlichen Intelligenz (KI) als Schlüsseltechnologie der industriellen Feldbuskommunikation.
Projektlaufzeit: 2020
Labor 4.0
Die Proteinanalytik mit dem FT-Imager
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
FT-Imager | Mit dem entwickelten System erfolgt die Trennung, die Fluoreszenz-Visualisierung sowie die quantitative und qualitative Bewertung der Urinproteine. Nach der Proteintrennung wird jede Probe in der Analyzer-Einheit über eine Fluoreszenz-Visualisierung sekundenschnell automatisch ausgewertet. Anschließend werden die Daten jeder einzelnen Probe als separater Report digital bereitgestellt. Kühlprozess | Die Abführung der Prozesswärme geschieht über einen als Kaskade aus 3 Peltier-Elementen aufgebauten Wasserkreislauf. Das abgestimmte Zusammenspiel von Hardware und Software ermöglicht eine schnelle Regelung und Überwachung des Analyseprozesses und garantiert eine konstante Probentemperatur über den gesamten Elektrophoreseprozess.
Projektlaufzeit: 2019
QBek
Verfahren zur Qualitätssteigerung von Betonbauteilen durch kapillardruckbasierte Überwachung und Steuerung der Nachbehandlung im frühen Alter
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Tilo Heimbold
Im Projekt QBeK soll unter Nutzung der Kapillardruckmesstechnik ein sensorbasiertes und baustellentaugliches Analyseverfahren zur Steuerung und Optimierung der Nachbehandlung von hydratisierenden mineralisch gebundenen Werkstoffen entwickelt werden. Es wird erstmals möglich sein, eine quantitative Aussage bezüglich der Nachbehandlungsqualität zu erhalten und diese zu dokumentieren. Für die Bewertung werden werkstoffseitige Untersuchungen notwendig, die eine Bestimmung des Widerstandes gegen die Beanspruchung aus plastischen Schwindverformungen ermöglichen.
Co-creation Lab 4 | Vernetzte Mobilität
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Künftige Individualmobilität wird geprägt sein von multimodaler Verschränkung der Verkehrsträger, ergänzenden Mobilitätsangeboten der Share Economy und schrittweiser Marktdurchdringung emissionsfreier Fahrzeuge. Treiber dieser Entwicklung sind die Digitalisierung von Dienstleistungs- und Geschäftsmodellen sowie marktreife Technologien für Elektromobilität und Autonomes Fahren. Ausgeprägte Kompetenzen, die Forschungsinfrastruktur in der Elektro- und Informationstechnik und Fahrzeugtechnik sollen im CCL Vernetzte Mobilität gebündelt eingesetzt werden, welches damit ein reales Labor darstellt.
Förderung: SMWK (FKZ: 03IHS055H)
Projektlaufzeit: 2019 - 2022
CCL Vernetzte Mobilität ↗
E V A L I A
Das Elektrofahrzeug als regelbare Last
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Die Energiewende braucht ein modernes Stromnetz: Im Projekt EVALIA arbeitet Prof. Pretschner gemeinsam mit mehreren Forschungseinrichtungen und Firmen aus Deutschland und Finnland an der praktischen Umsetzung. Elektromobilität soll mithilfe eines intelligenten Lademodells, dem „Smart Charging“, in das Energienetz eingebunden werden. Eine Umrüstung der Elektroautos ist nicht nötig – die Innovation soll in den Ladesäulen stecken, die die Kommunikation mit dem Stromnetz übernehmen.
Förderung: BMWi (FKZ: 03ETE010A)
Projektlaufzeit: 2018 - 2020
Projektnews: Das Elektroauto als dezentraler Energieerzeuger ↗
I M P A C T
Mobiles System zur notfallmedizinischen Diagnose und Überwachung des Pneumothorax
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
Ziel des Verbundprojektes IMPACT ist es, ein mobiles diagnostisches Verfahren zu entwickeln, um Ausprägung, Lage und Form des Pneumothorax zuverlässig detektieren und effizient therapieren zu können. Zuverlässige Pneumothorax-Diagnosen gewährleisten effiziente therapeutische Maßnahmen in Abhängigkeit des spezifischen Patientenzustandes. IMPACT wird daher einen erheblichen Beitrag zur Verbesserung der Versorgung von Notfallpatienten leisten können.
Förderung: BMBF (FKZ: 13GW0179D)
Projektlaufzeit: 2018 - 2020
Projektinfo ↗
iFacts
Intelligente funktionale und dezentrale Anlagenüberwachung für eine effiziente Prozessautomatisierung
♢ Projekt | Prof. Dr.-Ing. Andreas Pretschner
„Intelligente Fakten“ (iFacts) bezeichnen integrierte Prozessinformationen, die auf intelligente Weise Sensordaten ergänzen und erweitern. Sie besitzen einen niedrigen Stromverbrauch und sind insbesondere auf dem unteren Level der Prozesssteuerungshierarchie relevant und können u.a. zur Überwachung und Diagnose von Werksprozessen herangezogen werden.
Förderung: BMBF (FKZ: 13FH025PX2)
Projektlaufzeit: 2018 - 2020
Projektleitung: Prof. Faouzi Derbel (EET)
