Fraunhofer-Institut für Optronik, Systemtechnik und Bildauswertung IOSB

Filters
Reset filters

Settings
Now showing 1 - 10 of 59
No Thumbnail Available
Publication

Fortschrittsbericht zur Digitalisierung des Energiesystems

2024 , Bergsträßer, Jonathan , Berkhout, Volker , Klaiber, Stefan , Klobasa, Marian , Kohrs, Robert , Linnartz, Philipp , Naumann, Steffi , Nicolai, Steffen , Schmidt, Dietrich , Welisch, Marijke , Wende-von Berg, Sebastian , Wickert, Manuel , Wille-Haußmann, Bernhard

Die Digitalisierung ist ein hochgradig relevanter Schlüsselprozess für die Energiesystemtransformation - Details dazu hat der Fraunhofer Exzellenzcluster CINES im Jahr 2022 erforscht und in 14 Thesen zusammengefasst. In 2023 wurden in Zusammenarbeit mit Praxispartner:innen aus der Energiewirtschaft politische und regulatorischen Änderungen in der digitalen Energiewirtschaft analysiert und ausgewertet. Der Fortschrittsbericht zeigt die Fortschritte der Digitalisierung auf und erörtert Handlungsbedarfe und Weiterentwicklungspotenziale. Wichtige Erkenntnisse sind: Positive Fortschritte gibt es u.a. durch gesetzliche und regulatorische Neuerungen wie beispielsweise beim §14a EnWG oder dem Gesetz zum Neustart der Digitalisierung der Energiewende (GNDEW). Es mangelt an einem integrativen Zielbild - ein solches kann für mehr Klarheit und Orientierung bei der Digitalisierung des Energiesystems in Deutschland und Europa sorgen. Um Lücken, Handlungsbedarfe und positiven Fortschritt besser zu erkennen, erfordert es ein gemeinsames Verständnis für die Orientierung und Ausrichtung auf die Digitalisierung. Dafür ist es unter anderem notwendig ein handlungsanleitendes Zukunftsbild zu schaffen, die kommunikative Übersetzung und die Verständlichkeit von regulatorischen Änderungen zu verbessern, Kompetenzen für technologische Lösungen, bspw. für notwendige Cyberresilienz und kritischen Infrastrukturen, aufzubauen und Investitionen zu tätigen, um mehr finanzielle Mittel für die Digitalisierung der Energiesystemtransformation zur Verfügung zu haben.

View
No Thumbnail Available
Publication

Dynamische Wertschöpfungsnetzwerke basierend auf Industrie 4.0-Technologien zur nachhaltigen Sicherheits- und Betriebsoptimierung von Wassersystemen

2023 , Bernard, Thomas , Ziebarth, Mathias , Gonuguntla, Naga Mamatha , Wessels, Lars , Wiese, Susanne , Keifenheim, Heiko , Canzler, Armin , Deuerlein, Jochen , Parra, Salomé , Rapp, Joachim , Glaser, Holger , Broecker, Tabea , Sperlich, Alexander , Gnirß, Regina

Die Aufgaben von Trinkwasserversorgern sind vielfältig. Um Trink- und Löschwasser zuverlässig bereitzustellen, müssen sie sich um Themen wie Anlagendokumentation, Netzpläne, Netzüberwachung und -steuerung kümmern, ebenso um die Wasserbedarfsplanung, Bemessung, Planung und Sanierung von Rohrleitungen und -netzen sowie Bauwerken der Wasserspeicherung. Um diesen Herausforderungen gerecht zu werden, sollte ein Wasserversorger jederzeit auf eine aktuelle Datenbasis mit allen Informationen über seine Infrastruktur zugreifen können. Kleine Wasserversorgungsunternehmen (WVU) setzen Geoinformationssysteme (GIS) und Automatisierungstechnik bisher jedoch nur in sehr beschränktem Umfang ein. Sie verfügen oftmals weder über ein gepflegtes GIS noch über Systeme zur Datenvisualisierung und -analyse. Aber auch mittlere bis große WVU, oft technisch besser ausgestattet und digitalisiert als kleine WVU, haben oftmals Probleme bei der systematischen Netzdokumentation im GIS. Mit diesem Hintergrund wurde im Rahmen des vom BMBF geförderten Forschungsprojektes W-Net 4.0 (www.wnet40.de) eine Web-basierte Plattform mit GIS, Simulations- und Datenanalysetools zur Betriebsoptimierung von Trinkwassernetzen entwickelt. Die Software ist auf kleine und mittlere Versorgungsunternehmen zugeschnitten, die in der Regel nicht über spezialisiertes Personal für Asset Management und hydraulische Modellierung verfügen. Ziel von W-Net 4.0 ist es, einfach anzuwendende Werkzeuge zur Verfügung zu stellen, die die Netzbetreiber bei ihrer täglichen Arbeit vor Ort unterstützen. Die Datenbasis und die Dokumentationsmöglichkeiten des WVU sollen mit W-Net 4.0 kontinuierlich verbessert werden. Weiter soll durch die Einführung moderner digitaler Werkzeuge die Attraktivität der Arbeitsplätze in WVU erhöht werden. Zum Ansatz von W-Net4.0 gehört auch eine berufsbegleitende Schulung der Mitarbeiter.

View
No Thumbnail Available
Publication

Design und Simulation von UV-LED-Luftdesinfektionsanlagen mit smarter Ansteuerung (DeSiLu UV). Abschlussbericht

2022 , Westerhoff, Thomas

Im Projekt wurde gezeigt, dass mit aktuell verfügbaren UVC-LEDs durchaus leistungsfähige Luftdesinfektions- und Luftreinigungsanlagen herstellbar sind. Es konnte ebenso gezeigt werden, dass UVC-LEDs in der Lage sind, auch allein ausreichen, eine photokatalytische Reaktion als auch eine Desinfektion zu erreichen. UVA-LEDs sind nicht mehr nötig. Wie groß das Potential ist, muss jedoch noch weiter untersucht werden. Im Projekt konnte ebenso nachgewiesen werden, dass Strahlformung durch Vorsatzlinsen die Performance des Reaktors positiv beeinflussen kann. Dabei hängt es vom Design des Reaktors ab, ob die Strahlung eher fokussiert auf eine Fläche nach vorn (UVA) oder breit in den Raum (UVC) abgestrahlt wird. Eine Beschichtung der Innenwände des Reaktors mit dem optischem PTFE (gesintert) kann durch Reduktion der Absorption an der Reaktorwand und durch Reflexion die Performance im UVC steigern. Ebenso konnte festgestellt werden, dass die bisher in der Photokatalyse verwendete Aktivierung mittels UVA nicht zwingend nötig ist und auch mittels UVC, sogar mit einer höheren Effektivität erfolgen kann. Dies dürfte könnte sich als Markttreiber für die UVC-LED-Technologie herausstellen, da so mit einem LED-Typ sowohl Desinfektion, Photolyse als auch Photokatalyse in einem erreicht werden kann. Das Projekt schaffte mit seinen Erkenntnissen die Voraussetzung für den Start von nachfolgenden Industrieprojekten außerhalb des Konsortiums. Insbesondere mit Blick auf das Auslaufen des zwanzig20-Förderprogramms Ende 2021 konnten durch das Projekt diverse Folgeprojekte zwischen dem Fraunhofer IOSB-AST und Industriepartnern generiert werden, um die UV-LED-Technologie in den Markt zu bringen. Weiterhin konnte das Fraunhofer IOSB-AST seine Kompetenzen auf dem Gebiet des Einsatzes von UV-LEDs dahingehend erweitern, dass neue Anwendungen in der Oberflächendesinfektion, die insbesondere im medizinischen Bereich eine große Rolle spielen, erschließbar sind.

View
No Thumbnail Available
Publication

Entwicklung und Bau eines UVC-LED basierten Desinfektionssystems für Endoskope (ELEndo UV). Abschlussbericht

2022 , Westerhoff, Thomas

Im Projekt wurde gezeigt, dass mit aktuell verfügbaren UVC-LEDs durchaus leistungsfähige Geräte zur Desinfektion und Aufbereitung von Medizinprodukten herstellbar sind. Dabei stellte sich auch heraus, dass UVC-LEDs im Vergleich zu klassischen Quecksilberdampflampen bei einigen Materialien deutlich geringere Schädigungen hervorrufen. Dies könnte sich als entscheidender Vorteil beim Einsatz herausstellen. Im Projekt konnte ebenso nachgewiesen werden, dass Strahlformung durch Vorsatzlinsen die Performance des Reaktors positiv beeinflussen kann. Eine Beschichtung der Innenwände des Reaktors mit dem optischem PTFE (gesintert) kann durch Reduktion der Absorption an der Reaktorwand und durch streuende Reflexion die Performance im UVC-Bereich steigern und eine Homogenisierung der Strahlungsverteilung ermöglichen. Das Projekt schaffte mit seinen Erkenntnissen die Voraussetzung für den Start von nachfolgenden Industrieprojekten außerhalb des Konsortiums. Insbesondere mit Blick auf das Auslaufen des zwanzig20-Förderprogramms Ende 2021 konnten durch das Projekt diverse Folgeprojekte zwischen dem Fraunhofer IOSB-AST und Industriepartnern generiert werden, um die UV-LED-Technologie in den Markt zu bringen. Weiterhin konnte das Fraunhofer IOSB-AST seine Kompetenzen auf dem Gebiet des Einsatzes von UV-LEDs dahingehend erweitern, dass neue Anwendungen in der Oberflächendesinfektion, die insbesondere im medizinischen Bereich eine große Rolle spielen, erschließbar sind

View
No Thumbnail Available
Publication

Basissystem Industrie 4.2: Abschlussbericht

2023 , Meier, David , Patzer, Florian , Haas, Christian

View
No Thumbnail Available
Publication

Datenkompetenz in kommunalen Verwaltungen

2023 , Sautter, Johannes , Henze-Sakowsky, Annika , Lödige, Michaela , Lindner, Maximilian , Schweigel, Henry , Dobrokhotova, Ekaterina , Seick, Jens-Peter , Schüle, Ralf , Kirchner, Joel , Braun, Steffen

In deutschen Kommunen geht mit der Digitalisierung von Daten, Dateninfrastrukturen und Verwaltungsverfahren auch der Bedarf einher, die bestehenden Organisations- und Managementstrukturen adäquat weiterzuentwickeln wie auch die digitalen Kompetenzen von Mitarbeitenden. Gleichzeitig verlangen Onlinezugangsgesetz (OZG) und Open Data Richtlinien von Kommunen und Regionen, sich bürgerfreundlich und digital transparent aufzustellen. Insbesondere stehen dabei kleinere und mittlere Kommunen vor der Herausforderung, diese Bedarfe adressieren zu müssen. Bisherige Ansätze erweisen sich häufig entweder auf einzelne Organisationseinheiten oder Fachverfahren begrenzt bzw. lassen eine fachbereichs-übergreifende strategische Herangehensweise vermissen. Die hier vorliegende Studie befasst sich mit der Fragestellung, wie Verwaltungen kleiner und mittlerer Kommunen auf diese Herausforderung reagieren können. Dabei wird in einem ersten Schritt versucht, sich definitorisch dem Themenfeld zu nähern. Ergänzend zu einer technischen (Daten-)Kompetenz in Verwaltungen beschreiben „Datenexzellenz“ und „Data Literacy“ dabei zwei miteinander verwobene Seiten einer Entwicklungsherausforderung, in der erstere die für kommunale Datenkompetenz notwendige Organisationsentwicklung adressiert, letztere die Notwendigkeit einer entsprechenden Personalentwicklung. Netzwerke von Akteurinnen und Akteuren helfen dabei, verwaltungsintern, innerhalb der Stadtgesellschaft aber auch interkommunal Entwicklungsprozesse zu unterstützen. In einem zweiten Schritt werden auf der Basis einer quantitativen Befragung und ergänzenden qualitativen Interviews mit Vertreterinnen und Vertretern von kleinen und mittleren Kommunen die Ausgangsbedingungen für die Entwicklung digitaler Datenkompetenz beleuchtet. Die Befragungen bestätigen Schlüssigkeit der Annahme, dass kommunale Datenkompetenz sowohl eine organisationale als auch eine persönliche Ebene umfasst und beide Ebenen für die Realisierung einer datenkompetenten Kommunalverwaltung adressiert werden müssen. Die Schaffung klarer Regeln und der technischen Grundlagen für eine verwaltungs-einheitenübergreifende Ablage und Nutzung von Daten haben aus Sicht der Befragten hierbei oberste Priorität. In Bezug auf die Umsetzung einer datenkompetenten Organisation und einer entsprechend kompetenten Belegschaft sehen die befragten Kommunen - auch die offensichtlich eher digitalaffineren – jeweils noch deutliches Verbesserungspotential. Auf der Ebene der persönlichen Datenkompetenz (Data Literacy) läge ein Haupthemmnis sowohl in einem mangelnden Bewusstsein Potentiale von Datenexzellenz als auch in einer Verwaltungskultur, die noch zu stark in fachlichen Zuständigkeitsbereichen verhaftet sei. Fachliche Bedarfe zeigen darüber hinaus, dass auch über die Grenzen der Verwaltung hinaus weitere Akteurinnen und Akteure der Stadtgesellschaft in ein kommunales Datenmanagement einbezogen werden müssen, z.B. über die Bildung eines Akteursnetzwerks. Ein Referenzrahmen für Aufbau und Verstetigung von Kommunaler Datenkompetenz wird in einem letzten Teil der Studie vorgeschlagen. Dieser dient Kommunen zur Ausgestaltung ihrer Datenkompetenz im Netzwerk entlang von Erkenntnissen aus Beratungsprozessen im Bereich Datenmanagement, Literaturanalysen und Best-Practices Mit seinen Komponenten (1) Netzwerk-Initialisierung, (2) Datenstrategie, (3) Data Governance, (4) Data Management und (5) Systeme bildet dieser Referenzrahmen die Grundlage für eine umfassendere Handlungsanleitung zur digitalen Datenkompetenz in Kommunen, die in einem Folgeschritt des Projektes entstehen wird. Denn was sich mit dieser Studie zur Datenkompetenz in kleineren und mittleren Kommunen als ein zentrales Ergebnis abzeichnet: Die strategische Befassung mit Fragen der Organisations-, Personal- und Netzwerkentwicklung wird selbst zu einem Schlüssel zur Entwicklung erfolgreicher datenkompetenter Verwaltungen.

View
No Thumbnail Available
Publication

IUNO2PAKT - Werkzeuge für die Absicherung von Automatisierungs- und Kommunikationstechnologien

2022 , Meier, David , Haas, Christian

View
No Thumbnail Available
Publication

Multifunktionaler Serviceroboter zur Unterstützung professioneller Pflege in Krankenhäusern - HoLLiECares Teilvorhaben: Intuitive Mensch-Roboter-Interaktion für den Einsatz von Servicerobotik im Krankenhaus. Schlussbericht

2023 , Lengenfelder, Christian , Voit, Michael

Das Fraunhofer IOSB bzw. die Abteilung IAD entwickelt im Rahmen dieses Projekts Systeme für die Mensch-Roboter-Kollaboration mit dem Fokus der impliziten Interaktion mit dem Roboter. Der Schwerpunkt liegt dabei auf dem Einsatz der Kompetenzen zur kamerabasierten Personenerfassung sowie AR-/VR-Techniken, um die Interaktion mit dem Roboter intuitiv zu gestalten und dem Pflegepersonal keine zusätzliche Belastung durch die Steuerung ergänzender Peripheriegeräte zuzumuten. Durch die Umsetzung einer virtuellen Simulationsumgebung soll dabei die frühzeitige Konzeption und Validierung der umzusetzenden Kollaborationsbestandteile gewährleistet werden. Die implizite Kommunikation der Roboteraktivität mittels einer Projektion auf Objekte bzw. in die Umgebung ermöglicht die selbsterklärende Koexistenz und Kollaboration des Roboters im Pflegealltag auf eine schnelle und intuitive Weise. Die kamerabasierte Personen- und Objekterfassung dient daneben zur intuitiven Steuerung des Roboters mittels menschlicher Kommunikationsformen (z.B. Gesten). Zum anderen ermöglicht es HoLLiE, unter Ergänzung von maschinellen Lernverfahren, Situationen zu erkennen und Kontextverständnis aufzubauen, wodurch u.a. die Selbstständigkeit des Roboters erhöht wird. Damit soll die proaktive Zuarbeit des Roboters ermöglicht werden, der unterstützend in den Pflegealltag eingreifen kann und nicht als zu steuernde Zusatzarbeit belastend wahrgenommen wird. Zusätzlich zu den technologischen Entwicklungen beteiligt sich das Fraunhofer IOSB an der Anforderungsdefinition und an der Integration der erarbeiteten Lösungen in ein Gesamtsystem.

View
No Thumbnail Available
Publication

ESKIMO: Mit Künstlicher Intelligenz die Baustelle genau im Blick. Abschlussbericht

2023 , Albrecht, Alexander , Petereit, Janko

Das Forschungsprojekt ESKIMO soll helfen, die Überwachung der Bauausführung zu optimieren, mit einer intelligenten Interpretation der Ist-Situation auf der Baustelle. Das Ziel besteht darin, Bildmaterial aus Kamerasystemen, Smartphones oder Tabletcomputern durch KI-Algorithmen zu interpretieren und damit ein weitaus effizienteres Baumanagement zu realisieren.

View
No Thumbnail Available
Publication

Digitalisierung des Energiesystems - 14 Thesen zum Erfolg

2022 , Bergsträßer, Jonathan , Gkoktsis, George , Hirsch, Tilo , Klaiber, Stefan , Klobasa, Marian , Kohrs, Robert , Lauer, Hagen , Nicolai, Steffen , Offergeld, Thomas , Rülicke, Linda , Schmidt, Dietrich , Warweg, Oliver , Welisch, Marijke , Wende-von Berg, Sebastian , Werner, Daniel , Wickert, Manuel

View