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PublicationFortschrittsbericht zur Digitalisierung des Energiesystems(Fraunhofer CINES, 2024)
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PublicationESKIMO: Mit Künstlicher Intelligenz die Baustelle genau im Blick. Abschlussbericht( 2023)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.
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PublicationDynamische Wertschöpfungsnetzwerke basierend auf Industrie 4.0-Technologien zur nachhaltigen Sicherheits- und Betriebsoptimierung von Wassersystemen( 2023)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.
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PublicationDatenkompetenz in kommunalen Verwaltungen( 2023)
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PublicationMultifunktionaler Serviceroboter zur Unterstützung professioneller Pflege in Krankenhäusern - HoLLiECares Teilvorhaben: Intuitive Mensch-Roboter-Interaktion für den Einsatz von Servicerobotik im Krankenhaus. Schlussbericht(Städtisches Klinikum Karlsruhe, 2023)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.
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PublicationSensorik als technische Voraussetzung für ATO-Funktionen(Deutsches Zentrum für Schienenverkehrsforschung beim Eisenbahn-Bundesamt, 2022-11)Der vorliegende Bericht zum Projekt "Sensorik als technische Voraussetzung für ATO-Funktionen"(kurz: ATO-Sensorik) ist die finale, mit dem Auftraggeber abgestimmte Fassung des Abschlussberichts. Die Projektaufgabe war die Spezifikation eines Messsystems, welches als allgemeingültige Plattform zur Datensammlung (Erfassung, Aufzeichnung und Bereitstellung) aus der betrieblichen Umgebung eines Schienenfahrzeugs Realdaten aufnehmen soll, um diese Test- und Trainingsdaten heutigen und zukünf-tigen Entwicklungsprojekten von Sensorsystemen zur Verfügung zu stellen. Der Bericht beschreibt die Ergebnisse aus vier Arbeitspaketen, welche durch die Aufgabenstellung für die Projektaufgabe vorgegeben sind. Ein wesentliches Ergebnis aus dem Arbeitspaket 1 "Techniküberblick und Realisierungen"ist die Zusammenstellung einer Übersicht heute verfügbarer Sensorsysteme für das automatische Fahrsystem (ATO-System mit Sensorsystem) aus einer analytischen Betrachtung heraus, die im Kapitel 4 beschrieben ist. Darin enthalten ist eine Bewertung der verfügbaren Lösungen hinsichtlich ihres Entwicklungsstands, ihrer Marktverfügbarkeit und ihrer Eignung für das Eisenbahnsystem. Ebenso findet sich dort eine bewertende Schlussfolgerung zur Realisierbarkeit von ATO-Lösungen durch heutige und absehbare Sensor-systeme. Die Schlussfolgerung zeigt auf, welche heute verfügbaren Sensor- und ATO-Lösungen für den automatischen Fahrbetrieb geeignet und welche technischen Anforderungen noch nicht erfüllt sind. Kapitel 3 enthält Ergebnisse aus dem Arbeitspaket 2, „ATO im Vollbahnbereich“, in dem wesentliche Merkmale des heutigen konventionellen Systems beschrieben werden. Ihre Zusammenstellung ist als Grundlage für die analytische Betrachtung verfügbarer Sensorsysteme in Kapitel 4 erforderlich. Die daraus abgeleiteten automatisierbaren Aufgaben eines automatischen Fahrsystems sowie die Wahrnehmungs- und Lokalisierungsfunktionen für ein Sensorsystem sind ebenfalls dort enthalten. Kapitel 5 stellt die Bewertungsgrundlagen und die Ergebnisse aus der Sektorbefragung zusammen, die in Arbeitspaket 3, „Sektoranalyse“, durchgeführt worden ist. Mit dem Auftraggeber des Projekts wurde ein möglichst breites Spektrum an zu befragenden Unternehmen aus dem Sektor abgestimmt. Als Befragungsgrundlage ist ein Fragenkatalog erstellt und eine vorläufige Spezifikation des Messsystems beschrieben worden. Beides wurde online gestellt und Vertreter der Unternehmen konnten ihre fachliche Meinung im Fragenkatalog über vorgegebene Antwortmöglichkeiten (Multiple Choice) sowie über zusätzliche Kommentierungsmöglichkeiten frei äußern. Neben den Bewertungsgrundlagen sind die sich aus den Antworten der Befragungsteilnehmer ergebenden Konsequenzen für die Spezifikation des Messsystems im Kapitel wiedergegeben. Kapitel 6 fasst die Ergebnisse aus dem Arbeitspaket 4, „Spezifikation“ zusammen. Es wird das Messsystem beschrieben, welches auch die aus den Ergebnissen der Sektorbefragung abgeleiteten konzeptionellen Anpassungen berücksichtigt. Ergänzt wird die Spezifikation des Messsystems durch eine Zuordnung von sinnvollen Sensorkombinationen zu den zuvor in Kapitel 3 herausgearbeiteten Standardaufgaben eines technischen Fahrsystems. Die betrachteten, als relevant eingestuften Sensoren werden detailliert spezifiziert und im Kontext mit den betrieblichen Anwendungsfällen für ein automatisches Fahrsystem bewertet. Das Kapitel schließt mit Empfehlungen für die spätere Integration der Sensoren in eine technische Realisierung des in diesem Bericht spezifizierten Messsystems.
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PublicationIUNO2PAKT - Werkzeuge für die Absicherung von Automatisierungs- und Kommunikationstechnologien(Fraunhofer IOSB, 2022)
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PublicationDigitalisierung des Energiesystems - 14 Thesen zum Erfolg(Fraunhofer CINES, 2022)
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PublicationEntwicklung und Bau eines UVC-LED basierten Desinfektionssystems für Endoskope (ELEndo UV). Abschlussbericht( 2022)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
