Querschnitt Nr. 24 - Hochschule Darmstadt

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AUSGABE 24 | FEBRUAR 2010
QUERSCHNITT
Beiträge aus Forschung und Entwicklung
AUSGABE 24 | FEBRUAR 2010
QUERSCHNITT
Beiträge aus Forschung und Entwicklung
QUERSCHNITT 24
WIR VERBINDEN WISSENSCHAFT UND PRAXIS.
RA
FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG UND
DIE ENGE ZUSAMMENARBEIT MIT EXTERNEN
PARTNERN BILDEN DIE BASIS FÜR EXZELLENTE LEHRE UND INNOVATIONSFÄHIGKEIT.
Pneu – Eine aufblasbare Tasche (siehe Seite 134)
2
VORWORT
Die Kratzfestigkeit von Lacken in der Waschanlage – Dübel besonderer Bauart –
eine aufblasbare Tasche – telematisch gesteuertes Lkw-Parken
Wenn Sie die vorliegende Ausgabe des „Querschnitts – Beiträge aus Forschung und
Entwicklung“ in die Hand nehmen, so sehen Sie auf der Titelseite und den ganzseitigen
Fotos an verschiedenen Stellen in unserem Magazin Beispiele für Kooperationsprojekte der Hochschule Darmstadt. Gemeinsam mit Unternehmen haben Angehörige der
Fachbereiche Bauingenieurwesen, Gestaltung sowie Maschinenbau und Kunststofftechnik im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsarbeiten technische Lösungen
oder Produktideen für die Praxis entwickelt. Exemplarisch lässt sich an diesen ins
Bild gesetzten Forschungsarbeiten die Stärke von Forschung an Fachhochschulen verdeutlichen.
Als Hochschule für angewandte Wissenschaften ist es ein Ziel der Hochschule Darmstadt,
anwendungsnahe Forschung zu realisieren, deren Ergebnisse möglichst direkt in
die Praxis einfließen können. Zugleich verstehen die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen an der h_da ihre Forschungsarbeiten als einen Ansatz, praktische Frageund Problemstellungen aufzugreifen und in die Lehre einzubringen. Fachhochschulen
verknüpfen auf diese Weise Lehre und Forschung zu einer Einheit, denn gute praxisorientierte Forschung ist Voraussetzung für eine praxisnahe Ausbildung der Studierenden.
Forschungskooperationen führen so zu einer Win-win-Situation für Hochschule und
Kooperationspartner.
Ob es um die Berechnung von Regenmengen und die daraus abzuleitenden Querschnitte
von Abwasserkanälen geht (Drechsel), um die Steuerung von Smart Homes (Massoth
u. a.), um die Datenqualität in der betrieblichen Praxis (Hildebrand) oder um die Integration von Datenbeständen im Rahmen von Mergers & Acquisitions (Fengel/Rebstock),
gemeinsam ist diesen Forschungsprojekten ihre praktische Relevanz.
Die Hochschule Darmstadt trägt mit diesem praktischen Forschungsprofil zum Innovationsgeschehen sowie zur Verbesserung der Wettbewerbsfähigkeit in der Region und
darüber hinaus bei. Wir freuen uns, Ihnen mit der vorliegenden Ausgabe einen Überblick
über aktuelle Forschungsarbeiten an der Hochschule Darmstadt bieten zu können.
Besonders freut es uns, wenn Sie die eine oder andere Anregung oder Antwort in unserem
Forschungsmagazin finden, die Sie für Ihre eigene praktische Arbeit nutzen können.
Präsidentin
der Hochschule Darmstadt
Prof. Dr. Maria Overbeck-Larisch
Leiter des Zentrums
für Forschung und Entwicklung
Prof. Dr. Bernd Steffensen
3
QUERSCHNITT 24
Baupraktische Berechnungen von Dübeln besonderer Bauart (siehe Seite 135)
4
INHALT
Seite 3
VORWORT DER PRÄSIDENTIN
UND DES LEITERS DES ZENTRUMS FÜR FORSCHUNG UND ENTWICKLUNG
Seiten 8 – 83
PROJEKTE
Seiten 8 – 19
BERÜCKSICHTIGUNG DER UNGLEICHMÄSSIGEN ÜBERREGNUNG BEI DER
HYDRAULISCHEN BERECHNUNG GROSSER KANALNETZE
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Drechsel
• Fachbereich Bauingenieurwesen
Seiten 20 – 31
KONZEPT FÜR EINEN ZUKUNFTSFÄHIGEN ÖPNV BEI DER SCHÜLERBEFÖRDERUNG
IM KREIS OFFENBACH
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Follmann, Marcell Biederbick
• Fachbereich Bauingenieurwesen
Seiten 32 – 41
WIE ZUVERLÄSSIG IST DIE KÜNFTIGE, REGENERATIVE UND DEZENTRALE
STROMVERSORGUNG?
Bernhard Fenn, HSE AG, Thorsten Fiedler, Hochschule Darmstadt,
Dieter Metz, Hochschule Darmstadt
• Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik
Seiten 42 – 49
KONTURVERFOLGUNG MIT ROBOTERN – SEMI-AUTOMATISCHE OFFLINEPROGRAMMIERUNG VON INDUSTRIEROBOTERN DURCH STEREOREKONSTRUKTION
Alexander König, Heiko Koch, Alexandra Weigl-Seitz, Karl Kleinmann
Seiten 50 – 57
CLIMA-PRO – ENTWICKLUNG VON INSTRUMENTEN ZUR VERBESSERUNG DES
MARKTZUGANGS DEUTSCHER UNTERNEHMEN BEI UMWELT- UND KLIMASCHUTZPROJEKTEN IN SCHWELLEN- UND ENTWICKLUNGSLÄNDERN
Karsten Barginda
• Fachbereich Gesellschaftswissenschaften und Soziale Arbeit
Seiten 58 – 69
MATERIAL- UND DIMENSIONSSTUDIE AN DIESELPARTIKELFILTERN
Claus Dieter Vogt, Philipp Kattouah, Gerald Ruß, Andreas Rothenbach
• Fachbereich Maschinenbau und Kunststofftechnik
5
QUERSCHNITT 24
INHALT
Seiten 70 – 77
INHÄRENT SICHERES VERHALTEN AM BEISPIEL THERMISCHER ANIMATION
AEROSOLBELASTETER REKOMBINATOREN
Prof. Dr.-Ing. habil. Jochem Unger
• Fachbereich Maschinenbau und Kunststofftechnik
Seiten 78 – 83
DATENMÜLL – DIE VERSCHMUTZUNG DER INFORMATIONSSYSTEME
Prof. Dr. Knut Hildebrand
• Fachbereich Wirtschaft
Seiten 86 – 133
PROJEKTBERICHTE
Seiten 86 – 89
ASYMMETRISCHE INDUKTION DURCH LÖSUNGSMITTEL
AUS DEM „NATURAL CHIRAL POOL“
Stefan H. Hüttenhain, Friedrich Kruse, Nina Dickerhof, Christoph Baldauf,
Isabelle Salwig, Birgit Spitznagel, Stefanie Kern, Kristina Müller, Nancy Krummrich,
Janine May, Melanie Meister, Sabine Rauer, Nico Scharpfenecker
• Fachbereich Chemie und Biotechnologie
Seiten 90 – 93
WO IST WAS? – INERTIALE OBJEKTVERFOLGUNG AUF BASIS VON
LOW-COST-INERTIALSENSOREN MIT ADMIN
Prof. Dr. Markus Haid, Miriam Heil, Ersan Günes
Seiten 94 – 97
ZUKUNFT DER SCHULE – WELCHE ROLLE KANN DIE AUSSERSCHULISCHE
BILDUNG SPIELEN?
Prof. Dr. Achim Schröder
Seiten 98 – 101
VORHERSAGE DER TEAMLEISTUNG VON VIRTUELLEN
SOFTWARE-ENTWICKLUNGSTEAMS IN BEZUG AUF DIE
ZU ERWARTENDE PROJEKTKOMPLEXITÄT
Ralf Friedrich, Udo Bleimann, Thomas Martens, Ingo Stengel, Paul Walsh
• Fachbereich Informatik
Seiten 102 – 106
HÄUSER FERNSTEUERN UND PROZESSE OPTIMIEREN
DURCH MOBILE LÖSUNGEN
Prof. Dr. Michael Massoth, Robin Acker, Prof. Dr. Ronald Moore
6
Seiten 107 – 110
MOBILE UMFRAGEN MIT DEM HANDY – VON DEN ERSTEN PROTOTYPEN ÜBER
DIE SERIENFERTIGUNG BIS ZU EINSATZERFAHRUNGEN
Prof. Dr. Heinz-Erich Erbs, Florian Miess
Seiten 111 – 115
CASED – EIN DARMSTÄDTER FORSCHUNGSZENTRUM ENTWICKELT
IT-SICHERHEITSBAUSTEINE VON MORGEN
Prof. Dr. Harald Baier, Prof. Dr. Christoph Busch
• Fachbereich Media, Fachbereich Informatik
Seiten 116 – 121
DIE ELEKTRONISCHE EDITION DER BRIEFE VON UND AN FRANK WEDEKIND:
EIN INNOVATIVES PROJEKT IN DEN E-HUMANITIES
Prof. Dr. Ulrike Steierwald, Prof. Dr. Uta Störl, Prof. Dr. Hartmut Vinçon,
Stefan Gründling
• Fachbereich Media, Fachbereich Informatik,
Fachbereich Gesellschaftswissenschaften und Soziale Arbeit
Seiten 122 – 128
HÖRBÜCHER UND PODCASTING FÜR BILDUNGSZWECKE
Prof. Sabine Breitsameter
• Fachbereich Media
Seiten 129 – 133
DYNAMISCHE MODELLINTEGRATION IM ELEKTRONISCHEN
GESCHÄFTSVERKEHR – DAS FORSCHUNGSPROJEKT MODI
Janina Fengel, M.Sc., Prof. Dr. Michael Rebstock
Seiten 134 – 135
FORSCHUNG INS BILD GESETZT
Seiten 137 – 163
ABSCHLUSSARBEITEN
Seiten 164 – 166
DANKSAGUNG
Seite 170
IMPRESSUM
7
QUERSCHNITT 24
8
Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung bei der hydraulischen Berechnung großer Kanalnetze
FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN
BERÜCKSICHTIGUNG DER UNGLEICHMÄSSIGEN ÜBERREGNUNG BEI
DER HYDRAULISCHEN BERECHNUNG
GROSSER KANALNETZE
Autor •
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Drechsel
Im Bauingenieurwesen werden für die Bemessung von Bauteilen Belastungsannahmen verwendet.
Im Hochbau handelt es sich dabei meist um Maximalbelastungen, da ein Versagen nicht tolerabel ist.
In der Wasserwirtschaft werden entsprechend des Gefährdungspotentials differenzierte Versagenswahrscheinlichkeiten angesetzt. Bei der Bemessung der Kanalisation handelt es sich bei der Belastung
um den gefallenen Niederschlag.
Da die Schäden, die durch Überlastung auftreten, meist nur
materieller Art sind und sich durch Objektschutz oder durch
angepasstes Verhalten minimieren lassen, wird je nach System ein rechnerisches Versagen alle zwei bis zehn Jahre akzeptiert. Im Rahmen eines Forschungssemesters wurden
Untersuchungen durchgeführt, in denen die Auswirkungen
von unterschiedlichen Niederschlagsbelastungen auf die Genauigkeit der Ergebnisse und damit auf die Versagenswahrscheinlichkeit analysiert wurden [2]. In diesem Artikel sind
einige wesentliche Auszüge aus den erarbeiteten Ergebnissen
aufgeführt. Angesichts der im städtischen Bereich sehr hohen
Kosten für den Austausch eines Kanalabschnittes entsteht bei
unzureichend genauer Planung eine volkswirtschaftliche Belastung, die insbesondere in Zeiten von knappen öffentlichen
Kassen nicht hingenommen werden kann und Überlegungen
erzwingen, wie die Bemessungsansätze verbessert werden
können. Die Ergebnisse der Untersuchung liefern hier eine
Hilfestellung.
9
QUERSCHNITT 24
Blockregen
Niederschlagshöhe [mm]
Modellregen nach Euler
7
7
6
6
5
5
4
4
3
3
2
2
1
1
0
0
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Regendauer [min.]
0
5
10
15
20
25
30
35
40
45
50
55
60
Regendauer [min.]
Abbildung 1 • Beispiel für Modell- und Blockregen
1 • Einführung, Stand der Forschung
Kanalnetze dienen der Ableitung des Schmutzwassers und der
niederschlagsbedingten Abflüsse. Da ein Kanalnetz aus wirtschaftlichen und bautechnischen Gründen nicht auf den größten
vorstellbaren Niederschlag ausgelegt wird, ist für die Bemessung und den Nachweis die Wahrscheinlichkeit des Versagens
zu bewerten. Wenn ein Kanalnetz das Niederschlagswasser aus
einem Starkregen nicht mehr ableiten kann, dann kommt es zum
Beispiel bei Straßeneinläufen oder an Kanaldeckeln zu einem
Wasseraustritt. Die zulässige Häufigkeit einer solchen Überlastung ist geregelt. Mit der europäischen Normierung wurde
der Überflutungsschutz 1 mit unterschiedlichen Häufigkeiten
als zentrales Bewertungskriterium eingeführt. Im Arbeitsblatt
118 der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser
und Abfall e.V. – DWA [3] wird zusätzlich der Begriff Überstau 2
verwendet. Bei dem Nachweis von Kanalnetzen mit Berechnungsmodellen werden meist keine realen gemessenen Niederschlagsbelastungen, sondern Block- oder Modellregen mit
der gewünschten Häufigkeit aus einer Niederschlagshöhenstatistik 3 abgeleitet und als einheitliche Belastung für das gesamte
Einzugsgebiet zur Netzberechnung verwendet (Abbildung 1).
Insbesondere bei großen Kanalnetzen ist zu beobachten, dass
Bereiche als hydraulisch überlastet ausgewiesen werden, bei
denen bisher noch nie oder wesentlich seltener Probleme
beobachtet wurden. Neben Unzulänglichkeiten in der Modellierungsgüte und den Systemdaten ist als wesentliche Ursache die insbesondere bei Starkregen vorhandene ungleichmäßige Überregnung zu nennen.
10
In der Fachliteratur sind zur ungleichmäßigen Überregnung
zahlreiche Veröffentlichungen zu finden, die sich aber hinsichtlich der Daten, der Methodik und der Ziele nicht direkt vergleichen lassen. Das Problem der ungleichmäßigen Überregnung
wurde zunächst im Bereich der Modellierung von Flussgebieten mit Einzugsgebietsgrößen von mehr als 100 km² erkannt
und bearbeitet. In etlichen Untersuchungen (z. B. Fuchs; Flender [5], Grobe [6], Huff [7], Verworn; Schmidtke [11]) wurden Niederschlagsdaten von mehreren Regenschreibern ausgewertet.
Die dort vorhandene Regenschreiberdichte ließ nicht in allen
Fällen gesicherte Rückschlüsse auf kleinere Einzugsgebiete zu.
Grobe [6] hat Untersuchungen im Emscher- und Lippegebiet
durchgeführt. Mit steigender Gebietsgröße und mit abnehmender Dauer des Regens ist die flächengemittelte Niederschlagshöhe gegenüber dem an einem Punkt gemessenen
Niederschlag immer stärker abzumindern. Für die bei der
Stadtentwässerung interessanten Flächengrößen werden
praktisch keine Aussagen getroffen.
Bei Fuchs und Flender [5] wurden Auswertungen an Messnetzen in Hamburg und Hannover vorgenommen. Die erhaltenen Ergebnisse sind für die hier vorliegende Fragestellung zutreffender. Neben den zuvor genannten Abhängigkeiten wurde
ein Zusammenhang mit der Häufigkeit des Regens festgestellt.
Der neueren Veröffentlichung von Verworn und Schmidtke
[11] liegen Untersuchungen im Einzugsgebiet von Emscher
(30 Regenschreiber), Wupper (27) und Bode (24) zugrunde. Die
Datensituation war somit erheblich besser. Es konnten auch
kleinere Gebietsgrößen unter 100 km² betrachtet werden. Im
Grobe
Abminderungsfaktor [-]
1,0
0,8
0,6
0,4
0,2
0,0
1
10
100
1000
Einzugsgebietsgröße [km2]
Fuchs/Flender
Abminderungsfaktor [-]
Verworn/Schmidtke
Abminderungsfaktor [ -]
1,0
1,0
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
0,0
0,0
1
10
100
1000
1
10
100
1000
Abbildung 2 • Abminderungen abhängig von Einzugsgebietsgröße, Dauer bzw. Häufigkeit in bisherigen Untersuchungen ([5], [6], [11])
.D = 12 h, .D = 5 min, .n = 0,1, .n = 0,01, .D = 12 h, .D = 15 min
Gegensatz zu den zuvor geschilderten Untersuchungen wurde keine Abhängigkeit der Abminderung von der Häufigkeit der
Niederschläge festgestellt.
Neben der Tatsache, dass die in Abbildung 2 dargestellten Abminderungsfaktoren sehr stark differieren, ist die Frage nach
der Berücksichtigung der Abminderung bei Bemessungsaufgaben bzw. Modellanwendungen bisher nicht zufrieden stellend beantwortet.
Neben den aufgeführten niederschlagsbezogenen Untersuchungen gibt es auch Veröffentlichungen über die Auswirkungen der ungleichmäßigen Überregnung auf die Berechnungsergebnisse, wie zum Beipiel in Schmitt [9] oder Thomas et al.
[10]. Allerdings war hier der zeitliche Umfang der Daten wesentlich kürzer als im nachfolgend beschriebenen Projektgebiet, bzw. es wurden nur einzelne Ereignisse untersucht.
Im Stadtgebiet von Mainz sind derzeit 17 Regenschreiber in
Betrieb, die den Niederschlag in 5-Minuten-Schritten erfassen. An 5 Standorten liegen kontinuierliche Messungen über
32 Jahre, an 5 weiteren über 15 Jahre vor. Die Aufzeichnungsdauer der übrigen 7 Schreiber war für diese Untersuchung
noch nicht ausreichend. Die Lage der einzelnen Regenschreiber ist dem Übersichtslageplan (Abbildung 3) des Mainzer
Kanalnetzes zu entnehmen. Die langjährigen Schreiber sind
von MZ 1 bis MZ 5 nummeriert.
3 • Durchgeführte Niederschlagsauswertungen
Im Rahmen der Bearbeitung wurden zunächst umfangreiche
Datenprüfungen und Niederschlagsauswertungen durchgeführt, um Fehler in den Messdaten zu erkennen und zu bereinigen (z. B. Jahres-, Monats-, Tageswerte, Niederschlagshöhenstatistiken, Starkregenauswertung, siehe auch [4]). Vor
dem Hintergrund zu erwartender Klimaänderungen konnten
2 • Beschreibung des Projektgebietes und der Daten
Die Stadt Mainz hat eine Stadtfläche von knapp 100 km² und ca. anhand der Messdaten keine signifikanten Zusammenhänge
200.000 Einwohnern. Das gesamte Kanalnetz umfasst etwa oder Trends erkannt werden. Es wurde auch untersucht, ob
19.000 Haltungen bei einer Kanallänge von 690 km. Da im Stadt- sich anhand von Nachbarstationen datumsgerechte Niedergebiet nur der Rhein als Gewässer für Einleitungen nutzbar ist, schlagsdaten synthetisch generieren lassen. Hier waren aber
muss der gesamte Niederschlagsabfluss aus einem sehr gro- keine zufrieden stellenden Ergebnisse zu erzielen.
ßen Bereich durch die Innenstadt zum Rheinufer transportiert
werden. In mehreren umfangreichen Niederschlag-AbflussMessprogrammen wurde der Datensatz aufwändig kalibriert 1 Wasseraustritt, der einen Schaden verursacht
[1]. Dieser Schritt ist insbesondere bei größeren Berechungs- 2 Wasser auf Gelände
3 In einer Niederschlagshöhenstatistik werden langjährig gemessene Niedergebieten unbedingt erforderlich, da sonst die Realität nur unschlagsmessungen ausgewertet. Ergebnis ist die Auftretenswahrscheinlichkeit
zureichend wiedergegeben werden kann.
von Niederschlagshöhen und -intensitäten in Abhängigkeit von der Regendauer.
11
QUERSCHNITT 24
MZ 1
Rhein
MZ 9
Mainz Innenstadt
MZ 6
MZ 8
MZ 10
~13 km
MZ 3
MZ 2
MZ 7
~10 km
MZ 5
MZ 4
Abbildung 3 • Lage der Regenschreiber [1]
12
22.07.1995 / MZ 2
4,6
5
2,7
3,6
4
3
2
0,3
0,5
10,9 mm
0,5
1
0
13:50
13:55
14:00
14:05
14:10
14:15
Uhrzeit
22.07.1995 / MZ 1
22.07.1995 / MZ 1+2 gemittelt
5
4
4
3
3
2
2
13:55
1,4
0,5
0,8
0,5
14:05
0,5
14:00
5,6 mm
1
0,2
0,0
13:50
0,1
0,0
0
0,1
0,2 mm
1
1,9
2,3
5
0
14:10
14:15
Uhrzeit
13:50
13:55
14:00
14:05
14:10
14:15
Uhrzeit
Abbildung 4 • Vorgehensweise zur Erstellung der Gebietsniederschläge
4 • Statistik der Gebietsniederschlagshöhen
Um die ungleichmäßige Überregnung auch statistisch beschreiben zu können, wurden die Niederschlagsdaten der
einzelnen Messstationen zu Gebietsniederschlagsreihen zusammengesetzt. In Abbildung 4 ist die Vorgehensweise beispielhaft dargestellt. Die linke Abbildung zeigt ein Ereignis
am Schreiber MZ 2, welches im Jahr 1995 die größte Niederschlagshöhe für eine Dauer von 15 Minuten aufwies. Zeitgleich
fiel am Schreiber MZ 1 fast kein Niederschlag (rechts). Mit
einem Wichtungsfaktor von jeweils 0,5 folgt ein Gebietsniederschlag, der hinsichtlich des 15-minütigen Niederschlags
keinen jährlichen Maximalwert mehr liefert (unten). Bei der
zusammengesetzten Niederschlagsreihe trat das für die Statistik verwendete 15-Minuten-Maximum des Jahres 1995 zu
einem völlig anderen Zeitpunkt auf.
Es wurden mehrere Kombinationen von Niederschlagsstationen untersucht. Dazu wurden die Niederschlagswerte der
verwendeten Regenschreiber arithmetisch gemittelt. Für die
so erhaltenen „neuen“ Regenreihen wurden dann Niederschlagshöhenstatistiken erstellt. Nachfolgend sind beispielhaft einige Ergebnisse dargestellt:
Schreiber MZ 1 alleine
Schreiber MZ 1 + 2
Schreiber MZ 1 + 2 + 3
Schreiber MZ 1 + 2 + 3 + 4
Schreiber MZ 1 + 2 + 3 + 4 + 5
(Referenz)
(Wichtungsfaktor 0,5)
Abbildung 5 bestätigt die auch bei Verworn und Schmidtke [11]
festgestellte Unabhängigkeit der Abminderungsfaktoren von
der Häufigkeit.
In Abbildung 6 sind Abminderungsfaktoren für verschiedene
Dauerstufen dargestellt. Erwartungsgemäß treten bei kurzen
Dauerstufen mit zunehmender Anzahl von zusammengefassten Stationen (entspricht einem größeren Einzugsgebiet) wesentlich stärkere Abminderungen auf. Bei der Mittelung aller 5
Regenschreiber wird eine Abminderung auf 90 % (Dauerstufe
12 h) bzw. auf 50 % (Dauerstufe 5 min) des Referenzwertes der
Reihe 1 berechnet.
Bei einer gesamten Einzugsgebietsfläche von ca. 100 km2 und
5 Niederschlagsschreibern beträgt die Fläche pro Schreiber
vereinfacht 20 km2. Damit kann anstelle der zuvor verwendeten Beschriftung der Abszisse auch eine Flächenangabe
verwendet werden und ein gute Übereinstimmung mit den
Ergebnissen von Verworn/Schmidtke [11] gezeigt werden (Abbildung 7).
5 • Auswirkungen auf die Kanalnetzberechnung
Neben der reinen Niederschlagsauswertung sollten im Rahmen dieser Untersuchung insbesondere die Auswirkungen
unterschiedlicher Niederschlagsbelastungen auf die Ergebnisse der Kanalnetzberechnung untersucht werden.
5.1 Kanalnetzprogramm
Zur Verwendung kam ein Kanalnetzprogramm auf der Grundlage der vollständigen Differentialgleichungen von Saint13
QUERSCHNITT 24
Abminderung Punktniederschlag [D = 15 min]
Abminderung [%]
Abminderung Punktniederschlag (alle Tn gemittelt)
Abminderung [%]
120
120
100
100
80
80
60
60
40
40
20
20
0
0
1
1+2
1+2+3
1+2+3+4
1+2+3+4+5
Statistik für Regenschreiber
Abbildung 5 • Abminderung für die Dauerstufe 15 min und für verschiedene
Häufigkeiten .n = 1, .n = 0,5, .n = 0,2, .n = 0,01
1
1+2
1+2+3
1+2+3+4
1+2+3+4+5
Statistik für Regenschreiber
Abbildung 6 • Abminderung für verschiedene Dauerstufen
.D = 5 min, .D = 15 min, .D = 60 min, .D = 12 h
weiteren Kreuze jeweils für ein Wertepaar an einem überlasteten Kanalschacht. Die durchgezogene Linie stellt die lineare Regressionsgerade (y = 1,17 x) und die strichlierte Linie die
Geradengleichung durch den Ursprung mit der Steigung 1 dar.
Falls die Niederschlagsbelastungen 1 und 2 gleiche Ergebnisse liefern, müssten alle Kreuze auf der strichlierten Linie liegen und die Regressionsgerade ebenfalls eine Steigung von 1
haben.
Als Vergleichswerte können die innerhalb des Simulationszeitraums aufgetretenen Maximalwerte des Überstauvolumens herangezogen werden. Diese haben eine Auftretenshäufigkeit von einmal oder seltener innerhalb des Messzeitraums.
Hinsichtlich der im DWA-Arbeitsblatt 118 [3] geforderten
Überstausicherheiten sind diese Häufigkeiten zu klein. Daher
werden hier nur die bemessungstechnisch relevanten Ergebnisse mit einer Häufigkeit von einmal in 3 Jahren (n = 1/3 = 0,33)
5.2 Berechnungsergebnisse
Für die Bewertung der Ergebnisse von Kanalnetzberechnun- dargestellt. Bei einem hydraulisch ausreichend sanierten Netz
gen ist die Häufigkeit von Überstauereignissen und das dabei dürften bei dieser Häufigkeit keine Überlastungen auftreten.
an einem Schacht austretende Wasservolumen eine aussagekräftige Größe. In den nachfolgenden Grafiken wird das an 5.2.1 Vergleich Langzeitkontinuumssimulation mit Langzeitüberlasteten Schächten rechnerisch ermittelte Überstauvo- seriensimulation
lumen für jeweils zwei unterschiedliche Niederschlagsbe- Bei der Langzeitseriensimulation werden aus einer langjählastungen gegenübergestellt. Für alle überlasteten Schächte rigen Regenreihe über eine Ereignisdefinition stärkere Niesind die jeweils berechneten Überstauvolumina als Kreuze derschlagsereignisse abgegrenzt und diese dann als einzelne
Belastung gerechnet. Bei der Langzeitkontinuumssimulation
dargestellt.
So wurde in Abbildung 8 z. B. an dem Schacht „2787“ für die werden die Regenreihen einschließlich aller TrockenwetterBelastung 1 ein Überstauvolumen von 417 m3 und für Belas- perioden zusammenhängend berechnet. Mit einer Vergleichstung 2 ein Volumen von 490 m3 berechnet. Analog stehen alle berechnung wurde untersucht, ob die aus Rechenzeitgründen
Venant. Das Programm ermöglicht die hydraulisch korrekte
Erfassung von Netzverzweigungen sowie von besonderen
Fließzuständen wie Rückstau, Fließumkehr, schießender Abfluss und von Sonderbauwerken (Regenüberläufe, Rückhaltebecken, usw.). Neben der Berechnung von Einzelregen und
der Langzeitseriensimulation kann auch eine echte Langzeitkontinuumssimulation unter Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung durchgeführt werden. Damit sind Häufigkeitsaussagen über bestimmte Netzzustände (Überstau,
Beckeneinstau, Entlastungsvolumina) möglich. Die Rechenzeit für eine Kontinuumssimulation des Mainzer Netzes für
Niederschlagsreihen mit 32 Jahren Aufzeichnungsdauer betrug mit einem der im Jahr 2008 leistungsfähigsten PCs etwa
50 Stunden.
14
Vergleich der Abminderung mit Verworn /Schmidtke
Abminderung [%]
120
100
80
60
40
20
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
Gebietsgröße [km2]
Abbildung 7 • Vergleich der Abminderung mit Verworn / Schmidtke [11]
.D = 12 h, Verworn, .D = 12 h, Mainz, .D = 90 min, Verworn,
.D = 90 min, Mainz, .D = 15 min, Verworn, .D = 15 min, Mainz
gewünschte Vereinfachung der Langzeitseriensimulation gegenüber der Kontinuumssimulation zulässig ist (Abbildung 9).
Die Ergebnisse der Langzeitkontinuumssimulation stimmen
gut mit denen der Langzeitseriensimulation überein. Bei einer
an die Netzeigenschaften angepassten Ereignisdefinition kann
somit auch die weniger aufwändige Langzeitseriensimulation
gute Ergebnisse liefern.
5.2.2 Vergleich Langzeitsimulation der einzelnen Regenreihen
Häufig ist die Datensituation nicht so gut wie in Mainz und es
steht nur eine Regenreihe zur Verfügung. Im Folgenden wird
daher der Einfluss einzelner Regenreihen auf die Zielgröße
Überstauvolumen untersucht. Dazu wurden mit den Regenreihen MZ 1, MZ 2 und MZ 3 jeweils Langzeitkontinuums-Berechnungen durchgeführt und gegeneinander verglichen.
Die mit den Regenschreiberdaten MZ 1 und MZ 2 erzielten Ergebnisse stimmen sehr gut überein (Abbildung 10).
Bei den Ergebnissen von MZ 1 und MZ 3 treten unakzeptabel
große Abweichungen (+ 44 %) auf (Abbildung 11). Die Wahl des
verwendeten Regenschreibers hat selbst bei relativ dicht beieinander liegenden Stationen einen erheblichen Einfluss auf
das Berechnungsergebnis.
5.2.3 Vergleich zwischen gleichmäßiger und ungleichmäßiger
Überregnung bei Langzeitsimulation
Zur Erfassung der ungleichmäßigen Überregnung konnten bei
den 32-jährigen Reihen aufgrund der Lage der Regenschreiber im Entwässerungsgebiet nur die drei Stationen MZ 1, MZ 2
und MZ 3 verwendet werden. Bei einer Verkürzung der Simulationsdauer auf 15 Jahre waren die Daten von acht Stationen
(MZ 1 bis MZ 3 und MZ 6 bis MZ 10) nutzbar.
Die Ergebnisse (Abbildung 12) entsprechen den Erwartungen.
Eine ungleichmäßige Überregnung führt zu einer geringeren
Belastung der Kanalisation und damit zu kleineren Überstauvolumina. Ein Vergleich der Überstauvolumina aus der Regenreihe MZ 1 (gleichmäßige Überregnung) mit denen der Reihen
MZ 1, 2 und 3 (ungleichmäßige Überregnung) zeigt eine durchschnittliche Abweichung von minus 30 %.
Bei den zusätzlich mit einem Kreissymbol hervorgehobenen
Schächten innerhalb des zentralen, nicht entlasteten Netzteils
mit sehr langen Fließzeiten sind die Abweichungen noch größer. Allerdings kommt es infolge des räumlich verteilt berücksichtigten Niederschlags und damit einer lokal zum Teil ungünstigeren Regenverteilung an einigen Schächten außerhalb
dieses Bereiches sogar zu einem größeren Überstauvolumen.
Ungeachtet der Empfehlung, dass die kürzeren Zeitreihen mit
15 Jahren keine adäquate Auswertung ermöglichen, wurde
dennoch mit der Langzeitsimulation ein Vergleich der 15-jährigen Regenreihe MZ 1 (gleichmäßig überregnet) mit den acht
ebenfalls 15-jährigen Regenreihen MZ 1 – 3 und MZ 6 – 10 (ungleichmäßig überregnet) durchgeführt. Dadurch kann der Effekt der ungleichmäßigen Überregnung infolge der erhöhten
Anzahl von Regenreihen besser aufgezeigt werden.
Die Ergebnisse in Abbildung 13 zeigen zumindest qualitativ,
dass die Abminderung der Überstauvolumina infolge der ungleichmäßigen Überregnung noch wesentlich stärker sein
15
QUERSCHNITT 24
LZKS MZ 1 gegen LZSS MZ1 für n = 0,33
Überstauvol. Langzeitserie MZ 1 [m³]
Niederschlagsbelastung 1 gegen 2
Überstauvol. Belastung 2 [m³]
500
500
400
400
y = 1,17x
y = 1,10x
300
300
200
200
z. B. Ergebnis für Schacht 2787
Überst.vol. 1: V1 = 417 m 3
Überst.vol. 2: V2 = 490 m3
100
0
100
0
0
100
200
300
400
0
500
Abbildung 8 • Beispiel für die grafische Ergebnisdarstellung
100
200
300
400
500
Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1 [m³]
Überstauvol. Belastung 1 [m³]
Abbildung 9 • Vergleich von Langzeitkontinuumssimulation (LZKS) mit
Langzeitseriensimulation (LZSS)
LZKS MZ 1 gegen LZSS MZ2 für n = 0,33
LZKS MZ 1 gegen LZKS MZ3 für n = 0,33
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400
500
Abbildung 10 • Vergleich der Ergebnisse von MZ 1 mit MZ 2
Abbildung 11 • Vergleich der Ergebnisse von MZ 1 mit MZ 3
wird. Die durchschnittlichen Abweichungen liegen bei mehr
als minus 50 %. Auch hier sind die durch das zusätzliche Kreissymbol hervorgehobenen Schächte des zentralen nicht entlasteten Innenstadtbereichs in besonderem Maße an diesem
Ergebnis beteiligt.
Vorstehende Ergebnisse zeigen die Bedeutung der ungleichmäßigen Überregnung und damit die Notwendigkeit eines
dichten Regenschreibermessnetzes zur Erzielung realitätsnaher Berechnungsergebnisse sehr deutlich.
5.2.4 Vergleich zwischen Modellregen und ungleichmäßiger
Überregnung
Da die erforderliche Dichte und die zeitliche Ausdehnung von
Niederschlagsmessdaten nur selten gegeben ist, muss in
vielen Projektgebieten aus der Not heraus mit vereinfachten
Niederschlagsbelastungen gearbeitet werden. Es war deshalb
zu untersuchen, ob sich auch mit Modellregen, die problemlos
aus bundesweit verfügbaren Niederschlagshöhenstatistiken
abgeleitet werden können, akzeptable Ergebnisse produzieren lassen.
Setzt man den in der Kanalnetzberechnung üblichen Modellregen als flächendeckend einheitliche Belastung an, ergeben
16
LZKS MZ 1 gegen LZKS MZ1–10 für n = 0,33
Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1–10 [m³]
LZKS MZ 1 gegen LZKS MZ1–3 für n = 0,33
Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1– 3 [m3]
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Abbildung 12 • Vergleich der Ergebnisse für die Langzeitsimulation über 32 a von
MZ 1 mit den Reihen MZ 1 – MZ 3
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Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1 [m3]
Abbildung 13 • Vergleich der Ergebnisse für die Langzeitsimulation über
15 a von MZ 1 (gleichmäßige Überregnung) mit den Reihen MZ 1 – 3 und 6 – 10
(ungleichmäßige Überregnung)
MR MZ 1 (85%) gegen LZKS MZ1–3 für n = 0,33
Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1–3 [m³]
MR MZ 1 gegen LZKS MZ1 – 3 für n = 0,33
Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1– 3 [m³]
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Überstauvol. Modellregen MZ 1 (85 % abgemind.) [m³]
Abbildung 14 • Vergleich der Ergebnisse für den Modellregen für MZ 1 (gleichmäßige Überregnung) mit den Reihen MZ 1 – 3 (ungleichmäßige Überregnung)
Abbildung 15 • Vergleich der Ergebnisse für den abgeminderten Modellregen
MZ 1 (85 %, gleichmäßige Überregnung) mit den Reihen MZ 1 – 3 (ungleichmäßige
Überregnung)
sich neben der erwarteten Abweichung von durchschnittlich
minus 30 % auch Streuungen an einzelnen Schächten, die als
nicht zufrieden stellend zu bezeichnen sind. Der Modellregen
liefert Ergebnisse, die im Schnitt deutlich über den Ergebnissen der Langzeitsimulation mit ungleichmäßiger Überregnung
liegen. Basierend auf hier nicht weiter ausgeführten Vorüberlegungen wurden verschiedene Abminderungen des Modellregens untersucht. Mit einer der untersuchten Varianten erhält man Ergebnisse, die eine akzeptable mittlere Abweichung
gegenüber der Langzeitsimulation mit ungleichmäßiger Überregnung aufweisen. Die Streuung um die Regressionsgerade
ist aber nicht zu unterdrücken.
6 • Beurteilung und Empfehlung
Die vorgenannten Untersuchungen und die erzielten Ergebnisse lassen folgende Aussagen und Empfehlungen als gerechtfertigt erscheinen:
Eine Modellkalibrierung mit entsprechenden Messdaten des
Niederschlags und des Abflusses sowie die Verwendung eines
geeigneten stabilen Kanalnetzberechnungsmodells sind unabhängig von der zu verwendenden Niederschlagsbelastung
zwingend notwendig. Eine Langzeit-Seriensimulation liefert
bei einer auf die Eigenschaften des Kanalnetzes abgestimmten Ereignisdefinition gegenüber einer Langzeit-Kontinuumssimulation vergleichbare Ergebnisse.
17
QUERSCHNITT 24
Mit den abgeminderten Modellregen konnte zwar eine bessere, aber noch keine zufrieden stellende Übereinstimmung mit
den Ergebnissen der ungleichmäßigen Langzeitsimulation erzielt werden. Falls jedoch im Projektgebiet gar keine Niederschlagsdaten vorliegen, stellen diese Modellregen gegenüber
der bisherigen Praxis eine wesentliche Verbesserung dar.
Mit nur drei langjährigen Niederschlagsmessstationen im Einzugsgebiet der Stadt Mainz konnten die Auswirkungen der ungleichmäßigen Überregnung zwar deutlich erkannt, aber noch
nicht zufrieden stellend beschrieben werden.
Für große Netze liefert derzeit nur eine hydrodynamische
Langzeitsimulation mit ungleichmäßiger Überregnung auf der
Basis örtlich gemessener langjähriger Niederschlagsdaten
hoher Auflösung wirklichkeitsnahe Berechnungsergebnisse.
Falls die Datensituation Berechnungen mit Langzeitsimulation
und mehreren Niederschlagsreihen zulässt, sollte davon unbedingt Gebrauch gemacht werden. Die Planungsleistungen
sind wesentlich aufwändiger und müssen deshalb auch zu höheren Ingenieurhonoraren führen. Bei dem hier untersuchten
Projekt kann der Mehraufwand beim Ingenieurhonorar gegenüber einer konventionellen Planung mit sicherlich 50.000 €
beziffert werden. Der Nutzen der realitätsnäheren Berechnungsergebnisse und die damit unter Umständen verbundenen Einsparungen bei der Sanierung machen diesen Mehraufwand aber selbst rein monetär betrachtet schnell wieder wett.
Die Baukosten liegen je nach Kanaldurchmesser und Einbauort zwischen 500 und 1.500 € für einen Meter Kanal. In städtischen Einzugsgebieten entstehen oft auch deutlich höhere
18
Kosten. Wenn demnach durch die aufwändigere Planung nur
ein einziger Kanalabschnitt mit etwa 50 m Länge nicht ausgewechselt werden muss, dann hat sich das höhere Honorar bereits rentiert. Im vorliegenden Projektgebiet ist ein erheblich
größeres Einsparpotential festgestellt worden.
Einschränkend ist aber leider zu sagen, dass die Datensituation in vielen Städten bei weitem nicht so gut ist wie in Mainz
und aufgrund der hohen Anforderungen an den planenden Ingenieur und das verwendete Modell die Realität noch anders
aussieht. Hier könnten aber zumindest Vergleichsberechnungen mit dem wie aufgezeigt abgeminderten Modellregen einen
Anhalt liefern, ob die Gefahr einer Überbemessung besteht.
Danksagung •
Dem Wirtschaftsbetrieb der Stadt Mainz – AdöR sei an dieser
Stelle für die Unterstützung vorstehender Untersuchung und
die Bereitstellung der Daten herzlich gedankt.
Literatur •
1 Brandt-Gerdes-Sitzmann Wasserwirtschaft GmbH,
Hydraulische Überrechnung des Kanalnetzes von Mainz,
Darmstadt, 2008
2 Drechsel, U., Sachgerechte Berücksichtigung der
ungleichmäßigen Überregnung zur Durchführung von
Simulationsberechnungen im Bereich der Stadtentwässerung, Forschungsbericht, Darmstadt, 2008
3 DWA A 118, Hydraulische Bemessung und Nachweis von
Entwässerungssystemen, Deutsche Vereinigung für
Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall e.V., Hennef 2006
4 Fischer, C., Statistische Auswertung des Niederschlages unter Berücksichtigung der ungleichmäßigen
Überregnung am Beispiel der Stadt Mainz, Diplomarbeit,
Hochschule Darmstadt, 2006
5 Fuchs, L.; Flender, W., Beziehungen zwischen Punktund Gebietsniederschlag, Korrespondenz Abwasser,
Heft 4, 1986
6 Grobe, B., Die statistische Ermittlung von extremen
Punktniederschlägen und deren Abminderung in
Abhängigkeit von der Einzugsgebietsgröße, Wasser und
Boden, Heft 9, 1977
7 Huff, F.A., Time Distribution of Rainfall in Heavy StormsWater Resources Research, Vol. 3, No. 4, Fourth Quarter
1967
8 Malitz, G., KOSTRA-DWD-2000, Starkniederschlagshöhen
für Deutschland, Grundlagen- und Fortschreibungsbericht,
Deutscher Wetterdienst, Offenbach, 2005
9 Schmitt, Th., Berücksichtigung der ungleichen Überregnung im Überstaunachweis nach ATV-A 118 am
Beispiel der Stadt Karlsruhe, KA – Abwasser, Abfall,
Heft 9, 2006
10 Thomas, M.; Schmitt Th.; Gysi, H., Die Verwendung
von radargemessenen Niederschlagsverteilungen in der
Kanalnetzberechnung, GWF Wasser und Abwasser,
Heft 4, 2003
11 Verworn, H.R.; Schmidtke S., FLAMINKO, Flächenabhängige Abminderung der statistischen Regenwerte in KOSTRA, Abschlußbericht, Leibniz Universität
Hannover, Inst. für Wasserwirtschaft, Hydrologie und
landwirtschaftlichen Wasserbau, Hannover, 2006
Kurzbiografie •
Prof. Dr.-Ing. Ulrich Drechsel vertritt seit dem Sommersemester 2003 das Fachgebiet Siedlungswasserwesen im
Fachbereich Bauingenieurwesen an der Hochschule Darmstadt und ist derzeit auch Prodekan in Fachbereich. Er hat an
der TU Darmstadt studiert und promoviert und war anschließend als Projektingenieur, Projektleiter, Geschäftsführer und
Gesellschafter bei der Brandt-Gerdes-Sitzmann Wasserwirtschaft GmbH in Darmstadt tätig.
Seine Hauptforschungsgebiete sind die Schmutzfracht- und
Kanalnetzberechnung und hier insbesondere der Bereich
Niederschlagsbelastung. Neben der Lehrtätigkeit an der
Hochschule Darmstadt und Vertiefungsveranstaltungen zum
Beispiel an den Universitäten Stuttgart und Weimar ist er
auch engagiert in der Postgraduiertenausbildung und führt
regelmäßig Fortbildungsveranstaltungen für Ingenieure in
den Themenbereichen Schmutzfrachtberechnung und Hydraulik durch.
19
QUERSCHNITT 24
KONZEPT FÜR EINEN
ZUKUNFTSFÄHIGEN
ÖPNV BEI DER
SCHÜLERBEFÖRDERUNG
IM KREIS OFFENBACH
Autoren •
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Follmann
Marcell Biederbick
Das Fahrgastaufkommen im Schülerverkehr ist erheblich höher als bei vielen
anderen Verkehrsaufgaben des ÖPNV. Oftmals ergeben sich erhebliche
Kapazitätsprobleme, die hohe Anforderungen an die Planung und vor allem
an die fortwährende Anpassung des Transportangebotes und der Kapazität
bedeuten. Eine Veränderung der Schulstruktur aufgrund der demografischen
Entwicklungen oder verstärkten Nachmittagsangeboten trifft auch den
ÖPNV. Für ein Teilgebiet des Kreises Offenbach mit 14 Schulstandorten
wurde im Auftrag der Kreis-Verkehrs-Gesellschaft (KVG) Offenbach und
der Integrierten Verkehrs- und Mobilitätsmanagement Region Frankfurt
RheinMain (ivm) ein Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der
Schülerbeförderung entwickelt. In diesem Teilgebiet sind alle Schulformen
vorhanden und zwischen den Gebietskörperschaften bestehen übergreifende
Schülerverkehre. Das Konzept ist in seinen grundsätzlichen Strukturen
auch auf die weiteren Kommunen im Kreis Offenbach sowie auf andere Kreise
im Rhein-Main-Verkehrsverbund übertragbar.
20
Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der Schülerbeförderung im Kreis Offenbach
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QUERSCHNITT 24
Abbildung 1 • ÖPNV-Linien im Untersuchungsgebiet (rot umrandet) (Quelle: Liniennetzplan des RMV, [3))
1 • Ausgangssituation
Die Vorgaben des Hessischen Schulgesetzes zur Schülerbeförderung werden von der Kreis-Verkehrs-Gesellschaft (KVG)
Offenbach für den Kreis Offenbach (337.000 Einwohner zum
31.12.2008, [1]) abgewickelt. Die Schülerinnen und Schüler des
Kreises Offenbach werden im freigestellten Schülerverkehr
sowie im regulären Linienverkehr zu ihren Schulen, zu Unterrichtsveranstaltungen und zurück transportiert. Abzurechnen
sind auch die Fahrtkosten für die Schülerbeförderung.
Das Fahrgastaufkommen im Schülerverkehr ist erheblich höher als bei vielen anderen Verkehrsaufgaben des ÖPNV. Es
ergeben sich oft Kapazitätsprobleme: große Fahrzeuge wie
Gelenkbusse sind für den Normalbetrieb nicht sinnvoll, müssen aber für den Schülerverkehr angeschafft werden. Hieraus
resultieren erhebliche Anforderungen an die Planung und vor
allem an die fortwährend erforderliche Anpassung des Transportangebotes und der Kapazität. Dabei sind die Bestimmungen des Personenbeförderungsgesetzes im Öffentlichen Personennahverkehr (ÖPNV) einzuhalten.
Eine Veränderung der Schulstruktur trifft auch den ÖPNV
häufig in erheblichem Ausmaß. Zurzeit resultieren einschneidende Veränderungen aus der demografischen Entwicklung in
Deutschland. Zwar wird der deutschlandweit geltende Wandel
in der Bevölkerungsentwicklung den Kreis Offenbach nicht in
gleichem Maße treffen wie andere Regionen, dennoch wird
auch hier die Anzahl der Schüler und Schülerinnen in den
nächsten Jahren teilweise spürbar sinken. Hinzu kommen bedeutende Veränderungen wie die verkürzte Schulzeit („G8“)
oder Schulformen mit Nachmittagsangeboten bis hin zur
Ganztagsschule.
In der Konsequenz nimmt die ÖPNV-Nachfrage bei einer Gesamtbetrachtung ab. Gleichzeitig verstärkt sich diese aber
auf den Linien zu den zentralen Standorten. Dabei wird auch
22
künftig der Unterrichtsbeginn morgens die Kapazitäten im
ÖPNV entscheidend bestimmen. Zum Unterrichtsende wird
sich die ÖPNV-Nachfrage über einen größeren Zeitraum verteilen. Denkbar ist auch der Wunsch nach häufigeren Fahrten
bedingt durch die freie Schulwahl, Ganztagsbetreuung bzw.
Förder- und Kursunterricht. Hierdurch verschlechtern sich
möglicher weise aber wieder die Auslastung und die Wirtschaftlichkeit der Verkehre.
Zusätzlich stellt auch die Verringerung öffentlicher Mittelzuweisungen an den ÖPNV die Verantwortlichen vor neue Herausforderungen.
Im Auftrag der KVG und der Integrierten Verkehrs- und Mobilitätsmanagement Region Frankfurt RheinMain (ivm GmbH)
wurde für ein Teilgebiet des Kreises Offenbach mit 14 Schulstandorten ein gleichermaßen attraktives und finanziell verkraftbares Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der
Schülerbeförderung entwickelt. In diesem Teilgebiet sind alle
Schulformen vorhanden und zwischen den Gebietskörperschaften bestehen übergreifende Schülerverkehre. Das Konzept ist in seinen grundsätzlichen Strukturen auch auf die weiteren Kommunen im Kreis Offenbach sowie auf andere Kreise
im Rhein-Main-Verkehrsverbund (RMV) übertragbar.
2 • Randbedingungen im Untersuchungsgebiet
2.1 Einwohnerstruktur
Die zurzeit knapp 190.000 Einwohner im Untersuchungsgebiet
verteilen sich entsprechend Tabelle 1 auf die Kommunen. Aus
den Anteilen der Bevölkerung unter 15 Jahren wird in allen Gemeinden die weitere Verringerung der Schülerzahlen deutlich,
sollte sich keine höhere Geburtenquote einstellen.
Diese Entwicklung bestätigt auch der Schulentwicklungsplan
des Kreises Offenbach aus dem Jahr 2006 [2]. Bereits bis zum
Schuljahr 2013/2014 wird für das Untersuchungsgebiet ein
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Abbildung 2 • Verknüpfung von S-Bahn und Busverkehr an der S-Bahn-Station Obertshausen [Quelle: KVG, 2008)
Rückgang der Schülerzahlen in Grundschulen und der Sekundarstufe I (Klassen 5 bis 10) prognostiziert.
Bis zum Jahr 2025 geht die Bevölkerungsprognose für das
Land Hessen im Untersuchungsgebiet von einer leicht fallenden Bevölkerungsanzahl und einer sich weiter verändernden
Altersstruktur aus [1]. Deutlich wird in allen Kommunen ein
weiterer Rückgang der unter 15-Jährigen bis zum Jahr 2025.
Hieraus sind weitere Veränderungen in der Schulstruktur und
in der Folge auch für den ÖPNV zu erwarten.
Kommune
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(31.12.2008)
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15 Jahren
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Obertshausen
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14,3 %
18,5 %
Seligenstadt
20.221
14,7 %
19,6 %
Mainhausen
Tabelle 1 • Einwohnerverteilung im Untersuchungsgebiet
(Quelle: www.statistik-hessen.de, [1])
2.2 Verkehr
Der ÖPNV im Untersuchungsgebiet ist durch ein dichtes Liniennetz mit hoher Taktfrequenz gekennzeichnet. Rückgrat
sind die S-Bahn-Linien S 1 (Wiesbaden – Rödermark), S 2 (Niedernhausen – Dietzenbach) sowie die Dreieichbahn (RB 61,
Dreieich-Buchschlag – Dieburg) und Odenwaldbahn (RB 64,
Hanau – Erbach). Die S-Bahnen verkehren in den Hauptver-
kehrszeiten im 15-Minuten-Takt und ansonsten mindestens
jede halbe Stunde. Die Dreieichbahn und Odenwaldbahn fahren in den Hauptverkehrszeiten im 30-Minuten-Takt. Eine Verschiebung von Fahrplanzeiten im Schienenverkehr ist nahezu
unmöglich, da diese in der gesamten Region des RMV verknüpft sind.
Die Fläche wird weiter erschlossen von Regionalbuslinien und
Stadtbuslinien, die auf die Ankunfts- und Abfahrtszeiten der
S-Bahn und Regionalbahn abgestimmt sind. Eine Übersicht
der Linien im ÖPNV gibt Abbildung 1.
Diese Linien bedienen ein dichtes Netz von Haltestellen und
werden an zentralen Punkten verknüpft, wie Abbildung 2 beispielhaft für die S-Bahn-Station Obertshausen zeigt. Die Buslinien treffen unmittelbar (6 Minuten) vor dem Ankommen der
S-Bahn ein und fahren ebenso direkt danach wieder weiter.
Deutlich wird hieraus, dass auch die Regionalbuslinien nahezu keine Spielräume in der Verschiebung ihrer Fahrplanzeiten
besitzen.
Die Buslinien werden in der Regel von Standardlinienbussen (30 Sitzplätze und 70 Stehplätze) bedient. Zum Schulbeginn und Schulende werden teilweise Verstärkerbusse oder
Gelenkbusse (40 Sitzplätze und 100 Stehplätze) eingesetzt.
Schulbusse außerhalb des normalen Linienverkehrs fahren
nur noch in Rödermark.
Für Kfz, Radfahrer und Fußgänger sind alle Schulstandorte
über ein dichtes Straßen- und Wegenetz ausgezeichnet zu erreichen. Für den Radverkehr fehlen jedoch vielerorts ausgewiesene Radverkehrsanlagen.
2.3 Tarifangebote im ÖPNV für Schülerinnen und Schüler
Das Hessische Schulgesetz regelt für Schüler und Schülerinnen die Voraussetzungen der Fahrtkostenerstattung im ÖPNV
für den Besuch der zuständigen Schule (bzw. der nächstgele23
QUERSCHNITT 24
Fachbeirat
31.10.2008
15.08.2008
Runder Tisch
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Dez
15.05.2009
06.02.2009
21.11.2008
27.03.2009
Jan
Feb
Mär
Apr
11.2009
10.07.2009
19.06.2009
Mai
Jun
Jul
Aug
Sep
Okt
Nov
Zusammenstellen der Basisdaten
Entwickeln von Lösungsansätzen
Befragung mit Auswertung
Rücksprache Schulen
Information und Beteiligung
Abstimmung der Lösungsansätze
Berichte
jeweils freitags, 14:00 bis 16:00 Uhr, Kreishaus
Abbildung 3 • Termine und Fachbeiträge im Beteiligungsprozess
genen, aufnahmefähigen Schule), deren Unterrichtsangebot
den gewünschten Abschluss am Ende der Mittelstufe (Sekundarstufe I) ohne Schulwechsel ermöglicht. Eine Beförderung
ist notwendig, wenn die kürzeste Wegstrecke zwischen Wohnung und Schule bei Grundschulen mehr als zwei Kilometer
und ab der fünften Jahrgangsstufe mehr als drei Kilometer
beträgt.
Die Erstattung der Fahrtkosten entsprechend dem Hessischen
Schulgesetz wird im Kreis Offenbach über die im RMV angebotene CleverCard geregelt. Die CleverCard bietet Schülerinnen
und Schülern sowie Auszubildenden ein kostengünstiges Angebot für zwölf Monate in den Tarifgebieten zwischen Wohnort
und Ausbildungs- bzw. Schulort. Für Fahrten außerhalb des
Tarifgebietes können CleverCard-Inhaber Anschlussfahrkarten nutzen. Zusätzlich erlaubt die CleverCard in allen hessischen Ferien, den ÖPNV im gesamten RMV-Tarifgebiet ohne
Zusatzkosten zu nutzen.
Auch Schüler und Schülerinnen sowie Auszubildende, die keine Fahrtkostenerstattung erhalten, können die CleverCard
erwerben. Dies gilt auch für Schülerinnen und Schüler der
Oberstufe. Es gelten in diesem Fall die gleichen Nutzungsbedingungen wie für die CleverCard-Inhaber mit Kostenübernahme.
In der Regel werden die Preisstufen 1 und 2 im Schülerverkehr (232,80 € bzw. 369,30 €/Jahr, Quelle: RMV, Preisstand
14.12.2008, [3]) maßgebend. Im Vergleich zum Ticket für die
Studierenden an den Hessischen Hochschulen, die ihr Ticket
RMV-weit nutzen können, werden Preisnachteile erkennbar. Die Ursache liegt darin, dass das Studierenden-Ticket
grundsätzlich von allen Studierenden mit der Einschreibung
erworben wird. Dies ist unabhängig davon, in welcher Entfernung von der Hochschule Studierende wohnen und welche
Verkehrsmittel genutzt werden. Im Gegensatz hierzu bezah24
len nur die Schüler und Schülerinnen, die den ÖPNV nutzen,
dieses Ticket. Es ist zudem nicht verpflichtend, ein Ticket zu
erwerben.
3 • Beteiligungsprozess
Erfahrungsgemäß kann Konsens über notwendige Veränderungen der Verkehrsinfrastruktur und im Verkehrsverhalten
nicht von Anfang an bei allen Beteiligten vorausgesetzt werden. Dieser Konsens ist daher herzustellen bzw. zu verstärken. Dazu ist es notwendig, die fachliche Bearbeitung in jedem
Schritt in die politische und öffentliche Diskussion und Meinungsbildung einzuspeisen. Hieraus ergeben sich Hinweise, in
welchen Punkten noch Verständnis fehlt und in welchen Punkten unterschiedliche Wertvorstellungen vorliegen. Mit einem
Fachbeirat und einem Runden Tisch wurden Gremien aufgebaut, die einen ernsthaften Austausch ermöglichten.
Der Fachbeirat war ein kleiner, intensiver Arbeitskreis mit
ausgewählten Beteiligten im Untersuchungsgebiet (Behörden,
Kommunen, ivm, KVG, Schulen, Eltern, Schüler und Schülerinnen, Verkehrsunternehmen). Er begleitete das Projekt,
um die inhaltliche Arbeit unterstützend zu strukturieren und
zu koordinieren. Im Fachbeirat wurden in regelmäßigen Abständen Zwischenergebnisse der Untersuchung erörtert und
anschließend über Ergebnisse, Probleme und mögliche Maßnahmen diskutiert. Hierdurch konnten viele unterschiedliche
Aspekte und Sichtweisen aufgenommen und in die weitere
Vorgehensweise eingebaut werden.
Zum Runden Tisch wurden alle Beteiligte im Untersuchungsgebiet und weitere Interessierte aus den nicht einbezogenen Kommunen des Kreises Offenbach eingeladen. Diesem
wesentlich größeren Gremium wurden in erster Linie die im
Fachbeirat abgestimmten Ergebnisse präsentiert und die Beteiligten wurden zu Statements aufgefordert. Der Runde Tisch
1395
Nennungen
1191
1400
992
1200
794
1000
381
38
0
64
105
164
194
80
372
304
415
146
114
97
75
436
630
545
355
286
231
54
200
90
400
293
600
460
550
800
0
5. Stunde
6. Stunde
7. Stunde
8. Stunde
9. Stunde
Geschwister-Scholl-Schule, Rodgau (566 Fragebögen)
Georg-Büchner-Schule, Rodgau (864 Fragebögen)
Heinrich-Böll-Schule, Rodgau (618 Fragebögen)
Claus-von-Stauffenberg-Schule, Rodgau (512 Fragebögen)
Hermann-Hesse-Schule, Obertshausen (639 Fragebögen)
Oswald-von-Nell-Breuning-Schule, Rödermark (1.479 Fragebögen)
Abbildung 4 • Unterrichtsende entlang der S1 (Mehrfachnennungen waren möglich)
hatte eher eine beratende Funktion, dessen Anregungen in die
Fortschreibung des Konzeptes einbezogen wurden. Insgesamt
konnten somit zahlreiche wesentliche Meinungsbildner und
Meinungsbildnerinnen aktiv in die Arbeit am Konzept für einen
zukunftsfähigen ÖPNV bei der Schülerbeförderung einbezogen werden.
Eine Übersicht der Termine sowie der fachlichen Beiträge im
Beteiligungsprozess gibt Abbildung 3. Die Teilnahme an den
Sitzungen war freiwillig, bei Zusage aber verbindlich für alle Beteiligten. Damit sollte einerseits eine reibungslose Zusammenarbeit ermöglicht und andererseits ein Signal für die
Ernsthaftigkeit der Zusammenarbeit gegeben werden.
Ob für die Schulen, die ÖPNV-Aufgabenträger, die Eltern sowie Schülerinnen und Schüler, die Politik, die Unternehmen,
die Verwaltung und auch die Auftragnehmer, der Aufbau des
Konzeptes stellte für alle Beteiligten einen Lernprozess dar.
Neue Informationen wurden eingebracht, Anschauungen über
Problemsituationen und die Dringlichkeit ihrer Lösung ausgetauscht und überprüft, Lösungsentwürfe entwickelt, diskutiert und teilweise wieder verworfen, bevor sinnvolle und
finanzierbare Konzepte letztlich verabschiedet, akzeptiert und
umgesetzt wurden.
Unterschätzt wurde allerdings der Zeitbedarf für diesen Abstimmungsprozess. Ursprünglich sollte die Untersuchung Ende September 2009 beendet sein. Insbesondere die teilweise
sensible Einbindung in das (schul-)politische Umfeld erforderte umfassende Abstimmungen im Vorfeld, um das Verständnis
für die Handlungsfelder zu erreichen.
4 • Befragung zum Mobilitätsverhalten
4.1 Vorgehensweise
Mobilitätsdaten sowie Verhaltensweisen der Schüler und
Schülerinnen in Bezug auf den ÖPNV an den Schulen im Unter-
suchungsgebiet wurden mit Hilfe einer Befragung ermittelt.
Über den im Vorfeld im Fachbeirat abgestimmten Fragebogen
konnten Angaben ausgewertet und verknüpft werden zu:
• Klassenstufe,
• Unterrichtsende,
• Herkunft,
• Verfügbarkeit von Verkehrsmitteln,
• Verkehrsmittelwahl (Modal Split),
• Gründe für die (Nicht-)Nutzung des ÖPNV,
• Bewertung öffentlicher Verkehr über Schulnoten 1 bis 6 sowie
• Besitz einer Zeitkarte.
Die Befragungstermine wurden so mit den Schulen abgestimmt, dass Teams von Studierenden nur einen Tag pro
Schule für die Klassen 5 bis 13 benötigten und fast alle Klassen anwesend waren. Ebenso war das Lehrpersonal über die
Befragung informiert, was die Unterbrechung des Unterrichts
erleichterte.
Die Studierenden stellten das Projekt in den Klassen vor. Meist
konnten die Schülerinnen und Schüler den Fragebogen nach
den einführenden Hinweisen selbstständig ausfüllen. Bei Unklarheiten halfen die Studierenden. Diese Betreuung hat sich
im Nachhinein sehr bewährt, viele fehlerhafte Angaben wurden vermieden. Pro Klasse wurden etwa 15 Minuten benötigt.
Nur in den fünften und sechsten Klassen war vereinzelt eine
intensivere Betreuung notwendig.
Durch diese enge Kooperation mit den Schulen konnte insgesamt ein Rücklaufwert von knapp 90% erzielt werden. Damit
liegt deutschlandweit eine der größten Datenbanken zum Mobilitätsverhalten von Schülern und Schülerinnen vor, aus der
sich umfangreiche und repräsentative Ergebnisse ableiten
lassen.
25
QUERSCHNITT 24
Jahrgangsstufe
5%
5%
13
25%
12
11
20%
10
9
8
7
6
12%
5
32%
1%
Verkehrsmittel (%)
zu Fuß
Fahrrad
Mofa/Motorrad
Auto
Bus
S-Bahn
S-Bahn/Bus
zu Fuß
Fahrrad
Mofa/Motorrad
Auto
Bus
S-Bahn
Abbildung 5 • Modal Split über alle Schulen (Basis: 10.657 Fragebögen)
Abbildung 6 • Hauptverkehrsmittel nach Jahrgangsstufen über alle Schulen
(Basis: 10.657 Fragebögen)
4.2 Ausgewählte Ergebnisse
An dieser Stelle können nur einige exemplarische Ergebnisse herausgestellt werden. Neben der Darstellung für das gesamte Untersuchungsgebiet lassen sich für jeden Standort die
Strukturen im Mobilitätsverhalten sowie die Verknüpfung zur
örtlichen Verkehrssituation ableiten.
Mit einer Ausnahme beginnen alle Schulen mit der ersten
Stunde gegen 7:45 Uhr und der überwiegende Anteil der Schülerinnen und Schüler startet zu diesem Zeitpunkt mit dem Unterricht. Hieraus resultieren hohe Kapazitätsanforderungen
an den ÖPNV, die über den restlichen Teil des Tages zumeist
nicht mehr benötigt werden. Zum Unterrichtsende verteilt sich
das Verkehrsaufkommen über einen größeren Zeitraum (Abbildung 4).
Deutlich wird zum Unterrichtsende der nach wie vor hohe Anteil der Nennungen zur sechsten Stunde (etwa 13:00 Uhr). Es
gibt inzwischen allerdings spürbare Verschiebungen zur siebten Stunde (14:15 Uhr), achten Stunde (15:00 Uhr) oder neunten Stunde (15:45 Uhr). Auch nach der fünften Stunde (etwa
12:15 Uhr) ergibt sich eine deutliche Verkehrsnachfrage. Aufgrund der Möglichkeit von Mehrfachnennungen sind dies allerdings keine Absolutgrößen, es werden in erster Linie Tendenzen aufgezeigt.
Etwas überrascht hat die Auswertung des Modal Splits (Abbildung 5). Aufgrund immer wieder vorgetragener Kritik steht
zumeist die Pkw-Nutzung im Vordergrund der Betrachtungen.
Letztendlich betrifft dies aber über alle Schulen nur 12 % der
Befragten. Von größerer Bedeutung sind der nichtmotorisierte
567
ÖPNV-Linie
und Richtung
567
Mainhausen
Hanau
OF 85
OF 85
OF 86
OF 86
OF 99
RB 64
Mainhausen
Obertshausen
über
Froschhausen
Mainhausen
Obertshausen
über
Hainburg
Rodgau/
Langen
Hainburg
regelmäßig (3- bis
5-mal/Woche)
73
74
140
76
109
105
11
93
selten (1- bis
2-mal/Woche)
67
36
51
36
49
59
2
33
140
110
191
112
158
164
13
126
Summe
Zusätzlich gaben 158 Kinder eine Nutzung nur bei Regen und Schnee an.
Tabelle 2 • Verteilung der Schüler und Schülerinnen auf ÖPNV-Linien (Beispiel Seligenstadt)
26
Personen
400
134
300
239
200
44
60
146
100
102
33
58
20
14
0
5x
4x
3x
2x
1x
Häufigkeit:
Unterrichtsende zur 6. Stunde in der Woche
regelmäßig (3- bis 5-mal)
unregelmäßig (1- bis 2-mal)
Abbildung 7 • Nutzung des ÖPNV nach der 6. Stunde am Beispiel Seligenstadt
Verkehr: 25 % aller Schüler und Schülerinnen kommen zu Fuß
zur Schule, 32 % nutzen das Fahrrad. Mit dem ÖPNV kommen
insgesamt 30 % der Befragten.
Zwischen den Schulen schwanken die Ergebnisse je nach Einzugsbereich insbesondere zwischen dem nichtmotorisierten
Verkehr und dem ÖPNV, der Anteil des Pkw-Verkehrs bleibt
nahezu konstant.
Der Modal Split verändert sich zudem über die Jahrgangsstufen (Abbildung 6). In den Jahrgangsstufen 5 und 6 werden
mehr Schüler und Schülerinnen mit dem Pkw zur Schule ge-
ERS
HMS
ARG
ARS
HHS
CvSS GBS
GSS
HBS OvNBS KS
DBS
ES
MS
Gesamt
Verbindung
morgens
2,8
2,6
2,6
3,1
2,2
2,3
2,7
2,6
2,1
2,9
2,9
2,5
2,2
2,5
2,6
Verbindung
mittags
3,1
3,2
3,4
2,7
3,0
3,0
3,3
3,2
2,9
3,6
3,5
2,5
2,9
3,0
3,2
Platzangebot
2,1
3,7
4,0
3,7
3,1
3,9
4,0
2,8
3,3
4,4
4,0
3,8
3,0
3,5
3,8
Fahrtkosten
3,4
4,3
3,8
3,8
3,6
2,5
3,0
4,5
2,9
3,0
3,3
3,1
3,0
2,3
3,2
Pünktlichkeit
2,7
2,4
3,0
3,4
2,1
2,2
2,5
3,2
2,2
3,0
3,0
2,2
2,2
2,5
2,7
Fahrtzeit
2,5
2,9
3,1
3,1
2,2
2,3
2,5
2,4
2,1
2,8
2,8
2,8
2,2
2,3
2,6
Sicherheit
2,3
3,0
3,0
2,8
2,1
2,9
3,2
2,3
2,4
3,1
2,9
2,6
2,3
2,5
2,8
Sauberkeit
3,0
3,4
3,5
3,5
3,1
3,6
3,8
3,2
3,2
3,7
3,7
3,7
3,4
3,5
3,5
Ernst-Reuter-Schule (ERS), Heinrich-Mann-Schule (HMS), Adolf-Reichwein-Gymnasium (ARG), Adolf-Reichwein-Schule (ARS), Hermann-Hesse-Schule (HHS),
Claus-v.-Stauffenberg-Schule (CvSS), Georg-Büchner-Schule (GBS), Geschwister-Scholl-Schule (GSS), Heinrich-Böll-Schule (HBS), Oswald-v.-Nell-BreuningSchule (OvNBS), Kreuzburgschule (KS), Don-Bosco-Schule (DBS), Einhardschule (ES), Merianschule (MS)
Tabelle 3 • Bewertung des ÖPNV-Angebotes im Untersuchungsgebiet
27
QUERSCHNITT 24
Abbildung 8 • Wartende Schülerinnen und Schüler an einer Haltestelle
bracht. Anschließend gehen die Jugendlichen häufiger zu Fuß
oder nutzen den ÖPNV – sicherlich auch ein Zeichen vom zunehmenden Wunsch nach Selbstständigkeit. Deutlich sind die
Verschiebungen vom ÖPNV und Fußgänger zum Pkw-Verkehr
ab der Jahrgangsstufe 12. Dies begründet sich teilweise mit
dem Besitz des Führerscheins, aber auch aus dem Wegfall des
Anspruchs auf eine Kostenübernahme bei der Schülerbeförderung. Gleichzeitig scheint das vorhandene Tarifangebot mit
der CleverCard zu wenig attraktiv. Auch der Radverkehrsanteil
steigt leicht.
Auf der Basis des Modal Splits konnte in Verbindung mit Wohnort und Unterrichtsende auch die Belastung einzelner Bus- und
Bahnlinien näherungsweise abgeschätzt werden (Tabelle 2).
Aus der Angabe der Häufigkeit der Busnutzung im Wochenverlauf wird die umfassende Problematik für die Kapazitätsplanung im ÖPNV deutlich. Kommen beispielsweise die Schülerinnen und Schüler mit der Angabe „selten“ (1- bis 2-mal/
Woche) alle am selben Tag ebenso mit dem Bus zur Schule,
fehlen morgens auf mehreren Linien Busse. Ebenso kann dies
zum Unterrichtsende zu Engpässen führen. Hier ist allerdings
die Wahrscheinlichkeit von Kapazitätsengpässen durch die
mögliche Verteilung zwischen der fünften und neunten Stunde
etwas geringer (Abbildung 7).
Die abschließenden subjektiven Einschätzungen zu verschiedenen Aspekten des öffentlichen Verkehrs (Tabelle 3) sind ein
Indikator für Kundenzufriedenheit und Verbesserungspotenziale. Die Verbindungen zum Schulbeginn wurden an den meisten Standorten gut eingestuft, zum Schulende werden sie eher
befriedigend bewertet. Deutlich werden die Kapazitätsengpässe über die schlechte Bewertung des Platzangebots, vor allem
an den Standorten an denen gleichzeitig der Bus auch eines der
Hauptverkehrsmittel ist. Interessant ist auch die schlechte Bewertung der Sauberkeit, für die die Schüler und Schülerinnen
28
in erster Linie selbst verantwortlich sind. Zur guten Bewertung
der Sicherheit tragen auch die vom Kreis Offenbach bei den
Schülerinnen und Schülern ausgebildeten Bus- und Bahnbegleiter bei.
5 • Verkehrssituation vor Ort
Im Anschluss an die Mobilitätsbefragung wurde die Verkehrssituation vor Ort aufgenommen. Insbesondere die Verkehrsanlagen für die Hauptverkehrsmittel standen dabei im Fokus. Um in der politischen sowie öffentlichen Diskussion die
erforderlichen Handlungsfelder zu unterstützen, wurden die
Abläufe teilweise per Video und mit zahlreichen Fotos dokumentiert.
Vielfach war eine über das direkte Schulumfeld hinaus gehende Betrachtung notwendig, um zielgerichtete Maßnahmen zur
Verbesserung herleiten zu können.
Der Betriebsablauf im ÖPNV konnte auch über das Betriebsleitsystem der KVG nachvollzogen werden. Im Untersuchungszeitraum wurden alle Busse im Kreis über GPS
mit einem Zentralrechner verbunden (Mini-RBL). Sämtliche
Fahrten können auch im Nachhinein dokumentiert werden.
Über das Reporting lassen sich dann beispielsweise Verspätungen oder zu frühe Busse erkennen. Für den Fahrgast
sind die aktuellen Daten über das Internet abrufbar (www.
mobiportal.de). Der Nutzen dieses Systems zeigte sich während der Untersuchung außerordentlich. Gab es vorher häufig
Beschwerden wegen zu früher oder verspätet abgefahrener
Busse, so sind diese inzwischen stark zurückgegangen.
Handlungsfeld
Maßnahmen
ausreichende dimensionierte Bushaltestellen
ausreichend dimensionierte Anlagen für Fußgänger
ausreichend dimensionierte Anlagen für Radfahrer
Parkmöglichkeiten in angemessener Entfernung
Möglichkeiten für Bringen und Abholen mit Pkw
Gestaltung und Betrieb
von Verkehrsanlagen
sichere Überquerungsmöglichkeiten von Straßen
angepasste Geschwindigkeiten im Kfz-Verkehr
Übersichtlichkeit des Verkehrsraums
Maßnahmen zur Verkehrslenkung
Wendemöglichkeiten
Lichtsignalsteuerung (Beschleunigung / Sicherung Querungen)
Schulwege hervorheben
Bushaltestellen für ÖV-Linien mit und ohne Wartezeit an Haltestelle
ausreichende Kapazität der Fahrzeuge
Verkehrsangebot im Vormittag entzerren
Verkehrsangebot im Nachmittag ausweiten
Anschlusszeiten verbessern
Führung der Buslinien
Organisation und Betrieb
im ÖPNV
Einsatz von Bus- und Bahnbegleitern
Einzugsbereiche der Schulen und ÖPNV
Finanzierungsmodelle im Schülerverkehr überprüfen
Nahverkehrsplanung mit Schulentwicklungsplanung
Ausbildung von Fahrern
Jobticket in Oberstufe
streckenbezogene Abrechnung
Schulbus in allgemeinen Linienverkehr integrieren
Entzerrung des Schulbeginns bis zu einer (halben) Stunde
Stundenplan an Verkehrsbedingungen anpassen
Diskussion mit Eltern, Schülern und Lehrern zur Mobilität
Organisation und Information
in der Schule
Diskussion Schulwegsicherung
Mobilität als Unterrichtsthema
Aufsicht
Schulentwicklungsplanung und Verkehrsplanung überlagern
Einbindung von Schulen in das MobiPortal der KVG
Kommunikation
Verknüpfung mit Internetportal der Lehrer- und Schülerdatenbank
Aufbau einer Informationsplattform für Schülerinnen und Schüler
Bus- und Bahn-Begleiter
Tabelle 4 • Handlungsfelder und mögliche Maßnahmen
29
QUERSCHNITT 24
H
H
Abbildung 9 • Umgestaltungsvorschlag für eine Hauptverkehrsstraße in der Nähe eines Schulstandortes mit rund 2.150 Schüler/innen
(Quelle: Molitor K., Schadek D., Wulfgram S. in Master-Lehrveranstaltung im SS 2009)
6 • Handlungsfelder
Die Handlungsfelder umfassen die Bereiche:
• Gestaltung und Betrieb von Verkehrsanlagen,
• Organisation und Betrieb im ÖPNV,
• Organisation und Information in der Schule sowie
• Kommunikation.
Keiner dieser Bereiche kann alleine zum Ziel führen. Letztendlich müssen alle ineinander greifen. Die Teilnehmenden
am Fachbeirat und Runden Tisch wurden hinsichtlich ihrer
Einschätzung zu den jeweiligen Schulstandorten befragt. Es
zeigte sich eine große Übereinstimmung mit den Erfahrungen
aus der Befragung zum Mobilitätsverhalten und der Aufnahme
der Verkehrssituation vor Ort.
Für diese Handlungsfelder steht jeweils ein Spektrum von
Maßnahmen zur Verfügung. In Tabelle 4 sind Maßnahmen zusammengestellt, die in Abstimmung mit den Teilnehmenden
am Informationsprozess erarbeitet wurden.
Die Maßnahmen sind für die einzelnen Schulstandorte selten
identisch. Zu unterschiedlich sind die jeweiligen Randbedingungen.
Für das Verständnis und letztendlich die Akzeptanz war es besonders wichtig, dass Maßnahmen aus den Handlungsfeldern
auch greifbar aufbereitet wurden (Abbildung 9) oder auf anderenorts wirkungsvolle Beispiele (Abbildung 10) verwiesen
werden konnte. Diese wurden teilweise in den begleitenden
Lehrveranstaltungen an der Hochschule erarbeitet. Erste Ergebnisse sind in der Planung oder bereits umgesetzt.
7 • Fazit
Über das Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der
Schülerbeförderung im Kreis Offenbach wurde das Thema
Mobilität im Schulumfeld neu beleuchtet und wiederbelebt. Die
Befragung sensibilisierte Schülerinnen und Schüler, Lehrper30
sonal und Eltern. Der intensive begleitende Informations- und
Kommunikationsprozess hat über die Schulen hinaus für eine
neue Sicht der Verkehrssituation bei den Beteiligten gesorgt.
Allerdings zeigte sich auch, dass die Diskussionen an den
Schulstandorten nicht kurzfristig abzuschließen und zu Ende
zu führen sind, wenn neue Wege eingeschlagen werden sollen.
Daher können mit diesem Konzept auch nur Handlungsfelder
aufgezeigt werden, die für jeden Schulstandort im Speziellen
zu diskutieren sind. Welche Handlungsfelder schwerpunktmäßig zu betrachten sind, ergibt sich aus den Befragungsergebnissen und der Aufnahme der Verkehrssituation vor Ort.
Insgesamt wird aber dringend empfohlen, das Themenfeld Mobilität verstärkt in den Schul- und Unterrichtsalltag aufzunehmen. Es fehlt vielfach Verständnis für Rahmenbedingungen bei
allen Beteiligten. Insofern ist das vorliegende Konzept auch als
Musterprojekt zum Einstieg in diese Themen geeignet.
An der Hochschule Darmstadt wurde das Forschungsprojekt
stark in die Lehre integriert. In den Lehrveranstaltungen ÖPNV 1
(Bachelor) sowie Gestaltung von Hauptverkehrsstraßen (Master) erhielten die Studierenden umfassende Hintergrundinformation zu diesem Teilbereich im Verkehrswesen aus unterschiedlichster Sicht. Durch die Verknüpfung mit einem am
Ende realisierten Projekt und der besonderen Motivation am
Thema ergab sich ein sehr hoher Lernerfolg. Über zwei Diplomarbeiten wurden fachliche Vertiefungen aufgearbeitet.
Die Studierenden lernten ein umfangreiches Planungsprojekt
mit all seinen Tücken kennen und spürten, wie wichtig das
„über den eigenen Tellerrand hinweg schauen“ ist. Hier galt
es auch andere Meinungen zu akzeptieren und Kompromisse
zu finden. Die vereinbarten Termine mussten unbedingt eingehalten werden.
Ein wichtiger Lernschwerpunkt war zudem die mehrmalige
Präsentation der Ergebnisse vor einem großen Auditorium und
Abbildung 10 • Bushaltestelle mit sicheren Querungsmöglichkeiten am Berufsschulzentrum Aschaffenburg
die Diskussion in unterschiedlicher fachlicher Besetzung. Dieses Projekt erforderte eine hohe Flexibilität hinsichtlich der
Veränderungen. Damit verbunden mussten Entscheidungen
getroffen werden, die natürlich nicht immer für alle optimal
schienen. Eine wichtige Erfahrung für alle war das Umgehen
mit diesen Entscheidungen. Zudem haben die Studierenden
Organisations- und Verwaltungsstrukturen kennen und verstehen gelernt. Die Zuordnung zu den einzelnen Verkehrsträgern wurde deutlich, ebenso wie die Konkurrenzsituation.
Durch das Kennenlernen untereinander und der fachlichen
Projektpartner konnte das Netzwerk der Kontakte verdichtet
werden. Für viele Studierende sicherlich ein derzeit noch nicht
greifbarer Erfolg, der jedoch spätestens beim Einstieg in das
Berufsleben deutlich wird.
Ohne den unermüdlichen Einsatz des studentischen Projektbüros im Verkehrswesen unter der Leitung von Marcell Biederbick hätten die umfangreiche Befragung und ihre Auswertung sowie die begleitenden Erhebungen in dieser Form nicht
durchgeführt werden können. Deutlich werden an dieser Stelle
die Defizite durch den fehlenden Mittelbau an Fachhochschulen im Allgemeinen. Insgesamt wurde das vorliegende Konzept
für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der Schülerbeförderung
sehr hoch anerkannt. Eine Ausweitung der Untersuchung auf
die weiteren Kommunen ist inzwischen beauftragt.
Literatur •
1 Hessisches Statistisches Landesamt.
www.statistik-hessen.de. [Online]
2 Kreis Offenbach. Schulentwicklungsplan 2006.
3 Rhein-Main-Verkehrsverbund.
Fahrplanunterlagen 2009 für Stadt und Kreis Offenbach.
„Verkehrsunfälle“ und „Sicherheitsaudit von Straßen“ sowie
dem Arbeitskreis „Empfehlungen für die Durchführung eines
Bestandsaudits von Straßen (Leitung)“ der Forschungsgesellschaft für Straßen- und Verkehrswesen. Weitere Forschungstätigkeiten zur Mobilität, Verkehrssicherheit und Verkehrstelematik.
Kurzbiographien •
Prof. Dr.-Ing. Jürgen Follmann, Jahrgang 1959, Studium Bauingenieurwesen an der TH Darmstadt bis 1986. Danach bis 1991
wissenschaftlicher Mitarbeiter am Fachgebiet Verkehrsplanung und Verkehrstechnik. Promotion 1989 in der Lichtsignalsteuerung. 1991 Mitgründung eines Planungsbüros für Verkehrswesen und Leitung bis 2001, heute wissenschaftlicher
Berater. Seit 2001 Professor an der Hochschule Darmstadt
mit den Schwerpunkten Verkehrstechnik, Verkehrssicherheit
und Informationssysteme. Mitglied in den Arbeitsausschüssen
Marcell Biederbick, Jahrgang 1980, nach Abitur im Jahr 2000
an der Christian-Rauch-Schule in Bad Arolsen und anschließendem Zivildienst studiert er derzeit Bauingenieurwesen mit
Schwerpunkt Verkehrswesen an der Hochschule Darmstadt.
Seit 2004 leitet er das studentische Projektbüro im Schwerpunkt Verkehrswesen. Mitglied im Verein „Innovative Verkehrssysteme Darmstadt (ivda)“. Im Jahr 2009 ausgezeichnet
mit dem Preis der Hochschule Darmstadt für außergewöhnliche Arbeiten und herausragende Leistungen als Studierender
im Studiengang Bauingenieurwesen.
31
QUERSCHNITT 24
WIE ZUVERLÄSSIG IST DIE
KÜNFTIGE, REGENERATIVE
UND DEZENTRALE
STROMVERSORGUNG?
Autoren •
Bernhard Fenn, HSE AG
Thorsten Fiedler, Hochschule Darmstadt
Dieter Metz, Hochschule Darmstadt
32
Wie zuverlässig ist die
künftige,
regenerative
und dezentrale
Stromversorgung?
FACHBEREICH
FACHBEREICH
ELEKTROTECHNIK
SOZIAL- UND
UND
KULTURWISSENSCHAFTEN
INFORMATIONSTECHNIK
Redaktionsmanagement
und
redaktionelle
Innovationen
einer großen
Nachrichtenagentur
Die Reduktion klimaschädlicher Gase mit dem Schwerpunkt der CO2-Reduktion ist eines der wesentlichen
europäischen und nationalen Klimaziele. Etwa zwei Drittel der CO2-Emissionen gehen auf das
Konto der Stromerzeugung und diese ist damit der größte CO2-Emittent – entgegen der allgemein
vorherrschenden Meinung, der größte Emittent wäre der Verkehrssektor.
Der Strom in der Bundesrepublik wird etwa zur Hälfte in Steinund Braunkohlekraftwerken erzeugt, wobei hohe Mengen an
CO2 entstehen. Ihre Vorteile: Sie sind meist Großkraftwerke mit
bis zu einigen 1000 MW Leistung, sind sehr zuverlässig, laufen
quasi rund um die Uhr und können den wechselnden Kundenverbrauch gut ausregeln. Das Problem: Aus physikalischen
Gründen wird mit nur etwa 35 Prozent Wirkungsgrad die Energie der Kohle zu Strom gewandelt. Die anfallende, große Wärmemenge kann in der Region meist nicht verbraucht werden
und wird in Flüsse oder in großen Kühltürmen mit dem CO2 in
die Atmosphäre abgegeben. Neue Methoden zur CO2-Abscheidung und Verpressung in der Erde sind über das Laborstadi-
um noch nicht hinaus, die Rückwirkungen auf die Umwelt sind
noch unerforscht und der Wirkungsgrad der Stromproduktion
wird weiter geschmälert. Die Lösung: Zur Reduktion des CO2
sollen Kohlekraftwerke nach und nach durch regenerative
Quellen (RES) ersetzt werden. Die Klimaziele liegen bei 20 bis
30 Prozent RES in 2020. Große offshore Windparks entstehen
hierfür, ebenso Photovoltaik-Anlagen (PV) und Biogas-Anlagen. Im Forschungsprojekt „SmartGrids“ wird daher die Frage
untersucht, ob bei diesem Mix mit teilweise wetterabhängiger
Stromerzeugung die Stromversorgung so zuverlässig wie bisher gewährleistet werden kann.
33
QUERSCHNITT 24
Substitution von Kohlekraftwerken
Kohlekraftwerke durch regenerative Stromquellen zu ersetzen, wirft mehrere Probleme gleichzeitig auf. Denn die Ersatzkraftwerke müssen drei Aufgaben ähnlich gut erfüllen:
Sie müssen die Spitzenleistung bereitstellen, die Jahresarbeit
erzeugen und die Verfügbarkeit garantieren. Die Abrufbarkeit
des Stroms muss also zu den Zeiten ermöglicht werden, in denen der Strom von den Kunden gebraucht wird. Betrachten wir
die Aufgaben einzeln.
Spitzenleistung: Die Substitution der Leistung durch Windkraftwerke und PV-Anlagen ist möglich, doch werden wesentlich größere Flächen benötigt. Ein Beispiel: Ein 1000 MW
Kohlekraftwerk hat zum Beispiel einen Flächenbedarf von
etwa einem Quadratkilometer. Für die gleiche Leistung aus
PV würde etwa die zwanzigfache Fläche benötigt. Ein solches
Solarkraftwerk wird gerade im Nordwesten Chinas in der
Qaidam-Wüste geplant. Hiermit ist zwar die Anforderung der
Spitzenleistung erfüllt, sofort taucht aber die Frage nach der
Jahresarbeit, nach den erzeugten Kilowattstunden (kWh), auf.
Sonnenlicht gibt es ja nur tagsüber.
Jahresarbeit: Ein Kohlefeuer kann im Kraftwerk bis auf die üblichen Wartungszeiten ständig brennen, also beispielsweise
8300 Stunden im Jahr. Die Sonne dagegen scheint wetterabhängig wechselhaft. In unseren Breiten liegt die Sonnenleistung bei umgerechnet etwa 1000 Stunden im Jahr, den sogenannten Volllaststunden. Für die gleiche Jahresarbeit ist die
8,3-fache Solar-Kraftwerks-Kapazität zu installieren, was den
oben angesprochen Flächenbedarf nochmals entscheidend
vergrößert. In trockenen Wüstengegenden kann eine PV-Anlage etwa die doppelten Volllaststunden ernten, bei offshore
Windparks ist der spezifische Flächenbedarf noch kleiner und
die Volllaststunden sind mit etwa 3500 h/a doppelt so hoch.
Die Flächenbereitstellung bleibt eine grundsätzlich zu lösende
Aufgabe.
Zur Verfügbarkeit: Im Gegensatz zu Kohlekraftwerken ist die
Abrufbarkeit auch bei groß ausgebauten Windparks und PVKraftwerken stets unsicher, da witterungsabhängig. Eine gute
Wetterprognose wird doppelt wichtig, da sowohl die Kundenlasten als auch die Erzeugungen vom Wetter abhängen. Zusätzlich werden Speicher benötigt, um auch bei schwacher
34
RES-Erzeugung die Abrufbarkeit von Leistung und Arbeit zu
gewährleisten.
Die drei Aufgaben wirken gerade auch in ihrer Summe als
schwierig. Die Autoren sind jedoch der Meinung, dass sie
mit der heutigen Technologie bereits gut lösbar sind und die
Transformation zu einer klimaschonenden Stromversorgung
bei weiterhin stabiler Stromversorgung möglich ist.
Struktur der künftigen Stromversorgung
Wie sieht die künftige Stromversorgung aus? Dabei wesentlich
sind die Struktur, ihre Komponenten und ihr Zusammenspiel.
Für die künftige Stromversorgung werden die bestehenden
Drehstromnetze weiter verwendet – hier ändert sich nichts.
Die Netze werden aber um einige Komponenten ergänzt, während andere Komponenten abgebaut werden. Insgesamt wird
das Energiesystem nach und nach transformiert. Denn die
bisherige Struktur basierte auf zentralen Großkraftwerken,
während die neue Struktur stärker dezentralisiert ist. Dazu
wird eine Vielzahl kleiner, dezentraler regenerativer Einspeisungen integriert, entsprechend der Möglichkeiten im Netzgebiet, beispielsweise Windkraftanlagen, PV-Anlagen, kleinere Kohle- und (Bio-)Gaskraftwerke, die ihre Abwärme mit
bekannter Technik (Kraft-Wärme-Kopplung) in lokale Wärmenetze einspeisen. Auch große Offshore Windparks werden
entstehen. Eines, alpha ventus, 45 km vor Borkum, speist seit
September 2009 ins Netz.
Um die Vielzahl der dezentralen, regenerativen Einspeiseanlagen und die Kraftwerke außerhalb des Netzgebietes effizient zu nutzen, ist eine zentrale Führung aus einer Leitstelle
notwendig. Dazu werden manche dieser Anlagen zu „virtuellen Kraftwerken“ zusammengefasst und zentral gesteuert.
Als Beispiel könnten die vom Ökostromanbieter Lichtblick und
dem VW-Konzern vorgestellten „Volkskraftwerke“ dienen, die
mit einem Gasmotor Strom und Wärme für Häuser bereitstellen sollen. Mit 20 kW elektrischer Leistung je Einzelanlage
können 50.000 davon ein Großkraftwerk von 1.000 MW leistungsmäßig ersetzen, wobei diese in mehrere virtuelle TeilKombi-Kraftwerke zusammengefasst werden.
Die künftige Stromerzeugung besteht damit aus einem Mix aus
konventionellen und regenerativen Quellen. Die Fluktuationen
Wie zuverlässig ist die künftige, regenerative und dezentrale Stromversorgung? FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK
SmartGrid Leitstelle
Kraftwerke
IT
Privathäuser mit PV
Bürohäuser mit PV
IT
MikroGasturbinen
Speicher
Speicher
IT
Industriekraftwerke
Virtuelle Kraftwerke
IT
Windkraft
Abbildung 1 • SmartGrid
der RES-Anlagen werden von Gaskraftwerken und von Stromspeichern ausgeglichen, um den Bedarf der Kunden jederzeit
abzudecken. Alle Komponenten werden von einer Leitstelle,
die das Netzgebiet überwacht, eingesetzt und bewirtschaftet.
Die Stromnetze werden schon seit Jahrzehnten aus Leitstellen heraus überwacht, in der Bundesrepublik gibt es etwa 800.
Diese dienen dem operativen Netzbetrieb und viele davon sind
rund um die Uhr besetzt. Messwerte, Zustände und Alarme
werden aus dem Netz gemeldet und in den Netzbildern auf
Monitoren angezeigt. Das technische Personal überwacht
und steuert, koordiniert Schaltungen und Reparaturen und
entscheidet über die Netzeingriffe, die über eine Fernwirktechnik oder manuell vor Ort ausgeführt werden. Dieses bewährte Konzept der zentralen Netzführung wird beibehalten
und mit neuer, intelligenterer Leittechnik ertüchtigt. Neu sind
Funktionen zur Speicherbewirtschaftung und eine ausgebaute Mess- und Informationstechnik vom und zum Kunden, auch
als Smart Metering bezeichnet.
Damit können Kunden künftig eine deutlich aktivere Rolle
spielen: Über die bereits gesetzlich auf den Weg gebrachten
Smart Meter, die den alten, schwarzen Ferraris-Stromzähler
ersetzen, wird der Verbrauch genauer überwacht. Stromfresser können so vom Kunden entdeckt und ersetzt werden und
so die Energieeffizienz erhöht werden. Darüber hinaus können
Smart Meter auch über Netzzustände und Tarife informieren.
So kann der Kunde, wenn er möchte, Tarif und Verbrauch persönlich zugeschnitten besser steuern. Mit größerer Durchdringung von Elektrofahrzeugen im Privatbereich eröffnen
sich weitere Perspektiven: Jeder Kunde kann mit dem Batteriespeicher seines Elektrofahrzeugs zum Partner des Stromversorgers werden, wenn er einen Teil der Batterieladung zur
Disposition der Leitstelle frei gibt, entsprechende Vergütung
vorausgesetzt.
Für die dargestellte neue Netzstruktur mit erweiterter Informationstechnik sind die Begriffe „SmartGrid“ und „MicroGrid“
entstanden. „Smart“ wird als Oberbegriff einer informationstechnisch vernetzten Stromerzeugung mit cleverem Netz-Management unter Einbezug von Stromspeichern verwendet. Der
Bundesverband der Energie und Wasserwirtschaft (BDEW)
hat in 2009 den Begriff SmartGrid wie folgt definiert:
SmartGrids bieten durch Anwendung aktueller Technologien
und Entwicklungen erweiterte Möglichkeiten einer aktiven
und flexiblen Anpassung von Erzeugung, Netzführung, Speicherung und Verbrauch an die sich ständig ändernden Anforderungen der Energiemärkte. Die für SmartGrids notwendige
Kombination von zentralen und dezentralen Ansätzen wird
durch den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnik, Mess-, Steuer- und Regelungstechnik sowie moderner Bauweisen, Maßnahmen und Methoden der Netzplanung, des Netzbetriebs und der Netzführung sichergestellt.
SmartGrids umfassen öffentlich zugängliche Netzinfrastrukturen für die Strom-, Gas- und Wärmeversorgung, die alle
Spannungs- und Druckebenen von Energieversorgungsnetzen
gemäß § 3 Abs. 1 Nr. 17 EnWG sowie Wärmenetze umfassen.
Die flexible Anpassung von Erzeugung, Netzführung, Speicherung und Verbrauch wird notwendig aufgrund fluktuierender
35
QUERSCHNITT 24
Abbildung 2 • alpha ventus Windpark in der Nordsee
Einspeisungen, kurzfristiger Änderungen des Netzzustands
oder des Verbraucherverhaltens und erfolgt zeitnah oder in
Echtzeit.
Ergänzend zu dieser übergreifenden Definition spezifizieren
die Verfasser die Terminologie der Smart- und MicroGrids
technisch konkreter wie folgt:
„MicroGrids sind kleine Netzgebiete, z. B. ein Speisebereich
eines 110/20-kV Leistungstransformators einer Umspannanlage. Neben der Verbundeinspeisung leisten interne verbrauchsnahe Stromerzeuger, auch kleinere regenerative
Anlagen und Speicher, einen Beitrag der Stromversorgung für
Wärme, Kälte, Industrie, Büros und Haushalte. SmartGrids
dagegen sind den MicroGrids übergeordnete Netz-Gruppen,
beispielsweise das gesamte Mittelspannungsnetz eines
Verteilnetz-Betreibers. Das SmartGrid überwacht die Komponenten und Zustände der die MicroGrids in einer zentralen
Leitstelle.“
Abbildung 1 zeigt die Struktur der SmartGrids: Die dezentralen
Erzeugungen, konventionell und regenerativ, die Haushalte
und Stromspeicher sind über eine Informations- und Kommunikationstechnik (IT) verbunden. Übertragung und Lieferung
werden aus einer dem SmartGrid überlagerten Leitstelle gesteuert.
Überlegungen zur Stabilität der SmartGrids
SmartGrids sollen die Stromversorgung in bekannter Stabilität
garantieren. Für eine Stabilität sind im Wesentlichen zwei Kriterien zu erfüllen: Erstens müssen die Erzeugungen jederzeit
den Lastbedarf der Kunden decken, dabei aber auch Reserven
für Ausfälle bereithalten, und zweitens muss das Netz genügend Transportkapazität bereitstellen. Von den RES-Anlagen
können die Wasserkraftwerke und die Biogas-Anlagen viel
zur Stabilität beitragen, sie sind relativ gut planbar und flexibel einsetzbar. Herkömmliche Windkraftwerke und Fotovoltaik-Systeme fluktuieren dagegen witterungsabhängig. Eine
Kombination beider schafft Stabilität: Werden beispielsweise
Windkraftwerke und Gasanlagen zu einem Verbundkraftwerk,
zu einem sogenannten regenerativen Kombi-Kraftwerk, zusammengeschaltet, können die Fluktuationen des Windes
über Gasturbinen ausgeglichen werden. Neuartige Solar36
kraftwerke arbeiten mit Spiegelkonzentratoren und einem
Wärmespeicher, so dass ein 24 h Solarkraftwerk entsteht, das
rund um die Uhr Strom erzeugt.
Nach dem Einspeisegesetz dürfen Biogasanlagen das erzeugte und gereinigte Gas in das Gasnetz einspeisen und zu anderen Zeiten entnehmen, also wenn hohe Last besteht. Das Gasnetz stellt damit einen großen Speicher bereit.
Die witterungsabhängigen Fluktuationen der RES-Erzeugungen werden, lokal bezogen, in Volllaststunden pro Jahr quantifiziert. Windkraftanlagen im Odenwald beispielsweise ernten
Energie mit ca. 2.000 Volllaststunden pro Jahr. In einer großräumigen Durchmischung wird das Problem der Fluktuation
kleiner. Man kann das auf der Wetterkarte verfolgen, wenn ein
Tiefdruckgebiet von England über Frankreich und Deutschland
nach Polen zieht. Während einer Woche weht der Wind ständig,
aber immer an einer anderen Stelle. Es wird also eine Aufgabe
sein, die Energie in Europa großräumig auszutauschen. Hierfür sind die bestehenden Netze weiter auszubauen.
Speicher können einen Ausgleich zwischen Erzeugung und
Verbrauch schaffen. Pumpspeicherkraftwerke sind die klassische Methode. Allerdings sind die geografischen Standorte
begrenzt und die Investitionskosten sehr hoch. Zum Ausgleich
der Fluktuationen von 30 Prozent RES in der Bundesrepublik
wären über 100 neue Talsperren von der Größe des größten
deutschen Pumpspeichers, Goldisthal in Thüringen mit etwa
8.000 MWh Speicherkapazität, notwendig. Es ist eine Illusion
anzunehmen, dass diese genehmigt und gebaut werden könnten. Andere Speicherformen sind also gesucht. Große, zentrale Druckluft- und Wasserstoff-Speicher sind überlegenswerte
Optionen, die sich noch teilweise im Forschungs- oder Prototyp-Status befinden.
Da die Fluktuationen der RES-Anlagen und der Kunden dezentral entstehen, liegt es nahe, eine Lösung auch durch dezentral installierte Speicher, beispielsweise Batteriesysteme, zu
untersuchen. Bereits 1986 wurde eine 17 MW / 14 MWh Batterie bei der BEWAG in Berlin installiert. Dies war damals die
größte Batterie der Welt. Um die damalige elektrische Insellage Berlins energetisch zu stabilisieren, wurde die Batterie
für die Frequenzregulierung und Sofortreserve eingesetzt. Im
Dezember 1993, nach dem Anschluss Berlins an das europäi-
eine Trennung von Netz und Erzeugung fordert. In SmartGrids
bilden Netz und Erzeugung eine zu optimierende Einheit. Das
Unbundling wurde im Zuge der Liberalisierung des Energiemarktes eingeführt, der Klimaschutz war damals noch kein
Top-Thema. Die im EnWG geforderte Diskriminierungsfreiheit
kann dennoch durch geeignete Informationsplattformen sichergestellt werden. Erste Ansätze in diese Richtung sind in
den USA heute schon umgesetzt. Das EnWG könnte jedoch vor
dem Hintergrund neu diskutiert und möglicherweise modifiziert werden.
Die in Folgenden dargestellten Lösungen beziehen sich vorwiegend auf die Physik und stellen kein Marktmodell dar. Die
zukünftigen Marktmodelle, die sich möglicherweise aufgrund
dieser technischen Überlegungen entwickeln, sind auf EinOptimierte SmartGrids
Bekanntlich ist die Summe partieller Optimierungen in einem haltung des EnWG zu prüfen und ggf. mit dem Regulierer bzw.
vernetzten System nicht notwendigerweise gleich dem Ge- dem Gesetzgeber abzustimmen.
samtoptimum. Daher sollte der zu optimierende Bereich nicht
zu klein gewählt werden, allerdings auch nicht zu groß, denn Dezentrale Stromspeicher
der Einfluss weit entfernter Systemteile sinkt mit der Entfer- Hinsichtlich Wirkungsgrad, Verfügbarkeit, Langzeitverhalnung und vergrößert unnötig die Komplexität. Eine Anzahl ten und positiven Erfahrungspotentials ist die Batterie ein
von 100 bis 200 SmartGrids erscheint für die Bundesrepublik gut geeigneter Speichertyp. Zwar noch teuer, schwer und
Deutschland sinnvoll. Um neben dem technischen auch ein mit großem spezifischen Volumen behaftet, bietet sie doch
wirtschaftliches Optimum für das Unternehmen zu erreichen, vergleichsweise technisch brauchbare Lösungen, die sich in
zielt die Optimierung auf das SmartGrid, also die dem Micro- Notstromanlagen und bei USV-Anlagen schon lange bewährt
Grid übergeordnete Einheit. Ein typisches SmartGrid ist der haben. Für den dezentralen Einsatz von Batteriespeichern gibt
Versorgungsbereich eines Stadtwerks, in dem die konventio- es folgende Möglichkeiten:
nellen, die RES-Kraftwerke und die Speicher dezentral verteilt • Kleinanlagen im Haushalt (kWh-Bereich)
sind. Die Betriebsführung des SmartGrids wird um das Ma- • Mittelgroße Anlagen in MS/NS-Trafostationen (100 kWhBereich)
nagement dieser Komponenten erweitert.
Der mögliche Ausfall großer konventioneller Kraftwerke er- • Große Speicher in Umspannwerken (MWh-Bereich)
forderte in der Vergangenheit Reserven in gleicher Größen- Mit Speichern können bei geeigneter Positionierung gleichordnung. Mit dem neuen Konzept der dezentralen, kleinen zeitig mehrere positive Effekte erzielt werden.
Erzeugungen stellt sich die Frage neu. Wenn die Fluktuatio- • Batterien glätten Fluktuationen des Verbrauchs und der
RES-Erzeugungen.
nen und Ausfälle kleiner, dezentral verteilter Erzeugungen
auszugleichen sind, gilt es zu prüfen, ob nicht auch kleinere • Mit der Glättung kann der Bezug teuren Spitzenstroms vermieden werden.
Reserveeinheiten in Verbindung mit dezentral installierten
• Der Neubau einer größeren Zuleitung oder eines stärkeren
Stromspeicher eine ausreichende Reserve bieten.
Transformators kann verschoben werden, wenn BatteriDie gesetzlichen Bestimmungen des Energiewirtschaftsgeen die Überbelastung abfangen. Netzengpässe werden so
setzes (EnWG) sind grundsätzlich einzuhalten. Die Verfasser
überbrückt.
sehen hier durchaus einen Konflikt mit dem Unbundling, das
sche Netz, war die Frequenzregulierung nicht mehr notwendig,
aber die Batterie wurde noch weiterhin einige Jahre bis zum
Ende der Batterie-Lebensdauer für die Sofortreserve benutzt.
Könnten stationäre Batterieblocks, künftig dezentral installiert, die RES-Fluktuationen glätten? Oder mobile Speicher in
Elektrofahrzeugen? Wie groß sollten diese Speicher sein und
welche Netz-Bereiche sollten optimiert werden? Was wird
es kosten? Diesen Fragen ist das Forschungsprojekt nachgegangen. Da Batteriespeicher eine heute noch recht teure
Technologie ist, geht es aus Kostengründen auch darum, mit
möglichst wenig Speicherinvestition auszukommen, also die
Speicher für die Netze zu optimieren.
37
QUERSCHNITT 24
Synthetische Leistungskurve eines Haushaltskunden
zur Winterzeit Energie=9,6 kWh
PNetz
Watt
PL
Netz
800
PBatt
WR
K
600
400
BS
B
200
0
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
22
24
Uhrzeit
Abbildung 3 • Batteriesystem zur Ausregelung von Fluktuationen
Abbildung 4 • Synthetische Lastganglinie
• Mit moderner Leistungselektronik versehen wirken Batterien spannungsstabilisierend.
• Eine RES-Einspeisung kann bezüglich der Netzanbindung
„überdimensioniert“ werden. Da die Netzanbindung einer RES-Einspeisung auf den Spitzenstrom ausgelegt sein
muss, kann mit einem Speicher Spitzenstrom gesenkt werden. Eine zu hohe Erzeugung wird erst mal im Speicher
zwischengelagert und zu erzeugungsschwachen Zeiten ins
Netz gespeist. Damit ist eine Erhöhung der Volllaststunden
erreicht worden.
• Ein Speicher kann so dimensioniert werden, dass aus einer
fluktuierenden RES-Anlage ein 24-h-Kraftwerk entsteht,
auch eines mit einer mehrstündigen Reserve.
Für all diese Aufgaben sind Batteriespeicher zu dimensionieren und Aufgaben spezifisch zu steuern und zu regeln. Im Folgenden werden Einsatzbeispiele und ihre Steuerung/Regelung
betrachtet.
Ausregelung einer wichtigen Messgröße, beispielsweise der
Bezugsleistung vom Verbund, erfolgen kann.
Die Größe des Batteriepacks muss aus dem Einsatzort und den
Einsatz- und Regelungszielen bestimmt werden. Da effektive
Batteriepacks (noch) recht teuer sind, beispielsweise Li-Ionen
Packs mit heute ca. 1.000 €/kWh, ist eine sorgfältige Planung
und Optimierung der Speichergrößen notwendig. Batterien
auf Blei-Gel-Basis sind deutlich preisgünstiger, sie kosten nur
rund ein Drittel.
Steuerung/Regelung der Batteriesysteme
Ein Batteriesystem besteht aus einer Batterie (B), einem
Gleich- und Wechselrichter (WR) und einer Überwachungseinheit (s. Abb. 3). Die Batterie (B) wird von einem internen
Batterie-Managementsystem überwacht, das beispielsweise
eine Tiefenentladung vermeidet und die Batterie auf ihre normalen Betriebsbedingungen hin überwacht. Ihr überlagert ist
die Batteriesteuerung (BS), sie steuert die Leistungsübergabe
der Batterie PBatt so, dass über die Netzverbindung beispielsweise eine Sollgröße der Leistung zum Netz fließt. Die Batteriesteuerung vergleicht dabei den Istwert PNetz mit der Sollgröße, die lokal oder über eine Kommunikationseinheit (K) von der
Leitstelle vorgegeben wird und regelt die fluktuierende LastLeistung PL aus.
Die Batteriesteuerung kann ein festes Programm automatisiert lokal abfahren, einer örtlichen Regelung folgen oder von
zentralen Kommandos der Leitstelle gesteuert werden. Eine
lokale Regelung ist nur für größere Speicher zur Ausregelung
einer Bezugsleistung sinnvoll. Viele kleine Speicher unabhängig lokal zu regeln, trifft nicht automatisch den optimalen
Zustand des gesamten SmartGrids. Hierfür ist eine zentrale
Regelung im Leitsystem notwendig, mit der beispielsweise die
38
Beispieleinsatz: Glättung von Haushaltslasten
Beispielhaft soll der Einsatz eines Batteriespeichers zum
Abbau der Lastspitzen von Haushaltslasten betrachtet werden. Mit der Glättung kann der Bezug teuren Spitzenstroms
vermieden werden und/oder der Neubau einer Zuleitung oder
eines Transformators verschoben werden. Basis der Berechnung ist die „synthetische Lastkurve“, da für die Haushalte
keine explizite Messung der Leistung über der Zeit erfolgt
(Abb. 4). Die synthetische Lastkurve wird aus Erfahrungen und
Probemessungen ermittelt. Ein typischer Kunde des betrachteten Netzbereiches verbraucht zur Winterzeit 9,63 kWh pro
Tag mit dem in Abb. 4 gegebenen Leistungsverlauf.
Der Mittelwert beträgt 400 Watt, der Maximalwert 700 Watt,
der Minimalwert 150 W. Zu beachten gilt, dass die Verbrauchkurve eine über viele Kunden gemittelte Kurve ist; ein einzelner Haushaltskunde kann durchaus 5 kW und mehr als Lastspitze verursachen. Eine Glättung der Lastganglinie eines
einzelnen Kunden ist aber nicht sinnvoll, da sich die Kunden
in ihrer Durchmischung gut selber vergleichmäßigen. Ab einer
Zahl von 100 kann von einer guten Durchmischung im Sinne
der Gültigkeit der synthetischen Lastganglinie ausgegangen
werden. Für das Beispiel wird eine Gruppe mit 200 Kunden
betrachtet, für jeden Kunden gilt das synthetische Lastprofil.
Dann entstehen folgende Daten:
• Maximalleistung: 140 kW
Minimallast: 20 kW
• Mittlere Leistung: 80 kW
Tagesarbeit: 1.926 kWh
• Tiefenentladungsfaktor des Batteriespeichers k = 0,8
Leistung
TSpeicher
Ppeak
P
E
TRück
Pmax
0
1
2
3
4
TRück
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
Tagesstunden
Abbildung 5 • Sommerkurve der PV-Erzeugung, wolkenlos
Für eine vollständige Glättung der Lastkurve ist der Verbrauch
oberhalb der mittleren Leistung (80 kW) aus dem Speicher zu
beziehen, der in den Nachtzeiten die Ladung wieder auffüllt,
das sind 963 kWh. Wegen einer eingeschränkten Tiefenentladung ist eine größere Kapazität, ca. 1.200 kWh erforderlich.
Das Regelungsziel für dieses Beispiel ist: PL + PBatt = PNetz mit
PNetz = 80 kW = konst. Die maximale Batterie-(Wechselrichter-)
Leistung beträgt PBatt = 60 kW. Das Resultat: Der Speichereinsatz führt zu einer Absenkung der Lastspitze auf 57 Prozent und zu einem völlig gleichmäßigen Leistungsbezug der
Lastgruppe. Notwendig ist allerdings ein Speicher mit einem
Investitionsbedarf von über einer Million Euro. Hochgerechnet
auf die Bundesrepublik würden für 40 Millionen Haushalte ca.
200 Milliarden Investitionskosten entstehen.
Es gibt eine technisch sinnvolle und kostengünstigere Alternative: Eine weniger starke Absenkung der Spitzenleistung zwischen 18 und 21 Uhr verringert den Speicherbedarf erheblich.
Beispielsweise eine Absenkung von 140 kW auf 104 kW für die
200 Kunden. Das entspricht einer Absenkung auf 74 Prozent.
Hierfür ist eine Speicherarbeit von nur 72 kWh notwendig, damit eine Batteriegröße WB = 90 kWh, also nur rund 7,5 % der
ursprünglichen Größe.
Die maximale Batterie-(Wechselrichter-)Leistung beträgt nun
36 kW. Diese Alternative ist wesentlich preisgünstiger. Der
Platzbedarf in Li-Ionen-Technik entspricht dem einer großen
Schrankwand, oder aufgeteilt auf zehn Batteriepacks je 9 kWh
mit einer Leistung von 4 kW in Kühlschrankgröße. In Blei-GelTechnik entsteht etwa der doppelte Platzbedarf. Zu den Kosten:
Der Einsatz der Batterietechnik verteuert die Kilowattstunde
um 0,5 bis 1,5 Cent, je nach eingesetzter Batterietechnologie.
Glättung von RES-Fluktuationen
Mit dezentralen Speichern lassen sich auch die Fluktuationen
von RES-Einspeisungen glätten, der Spitzenstrom senken und
die Volllaststunden erhöhen. Mit einem Batteriepuffer kann
sogar eine „überdimensionierte“ Anlage angeschlossen werden.
Ein Beispiel: Über einen mit 16 A abgesicherten Standardanschluss kann die maximale Leistung von knapp 3,7 kW übertragen werden. Mit einer Batterie gepuffert kann eine PV-
Anlage von ca. 6 kWpeak, also eine deutlich überdimensionierte
Anlage, angeschlossen werden. Wie ist das möglich? Hierzu
eine vereinfachte Rechnung:
Der Spitzenstrom der überdimensionierten PV-Anlage ist mit
dem Batteriepuffer zu glätten. Über eine Worst-Case-Betrachtung wird die notwendige Batteriekapazität ermittelt. Mit
den Werten Ppeak als Spitzenleistung der Anlage und Pmax als
Maximalleistung der Netzanbindung gilt (Abb. 5):
Für eine Grenzauslastung der Netzanbindung ist die Energie
Δ E in der Batterie zwischen zu puffern.
Δ E = ∫ (P(t) – Pmax) dt
für alle PV-Anlagenleistungen P(t) größer Pmax.
Zur Berechnung von Δ E wird ein Flächenabgleich durchgeführt.
Δ E = TSpeicher * Δ P = TSpeicher * (Ppeak – Pmax).
Für TSpeicher wird hier 12 h angenommen, ein plausibler Schätzwert. Da eine Batterie nicht tiefenentladen (max. k = 80 %) werden kann, muss die Speichergröße der Batterie WB entsprechend vergrößert werden. Damit folgt:
Δ E = TSpeicher * (Ppeak – Pmax) = 12 h * (Ppeak – Pmax) und
WB = Δ E / k = Δ E / 0,8 = 1,25 * Δ E
Es gibt eine wichtige Randbedingung: Die Entladung des Speichers muss in der Nachtzeit mit der Netzleistung Pmax möglich
sein. Hierfür stehen weniger als 12 h zur Verfügung, da eine
Rückspeisung nur bei einer PV-Leistung < Pmax möglich ist und
im Sommer die Sonne länger als 12 h scheint. Ein Flächenabgleich der Sommerkurve liefert die Zeit der Rückspeisung
TRück. Diese wird für das Beispiel zu 9 h plausibel abgeschätzt.
Rückgespeist wird die Zeit TRück mit der Leistung mit Pmax. Hier
ist auch der Wirkungsgrad η der Gleich- und Wechselrichtung
wichtig. Die Randbedingung mathematisch formuliert lautet:
Pmax * TRück > ΔE * η
Mit diesen Überlegungen kann eine Grenzbedingung für die
maximale „Überdimensionierung“ Ppeak einer PV-Anlage bezogen auf die Anschluss-Netzleistung abgeleitet werden. Da39
QUERSCHNITT 24
PNetz
PSol
Netz
PBatt
BatterieSteuerung
WR
B
Abbildung 6 • Batteriepuffer für eine PV-Anlage
Fluktuierende Einspeisungen stellen die von den Verbrauchern benötigte Energiemenge teilweise nicht zu den Zeiten
zur Verfügung, zu denen sie verlangt werden. Es kann bei
TRück /η + TSpeicher
Schwachlastzeiten zu einem erheblichen Energieüberschuss
Ppeak = Pmax * ––––––––––––––––– und
TSpeicher
kommen. Dies hat heute bereits Auswirkungen auf den Strompreis, klar erkennbar am wachsenden Spread der Strombörse,
WB = TSpeicher (Ppeak – Pmax) * η / (k)
also an der Differenz der Stromkosten in Euro pro MWh, die
bei
Schwachlast und Starkwind Preise von nahe Null und bei
Maximale Leistung der Netzanbindung
Pmax
Schwachwind
und Hochlast einige 100 €/MWh erreichen kann.
Ppeak
Spitzenleistung der PV-Anlage
Aktuell sind sogar hohe Negativpreise einstanden. Stehen
TSpeicher Ladezeit des Speichers
größere regenerative Erzeugungsanlagen geografisch nahe
TRück
Entladezeit des Speichers
beieinander,
wie Offshore-Windparks, kann bei großflächigem
WB
Batteriekapazität
Starkwind die erzeugte elektrische Energie nicht vollständig
k
Tiefenentladefaktor
in das Netz aufgenommen werden. Um die Netzstabilität nicht
η
Wirkungsgrad
zu gefährden, müssen diese Erzeugungsanlagen abgeregelt
Ein Beispiel: Eine Fotovoltaik-Anlage mit 6,5 kWpeak soll über werden, was im grundsätzlichen Widerspruch zum Einspeiseeine 16 A Sicherung einphasig in das 230 V Netz einspeisen. Die gesetz (EEG) steht.
Netzanbindung ist also auf ca. 3,7 kW begrenzt. Der Netzstrom Mit Stromspeichern können diese Fluktuationen geglättet
für die Spitzenleistung würde 28,3 A betragen, also 77 Prozent werden. Da das Stromnetz die Energie nicht selbst speichert
Überlast. Die Zeiten der Sommerkurve sind TSpeicher = 12h und und jederzeit die Abgabemenge exakt der Aufnahmemenge entsprechen muss, sind für Zeiten mit wenig regeneratiTRück = 9h. Der Wirkungsgrad η beträgt 92 Prozent.
ver Einspeisung und großem Lastbedarf Reservekapazitäten
zum Ausgleich notwendig. In der Vergangenheit gelang es,
Die Batteriegröße WB wird berechnet zu:
mit Pumpspeicherkraftwerken in Verbindung mit RegelkraftWB = TSpeicher * (Ppeak - Pmax) * η / (k) = 42 kWh
werken einen stabilen Netzbetrieb bereitzustellen. Bei einem
erheblichen
Ausbau der fluktuierenden Erzeugungsanlagen
Die Batteriesteuerung (Abb. 6) steuert den Wechselrichter WR
so, dass der Solarstrom gleichmäßiger in das Netz eingespeist stellt sich diese Aufgabe neu, denn die bestehende Netz-Infrawird. Die Volllaststunden steigen im Darmstädter Raum von struktur kann den notwendigen Ausgleich nicht bereitstellen.
rund 1.000 auf rund 1.750 Stunden pro Jahr. Außerdem werden In verschiedenen Studien wurden Szenarien durchgerechnet
und die notwendigen Schritte eines Ausbaus insbesondere im
2.800 kWh pro Jahr mehr geerntet.
Transportnetz ermittelt. Selbst wenn der Netzausbau zeitgerecht gelingt, stellt sich weiterhin die Frage, wie die FluktuatiZusammenfassung und Ausblick
Regenerative Energie (RES) entsteht aus nachhaltigen Quellen, onen geglättet und abgefangen werden können.
die für menschliche Verhältnisse quasi unbegrenzt vorhanden Dies ist eine elementare Frage sowohl in Hinblick auf die
sind. Hierunter fallen alle Anlagen, die Wasser, Wind, Sonne, Netzstabilität als auch für die Strompreisgestaltung. Preise
Geothermie und nachwachsende Rohstoffe zur Energiegewin- unter Null bedeuten, dass Stromkäufer zur Stromabnahme
nung nutzen. Während Wasser, Geothermie und Biogasanla- noch Zusatzzahlungen erhalten. Daran erkennt man, wie ungen relativ konstante oder gar steuerbare Einspeiseverläufe flexibel die bestehende Struktur ist. Speicher wirken hohen
bieten, ist für die Windkraft- und Solaranlagen eine zeitlich Schwankungen des Strompreises entgegen. Im Rahmen des
Kooperationsprojektes „SmartGrids“ der Hochschule Darmteilweise stark fluktuierende Einspeisung typisch.
mit liegt auch die optimale Batteriekapazität WB fest. Eine hier
nicht dargestellte Ableitung ergibt:
40
stadt mit der HSE AG werden unter anderem der Einsatz von
dezentralen Speichern (Batteriepacks) im Verteilnetz geprüft
und durch pilotmäßige Netzinstallationen verifiziert.
In der Ausarbeitung wurden die Anwendungen von dezentralen Batteriespeichern dargestellt und Richtlinien zur Dimensionierung beschrieben. Die ersten Ergebnisse zeigen, dass
dezentrale Stromspeicher auf Batteriebasis einen wertvollen
Beitrag leisten, die Fluktuationen der elektrischen Leistungen von Verbrauchern und Erzeugern wirksam zu glätten. Sie
leisten damit einen Beitrag zur Stabilität des künftigen Netzbetriebs auf der Basis von SmartGrids. Speicher stabilisieren
außerdem die Strompreise und vermindern Risiken für alle
Marktteilnehmer.
Referenzen •
1 SmartGrids – Europäische Forschungsplattform
www.smartgrids.eu
2 Hildegard Müller
Intelligente Vernetzung der Energieversorgungssysteme
World Energy Dialog, Hannover, April 2009
http://files.messe.de/cmsdb/001/18823.pdf
3 Bernhard Fenn
Intelligente Netze und Anlagen der Zukunft – Ein Beispiel
aus der Verteilnetzpraxis
VWEW Jahrbuch 2009, VWEW-Verlag
4 Bernhard Fenn, Dieter Metz
SmartGrids: Wege zu intelligenten Stromnetzen mit
breitem Einsatz von Regenerativen Energien am Beispiel
Darmstadt, Ringvorlesung der Hochschule Darmstadt,
Januar 2009
5 www.alpha-ventus.de
6 Dieter Metz
SmartGrids – Intelligent Future Networks, Vorträge an
den Universitäten Tirana, Belgrad, Tuzla und Skopje
SEECEN-Network, EU-Tempus-Projekt JEP 41154
Weiterbildung für Industrie und Universitäten in Südosteuropa, 2009
http://www.seecen.org
7 Dieter Metz
Netzführung und Netztraining für SmartGrids, Marcus
Evans, Netzleittechnik-Seminar, Hilton Köln, Juni 2009
8 Bernhard Fenn, Dieter Metz
SmartGrids mit dezentralen Speichern in Verteilnetzen,
VWEW Jahrbuch 2010, VWEW-Verlag (erscheint Nov. 2009)
Kurzbiografien •
Dipl.-Ing. Bernhard Fenn, Jahrgang 1967, studierte Elektrotechnik an der TU Darmstadt, Seit 1993 ist er in der Energieversorgung tätig. 1999 – 2003 Vertriebsleiter für Geschäftsund Privatkunden im HSE Konzern, 2003 Leiter des Bereichs
Netzwirtschaft der HEAG Südhessischen Energie AG (HSE
AG). Seit 2007 Prokurist der HSE AG und der HSE Netz AG. Seit
2009 technischer Geschäftsführer des NATURpur Instituts für
Klima- und Umweltschutz gGmbH innerhalb des HSE Konzerns.
M.Sc. Dipl.-Ing.(FH) Thorsten Fiedler, Jahrgang 1980,
Studium der Elektrotechnik im Diplom- und Masterstudiengang der Hochschule Darmstadt. Seit 2007 Doktorand am
Fachbereich Energietechnik der Universität Craiova (Rumänien) in Kooperation mit der Hochschule Darmstadt. Seit 2008
wissenschaftlicher Mitarbeiter der Hochschule Darmstadt,
befasst mit der Entwicklung von Software-Werkzeugen für
SmartGrids.
Prof. Dr.-Ing. Dieter Metz, VDE, Jahrgang 1948, studierte Elektrotechnik an der Technischen Universität in Darmstadt. 1979
Promotion zum Dr.-Ing. an der RWTH Aachen. Industrietätigkeit auf den Gebieten Softwareentwicklung, Netzleittechnik
und Netztrainingssysteme. Seit 1986 Professor an der Hochschule Darmstadt im Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik. Leiter des h_da Netz-Trainings-Zentrums,
Projektleiter nationaler und internationaler Entwicklungskooperationen.
41
QUERSCHNITT 24
KONTURVERFOLGUNG MIT ROBOTERN
SEMI-AUTOMATISCHE OFFLINEPROGRAMMIERUNG VON INDUSTRIEROBOTERN
DURCH STEREOREKONSTRUKTION
Autoren •
Alexander König
Heiko Koch
Alexandra Weigl-Seitz
Karl Kleinmann
Industrieroboter werden auch heute noch in der Praxis weitgehend „manuell“
eingerichtet: Hierbei fährt ein Techniker den Roboter per Handsteuerung nacheinander an die einzelnen gewünschten Positionen, speichert diese ab und
verknüpft sie mit Befehlen einer Roboterprogrammiersprache zum ausführbaren
Roboterprogramm. Dieser zeitaufwändige Einrichtvorgang mittels „Teach-In“,
der viel Erfahrung in der Roboterprogrammierung erfordert, kann durch neue
Verfahren vereinfacht werden.
42
Konturverfolgung
mit Robotern FACHBEREICH
FACHBEREICH
ELEKTROTECHNIK
SOZIAL- UND
UND
INFORMATIONSTECHNIK
Redaktionsmanagement und redaktionelle Innovationen
einer großen Nachrichtenagentur
43
QUERSCHNITT 24
KRC2
Robotersteuerung
PC
Hybrino
Offline-Bahnplanung
Abbildung 1 • „Teach-In“ Situation
Abbildung 2 • Systemaufbau zur Offline-Bahnplanung
Projekthintergrund
Das Forschungsprojekt Hybrino [quer09] untersucht das Multimodal Servoing für Industrieroboter und seine Einbettung in
den Gesamtprozess der Programmierung einer Roboterzelle.
Beim Multimodal Servoing soll ein Roboter einer Bahn möglichst genau und mit definierter Geschwindigkeit folgen. Dies
erfordert die koordinierte Verwendung von Bild- und Kraftinformationen (Sensoren zum „Sehen“ und „Fühlen“) in Echtzeit.
Eine solche Bahnverfolgung tritt in industriellen Anwendungen mit oder ohne Objektkontakt auf (z.B. Vermessen, Bahnschweißen, Kleben oder Montieren, Nähen, Entgraten).
Die bild- und kraftgeregelte online-Anpassung der Roboterbahn könnte entfallen, falls die gewünschte Bahn vor der Aufgabenausführung exakt bekannt wäre und sich während dieser
nicht ändern würde. In der Praxis jedoch treten Abweichungen aufgrund von Bauteiltoleranzen, Ungenauigkeiten bei der
Werkstückzuführung und –einspannung oder aber durch den
Bearbeitungsprozess selbst auf.
Die Regelung der Roboterbahn benötigt immer eine Referenzbahn (Folge von 6D-Posen = 3D-Positionen + 3D-Orientierungen samt Information über die Verfahrgeschwindigkeit), in
deren Nahbereich nach visuellen Merkmalen gesucht werden
kann. Die Generierung dieser Referenzbahn stellt in der Praxis
nach wie vor ein Nadelöhr dar, da das herkömmliche „TeachIn“-Verfahren mit erheblichem Zeit- und Knowhow-Aufwand
sowie einem gleichzeitigen Stillstand des Produktionsprozesses verbunden ist. Vor diesem Hintergrund untersucht
das Hybrino-Projekt alternative Verfahren für die sogenannte offline-Bahnplanung oder offline-Programmierung, welche den Einrichter einer Roboterzelle bei der Erstellung von
Roboterprogrammen unterstützen und den Zeitaufwand der
Programmierung deutlich reduzieren. Im Idealfall sollte eine
Referenzbahn möglichst wenige und lediglich intuitive Bedienervorgaben erfordern sowie automatisch in einer Simulati-
onsumgebung getestet und ohne lange Ausfallzeiten auf den
Roboter übertragen werden können.
44
Forschungstrend „Intuitive Roboterprogrammierung“
Erst seit wenigen Jahren hat sich die Roboterforschung verstärkt der Frage zugewendet, wie das gängige „Teach-In“Verfahren (siehe Abbildung 1) durch eine effizientere Roboterprogrammierung abgelöst werden kann. Hierbei werden
zwei prinzipiell unterschiedliche Wege verfolgt: Einerseits
kann man versuchen, die Roboterprogrammierung vollautomatisch durchzuführen, falls die Geometrien von Werkstück
und Roboterzelle mit Zuführung komplett vorliegen (z.B. aus
CAD-Daten) und die benötigten dynamischen Informationen
zur Bearbeitung (z.B. Verfahrgeschwindigkeiten) analytisch
beschrieben werden können. Andererseits werden Verfahren
zur „intuitiven Roboterprogrammierung“ entwickelt, bei der
die Bewegung des Roboters vom Einrichter „vorgemacht“ wird.
Dabei kommen insbesondere optische Trackingsysteme, Master-Slave-Ansätze oder das direkte kraftgeregelte Führen des
Endeffektors mit anschließendem „Playback“ zum Einsatz.
Falls sich durch ein solches „Programmieren durch Vormachen“ die Einrichtkosten und -zeiten signifikant senken lassen,
eröffnen sich neue Anwendungen für die Automatisierung mit
Robotern, da deren Einsatz dann auch für kleine Losgrößen
und rasch wechselnde Aufgaben, wie sie insbesondere bei
KMUs auftreten, wirtschaftlich wird [sme].
Semi-automatische Bahnerkennung mit Stereokameras
Demgegenüber verfolgt das in diesem Beitrag vorgestellte
System einen Mittelweg: Das Werkstück wird durch zwei Kameras erfasst, die Referenzbahn (wenn möglich) automatisch
erkannt und daraus das Roboterprogramm generiert. Der Bediener wird einbezogen, um das Ergebnis der automatischen
Erkennung zu überprüfen, gegebenenfalls zu korrigieren
Konturverfolgung mit Robotern FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK
Abbildung 3 • Bild der linken Szenenkamera
Abbildung 4 • Bild der rechten Szenenkamera
werden die Position, Orientierung und weitere Kameraparameter (z.B.: Brennweite, Verzeichnung, etc.) berechnet. Für
eine Kalibrierung werden mit den Kameras Bilder von einem
Kalibrierkörper aufgenommen. Dieser Körper besitzt Messmarken, die von der Kalibriersoftware erkannt werden. Sind
die Raumkoordinaten der Messpunkte bekannt und die Bildkoordinaten der Abbildungen der Messpunkte bestimmt, können die notwendigen Parameter berechnet werden. Für diese
Berechnung wurde im vorliegenden Projekt der Algorithmus
nach Tsai [tsai87] implementiert und eingesetzt.
Verfahren der Stereorekonstruktion
Die Stereorekonstruktion ist ein Verfahren zur dreidimen- Eine Verbesserung gegenüber der Verwendung eines festen
sionalen Vermessung von Objekten. Der zugrunde liegende Kalibrierkörpers im Raum ergibt sich durch dessen Montage
Ansatz bei der binokularen Stereorekonstruktion basiert auf am Roboter selbst. Dadurch erspart man sich die Vermessung
der mathematischen Rücktransformation zweier Bildpunkte, der Position des Kalibrierkörpers. Zudem kann der gesamte
welche den gleichen Raumpunkt abbilden. Die Problematik fo- Sichtbereich der Kameras kalibriert werden, was die Genauigkussiert sich demnach auf das „Auffinden“ der sogenannten keit der Kameras erhöht.
„korrespondierenden“ Punkte. Als korresponierende Punkte
werden die beiden Punkte bezeichnet, die in zwei verschiede- Lösung des Korrespondenzproblems
Das Korrespondenzproblem („Stereomatching“) ist eine Thenen Ansichten denselben Raumpunkt abbilden.
Der geometrische Zusammenhang zweier Abbildungen wird matik, die in der Fachliteratur umfänglich behandelt wird. Die
durch die „Epipolargeometrie“ beschrieben. Auf einen be- genutzten Algorithmen werden hierbei in die Gruppe der „loliebigen Punkt der einen Abbildung angewendet, ergibt sich kalen“ und in die Gruppe der „globalen“ Methoden der Korreseine Gerade in der anderen Abbildung, auf welcher der Kor- pondezfindung eingeteilt [bro03].
respondenzpunkt zu suchen ist. Aufgrund der Dikretisierung Den bekanntesten Ansatz der lokalen Methoden bildet das
und numerischer Ungenauigkeiten ist keine eindeutige Zuord- „Block-Matching“. Für ein Pixel wird eine Umgebung gewählt
nung durch die Geradenbedingung gegeben. Zudem kann es und diese Umgebung entlang der Epipolarbedingung auf dem
zu Mehrdeutigkeiten kommen, die durch geeignete Nebenbe- Korrespondenzbild verschoben, bis eine größtmögliche Kordingungen ausgeschlossen werden müssen. Sind die korre- relation der beiden Bereiche erzielt wird. Die Robustheit des
spondieren Punktpaare gefunden, können die Raumpunkte Ansatzes hängt stark von der gewählten Größe der Umgebung
ab. So führen größere Umgebungen zu höherer Robustheit,
berechnet werden.
insbesondere in texturarmen Bereichen. Gleichzeitig führt die
Umgebungssuche zu Fehlern an Tiefenunstetigkeiten.
Kalibrierung der Kameras
Um eine Stereorekonstruktion durchführen zu können, muss Ansätze der globalen Matchingverfahren beruhen häufig auf
eine Kalibrierung der Kameras vorgenommen werden. Dabei der Minimierung von Kosten- bzw. Energiefunktionen, mit deoder bei Mehrdeutigkeiten die gewünschte Bahn auszuwählen. Ebenso müssen Anfang und Ende der Bahn sowie das Geschwindigkeitsprofil durch den Bediener definiert werden.
Nachfolgend wird zunächst der Stand der Technik im Bereich
der Stereorekonstruktion dargestellt. Es folgt eine Beschreibung des in Hybrino entwickelten, neuen, semi-automatischen
Verfahrens zur Referenzbahngenerierung sowie der damit im
Labor erzielten Ergebnissse.
45
QUERSCHNITT 24
1DKW
Epipolarlinie
Korrespondenzpunkt
Abbildung 5 • Extrahierte Naht
Abbildung 6 • Ergebnis der Korrespondenzfindung
nen zusätzliche Bedingugen wie Glattheit oder Reihenfolge
der Korrespondenzen betrachtet werden können. Der größte
Nachteil globaler Verfahren ist der deutlich höhere Rechnaufwand gegenüber den lokalen Ansätzen [shle05].
Wird nicht für das gesamte Bild die Tiefeninformation gesucht,
können „Feature-basierte“ Methoden eingesetzt werden. Dabei wird die Information des Bildes beispielsweise auf Kanten
reduziert und nur Anfang und Ende der Kante rekonstruiert.
Ähnlich stellt sich das hier vorliegende Problem zur Bahnplanung dar. Die Bildinformation wird auf den stetigen Nahtverlauf reduziert, wodurch die Korrespondenzfindung vereinfacht
und die Fehlerwahrscheinlichkeit reduziert wird.
Abstand interpoliert, um diskrete Punkte zur Korrespondenzfindung zu erhalten. Diese Bildpunkte sind nicht mehr auf das
feste Raster der Pixel beschränkt. Nach der Anwendung der
vorangegangenen Funktionalität auf beide Abbildungen wird
das Korrespondenzproblem gelöst. Hierzu werden zunächst
von einer Ansicht alle Punkte der Naht betrachtet und die Geradengleichung der Epipolarlinie in der jeweils anderen Abbildung berechnet. Sind die Geraden bekannt, werden für jede Gerade die nächstgelegenen Punkte (Nahpunkte) gesucht
und gespeichert. Parametrierbar sind die Anzahl der zulässigen Nahpunkte und der maximale Abstand. Werden zu viele
Nahpunkte gefunden, so ist davon auszugehen, dass die Epipolarbedingung und die Naht an dieser Stelle nahezu parallel
verlaufen und somit die Wahrscheinlichkeit für eine falsche
Korrespondenz hoch ist. Daher werden an diesen Stellen keine
Korrespondenzpaare gebildet. Wird die maximale Anzahl der
Nahpunkte nicht überschritten, wird als Korrespondenzpunkt
jener mit dem geringsten Abstand zum vorherigen Korrespondenzpunkt gewählt, was die Stetigkeitseigenschaft der Naht
ausnutzt. Dieser Vorgang wird wiederum wechselseitig auf
beide Abbildungen angewendet (siehe Abbildung 6).
Die zwei resultierenden Listen der Korrespondenzpunkte werden zu 3D-Pfaden (siehe Abbildung 7) umgerechnet und ein
Mittelwert der beiden Pfade gebildet, wobei eine einstellbare
Abweichung der Pfade nicht überschritten werden darf. Durch
diesen Mechanismus lassen sich relativ zuverlässig Ausreißer
erkennen und unterdrücken. Der so entstandene Pfad enthält
sehr viele Raumpunkte, die eine Ausführung auf dem Roboter
stark verlangsamen würden, und wird daher mit wählbarer
Genauigkeit durch Geradenabschnitte genähert (3D-Approximation). Neben den 3D-Koordinaten eines Punktes im Raum
benötigt der Roboter zusätzlich eine Orientierung in jedem
Punkt. Diese kann im entwickelten System entweder für alle
Punkte gleich vorgegeben oder aus dem Bahnverlauf berech-
Ablauf der Nahterkennung
Der entwickelte Erkennungsprozess soll am Beispiel einer Autotür erläutert werden, die über eine vom Roboter zu verfolgende Kontur verfügt (Applikation „Kleben“).
Am existierenden Prototyp werden zwei Bilder des Objekts
von sogenannten Szenenkameras aufgenommen (siehe Abbildung 2). Diese bilden einen Ausschnitt aus dem Roboterarbeitsraum aus zwei unterschiedlichen Perspektiven ab.
Zur Korrespondenzfindung werden die Abbildungen der zu
verfolgenden „Nähte“ als Linie mit ausreichendem Kontrast
zum Hintergrund benötigt. Falls der Kontrast nicht ausreicht
(„schwarze Naht auf schwarzem Grund“), können die „Nahtbilder“ in einem Bildbearbeitungsprogramm vom Bediener markiert, nachgezeichnet und vom Hintergrund befreit werden.
Diese Bilder dienen dem Programm zur Stereorekonstruktion
als Eingangsdaten (siehe Abbildung 5).
Nun wird zunächst eine „Binarisierung“ durchgeführt, wodurch ein Schwarzweißbild entseht. Darin wird die Nahtlinie
auf die „Dicke“ eines Pixels reduziert. Die daraus resultierende
Linie wird durch Geradenstücke genähert (2D-Approximation).
Dieser Polygonzug wird wiederum durch Punkte mit geringem
46
]$FKVH
1000
950
900
850
800
750
700
650
800
1000
Ende
1200
Start
1400
1600
[$FKVH
1800
100
200
300
Abbildung 7 • Rekonstruierter 3D-Pfad
400
500
600
700
800
900
\$FKVH
Abbildung 8 • Code in Robotersprache
net werden, wobei eine stets tangentiale Orientierung entlang • Der „Torso“ (siehe Abbildung 11) stellt ebenfalls ein Beispiel
für den Bearbeitungsprozess „Nähen“ dar. Die Besonderheit
der Bahn eingehalten wird.
dieses Beispiels liegt in den ausgeprägten OrientierungsänAus diesen 6D-Posen wird direkt eine Datei mit ausführbarem
derungen der Bahn, welche extreme Anforderungen an den
Code in Robotersprache erzeugt. Diese Ausgabe lässt sich
Erkennungsprozess stellen.
prinzipiell für jeden beliebigen Robotertyp bzw. Roboterhersteller anpassen und ist von der vorangegangenen StereoreLeistungsfähigkeit des Verfahrens
konstruktion unabhängig (siehe Abbildung 8).
Die Genauigkeit des entwickelten Verfahrens lässt sich noch
Abbildung 9 stellt den Gesamtablauf der Nahterkennung dar.
nicht abschließend mit exakten Messungen belegen, da dies
eine Nachvermessung der Naht mit robotergeführter Sensorik
Applikationsbeispiele
Zum Nachweis der Funktionsfähigkeit des Verfahrens wurden erfordert, die erst später im Projekt verfügbar ist.
drei Applikationsbeispiele betrachtet, die unterschiedliche Allerdings wurde ein erster Vergleichstest der Genauigkeit gegenüber einer manuell „geteachten“ Bahn vorgenommen (ApAufgabenstellungen für die Nahtermittlung darstellen:
• Im Inneren der verwendeten Autotür wird eine Schaumstoff- plikationsbeispiel „Cockpit“). Das Teach-In nahm ca. 1 Stunde
matte zwischen Türinnenblech und Innenraumverkleidung Zeit in Anspruch (50 Raumpunkte; in der Praxis würden je nach
angebracht. Diese Matte wird mit einer Klebstoffraupe auf Bearbeitungsprozess bis zu 500 Punkte gesetzt), wobei mit
das Blech geklebt. Diese Aufgabe lässt sich mit fest vorge- konstanter Orientierung gearbeitet wurde. Ein nachträgliches
gebener Orientierung lösen, da der Klebstoffauftrag aus ei- Anpassen der Orientierung würde schätzungsweise eine weiner Düse im Allgemeinen nicht von der Bewegungsrichtung tere Stunde dauern. Der Bahnplanungsprozess mit der Stereorekonstruktion dauerte am gleichen Beispiel weniger als 15
abhängig ist.
• Das „Cockpit“ (siehe Abbildung 10) ist ein Teil einer Arma- Minuten, die im wesentlichen für die manuelle Definition der
turenverkleidung im Automobilbereich, welche über eine Naht mittels Zeichenprogramm, das den Bildern überlagert
längliche Rille verfügt, in der eine Ziernaht angebracht wird wurde, benötigt werden.
(„Nähen mit dem Roboter“). Da der Kontrast zwischen Naht Sodann wurden die Bahnen aus der Stereorekonstruktion und
und Hintergrund sehr gering ist, muss das Cockpit im Ver- aus dem manuellen Teach-In miteinander verglichen und der
hältnis zu den Kamerapositionen geeignet ausgerichtet und Abstand der beiden Bahnen zueinander berechnet. Abbildung
eine passende Beleuchtung gewährleistet werden. Für ei- 12 zeigt den Verlauf beider Bahnen. Der mittlere absolute Abnen realen Nähvorgang müssen hierbei die Orientierung in stand der beiden Verläufe liegt bei 2,8 mm und der maximale
Nahtrichtung tangential und der Nähkopf senkrecht auf der Abstand bei 8 mm.
Naht stehen. Für diese Ausrichtung kann eine parallele Naht Damit kann die weitgehend automatisch erzeugte Referenzrekonstruiert werden, die mit der tatsächlichen Naht eine bahn als Sollwert für das online-Nahtführungssystem verNahtebene erzeugt. Ist keine parallele Naht rekonstruier- wendet werden, da dieses Abweichungen bis zu 50 mm tolebar, lässt sich diese Bedingung näherungsweise durch eine rieren kann.
Alternativ könnte auch eine Nachvermessung der Naht mit eifeste Ebene ersetzten.
47
QUERSCHNITT 24
Bildaufnahme
Nahtextraktion
Automatische
Vorverarbeitung
Manuelle
Nahtmarkierung
Abbildung 10 • Applikationsbeispiel „Cockpit“
Nahtausdünnung
Abbildung 11 • Applikationsbeispiel „Torso“
2DApproximation
Korrespondenzfindung
Stereotriangulation
Nahtglättung
3DApproximation
manuelle
Orientierungsumkehr
Orientierungsberechnung
manuelle
Richtungsumkehr
Anzeige
Abbildung 9 • Ablaufdiagramm der Nahterkennung
48
nem Streifenlicht-Triangulationssensor durchgeführt werden.
Der Einrichtaufwand erhöht sich damit um die Ausführung
dieser Messfahrt, ergibt aber anschließend eine Bahn mit
deutlich höherer Genauigkeit (Fehler < 1 mm).
Status und Ausblick
Im Hybrino-Projekt werden zur Bildaufnahme digitale intelligente Kameras mit CMOS-Sensoren eingesetzt. Diese dienen
derzeit nur als Bildsensoren, während der gesamte Rechenprozess auf einem PC ausgeführt wird. In Zunkunft sollen
Bildverarbeitungsschritte oder sogar Teile der Bahnplanung
direkt auf den Kameras ausgeführt werden, da diese über eigene Rechenleistung verfügen.
Weiterhin wird derzeit eine komfortable Anwenderschnittstelle entwickelt, mit der zunächst eine einfache, intuitive Eingabe
von Nahtinformationen (Orientierung, Start/Ende, Verfahrgeschwindigkeit) ermöglicht wird. Zukünftig sollen hier Ansätze
aus „Virtual-“ bzw. „Augmented-Reality“ untersucht werden,
welche die Wahrnehmung des Anwenders verbessern und somit die Eingabe vereinfachen.
Im Hinblick auf die Steuerungsarchitektur wird die EchtzeitKommandierung des Roboters durch externe Rechner angestrebt, welche einerseits erlaubt, Geschwindigkeitsvorgaben
vor der Ausführung zu simulieren und ggf. zu korrigieren, andererseits freie Bahnformen ermöglicht, da Nahtverfolgungsapplikationen insbesondere Spline-Interpolationen benötigen.
Die Roboterschnittstelle für eine solche externe Kommandierung wurde im Verlauf des Projektes bereits implementiert
und genutzt.
Schließlich soll das hier vorgestellte Verfahren auf geschlossene oder sich kreuzende Nähte erweitert werden, um weitere
Anwendungsfelder aus der Praxis zu erschließen.
850
]$FKVH
800
900
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[$FKVH
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650
700
750
\$FKVH
Abbildung 12 • Vergleich zwischen .Stereorekonstruktion und .„Teach-In“
Literaturhinweise •
1 [quer09] H. Koch, A. König, A. Weigl-Seitz, K. Kleinmann:
Hybrino – Hochdynamische bildgestützte Regelung von
Industrierobotern zur Nahtführung bei flexiblen Objekten.
Querschnitt, Hochschule Darmstadt, 03/2009
2 [sme] www.smerobot.org
3 [tsai87] R. Tsai: A Versatile Camera Calibration Technique
for High-Accuracy 3D Machine Vision Metrology using
off-the-shelf TV Cameras and Lenses. IEEE Journal of
Robotics and Automation, vol.3, no.4, 08/1987
4 [bro03] M. Brown, D. Burschka, G. Hager: Advances in
Computational Stereo. IEEE Trans. on Pattern Analysis and
Machine Intelligence, vol.25, no.8, 08/2003
5 [shle05] D. Shlezinger: Strukturelle Ansätze für die
Stererekonstruktion. Dissertation, TU Dresden, 07/2005
Kurzbiografien •
Alexander König (BSc.) hat an der Hochschule Darmstadt
Mechatronik mit der Vertiefung Robotik studiert und ist nun
Student im Master-Studiengang Electrical Engineering.
Dipl.-Ing. (FH) Heiko Koch hat an der Hochschule Darmstadt
Elektrotechnik mit der Vertiefung Automatisierungstechnik
studiert und arbeitet im Rahmen des Projekts HYBRINO an
seiner Promotion.
Prof. Dr.-Ing. Alexandra Weigl-Seitz und Prof. Dr.-Ing. Karl
Kleinmann sind Professoren am Fachbereich Elektrotechnik
und Informationstechnik der Hochschule Darmstadt.
GEFÖRDERT VOM
Danksagung •
Die Autoren bedanken sich beim Bundesministerium für Bildung und Forschung, welches das Projekt „Hybrino“ im Rahmen des Programms „Forschung an Fachhochschulen“ in der
Förderlinie „IngenieurNachwuchs Elektrotechnik“ fördert.
49
QUERSCHNITT 24
CLIMA-PRO
ENTWICKLUNG VON INSTRUMENTEN ZUR
VERBESSERUNG DES MARKTZUGANGS
DEUTSCHER UNTERNEHMEN BEI UMWELTUND KLIMASCHUTZPROJEKTEN IN
SCHWELLEN- UND ENTWICKLUNGSLÄNDERN
Autor •
Karsten Barginda
Heute wird davon ausgegangen, dass der Markt für Umwelttechnologien in Zukunft weltweit stark
wachsen wird. Neben der Befriedigung elementarer menschlicher Grundbedürfnisse, wie beispielsweise
im Bereich der Wasser- und Energieversorgung, liegt der Motor dieses Wachstum vor allem in internationalen Klimaschutz-Vereinbarungen. Doch wie können kleine und mittlere Unternehmen aus den
Bereichen Energie, Abfall- und Wasserwirtschaft in Deutschland von dieser Entwicklung profitieren
und ihre Geschäftstätigkeiten auf neue Märkte in Entwicklungs- und Schwellenländern ausdehnen? Das
von einem Konsortium aus verschiedenen Ministerien und Forschungseinrichtungen, insgesamt dreizehn Unternehmen aus verschiedenen Branchen sowie der Sonderforschungsstelle Institutionenanalyse
der Hochschule Darmstadt getragene Forschungsprojekt clima-pro befasst sich mit der Entwicklung
von Instrumenten zur Verbesserung des Zugangs deutscher Umwelttechnologie-Unternehmen auf die
Umwelttechnologiemärkte in Schwellen- und Entwicklungsländern.
50
clima-pro
FACHBEREICH GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN
FACHBEREICH SOZIAL- UND KULTURWISSENSCHAFTEN
UND SOZIALE ARBEIT
Redaktionsmanagement und redaktionelle Innovationen einer großen
Nachrichtenagentur
51
QUERSCHNITT 24
1 • Globaler Markt für Umwelttechnologien
Obwohl im Zuge der Finanz- und Wirtschaftskrise zahlreiche
Branchen mit verringerten Absatzmöglichkeiten zu kämpfen
haben, ist der Markt für Umwelttechnologien weiterhin im
Wachstum begriffen. Dies gilt insbesondere für erneuerbare
Energien, die zunehmend auch in Schwellen- und Entwicklungsländern genutzt werden. Das Gleiche gilt aber auch für
den gesamten Markt für Umwelttechnologien, der seit Jahren
durch hohe Wachstumsraten gekennzeichnet ist. Das GesamtWeltmarktvolumen betrug im Jahr 2007 ca. 1,7 Billionen Euro.
Erwartet wird eine Steigerung der Umsätze bis zum Jahr 2020
auf 3,1 Billionen Euro1. Mit über 500 Milliarden Euro floss 2007
fast die Hälfte der Investitionen in den Bereich Energieeffizienz, während auf den Bereich der nachhaltigen Energieerzeugung 155 Milliarden Euro entfielen. Die Umsätze im Segment
der nachhaltigen Wasserwirtschaft werden mit 360 Milliarden
Euro angegeben, die der Kreislaufwirtschaft mit 35 Milliarden
Euro2. Die im Projekt clima-pro untersuchten Bereiche umfassen somit einen erheblichen Teil des Weltmarktvolumens.
Auch für diese Teilmärkte der Umwelttechnologie werden hohe Wachstumsraten erwartet. So wird bis zum Jahr 2020 für
den Markt der nachhaltigen Energieerzeugung von einer Vervierfachung ausgegangen, von 155 Mrd. Euro im Jahr 2007 auf
615 Mrd. Euro.
Die Umsätze im Bereich Abfall- und Recyclinganlagen werden voraussichtlich von 30 Milliarden Euro im Jahr 2005 auf 46
Milliarden Euro im Jahr 2020 wachsen 3. Dies entspricht einer
jährlichen Wachstumsrate von 3%. Deutlicher zulegen wird
der Teilbereich der automatischen Stofftrennung (von 190 Millionen Euro im Jahr 2005 auf 1,4 Milliarden Euro im Jahr 2020,
was einem Zuwachs von 15% p .a. entspricht).
Die nachhaltige Wasserwirtschaft wird im Jahr 2020 Umsätze
in Höhe von 480 Milliarden zu verzeichnen haben. Vor allem
in der Wasserversorgung ist ein hoher absoluter Anstieg der
Umsätze von 160 Milliarden Euro im Jahr 2005 auf 335 Milliarden Euro im Jahr 2020 zu erwarten (+ 5% p. a.), während in
der Abwasserbehandlung jährliche Steigerungsraten um 10%
erwartet werden (von 12 Milliarden Euro im Jahr 2005 auf 50
Milliarden Euro im Jahr 2020). Die höchsten Wachstumsraten
52
in diesem Segment wird mit 15% p. a. das nachhaltige Wassermanagement erreichen, prognostiziert wird eine Steigerung
von 8 Milliarden Euro im Jahr 2005 auf 50 Milliarden Euro im
Jahr 2020.
Der Marktanteil deutscher Unternehmen ist in den einzelnen Bereichen sehr unterschiedlich ausgeprägt. So bedienen
deutsche Unternehmen z.B. 90% des Marktes für Biogasanlagen, 60% Marktanteil ist bei automatischen Stofftrennungsanlagen zu verzeichnen, bei der Produktion von Biodiesel waren
es im Jahr 2007 42%. Dies zeigt, das deutsche Unternehmen
gute Chancen haben, auch in Zukunft eine führende Rolle bei
der Vermarktung von Umwelttechnologien zu spielen.
2 • Ziel des Forschungsprojektes
Neben den großen Unternehmen sind es vor allem mittelständische Firmen, die innovative Lösungen für Umweltprobleme aller Art entwickeln und am Markt anbieten. Doch trotz
der Exportstärke der deutschen Wirtschaft gestaltet sich
insbesondere für kleine und mittelständische Unternehmen
(KMU) der Export von Anlagen und technischem Know-how
in Entwicklungs- und Schwellenländer oftmals schwierig, da
verschiedene Hemmnisse zu überwinden sind. Denn eine Besonderheit vieler Märkte für Umwelttechnologie liegt darin,
dass es nur in begrenztem Umfang eine „echte Nachfrage“
nach diesen Technologien gibt. Ein von „menschlichen Bedürfnissen“ getriebener Markt besteht zum Teil im Bereich der
Wasserversorgung. In anderen Sektoren – etwa beim Einsatz
erneuerbaren Energien sowie der Abwasser- und Abfallentsorgung – entstehen die Märkte meist erst im Zusammenspiel
von (zivil-)gesellschaftlichem Bewusstsein und gesetzlichen
Vorgaben.
In vielen Entwicklungs- und Schwellenländern ist in diesen
Bereichen derzeit eine dynamische Entwicklung zu verzeichnen. Wer dort Marktchancen nutzen will, muss im Auge behalten, dass sowohl Fragen der technischen, rechtlichen und
wirtschaftlichen Voraussetzungen in den jeweiligen Zielländern eine Rolle spielen, als auch kulturelle Aspekte, deren
Nichtbeachtung einem erfolgreichen wirtschaftlichen Engagement entgegenstehen kann 4 .
clima-pro
FACHBEREICH GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN UND SOZIALE ARBEIT
Abbildung 1 • Wartung einer Photovoltaikanlage in Marokko
Fehlende Kenntnisse über die Rechtslage in Schwellen- und
Entwicklungsländern und kulturelle Gräben bei begrenzten
personellen und materiellen Ressourcen führen häufig dazu,
dass es insbesondere für KMU unmöglich erscheint, sich auf
diesen Märkten zu engagieren und diese für sich zu erschließen.
Das Ziel des Forschungs- und Entwicklungsvorhabens ist es
daher, konkrete Hilfsmittel zu entwickeln, die es speziell KMU
erleichtern, in Entwicklungs- und Schwellenländern in den
Bereichen Umwelt- und Klimaschutztechnologie wirtschaftlich erfolgreich zu sein und auch aus entwicklungspolitischer
Sicht einen substantiellen Beitrag zur nachhaltigen Entwicklung in diesen Ländern zu leisten. Hierfür werden zwei konkrete Instrumente entwickelt und in einer Pilotphase getestet:
• Der Umwelt-Investitionsradar für Schwellen- und Entwicklungsländer (UIR) wird als dynamisches Informationssystem ausgestaltet und auf KMU zugeschnittene,
branchen- und länderspezifische Informationen über die
umweltpolitischen, -rechtlichen und -wirtschaftlichen Rahmenbedingungen für den Technologieexport zur Verfügung
stellen.
• Das Instrument Interkulturelle Kompetenz liefert zunächst
einen Überblick über die jeweiligen kulturellen Gegebenheiten des Ziellandes. Darüber hinaus werden kommerzielle
Angebote zur Verbesserung der interkulturellen Kompetenz
bewertet und die Ergebnisse auf der Projektwebseite veröffentlicht. Ziel ist es, die Mitarbeiter von KMU in die Lage zu
versetzen, sich „kulturell kompetent“ und souverän im Außenhandelsgeschäft zu bewegen.
Diese beiden Instrumente werden zunächst beispielhaft an den
Staaten Marokko und den Vereinigten Arabischen Emiraten
entwickelt und getestet. Anschließend werden sowohl der Umwelt-Investitionsradar als auch das Modul Interkulturelle Kompetenz auf zwei zusätzliche Staaten ausgeweitet. Dies dient in
erster Linie der Überprüfung der Übertragbarkeit der Instrumente auf weitere Staaten. Als Ergebnis des Projektes werden
Informationsangebote zur Verfügung stehen, die von den Akteuren auch für andere Zielregionen eigenständig genutzt und
weiterentwickelt werden können. Die generierten Informationen können sowohl in die bereits heute bestehenden Angebote
verschiedener Institutionen eingespeist als auch über ein eigenständiges Informationsportal kommuniziert werden.
1 Vgl. GreenTech made in Germany 2.0. Umwelttechnologie-Atlas für
Deutschland. Hrsg.: Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz u. Reaktorsicherheit, Franz-Vahlen-Verlag, 2009
2 a.a.O.
3 a.a.O.
4 Es wird geschätzt, dass bis zu 70% der bereits vollzogenen Joint Ventures
nicht an Problemen der Übertragbarkeit technischer Lösungen oder ökonomischen Hemmnissen scheitern, sondern vornehmlich an interkulturellen
Problemen und Missverständnissen.
3 • Situation in den ausgewählten Staaten im Projektkontext
3.1 Marokko
Für das Vorhaben wurde mit Marokko ein Land aus der Region
Maghreb ausgewählt, da sich als Folge der Einführung einer
effizienten Umweltgesetzgebung in Marokko in den nächsten
Jahren ein bedeutender Markt für Umwelttechnologie entwickeln wird. Die marokkanische Regierung beabsichtigt, in
den nächsten 15 Jahren 3,7 Milliarden Euro allein in die Abfallwirtschaft zu investieren sowie bis zum Jahre 2012 den
Anteil des Primärenergiebedarfs aus erneuerbaren Energien
auf 10% zu steigern. In Marokko sind auch bereits drei Clean
Development Mechanism-Projekte (CDM-Projekte) beim UNKlimasekretariat registriert – zwei Windenergieprojekte und
ein Photovoltaikprojekt.
Auch in den anderen Maghreb-Staaten gibt es vergleichbare Entwicklungen. In Tunesien ist durch die Einführung einer
wirksamen Umweltgesetzgebung bereits seit einigen Jahren
eine deutliche Zunahme von Umweltinvestitionen zu beobachten. Der Schwerpunkt der CDM-Aktivitäten liegt in Tunesien
auf dem Deponiebereich: Zwei Deponieprojekte sind bereits
registriert und bis 2011 sollen weitere Projekte auf den Weg
gebracht werden, die insgesamt 12,7 Mio. t Kohlendioxid-Äquivalente (CO 2e) einsparen. Eine Ausweitung des Projektes auf
weitere Maghreb-Staaten erscheint daher sinnvoll.
53
QUERSCHNITT 24
3.2 Vereinigte Arabische Emirate – VAE
Die VAE wurden gewählt, weil das Land zu den dynamischsten Wirtschaftsregionen der Welt zählt und unter anderem in
den Bereichen Erneuerbare Energien, Wasser und Abfall neue
Lösungen für die rasant wachsende Bevölkerung gesucht
werden. Obwohl die VAE nicht mehr zu den Entwicklungs- und
Schwellenländern gehören, teilen sie diese Entwicklung mit
vielen geringer entwickelten Staaten. Die umweltpolitischen
Antworten können beispielhaft sein und eine Vorlage auch für
die Umweltgesetzgebung anderer Staaten darstellen. Zudem
sind deutsche Unternehmen derzeit in den Emiraten trotz ihrer partiellen Marktführerschaft unterrepräsentiert, so dass
spezifische Informationen über die Entwicklungen in den VAE
zu einer Ausschöpfung des Exportpotentials beitragen können.
In den vergangenen 40 Jahren hat das Land eine Entwicklung
vollzogen, die es vom Mittelalter direkt in die Neuzeit katapultiert hat. Viehzucht, Fischerei, Perlentaucherei, Seehandel
und vereinzelt Landwirtschaft waren die sehr begrenzten Erwerbsmöglichkeiten in den einzelnen Emiraten. Nach Ölfunden Ende der dreißiger Jahre und mit Beginn der Förderung
Anfang der sechziger Jahre sowie der Staatsgründung im Jahr
1971 wurde massiv in den Aufbau einer modernen Infrastruktur investiert. Wenig später begannen die Bemühungen um
eine schrittweise Diversifizierung. Ein bis heute andauernder
Bauboom setzte vor allem in Abu Dhabi und Dubai ein. Besonders Dubai ging dabei innovative Wege und setzte auf große
Offenheit und günstige Standortbedingungen für ausländische
Firmen und Investoren.
Heute sind von den rund 4,2 Millionen Einwohnern nur noch
rund 15% eigene Staatsbürger. Rund 85% der Einwohner sind
Ausländer. Diese Tendenz wird sich weiter fortsetzen. Allein
Dubai mit derzeit rund 1,2 Millionen Einwohnern plant eine
Verdoppelung seiner Gesamtbevölkerung in den nächsten sieben Jahren und möchte mittelfristig auf 5 Millionen Einwohner
anwachsen. Das rasante Wachstum bringt eine Reihe schwerwiegender Umweltprobleme mit sich. So werden Abfälle nach
wie vor zu großen Teilen in der Wüste deponiert oder in unmittelbarer Nähe von neuen Stadteilen ungefiltert verbrannt.
54
Auch die Verfeuerung von Öl und Kohle sorgt für eine erhebliche Luftverschmutzung. Zudem haben der große Bedarf an
Meerwasserentsalzung sowie die großen Bauprojekte vor der
Küste der Emirate schädlichen Einfluss auf den Artenreichtum
in den Gewässern.
Erschwert wird der Marktzugang durch bürokratische Hemmnisse. Anlaufphasen von mehreren Jahren für den Markteinstieg sind eher die Regel als die Ausnahme. Die rechtlichen
Rahmenbedingungen ändern sich schnell und vollständige
Informationen über die Verfahren und Anforderungen sind
schwer erhältlich. Das bedeutet für deutsche Unternehmen,
dass für die Anbahnung von Geschäftskontakten viel Zeit und
Geduld erforderlich ist. Hier setzt das im Projekt zu entwickelnde Instrument des Umwelt-Investitionsradars an, um die
verfügbaren Informationen in übersichtlicher Form bereitzustellen und die Orientierung zu erleichtern.
Es ist somit festzuhalten, dass für deutsche Unternehmen dieser Markt hochinteressant, aber der Zugang derzeit noch mit
einigen Hürden verbunden ist. Um den Vorsprung der deutschen Unternehmen gerade in der Umwelttechnik für diesen
Markt zu nutzen, bedarf es einer breiteren Information über
die ökonomischen Chancen und die rechtlichen und institutionellen Rahmenbedingungen.
4 • Differenzen und interkulturelle Kommunikation
Zu den Selbstverständlichkeiten europäischer Unternehmer
gehört die Überzeugung, dass Technik und technische Produkte aufgrund ihrer rationalen und funktionalen Prinzipien
selbsterklärend sind und sozusagen „sui generis“ überzeugend wirken. Übersehen wird dabei häufig, dass die Akzeptanz
der Einführung von Produkten oder Technologien in außereuropäischen Ländern nicht so sehr auf deren „objektiven“
Qualitäten beruht, sondern von den (sozialen) „Qualitäten“ der
Personen abhängt, die sich zum „Fürsprecher“ der Innovation
machen. In Marokko beispielsweise ist für die Akzeptanz von
Einrichtungen, Unternehmungen und Projekten neben der
Regierung und Verwaltung auch die spezifische Rolle des Königshauses eine wesentliche Grundvoraussetzung, die es zu
berücksichtigen gilt. Die staatlichen und gesellschaftlichen
clima-pro
Strukturen und das differenzierte System sozialer Rücksichtnahmen sind für Außenstehende nicht auf Anhieb zu erkennen
und den deutschen Unternehmern eher fremd. Gleichwohl
sind sie eine Quelle interkultureller Missverständnisse und ihre Nichtberücksichtigung kann eine wesentliche Ursache des
Scheiterns des Marktzugangs darstellen.
5 • Zwischenergebnisse
Kern der bisherigen Arbeit im Forschungsprojekt war die
Erhebung des Ist-Zustandes in Marokko und den Vereinigten
Arabischen Emiraten. Dies umfasste sowohl die „hard facts“,
also die Beschreibung der wesentlichen Akteure in den Zielstaaten, die bestehenden einschlägigen Gesetze, Verordnungen sowie weitere juristische und ökonomische Rahmenbedingungen, als auch die weichen Faktoren des kulturellen
Umfeldes. Nachfolgend werden die Zwischenergebnisse beispielhaft dargestellt. Darüber hinaus gehende Informationen
sind auf der Projektwebseite www.clima-pro.de veröffentlicht.
5.1 Marokko
5.1.1 Akteure
• Für KMU ist die Nationale Agentur zur Förderung des kleinen und mittleren Unternehmens (ANPME) ein zentraler Anlaufpunkt. Die ANPME ist insbesondere beauftragt,
Dienstleistungen zur Expertise und Fortbildung im Umweltmanagement zugunsten der KMU zu fördern sowie KMU bei
der Anschaffung von neuen Technologien und bei der Innovations- und Qualitätsentwicklung zu unterstützen.
• Das Zentrum zur Entwicklung der erneuerbaren Energien
(CDER) ist das operative Instrument der öffentlichen Hand
zur Förderung der Forschung und Entwicklung der erneuerbaren Energien. Kernaufgabe ist die Erstellung von Studien
und Forschungen zur Förderung, Entwicklung, Erzeugung,
Vermarktung und Verwendung von erneuerbaren Energien.
• Das Office National de l’Electricité – ONE ist mit der Herstellung, dem Transport und der Verteilung von elektrischer
Energie beauftragt. Unternehmen, die Stromerzeugungskapazitäten in Marokko errichten wollen, müssen mit der ONE
einen Konzessionsvertrag abschließen.
5.1.2 Ökonomische und rechtliche Bestimmungen
Im Regierungsrundschreiben zur „Einbeziehung von erneuerbaren Energien und energiesparender Techniken in
Bau- und Ausbauprojekte“ wird Betreibern von öffentlichen
Bau- und Ausbauprojekten im Wohnsektor vorgeschrieben,
ihre Maßnahmen zur Begrenzung der Energienachfrage, zur
Einbeziehung energiesparender Techniken und zur Steigerung
des Anteils aus erneuerbaren Energiequellen zu verstärken.
Marktchancen ergeben sich insbesondere für Anbieter von solarthermischen Anlagen sowie für Produzenten von energieeinsparenden Baustoffen.
Im Gesetz zur Errichtung der ONE ist festgelegt, das öffentliche oder private Personen Stromerzeugungsanlagen zum Eigenverbrauch bis 50MW errichten dürfen. Nicht selbst genutzter Strom muss an die ONE zu einem vertraglich vereinbarten
Preis verkauft werden. Am Ende des Konzessionsvertrags gehen das Eigentum an den Bauwerken und die Rechte, die an das
Grundstück gebunden sind, an die ONE über. Die Stromherstellung zum Eigenverbrauch ist auf insgesamt 2000 MW begrenzt.
Der Gesetzentwurf zu erneuerbaren Energien öffnet teilweise
unabhängigen Stromherstellern (IPP) den Markt der Stromherstellung aus erneuerbaren Energien. Das Gesetz erlaubt
unter bestimmten Bedingungen den Verkauf des hergestellten Stroms an einem Kunden oder an einer Kundengruppe,
dessen/deren Anlage am nationalen Mittel- oder Hochspannungsnetz angeschlossen sind sowie den Export von Strom
aus erneuerbaren Energiequellen. Daraus werden sich Marktchancen für Anbieter von Windkraftanlagen, Photovoltaikmodulen etc. sowie für Ingenieurbüros und Projektierer ergeben.
Im Bereich der Abfallentsorgung liegt in der Umsetzung des
neuen Abfallgesetzes eine wesentliche Priorität der marokkanischen Umweltpolitik. Auch hier ist ein Förderprogramm
verabschiedet worden, insbesondere zur Errichtung kontrollierter Deponien. Das Programme National des Déchets
Ménagers et Asimilés (PNDM) hat ein Volumen von 37 Mrd.
Dirham (Dh) verteilt über die nächsten 15 Jahren. Zahlreiche
Verordnungen sind bereits verabschiedet worden bzw. sind in
der ministeriellen Beratung.
55
QUERSCHNITT 24
Gewerbliche Koorperationspartner
GreenStream
Network GmbH
Roediger
Bio-Energie
GmbH
ARA Carbon
Finance GmbH
TÜV Rheinland
Industrie Service
Energie und Umwelt
Forest Finance
GmbH
LAMBDA
Gesellschaft für
Gastechnik mbH
Wissenschaftlicher Koorperationspartner
Fraunhofer Institut
System- und
Innovationsforschung
GTZUmweltprogramm
Marokko
Forschungsverbundpartner
Hochschule
Darmstadt
FH-Bingen
Gewerbliche Koorperationspartner
Juwi GmbH
Vecoplan AG
RA Hartmann
&
Partner
Holthuizen
Architekten
GmbH
Pfinke GmbH
Innovise GmbH
European
Energy
Hilp GmbH
Beirat
Exportinitiative
Recycling u. Eff.
Ministerium für
Umwelt, Forsten u.
Verbraucherschutz
Rheinland-Pfalz
Außenhandelskammern
Bundesministerium
für Umwelt,
Naturschutz und
Reaktorsicherheit
Netzwerk
Germanwater e.V.
ITUT e.V.
Abbildung 2 • Koorperationspartner im Forschungsprojekt „clima-pro“
Die Marokkanische Regierung hat 2008 ein umfangreiches Förderprogramm, das „Programme National d’Assainissement“,
zum Bau und zur Erneuerung von Kläranlagen und des Abwassernetzes aufgelegt. Dieses Programm hat ein Volumen von 50
Mrds Dh (etwa 5 Mrd. Euro) bis 2020, 80 Mrd. Dh bis 2030.
5.2 Vereinigte Arabische Emirate – VAE
5.2.1 Akteure
Ein wesentlicher Akteur ist die Abu Dhabi Future Energy Company (ADFEC). Diese wurde gegründet, um das Ziel der Regierung der VAE umsetzen zu können, bis zum Jahr 2020 eine
Kraftwerkskapazität von 1.500 MW im Bereich der erneuerbaren Energien zu installieren. Zu diesem Zweck hat die ADFEC
eine Reihe von Aufgaben zugewiesen bekommen:
• Errichtung einer CO2- freien Stadt nahe Abu Dhabi (Masdar).
Diese wird als Sonderwirtschaftszone konzipiert, um die
Ansiedlung von Herstellern, industrienahen Dienstleistern
sowie Forschungseinrichtungen aus dem Bereich der erneuerbaren Energie zu erleichtern.
• Aufbau von Fachwissen bezüglich erneuerbarer Energie
durch die Gründung eines Postgraduierten-Kollegs.
• Gründung und Etablierung eines Forschungsnetzwerkes.
• Förderung von CDM- und Carbon Capture and Storage
Technologie-Projekten (CCS-Projekten)
• Gründung des „Clean Tech Fund“, mit dem die Beteiligung
an Unternehmen in Bereich der erneuerbaren Energien
weltweit erfolgt.
Die Abu Dhabi Electricity and Water Authority (ADWEA) ist
zuständig für Produktion, Transport und Verteilung von Strom
und Wasser, den Betrieb und die Unterhaltung des Stromnetzes sowie für den Betrieb und die Erhaltung von Wasserversorgungseinrichtungen, wie Pipelines und Pumpstationen.
Das Gulf Research Center ist eine unabhängige Forschungseinrichtung mit Sitz in Dubai. Es hat sich zur Aufgabe gemacht,
die wissenschaftliche Forschung zu den für die Golfstaaten relevanten Fragestellungen in den Themenfeldern Politik, Wirtschaft, Soziales, Umwelt, Sicherheit und Bildung zu betreiben
und die Ergebnisse der Bürgerschaft der Golfstaaten zugänglich zu machen.
56
5.2.2 Ökonomische und rechtliche Bestimmungen
Das Emirat Dubai möchte neue Standards für umweltfreundliche Gebäude im Emirat Dubai bei neuen Bauprojekten implementieren. Die Vorgaben werden schrittweise definiert und
in mehreren Schritten umgesetzt. Wie in der Region üblich,
wurde dieses Vorhaben erst für Marketingzwecke eingesetzt
und soll der Region ein „grüneres“ Image verschaffen. In der
Praxis werden die neuen Vorgaben erst zögerlich implementiert. Konkret sollen durch den Einsatz von Energiesparlampen Strom gespart werden, Wasser soll mittels Wasserstopper gespart werden, die Warmwassererzeugung soll durch
Solarenenergie umweltfreundlich erfolgen.
Mit den technischen Spezifikationen für Wärmedämmung und
den Energieverbrauch von luftgekühlten Gebäuden im Emirat
Dubai soll der Energieverbrauch gesenkt werden, der insbesondere durch die Kühlung der Gebäude derzeit sehr hoch ist.
5.2.3 Relevanz interkultureller Kompetenzen für Geschäftsanbahnungen in den VAE
Bei Geschäftstätigkeiten im Ausland kommt es immer wieder zu Irritationen zwischen den Geschäftspartnern, die auf
Unkenntnis der kulturellen Geflogenheiten des Gegenübers
basieren. In den VAE ist die Toleranzschwelle schon aufgrund
des Ausländeranteils von ca. 85% zwar relativ hoch, doch auch
hier sollten einige „Regeln“ beachtet werden, die die Erfolgschancen erhöhen. Nachfolgend werden die wichtigsten kurz
beschrieben, ausführliche Informationen sind auch zu diesem
Themenkomplex auf der Projektwebseite zu finden.
Persönliche Beziehungen spielen in den VAE eine größere
Rolle als in Deutschland. Ein distanziertes oder reserviertes
Geschäftsverhalten, das sich alleine auf angebotene Lösungen konzentriert, wird in der Regel negativ bewertet, Dem
Aufbau von persönlichen Beziehungen und Netzwerken sollte grundsätzlich erhebliche Aufmerksamkeit gewidmet werden.
Um in den VAE erfolgreich zu sein, muss man nah am Kunden
sein. Dies wurde in Gesprächen sowohl mit Einheimischen als
auch mit deutschen Akteuren vor Ort immer wieder betont.
Ist die deutsche Firma vor Ort nicht direkt oder mittels einer
clima-pro
Vertretung präsent, kann dies auch zu konkreten Nachteilen
führen – etwa im Zahlungsverkehr.
Die Produktion vor Ort ist für Emiratis häufig von größerem
Interesse als der reine Import von Produkten. Daher sollten
frühzeitig die Interessen des Verhandlungspartners erkundet
werden. Wichtig sind der Ausbau der Vertrauensebene und die
Betonung des gemeinsamen Interesses.
Aufgrund des britischen Einflusses in der Region und den
zahlreichen westlichen Arbeitskräften hat sich Englisch als
Geschäftssprache etabliert. Daher sollten deutsche Unternehmensvertreter entweder ein gutes Englisch sprechen oder
einen „Dolmetscher ihres Vertrauens“ mit zu den Verhandlungen nehmen.
Zuweilen wird moniert, dass deutsche Präsentationen „ausufernd“, „technikausführlich“ oder zu „problemorientiert“
seien. Demgegenüber sind Erwartungshaltungen seitens der
Geschäftspartner eher auf die Präsentation visionärer und
vollständiger Lösungspakete ausgerichtet.
6 • Forschungspartner
Wesentlich für die Forschungsarbeit im Projekt clima-pro ist
die Zusammenarbeit der zwei Forschungspartner, dem „Institute for Environmental Studies and Applied Research“ (IESAR)
an der FH Bingen und der Sonderforschungsgruppe Institutionenanalyse (sofia) an der Hochschule Darmstadt, mit weiteren
wissenschaftlichen und gewerblichen Kooperationspartnern.
Abbildung 2 zeigt das Gesamttableau aller Projektbeteiligten.
Das Forschungsprojekt wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert.
7 • Fazit
Mit dem Forschungsprojekt clima-pro wird eine wesentliche
Lücke bereits bestehender Informationsangebote zur Verbesserung des Marktzugangs deutscher Umwelttechnologie-Unternehmen in Schwellen- und Entwicklungsländern geschlossen. Denn insbesondere für kleine und mittlere Unternehmen
ist es schwierig, sich zum Einen über die permanent verändernde Rechtslage in verschiedenen Staaten auf dem Laufenden zu halten. Zum anderen sind auch die Informationen
zahlreicher Anbieter über die relativ statischen Gegebenheiten eines Staates, wie beispielsweise die Staats- und Verwaltungsstruktur, nur sehr unzureichend auf KMU zugeschnitten.
Im Forschungsprojekt clima-pro werden diese beiden „Mängel“ behoben: Informationen über die Rahmenbedingungen
für Umwelttechnologie in verschiedenen Staaten werden in
einer für KMU adäquaten Weise aufbereitet. Gewährleistet ist
dies nicht zuletzt durch die enge Zusammenarbeit aller Projektbeteiligten. Insbesondere wird erstmals der Versuch unternommen, eine Informationsplattform bereitzustellen, auf
der die aktuelle Gesetzeslage zahlreicher Staaten dargestellt
ist und mit zusätzlichen Informationen, auch über kulturelle
Gegebenheiten, bestückt wird. Mit der Auswahl der Energie-,
Abfall- und Wasserwirtschaft stehen zudem diejenigen Branchen im Mittelpunkt des Projekts, bei denen in Zukunft ein erhebliches Wachstum zu erwarten ist.
Kurzbiografie •
Karsten Barginda schloss 1999 das Studium der Betriebswirtschaftlehre mit dem Schwerpunkt Umweltmanagement an
der Fachhochschule Anhalt ab. Anschließend absolvierte er
ein Aufbaustudium Energiewirtschaft an der Fachhochschule Darmstadt, das er im November 2002 abschloss. Seit 2003
ist er als wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der Sonderforschungsgruppe Institutionenanalyse der Hochschule Darmstadt tätig.
Links •
http://www.sofia-darmstadt.de
http://www.fh-bingen.de/IESAR.3516.0.html
http://www.clima-pro.de
http://www.umweltinvestitionsradar.de
57
QUERSCHNITT 24
MATERIAL- UND DIMENSIONSSTUDIE
AN DIESELPARTIKELFILTERN
Autoren •
Claus Dieter Vogt
Philipp Kattouah
Gerald Ruß
Andreas Rothenbach
Die Minderung von Partikelemissionen im Abgas von Verbrennungskraftmaschinen hat seit jeher
einen hohen Stellenwert in der Entwicklung. Mit der Einführung neuer Werkstoffe und Technologien
ist neben der Vermeidung der Partikelentstehung während der Verbrennung auch die Reduzierung
der Partikelemissionen im Abgas möglich geworden. Dazu wird in das Abgassystem ein Partikelfi lter
integriert. Die Herausforderung hierbei liegt in der sicheren Regeneration, bei der die eingelagerten
Kohlenstoffpartikel kontrolliert abgebrannt werden, ohne dass es über die Fahrzeuglebensdauer zu
Schäden am Filter kommt. Moderne Einspritzsysteme, Filtermaterialien und -strukturen liefern
hierzu einen großen Beitrag [1]. In diesem hier vorgestellten Forschungsvorhaben sind verschiedene
Filtermaterialien und -strukturen auf ihre Haltbarkeit und Effizienz hin untersucht worden.
58
Material- und
Dimensionsstudie
an Dieselpartikelfi
ltern FACHBEREICH
FACHBEREICH
MASCHINENBAU
SOZIAL- UNDUND
KUNSTSTOFFTECHNIK
Redaktionsmanagement und redaktionelle
Innovationen
einer großen
Nachrichtenagentur
59
QUERSCHNITT 24
normalisierte Konzentration, dC/Ctotal /dlogDp
feine Partikel
Dp < 2,5μm
Nanopartikel
Dp < 50nm
PM10
Dp < 10μm
ultrafeine Partikel
Dp < 100nm
Kohlenstoff 71 %
Angelagerte Kohlenwasserstoffe 24 %
Metalloxide 3 %
Sulfate 2 %
Nukleationsmode
0,001
0,010
grobe Partikel
Akkumulationsmode
0,100
1,000
10,000
Durchmesser (μm)
Abbildung 1 • Anlagerungen an Kohlenstoffpartikel
Abbildung 2 • Durchschnittliche Größen- und Massenverteilung von Partikeln im
Abgas von Dieselmotoren
.Gewichtung Partikelmasse, .Gewichtung Partikelanzahl
Hintergrund
Partikel aus der motorischen Verbrennung weisen eine komplexe Zusammensetzung auf. Grundsätzlich unterscheidet
man Partikel der Nukleationsphase und Partikel der Akkumulationsphase. Die Partikel in der Nukleationsphase liegen im
Größenordungsbereich von bis etwa 9nm – 30nm vor und haben im Allgemeinen einen flüssigen Kern aus Kohlenwasserstoffen. Es handelt sich also eher um Kondensate. In der Akkumulationsphase ist der Kern des Partikels aus elementarem
Kohlenstoff. Da diese Kohlenstoffkerne eine hohe spezifische
Oberfläche von 30 – 50m²/g besitzen, können sich, wie in Abbildung 1 dargestellt, verschiedene weitere Stoffe aus dem Kraftstoff und Motorenöl anlagern [2]. Partikel in der Akkumulationsphase finden sich vorwiegend im Größenordnungsbereich
von 30 – 240nm. Eine typische Verteilung der Partikelanzahl
auf die verschiedenen Größenordnungen ist in Abbildung 2
dargestellt [3].
Die am meisten eingesetzte Filterart ist der sogenannte „keramische Oberflächenfilter“ [4]. Bei dieser Art von Filter wird
das Abgas, wie in Abbildung 3 dargestellt, mit Hilfe eines Systems von wechselseitig verschlossenen Kanälen durch die poröse, keramische Kanalwand hindurchgeführt. Dabei werden
die im Abgasstrom enthaltenen Partikel zuerst in der Wand
abgeschieden, bevor sich ein Filterkuchen auf der Oberfläche
der Wände ausbildet, der dann die eigentliche Filterwirkung
übernimmt. Die erreichbaren Filterwirkungsgrade für Oberflächenfilter liegen weit über 90 % [5, 6].
Die anfängliche Abscheidung der Partikel in der Wand erfolgt
nach vier verschiedenen Prinzipien:
• entweder durch Kollision,
• durch Diffusion,
• durch Gravitation oder
• durch Interzeption beim Entlangstreichen an der Oberfläche
(Sperreffekt), Abbildung 4.
Die Wirksamkeit der jeweiligen Abscheideart hängt unter anderem von der Größenkombination Partikel zur Korngröße der
die poröse Wand bildenden Keramikkörner, sowie der Temperatur und Porosität ab. Dabei ist hervorzuheben, dass die
oftmals anschaulich angenommene Wirkung der Blockade
der Pore durch das größere Partikel, wie es in einem Sieb vorkommt, nicht zum Tragen kommt. Vielmehr ist die Größenverteilung der Poren in den Kanalwänden so gewählt, dass der
Durchmesser der kleinsten Pore im Allgemeinen größer ist
als der Durchmesser des größten Partikels.
Während kleine Partikel häufig aufgrund von Diffusion abgeschieden werden, bleiben große Partikel eher nach einer
Kollision haften. Bei der Auslegung eines Filters müssen die
Porengröße, das Porenvolumen und die Größe der keramischen Körner, die die Wand bilden, so abgestimmt werden,
dass eine möglichst hohe Filtereffizienz über die gesamte Partikelgrößenverteilung erreicht wird, ohne dass der Druckverlust im Filter zu groß wird. Ein zu großer Druckverlust über
den Filter erschwert das Ausschieben der Abgase aus dem
Motor und damit steigt der Kraftstoffverbrauch an.
Verschließen sich die Poren allmählich durch die angelagerten Partikel, dann werden diese auch an der Oberfläche der
Kanalwände abgeschieden und es bildet sich ein Filterkuchen,
der bei weiterem Betrieb kontinuierlich wächst. Der Druckverlust über dem Filter steigt in diesem Stadium annähernd linear
mit der zunehmenden Beladung des Filters mit Rußpartikeln.
Von einer Verstopfung des Filters spricht man, wenn die Filterkuchen von den Kanalwänden zusammenwachsen und den
60
Material- und Dimensionsstudie an Dieselpartikelfiltern
FACHBEREICH MASCHINENBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK
Verschlussstopfen hinten
Verschlussstopfen vorne
Abgase vom Motor
Partikel- & Ascherückhaltung
Filterwände
zoom!
Ruß
Grenze
Filterwand
Gereinigte Abgase
Abbildung 3 • Prinzip Keramikfilter
Diffusion
Gravitation
Interzeption
Kollision
Strömungsrichtung
Richtung der Kraftwirkung
Partikel
Abbildung 4 • Prinzipien der Partikelabscheidung an einer Filterwand (Quelle: NGK Europe GmbH, SAE: 2007-01-0921)
61
QUERSCHNITT 24
Bypass-Ventil
wassergekühlter
Ladeluftkühler
T, p
Diesel-Kraftstoff
T, p
AGR-Ventil
Turbolader
Drosselklappe
Luftfilter
T, p
DPF
Steuergerät
DOC
T, Abgasmessanlagen
T, p, Abgasmessanlagen
Töl, pöl
T, p, Abgasmessanlagen
Abbildung 5 • Schema Prüfstandsaufbau
freien Querschnitt des Kanals verschließen. Der Druckverlust
steigt jetzt exponentiell mit zunehmender Beladung an. Dieser
Zustand ist für den Motorbetrieb kritisch, da mit zunehmendem Gegendruck auch die Abgastemperatur steigt, so dass
zusätzlich zu einem erhöhten Kraftstoffverbrauch und einer
reduzierten Leistung auch Gefahr für die Bauteile im Abgassystem des Motors besteht.
Doch deutlich bevor es zu den beschriebenen Folgen für den
Motor durch einen verstopften Filter kommt, muss der Filter
regeneriert werden, damit er nicht mechanisch beschädigt
wird. Grund dafür sind die hohen Temperaturen und räumlichen Temperaturgradienten die entstehen, wenn der im Filter
abgelagerte Ruß verbrannt wird. Würde ein Filter regeneriert
werden, der bereits verstopfte Kanäle aufweist, dann ist damit
zu rechnen, dass die während des Abbrands entstehende Wärmemenge und die daraus resultierenden Thermosspannungen
so groß sind, dass sie die Keramik des Filters zum Reißen
bringen. Damit dies nicht eintritt, muß die Rußbeladung auf
ein Niveau beschränkt werden, das eine Regeneration erlaubt, ohne dass die auftretenden Thermospannungen die
Filterkeramik reißen lassen. Neben der eingelagerten Rußmenge spielt auch der Betriebszustand des Motors während
der Regeneration eine kritische Rolle. Die eigentliche Herausforderung der Filtertechnologie besteht damit in der sicheren
Regeneration des Filters in jeder Betriebssituation unter Vermeidung von zu vielen Regenerationen, da jede Regeneration
den Kraftstoffverbrauch erhöht. Für die Regeneration muss
das Abgas auf eine Temperatur von über 600°C angehoben
werden. Dies erfolgt mit Hilfe einer zusätzlichen Kraftstoffmenge, die während des Ausschiebens der Abgase aus dem
Zylinder eingespritzt wird. Ein wesentlicher Teil des so einge62
spritzten Kraftstoffs wird in einem dem Filter vorgeschalteten
Katalysator oxidiert. Die dabei frei werdende Wärme heizt die
Abgase und den Filter auf, so dass der eingelagerte Ruß abbrennen kann.
Durch eine kontinuierliche Entwicklung werden die verwendeten Keramiken für den Filter andauernd verbessert, so dass die
maximal im Filter abgelagerte Rußmenge, ab der eine Regeneration notwendig wird – das Rußlimit, ständig weiter angehoben werden kann und damit der Kraftstoffverbrauch sinkt [7].
In der vorliegenden Untersuchung wurden zwei unterschiedliche Keramiken und zwei verschiedene Filterstrukturen
untersucht. Dazu musste ein Verfahren entwickelt werden,
welches die maximale thermische Belastung des Filters während der Regeneration darstellt. Anschließend wurden die
verschiedenen Filter mit einer von Versuch zu Versuch zunehmenden Rußmenge beladen, regeneriert und anschließend auf
Beschädigungen kontrolliert. Die Überprüfung auf Beschädigungen erfolgte mit Hilfe von Ultraschall und in einem Computertomographen.
Versuchsaufbau
Für die Untersuchungen wurde ein in Serie befindlicher
Dieselmotor mit Common Rail Technologie verwendet, der
in einem Mittelklasse-Pkw eingesetzt wird und serienmäßig
mit einem Partikelfilter ausgerüstet ist. Der Motor wurde auf
einem dynamischen Prüfstand im Labor für Verbrennungskraftmaschinen der Hochschule Darmstadt installiert [8]. Zur
Überwachung der Motorfunktionen und zur Ermittlung der
Versuchsparameter wurden verschieden Messsensoren wie in
Abbildung 5 dargestellt angebracht.
Besonderes Augenmerk musste dabei auf die Instrumen-
Outside
14
11
8
19
3
5 mm
31
22
25
28
5 mm
m
20 m
In
15,0
137,4
1
4
9
12
15
20
23
26
29
30,6
106,8
5
16
76,2
6
17
30,6
30,6
45,6
2
7
10
13
18
21
24
27
30
15,0
3
8
11
14
19
22
25
28
31
30,6
15,0
Out
Abbildung 6 • Lage Thermoelemente im Siliziumcarbid-Filter (SiC)
Abbildung 7 • Filter mit eingesetzten Thermoelementen
63
QUERSCHNITT 24
Konzentration [mg/m3]
45
40
modifizierter Betriebspunkt
Rußbeladungsrate ~3,28g/h
25,4%
35
30
74,6%
25
20
normaler Betriebspunkt
Rußbeladungsrate ~1,56g/h
23,2%
15
76,8%
10
5
0
1,39
1,61
Lambda[-]
3
SOF [mg/m ]
soot [mg/m3]
Abbildung 8 • Ergebnisse SOF / soot Messung
tierung des Filters mit Thermoelementen gelegt werden.
Da wie oben beschrieben die Spitzentemperaturen und die
Temperaturgradienten eine wesentliche Rolle bei der Belastung während einer Regeneration spielen, wurden bis zu
31 Thermoelemente in genau definierten Positionen in den
Filter geschoben (Abbildung 6 und 7). Die Thermoelemente
haben einen Durchmesser von 0,5 mm und reagieren damit
aufgrund ihrer geringen Masse sehr schnell auf Temperatur
Änderungen. Allerdings sind sie damit auch sehr anfällig gegen mechanische Belastungen.
Versuchsdurchführung
Der grundsätzliche Versuchsablauf unterteilt sich in drei Phasen:
• in der ersten Phase wird der Filter am Motor mit Ruß beladen,
• in der zweiten wird die Regeneration mit der Aufzeichnung
aller Messgrößen durchgeführt und
• in der dritten Phase wird der Filter auf eventuell aufgetretene
Fehler untersucht.
Diese Phasen werden so oft bei ansteigender Rußbeladung
durchlaufen, bis ein Schaden am Filter diagnostizierbar ist.
Das Ergebnis wurde mit Hilfe eines zweiten Musters verifiziert.
Die normale Rußmenge, die ein moderner Dieselmotor im
Betrieb emittiert ist aufgrund der modernen Einspritztechnologie gering und würde zu großen Beladungszeiten führen.
Damit diese Zeitspanne verkürzt werden kann, wurden die Motoreinstellungen so verändert, dass die Rußemissionen deutlich ansteigen. Dazu wurden im Wesentlichen die Luftmenge
und damit die Sauerstoffmenge während der Verbrennung
reduziert. Dabei muss jedoch beachtet werden, dass sich die
Zusammensetzung der Partikel nicht deutlich vom normalen
Betriebszustand unterscheidet, da ansonsten mit einem un64
terschiedlichen Regenerationsverhalten zu rechnen ist. Dabei
spielen die oben beschriebenen, an den festen Kohlenstoffkern (engl.: soot) angelagerten Verbindungen eine wesentliche Rolle. Hier sind insbesondere die löslichen organischen
Anteile (engl.: Soluble Organic Fractions SOF) von Bedeutung,
da sie während des Abbrandes ein anderes Wärmefreisetzungsverhalten aufweisen. In Abbildung 8 ist dargestellt, dass
mit dem gewählten Verfahren ein geringer, aber akzeptabler
relativer Anstieg der SOF-Konzentration messbar ist.
Die Versuchsreihe für jeden Filter startete mit einer Beladung
von 5 g/l Filtervolumen und wurde dann sukzessive um 1 g/l
gesteigert. Die Überprüfung der Gewichtszunahme erfolgte
mit Hilfe einer Feinwaage. Dabei wurde die Temperatur im
Filter bei jeder Messung gleich gehalten, um den Einfluss von
Kondensatbildung auf das Gewicht zu vermeiden.
Nachdem sich die angestrebte Rußmenge im Filter angesammelt hatte, erfolgte die Regeneration des Filters unter Bedingungen, die bezüglich der kritischen Größen: Spitzentemperatur und räumlicher Temperaturgradient, als die schlimmsten
anzunehmenden anzusehen sind. Diese Bedingungen treten in
den meisten Fällen dann auf, wenn der Motor die Regeneration
aus einem Betriebspunkt mittlerer Last und Drehzahl einleitet
und kurz nach Einsetzen des Rußabbrands in den Leerlaufbetrieb übergeht. Im Fahrzeug stellt sich so eine Bedingung ein,
wenn der Fahrzeugmotor bei Überlandfahrt die Regeneration
einleitet und kurz danach zum Beispiel bei Einfahrt in einer
Ortschaft an einer Ampel anhalten muss. Die Problematik dieser Betriebssituation ergibt sich aus der plötzlichen Abnahme
des Abgasmassenstroms durch den Filter beim Wechsel von
Teillast auf Leerlauf. Damit wird die durch den Rußabbrand
freiwerdende Wärme langsamer abtransportiert und die Tem-
Nacheinspritzung Nacheinspritzung
Aus
An
Nacheinspritzung
Aus
Drehmoment [Nm]
Drehzahl [min-1]
50
40
2000
850
0
50
Zeit (s)
Abbildung 9 • Motordaten (Drehmoment/Drehzahl), ‚Drop to Idle‘-Test
putertomographen durchgeführt, der auch die Risse in Strömungsrichtung erfassen kann.
peratur im Filter steigt an. Am Motorprüfstand wurde dieser
Vorgang entsprechend der in Abbildung 9 dargestellten Verläufe von Motordrehzahl und -moment nachgestellt. Dabei
wurde in Vorversuchen die Zeit bis zum Übergang in den Leerlauf so bestimmt, dass die Spitzentemperatur im Filter einen
maximalen Wert erreicht.
Nach Abkühlung und Wägung des Filters wurde dieser mit
Hilfe von Ultraschall untersucht. Hier gelang es durch Wahl
einer geeigneten Sonde und Ankopplungsmediums eine Einleitung des Schalls in die poröse keramische Struktur zu ermöglichen. Durch Vergleich mit einem unbeschädigten Filter
gleicher Länge gelang es durch den Laufzeitvergleich des
Ultraschallsignals eine defekte Stelle, wie zum Beispiel ein
Riss im Träger, zu entdecken. Allerdings ist diese Methode
auf die Identifizierung von Rissen quer zur Strömungsrichtung
beschränkt. Wurde an einem Muster ein Riss mit Ultraschall
detektiert, wurde eine weitergehende Untersuchung im ComMuster
Durchmesser [mm]
Länge [mm]
Versuchsergebnisse
Muster
Die untersuchten Muster unterscheiden sich im Material und
in der Geometrie. Die Geometrie der keramischen Wabenträger wird neben den Grundabmessungen Querschnittsfläche
und Länge durch die Abmessungen der Zellen definiert. Dabei
reichen die auf die Querschnittsfläche bezogene Anzahl der
Zellen und die Wandstärke der Kanalwände aus. Damit lassen
sich dann die anderen Größen wie Kanalhöhe und offene Querschnittsfläche berechnen. Die Anzahl der Zellen wird meistens auf ein Quadrat Inch bezogen (CPSI Cells Per Square Inch)
und die Wanddicke wird in tausendstel Inch angegeben. So
beschreibt die Abkürzung 12/300 einen Träger dessen Wände
eine Stärke von 12 /1000“ = 0,3048 mm haben und der 300 Zel1
2
144
3
144
144
152
152
152
16/300
12/300
12/300
Cordierit
Si-SiC
Cordierit
48 %
52 %
48 %
< 1x10-6
4x10-6
< 1x10-6
Wärmeleitfähigkeit (800°C, 52 % Porosität) [W/mK]
0,8
12
0,8
Dichte (52% Porosität) [g/l]
490
720
490
Zellen Spezifikation
Material
Porosität
Wärmeausdehnungskoeffizient axial, (40 – 800°C) [1/°C]
Tabelle 1 • Spezifikation der untersuchten Muster
65
QUERSCHNITT 24
Abbildung 10 • Filtermaterialien (links: Siliziumcarbid, rechts: Cordierit)
(Quelle: NGK Europe GmbH)
len auf der Fläche eines Quadrat Inchs (entspricht 645,16 mm²)
aufweist. In Tabelle 1 sind die untersuchten Muster beschrieben. Die Muster 1 und 3 wurden aus Cordierit hergestellt und
können als ganzes mit der gewünschten Querschnittsfl äche
extrudiert werden. Das Muster mit der Nummer 2 ist aus Silizium gebundenem SiC hergestellt (Siliziumcarbid: Si-SiC),
Abbildung 10. Diese Filter werden in Quadern mit einer Kantenlänge von 36 mm extrudiert, dann mit Hilfe eines Spezialzements zur gewünschten Abmessung zusammengefügt und
anschließend zur gewünschten Form geschliffen.
Temperaturverteilung im Filter
In Abbildung 11 ist eine typische Messung der Temperaturverteilung im Filter dargestellt. Mit dem Einleiten der Regeneration steigt die Gastemperatur vor dem Filter rasch an. Ab ca.
600°C setzt der Rußabbrand ein und die Temperaturen im
Filter übersteigt die Gastemperatur deutlich. Geht der Motor in den Leerlauf über, wird weniger Wärme aus dem Filter
transportiert und die Temperaturen im Filter erreichen ihr Maximum. Die höchste Temperatur stellt sich für die Muster aus
Cordierit im hinteren Teil des Filters in der Querschnittsmitte
ein. Da für die Muster aus Si-SiC einzelne Segmente zusammengefügt werden und an den Fügestellen die Wärme schlechter abtransportiert wird, erstreckt sich der Bereich der höchsten Temperaturen auf die Zentren der inneren vier Segmente
(z. B. Thermoelement an Position 3). In Abbildung 12 sind die
maximalen Filtertemperaturen als Funktion der Rußbeladung
dargestellt. Es lässt sich erkennen, dass offensichtlich mit abnehmender Wandstärke die Temperatur steigt. Weiterhin findet
man für den Filter aus Si-SiC bei gleicher Zellgeometrie niedrigere Temperaturen als für den Filter aus Cordierit.
66
Ultraschalluntersuchung
In Abbildung 13 ist der Verlauf eines typischen Ultraschallsignals für einen unbeschädigten Filter und einen Filter, der
einen Riss quer zur Durchströmungs- und Schallrichtung hat,
dargestellt. Im Fall eines unbeschädigten Filters findet man
bedingt durch die schwierige Ankopplung auf der porösen und
durch die Kanäle unterbrochenen Stirnfläche auf den ersten
ca. 50 mm deutliche Störsignale. Das Rückwandecho erscheint
dann wieder als deutliches Signal und ermöglicht die Kalibrierung der Längenskala über die bekannte Länge des Filters. Ist
im Filter ein Riss entstanden, dann werden die Schallwellen
dort reflektiert und man erhält ein Echo, das vor der Position
des Rückwandechos liegt. Das Rückwandecho erscheint dann
je nach Ausdehnung des Risses nicht mehr.
CT Untersuchungen
Die Abbildung 14 zeigt die CT Aufnahme eines Filters der Musterspezifikation 2. Der Riss, der quer zur Strömungsrichtung
verläuft, erstreckt sich über die Segmentgrenzen und damit
über die Zementierung hinweg.
Versuchsauswertung
Primäres Ziel der Untersuchungen war es, die verschiedenen
Muster hinsichtlich ihrer maximal möglichen Rußbeladung zu
untersuchen. Die Auswertung der vorliegenden Ergebnisse
lässt den Schluss zu, dass Si-SiC-Filter eine höhere Rußbeladung ermöglichen als Cordierit Filter. Ein eindeutiger Einfluss
der Wandstärke auf die maximal mögliche Rußbeladung konnte nicht festgestellt werden.
Neben den Ergebnissen zur maximalen Beladung des Filters
konnten mit den durchgeführten Messungen auch Erkennt-
Temperatur [ºC]
1200
max. DPF Temp. [ºC]
1400
Nacheinspritzung
50s
1100
1300
984ºC
Cordierit 12/300
1000
1200
900
1100
800
700
Cordierit 16/300
1000
600
900
Siliziumcarbid 12/300
500
800
400
700
300
600
200
100
200
300
400
500
4
600
4,5
5
5,5
6
Zeit [s]
Abbildung 11 • Temperaturverlauf im Cordierit-Filter, ‚Drop to Idle‘-Test
.Temp. Filtereingang (Rand), .Temp. Filtereingang (Mitte),
.Temp. Filtermitte (Rand), .Temp. Filtermitte (Mitte),
.Temp. Filterausgang (Mitte)
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Störbereich
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6,5
7
7,5
8
Rußbeladung [g/l]
Abbildung 12 • Maximale Temperatur als Funktion der Beladung, ‚Drop to Idle‘-Test
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Rückwandecho
bei 150 mm
Störbereich
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Riss bei
104 mm
Abbildung 13 • Vergleich Ultraschallsignal (Filter ohne und mit Riss)
Betrag der Temperaturgradienten [K/mm]
14
12
10
8
6
4
2
0
0
100
200
300
400
500
600
Zeit [s]
Abbildung 14 • CT-Aufnahme eines Si-SiC-Filters (Quelle: NGK Europe GmbH)
Abbildung 15 • Zeitlicher Verlauf Temperaturgradienten in axialer Richtung,
‚Drop to Idle‘-Test, .Temp.grad. Filtereingang (Rand), .Temp.grad. Filtereingang (Mitte), .Temp.grad. Filtermitte (Rand), .Temp.grad. Filtermitte (Mitte),
.Temp.grad. Filterausgang (Rand)
67
QUERSCHNITT 24
x
x
15
30,6
30,6
Abgasstrom
Segment
Abgasstrom
Segment
15
30,6
30,6
Bereich der Rissbildung
30,6
30,6
30,6
30,6
15
15
0 – 10 K/mm
10 – 20 K/mm, Bereich der Rissbildung
> 20 K/mm, Bereich der Rissbildung
Bereich der
Rissbildung
Bereich der
Rissbildung
0 – 10 K/mm
10 – 20 K/mm, Bereich der Rissbildung
> 20 K/mm, Bereich der Rissbildung
Abbildung 16 • Örtliche Verteilung Temperaturgradienten Si-SiC mit Risslage
Abbildung 17 • Örtliche Verteilung Temperaturgradienten Cordierit mit Risslage
nisse zu den im Filter auftretenden Temperaturgradienten
und den resultierenden Spannungsrissen gewonnen werden.
Dazu wurden die Differenzenquotienten aus den Temperaturmesswerten der einzelnen Thermoelemente zu dem jeweils
in radialer und axialer Position benachbarten Thermoelement
gebildet. Der zeitliche Verlauf ist beispielhaft in Abbildung 15
für den Temperaturgradienten in axialer Richtung eines Filters
aus Cordierit dargestellt. Unabhängig von der Art des Musters
konnte dabei festgestellt werden, dass die höchsten Gradienten in axialer und radialer Richtung im Zeitraum zwischen 260 s
und 280 s auftreten. Eine genauere Analyse der räumlichen
Verteilung der Gradienten in diesem Zeitraum zeigt Unterschiede zwischen den Filtern aus Si-SiC und Cordierit. Der in den
Si-SiC-Filtern zwischen den Segmenten verwendete Zement
wirkt isolierend. Durch den reduzierten Wärmetransport über
die Segmentgrenze hinweg kommt es in diesem Bereich zu den
größten Temperaturgradienten (Abbildung 16). Dagegen ist der
Wärmestrom im vollextrudierten Cordierit-Filter nicht durch
Inhomogenitäten beeinflusst und zeigt insbesondere im Fall
der radialen Temperaturgradienten die typische Verteilung, die
man für einen runden Körper mit innerer Wärmefreisetzung
und Wärmeabgabe über die Mantelfläche erwartet (Abbildung
17). Da Cordierit eine geringere Wärmeleitfähigkeit aufweist als
Siliziumcarbid (siehe Tabelle 1), sind die Temperaturgradienten
in weiten Bereichen für Filter aus Cordierit größer als für Filter
aus Siliziumcarbid. Auch ist der maximal zulässige Temperaturgradient für Cordierit mit ca. 10 K/mm nur etwa halb so groß
wie der für Siliziumcarbid, so dass die in Abbildung 17 mit orange markierten Bereiche schon kritische Gradienten markieren,
während für Si-SiC nur in den Bereichen, die rot markiert sind,
zu hohe Temperaturgradienten auftreten.
Da die Ultraschall-Untersuchungen einen Rückschluss über
die Lage der beobachteten Risse zulassen, wurde geprüft, in
wie weit das Auftreten der maximalen Temperaturgradienten
mit der Lage der Risse korreliert. Hier ist jedoch zu beachten,
dass wie oben schon erwähnt, nur Risse entdeckt werden, die
vorwiegend in radialer Richtung verlaufen. Weiterhin ist eine
Zuordnung der ermittelten Temperaturgradienten zu dem resultierenden mehrachsigen Spannungszustand im Filter und
den daraus resultierenden Rissen nur bedingt möglich, so
dass eine gefundene Korrelation zwischen den Temperaturgradienten und den Risspositionen nicht zwingend ist. Allerdings lässt sich aus den in Abbildung 16 und 17 eingezeichneten
Feldern, in denen die Risse gefunden wurden, ein Zusammenhang zwischen dem Auftreten der maximalen Temperaturgradienten und Lage der Risse finden.
Auf Basis der vorliegenden Untersuchungen ist es nun möglich, den Partikelfilter für den Serieneinsatz weiter zu optimieren, um durch längere Regenerationsintervalle einen geringeren Kraftstoffverbrauch zu ermöglichen. Die Herausforderung
in der Zukunft wird darin liegen, die Filtermaterialien und
-strukturen zu verbessern, damit die CO2-Emissionen und die
Produktionskosten gesenkt werden können.
68
Literatur •
1 Filtermaterialien für die additivgestützte und katalytische
Dieselpartikelreduktion, A. Schäfer-Sindlinger: C. D. Vogt,
Motorentechnische Zeitschrift, 3/2003
2 Handbuch Verbrennungsmotoren: van Basshuysen,
Schäfer, 2004, Vieweg Verlag
3 Engines and nanoparticles: a review: D. B. Kittelson,
Journal of aerosol science, Vol. 29, No. 5/6, 1998
4 Trap oxidizer technology for light-duty Diesel vehicles,
status, prospects and current issues: C. S. Weaver,
SAE technical paper, No. 831713, 1983
5 SiC and Cordierite Diesel particulate filters designed
for low pressure drop and catalyzed, uncatalyzed systems:
S. Hashimoto, Y. Miyairi, T. Hamanaka, R. Matsbara,
T. Harada, S. Miwa, SAE technical paper, No. 2002-010322, 2002
6 Regeneration behaviour of SiC DPF, C. D. Vogt, J. Wiehl,
S. Hashimoto, V. Kordesch, H. Waras: Forum Partikel
Emissionen AVL, Nürnberg, 9/2002
7 Study on the next generation Diesel particulate filter:
Y. Furuta, T. Mizutani, Y. Miyairi, K. Yuki, H. Kurachi,
SAE technical paper, No. 2009-01-0292, 2009
8 Auswirkung von verschiedenen Filtermaterialien auf das
Regenerationsverhalten von Diesel-Partikelfiltern:
A. Rothenbach, Diplomarbeit Hochschule Darmstadt, 2009
Kurzbiografien •
Claus Dieter Vogt erwarb das Diplom im Maschinenbau an der
Fachhochschule in Frankfurt am Main im Jahr 1992. Bis Ende
1993 war er für NGK-Japan in Nagoya als Entwicklungsingenieur tätig, bevor er dann bei NGK Europe als technischer Manager das Produktmanagement aufbaute. Claus Dieter Vogt ist
heute technischer Direktor und für die Leitung des Produktmanagement bei NGK Europe GmbH verantwortlich.
Philipp Kattouah (M.Sc.) hat an der University of Nottingham
Maschinenbau und Produktionstechnik studiert. Seit 2007 arbeitet er als Diesel Account Engineer bei NGK Europe GmbH.
Sein Aufgabenbereich umfasst die Unterstützung der Entwicklung im Bereich Substrate und Dieselpartikelfilter sowie die
technische Kundenbetreuung zum Thema Abgasnachbehandlung.
Gerald Ruß ist nach Promotion und Industrietätigkeit seit April
2003 Professor an der h_da im Fachbereich Maschinenbau und
Kunststofftechnik. Dort leitet er das Labor für Verbrennungskraftmaschinen und ist dort schwerpunktmäßig auf dem Gebiet der Emissions- und des Verbrauchsreduzierung von Verbrennungskraftmaschinen tätig.
Andreas Rothenbach studierte nach seiner Ausbildung als KfzMechaniker an der h_da im Diplom-Studiengang Maschinenbau und ist seit Anfang 2009 Projektmitarbeiter im Labor für
Verbrennungskraftmaschinen der h_da. Dort betreut er zurzeit ein Projekt zum Thema „Reduzierung der Partikelemissionen und des Kraftstoffverbrauchs von Dieselmotoren“.
69
QUERSCHNITT 24
INHÄRENT SICHERES VERHALTEN
AM BEISPIEL THERMISCHER
ANIMATION AEROSOLBELASTETER
REKOMBINATOREN
Autor •
Prof. Dr.-Ing. habil. Jochem Unger
Die besten technischen Verfahren sind Nachahmungen der Natur. Dabei hängt aber der ökonomische
Erfolg ganz von der geschickten Nutzung der natürlichen Effekte ab. So kann etwa die mechanische
Bewegungsenergie (Wind) in der Atmosphäre, die durch die Sonneneinstrahlung ganz von selbst ohne
jeglichen Investitions- und Wartungsaufwand entsteht, mit Hilfe von Windrädern genutzt werden,
die durch den Stromröhreneffekt nahezu die gesamte ins Windrad einströmende Energie zur Nutzung
entnehmen können.
70
Inhärent sicheres
Verhalten am Beispiel
thermischer Animation
aerosolbelasteter
Rekombinatoren FACHBEREICH
FACHBEREICH
MASCHINENBAU
SOZIAL- UND UND
KUNSTSTOFFTECHNIK
Redaktionsmanagement
und redaktionelle
Innovationen
einer großen Nachrichtenagentur
71
QUERSCHNITT 24
.
m, U
ξ=h
Testraum
g
Ta, rH2a
Katalysatoren
Kamin, A
Raum
ξ
Te, rH2e
Ta, rH2a
Rekombinator
TM
Gebläse zur
Vorwärmung
der Raumluft
Te, rH2e
p 0, ρ0 , T0 , A 0
Entlüftung
Ölbad zum
Vorwärmen
des H2-Gases
H2-Einspeisung, Verteilerkasten
Abbildung 1 • Raum mit Rekombinator
Abbildung 2 • Teststand RENATE
Dieses Strömungsverhalten, das die nicht mehr nutzbare
Restwindenergie hinter dem Windrad minimiert, das sich auch
in einem entsprechenden in Strömungsrichtung erweiternden
Rohr einstellen würde, muss gar nicht erst gebaut werden. Der
Effekt stellt sich auf natürliche Art und Weise beim Betrieb der
Windräder ganz von selbst ein und kann nie versagen. Es ist
gar kein Aufwand erforderlich. Genau diese Aussage ist Inhalt
des folgenden Zitats von J. W. von Goethe. „Unsere ganze Aufmerksamkeit muss aber darauf ausgerichtet sein, der Natur
ihre Verfahren abzulauschen“. Durch das derart geschickte
Ernten der atmosphärischen Primärenergie Wind, wird auch
der ökonomische Nutzen optimal.
Ein ebenso natürlicher Effekt wird beim Einsatz von Rekombinatoren zur Reduzierung von Wasserstoffanreicherungen
benutzt, die etwa bei Störfällen in Kernkraftwerken entstehen können. Das in den Rekombinatoren eingesetzte Katalysatormaterial bewirkt beim Kontakt mit dem Wasserstoff
ganz von selbst eine Abbaureaktion, die wiederum durch die
räumliche Anordnung des Katalysatormaterials im kaminartigen Rekombinatorgehäuse im Schwerefeld der Erde eine freie
Konvektionsströmung induziert. Dieses Verhalten, das sich
ganz von selbst ohne Hilfe eines Einschaltvorgangs einstellt,
ist Gegenstand der hier vorliegenden Untersuchung, die sich
zudem mit dem Verhalten von aerosolbelastetem Katalysatormaterial beschäftigt. Mit solchen sich selbständig allein naturgesetzlich einstellenden ver fahrenstechnischen Abläufen
lassen sich inhärent sichere Systeme [3] realisieren, die zukünftig insbesondere bei hohen Gefährdungspotenzialen weltweit an Bedeutung gewinnen und aktive Sicherheitssysteme
ablösen oder ergänzen, die mit Sicherheit versagen können.
1 • Grundlegendes
In Räumen mit Wasserstofffreisetzungen werden autokatalytische Rekombinatoren [1] eingesetzt. Ausgelöst durch die
autokatalytische Reaktion des Wasserstoffs an den Katalysatoroberflächen und der damit verknüpften Wärmeentwicklung
wird in einer kaminartigen Apparatur (Rekombinator, Bild 1)
eine sich ebenso selbständig einstellende Kaminströmung induziert, die wiederum eine Raumzirkulation erzeugt, so dass
die Wasserstoffkonzentration im Raum unterhalb der Zündgrenze bleibt.
Unter realen Betriebsbedingungen (Raumluft angereichert
mit Aerosolen, die von Maschinen und Menschen im Raum
und der über die Belüftung einwirkenden Umgebung herrühren) kommt es zu Aerosolablagerungen auf den Katalysatoroberflächen, die das Anspringverhalten (Temperaturgradient, Totzeit) der Rekombinatoren verändern. Um diese
Effekte studieren zu können, wurde der Versuchstand RENATE
(REKOMBINATOR-NATURUMLAUF-TESTSTAND) aufgebaut.
72
2 • Theoretische Grundlagen
Mit den drei Gleichungen für den Impuls (lokal) und den beiden
Energiegleichungen (global) für den Wasserstoffabbau und die
damit verknüpfte exotherme Reaktion ist das System stationär
vollständig bestimmt [2]:
.
(1) Impuls
ρUUξ = – pξ – gρ – Km2
.
. .
.
(2, 3) Energie
Q = ΔmH2 rH2 , Q = m cp ΔT
Durch Integration von (1) längs des Kamins von ξ = 0 bis ξ = h
ergibt sich unter Beachtung der Abströmbedingung (Druck
Inhärent sicheres Verhalten am Beispiel thermischer Animation aerosolbelasteter Rekombinatoren FACHBEREICH MASCHINENBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK
Abbildung 3 • Teststand mit Rekombinator und Katalysator-Kassetten
73
QUERSCHNITT 24
Te, Ta [°C]
rH2e , rH2a [ Vol %]
2
100
1,8
90
rH2e
1,6
Ta
80
ΔT = 40K
70
1,4
Δ r = rH2e - rH2a = 0,015
1,2
dT
K
= 0,1
dt
s
60
50
1
0,8
Te
40
rH2a
0,6
30
0,4
20
0,2
10
0
0
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
0
100
200
300
400
500
600
700
800
t [s]
t [s]
Abbildung 4 • Reduzierung der Wasserstoffkonzentration durch den
Rekombinator in Abhängigkeit von der Zeit
Abbildung 5 • Anstieg der Kaminaustrittstemperatur Ta in Abhängigkeit
von der Zeit
am Kaminkopf ist der hydrostatische Druck der Umgebung
p(h) = p0 – gρ0 h), der Zuströmbedingung (Druck am Kaminfuß ist
der um den Staudruck abgesenkte statische Druck der Um.
gebung p(0) = p0 – ρ0 U(0) 2 / 2 = p0 – … m2 ), der sich ebenfalls pro. .
.
.
portional zum Quadrat des Massenstroms m ≈ mL , mH2 << mL
einstellenden konvektiven Beschleunigung und der geometrisch bedingten effektiven Auftriebshöhe h* < h der Zusammenhang
.
(4) 0 = gh* (ρ0 – ρ) – B m2
gar nicht bekannt sein müssen. Da außerdem die in der Kon.
vektionsströmung steckende mechanische Leistung P ~ m3
wegen der prinzipiell ausgeprägten Ungleichheit zwischen
mechanischer Energie und Wärmeenergie pro Zeiteinheit in
freien Konvektionsströmungen [2, 3] sehr klein ausfällt, ist die
hier zu ermittelnde Gerätekonstante C ebenfalls von sehr kleiner Größenordnung. Mit den Messwerten für die Temperaturerhöhung im Kamin ΔT und der Reduzierung des Wasserstoff.
massenstroms Δ mH2 ergibt sich mit Hilfe der drei Gleichungen
(7), (2), (3)
der bei der vorliegenden thermisch dominierten Dichteände.
. .
.
1 .
.
rung (ρ ≈ ρL , ß0 ≈ ß0L , cp ≈ cp,L [4, 5]) unter Beachtung der Zu- (8) Q = ––– m3 , Q = m cp ΔT , Q = Δ mH2 rH2
C
standsgleichung für den Zusammenhang zwischen Dichte und
Temperatur
die Gerätekonstante des Rekombinators experimentell zu:
.
(Δ mH2 rH2) 2
(5) ρ = ρ0 [1 – ß0 ΔT]
(9) C = ––––––––––––
(cp ΔT) 3
auf die Darstellung
.
3 • Messergebnisse
Q
.2
.
(6) 0 = g h* ρ0 ß0 ΔT – B m = g h* ρ0 ß0 –––––
3.1 Referenzmessungen mit neuen Katalysatorkassetten
. – B m2
c pm
Zur Bestimmung der Gerätekonstanten C des Rekombinators
nach (9) muss auch der im Experiment aufgeprägte Wasserführt, die sich schließlich auf den einfachen Zusammenhang
.
stoffmassenstrom mH2 bekannt sein. Dazu ist eine zusätzliche
.
m3
Messung erforderlich. Die Messung mit einem „Sensyflow“–
(7) –––
. =C
Q
Messgerät ergab einen aus der Gasflasche ausströmenden
.
.
zwischen dem sich frei einstellenden Massenstrom m und Gesamtgasmassenstrom von mgas = 14,6 kg/h. Der in diesem
.
der autokatalytisch frei gesetzten Wärmeleistung Q reduziert. Gesamtgasmassenstrom des eingesetzten Testgases (syntheDas Verhältnis zwischen dem Massenstrom in der dritten Po- tische Luft mit 3 Vol % Wasserstoff) enthaltene Wasserstofftenz und der zugehörigen Wärmeleistung ist hier als Geräte- massenstrom ergibt sich durch Umrechnung des Raumanteils
konstante des Rekombinators zu verstehen, die alle Details r H2 = 0,03 in den zugehörigen Massenanteil μ H2 = 0,0022 mit Hilfe
(h*, B, …) des Rekombinators enthält, die deshalb im Einzelnen von (10) nach [4, 5]
74
TM [°C]
TM [°C]
250
200
dTM
dt
180
90°
= 0,25
K
s
200
160
140
ΔTM = 140K
120
dTM
dt
150
60°
= 0,21
K
s
100
80
100
K
dTM
= 0,25
s
dt
60
T1
90°
= 150s
T1
50
40
60°
= 1350s
20
0
0
0
100
200
300
400
500
600
700
800
900
t [s]
Abbildung 7 • Anstieg der Materialtemperatur (Katalysatoroberfl äche) in
Abhängigkeit von der Zeit
rH2
1
(10) μH2 = –––––––––––––––
≈ ––––
rL R H2
rL
1 + –––– ––––
rH2 R L
rH2 R L
mit r H2 + r L = 1 , –––– –––– << 1 ,
rL R H2
0
200
400
600
800
1000
1200
1400
1600
1800
t [s]
Abbildung 8 • Temperaturverhalten des aerosolbelasteten Katalysatormaterials
in Abhängigkeit von der Raumtemperatur und der Zeit, gemittelt über alle
Kassetten
RL
–––– ~ r H2
R H2
Messverfahrens. Der zur Zeit t = 0 aufgeprägte Wasserstoffmassenstrom wird vom verwendeten Konzentrationsmessgerät erst 50 s später registriert. Dagegen ist der Temperaturgradient dT / dt der Kaminströmung in Bild 5 ebenso wie der
r H2 << r L
Temperaturgradient der Materialtemperatur dTM / dt in Bild 7
systemrelevant.
R H2 , R L : spez. Gaskonstanten
Der Material-Temperaturgradient ist um den Faktor 2,5 größer
.
zu mH2 = 0,032 kg/h. Insgesamt stellt sich das in Bild 6 darge- als der des den Rekombinator durchströmenden Gases:
stellte Verhalten ein:
dTM
K
dT
K
(12)
––––– = 0,25 ––– > –––– = 0,1 –––
dt
s
dt
s
â
rH2a = 0,005, m H2a = 0,008 kg/h
Bei der Verwendung frischen Katalysatormaterials erfolgen
die Temperaturanstiege prompt mit dem Einströmen des Wasserstoffgases. Es existiert keine Totzeit. Es werden 75 % des in
den Rekombinator einströmenden Wasserstoffs eliminiert.
â
rH2e =0,02, mH2e = 0,032 kg/h
3.2 Messungen mit aerosolbelasteten Katalysatorkassetten
Die Messungen mit aerosolbelastetem Katalysatormaterial
zeigen ein deutlich abweichendes Verhalten gegenüber dem
mit frischen unbelasteten Kassetten, das sich unabhängig
Abbildung 6 • Zu- und Abströmung des Wasserstoffmassenstroms im
Rekombinator
von der Raum- bzw. Umgebungstemperatur zeigt. Sowohl
die Temperaturgradienten als auch die Totzeit sind jetzt stark
Mit diesen Daten ergibt sich die Gerätekonstante des Rekom- abhängig von der beim Test jeweils eingestellten Raumtembinators nach (9) unter Beachtung von c p ≈ cp,L [4, 5] und dem peratur T0 . Die Materialtemperaturen in Bild 8, die mit den
Brennwert des Wasserstoffs r H2 zu:
Kamintemperaturen korreliert sind, zeigen, dass die Temperaturgradienten mit steigender Raumtemperatur ansteigen,
.
(ΔmH2 rH2) 2
-8
2
die zugehörigen Totzeiten sich dagegen reduzieren.
(11) C = –––––––––––
= 1,4 · 10 (kg/m)
(cp ΔT) 3
Insgesamt kann festgestellt werden, dass die mit aerosolbelaSowohl der Anstieg der Wasserstoffkonzentration als auch die steten Kassetten erreichbaren Temperaturgradienten sich mit
in Bild 4 erkennbare Totzeit sind eine Folge des verwendeten zunehmender Raumtemperatur asymptotisch den Tempera75
QUERSCHNITT 24
0,3
dTM
dt
[Ks ]
Tt [s]
1400
1200
0,25
promptes Anspringen
neuer Kassetten,
unabhängig von der
Raumtemperatur
1000
0,2
800
von der Raumtemperatur T0
unabhängiges Verhalten
neuer Kassetten
0,15
600
0,1
400
0,05
200
0
0
50
60
70
80
90
100
T0 [°C]
Abbildung 9 • Erreichbare Temperaturgradienten an der Oberfläche des
verunreinigten Katalysatormaterials in Abhängigkeit von der aufgeprägten
Raumtemperatur, gemittelt über alle Kassetten
turgradienten nähern, die mit nicht verunreinigten Kassetten
erreicht wurden (Bild 9).
Die sich reziprok zu den Temperaturgradienten verhaltenden
Totzeiten zeigt Bild 10. Mit zunehmender Raumtemperatur verkleinern sich die Totzeiten und streben asymptotisch gegen
das prompte Verhalten der unbelasteten Kassetten.
50
60
70
80
90
100
T0 [°C]
Abbildung 10 • Totzeiten des verunreinigten Katalysatormaterials in Abhängigkeit
von der aufgeprägten Raumtemperatur, gemittelt über alle Kassetten
Mit dieser universellen Darstellung kann nicht nur das Rekombinatorverhalten, sondern auch das Verhalten der Atmosphäre
unseres Planeten beschrieben werden [3]. Die hier studierte
mechanische Bewegungsenergie und die exotherm freigesetzte Wärmeenergie verhalten sich wie die Windenergie in
der Erdatmosphäre zur eingestrahlten Sonnenenergie (Abb 11).
Der Quotient aus Bewegungsenergie und Wärmeenergie ist eine Konstante von sehr kleiner Größenordnung. Die durch die
4 • Ausblick
.
Die experimentell bestimmte Gerätekonstante des Rekombi- Wärmeleistung Q induzierte Bewegungsenergie / Zeit P ist nur
nators kann noch universeller gefasst werden. Dies gelingt ein geringer Bruchteil der Wärmeleistung selbst. Dies ist gut
dadurch, dass die in der Konvektionsströmung steckende so, da sonst die Sonneneinstrahlung derart intensive Stürme
.
mechanische Leistung P direkt mit der Wärmeleistung Q ins hervorgerufen hätte, dass der Aufbau der menschlichen ZiviliVerhältnis gesetzt wird. Damit ergibt sich die dimensionsfreie sation an der Erdoberfläche behindert oder gar nicht möglich
gewesen wäre.
und physikalisch sinnvollere Darstellung
Andererseits kann deshalb die künstliche Erzeugung von Wind
P
(Aufwindkraftwerk) nicht besonders erfolgreich sein. Es wird
(13) –––
. = C*
Q
nur eine bescheidene Bewegungsenergie / Zeit geweckt, die
die bei Beachtung der Gleichheit von Leistung und kinetischer dann mit Hilfe von Windturbinen Strom bereitstellen soll [6].
Mit einem solchen Verfahren wird die zu nutzende WindenerEnergie/Zeiteinheit
gie zur Sekundärenergie abgewertet. Der Aufwand und alle
.
m
langfristig anfallenden Erhaltungsmaßnahmen zur Erzeugung
(14) P = ––– U 2
2
des künstlichen Windes sind bei der direkten Nutzung des
Windes
als Primärenergie gar nicht erforderlich. Die dann
etwa bezogen auf die Einströmöffnung des Rekombinators auf
nicht vorhandenen Zusatzsysteme Kollektor und Turm können
die Darstellung
auch nicht versagen. Hinzu kommt, dass wegen der geringen
P
C
.
Leistungsdichte
des Sonnenlichtes (Solarkonstante) Aufwind(15) ––– = ––––––––
= C*
Q
2ρ02 A 02
kraftwerke alle landschaftlichen Begrenzungen industrieller
mit der dann ebenfalls dimensionsfreien Konstanten C* << 1 Gesellschaften übersteigen.
Das hydromechanische Verhalten im Großen folgt offensichtführt.
lich den gleichen Gesetzmäßigkeiten wie das Verhalten im
76
.
Q
Erde
P
Atmosphäre
Abbildung 11 • Mechanische Bewegungsenergie/Zeit P in der Atmosphäre (Wind)
.
hervorgerufen durch die Sonneneinstrahlung mit der Wärmeleistung Q
Kleinen. Der Minderung der Konvektionsströmung infolge
der Aerosolbelastung im Rekombinator entspricht etwa die
Vermehrung von Staubteilchen in der Atmosphäre, die ein Teil
des Sonnenlichts durch Reflexion für das Wettergeschehen
unnutzbar machen und damit dessen Intensität dämpfen, die
natürlich etwa durch Vulkanausbrüche und Bodenerosion entstehen, die aber auch industriell erzeugt sein können.
Die unter realen Betriebsbedingungen infolge Aerosolablagerungen auf den Katalysatoroberflächen beobachtete Reduzierung der Temperaturgradienten und das Anwachsen der
Totzeiten (Anspringverhalten) lassen sich durch Erhöhen der
Raumtemperatur beseitigen. Wie die Experimente am Teststand RENATE gezeigt haben, kommt es durch Erhöhen der
Raumtemperatur zu einer sich vollkommen selbständig einstellenden thermischen Animation.
Literatur •
1 NIS / Siempelkamp: Rekombinatoren
2 Unger, J.: Konvektionsströmungen, Teubner, 1987
3 Unger, J.: Alternative Energietechnik,
Teubner + Vieweg, 2009
4 Cerbe,G. / Hoffmann, H.-J.:
Einführung in die Wärmelehre, Hanser Verlag, 1982
5 Baehr, H. D.: Thermodynamik, Springer, 1988
6 Schlaich, J.: Das Aufwindkraftwerk,
Deutsche Verlags-Anstalt, Stuttgart 1994
Kurzbiografie •
Prof. Dr.-Ing. habil. Jochem Unger absolvierte von 1960 bis
1963 eine Lehrausbildung zum Technischen Zeichner. Von 1963
bis 1966 Studium des Maschinenbaus an der Ingenieurschule
Darmstadt und von 1967 bis 1971 Studium des Maschinenbaus
(Flugzeugbau) an der Technischen Hochschule Darmstadt. Von
1972 bis 1976 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für
Mechanik der TUD (Arbeitsgruppe von Prof. Becker) und anschließend bis 1985 Fachreferent bei der Kraftwerk Union AG.
1975 Promotion, 1983 Habilitation für das Fach Mechanik an der
TU Darmstadt. Seit 1985 Professor für Wärme-, Regelungsund Umwelttechnik an der FHD und seit 1991 Honorarprofessor für Mechanik an der TU Darmstadt.
Am Forschungsprojekt beteiligt waren Prof. Dr.-Ing. habil.
A. Hurtado und cand. Ing. A. Horn von der TU Dresden sowie
Dipl.-Ing. M. Seidler und Dipl.-Ing. M. Thoma von der NIS / Siempelkamp.
77
QUERSCHNITT 24
DATENMÜLL – DIE VERSCHMUTZUNG
DER INFORMATIONSSYSTEME
DER MASTER DATA LIFE CYCLE UND
DAS FORSCHUNGSPROJEKT OPDIQ
OPTIMIERUNG DER PROZESS-, DATENUND INFORMATIONSQUALITÄT IN BETRIEBLICHEN INFORMATIONSSYSTEMEN
Autor •
Prof. Dr. Knut Hildebrand
78
Datenmüll
– Die VerschmutzungFACHBEREICH
der Informationssysteme
SOZIAL- UNDFACHBEREICH
WIRTSCHAFT
Redaktionsmanagement und redaktionelle Innovationen einer großen
Nachrichtenagentur
Die mangelhafte Datenqualität (DQ) in betrieblichen – und anderen – Informationssystemen stellt
sich als eines der größten Probleme der Datenverarbeitung dar, die Bedeutung ist immens. Jedes
Unternehmen ist davon betroffen, die Schäden gehen nach unabhängigen Schätzungen in die Milliarden
Euro jährlich. Dennoch wird das Thema Datenqualität in der betrieblichen Praxis nur zögerlich
angegangen. Die schlimmsten Auswirkungen haben dabei fehlerhafte Stammdaten.
Schlechte Stammdaten führen unmittelbar zu schlechten Geschäftprozessen, mittelbar zu unbrauchbaren Auswertungen
und Analysen sowie schlimmstenfalls, aufgrund falscher Geschäftszahlen und Entscheidungen, zur Insolvenz.
Hier setzt das Forschungsprojekt an: Es wird ein praxistaugliches, ganzheitliches Konzept für den Stammdatenprozess
(Master Data Life Cycle – MDLC) entwickelt, mit dem Fokus auf
SAP®-Systeme. Der Schwerpunkt der Aufgabenstellung des
Projektes liegt dabei auf den Methoden, Werkzeugen, Prozessen, Kennzahlen und der organisatorischer Implementierung
des MDLC. Dieser Stammdatenprozess ist ein wichtiger Baustein zur Verbesserung der Datenqualität.
Im Forschungsprojekt OPDIQ gab es dazu einen wissenschaftlich-praxisorientierten Austausch mit der Abteilung Datenqualitäts-Management (DQM) der Siemens AG Mannheim und
der BASF AG Ludwigshafen (Supply-Chain-Stammdaten-Prozesse) sowie den permanenten wissenschaftlichen Austausch
mit Praktikern und Forschern im Rahmen der DGIQ (Deutsche
Gesellschaft für Informations- und Datenqualität). Hierbei sind
mehrere Abschlussarbeiten mit Transferbezug entstanden.
79
QUERSCHNITT 24
Masken/
HTML
Andere Stammdaten
Formulare /
Dokumente
Steuerung
Prozesse/
Funktionen
Stammdaten
Stammdaten
Interfaces
EDI / XML …
Belege
Berichte/
Auswertungen
Merkmale
(Data Warehouse)
Abbildung 1 • Vorkommen der Stammdaten im Informationssystem
1 • Schlechte Daten – ein modernes Phänomen?
Qualitativ mangelhafte Daten sind kein „Privileg“ der Gegenwart. Auch in früheren Zeiten hat es „Datenmüll“ gegeben, falsche oder zu späte Informationen haben mitunter Geschichte
geschrieben. So ergab sich ein gravierendes Problem bei der
Schlacht von Elchingen und Ulm (20. Oktober 1805) daraus,
dass die Österreicher den Gregorianischen Kalender und die
verbündete russische Armee den Julianischen Kalender verwendeten. Der Zeitunterschied betrug zehn Tage. Diese Differenz reichte Napoleon, um die Armee von General Mack in Ulm
einzuschließen, bevor die russischen Truppen eintrafen [vgl.
Wiki 2009].
Weitere Beispiele finden sich praktisch überall: Falsch geschriebene Namen und Adressangaben, mehrfach zugesandte Briefe gleichen Inhalts (Adress-Dubletten), Zahlendreher
bei Telefon- oder Kontonummern, Verwechslungen von Medikamenten oder Patienten usw. Ursache sind in der Regel
schlecht gepflegte Stammdaten in den verwendeten Informationssystemen.
2 • Ohne Stammdaten keine Datenverarbeitung
Stammdaten sind der Datenbestand, auf dem betriebliche
Geschäftsprozesse aufbauen, und der über einen längeren
Zeitraum gültig ist, zum Beispiel Kunden oder Artikel. Stammdaten ändern sich nicht während einer betrieblichen Transaktion – derBuchung eines Geschäftsvorfalls (Online Transaction Processing – OLTP) –, aber sie steuern ihn und fließen in
die Belege (Bewegungsdaten) ein, die diesen Prozessschritt
dokumentieren [vgl. Hild2006].
Stammdaten sind also Daten, die Geschäftsobjekte beschreiben, die über einen längeren Zeitraum weitgehend unverändert bleiben und die in andere Objekte (Abb. 1) eingehen. Solche Objekte sind etwa andere Stammdaten, (elektronische)
Belege, Auswertungen (Online Analytical Processing – OLAP),
Bildschirmmasken oder Merkmale in einem Data Warehouse.
So gesehen sind Stammdaten der wichtigste Teil, der Kern
eines Informationssystems, sie sind die Datenquellen, deren
Attribute an anderen Stellen benutzt werden, zum Beispiel um
Funktionen zu parametrisieren oder um Prozesse zu steuern
(Abb. 2).
80
Stammdaten spielen nicht nur innerhalb eines Informationssystems eine große Rolle. Im Zeitalter der weltweiten Vernetzung und unternehmensübergreifenden Systemintegration
erfolgt ihre Verwendung oder Weitergabe auch darüber hinaus. Dazu zählen etwa folgende Systeme:
• Enterprise Resource Planning (ERP)
• Office- und Internet-Applikationen
• Supplier Relationship Management (SRM)
• Customer Relationship Management (CRM)
• Supply Chain Management (SCM)
• Business Warehouse (BW), Data Warehouse (DW)
• Product Lifecycle Management (PLM)
• Computer Integrated Manufacturing (CIM)
• Behörden (Finanzamt, Statistiken, Zoll)
3 • Datenqualität
Eine funktionierende Informationsproduktion verlangt mindestens folgende Qualitätseigenschaften: Daten müssen korrekt, aktuell, relevant, zeitnah und periodengerecht verbucht,
konsistent, vollständig sowie redundanzfrei sein. Ferner sind
gerade in heterogenen, unternehmensübergreifenden Informationssystemen und Datenbanken weitere Eigenschaften
wichtig [vgl. Rohw2008]:
• Verfügbarkeit (Availability),
• Zuverlässigkeit des Datenzugriffs (Zugänglichkeit, Lesbarkeit),
• Update-Frequenz (Timeliness),
• Antwortzeit und
• Genauigkeit.
Dies betrifft Stammdaten, Belege (Bewegungsdaten), Bestandsdaten und Daten-Aggregationen (zum Beispiel im Data
Warehouse). Im Wesentlichen tauchen Datenqualitätsprobleme bei den Stammdaten und den mit ihnen entstehenden Belegen auf. Bestandsdaten und Statistiken/Verdichtungen/Auswertungen sind letztlich daraus resultierende Daten, die diese
Qualitätsprobleme vererbt bekommen.
Im Forschungsprojekt OPDIQ wird dazu ein sechsstufiges Reifegradmodell erstellt, das den Status einer Organisation hinsichtlich der Qualität ihrer Datenprozesse beschreibt (Abb. 3).
Zur Messung des DQ-Status’ eines Unternehmens entsteht
Datenmüll – Die Verschmutzung der Informationssysteme FACHBEREICH WIRTSCHAFT
Stammdaten
Artikel
Kunde
Konto
Belege (OLTP)
Geschäftsprozesse
Auftrag
Lieferung
Rechnung
Verbrauch
Statistiken
(Data Warehouse)
Erlös
Kosten
Auswertungen
(OLAP)
Prognose
Planung
Abbildung 2 • Stammdaten und abhängige Objekte [vgl. Hild2002, Hild2004]
momentan ein Kennzahlensysteme für Datenqualität. Typi- Auf dieser Basis ergeben sich drei Ansatzpunkte für die Versche Kennzahlen sind etwa: Garbage-Factor („Müllquote“), besserung der Datenqualität:
1. Bei der Dateneingabe (Ersterfassung)
Duplicates (Dubletten), Missing Values (fehlende Daten).
2. Bei der Datenübernahme (Migration aus Fremdsystem,
Schnittstellen)
4 • Maßnahmen zur Verbesserung der Datenqualität
Die erste Voraussetzung für eine hohe Datenqualität ist ein 3. Im bestehenden System (Datenpflege)
sehr gutes Datenmodell, das bestens modelliert (keine Red- Bei der Ersteingabe der Daten ist es wichtig, alle betriebsundanzen usw.) und dokumentiert ist. Verlässt man die kon- wirtschaftlich relevanten Informationen als Mussfelder zu
zeptionelle Ebene und befasst sich mit den Instanzen, so kön- deklarieren und überflüssige Maskenfelder/Attribute zu benen Maßnahmen zur Qualitätsverbesserung an zwei Stellen seitigen. Wo immer möglich, sollten die Daten eine Plausibiliansetzen: ex ante (vorzugsweise) und ex post. Ferner kann tätskontrolle bzw. Verprobung (passt die Postleitzahl zur Stadt
zwischen automatischen Prozeduren (zum Beispiel Referenz- und Strasse?) durchlaufen. Nicht mehr gültige Werte müssen
listen, Informationslinguistik, Statistik), semiautomatischen aus den Eingabehilfen eliminiert, fehlende ergänzt werden.
und manuellen Verfahren differenziert werden, um die Güte Darüber hinaus spielt die organisatorische Gestaltung der
der Daten zu sichern und zu ermitteln. Entsprechende Daten- Datenerfassung eine bedeutende Rolle. Bei der Anlage von
qualitätsmetriken und Werkzeuge liefern die Kennzahlen, die Stammdaten hat es sich bewährt, dass nur wenige, kompetente Personen die nötigen Berechtigungen dafür haben. Durch
zur Optimierung der Prozesse nötig sind [vgl. Würt2003].
Für die Datenqualität ist ein entsprechendes Management diese „Zentralisierung“ können leichter Dubletten vermieden
im Unternehmen organisatorisch zu implementieren. Dies werden, die Datenqualität steigt. Außerdem ist es sehr sinnbetrifft sowohl die Aufbauorganisation (Aufgabe, Kompetenz voll, wenn alle Betroffenen, die Stammdaten oder Belege erund Verantwortung), als auch den exakt geregelten Ablauf der fassen, neben der Transaktions-Schulung zur Bedienung des
Geschäftsprozesse (Anlage, Pflege und Löschung der Daten). Systems eine ausführliche betriebswirtschaftliche Schulung
Nur kontinuierliche Maßnahmen – und keine sporadischen erhalten, um die Inhalte und Zusammenhänge zu verstehen.
Bereinigungs-Projekte – können eine hohe Datenqualität auf- Bei der Datenmigration ist es unabdingbar, dass die Stammdaten vorher im liefernden System analysiert, harmonisiert,
recht erhalten (Abb. 4).
Stufe 1
Nicht existent – keine Prozesse für Datenpflege, kein Bedarf.
Stufe 2
Zufällig – Problem der fehlenden Prozesse wird erkannt, bei Bedarf werden personenbezogene Lösungen
(„Prozesse“) implementiert.
Stufe 3
Wiederholbar – Prozesse zur Datenpflege existieren, aber fehleranfällig und nicht exakt reproduzierbar.
Keine Dokumentation und Schulung.
Stufe 4
Wohldefiniert – Prozesse sind standardisiert, dokumentiert, trainiert und personenunabhängig.
Stufe 5
Gemanagt und messbar – Prozesse werden gemessen, überwacht, automatisiert und verbessert.
Werkzeuge und Kennzahlen werden genutzt.
Stufe 6
Optimiert – Prozesse werden kontinuierlich verbessert und optimiert. Vergleich über Unternehmensgrenzen hinweg (Benchmark). Automation der Abläufe, intensive Nutzung von Werkzeugen.
Abbildung 3 • Reifegradmodell für Datenprozesse
81
QUERSCHNITT 24
Qualität [%]
100
Kontinuierlich hohe Datenqualität
Warnlinie 90%
90
Datenmüll
Datenmüll
Hohe Fehlerkosten
Hohe Bereinigungskosten
50
Datenqualität
0
0
1
2
3
4
5
6
7
Zeit [Jahre]
Abbildung 4 • Kontinuierliche vs. sporadische Bereinigungsmaßnahmen
bereinigt und korrigiert werden. Hierzu gehören die Prüfung
der Schlüsselintegrität und der referenziellen Integrität, die
domänenspezifische Konsistenzprüfung und Nachbearbeitung
sowie die Suche und Verschmelzung von Duplikaten. Neben
den technischen Aspekten sollten betriebswirtschaftliche Zusammenhänge berücksichtigt werden, um etwa Daten von der
Übernahme auszuschließen. Solche Ausschluss-/Findungsregeln können etwa sein:
• Materialien ohne Bestand oder mit Löschkennzeichen
• Stammdaten: nie benutzt, veraltet, nicht vollständig
• Kunden ohne Aufträge
Bei der Datenpflege im Informationssystem kommen die zuvor angesprochenen Maßnahmen – also Analyse, Schulung
usw. – gleichfalls zum Einsatz. Ferner können mit geeigneten
Werkzeugen nicht nur die technischen Aspekte (referenzielle
Integrität, fehlende Daten usw.) geprüft werden, sondern auch
betriebswirtschaftliche Fakten. Hierzu zählen etwa die Analyse der vorhandenen Parametereinstellungen, die Ermittlung
von häufig geänderten Stammdaten (typische Kandidaten für
Datenfehler) oder Löschvorschläge für die Daten (Sortimentsbereinigung) sowie Lösch-Hindernisse.
5 • Master Data Life Cycle – der Stammdatenprozess
Im Rahmen des Forschungsprojekts OPDIQ wurde ein praxistaugliches, ganzheitliches Konzept für den Stammdatenprozess entwickelt, der Master Data Life Cycle. Dieser bezieht
sich in erster Linie auf SAP®-Systeme, da SAP® der Marktführer bei betriebswirtschaftlicher Standardsoftware ist. Besonderer Vorteil des Konzepts ist jedoch, dass die zugrunde
liegende Logik auf andere Systeme übertragbar ist.
Der Fokus des gewählten Beispiels liegt dabei auf dem Materialstamm, dem größten und komplexesten Objekt. Neben sehr
vielen weiteren Faktoren, die den Rahmen der Abhandlung
sprengen würden, soll hier der sogenannte Materialstatus
betrachtet werden, mit dem die Verwendbarkeit eines Materials gesteuert wird. Dieser Materialstatus ist ein universelles
Kennzeichen, das modulübergreifend die Funktionalität beeinflusst und damit den Stammdatenprozess begleiten kann.
Nutzt man beispielsweise den Materialstatus für ein selbst erzeugtes Material (Fertigprodukt), also kein Rohstoff und keine
82
Handelsware, so kann jede Phase im Lebenszyklus – von der
Erstanlage bis zur Löschung – mit dem entsprechenden Status versehen werden (Abb. 5). Damit verbunden ist nicht nur
eine Kennzeichnung, sondern immer auch eine bestimmte
Funktionalität. Somit können nur die dann sinnvollen betriebswirtschaftlichen Vorgänge durchgeführt werden, Fehlfunktionen und nicht erlaubte Prozesse werden ausgeschlossen. Beispielsweise ist es nicht möglich, ein Material mit dem Status
„S1“ zu kalkulieren, da Stückliste und Arbeitsplan fehlen. Oder
der Status „S7“ verhindert die Produktion und den Verkauf, da
das Material ausläuft.
Mit der Definition der Status ist es nicht getan. Darüber hinaus
muss der Master Data Life Cycle organisatorisch implementiert werden. Neben der Bestimmung der verantwortlichen
Personen gehören dazu auch entsprechende Unterstützungsmassnahmen (Kontrolllisten und Überwachungsprogramme), Workflows und Eskalationsprozeduren, Schulungen und
die Definition von Regeln (Beachtung von Abhängigkeiten usw.).
Hinzu kommen in der Praxis häufige Änderungen in der Aufbau- und Ablauforganisation eines Unternehmens (Mergers &
Acquisitions, Verkäufe von Betrieben, Outsourcing usw.), die
wiederum Änderungen in den Stammdaten mit sich bringen.
Ein hochkomplexes Thema, das praktisch nicht ohne externes
Beratungs-Know-how und wissenschaftliche Begleitung zu
bewältigen ist.
Rein ökonomisch gesehen rechnet sich der Aufwand, denn
die nachträgliche Verbesserung von mangelhaften Daten
kostet ein Mehrfaches im Vergleich zur korrekten Erfassung.
Dabei sind nicht nur die gut messbaren Erfassungskosten zu
betrachten, sondern auch die Kosten, die nicht immer exakt
quantifizierbar sind, beispielsweise durch fehlerhafte Prozesse (Reklamationen), Kosten der Nicht-Lieferfähigkeit (stock
out costs) oder die Unzufriedenheit der Kunden und Mitarbeiter.
Projekte zur Verbesserung der Datenqualität lohnen sich in der
Regel dann, wenn der ROI (return on investment) innerhalb von
zwei Jahren erreicht wird. Überträgt man dies beispielsweise auf einen Stamm von 400.000 Kunden, der 50.000 falsche,
veraltete oder doppelte Adressen enthält (nur 12,5%!), und jeder Kunde pro Jahr 4 Briefe (Wert 10,- €) bekommt, so ergibt
Datenmüll – Die Verschmutzung der Informationssysteme FACHBEREICH WIRTSCHAFT
Beispiel: Material und Materialstatus in SAP
Datennutzung
„Freigegeben“ ‚S4‘
S5
S3
Abverkauf
Kalkulation
S6
S2
S1
Löschwunsch
Stückliste/Arbeitsplan
Löschen logisch
S7
S8
Materialstamm
Anlageprozess
Nutzung + Pflege
Material existiert noch nicht
Löschprozess
Sonderfall
Zeit
Material ist physisch gelöscht
Abbildung 5 • Die Status im Master Data Life Cycle
sich schon im ersten Jahr eine Ersparnis von 500.000,- €. Ein
Datenqualitätsprojekt würde sich unter den vorgestellten Prämissen rechnen, wenn es unter 1 Mio. € kostete. (In der Realität sind 25% Adressänderungen pro Jahr ein typischer Wert.
Das heißt, nach 2½ Jahren sind ca. 50% der Adressen falsch!)
Darüber hinaus senkt eine Stammdatenbereinigung die direk-
ten Stammdatenkosten als Folge des verminderten Pflegeaufwands. Und die indirekten Stammdatenkosten verringern sich
zusätzlich, auf Grund geringerer Software- und Datenbanknutzung, reduziertem Hardware-Einsatz und weniger Prozesskosten. Alles in allem lohnt sich eine hohe Datenqualität!
Literatur •
1 [Hild2002] Hildebrand, Knut: Organisatorische Implementierung im Informationssystem: Das Problem der
Organisationsstrukturen bei der Konfiguration von
Softwaresystemen, in: Spitta, Thorsten; Borchers, Jens;
Sneed, Harry M. (Eds.), Software Management 2002:
Progress through Constancy. GI-Conference Software
Management 2002, November 2002, Hamburg, GI-Edition
Lecture Notes in Informatics, Vol. P-23, Gesellschaft für
Informatik, Bonn 2002, S. 56–62.
2 [Hild2004] Hildebrand, Knut: Datenqualität im Supply
Chain Management, in: Dadam, Peter; Reichert, Manfred
(Hrsg.), Informatik 2004 – Informatik verbindet, Band 1,
Beiträge der 34. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik e.V. (GI), 20.–24. September 2004, Ulm, Gesellschaft
für Informatik, Bonn 2004, S. 239–243.
3 [Hild2006] Hildebrand, Knut: Stammdatenqualität – der
Schlüssel für optimale Geschäftsprozesse, in: IS Report,
10. Jg., 11/2006, S. 17–19.
4 [Rohw2008] Rohweder, Jan P.; Kasten, Gerhard; Malzahn,
Dirk; Piro, Andrea; Schmid, Joachim: Informationsqualität
– Definitionen, Dimensionen und Begriffe, In: Hildebrand,
Knut; Gebauer, Marcus; Hinrichs, Holger; Mielke, Michael
(Hrsg.), Daten- und Informationsqualität: Auf dem Weg
zur Information Excellence, Vieweg+Teubner Verlag,
Wiesbaden 2008, S. 25–45.
5 [Wiki 2009] Seite „Karl Mack von Leiberich“. In: Wikipedia,
Die freie Enzyklopädie. Bearbeitungsstand: 4. Oktober
2009, 18:43 UTC. URL: http://de.wikipedia.org/w/index.
php?title=Karl_Mack_von_Leiberich&oldid=65226080
(Abgerufen: 10. Oktober 2009, 15:34 UTC).
6 [Würt2003] Würthele, Volker: Datenqualitätsmetrik für
Informationsprozesse, Books on Demand – BoD GmbH,
Norderstedt 2003.
Kurzbiografie •
Prof. Dr. Knut Hildebrand Nach dem Studium der Volkswirtschaftslehre und Angewandten Informatik mehrjährige Tätigkeit in einem IT-Beratungsunternehmen. Danach folgte
die Promotion zum Dr. rer. pol. in Betriebswirtschaftslehre
an der Universität Mannheim (Prof. Dr. Alfred Kieser). Forschungsassistent an der Universität Würzburg und Lehrstuhlvertretung an der Universität Münster. Anschließend
Berater für SAP-Software bei einem Beratungshaus in Wiesbaden. 1996 Ruf auf die Professur für BWL, insbesondere
Wirtschaftsinformatik, an die Hochschule für Wirtschaft in
Ludwigshafen/Rhein. Seit 2001 Lehre der Betrieblichen Informationsverarbeitung im Fachbereich Wirtschaft im Schwerpunkt Internationale BWL, im Studiengang Energiewirtschaft
und im Bachelor- und Master-Studiengang BWL an der Hochschule Darmstadt (University of Applied Sciences).
Seit über 25 Jahren tätig in der betrieblichen IT, u.a. als zertifizierter Berater für SAP-Software, Schwerpunkt SD und MM,
und Supply Chain Management (SCM). Mehrere erfolgreiche Schulungs- und Implementierungs-Projekte von SAP®Software. Autor/Herausgeber von mehr als 22 Büchern zu
IT-Themen, Management-Trainer und Berater. Seit mehr als
10 Jahren Mitherausgeber der HMD – Praxis der Wirtschaftsinformatik. Wissenschaftlich aktiv u.a. in der Gesellschaft für
Informatik (GI), der Deutschen Gesellschaft für Informationsund Datenqualität (DGIQ) und Mitbegründer des European Institute for Data and Information Quality (EIDIQ).
83
QUERSCHNITT 24
PROJEKTBERICHTE
Seiten 86 – 89
ASYMMETRISCHE INDUKTION DURCH LÖSUNGSMITTEL
Stefan H. Hüttenhain, Friedrich Kruse, Nina Dickerhof, Christoph Baldauf,
Isabelle Salwig, Birgit Spitznagel, Stefanie Kern, Kristina Müller, Nancy Krummrich,
Janine May, Melanie Meister, Sabine Rauer, Nico Scharpfenecker
• Fachbereich Chemie und Biotechnologie
Seiten 90 – 93
WO IST WAS? – INERTIALE OBJEKTVERFOLGUNG AUF BASIS VON
LOW-COST-INERTIALSENSOREN MIT ADMIN
Prof. Dr. Markus Haid, Miriam Heil, Ersan Günes
Seiten 94 – 97
ZUKUNFT DER SCHULE – WELCHE ROLLE KANN DIE AUSSERSCHULISCHE BILDUNG
SPIELEN?
Seiten 98 – 101
VORHERSAGE DER TEAMLEISTUNG VON VIRTUELLEN
SOFTWARE-ENTWICKLUNGSTEAMS IN BEZUG AUF DIE
ZU ERWARTENDE PROJEKTKOMPLEXITÄT
Seiten 102 – 106
HÄUSER FERNSTEUERN UND PROZESSE OPTIMIEREN
DURCH MOBILE LÖSUNGEN
Seiten 107 – 110
MOBILE UMFRAGEN MIT DEM HANDY – VON DEN ERSTEN PROTOTYPEN ÜBER DIE
SERIENFERTIGUNG BIS ZU EINSATZERFAHRUNGEN
84
PROJEKTBERICHTE
Seiten 111 – 115
CASED – EIN DARMSTÄDTER FORSCHUNGSZENTRUM ENTWICKELT
IT-SICHERHEITSBAUSTEINE VON MORGEN
• Fachbereich Media, Fachbereich Informatik
Seiten 116 – 121
DIE ELEKTRONISCHE EDITION DER BRIEFE VON UND AN FRANK WEDEKIND:
EIN INNOVATIVES PROJEKT IN DEN E-HUMANITIES
Prof. Dr. Ulrike Steierwald, Prof. Dr. Uta Störl, Prof. Dr. Hartmut Vinçon,
Stefan Gründling
• Fachbereich Media, Fachbereich Informatik,
Fachbereich Gesellschaftswissenschaften und Soziale Arbeit
Seiten 122 – 128
HÖRBÜCHER UND PODCASTING FÜR BILDUNGSZWECKE
• Fachbereich Media
Seiten 129 – 133
DYNAMISCHE MODELLINTEGRATION IM ELEKTRONISCHEN
GESCHÄFTSVERKEHR – DAS FORSCHUNGSPROJEKT MODI
85
QUERSCHNITT 24
ASYMMETRISCHE INDUKTION
DURCH LÖSUNGSMITTEL
Autoren •
Stefan H. Hüttenhain, Friedrich Kruse, Nina Dickerhof, Christoph Baldauf, Isabelle Salwig, Birgit Spitznagel, Stefanie Kern,
Kristina Müller, Nancy Krummrich, Janine May, Melanie Meister, Sabine Rauer, Nico Scharpfenecker
Die Vielfalt chemischer Verbindungen und deren mögliche Kombinationen sind die Grundlage für die
Vielfalt der belebten und unbelebten Welt. Einer Gruppe von Chemikalien, deren einzelne Vertreter
sich verhalten wie Bild und Spiegelbild, kommt hierbei besondere Bedeutung zu. Solche Verbindungen
nennt der Chemiker „chiral“, die beiden spiegelbildlichen Moleküle nennt er „Enantiomere“. In der
unbelebten Natur sind diese Verbindungen selten, aber für das Leben stellt die Chiralität von Verbindungen eine essentielle Voraussetzung dar. Biologische Moleküle, die lebende Zellen aufbauen, sind in
der Regel chirale Substanzen; von beiden möglichen Enantiomeren ist nur eines biologisch aktiv. Es
ist daher nicht verwunderlich, dass Medikamente und andere, in den Stoff wechsel eingreifende
Chemikalien, oft nur eine wirksame chirale Komponente haben. Ein trauriges Beispiel für eine negative,
enantioselektive Wirkung von Medikamenten ist das Contergan, dessen Wirkstoff Talidomid als
Gemisch der beiden Enantiomere eingesetzt wurde. Während das eine Enantiomer schlaffördernd wirkte, griff das andere in den Stoff wechsel fötaler Zellen ein; eine teratogene Katastrophe war die Folge.
Dieses Leid hätte den Beteiligten erspart werden können, wenn früh genug eine toxikologische Prüfung
der Einzelkomponenten stattgefunden hätte.
86
Asymmetrische Induktion durch Lösungsmittel aus dem „Natural Chiral Pool“
FACHBEREICH CHEMIE UND BIOTECHNOLOGIE
PROJEKTBERICHTE
O
BH2
(R)
(S)
O
O
O
OH
in
OH
H
+ BH3
O
OMe
H
(S)
O
(S)
O
H
(R)
O
O
Abbildung 1 • Angenommener sechs-gliedriger Übergangszustand für die Hydroborierung von Acetophenon in Methyllactat
1 • Synthetische Herausforderung der organischen Chemie
Um zum Beispiel eine toxikologische Prüfung der Entantiomer
durchzuführen zu können oder ganz allgemein ein biologisch
eindeutig wirkendes Molekül herzustellen, müssen die bei
der Synthese immer im gleichgewichtigen Gemisch (Racemat)
entstehenden Enantiomere voneinander getrennt werden.
Dies erfordert einen großen Aufwand, da beide Stoffe sich in
ihren chemischen Eigenschaften nicht unterscheiden. Übliche Trennmethoden versagen. Nur in Bezug auf eine andere,
chirale Verbindung stellen sich unterschiedliche Wechselwirkungen ein (diastereomere Wechselwirkung), die zu einer
Trennung der Moleküle führen kann. Besser – und 50% kostengünstiger – ist allerdings die Synthese eines einzigen Enantiomeren; ein schwieriges Unterfangen, da sich die beiden
enantiomeren Moleküle mit den üblichen chemischen Methoden nicht herstellen lassen. Damit ist Enantioselektivität gegenwärtig die synthetische Herausforderung der organischen
Chemie und bereits Gegenstand zahlreicher Bücher und Übersichten [1–11]. Neben den synthetischen Interessen gibt es aber
auch zahlreiche Ansätze, die die Erklärung des Ursprungs der
biologischen Homochiralität im Blick haben [12– 16]. Ein umfassender Artikel von Feringa gibt einen Überblick über die
unterschiedlichen Versuche verschiedenster Wissenschaftler,
dieses Mysterium zu entschleiern [17]. Von besonderem theoretischen Interesse sind in dieser Hinsicht auch die frühen
Arbeiten zu autoinduzierten Prozessen, von denen Wynberg
berichtet und nicht lineare katalytische Effekte, wie sie von
Kagan beschrieben wurden, ebenso wie die von Soai beschriebenen autokatalytischen Reaktionen [18 – 22]. Im Vordergrund
all dieser Betrachtungen steht die Frage, wie Chiralität übertragen und ggf. verstärkt werden kann.
Während die Literatur zur katalytischen Chiralitätsübertragung Bände füllt, ist wenig bekannt über asymmetrische Induktion bei Reaktionen in chiralen Lösungsmitteln; und das,
obwohl Solventien organische Reaktionen und deren Produktverteilung in vieler Hinsicht beeinflussen [23]. Erste Versuche in den 70er Jahren zeigten zwar prinzipiell Erfolg, aber
die erzielten Enantiomeren-Überschüsse waren mit wenigen
Prozent äußerst gering und die photo- und elektrochemischen Reaktionen waren sehr speziell [24– 27]. So wurde diese
Synthese-Strategie bis Mitte dieses Jahrzehnts nicht weiterverfolgt; erst mit der Entdeckung chiraler ionischer Lösungsmittel (CIL) wurde das Gebiet neu belebt [28, 29]. So beschrie-
ben Vo-Thanh et al. asymmetrische Induktionen in chiralen
ionischen Lösungsmitteln bei Baylis-Hillmann-Reaktionen
mit ee-Werten (enantiomeric exces) bis zu 44%. Armstrong
und Mitarbeitern gelangen enantioselektive Photoisomerisierungen mit bis zu 12% ee [30, 31]. In den folgenden Jahren
stellte sich die chirale Induktion durch Lösungsmittel als ein
vitales Forschungsgebiet dar. Zwei bedeutende Arbeitsgruppen – Leitner vom Max-Planck-Institut für Kohlenforschung
und Cheng von der Chinese Academy of Science – stellten ihre
überaus interessanten Ergebnisse vor, die sie in chiralen ionischen Lösungsmitteln (CIL) erreichen konnten [32, 33]. Wieder
war es die Baylis-Hillmann Reaktion – diesmal in der Aza-Variante – mit der Leitner et. al. in Dimalatborat bei Umsätzen
von 34 – 39% ee Werte von 71 – 84% erreichten. Cheng und Mitarbeiter berichteten von Michael Additionen mit Nitroolefinen
mit bis zu 100%igen Ausbeuten bei 99% ee.
2 • Induktion durch S-Milchsäureester
Der Ansatz für unsere eigenen diesbezüglichen Arbeiten ging
davon aus, dass auch kommerziell leicht zugängliche Stoffe
des „natural chiral pool“ effektiv asymmetrische Induktionen herbeiführen können. Dies ist nicht zuletzt auch deshalb
interessant, weil Toxikologie und Ökotoxikologie der CIL ungeklärt erscheinen und Bedenken gegen ihre Nachhaltigkeit
aufkommen [34 – 38]. Unsere ersten Arbeiten konnten zeigen,
dass natürlich vorkommende Moleküle wie S-Milchsäure bzw.
deren Ester durchaus in der Lage sind, deutliche asymmetrische Induktionen bei der klassischen Hydroborierung von
Carbonylverbindungen zu bewirken, auch wenn unter rein
synthetischen Gesichtspunkten die Ausbeuten und ee Werte
einem Vergleich mit den katalytischen Hydrierungen von Noyori in keiner Weise standhalten [39, 40]. Unser Interesse galt
aber dem Verständnis des Prinzips der Chiralitätsübertragung
aus enantiomerenreinen Lösungsmitteln, einem komplexen,
facettenreichen und derzeit vitalen Forschungsgebiet.
In Zusammenarbeit mit den Professoren Schmidt und Rueping
der Universität Frankfurt wurden anhand von Rechenmodellen die möglichen Übergangszustände und Produktverteilungen für die Raumtemperatur-Reaktionen mit Acetophenon
berechnet. Beim Ansatz eines sechs-gliedrigen Übergangszustands mit Beteiligung von zwei Molekülen Milchsäureester, wie in Abbildung 1 dargestellt, zeigten die Ergebnisse eine
eindrucksvolle Übereinstimmung von Theorie und Praxis. Die
87
QUERSCHNITT 24
H
OH
R=
H3C
O
O
OMe
OEt
OH
O-t.But
Cl
NH2
R
Abbildung 2 • Struktur der verwendeten Lösungsmittel, nur die (S) Form wurde
benutzt.
berechneten Energiedifferenzen von si- und re-Seiten-Angriff
forderten einen ee von 37% (R+), was dem experimentell gefundenem von 31% erstaunlich nahe kam [43].
Insoweit hat das umgebende Lösungsmittel und dessen chiraler Käfig wenig Einfluss auf den Reaktionsablauf. Nur die direkte Interaktion über Wasserstoffbrücken prägt den ee. Dies
ist im Einklang mit den Ergebnissen aller Arbeitsgruppen, die
eine Solvens-Induktion erreichten. Auch hier ist das Vorhandensein einer protisch-polaren Gruppe notwendig für die Induktionswechselwirkung.
Interessant war daher auch die Frage, wie sich grundsätzlich
andere chirale Solventien, die aber ausdrücklich keine chiralen
ionischen Flüssigkeiten sein sollten, bei der Hydroborierung
verhalten würden. Die Umsetzung von Acetophenon zu Phenylethanol diente auch hier als Standardreaktion bei der Prüfung der Induktionsstärke. Bei den eingesetzten Verbindungen
wechselte unter Beibehaltung der drei Strukturelemente Methylgruppe, Wasserstoff und Hydroxylgruppe der vierte Rest
des zentralen chiral-substituierten Kohlenstoffatoms (Abb. 2).
Interessanterweise konnte von den acht getesteten Lösungsmitteln keines den Milchsäuremethylester übertreffen. Neben
der notwendigen Wasserstoffbrückenbindung zum Chiralitätszentrum könnten daher auch π-π-Wechselwirkungen im
Übergangszustand eine Rolle spielen.
Es lag nahe, die Anwendungsbreite der Reaktion bezüglich der
Ketone in Methyllactat zu untersuchen. Bei den sieben eingesetzten Ketonen (Abb. 3) wurde die Abhängigkeit der Induktion
von der Struktur deutlich. Sterisch anspruchsvolle Verbindungen zeigten einen deutlich höheren ee als die einfacheren Vertreter. Besonders auffällig war aber die Zunahme des ee bei
aromatischen Ketonen – auch wieder ein Hinweis auf eventuell
vorhandenes π-stacking [45].
Die ersten Arbeiten hatten die Vorstellung reifen lassen, dass
es ggf. einen intensiven Zusammenhang zwischen der Struktur
des Lösungsmittels, des prochiralen Ketons und der erzielten
Induktion gibt. Strukturell ähnliche Moleküle sollten sich in einen Solvenskäfig besser einpassen und höheren ee erzielen.
Aus entropischen Gründen wäre dann im (S)-Lösungsmittel
die entsprechende (R)-Form des Gast-Moleküls begünstigt.
Die Hydroborierung von Ethylpyruvat in Milchsäuremethylester zu Milchsäureethylester zeigt jedoch kein signifikant höheren ee als die vergleichbaren anderen Ketone.
Um die Anwendung chiraler Lösungsmittel in unterschiedli88
chen chemischen Reaktionen zu erforschen, wurden in einer
Art Screening bekannte Synthese-Verfahren in protischen Medien darauf untersucht, ob sich Milchsäure oder ein Milchsäurederivat als Solvens eignet und nachfolgend, ob eine Induktion erzielt wird.
Es zeigte sich, dass der Einsatz von Milchsäureestern zur chiralen Induktion eingeschränkt ist. Bei Säure/Base-katalysierten Reaktionen ist die Esterspaltung in der Regel schneller.
Vor allem bei Aldolreaktionen wird so viel Base verbraucht
und anschließend kein Induktionseffekt mehr durch das Salz
beobachtet! Grundsätzlich ist eine asymmetrische Induktion
aber auch mit anderen chiralen Lösungsmitteln möglich. So
konnten wir bei der Aldolreaktion von 2 - Nitrobenzaldehyd mit
Aceton in 3-Hydroxyoktanol bei 70% Umsatz einen ee von 10%
erzielen.Ein Wert, der größenordnungsmäßig so auch von Luo
bei der Reaktion von Aldehyden mit cyclischen Ketonen in CIL
gefunden wird [47].
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass der „proof of principle“ erbracht worden ist, dass asymmetrische Induktion von
chiralen Lösungsmitteln ausgehen kann. Für eine praktische
Anwendung sind die erzielten Enantiomeren-Überschüsse allerdings zu gering und die Möglichkeit zur Induktion ist eingeschränkt und stark von den Reaktionsbedingungen abhängig,
wenn das Solvens aufgrund seiner Struktur reaktiv ist.
Ausgewählte Literatur •
(restliche Referenzen auf Anfrage beim Korrespondenzautor)
1 Caprio, V.; Williams, J. Catalysis in Asymmetric Synthesis
2nd Ed 2009, John Wiley & Sons Inc., New York
24 Seebach, D.; Oei, H.-A. Zum Mechanismus der elektrochemischen Pinakolisierung. Die erste asymmetrische
Elektrosynthese in chiralem Medium. Angew. Chem. 1975,
87, 629–630 Angew. Chem. Int. Ed. 1975, 14, 634–636.
27 Laarhoven, W. H.; Cuppen, T. J. H. M.; Chiral Solventinduced Asymmetric Synthesis. Part 2. Photosynthesis of
Optically Enriched Hexahelicenes. J. Chem. Soc. Perkin
Trans. II,1978, 315–318.
29 Ding, J.; Armstrong, D.W. Chiral Ionic Liquids: Synthesis
and applications Chirality 2005, 17, 281.
Asymmetrische Induktion durch Lösungsmittel aus dem „Natural Chiral Pool“
FACHBEREICH CHEMIE UND BIOTECHNOLOGIE
PROJEKTBERICHTE
O
R=
H3C
R
O
O
O
O
O
O
O
Abbildung 3 • Strukturen der hydroborierten Carbonylverbindungen
30 Pegot, B.; Vo-Thanh, G.; Gorri, D.; Loupy, A. First application of chiral ionic liquids in asymmetric Baylis-Hillman
reaction. Tetrahedron Lett. 2004, 45, 6425–6428
31 Ding, J.; Desikan V.; Han, X.; Xiao, T. L.; Ding, R.; Jenks,
W. S.; Armstrong, D. W.; Use of Chiral Ionic Liquids as
Solvents for the Enantioselective Photoisomerization of Dibenzobicyclo[2.2.2.]octatrienes. Org. Lett. 2005, 7, 335–337.
32 Gausepohl, R.; Buskens, P.; Kleinen, J.; Bruckmann, A.;
Lehmann, C: W.; Klankermayer, J.; Leitner, W. Highly
Enantioselective Aza-Baylis-Hillman Reaction in a Chiral
Reaction Medium Angew. Chem. 2006, 118, 3772–3775
Angew. Chem. Int. Ed. , 2006, 45, 3689–3692.
33 Luo, S.; Mi, X.; Zhang, L.; Liu, S.; Xu, H.; Cheng, J.-P. Functionalized Chiral Ionic Liquids as Highly Efficient Asymmetric Organocatalysts for Michael Addition to Nitroolefins.
Angew. Chem. 2006, 118, 3165–3169 Angew. Chem Int. Ed.
2006,45, 3093–3097
43 S. H. Hüttenhain, M. U. Schmidt, F. R. Schoepke, M. Rueping Chiral induction from solvents – lactic acid esters
in the asymmetric hydroboration of ketones Tetrahedron
2006, 62, 12420–12423.
45 Baldauf, Chr.; Dickerhof, N.; Hüttenhain, S. H.; Kern, S.;
Krummrich, N.; Kruse, F.; May, J.; Meister, M.; Müller, K.;
Rauer, S.; Salwig, I.; Scharpfenecker, N.; Spitznagel, B.
Solvent-induced Chirality in the Hydroboration of Ketones
Aust. J. Chem. 2008, 61, 414–418
Christoph Baldauf, Studium der Biotechnologie am Fachbereich Chemie und Biotechnologie der h_da. Zurzeit Promotion
am Institut für Biochemie der Goethe-Universität, Frankfurt
am Main.
Isabelle Salwig, Studium der Biotechnologie am Fachbereich
Chemie und Biotechnologie der h_da . Zurzeit Promotion am
Max-Planck- Institut für Herz- und Lungenforschung, Bad
Nauheim.
Birgit Spitznagel, Studium der Biotechnologie am Fachbereich
Chemie und Biotechnologie der h_da. Seit 2008 tätig bei der
Firma Axima GmbH.
Stefanie Kern, Studium der Biotechnologie am Fachbereich
Chemie und Biotechnologie der h_da. Seit 2008 tätig bei der
Firma GFE Blut mbH im Industriepark Höchst.
Kristina Müller, Studium der Biotechnologie am Fachbereich
Chemie und Biotechnologie der h_da. Zurzeit Promotion an der
Universität Wien.
Nancy Krummrich, Studium der Biotechnologie am Fachbereich Chemie und Biotechnologie der h_da. Zurzeit im Mutterschutz
Janine May, Studium der Biotechnologie am Fachbereich Chemie und Biotechnologie der h_da. Zurzeit tätig für die Firma
Kurzbiografien •
Stefan H. Hüttenhain, Jahrgang 1953, Chemiestudium an der Danone- Milupa.
TU Karlsruhe (1974 – 1976) und der Universität Bonn (1976–
1979). 1982 Promotion an der Universität Marburg. Von 1983 Melanie Meister, Studium der Biotechnologie am Fachbereich
bis 1992 Labor-, Gruppen- und Abteilungsleiter am Fraunhofer Chemie und Biotechnologie der h_da. Zurzeit Promotion an der
Institut für Umweltchemie und Ökötoxikologie, Schmallenberg. Goethe- Universität, Frankfurt am Main.
Seit 1992 Professor für organische Chemie an der h_da.
Sabine Rauer, Studium der Biotechnologie am Fachbereich
Friedrich Kruse, Chem.-Ing.-Studium an der FH Münster 1974 Chemie und Biotechnologie der h_da. Zurzeit tätig bei der Fir–1979. Seit 1981 Laboringenieur im Fachbereich Chemie und ma R-Biopharm.
Biotechnologie
Nico Scharpfenecker, Studium der Biotechnologie am FachbeNina Dickerhof, Studium der Biotechnologie am Fachbereich reich Chemie und Biotechnologie der h_da.
Chemie und Biotechnologie der h_da. Zurzeit Promotion am
Institut für Biochemie der Universität von Otago, Dunedin, Neu
Seeland.
89
QUERSCHNITT 24
WO IST WAS?
INERTIALE OBJEKTVERFOLGUNG AUF
BASIS VON LOW-COST-INERTIALSENSOREN
MIT ADMIN
Autoren •
Prof. Dr. Markus Haid, Miriam Heil, Ersan Günes, Thitipun Chobtrong
ADMIN – ADaptierbares Modulares Low-cost INertialsensorsystem zur Indoor-Navigation, ist ein
Entwicklungsprojekt im Fachbereich Elektro- und Informationstechnik an der Hochschule Darmstadt,
in dem ein adaptierbares, modulares Inertialsensorsystem zur Objektverfolgung und Navigation im
Raum entwickelt wurde. Dieses Inertialsensorsystem, bestehend aus einer modularen Soft ware- und
Hardwarearchitektur, stellt die Basis zahlreicher möglicher Applikationsentwicklungen im medizinischen, industriellen und Konsumbereich dar. Dadurch können zukünftig Objekte im Indoorbereich
referenzlos, miniaturisiert und kostengünstig verfolgt werden. Ob Schrauber in der Automobilfertigung, Patienten in der Rehabilitation, Feuerwehrmänner in brennenden Gebäuden; die Herausforderung
wird immer sein, eine Antwort auf die Frage „Wo ist was?“ zu finden.
Einleitung
Das Bestimmen von Position und Orientierung eines bewegten
Körpers im Raum, relativ zu seinem Anfangszustand (bekannte Position und Orientierung), ist in unzähligen Anwendungen
bereits notwendig oder für die Zukunft wünschenswert. Beispielsweise müssen autonome Roboter gegebene Zielpunkte
erreichen, numerisch gesteuerte Werkzeugmaschinen reproduzierbar vorgegebene Wirkpositionen anfahren oder Handhabungs- und Fertigungseinrichtungen Orientierung und Lage
von Bauteilen gezielt beeinflussen.
Die Navigation von Geräten und Personen in Gebäuden ist auch
eine notwendige Voraussetzung für die Entwicklung neuer
Technologien, wie der Augmented Reality, der mobilen Informationstechnologie (z.B. Bediener- und Besuchernavigation),
der minimalinvasiven Chirurgie (z.B. OP-Navigation) und der
modernen Produktionstechnik (z.B. Schrauberpositionierung).
90
Diese Zukunftstechnologien sind auf eine Navigationsmöglichkeit angewiesen, an die sehr hohe Anforderungen gestellt
werden. Sie müssen genau, zuverlässig und unabhängig von
ihrer Umgebung funktionieren. Für eine breite Anwendung
müssen diese Navigationssysteme klein, leicht und vor allem
preiswert sowie einfach handhabbar sein.
Die aktuelle Position und Orientierung eines bewegten Körpers kann als Grundlage für die Regelung von Abläufen dienen,
in dem für einen Soll-Ist-Vergleich der vorhandene Ist-Wert der
Regelgröße bestimmt und die erforderliche Korrektur vorgenommen wird. Dabei sind die Komplexität und die Genauigkeit
der Positions- und Orientierungsbestimmung von der jeweiligen Anwendung und den damit verbundenen Freiheitsgraden
abhängig. Bei einer Positions- und Orientierungsbestimmung
im Raum, als allgemeiner Fall, müssen sechs Parameter festgelegt werden, so dass sowohl die Koordinaten x, y, z als auch
Wo ist was? – Inertiale Objektverfolgung auf Basis von Low-cost-Inertialsensoren mit ADMIN FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 1 • Redundant aufgebautes Inertialsensorsystem inkl. Bluetooth-Kommunikationsmodul
die Drehungen α, β, γ des bewegten Körpers zu einem Refe- Im Rahmen des vorliegenden Entwicklungsprojektes ADMIN
ist das inertiale Sensorsystem redundant aufgebaut und berenzkoordinatensystem eindeutig beschrieben sind.
steht aus insgesamt zwölf Sensoren (siehe Abbildung 1). Mit
diesen sechs Beschleunigungs- und sechs DrehratensensoInertialnavigationssysteme
Inertiale Navigationssysteme (Inertial Navigation Systems, im ren können alle sechs Freiheitsgrade eines Objekts im Raum
Folgenden kurz INS genannt) auf der Basis von orthogonal bestimmt werden. Dazu ist die Erfassung von Neigungs-, Oriangeordneten Beschleunigungs- und Orientierungssensoren entierungs- und Positionsänderungen im Raum Voraussetermöglichen das Bestimmen von Positionen und Orientie- zung. Ein redundanter Aufbau ist für den hier entwickelten
rungen eines bewegten Objektes im Raum ohne Signale aus und implementierten Algorithmus (Indirektes Kalman-Filter)
der Umgebung zu benötigen. Mit diesen Systemen ist selbst notwendig.
in schwieriger oder gefährdeter Umgebung eine Navigation
möglich. Trägheitssysteme (inertia lat.: Untätigkeit, Trägheit), Beschleunigungssensoren
in Form eines INS, sind sehr flexible Systeme, da sie die Be- Die Beschleunigungssensoren nehmen die translatorische
schleunigung und Drehrate eines Körpers erfassen und durch Beschleunigung in die drei Raumrichtungen x, y und z auf.
Integration Geschwindigkeit und Position bzw. Orientierungs- Durch zweifache Integration ergibt sich aus der Beschleunigung die Position im Raum in Bezug auf eine Ausgangsposition.
winkel eines Objektes bestimmen können [2].
91
QUERSCHNITT 24
Abbildung 2 • Dreidimensionale Darstellung der Orientierung (INS-Daten,
IR-Trackingsystem als Referenzdaten) in LabVIEW
Die hier verwendeten Beschleunigungssensoren können Kräf- dung der Kalman-Filterung und der Verwendung redundanter
Stützinformationen zu erreichen. Der Fehlerzuwachs über die
te zwischen -6g und +6g erfassen [3].
Gesamtmesszeit gegenüber herkömmlichen mikromechanischen INS soll dadurch verringert werden.
Drehratensensoren (Gyroskope)
Die Drehratensensoren, auch Gyroskope genannt, erfassen Die zentrale Problematik der Estimationstheorie ist die Gewindie Drehgeschwindigkeiten um die drei Raumachsen. Durch nung von Informationen aus gestörten und damit unsicheren
einfache Integration lassen sich daraus die Rotationswinkel Messwerten. Ziel ist es, exakte Informationen aus einer störbestimmen. Mit Hilfe der drei Rotationswinkel ergibt sich die behafteten Umgebung zu gewinnen. Diese Umgebung ist dadreidimensionale Orientierung des zu verfolgenden Objektes durch gekennzeichnet, dass sich weder das Verhalten der unbekannten Systemgrößen noch das Verhalten der Störgrößen
im Raum [3].
genau vorhersagen lässt.
Die Estimationsalgorithmen mit linearem und optimalem ChaDatenerfassung
Die Datenerfassung erfolgt über eine USB- oder Bluetooth- rakter werden nach ihrem Entdecker Kalman-Filter genannt.
Kommunikationsschnittstelle. Die eigentliche Softwarerea- Das Kalman-Filter ist für einen so weiten Bereich der Estilisierung des Systems erfolgt auf einem Rechnersystem. Die mationstheorie der optimale Verarbeitungsalgorithmus, dass
modulare Softwarearchitektur beinhaltet die Datenerfassung, die Betrachtung dieser Algorithmen für eine Betrachtung der
die Kalibrierung, die Orientierungsbestimmung und letzten Grundlagen der Estimationstheorie völlig ausreichend ist.
Endes die dreidimensionale Positionsbestimmung im Raum. Ein Kalman-Filter ist ein optimaler, rekursiver DatenverarbeiIn einer späteren Applikationsentwicklung müsste die Soft- tungsalgorithmus, der von einem Rechner ausgeführt wird.
wareapplikation in eine μC-Realisierung überführt werden. Dabei handelt es sich nicht um ein klassisches Filter, welches
Derzeit erfolgt die echtzeitfähige Onlinemessdatenaufnahme das Frequenzspektrum eines Signals verändert. Ein Kalmanund -verarbeitung in LabVIEW. Zusätzlich können auch die Re- Filter verwendet die vorliegenden Messwerte, um die gesuchferenzdaten eines IR-Trackingsystems aufgenommen werden te Ausgangsgröße eines Systems zu schätzen. Dabei erfolgt
und beide Orientierungs- und Positionsverläufe dreidimensi- eine Gewichtung der vorliegenden Messwerte entsprechend
onal dargestellt werden. Somit ist eine Validierung der imple- ihrer Genauigkeit [1]. Der Kalman-Filter-Algorithmus benötigt
dazu a-priori-Kenntnisse über das dynamische Verhalten der
mentierten Algorithmen möglich (Abbildung 2).
Messstörungen und der Systemstörgrößen. Außerdem werden zur Abschätzung der gesuchten Ausgangsgröße alle verProblematik
Die verwendeten Miniatursensoren sind mit einer sogenann- fügbaren Kenntnisse über vorhandene Anfangswerte benutzt.
ten Sensordrift beaufschlagt. Bei dieser Sensordrift handelt Das Kalman-Filter ist somit ein Schätzalgorithmus, das den
es sich um einen Nullpunktfehler (Offset, Bias). Dieser Null- wahren Zustand des zu verfolgenden Systems auf der Basis
punktfehler entsteht aufgrund von Herstellungsungenauigkei- von gestörten Messdaten und Informationen schätzt [4].
ten, Temperaturänderungen, Umwelteinflüssen oder Alterung.
Durch diese Sensordrift verschlechtern sich die Positionsan- Ergebnis
gaben aufgrund der zweifachen Integration und die Orientie- Durch Konzeptionierung und Implementierung eines neuartigen INS-fehlerbasierten indirekten Kalman-Filter-Algorithrungsangaben aufgrund der einfachen Integration [3, 5].
mus konnten im Rahmen des vorliegenden Projektes deutliche
Verbesserungen bezüglich der dreidimensionalen PositionsLösungsansatz Estimationstheorie
Ziel der Forschungsarbeit ist es, Verbesserungen hinsichtlich und Orientierungsbestimmung im Raum erreicht werden.
der Langzeitstabilität, bei vorhandener Genauigkeit einer in- Diese konnten mit Hilfe eines IR-Trackingreferenzsystems veertialen mikromechanischen Messeinheit, durch die Anwen- rifiziert und bewertet werden. Somit wurde das Ziel des Pro92
Wo ist was? – Inertiale Objektverfolgung auf Basis von Low-cost-Inertialsensoren mit ADMIN FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 3 • INS mit Positionsmarkern
Abbildung 4 • IR-Trackingsystem als Referenzsystem
jektes, nämlich der Aufbau einer modularen Hardware- und
Softwarearchitektur zur inertialen Low-cost Objektverfolgung
ADMIN erreicht (Abbildung 3, 4).
Estimationstheorie sicherlich auch Ansätze einer Sensordatenfusion zum Einsatz. Zusätzlich wird ein weiterer Entwicklungsschwerpunkt die Bewegungsmustererkennung auf Basis
der Inertialsensordatenerfassung sein. So könnte dann mit
einem Inertialsensorsystem eine Personenüberwachung im
Rehabilitationsbereich und im Bereich des betreuten Wohnens realisiert werden. Diese könnte neben einer Sturz- (ist
der Mensch gestürzt?) und Lagedetektion (liegt der Mensch
oder steht er) auch den Aufenthaltsort des gefährdeten und in
Not geratenen Menschen bestimmen. Zusätzlich könnten über
sogenannte Smart-Cloth (Kleidung mit integrierten Sensoren)
die Vitalfunktionen überwacht werden.
Ausblick und Anwendungsmöglichkeiten
In zukünftigen Forschungsprojekten sind applikationsspezifische Weiterentwicklungen basierend auf der modularen Softund Hardware-Architektur denkbar. In den Bereichen Produktionstechnik (Schrauberpositionierung), Medizintechnik
(Patientenüberwachung) und Katastrophenschutz (Navigation
Feuerwehrmann) werden sicherlich in naher Zukunft weitere
applikationsspezifische Forschungs- und Entwicklungsprojekte an der h_da durchgeführt. Dabei kommen neben der
Literatur •
1 Brown, R.; Hwang, P., Introduction To Random Signals And
Applied Kalman Filtering, Wiley 1997
2 Haid, M.; Marquardt, G.; Melander, S.; Nguyen, P., Verbesserung der referenzlosen inertialen Objektverfolgung zur
Indoor-Navigation durch Anwendung der Kalman-Filterung, Sonderdruck aus VDI-Berichte Nr. 1829, 2004, Seite
805–808
3 Haid, M., Verbesserung der referenzlosen inertialen
Objektverfolgung zur Low-cost Indoor Navigation durch
Anwendung der Kalman-Filterung, Universität Siegen, Siegen, ZESS (Zentrum für Sensorsysteme), Siegen, Fraunhofer Technologie Entwicklungsgruppe, Stuttgart, 2005
4 Loffeld, O.; Estimationstheorie, Grundlagen und stochastische Konzepte, Oldenbourg-Verlag-München, 1990
5 Reinboth, F.; Interne Stützung zur Genauigkeitsverbesserung in der Inertialmesstechnik, Universität Karlsruhe,
Karlsruhe, 2000
mationstechnik gründete er das Kompetenzzentrum für angewandte Sensorik – Competence Center of Applied Sensor Systems (ccass). Forschungsschwerpunkt ist dort vor allem die
Objektverfolgung und insbesondere die inertiale Objektverfolgung mit Hilfe von Low-cost-Inertialsensoren. Während seiner
Zeit bei der Fraunhofer TEG (heute Fraunhofer IPA) in Stuttgart
hatte er bereits die Leitung des Themenfeldes „Inertiale Objektverfolgung“ über mehrere Jahre inne. Er promovierte im
Bereich „Estimationstheorie und Kalman-Filterung“ an der
Universität Siegen. Auf Initiative von Haid besteht nun auch seit
August 2009 eine Forschungs- und Promotionskooperation
der h_da mit dem Fraunhofer IPA in Stuttgart und dem Zentrum für Sensorik (ZESS) in Siegen.
Kurzbiografien •
Prof. Dr.-Ing. Markus Haid ist seit März 2008 Professor an der
Hochschule Darmstadt. Im Fachbereich Elektro- und Infor-
Thitipun Chobtrong Erster wissenschaftlicher Mitarbeiter und
Doktorand am ccass im Rahmen der Forschungs- und Promotionskooperation mit dem ZESS und Fraunhofer IPA.
Miriam Heil war als Diplomandin maßgeblich am inhaltlichen
Entwicklungsergebnis des Projektes ADMIN beteiligt.
Ersan Günes hat die Projektleitung des Projektes ADMIN inne.
93
QUERSCHNITT 24
ZUKUNFT DER SCHULE
WELCHE ROLLE KANN DIE
AUSSERSCHULISCHE BILDUNG
SPIELEN?
Autor •
Die Zusammenarbeit von Jugendarbeit und Schule ist zu einem brisanten Thema geworden. Spätestens
seit der Entwicklung von Ganztagsschulkonzepten steht die Schule vor neuen sozialen und pädagogischen Herausforderungen, die sie nur mit erweiterten Ausstattungen und außerschulischen Partnern
bewältigen kann. Die Jugendarbeit kann aus ihrem pädagogischen Erfahrungsschatz aktivierende
Methoden, interessante Lernorte und eine partizipative Grundhaltung einbringen, die zu selbsttätigem
Lernen anregen und die sozialen Kompetenzen fundieren.
Zusammenarbeit von Schule und Jugendarbeit
Schon lange gibt es eine punktuelle Zusammenarbeit zwischen Jugendarbeit und Schule, doch noch viel zu selten
werden die jeweiligen Erfolge und Barrieren so begleitet und
ausgewertet, dass die Kooperation zu einer dauerhaften werden kann. Gelungenen Ansätzen der Kooperation sollte mehr
Raum geboten werden, so dass sich Pädagoginnen und Pädagogen mit ihren unterschiedlichen professionellen Haltungen
aneinander entwickeln können. Das zentrale Thema der Teilhabe von Jugendlichen an Bildungsprozessen muss perspektivisch in den Mittelpunkt gerückt werden.
Vor diesem Hintergrund hat das Hessische Sozialministerium
(HSM, jetzt: HMAFG) ein Aktionsprogramm „Partizipation und
Kooperation zwischen Jugendarbeit und Schule (PKJS)“ aufgelegt, in dem hessenweit 19 Kooperations-Projekte von 2007
an über drei Jahre modellhaft gefördert werden. Die Hochschule Darmstadt ist mit der wissenschaftlichen Begleitung
des Programms beauftragt (vgl. Abb. 2) und veranstaltete zusammen mit dem HMAFG (Hessisches Ministerium für Arbeit,
Familie und Gesundheit) die Abschlusstagung. Diese fand als
Fachkonferenz unter dem Titel „Bildung anders erlebt“ am 26.
November 2009 unter Beteiligung des Staatssekretärs des
Hessischen Kultusministeriums Heinz-Wilhelm Brockmann,
in Frankfurt statt.
Die modernen Erkenntnisse über das Lernen und über die Anforderungen an Bildung lassen sich in fünf Dimensionen zu94
sammen fassen: Kompetenzdimension, Methodendimension,
Partizipationsdimension, Lebensweltdimension und Subjektdimension. Sie sind als Qualitätsmerkmale einer zukunftsorientierten Bildung anzusehen (Schröder 2007). Zwei dieser
Qualitätsmerkmale werden in diesem Beitrag vorgestellt und
die Kernbotschaften und Perspektiven zusammengefasst, die
gegen Ende des Aktionsprogramms formuliert wurden.
Kompetenzdimension
In der Bildungsdebatte der letzten Jahre erleben wir auf vielen Ebenen eine Betonung von sozialen Kompetenzen und
Bildungsanteilen, die zur Kommunikation und Kooperation
befähigen. Die Industrie hat die Persönlichkeitsbildung als
grundlegend entdeckt und eine verstärkte Teamfähigkeit gefordert. Das Kinder- und Jugendhilfegesetz von 1990 erhebt
die Fähigkeiten zur Selbstbestimmung und zu gesellschaftlichem Engagement zur obersten Maxime von Jugendarbeit.
Und nicht zuletzt fordern die veränderten Lebensverhältnisse
Fähigkeiten und Verantwortlichkeiten des Einzelnen mehr und
mehr heraus. Auch die Ergebnisse der PISA-Studien gelten
als Zeichen für die Notwendigkeit einer umfassenden Bildung.
Das Bund-Länder-Forum Bildung hat diese Tendenzen im Hinblick auf veränderte Erwartungen an Bildung bereits im Jahre
2001 folgendermaßen formuliert: „Die Herausforderungen des
technischen und sozialen Wandels führen zunehmend dazu,
dass sich die Anforderungen an die Beschäftigungsfähigkeit
Zukunft der Schule – Welche Rolle kann die außerschulische Bildung spielen?
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 1 • Schulkinder bei der Meinungsbildung mit Hilfe von „Metaplan“
(Qualifizierung für den Arbeitsmarkt) immer mehr in Bereiche
ausdehnen, die traditionell eher dem Bereich der Persönlichkeitsentwicklung zugerechnet wurden (zum Beispiel personale und soziale Kompetenzen). Persönlichkeitsentwicklung
wiederum umfasst nicht nur die individuelle Selbstentfaltung,
sondern auch die Fähigkeit, Verantwortung für andere und für
die Gemeinschaft zu übernehmen“ (Bund-Länder-Forum Bildung 2001, 9).
Der Kompetenzbegriff meint das Vermögen des Menschen,
sich in seiner Ganzheitlichkeit zu entwickeln, sich aus seiner
Persönlichkeit heraus zu entfalten. Es geht um die Fähigkeit,
auch über biographische Irritationen und Brüche und in unvorhergesehenen Lebens- und Anforderungskonstellationen
Handlungsfähigkeit zu bewahren. Die Kompetenzdimension
verweist somit immer auf jene Dimensionen der Bildung, die
über Wissen und Sachbildung hinausgehen und die Sozialbildung wie auch die Affektbildung einschließen (Schröder u.a.
2004).
Lebensweltdimension
„Sozialraumorientierung bedeutet … die Öffnung der Institutionen in die räumliche Umwelt hinein dergestalt, damit die
Menschen so angenommen und aktiviert werden, wie sie dort
anzutreffen sind“ (Böhnisch u.a. 2005, 215). Dabei steht nicht
die territoriale Qualität des Raums im Vordergrund, sondern
die Bedeutung, die ihm die Menschen geben.
Die „Öffnung der Schule“ hin zu den Lebenswelten der Jugendlichen wird zwar seit einigen Jahren verstärkt gefordert,
gelingt jedoch angesichts von institutionellen und räumlichen
Barrieren nur punktuell. Und längst erleben wir die gegenläufige Tendenz, wenn sich Lehrer gegenüber den sozialen Problemen abzuschotten suchen und nur noch Schule machen
wollen und nichts anderes (Böhnisch 2006, 53).
Für die Freizeit- und Lernorte der Jugendarbeit sieht das anders aus. Sie sind oftmals unmittelbar in der Lebenswelt angesiedelt und dort mit den Fragen des sozialen und jugendkulturellen Alltags konfrontiert. Durch diese Verankerung im
sozialen Leben der Jugendlichen spielt die Jugendarbeit eine
wichtige Rolle für die Verknüpfung von formalen und informellen Lernprozessen.
Der neue Fokus auf informelles Lernen hat aufgedeckt, wie
sich diese Lernprozesse in allen Lebenskontexten vollziehen –
oftmals unbeabsichtigt, zumeist beiläufig und vielfach implizit
(Dohmen 2001). In den wissenschaftlichen Untersuchungen
der letzten Jahre wird die enge Verzahnung zwischen informellen Lernprozessen und dem non-formalen Bildungssektor
hervorgehoben, zu der die außerschulische Jugendbildung
zählt. Dieser Sektor übernimmt eine Vermittlungsfunktion
zu den formalen Bildungsinstanzen und somit vor allem der
Schule. Aus bildungspolitischer Perspektive wird diese Aufgabe zukünftig noch wichtiger, um verschiedene Lernorte zu verknüpfen (Rauschenbach u.a. 2006). Die non-formale Bildung –
wie die außerschulische Jugendbildung – ist gekennzeichnet
durch eine große Öffnung hin zu informellem Lernen, weil die
non-formalen Orte freiwillig aufgesucht und genutzt werden;
sie bieten ein hohes Maß an individuellen Gestaltungsmöglichkeiten (BMBF 2004).
Kernbotschaften und Perspektiven
Die Erfahrungen im Aktionsprogramm zeigen, wie produktiv
die konkrete Zusammenarbeit zwischen außerschulischer und
schulischer Pädagogik sein kann und wie sie sich auf Organisationsentwicklung, Personalentwicklung, Bildung und Entwicklungsförderung sowie auf die strukturelle Entwicklung
der Bildungslandschaft auswirkt und zu nachhaltigen Veränderungen führt. In einem längeren Austauschprozess mit den
Praktikerinnen und Praktikern vor Ort wurden Kernbotschaften und Perspektiven herausgearbeitet, die alle genannten
Ebenen betreffen und somit fachlich-pädagogisch, wie auch
strukturell-politisch ausgerichtet sind.
Organisationsentwicklung
1 • Für ein nachhaltiges Zusammenwirken zwischen außerschulischer und schulischer Pädagogik sind unerlässlich:
ein grundlegender Kooperationsvertrag, die Fortschrei95
QUERSCHNITT 24
Module
Steps
A. Prozessbegleitung und
formative Datenerhebung
1.
2.
3.
4.
5.
Auftaktveranstaltung
Statusberichte und Projektdarstellungen auf der Homepage
Projektbesuche
Fachtagung im 1. Projektjahr (Vertreter/innen der Jugendarbeit)
Fachtagung im 2. Projektjahr (Vertreter/innen der Jugendarbeit
und der kooperierenden Schulen)
6. Schreibwerkstatt
B. Vertiefende Untersuchung
7. Einzelinterviews und Tandeminterviews
8. Gruppendiskussionen
9. Auswertungs- und Deutungsarbeit
C. Triangulation aus Prozessbegleitung
und vertiefender Untersuchung
10. Matrix zur Herausarbeitung von Querschnittsthemen
und Codierung der Gesprächstexte
11. Zusammenführung der Ergebnisse und Handlungsempfehlungen
D. Transfer der Ergebnisse
12. Abschlusstagung
13. Abschlussbericht
Abbildung 2 • Vorgehensweise der wissenschaftlichen Begleitung
bung des pädagogischen Konzepts und die wechselseitige
Pflege der Kommunikationsstrukturen.
2 • Partizipation muss in der Schule verankert und gewollt
sein; sie braucht Raum, Präsenz und Kontinuität. Impulse
von außen können nur eine ergänzende Funktion haben.
3 • Die Lebenswelt der Jugendlichen und ihre anderen Lernorte finden über die Jugendarbeit als non-formale Bildung Eingang in die formale Bildung der Schule, wenn
diese sich zum sozialen Raum hin öffnet. Dort gewinnt sie
weitere Kooperationspartner.
Personalentwicklung
4 • Eine wechselseitige Wertschätzung der je anderen Arbeitsweisen und Haltungen ist die entscheidende Grundlage für die Entwicklung einer Kooperation auf gleicher
Augenhöhe.
5 • Das Personal braucht Entlastungsstunden bzw. Stundenkontingente für die zusätzlichen Aufgaben, für Planungen, Absprachen und Reflexionen.
6 • Die Kooperation wird durch Weiterbildung des Personals
zur pädagogischen Konzeptentwicklung auf solide Füße
gestellt. Dazu haben sich Tandem-Weiterbildungen als ein
effektives Instrument erwiesen.
Bildung und Entwicklungsförderung
7 • Durch die Einbeziehung der Jugendarbeit in Schule wird
der individuellen Förderung, insbesondere von sozial benachteiligten Schülerinnen und Schüler, eine andere Aufmerksamkeit gewidmet. Die Jugendarbeit bringt auch
Projekterfahrungen zu Gender- und Migrations-bedingten Differenzen mit in die Schule.
8 • Für die Partizipation der Schülerinnen und Schüler wird
der Klassenrat von den Projekten als zentrales Instrument angesehen, wenn er im 5. Jahrgang eingeführt und
bis zur 10. Klasse mit Unterstützung durch die Jugendarbeit fortgeführt wird. Darüber hinaus muss Partizipation
zur Alltagspartizipation werden – im täglichen Miteinan96
der, in allen Fächern, in der Schulraumgestaltung.
9 • Projektarbeit hat einen hohen Erlebnischarakter; sie ist
gekennzeichnet durch einen ganzheitlichen Ansatz und
punktuell durch eine fächerübergreifende Ausrichtung.
Dadurch werden die unterschiedlichen Interessen, Fähigkeiten und Fertigkeiten der Schülerinnen und Schüler gefördert.
Strukturelle Entwicklung
10 • Im Verlauf der Entwicklung von kommunalen Bildungslandschaften im Hinblick auf Ganztagsbildung hat sich die
Bildung von Netzwerken mit hauptamtlichen Koordinatoren als wichtig erwiesen. Es muss sowohl in den Schulen
wie in den Kommunen Ressourcen geben, um dauerhaft
an der Kooperation und an einem Transfer von lebensweltbezogenen Lernprojekten in die Ganztagsbildung zu
arbeiten und die Entwicklung von neuen Strukturen zu koordinieren. Für eine Konzipierung regionaler Netzwerke
und einer auf Hessenebene einzurichtende Stabsstelle
oder eine von beiden Seiten getragene Serviceagentur
sind die bisherigen Strukturversuche auszuwerten. Einzubeziehen ist hier die in Kernbotschaft sechs genannte
gemeinsame Weiterbildung, für die sich möglicherweise
ein neues Kooperationsinstitut anbietet. In Niedersachsen
hat man damit gute Erfahrungen gemacht (Stange 2008).
11 • Das Aktionsprogramm ist getragen vom HMAFG (ehemals HSM) und hat die von der Jugendarbeit ausgehenden
Initiativen zur Kooperation gestärkt. Von allen beteiligten
Trägern der Jugendarbeit wird eine verstärkte Unterstützung und Initiierung von Kooperationen durch das Hessische Kultusministerium (HKM) gewünscht. Positive Signale befördern die Bereitschaft zur Kooperation vor Ort
und können die Träger aus einer bisweilen erlebten Bittstellerrolle erlösen. Darüber hinaus bedarf es auch einer
Kooperation auf Landesebene; denkbar ist eine interministerielle Arbeitsgruppe unter Einbeziehung von fachlichen Expertinnen und Experten oder eine landesweite
Zukunft der Schule – Welche Rolle kann die außerschulische Bildung spielen?
PROJEKTBERICHTE
Arbeitsgemeinschaft, in der Vertreter beider Ministerien
und Vertreter der kooperierenden Schulen und Träger
mitwirken.
12 • Die schulbezogene Kinder- und Jugendarbeit an Schulen
braucht eigenständige Träger der Jugendhilfe, eine solide
Finanzierung und passende kommunale Strukturen.
Weitere Informationen
Die Homepage des Aktionsprogramms wurde während der
gesamten Laufzeit von den beteiligten Trägern und Professi-
Quellenverzeichnis •
1 BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung)
(Hrsg.) 2004: Non-formale und informelle Bildung im
Kindes- und Jugendalter. Konzeptionelle Grundlagen für
einen Nationalen Bildungsbericht. Berlin
2 Böhnisch, Lothar 2006: Die Schule als ambivalenter Ort
politischer Sozialisation. In: kursiv, Heft 3, S. 52–67
3 Böhnisch, Lothar/Schröer, Wolfgang/Thiersch, Hans 2005:
Sozialpädagogisches Denken. Wege zu einer Neubestimmung. Weinheim und München
4 Bund-Länder-Forum Bildung 2001: Bildungs- und Qualifizierungsziele von morgen. Vorläufige Leitsätze. In:
Frankfurter Rundschau vom 1.9.2001, S. 9–11
5 Dohmen, G. 2001: Das informelle Lernen. Die internationale Erschließung einer bisher vernachlässigten Grundform
menschlichen Lernens für das lebenslange Lernen aller.
Bonn, http://www.bmbf.de/publikationen/2707.php, abgerufen am 19.6.2004
6 Rauschenbach, Thomas/Düx, Wiebken/Sass, Erich
(Hrsg.) 2006: Informelles Lernen im Jugendalter. Vernachlässigte Dimensionen der Bildungsdebatte. Weinheim und München
7 Schröder, Achim 2007: „Zutaten“ der Jugendarbeit zur
onellen interaktiv genutzt. Dort findet man die Selbstdarstellungen, Prozessbeschreibungen und Beiträge der Fachtagungen. Die Ergebnisse der abschließenden Fachkonferenz sind
ab Februar 2010 ebenfalls eingestellt. www.pkjs.h-da.de
Projektleiter: Prof. Dr. Achim Schröder
Wissenschaftliche Mitarbeiterin: Ulrike Leonhardt Hochschule Darmstadt, Fachbereich Gesellschaftswissenschaften und
Soziale Arbeit
ganztägigen Bildung von Schüler/innen und Jugendlichen – und das Vorgehen der Wissenschaftlichen Begleitung innerhalb von PKJS. Einstiegsvortrag der WB zur
1. Fachtagung. www.pkjs.h-da.de
8 Schröder, Achim/Balzter, Nadine/Schroedter, Thomas
2004: Politische Jugendbildung auf dem Prüfstand. Ergebnisse einer bundesweiten Evaluation. Weinheim und
München
9 Stange, Waldemar 2008: Weiterbildung als strategischer
Ansatz zur Verbesserung der Kooperation von Schule und
Jugendhilfe: gemeinsame Qualifizierung von Fachkräften
aus Schule und Jugendhilfe in Tandemkursen. In: Henschel, Angelika/Krüger, Rolf/Schmitt, Christoph/Stange,
Waldemar (Hrsg.): Jugendhilfe und Schule. Handbuch für
gelingende Kooperation. Wiesbaden, S. 449 –469
Kurzbiografie •
Achim Schröder, Dr. phil, ist Professor für Kulturpädagogik
und Jugendarbeit am Fachbereich Gesellschaftswissenschaften und Soziale Arbeit der Hochschule Darmstadt.
Seine Arbeitsschwerpunkte sind Adoleszenz, politische Jugendbildung, professionelle Beziehungen, pädagogische Konflikt- und Gewaltforschung sowie Jugendarbeit und Schule.
97
QUERSCHNITT 24
VORHERSAGE DER TEAMLEISTUNG VON
VIRTUELLEN SOFTWARE-ENTWICKLUNGSTEAMS IN BEZUG AUF DIE ZU ERWARTENDE
PROJEKTKOMPLEXITÄT
Autoren •
Immer häufiger ersetzen virtuelle Projektteams die traditionellen Präsenz-Projektteams. Projektleiter
und Führungskräfte haben jedoch große Herausforderungen zu meistern, um virtuelle Teams
leistungsfähig arbeiten zu lassen. Häufig fehlen dazu Kennzahlen, die die gegenwärtige Teamleistung
erfassen und die wahrscheinliche Teamleistung prognostizieren. Außerdem erfordert die Leitung
von Experten ein entsprechendes Commitment der Experten, sich führen zu lassen. Dieser Aspekt wird
durch das Treatment „Elective Leadership“ berücksichtigt, das die Verantwortung für die Teamleitung
dem Team selbst überträgt. Die erarbeiteten Forschungsergebnisse sind für alle Unternehmen hilfreich,
die Software-Projekte durch virtuelle Projektteams realisieren. Sollte dieser Ansatz zu einer Verbesserung der Teamleistung von Soft ware Teams führen, wäre eine weitere Untersuchung in anderen
Bereichen anzustreben.
Einleitung
Heute arbeiten immer mehr Organisationen in virtuellen Arbeitsformen. Besonders Software-Projekte werden häufig in
einem sogenannten Onside-/Offshore-Prozess durchgeführt
(Chudoba, Katherine M; Mei, Lu; Watson-Manheim, Mary Beth;
Wynn, Eleanor, 2004). Ein Teil des Projektteams ist zum Beispiel in Europa, ein anderer Teil in Asien und ein dritter Teil
in Amerika. Diese verteilten virtuellen Arbeitsformen stellen
die Beteiligten vor Herausforderungen in der Zusammenarbeit
und im Besonderen in der Kommunikation. (Müthel, Miriam;
Högl, Martin, 2008).
Einige Projekte werden erfolgreich durchgeführt, viele jedoch
gehen durch eine Vielzahl von Problemen: Die Termine werden
nicht gehalten, die Arbeitsergebnisse entsprechen nicht den
Qualitätserwartungen, die Kosten sind ein Vielfaches des geplanten Budgets und die erwarteten wirtschaftlichen Effekte
werden nicht erzielt.
Auf der anderen Seite verändern sich die Möglichkeiten der
virtuellen Zusammenarbeit, beispielsweise durch virtuelle
Welten wie Second Life oder den Umstand, dass jüngere Mitar98
beiter bereits der Generation „Digital Natives“ angehören. Es
sich also um Menschen handelt, die mit der Computertechnologie aufgewachsen sind. Bisher waren virtuelle Projektteams
vor allem von „Digital Immigrants“ besetzt worden Menschen,
die erst spät in ihrem Berufsleben mit Computern in Kontakt
kamen. Diese verschiedenen Aspekte haben Einfluss darauf,
wie erfolgreich ein virtuelles Team zusammenarbeitet.
Hypothese
Virtuelles Arbeiten ist im Laufe seiner kurzen Existenz mit Mythen belegt worden: So heißt es häufig, dass virtuelle Projektteams nicht so leistungsfähig sein könnten wie Präsenzteams,
virtuelle Teams sich regelmäßig treffen müssten oder dass
virtuelle Teams komplexe Projekte nicht erfolgreich durchführen könnten. Das Forschungsprojekt „Vorhersage der Teamleistung von virtuellen Software-Entwicklungsteams in Bezug
auf die zu erwartende Projektkomplexität“ untersucht, ob diese Mythen auf einer empirischen Grundlage beruhen. (Kimble, Chris; Li, Feng; Barlow, Alexis, 2000).Vor dem Hintergrund,
dass Menschen bis jetzt vor allem durch „Learning by Doing“
Vorhersage der Teamleistung von virtuellen Software-Entwicklungsteams in Bezug auf die zu erwartende Projektkomplexität FACHBEREICH INFORMATIK
PROJEKTBERICHTE
Self-assessment
of leadership skills
E-Learning on
leadership skills
for virtual teams
Elect leader
E-Learning on
get-to.know-each
other process
Leader implements
team processes
E-Learning on
feedback
process
Weekly feedback
on leadership
Fortnightly feedback on
leadership with possible
change of leadership
Abbildung 1 • Ablauf des Elective Leadership Treatment
virtuelles Arbeiten erlernt haben, besteht die These des Forschungsprojektes darin, dass durch den Einsatz von Training
und virtuellen Arbeitsumgebungen die Vorteile des virtuellen
Arbeiten genutzt werden und gleichzeitig die gegenwärtigen
Risiken und Schwächen vermindert werden können. In anderen Worten hieße dies, dass virtuelle Teams genauso leistungsfähig, wenn nicht sogar leistungsfähiger, werden können
als Präsenzteams.
In der Regel führt allein die Äußerung dieser These zu heftigen
Diskussionen. Es scheint, dass bereits mit der Grundannahme
des Forschungsprojektes ein Tabu gebrochen wird. Je nachdem, zu welchem Lager sich die beteiligten Personen zählen pro oder kontra virtuellen Arbeitens - werden vor allem emotionale Reaktionen ausgelöst. Auch rationale Menschen lassen
sich dann sehr schnell zu Aussagen hinreißen, die wenig mit
einer akademischen Diskussion zu tun haben.
Das Forschungsprojekt untersucht daher, welche Dynamiken
in virtuellen Teams entstehen und wie die Leistungsfähigkeit
virtueller Softwareentwicklungsteams erhöht werden kann.
Die Teamleistung wird über regelmäßige Messungen der Motivation der Teammitglieder erhoben. Dabei wird zum Einem
das Motivatoring-Tool zum Einsatz kommen und zum Anderen individuelle Feedback-Daten erhoben. Für die virtuellen
Teammeetings findet die virtuelle Welt „Second Life“ Verwendung, in der die Projektteammitglieder sich durch sogenannte
Avatare repräsentieren. Eine virtuelle Welt ist eine computerbasierte Simulation, die das alltägliche Leben nachstellt. Die
Benutzer dieser Simulation kommunizieren über Avatare miteinander. Ein Avatar ist also ein Repräsentant des Benutzers in
der virtuellen Welt (siehe Abbildung 2).
Das Forschungsprojekt
Während der heutige Wissensstand zum Thema virtuelles Arbeiten auf Untersuchungen mittels systematischer Befragungen auf Basis von strukturierten Fragebögen basiert, hat das
Forschungsprojekt einen anderen Weg der Datenerhebung
gewählt. In einem ersten Schritt werden Kontrollgruppenversuche durchgeführt, bei denen Teams mit je drei Mitgliedern
über einen Zeitraum von ca. drei Monaten beobachtet werden.
Dabei bekommen 50 Prozent der Teams ein besonderes Training, während die anderen Teams die gestellte Aufgabe ohne
ein solches Training lösen sollen. Das geforderte Projektergebnis und die Hauptkontrollvariable ist dabei ein Web-Portal
mit einer kompletten Dokumentation. Um die interkulturellen
Aspekte der virtuellen Projektarbeit berücksichtigen zu können, ist vorgesehen, dass die Mitglieder der virtuellen Projektteams aus verschiedenen europäischen Ländern kommen.
In den Kontrollgruppenversuchen werden verschiedene virtuelle Teamprozesse untersucht:
• Kennenlernprozesse. Wie lernen sich die Teammitglieder
kennen? Welche Informationen sind hilfreich, um diesen
Prozess zu gestalten?
• Feedbackprozesse. Welches Feedback hilft dem Team? Welches Feedback ist eher schädlich? Wie kann wirksames verstärkendes und konstruktives Feedback gegeben werden?
• Führungsprozesse. Wie kann Führung in einem virtuellen
Team gelebt werden? Welche Rahmenbedingungen müssen
für die virtuelle Führung geschaffen werden?
Die Ergebnisse der Kontrollgruppenversuche werden in einem Treatment „Elective Leadership“ vereint (siehe unten). Ein
Treatment ist eine Intervention einer Gruppe, die zu einem unterschiedlichen Ergebnis im Kontrollgruppenversuch führen
soll. Als letzter Schritt des Forschungsprojektes ist ein Wettbewerb zwischen virtuellen Teams und Präsenzteams geplant
mit dem Ziel, die Mythen zu unterschiedlichen Teamleistungen
auf deren Wahrheitsgehalt zu überprüfen.
Unterstützt wird das Projekt durch Partner aus der Industrie.
Die Firma GeProS – German Project Solutions GmbH aus Dieburg beteiligt sich beispielsweise an den Kontrollgruppenversuchen. Weitere Industrie-Partner werden derzeit gesucht.
99
QUERSCHNITT 24
Abbildung 2 • Der Teamsimulator im SL
Elective Leadership – gewählte Führung
Eine Innovation der Forschungsarbeit liegt in der Entwicklung
des Treatments „Elective Leadership“. Dieses überträgt die
Verantwortung für die Teamführung ganz dem Projektteam.
Es führt die Forschungsergebnisse von Strijbos und Weinberger, 2009, Kölle, 2007 und Mourlas et al., 2009, weiter, indem
es die vorbestimmten Teamrollen in freigewählte Teamrollen
überführt. Der Ablauf des Treatments ist in Abbildung 1 gezeigt.
Innerhalb des Treatments führen die Teammitglieder in einem
ersten Schritt eine Selbstbewertung ihrer virtuellen Führungsfähigkeiten durch. Auf Basis dieser Selbstbewertungen
wählt das Team einen Teamleiter. Der gewählte Teamleiter
übernimmt dann die Führung des Kennenlernprozesses.
Dieser Prozess ist wesentlich, um eine gemeinsame Beziehungsebene zwischen den Teammitgliedern zu schaffen. Im
weiteren Projektverlauf wird der Teamleiter auch einen Best
Practice-Feedbackprozess leiten. Dabei erhält er regelmäßiges Feedback zu seiner Teamführung. Ebenfalls hat das Team
die Möglichkeit, den Teamleiter bei unzufriedener Leistung abzuwählen.
Dieser „Elective Leadership“-Prozess überlässt dem Team
vollständig die Verantwortung der Führung und ermächtigt
ein Teammitglied, Führungsverantwortung zu übernehmen.
Dadurch wird aus einem Team von Experten, die alle auf einer
hierarchischen Ebene stehen, ein formell organisiertes Team.
Erste Ergebnisse
In einem ersten Versuch wurde ein Teamsimulator in der virtuellen Welt Second Life (SL) (siehe Abbildung 2) entwickelt und
eine Vorlesung mit Wirtschaftsingenieuren größtenteils virtuell durchgeführt (siehe Abbildung 3).
Während der virtuellen Vorlesungen fiel auf, dass
• die Teammeetings in SL deutlich dynamischer und konzentrierter abliefen als über eine Telefonkonferenz oder über
eine Webkonferenz,
100
• die Teilnehmer ihre Avatare persönlich konfiguriert hatten
und so ihrer Persönlichkeit eine persönliche Note gaben,
• durch die Simulation eines Besprechungsraumes eine „realere“ Gesprächssituation geschaffen wurde, als über die
anderen virtuellen Besprechungsformen. Der Spielcharakter von SL trug dazu bei, dass das Maß an Freude und Konzentration bei den Besprechungen höher war als während
andere Besprechungsformen.
Diese ersten Ergebnisse basieren auf der subjektiven Wahrnehmung der Teilnehmer. Sie sollen während der Kontrollgruppenversuche validiert werden.
Erwartete Ergebnisse
Während des Kontrollgruppenversuches werden regelmäßig
Daten von den Teilnehmern erfasst. Aus diesen Daten soll
dann ein Modell entwickelt werden, welches
• die Leistungsfähigkeit des Teams im Vergleich zur Projektkomplexität voraussagt. Dazu werden Kennzahlen definiert
und gemessen. Der gegenwärtige Ansatz umfasst die Verwendung von Kennzahlen, die auf Basis der Motivationsmessungen im Verhältnis zur Termintreue und der Qualitätskriterien ermittelt wurden.
• Kompetenzen der virtuellen Projektteamarbeit beschreibt,
die erlernt werden können.
Weitere mögliche Forschungsergebnisse: Ermittlung von
„Best Practices“ zur Ausstattung virtueller Projektarbeitsräume in virtuellen Teams,
• Ansätze zu einem innovativen, virtuellen Führungsmodell
auf der Basis des Treatments „Elective Leadership“
• Überprüfung von Annahmen zu virtuellen Teams, die bis
jetzt primär auf Basis von Fragebogenuntersuchungen entstanden sind.
Außerdem wird eine Vielzahl von Daten erfasst, die auch für
andere Forschungsprojekte verwertbar sein können, wobei
die besondere Stärke des Vorhabens in seinem experimentellen Charakter liegt.
Vorhersage der Teamleistung von virtuellen Software-Entwicklungsteams in Bezug auf die zu erwartende Projektkomplexität FACHBEREICH INFORMATIK
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 3 • Eine virtuelle Vorlesung im SL
Kurzbiografien •
Ralf Friedrich, MSc, grad. en info, PMP, ACC, ist Geschäftsführer der Unternehmensberatung GeProS – German Project Solutions GmbH sowie Lehrbeauftragter und Doktorand an der
Hochschule Darmstadt, die zusammen mit dem C.I.T. – Cork
Institute of Technology, Irland, ein gemeinsames Ph.D.-Programm durchführt. Friedrich hat sich auf virtuelle Lern- und
Projektmanagementformen spezialisiert. Er ist ein gefragter
Sprecher auf Fachkongressen zu den Themen virtuelles Projektmanagement und virtuelle Führung.
Prof. Dr. Udo Bleimann, Mathematiker und Wirtschaftswissenschaftler, ist seit 25 Jahren Professor für Wirtschaftsinformatik an der Hochschule Darmstadt und Initiator vieler Forschungs- und Entwicklungsprojekte.
Dr. Thomas Martens ist Senior Researcher und Koordinator
für Testentwicklung im Projekt „Technology Based Assessment“ am Deutschen Institut für Internationale Pädagogische
Forschung (DIPF). Er hat Abschlüsse als Diplompsychologe
und in Higher Education. Seine Expertise liegt in den Bereichen Testentwicklung und Evaluation, eLearning sowie der
motivationalen Regulation.
Dr. Ingo Stengel promovierte am Cork Institute of Technology, Irland. Er ist Mitbegründer und Geschäftsführer des igdv –
Zentrum für Advanced Learning, Medien und Simulation,
Darmstadt. Seine Forschungsinteressen liegen in den Bereichen Advanced Learning, Medien, Multi-Agent Systems und
IT-Sicherheit.
Literatur •
1 Chudoba, Katherine M; Mei, Lu; Watson-Manheim, Mary
Beth; Wynn, Eleanor (2004): How virtual are we? Measuring Virtuality and Understanding Its Impact in a Global
Organization. Herausgegeben von Florida State University,
Intel Cooperation und University of Illinois. Online verfügbar unter http://redesignresearch.com/chi05/Virtuality%20
Index.pdf.
2 Kimble, Chris; Li, Feng; Barlow, Alexis (2000): Effective
Virtual Teams Through Communities Of Practice. Strathclyde Business School. (Research Paper, 2000/9). Online
verfügbar unter http://papers.ssrn.com/sol3/papers.
cfm?abstract_id=634645
3 Kölle, Ralph (2007): Java lernen in virtuellen Teams Kompensation defizitärer Rollen durch Simulation, Hochschulverband für Informationswissenschaft (HI) e.V. Konstanz,
ISBN: 978-3-940317-17-9
4 Mourlas, Constantinos; Tsianos Nikos and Germanakos,
Panagiotis (2009): Cognitive and Emotional Processes in
Web-Based Education: Integrating Human Factors and
Personalization, Information Science Reference (an imprint
of IGI Global), ISBN 978-1-60566-392-0 (hardcover) –
ISBN 978-1-60566-393-7 (ebook)
5 Müthel, Miriam; Högl, Martin (2008): Tackling the Leadership Challenge in Dispersed Project Teams. In: Projekt
Management Journal, H. 5, S. 32–39
6 Strijbos, J. W. , & Weinberger, (2009) A. Emerging and
scripted roles in computer-supported collaborative
learning. Computers in Human Behavior, doi:10.1016/j.
chb.2009.08.006
Dr. Paul Walsh, Director of Computing Research, Cork Institute of Technology erforscht gegenwärtig Technologien für „Serious Games“-Anwendungen. Mehr Informationen sind unter
www.pwalsh.net veröffentlicht.
101
QUERSCHNITT 24
HÄUSER FERNSTEUERN UND PROZESSE
OPTIMIEREN DURCH MOBILE LÖSUNGEN
Autoren •
Die Dymacon Business Solutions GmbH und der Fachbereich Informatik haben eine Kernkompetenz
und langjährige Kooperation im Bereich der Prozessoptimierung durch mobile Lösungen. Gemeinsam
wurde eine benutzerfreundliche, mobile Lösung zur Fernsteuerung von intelligenten Häusern, sowie
zur Steuerung von Haus- und Gebäudeautomationssystemen entwickelt. Der Prototyp besteht aus
einem BlackBerry-Smartphone als „My-Home-in-the-Pocket“- Controller, einer sicheren Verbindung
zum hauseigenen Netzwerk, sowie einer Sensorbox, die Messwerte aufnehmen und Befehle an die
einzelnen Teilkomponenten, wie z. B. Beleuchtungselemente, Sicherheitssystem und Heizungsanlage,
übermitteln kann.
Mobile Lösungen – eine Schlüsseltechnologie
Logistiksysteme, Warenwirtschaftsketten und Informationskreisläufe zu mobilisieren, Information und Kommunikation
jederzeit und überall nutzbar zu machen, Unterstützungssysteme für den Menschen zu entwickeln – all das steckt hinter
dem Schlagwort ‚Mobile Lösungen‘. Die mobile Informationsverarbeitung und Kommunikation ist eine Schlüsseltechnologie des 21. Jahrhunderts.
Die Bezeichnung „Mobile Lösungen“ (engl. Mobile Solutions)
wird als Oberbegriff für eine Vielzahl von Forschungs- und
Geschäftsbereiche verwendet. Als eine Auswahl seien die
nachfolgenden Bereiche erwähnt:
• Mobile Dienste und Anwendungen aus den Bereichen Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien
(engl. Mobile Services and Applications).
• Mobile Business Lösungen, gemeint sind hier Geschäftslösungen für den Zugriff auf Unternehmensdaten, sowie deren Nutzung mittels mobiler Endgeräte abseits des eigentlichen Arbeitsplatzes (engl. Mobile Business Solutions).
• Mobile, tragbare oder in Kleidung integrierte Computersysteme, die dem Menschen bei seiner Tätigkeit assistieren
102
(engl. Wearable Computing, Smart Clothing).
• Mobile Home Control und Facility Management ermöglicht
es, elektronische Geräte im Haushalt oder in Gebäuden mit
einem mobilen Endgerät fernzusteuern. Dabei kann man
z. B. die Heimvernetzung der eigenen Wohnung überwachen, den Energieverbrauch kontrollieren, die Zimmertemperatur einstellen und auch Alarmanlagen fernsteuern.
Prozesse optimieren durch mobile Lösungen
Der Hauptnutzen mobiler Lösungen wird von Geschäftskunden im Wesentlichen in der erhöhten Effektivität und Produktivität der Mitarbeiter sowie in der Kostenreduktion und
Optimierung der Gesamtprozesse gesehen. Heute verfügbare Lösungen versprechen einen Return-on-Investment (ROI)
kleiner 12 Monate.
Die Nutzungspotenziale mobiler Unternehmenslösungen sind
vielschichtig und sollen im Folgenden kurz skizziert werden.
Die Optimierung von Unternehmensprozessen mit mobilen
Lösungen bewirkt nach [1]:
• Eine Einsparung von Prozessschritten, da Doppelerfassung und Schritte zur Transformation der Daten zwischen
Häuser fernsteuern und Prozesse optimieren durch mobile Lösungen FACHBEREICH INFORMATIK
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 1 • Robin Acker mit einem BlackBerry Smartphone als mobile Home Control Lösung
internen oder externen mobilen Mitarbeitern und BackendSystemen wegfallen.
• Eine Reduzierung oder Vermeidung von Medienbrüchen, da
die Daten direkt elektronisch erfasst, abgebildet und abgefragt werden können.
• Eine zeit- und ortsnahe Bereitstellung von Informationen
für die Mitarbeiter, insbesondere im Außendienst.
Konkret werden durch den Einsatz mobiler Unternehmenslösungen Materialkosten, Betriebskosten, Arbeitsaufwand
und Sachkosten eingespart, der Personaleinsatz optimiert,
Arbeitsabläufe und Prozessketten beschleunigt, die Bearbeitungszeit sowie das Intervall bis zur Rechnungsstellung
verkürzt, die Datenqualität erhöht, die Reklamationsrate bezüglich der Rechnungen gesenkt, sowie der Informationsfluss
verbessert.
Diese Effekte können den Unternehmenserfolg auf vielfache
Weise positiv beeinflussen. Als Konkurrenzvorteile und Resultat der Prozessoptimierung durch mobile Lösungen müssen in einer Kosten-Nutzen-Betrachtung und ROI-Analyse zusätzlich noch folgende Aspekte berücksichtigt werden.
• Mitarbeiter sind stärker motiviert, durch eine Reduktion
von administrativen Arbeiten und Routineaufgaben, sowie
die Konzentration auf höherwertige Tätigkeiten.
• Einsparung von Wegekosten, da zusätzliche Wege durch
Medienbrüche und dem händischen Austausch von Daten
entfallen.
• Reduktion des Time-to-Market und /oder Time-to-Customer, durch Abbau überflüssiger Prozessschritte und Medienbrüche, sowie eine Verkürzung der Bearbeitungs- und
Lieferzeiten.
• Reduktion von Kosten durch Fehllieferungen, Fehlleistungen und Fehlerbeseitigung, sowie durch kürzere Reaktionszeiten und den zielgerichteten Einsatz der betrieblichen
Ressourcen auf Grundlage der mobil bereitgestellten Informationen.
• Erhöhung der Umsätze, durch die Beschleunigung der Arbeitsabläufe und die Verbesserung des Kundenservice, da
die Verkürzung von Liefer- und Leistungszeiten das Vertrauen der Kunden vertieft und deren Bindung an das Unternehmen verstärkt.
• Verbesserung der Liquidität und des Cashflows, durch eine
schnellere und qualitativ bessere Rechnungsstellung, sowie die Optimierung der Lagerhaltung und Beschaffungswirtschaft auf Grundlage der zeitnahen Informationen.
Haus- und Gebäudeautomation mit KNX
Haus- und Gebäudeautomation beschreibt die digitale Mess-,
Steuer-, Regel-, und Leittechnik für die technische Gebäudeausrüstung.
KNX ist der weltweit einzige offene Standard für Haus- und
Gebäudesystemtechnik. Seit 2006 ist die europäische KNX
Norm (EN 50090) auch international akzeptiert und wird unter der ISO/IEC 14543-3 Norm geführt. KNX bietet als weltweit
einziges Bussystem den kompletten Satz an Übertragungsmedien für die Gebäudesteuerung: Leitungsgebunden (Twisted Pair Kupferkabel) mit IP/Ethernet, Stromleitung (Powerline) und Funk (Radio Frequency Identification, WLAN). Über
Medienkoppler können die verschiedenen Übertragungsmedien problemlos miteinander gekoppelt werden.
Das KNX-System besteht aus [2]:
• Sensoren (Befehlsgeber, wie z. B. Helligkeitssensoren,
Stromzähler, Thermostat, Taster, Windmesser), die Befehle
in Form von Telegrammen erzeugen.
• Aktoren (Befehlsempfänger, wie z. B. Schaltrelais für Beleuchtung, Energiemanagement, Jalousien), welche empfangene Telegramme in Aktionen umsetzen.
• Einer Busleitung, die alle Sensoren und Aktoren für den Telegrammverkehr miteinander verbindet.
Eine zentrale Steuereinheit ist dabei nicht notwendig. Alle
Geräte sind mit einem eigenen Prozessor ausgestattet. Die
103
QUERSCHNITT 24
BlackBerry –
Mit Steuerungssoftware
IP-Kamera
Netzwerkbasierte
Steckdose
Funkbasierte
Steckdose
WLAN
Temperatursensor
GSM/3G
BlackBerry –
Mit Steuerungssoftware
DSL
DSL Router /AP
Provider
Mobilfunknetz
BES
Ethernetswitch
Sensorbox
AES
Abbildung 2 • Systemaufbau der mobilen Lösung zur Fernsteuerung von Haus- und Gebäudeautomationssystemen
Geräte kommunizieren miteinander und können einzeln programmiert werden. Sensoren erzeugen Telegramme (Befehle) und schicken diese zu Aktoren, die je nach Konfiguration
Aktionen ausführen.
An das KNX-System können Gewerke aus unterschiedlichsten
Kategorien im Gebäude angeschlossen werden. Typische Anwendungen sind:
• Beleuchtung, wie z. B. schaltbare, dimmbare, zeit-, bewegungs- und helligkeitsabhängige Beleuchtungssteuerung,
sowie ein „Zentrales Aus“ beim Verlassen des Hauses.
• Sicherheit, mit z. B. Störungsmeldungen, Anwesenheitssimulation, Brandmeldung und Einbruchalarm.
• Automatischer Sonnenschutz und Verdunklung, wie z. B.
Jalousien mit zeit- und helligkeitsabhängigen Funktionen,
• Energiemanagement, wie z. B. Steuerung von Heizungsund Klimaanlagen, Einzelraumtemperatur und zeitabhängige Steuerung.
Das KNX-System eignet sich für Einfamilienhäuser genauso
wie für Büros und andere Zweckbauten. Durch die automatisierte und mobile Fernsteuerung von Beleuchtungs-, Heizungs- und Klimaanlagen kann effizient mit den Energieressourcen umgegangen und Kosten eingespart werden. Ebenso
wichtig ist der Sicherheitsfaktor (vgl. dazu auch [3] und [4]).
Im nachfolgenden Kapitel wird eine mobile Lösung zur Fernsteuerung von intelligenten Häusern sowie zur benutzerfreundlichen Steuerung von Haus- und Gebäudeautomationssystemen vorgestellt. Diese Lösung ist aus einer langjährigen
Zusammenarbeit zwischen der Dymacon Business Solutions
GmbH und des Fachbereichs Informatik hervorgegangen. Die
Dymacon Business Solutions GmbH ist ein mittelständisches
IT-Unternehmen aus Darmstadt mit 15 – 20 Mitarbeitern.
Kernkompetenz der Dymacon sind mobile Lösungen, Endgeräte und mobile Datenkommunikation, inklusive der notwendigen Middleware.
104
Mobile Lösung zur Steuerung von Haus- und Gebäudeautomationssystemen
Auf dem Markt wird eine Vielzahl von Systemen zur Steuerung
und Automation von Geräten im privaten Haus oder Bürogebäude angeboten. Diese steigern die Energieeffizienz und
sollen den Komfort für Bewohner oder Mitarbeiter erhöhen.
Sobald aber Systeme unterschiedlicher Hersteller verwendet werden, entsteht ein Konflikt. Derartige Systeme können
zwar nebeneinander betrieben werden, bieten aber oft nicht
die Möglichkeit, über eine zentrale Einheit gesteuert zu werden. Es sammeln sich mehrere verschiedenartige Bedienelemente für die Systeme an, die vom Benutzer überblickt werden müssen.
Mit der entwickelten mobilen Lösung wird es ermöglicht,
Haus- und Gebäudeautomationssysteme von unterschiedlichen Herstellern zu steuern und dass mit einem Mobiltelefon (Smartphone). Zum Einsatz kommt hier ein BlackBerry
Smartphone des Herstellers „Research in Motion“(RIM). Mit
dieser mobilen Lösung wird dem Benutzer nicht nur im Gebäude selbst eine komfortable Lösung geboten, um die Systeme zu bedienen, der Einsatz eines Mobiltelefons hebt auch
räumliche Grenzen auf. Über das mobile Internet ist es möglich, die Automationssysteme von nahezu jedem Ort aus zu
steuern. Weiterhin entfällt der Aufwand, den Überblick über
unterschiedliche Bedienmethoden / -elemente zu behalten.
Die Dymacon Business Solutions GmbH hat sich u. a. auf die
Entwicklung von Anwendungen für BlackBerry Smartphones
spezialisiert. Diese sind im Businessbereich weit verbreitet
und bieten dafür einen großen Funktionsumfang. Im Vordergrund steht allerdings die besondere Infrastruktur, die der
BlackBerry Hersteller den Kunden bietet. Diese garantiert eine große Sicherheit in der Datenübertragung, was für die Steuerung eines privaten Hauses oder Gebäudes unerlässlich ist.
Abbildung 2 verdeutlicht den Systemaufbau der mobilen Lösung zur Fernsteuerung von Haus- und Gebäudeautomations-
Häuser fernsteuern und Prozesse optimieren durch mobile Lösungen FACHBEREICH INFORMATIK
PROJEKTBERICHTE
AES
BlackBerry
Enterprise Server
Provider
Mobilfunknetz
Firewall
BlackBerry
Smartphone
Abbildung 3 • BlackBerry Sicherheitsinfrastruktur mit AES (256 Bit) Verschlüsselung
systemen über ein BlackBerry Smartphone und zeigt wie die
einzelnen Komponenten miteinander in Verbindung stehen.
Um eine Verbindung zu den Haus- und Gebäudeautomationssystemen herstellen zu können, müssen diese mit dem
hauseigenen Netzwerk (Ethernet, LAN) verbunden werden.
Einige Geräte, wie in Abb. 2 die Sensorbox, sind per Kabel angeschlossen. Andere können kabellos über WLAN verbunden
werden, wie die IP-Kamera, die ebenfalls in Abb. 2 zu sehen
ist. Weiterhin wird ein permanenter Internetanschluss benötigt, um einen dauerhaften Zugriff auf das Netzwerk zu gewähren. Dadurch kann die Bedienung der Systeme auch von
außerhalb des Hauses erfolgen. Das BlackBerry Smartphone kann zum einen intern per WLAN eine Verbindung zu den
Automationssystemen herstellen, wobei keine Gebühren für
die Datenübertragung anfallen. Zum anderen kann das BlackBerry Smartphone über das Mobilfunknetz (GSM/3G) und das
mobile Internet mit den Haus- und Gebäudeautomationssystemen bzw. dem Home-Control-System kommunizieren (vgl.
dazu auch [5] und [6]).
Die Softwareanwendung bietet dem Benutzer zunächst eine
Übersicht über die Automationssysteme, die unterstützt und
gesteuert werden können. Die gewünschten Geräte können
ausgewählt werden und müssen zunächst konfiguriert werden. Dazu müssen unter anderem ein Benutzername und ein
Passwort eingetragen werden, um Unbefugten den Zugriff
auf die Automationssysteme zu verwehren. Nach der Konfiguration werden dem Benutzer die Systeme in seiner persönlichen Geräteliste angezeigt. Die eingetragenen Informationen werden auf dem Smartphone gespeichert und beim
Start der Anwendung wieder geladen. Dadurch müssen diese nur einmal eingegeben werden. Der Benutzer kann nun
ein System, dass gesteuert werden soll, aus der Liste wählen. Zunächst muss eine Aktualisierung durchgeführt werden. Dabei werden z. B. Sensorwerte oder Schaltzustände
elektrischer Verbraucher vom jeweiligen Automationssys-
tem abgerufen. Wenn die Daten auf dem neusten Stand sind,
können diese vom Benutzer betrachtet werden. In einem
weiteren Bildschirm werden die elektrischen Verbaucher
aufgeführt die mit dem System verbunden sind. Diese können von dort aus gezielt ein- und ausgeschaltet werden. Dadurch kann nahezu von jedem Ort aus überprüft werden, ob
z. B. das Bügeleisen, der Herd oder die Beleuchtung wirklich
ausgeschaltet ist. Sollte dies nicht der Fall sein, genügt ein
Druck auf die Taste „Aus“ um den gewünschten Verbraucher,
der mit dem System verbunden ist, mobil und ferngesteuert
auszuschalten.
Der Prototyp der Anwendung ist fähig mit einer SensorSchaltbox zu kommunizieren. Diese bietet unter anderem
die Möglichkeit, unterschiedliche Sensorwerte, wie z. B.
Temperatur, Luftdruck, Feuchtigkeit und Helligkeit, bereitzustellen. Weiterhin besteht die Möglichkeit, mehrere Funksteckdosen ein- und auszuschalten, um ohne großen Installationsaufwand elektrische Verbraucher im ganzen Haus zu
steuern.
Das BlackBerry-System bietet eine besonders sichere Infrastruktur, die in Abbildung 3 zu sehen ist. Mit dieser kann
zwischen dem Mobiltelefon und einem zusätzlichen Server
(BlackBerry Enterprise Server – BES) eine VPN-ähnliche,
verschlüsselte Ende-zu-Ende-Verbindung aufgebaut werden. Zur Verschlüsselung der Kommunikation dient ein
256 Bit langer Master Encryption Key. Mit diesem MasterSchlüssel werden alle zu sendenden Nachrichten verschlüsselt. Dadurch ist es Unbefugten nicht möglich, Zugriff auf
das entsprechende hauseigenes Netzwerk und die Automationssysteme zu erhalten.
Weiterhin bieten BlackBerry Mobiltelefone die Möglichkeit,
die gespeicherten Daten auf dem Gerät selbst zu verschlüsseln. Zusätzlich kann noch ein Anmeldepasswort vergeben
werden. Damit besteht auch im seltenen Fall, dass das Mobiltelefon verloren geht oder entwendet wird, größtmögli105
QUERSCHNITT 24
cher Schutz vor Unbefugten. Mit diesen Sicherheitsfunktionen bietet das BlackBerry-System eine sehr gute und
vertrauenswürdige Grundlage für eine benutzerfreundliche,
mobile Lösung zur Fernsteuerung von intelligenten Häusern
und Home-Control-Systemen.
gner und Projektmanager bei der Ericsson Eurolab Deutschland GmbH im Bereich Mobilfunk (GSM, GPRS, UMTS, IMS) in
Herzogenrath. Im August 2005 erwarb er den MBA-Abschluss
„Entrepreneurship“ am Aachen Institute of Applied Sciences.
Seit September 2005 unterrichtet er an der Hochschule
Darmstadt Telekommunikation, Wirtschaftsinformatik sowie
Grundlagen der Informatik. Jeweils im Sommersemester hält
Prof. Dr. Massoth die Lehrveranstaltung „Mobile Computing“
im allg. Master und dem Joint International Master (JIM). Seit
Juni 2009 leitet er ein BMBF-Forschungsprojekt im Bereich
Netzwerke der nächsten Generation (engl. Next Generation
Networks).
Quellenverzeichnis •
1 Berlecon Research GmbH, Report: Prozesse optimieren
mit Mobile Solutions. 2004.
2 KNX Association: KNX. Siehe dazu auch:
http://www.knx.de.
3 Merz, Herrmann ; Hansemann, Thomas ; Hübner, Christof: Gebäudeautomation: Kommunikationssysteme mit
EIB/KNX, Lon und BACnet. Hanser Verlag, 2007
4 Nichols, Jeffrey ; Myers, Brad A.: Controlling Home and
Office Appliance with Smart Phones. In: IEEE pervasive
computing Vol. 5, 2006, S. 60 –67
5 Research in Motion ldt.: BlackBerry Push-API Whitepaper.
Version 2007
6 Research in Motion ldt.: BlackBerry Enterprise Solution.
Version: 2008. Siehe dazu auch:
http://www.blackberry.com
Professor Dr. Ronald C. Moore, geb. 1961, promovierte an der
Johann Wolfgang Goethe-Universität in Frankfurt am Main.
Danach arbeitete er sechs Jahre lang bei der Interactive Data
Managed Solutions im Bereich webbasierter Anwendungen
bzw. verteilter Systeme in Frankfurt. Seit September 2007
unterrichtet er an der Hochschule Darmstadt parallele und
verteilte Systeme, Betriebssysteme sowie Grundlagen der Informatik.
Kurzbiografien •
Professor Dr. Michael Massoth, geb. 1966, promovierte am
Max-Planck-Institut für Physik komplexer Systeme und der
Technischen Universität in Dresden. Danach arbeitete er
sechs Jahre lang als Research Engineer, Senior System Desi106
Robin Acker, geb. 1986, studiert seit Oktober 2006 Informatik
an der Hochschule Darmstadt mit dem Ziel im März 2010 das
Master-Studium zu beginnen. Das Bachelor-Projekt vollendete er im Oktober dieses Jahres in Zusammenarbeit mit der
Dymacon Business Solutions GmbH in Darmstadt. Zurzeit arbeitet er als Tutor in der Lehrveranstaltung „Netzwerke“ und
ist wissenschaftliche Hilfskraft im Forschung und Entwicklungsprojekt „NextFactor“ an der Hochschule Darmstadt.
Industriepartner •
Dymacon Business Solutions GmbH, Rheinstraße 96, 64295
Darmstadt. Kontakt: Herr Klaus Peter Klüter oder Herr Dirk
Muckhoff.
Mobile Umfragen mit dem Handy – Von den ersten Prototypen über die Serienfertigung bis zu Einsatzerfahrungen FACHBEREICH INFORMATIK
PROJEKTBERICHTE
MOBILE UMFRAGEN MIT DEM HANDY
VON DEN ERSTEN PROTOTYPEN
ÜBER DIE SERIENFERTIGUNG BIS ZU
EINSATZERFAHRUNGEN
Autoren •
Umfragen sind heutzutage allgegenwärtig. Sie kommen in Gestalt von Papierfragebogen per Post
oder begegnen uns als Befragungen etwa in Fußgängerzonen oder per Telefon – ob sie nun geschätzt
werden oder auch nicht. Der Ansatz des Forschungsprojekts „Mobile Questionnaire“ erweitert den
Methodenreigen um eine moderne und – wie wir glauben – höchst effiziente Variante: Die Durchführung von Befragungen mit dem eigenen Handy.
Der Mehrwert mobiler Umfragen
Auch Umfragen nutzen mittlerweile das Internet. Gegenüber
den eher klassischen Techniken weisen sie eine Reihe von Vorteilen auf:
• Die durchgehend digitale Umfrage vermeidet Medienbrüche. Es werden somit Eingabefehler vermieden, die durch
die Auswertung und Übertragung der erhaltenen Antworten
in einen Computer entstehen können.
• Es entstehen keine Druck- und Papierkosten, da auf Ausdrucke völlig verzichtet werden kann.
• Es besteht die Möglichkeit zu unterschiedlichen Fragen zu
verzweigen, abhängig von gegebenen Antworten. Dies ist in
Papierfragebögen nur umständlich zu erreichen.
• Eine unmittelbare Rückmeldung von Ergebnissen an die
Teilnehmer ist möglich, da die gesamte Umfrage digital ist.
Die Verwendung mobiler Umfragen verspricht darüber hinaus
weitere Vorteile:
• Teilnehmer sind bei der Beantwortung ortsungebunden
und zeitlich unabhängig. Das heißt, der Teilnehmer kann die
Umfrage beantworten, wann und wo er möchte und ist nicht
gezwungen an einem Umfragestand zu bleiben. Außerdem
kann er die Umfrage jederzeit unterbrechen und später wieder aufnehmen.
• Internet-Befragungen werden mittels Browser durchgeführt. Dafür muss der Teilnehmer dauerhaft online sein. Eine
Unterbrechung der Verbindung unterbricht zugleich die Befragung. Mobile Umfragen dagegen brauchen überhaupt keine Verbindung mit dem Internet. Ist das Umfrage-Programm
geladen, kann der Fragebogen „offline“ beantwortet werden.
• Es existiert die Möglichkeit der Superdistribution: Ein einzelner Fragebogen kann von einem Handy an beliebig viele
andere Handys weitergegeben werden.
Für derartige mobile Umfragen stellen sich drei Fragen:
• Wie entwickelt man mobile Umfragen für Handys?
• Wie verteilt man diese mobilen Umfragen auf die Handys
der zu Befragenden?
• Wie sendet der Befragte seine Antworten an die zentrale
Datenbank?
107
QUERSCHNITT 24
2a. Umfrage verteilen
1. Umfrage erstellen
5. Ergebnisse auswerten
2b. Datenbank anpassen
3. Umfrage beantworten
4. Ergebnisse abschicken
Abbildung 1 • Schematischer Ablauf einer mobilen Umfrage
Zur ersten Frage: Wie entwickelt man mobile Umfragen für
Handys?
Jede Umfrage muss man separat realisieren; dies erfordert
immer wieder aufs Neue hohen Programmieraufwand. Wer
lediglich eine Umfrage entwerfen will und kein Informatiker
ist, kann dies sicherlich nicht leisten. Genau für diese Zielgruppe hat Florian Miess im Rahmen seiner Masterarbeit
[Miess 2009] einen Programmgenerator entwickelt, der eine
einfache Schnittstelle zum Entwurf eines Fragebogens bietet
und daraus alle nötigen Komponenten für eine mobile Befragung erstellt. Die Serienfertigung mobiler Umfragen ist damit
eingeleitet.
Die einzelnen Umfragen werden dabei durch eine UmfrageBeschreibung definiert, die von einer Darstellungssoftware
auf den Mobiltelefonen ausgewertet wird. Diese Darstellungssoftware erstellt dann anhand der Umfrage-Beschreibung die
entsprechenden Bildschirminhalte für den Teilnehmer und ermöglicht so die Beantwortung der Fragen.
Zur zweiten Frage: Wie verteilt man diese mobilen Umfragen
auf die Handys der zu Befragenden?
Für die Verteilung von Umfragen sind unterschiedliche Varianten vorstellbar. So könnte die Umfrage mittels USB-Kabel
übertragen werden, was insbesondere auf Messen wegen
Handling-Problemen und fehlender Normen wenig Sinn hat.
Eine Verteilung über SMS/MMS ist grundsätzlich denkbar, ist
aber an zwei Randbedingungen geknüpft: Zum Einen muss
überhaupt ein Geschäftskontakt hergestellt werden, um die
Empfangsnummer zu erfahren und die Umfrage versenden
zu können. Zum Anderen müssen SMS/MMS den Versand von
Programmen unterstützen, dies ist zurzeit noch nicht der Fall.
Mittels Bluetooth hingegen ist es auch heute schon möglich,
sowohl Software zu verteilen, als auch neue Empfänger anzu108
sprechen. Bluetooth ermöglicht damit ein Push-Verfahren zur
Verteilung. Eine eigene Software-Entwicklung für eine Bluetooth-Sendestation liegt vor [Räder 2009].
Zur dritten Frage: Wie sendet der Befragte seine Antworten
an die zentrale Datenbank?
Abgeschickt werden die Antworten zum Schluss einer jeden
Befragung in jedem Fall online, entweder mit einer Datenverbindung oder als Kurzmitteilung (SMS). Im Falle einer Datenverbindung nimmt ein Empfangs-Server eintreffende Antworten entgegen und trägt sie in eine Datenbank ein. Im Falle einer
SMS dient ein SMS-Hub als Vermittler zum Empfangs-Server.
Der SMS-Hub selber ist lediglich eine kleine Anwendung, die
auf einem Handy läuft.
In beiden Varianten ist eine Übertragung von Daten zurück an
den Teilnehmer möglich. Die Rückmeldung erfolgt dabei auf
dem gleichen Übertragungsweg.
… und die Kosten?
Die Auswahl des Übermittlungsverfahrens bleibt dem Benutzer überlassen und kann unterschiedliche Kosten verursachen. Bei jeder Datenverbindung werden allerdings nur wenige Kilobyte an Daten übertragen. Dies kostet bei aktuellen
Datentarifen nur Bruchteile eines Cents. Wird das Handy in
einem WLAN betrieben, fallen überhaupt keine Gebühren an.
Auch Kurzmitteilungen verursachen üblicherweise nur geringe Kosten von wenigen Cents oder sind – in Fällen von FreiSMS-Kontingenten als Teil des betreffenden Mobilfunkvertrages – sogar kostenlos.
Erste Einsatzerfahrungen
In verschiedenen Fallstudien haben wir die Akzeptanz unserer mobilen Umfragen geprüft. Der erste Einsatz des Systems
Mobile Umfragen mit dem Handy – Von den ersten Prototypen über die Serienfertigung bis zu Einsatzerfahrungen FACHBEREICH INFORMATIK
PROJEKTBERICHTE
Server
Client
BTServer
Designer-Frontend
Darstellungssoftware
SMS-Hub
Apache Tomcat Server
UmfrageBeschreibung
EmpfangsServer
ISP
Datenbank
Lokale
Datenbank
Abbildung 2 • Systemaufbau der Umfrage-Software
fand im Darmstadtium auf dem IT-Forum 2009 anhand zweier
verschiedener Umfragen der Hochschule Darmstadt statt:
• „Berufsbegleitende Wissenschaftliche Weiterbildung“ vom
Ressort Hochschulmarketing
• „Bachelor- und Masterabsolventen aus der Sicht von Unternehmen“ vom Fachbereich Informatik
Nach unseren Beobachtungen – die derzeit nicht repräsentativ
sein können – unterscheidet sich das Verhalten der zu Befragenden bei Einsatz von Papier-Fragebogen deutlich von Handy-gestützten Verfahren. Wenn auch ein Papier-Fragebogen
noch üblicherweise bereitwillig mitgenommen wird, bedeutet
das noch lange nicht, dass er ausgefüllt und zurückgegeben
wird. Die Akzeptanz ist damit eher hoch, die Rücklaufquote jedoch eher gering. So haben wir auf dem IT-Forum 2008 bei einer papiergebundenen Umfrage 150 Fragebogen verteilt, aber
nur 19 ausgefüllte Exemplare zurückbekommen. Dies entspricht einem Rücklauf von lediglich 12 Prozent. Ganz anders
beim Handy-gestützten Verfahren: Die Bereitschaft, fremde
Software auf seinem persönlichen Handy zu installieren ist
eher gering. Ist die Software jedoch erst installiert, wird sie
auch angewandt und – in unserem Fall – werden die Fragen
der Umfrage beantwortet und schließlich die Daten auch an
den Server geschickt. Kurz gefasst ist die Akzeptanz damit
eher gering, die Rücklaufquote dagegen sehr hoch. Beobachtet haben wir diesen Effekt zum Beispiel auf einer Messe bei
einer Rücklaufquote von 70 Prozent. Der Vergleich der Zielgruppen verschiedener Einsatzfelder zeigt überdies, dass die
Akzeptanz offenbar wesentlich von der Zielgruppe abhängt. So
führen junge Personen (in unserem Fall Schüler) die Installation unbekannter Anwendungen eher durch als Personen im
Geschäftsalter (in unserem Fall IT-Professionals).
Nach unseren Beobachtungen reicht der automatische Versand der Software mobiler Umfragen etwa durch Einsatz
einer Bluetooth-Sendestation allein nicht aus. Nötig ist vielmehr das aktive Bewerben einer Umfrage durch Cross-Media-Maßnahmen wie z. B. Flyer oder in persönlicher Ansprache durch Hostessen.
Variante einer Befragung: Das Quiz
Auch ein Quiz ist nur eine Umfrage – auch dabei gibt es Fragen. Allerdings ist ein Quiz häufig mit der Teilnahme an einem
Gewinnspiel verbunden. Außerdem gibt es bei jedem Quiz
richtige und falsche Antworten. Und: In der Regel interessiert sich niemand für die Antworten des Benutzers – es geht
durchweg nur darum, Interesse zu wecken und zur Teilnahme
zu bewegen.
Die Quiz-Variante wurde im Rahmen von zwei Veranstaltungen
verwendet. Die erste Veranstaltung war die Hobit 2009 – eine Hochschul- und Berufsinformationsmesse für Schüler im
Darmstadtium in Darmstadt. Dazu wurde eine Reihe von Zufallsfragen mit Informatik-Hintergrund mit der Teilnahme an
einem Gewinnspiel verbunden. Der Fachbereich Informatik
der Hochschule Darmstadt wollte sich auf diesem Weg vorstellen und die Schüler auf die innovativen Ideen der Studierenden aufmerksam machen. Verteilt wurde das Quiz von zwei
Hostessen, die aktiv die Schüler zur Teilnahme animiert haben. Das Quiz wurde von mehr als hundert Schülern auf ihren
persönlichen Handys installiert. Davon nahmen dann annähernd alle Personen auch am Quiz teil.
Die zweite Veranstaltung für den Einsatz der Quiz-Variante war
die Innovative 2009 im Darmstadtium. Auf dieser Messe stellten Firmen und Hochschulen aus der Region Rhein-Main sich
und ihre innovativen Produkte einem Fachpublikum vor. Hier
wurden gezielt Fragen zu einzelnen Messeständen gestellt,
um die Teilnehmer zu animieren, sich die gesamte Messe anzusehen. Auch dieses Quiz wurde mit einem Gewinnspiel ver109
QUERSCHNITT 24
Abbildung 3 • Informatikquiz und Weiterbildungsumfrage in Beispielen
bunden. Verteilt wurde hier die Software im Wesentlichen von
einer Bluetooth-Sendestation. Dieses Quiz installierten sich
mehrere Dutzend Personen, wovon die meisten schließlich
auch an der Verlosung teilnahmen.
In beiden Versionen des Quiz gab es einen Pool an Fragen, aus
dem jeweils einige Fragen zufällig ausgewählt werden. Jedes
einzelne Quiz ist damit ein Unikat und kann so immer wieder
für Interesse sorgen.
ren und immer wieder eine neue Umfrage empfangen. Dazu
müsste die Darstellungssoftware bereits auf den Handys vorinstalliert sein. Dann kann die Umfrage-Beschreibung allein
an die Abonnenten verschickt werden, wobei in diesem Fall
neben Bluetooth auch heute schon SMS oder MMS als Übertragungstechnik nutzbar wäre. Periodische Befragungen mit
wechselnden Themenstellungen derselben Zielgruppe wären
damit leicht durchzuführen.
Ausblick
Neben dem beschriebenen Szenario ist auch ein AbonnementSystem vorstellbar: Dabei könnten sich Nutzer registrie-
Literatur •
1 [Miess 2009] Miess, Florian: Ein generisches Framework
für mobile Umfragen: Konzept und Realisierung, Distributionsvarianten und Nutzerakzeptanz Hochschule Darmstadt 2009; Software ist unter der GPLv3 veröffentlicht
(http://mobilequestion.sourceforge.net)
2 [Räder 2009] Räder, Stephan: Projektdokumentation der
Bluetooth Station Hochschule Darmstadt 2009 (unveröffentlichter Projektbericht)
Kurzbiografien •
Prof. Dr. Heinz-Erich Erbs, Jahrgang 1952, studierte Mathematik und Informatik an der Carl von Ossietzky Universität
Oldenburg; von 1979 bis 1985 wissenschaftlicher Angestellter
im Rechenzentrum der Universität Konstanz; von 1985 bis 1987
Referent für Datensicherheit beim Landesbeauftragten für
den Datenschutz Baden-Württemberg; seit 1987 Hochschullehrer am FB Informatik der Hochschule Darmstadt; Fachgebiete Datenbanken und Anwendungsentwicklung.
Florian Miess, M.Sc., Jahrgang 1979, von 2004 bis 2009 Studium der Informatik mit dem Schwerpunkt Telekommunikation
an der Hochschule Darmstadt; von 2007 bis 2009 Labor-Ingenieur für mobile Datenbanken am FB Informatik der Hochschule Darmstadt
110
CASED – Ein Darmstädter Forschungszentrum entwickelt IT-Sicherheitsbausteine von morgen FACHBEREICH MEDIA / FACHBEREICH INFORMATIK
PROJEKTBERICHTE
CASED
EIN DARMSTÄDTER FORSCHUNGSZENTRUM
ENTWICKELT IT-SICHERHEITSBAUSTEINE
VON MORGEN
Autoren •
Zur Tätigkeit der Hochschule Darmstadt im Center for Advanced Security Research
Darmstadt (CASED)
Sie wickeln Ihre Bankgeschäfte über das Internet ab und befürchten, ein Unbefugter liest Ihre Zugangsdaten mit und schadet Ihnen finanziell durch eine unautorisierte Überweisung? Sie beantragen einen
neuen Reisepass und sorgen sich darum, dass die dabei erfassten Fingerabdrücke missbräuchlich verbreitet
werden? Solche und ähnliche Fragen drängen sich vielen Menschen auf, weil die Informationstechnologie unser Leben immer tiefer durchdringt. Dem Menschen diese Sorgen durch geeignete Sicherheitslösungen zu nehmen, daran arbeitet das Forschungszentrum CASED (Center for Advanced Security
Research Darmstadt), das im Rahmen der hessischen Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) gefördert wird.
1 • Einleitung
Informations- und Kommunikationstechnologien sind nicht
nur ein elementarer Bestandteil der Infrastruktur von Unternehmen, Forschungseinrichtungen und öffentlicher Verwaltung, sondern stellen heute vor allem auch einen kritischen
Faktor für den Betrieb und die Geschäftsprozesse dar: Schäden an IT-Systemen und Angriffe auf solche Systeme können
zu schwerwiegenden Problemen mit weitreichenden Folgen
führen. Neben der Ausspähung, dem Verlust und der Veränderung wichtiger Daten, kann es zu erheblichen Beeinträch-
tigungen oder gar zum Ausfall der Kommunikation kommen,
ebenso wie zu Schäden in der Produktion oder zu Unfällen. In
allen Bereichen der Gesellschaft und Wirtschaft ist damit ITSicherheit von großer Bedeutung.
IT-Sicherheit ist kein Produkt, das man für einen kalkulierbaren Kostenfaktor einkaufen kann. Neben Hard- und Softwarekomponenten zur Härtung der Systeme und Netzwerksicherheit ist der Mensch als Nutzer, Gestalter und Betreiber
von IT der Schlüssel zu mehr Sicherheit. Eine umfassende
IT-Sicherheit kann es nur geben, wenn diejenigen, die mit IT111
QUERSCHNITT 24
y
x)
reference
data
y)
z
x
z)
Feature extraction
comparison
decision
authenticated /not authenticated
Abbildung 1 • Biometrische Gangerkennung mit einem Mobiltelefon
Systemen umgehen, die Bedrohungen einschätzen können, die
Gegenmaßnahmen kennen und adäquat umsetzen. Viele Unternehmen haben dies erkannt. Die Nachfrage nach speziell
auf diesem Fachgebiet ausgebildeten Hochschulabsolventen
ist groß und kann derzeit trotz Wirtschaftskrise nicht befriedigt werden.
Das macht eine verstärkte fachbezogene Förderung des Nachwuchses notwendig. Aus diesem Grund soll die Ausbildung in
IT-Sicherheit ein wesentlicher Bestandteil der Ausbildung von
Informatikern, Elektrotechnikern und anderen Ingenieuren
sein. Neu entstehende Bedrohungen bedingen neue Gegenmaßnahmen, woraus sich direkt Forschungsziele ableiten lassen. Vor diesem Hintergrund wird in diesem Beitrag ein Überblick über die Aktivitäten der Hochschule Darmstadt (h_da) im
Center for Advanced Security Research Darmstadt (CASED1)
gegeben.
2 • Die Integration von IT-Sicherheit in die Lehre an der Hochschule Darmstadt
Die Integration des Themas IT-Sicherheit in die Lehre hat an
der Hochschule Darmstadt eine lange Tradition: Schon Anfang der Neunziger Jahre initiierte der Informatiker und spätere Dekan des Fachbereichs Informatik, Heinz-Erich Erbs,
ein Zertifikat Datenschutz, das noch vor der Umgestaltung der
Studiengänge durch den Bologna-Prozess im Diplomstudiengang Informatik verankert wurde.2 Insgesamt erhielten ca. 50
Personen dieses Zertifikat, nachdem sie sechs einschlägige
Diplom-Lehrveranstaltungen erfolgreich absolviert hatten. So
war es nur nahe liegend, dass Erbs auch zu den 23 Gründungsmitgliedern zählte, die am 13. Oktober 1999 das Competence
Center for Applied Security Technology (CAST3) in Darmstadt
gründeten; CAST ist heute mit über 200 institutionellen Mitgliedern der größte Fachverband für IT-Sicherheit in Europa
und vermutlich auch darüber hinaus. Aus CAST heraus sind
unter Beteiligung der h_da viele weitere Sicherheitsinitiati112
ven entstanden, wie jüngst die erfolgreiche Beantragung von
CASED in der Landes-Offensive zur Entwicklung Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz.
Ein weiterer wichtiger Schritt war die Initiative von Christoph
Busch zu internationalen Forschungsprojekten im Bereich
IT-Sicherheit an der Hochschule Darmstadt. Im Forschungsthema Biometrische Systeme konnte sich die Hochschule an
einem dreijährigen Projekt zur biometrischen Gesichtserkennung (3D-FACE 4) beteiligen, welches im sechsten Forschungsrahmenprogramm der Europäischen Kommission von
2006 bis 2009 gefördert wurde. In diesem Integrierten Projekt
(IP), in dem Industrie, kleine- und mittlere Unternehmen sowie Forschungseinrichtungen und Hochschulen erfolgreich
zusammen wirkten, fiel der h_da eine zentrale Rolle bei der
Beantragung, Umsetzung und Präsentation des Projektes zu.
Ergebnisse aus dem Projekt wurden in die Standards der International Organization for Standardization (ISO) eingebracht
und werden somit eine langfristige Bedeutung haben.5
3 • Das LOEWE-Zentrum CASED
Mit der Ausschreibung der Landes-Offensive zur Entwicklung
Wissenschaftlich-ökonomischer Exzellenz (LOEWE) hat das
Land Hessen im Juli 2007 ein eigenständiges Forschungsförderungsprogramm aufgelegt. Mit der Auswahl der geförderten LOEWE-Zentren sollen wissenschaftspolitische Signale
gesetzt und der hessischen Forschungslandschaft nachhaltige Impulse gegeben werden. Die LOEWE-Offensive fördert
die hessische Forschung in 2009 mit einem Volumen von
45 Mio EUR und ab 2010 mit ca. 90 Mio. EUR.
Ein gefördertes LOEWE-Zentrum ist CASED (Center for Advanced Security Research Darmstadt). In CASED sind in einem interdisziplinären Konsortium mit der TU Darmstadt,
dem Fraunhofer-Institut für Sichere Informationstechnologie
(Fraunhofer SIT), der Hochschule Darmstadt (h_da) und der
Universität Kassel erfahrene Forschungspartner beteiligt,
PROJEKTBERICHTE
die schon in den vergangenen zehn Jahren im Rahmen von
CAST erfolgreich zusammengearbeitet haben. CASED adressiert nun IT-Sicherheitsfragen von der Grundlagenforschung
bis zu den Anwendungen und entwickelt innovative Lösungen.
CASED erforscht in seinen zentralen Themenfeldern die theoretischen Grundlagen, konzipiert neue, praktikable Methoden, entwickelt und erprobt Prototypen und bringt sie zusammen mit Industriepartnern in die Anwendung.
Beteiligt an CASED sind derzeit 21 Professoren der Konsortialpartner. Das wissenschaftliche Nachwuchspersonal des neuen Zentrums ist mittlerweile auf über 60 Personen angewachsen. Der Umzug in ein eigenes Domizil in der Mornewegstraße
in Darmstadt erfolgte im Januar 2009, so dass den Nachwuchswissenschaftlern, die allesamt das Ziel einer Promotion verfolgen, nicht nur der Rahmen einer Graduiertenschule,
sondern auch das Umfeld eines internationalen Forschungsinstitutes eingerichtet werden konnte.
CASED wird zu einer nachhaltigen, strukturellen Veränderung
an den beteiligten Hochschulen führen. Die Zahl der Sicherheitsprofessuren am Standort Darmstadt wird substantiell
erhöht. Aktuell ist an der TUD eine CASED-Professur zum
Fachgebiet ‚Sichere Mobile Netze‘ besetzt, die zweite ist noch
in der Berufungsphase. An der Hochschule Darmstadt konnte
mit Harald Baier die CASED-Professur Internet-Sicherheit im
April 2009 besetzt und damit eine Persönlichkeit für das Thema IT-Sicherheit in Darmstadt zurückgewonnen werden, die
schon beim Aufbau von CAST mitgewirkt hatte.
Ein wichtiger Leistungsindikator für die Forscher in CASED ist
die Einwerbung von Drittmitteln für anwendungsorientierte
Projekte, wodurch eine nachhaltige Wirkung des LOEWE-Zentrums erreicht werden soll. Die Hochschule Darmstadt konnte
bereits im ersten Jahr der LOEWE-Förderung zwei Drittmittelprojekte akquirieren und Drittmittel in der Größenordnung
von 100.000 EURO einwerben. Weitere Projekte sind in der Vorbereitung.
1 http://www.cased.de
2 H.-E. Erbs, Zertifikat Datenschutz: Ein Programm zur Weiterqualifizierung von
Informatikern, in Querschnitt – Beiträge aus Forschung und Entwicklung der
Fachhochschule Darmstadt, Neunte Ausgabe, April 1995
3 http://www.cast-forum.de
4 http://www.3dface.org
5 C. Busch, Forschung für die Grenzkontrollen der Zukunft, in Querschnitt –
Beiträge aus Forschung und Entwicklung der Hochschule Darmstadt, 23.
Ausgabe, März 2009
4 • Forschungsthemen der h_da in CASED
Die Forschungsthemen der h_da in CASED lassen sich mit den
Schlagwörtern Malware sowie Biometrie beschreiben: Malware ist ein Kunstwort, das aus der englischen Bezeichnung
malicious software (also bösartiger Software) gebildet wird.
Unter Biometrie versteht man die Wiedererkennung einer
Person an Hand körperlicher oder verhaltenstypischer Charakteristika.
4.1 Malware betrifft uns alle
Die verbreitete Nutzung von Computern durch (Privat-)Nutzer für finanzielle Transaktionen ruft verstärkt Kriminelle
auf den Plan. Diese verfolgen das Ziel, ihre Opfer finanziell
zu schädigen, um sich selbst zu bereichern. Zentrales Werkzeug der Kriminellen ist Malware. Deren Funktionsweise ist
im Prinzip sehr einfach: Einmal auf dem Computer des Opfers installiert, schreibt sie für den Angreifer interessante
Eingaben des Nutzers mit, also zum Beispiel auch Zugangsdaten für Online-Banking. Da heute Breitbandanschlüsse an
das Internet in Privathaushalten und Institutionen die Regel
sind, kann die Malware diese Daten an die Kriminellen per
Internet übermitteln oder direkt Befehle erhalten, wohin die
113
QUERSCHNITT 24
CPU
observation
execution
GPU
monitoring
Memory
Abbildung 2 • Die Graphikkomponente (GPU) beobachtet den Prozessor (CPU)
indirekt über den Hauptspeicher (Memory), um Malware zu finden
Malware das Geld überweisen soll.
Da Malware eine Software ist, die auf dem Computer des Opfers läuft, ist sie im Prinzip dort auch erkennbar. Diese Erkennung und anschließende Löschung der Malware ist das zentrale Ziel von Anti-Virus-Software (AV-Software). Dazu setzt man
heute aber noch auf einen allzu einfachen Mechanismus: Die
AV-Software muss genau wissen, wie die Malware ‚aussieht‘.
Kennt die AV-Software das ‚Aussehen‘ der Malware nicht oder
verändert diese nur leicht ihr bekanntes ‚Aussehen‘, bleibt sie
der AV-Software verborgen.
Also sind neue Ansätze gefragt. Harald Baier verfolgt mit seinen beiden Doktoranden den Ansatz, dass man nicht das ‚Aussehen‘ der Malware als Erkennungseigenschaft heranzieht,
sondern nach typischen Verhaltensmustern der Malware
sucht. Hintergrund ist die Idee, dass Malware bestimmte Aktionen durchführen muss, egal wie sie ‚aussieht‘. Dabei setzt
die Gruppe um Harald Baier auch auf sich selbst überwachende Komponenten in einem Computer, d.h. dass zum Beispiel
die Graphikkomponente (die eigentlich für die Darstellung auf
dem Bildschirm zuständig ist) nebenbei auch den zentralen
Prozessor beobachtet. (Abbildung 2)
4.2 Biometrie erkennt den Menschen
Die zuverlässige Feststellung der Identität von Menschen ist
so alt wie die Menschheit selbst. Biometrie beobachtet die Einzigartigkeit von Charakteristiken ausgewählter Körperteile
(z. B. Gesicht, Fingerkuppen) oder Verhaltensweisen (Sprache,
Schreibweise) eines Menschen, um diesen eindeutig zu identifizieren. Bis vor einigen Jahren gab es nur ‚menschliche‘ Biometrie, d. h. die Korrektheit der biometrischen Daten – etwa
das Gesichtsbild im Reisepass – wurde durch einen Grenzbeamten überprüft.
Das hat sich in den letzten Jahren gründlich geändert. Immer
mehr ‚technische‘ biometrische Systeme werden genutzt, bei
denen sich Menschen gegenüber einem technischen System
114
authentisieren. Dennoch ist die automatische Erkennung mittels Biometrie noch eine relativ junge Disziplin und wirft noch
viele Forschungsfragen auf. Wie kann verhindert werden, dass
ein Replikat einer biometrischen Charakteristik (beispielsweise ein Gummi-Finger) einer anderen Person missbräuchlich
zur Authentisierung verwendet werden kann? Biometrische
Daten sind im Sinne der geltenden Datenschutzregelungen
personenbezogene Daten und daher einem besonderen Schutz
zu unterwerfen. Dies gilt besonders, wenn biometrische Referenzdaten in einer zentralen Datenbank gespeichert werden.
Christoph Busch geht mit seiner CASED-Arbeitsgruppe diesen
zwei Fragestellungen nach: Zunächst entwickelt er im Rahmen von CASED eine Gangerkennung mittels eines handelsüblichen Mobiltelefons. Eine solche Gangerkennung birgt viele
Vorteile, denn meist hat man das Handy bei sich und müsste
sich nicht verschiedene PINs für unterschiedliche Dienstnutzungen merken, da dies das Mobiltelefon nach erfolgreicher
Gangerkennung übernimmt. Weiterhin forscht die CASEDGruppe an datenschutzfreundlichen Biometrieverfahren.
5 • Ausbildung und Weiterqualifikation in IT-Sicherheit an
der h_da
CASED soll die Ausbildung der Studierenden und die wissenschaftliche Qualifikation von Mitarbeitenden und Stipendiaten der h_da langfristig fördern. Dazu sind seit Beginn der
CASED-Förderung bereits einige Erfolge zu verbuchen.
Organisatorisch begleitet die Anfang Juli 2009 neu gegründete Fachgruppe IT-Sicherheit am Fachbereich Informatik diese
Aufgaben. Die Fachgruppe spiegelt mit den 18 initialen Mitgliedern (11 Professoren aus 3 Fachbereichen der h_da und 7
weiteren Mitgliedern) das große Interesse der Hochschule an
dem Thema wider.
Die Ausbildung der Studierenden auf dem Gebiet der ITSicherheit soll zunächst durch eine entsprechende Vertiefungsrichtung im Master-Studiengang Informatik sichtbarer
PROJEKTBERICHTE
werden. Durch diese Vertiefung, die der Fachbereichsrat des
Fachbereichs Informatik Anfang Oktober 2009 beschlossen
hat, sollen mehr Studienprojekte und Master-Arbeiten zur
IT-Sicherheit angefertigt werden. Weiterhin sollen besonders
geeignete Studierende für ein späteres Promotionsprogramm
vorbereitet werden.
Besonders interessant sind zwei neue Promotionswege im
Rahmen von CASED: Die Tätigkeit von Christoph Busch am
Gjövik University College (GUC) in Norwegen ermöglicht
CASED-Mitarbeitenden eine Promotion am GUC. Im Unterschied zu bereits bekannten Promotionsmodellen der h_da an
ausländischen Hochschulen sind mit diesem Promotionsweg
keine Studiengebühren am GUC verbunden. Durch die Kooperation zwischen TU Darmstadt und der h_da in CASED ist auch
geplant, mehr wissenschaftliches Personal der h_da an der
TU zur Promotion zu führen. Zur Zeit ist ein CASED-Mitglied
der h_da für ein Promotionsstudium an der TU zugelassen.
Kurzbiografien •
Harald Baier promovierte 2002 an der TU Darmstadt über
eine Arbeit zur effizienten Erzeugung elliptischer Kurven. Er
war Mitarbeiter in einem Sicherheitsprojekt der Deutsche
Bank AG und baute das Darmstädter Zentrum für IT-Sicherheit auf. Nach einer Professorentätigkeit an der FH Bingen
(2004 – 2009) ist er seit 01.04.2009 an der h_da auf dem Gebiet
der Internet-Sicherheit tätig.
Christoph Busch vertritt seit dem Sommersemester 2005 das
Fachgebiet System Development im Fachbereich Media an der
Hochschule Darmstadt. Im Herbst 2007 wurde er zudem auf
eine Professur am Gjøvik University College in Norwegen berufen. Er ist Mitgründer und Vorstand des CAST-Forums, Leiter der TeleTrust Arbeitsgruppe Biometrie und zudem Sprecher der GI-Fachgruppe BIOSIG. Für das Fraunhofer-IGD ist
Christoph Busch in der Standardisierung Biometrischer Systeme als Obmann im DIN-NIA37 tätig und leitet in der ISO/IEC
JTC1 SC37 (Biometrics) die Working Group 3 (Biometric Data
Interchange Formats).
6 • Zusammenfassung und Ausblick
Das CASED-Projekt hat bereits zu Veränderungen an der h_da
geführt: Neben einer neuen Sicherheitsprofessur und drei
CASED-Mitarbeitenden konnten neue Strukturen durch eine
Fachgruppe IT-Sicherheit und eine im Fachbereich beschlossene neue Vertiefungsrichtung im Master-Studiengang Informatik realisiert werden.
Um langfristig erfolgreich zu sein, müssen die Studierenden
die neue Vertiefungsrichtung annehmen und für eine Mitarbeit
in Sicherheitsprojekten offen sein. Dann kann es der h_da gelingen, durch Projektakquise einen Schwerpunkt zu etablieren, der sich dauerhaft selbst trägt.
115
QUERSCHNITT 24
DIE ELEKTRONISCHE EDITION DER
BRIEFE VON UND AN FRANK WEDEKIND
EIN INNOVATIVES PROJEKT IN DEN
E-HUMANITIES
Autoren •
Prof. Dr. Ulrike Steierwald, Prof. Dr. Uta Störl, Prof. Dr. Hartmut Vinçon, Stefan Gründling
Was ist ein Brief? Abgeleitet von lateinisch brevis = kurz, eigentlich lediglich eine kurz gehaltene
Nachricht jeder Art. Für die Tradierung des gesellschaft lichen Gedächtnisses sind Briefe aber von
großer Bedeutung, markieren sie doch die Überlieferung einer „Schnittstelle“ zwischen Privatem und
Öffentlichem. Die persönlichen Korrespondenzen wieder in den Kreislauf der öffentlichen Kommunikation zu integrieren, gehört zu den Zielen heutiger Kulturwissenschaft. So auch im Fall der OnlineEdition der mehr als 3.300 Briefe umfassenden Korrespondenz des Autors Frank Wedekind. Die an
der Editions- und Forschungsstelle Frank Wedekind (EFW) entwickelte historisch-kritische Ausgabe
hat unter technischen wie editionswissenschaft lichen Aspekten Innovationscharakter und ist in der
expandierenden Welt der Online-Editionen ein Novum.
Frank Wedekinds Briefwechsel: eine wichtige Quelle kulturwissenschaftlicher Forschung
Frank Wedekind (1864 – 1918) galt seiner Zeit als einer der
provokantesten Dramatiker und Lyriker. In seinen Werken
beschäftigte er sich vielfach mit tabuisierten Themen wie
Geschlecht, Ehe und Familie. Die an ihn gerichteten Briefe hat Frank Wedekind sorgfältig gesammelt, geordnet und
aufbewahrt und sie zum Teil als Materialien für seine schriftstellerischen Werke genutzt. Umfangreich vorhanden sind
Sammlungen dieser Briefe in den Wedekind-Teilnachlässen
der Kantonsbibliothek Aarau und der Stadtbibliothek München,
Monacensia/Handschriftenabteilung. Über das Briefwerk in
toto gibt es bislang keine wissenschaftlichen Veröffentlichungen. Unstrittig ist, dass die Briefe von und an Wedekind für die
kulturwissenschaftliche Forschung eine sehr wichtige Quelle
darstellen, die auszugsweise zum Beispiel für die Edition der
„Kritischen Studienausgabe der Werke Frank Wedekinds“1
erstmals systematisch genutzt werden konnte.
116
Nach ausführlicher Diskussion zur Methodik der Briefedition und einem von der Editions- und Forschungsstelle Frank
Wedekind (EFW) vor einigen Jahren an der Hochschule Darmstadt veranstalteten Kolloquium zum selben Thema wurde beschlossen: Die informativen Inhalte der Korrespondenz Frank
Wedekinds zur Epoche der literarischen Moderne um 1900
verlangen danach, sämtliche Korrespondenzstücke der literaturund theaterwissenschaftlichen und der epistologischen
Forschung sowie der kulturell interessierten Öffentlichkeit
durch Publikation zugänglich zu machen.2 Dabei kann auf die
umfangreiche Erschließung und Aufarbeitung der Korrespondenzstücke von und an Wedekind zurückgegriffen werden, die
dank der Unterstützung durch die Fritz Thyssen-Stiftung bereits vorliegen, aber noch nicht veröffentlicht wurden.
Von den durch die EFW Darmstadt ermittelten und gesammelten ca. 3.300 Korrespondenzstücken sind bislang ca. 2.500
unveröffentlicht geblieben. Darunter befinden sich zahlreiche
Korrespondenzen, von denen nur wenige Einzelstücke über-
Die elektronische Edition der Briefe von und an Frank Wedekind
FB MEDIA / FB INFORMATIK / FB GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN UND SOZIALE ARBEIT
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 1 • Der Zeichner Thomas Theodor Heine und Frank Wedekind wurden 1899 aufgrund des in der Zeitschrift „Simplicissimus“ veröffentlichten illustrierten
Gedichts „Im Heiligen Land“ zu einer sechsmonatigen Festungshaft wegen Majestätsbeleidigung verurteilt. (Quelle: Archiv der Forschungsstelle Frank Wedekind)
liefert sind. Die Darmstädter Projektgruppe erwog daher einerseits die Möglichkeit einer Brief-Buchreihe (Korrespondenz, chronologisch geordnet; Kommentar in gesonderten
Bänden), andererseits einer elektronischen Edition. Das Projekt einer Buchreihe wurde schließlich vor allem aus folgenden Gründen verworfen: ungünstige Proportionierung durch
kleine und große Briefwechsel sowohl bei chronologischer als
auch bei alphabetischer Anordnung, hohe Druckkosten bei einer geplanten 6-bändigen Ausgabe (pro Bd. ca. 1.000 Seiten).
Favorisiert wurde daher die elektronische Edition, die zwar
vom Arbeitsaufwand her nicht weniger Zeit als eine PrintEdition beansprucht, sich aber insbesondere für die Gesamtedition einer Korrespondenz von und an optimal anbietet. Im
Rahmen der Pilotphase wurde bislang die Datenmodellierung
abgeschlossen. Nach Abschluss des Datenbank-Prototypen
wird das Projekt mit der Erschließung und Erfassung der Briefe 2010 in die Realisierungsphase übergehen.
Die Online-Edition im Kontext der e-Humanities
Die Online-Ausgabe eines so umfangreichen Briefcorpus unter
Berücksichtigung editionswissenschaftlicher Standards hat
1 Frank Wedekind: Kritische Studienausgabe der Werke. Darmstädter Ausgabe.
8 Bde (in 15 Teilbänden). Hrsg. von Elke Austermühl, Hartmut Vinçon,
Rolf Kieser et al., Darmstadt: Häusser, 1994 ff.
2 Namhafte Briefpartner waren z.B. die Schriftsteller Hermann Bahr, Otto Julius
Bierbaum, Björnsterne Björnson, Georg Brandes, Richard Dehmel, Fritz Engel,
Max Halbe, Maximilian Harden, Karl Henckell, Siegfried Jacobsohn, Alfred
Kerr, Karl Kraus, Kurt Martens, Heinrich Lautensack, Heinrich und Thomas
Mann, Erich Mühsam, Olga Plümacher, Walther Rathenau, Franz Werfel und
Stefan Zweig; die Regisseure und Schauspieler/innen Gertrud Arnold, Fritz Basil, Otto Brahm, Gertrud Eysoldt, Carl Heine, Mary Irber, Leopold Jessner, Emil
Meßthaler, Adele Sandrock, Georg Stollberg, Martin Zickel; die Verleger Bruno
und Paul Cassirer, Albert Langen, Georg Müller, Ernst Rowohlt, Kurt Wolff und
Familienangehörige, Freunde und Bekannte.
Innovationscharakter und ist in der expandierenden Welt der
Online-Editionen ein Novum. Auf eine Vernetzung mit den internationalen Entwicklungen in den e-Humanities legt das Projekt großen Wert. Die webbasierte Briefwechsel-Datenbank
wird Baustein der deutschlandweiten TextGRID-Kooperation3
sein, die sich unter der Zielsetzung des Open Access für eine
Standardisierung und transparente Vernetzung unterschiedlicher kulturwissenschaftlicher Projekte einsetzt.4 Die konzeptionelle Entwicklung einer Informationsinfrastruktur für die
Geisteswissenschaften in Deutschland5 ist inzwischen aus der
Pilotphase in eine mittelfristige Planung übergegangen, in der
sich Kooperationen zwischen den anvisierten neuen Kompetenzzentren (z. B. Göttingen, Trier, Würzburg) und der Hochschule Darmstadt anbieten würden. Grundsätzlich sind in den
Geisteswissenschaften die Bereitschaft zur Zusammenarbeit
und die IT-Kompetenz bislang noch relativ gering ausgeprägt.
Dabei ergeben sich gerade hier in der Transformation von
Quellen in die digitale Form interessante Anforderungen. Spezifisch sind die Bandbreite der Ressourcentypen (Multimedia,
Texte, Dokumentationen, Geographika), ihre Heterogenität und
die entsprechend komplexen semantischen Beziehungen, die
3 http://www.textgrid.de, zuletzt geprüft: 09.01.2010
4 In der Planungsphase des Briefedition-Projektes fanden daher bereits Absprachen mit den Initiatoren der TextGRID-Initiative statt, darunter Fotis Jannidis
(ehem. Lehrstuhlinhaber für Computerlinguistik, TU Darmstadt), der gerade
einem Ruf an die Universität Würzburg gefolgt ist.
5 Heike Neuroth, Fotis Jannidis, Andrea Rapp, Felix Lohmeier: Virtuelle Forschungsumgebungen für e-Humanities. Maßnahmen zur optimalen Unterstützung von Forschungsprozessen in den Geisteswissenschaften. In: Bibliothek.
Forschung und Praxis, 2/2009. Online verfügbar unter:
http://www.bibliothek-saur.de/preprint/2009/ar2581_neuroth.pdf, zuletzt
geprüft: 09.01.2010
117
QUERSCHNITT 24
Abbildung 2 • Frank Wedekind an den Verleger Ernst Rowohlt. 3. Juli 1912
(Quelle: Nachlass Frank Wedekind. Stadtbibliothek München/Monacensia,
Handschriftenabteilung)
Abbildung 3 • Telegramm v. Julius Maggi an Frank Wedekind. „Sie können sofort
eintreten“, und zwar als Chef des Reklame- und Pressebüros der Fa. Maggi.
(Quelle: Archiv der Forschungsstelle Frank Wedekind)
hier berücksichtigt werden müssen. In der Forderung nach einer IT-basierten Lehre in den Geisteswissenschaften, die als
zentrale Grundlage der weiteren Entwicklung einer übergreifenden Informationsinfrastruktur gesehen wird6, muss sich
auch die Lehre der Informationswissenschaft (Information
Science and Engineering) an der Hochschule Darmstadt als
Schnittstellen- und Schlüsselqualifikation profilieren. So stellt
die enge Zusammenarbeit dreier Fachbereiche (Gesellschaftswissenschaften und Soziale Arbeit, Informatik, Media/Informationswissenschaft) an einer deutschen Hochschule in dieser
Entwicklung tatsächlich noch eine absolute Ausnahme dar.
Drei qualitative Ziele stehen im kooperativen Projekt der elektronischen Wedekind-Briefedition im Vordergrund. Erstens
soll sich die Volltext-Edition als „digital born document“ von
den zahlreichen elektronischen Volltext-Editionen der letzten
Jahre lösen, die auf bereits vorhandene Text-Korpora in Printform zurückgriffen. In diesen Fällen wurden oft durch Digitalisierung oder Abschrift vorhandene Strukturen der Print-Edition übernommen. Dabei ist der eigentliche Schritt von einer
Text-Datenbank zu einem integrierten Informationssystem
nicht erfolgt. Mit der für die Wedekind-Briefedition neu konzipierten Systemarchitektur hingegen wird durch zahlreiche
Recherchetools und transparente Verweisungen ein komplexes, aber auch einfach zu bedienendes Informationssystem
geschaffen. So wird der kulturgeschichtlich hochinteressante Briefwechsel in zahlreichen neuen Kontexten erschlossen.
Der Zugriff auf die Briefe ist zum Beispiel in chronologischer
Darstellung und/oder alphabetischer Anordnung der Korrespondenzpartner, nach Orten sowie nach zahlreichen Aspekten
des kritischen Kommentars (Überlieferung, Textkonstitution,
Erläuterungen) möglich. Zur Entlastung der Einzelbrief-Kommentare dienen übergreifende Informationen zu Personen,
Ereignissen/Themen, erwähnten Werken und Aufenthalts-
orten Wedekinds. All diese Informationen sind im Sinne von
Normdaten mit den jeweiligen Einzeldokumenten verknüpft.
Im Gegensatz zu den Ausgaben einzelner Briefwechsel in
Printform, die nur die umfangreichen, renommierteren Briefkorrespondenzen eines Autors berücksichtigen können, setzt
die Online-Ausgabe auf Vollständigkeit und wird ebenso kleine
Briefwechsel und natürlich auch Einzelstücke erfassen. Andererseits besteht die Besonderheit dieser Ausgabe darin, dass
das Datenmodell zwar primär für die Online-Edition entwickelt
wird, das Potenzial einer Hybrid-Ausgabe jedoch durch die
Möglichkeit einer nachträglichen, flexiblen Generierung von
einzelnen umfangreichen Briefwechseln in gedruckter Form
gegeben ist. Damit kann der Bedarf einer in Buchform transportablen, leicht lesbaren Einzeledition in einem weiteren
Schritt ebenfalls bedient werden.
Zweites Ziel der Online-Edition ist die nahe liegende Verwirklichung der Synergieeffekte mit der vor ihrem baldigen
Abschluss stehenden historisch-kritischen Werkedition in
Printform. Für diese wurde auf eine Herausgabe der Briefe verzichtet. Die Werkedition stellt aber wiederum eine unschätzbare Quelle für die wissenschaftliche Bearbeitung des
Briefwechsels dar. Die Programmierung der Datenbank konnte daher auf einem breiten, content-gestützten Erfahrungsschatz aufbauen, die spezifischen Anforderungen der Editionswissenschaft berücksichtigen und auf äußerst umfangreichen
philologischen Vorgaben basieren. In diesem Planungsschritt
kam die viel beschworene, aber noch zu selten gelebte Interdisziplinarität in der Zusammenarbeit von Philologie, Informatik und Informationswissenschaft zum Tragen.
Neben der Qualität des Datenbank-Modells, das zu einem
Standard für Online-Briefeditionen werden könnte, und der
philologischen und kulturhistorischen Bedeutung der Edition
ist die Entwicklung einer Online-Plattform für die wissen-
118
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 4 • Frank Wedekind, Fotografie ca. 1912.
schaftliche Auseinandersetzung mit Leben und Werk Frank
Wedekinds ein dritter wichtiger Aspekt. Die Integration von Ergänzungen (zum Beispiel Neuzugang von bisher unbekannten
Briefen) oder Kommentaren ist im Rahmen einer Online-Edition natürlich jederzeit möglich. Nächster Schritt des Projektes
wird die Vernetzung mit Ressourcen und potenziellen Beiträgern aus Wissenschaft und Forschung sein. Durch diese interaktive Fortschreibung der Texte wird erst der im Vergleich
zum abgeschlossenen, gedruckten Buch evidente Mehrwert
einer webbasierten Edition deutlich. Vor diesem Horizont ist
auch die Vernetzung mit weiteren Datenbanken, mit Bibliothekskatalogen, Archivbeständen, Sammlungen etc. zu sehen.
Technische Umsetzung
Bei der technischen Konzeption und Umsetzung gab es verschiedene Zielstellungen und Herausforderungen. Eine der
wichtigsten Zielstellungen war die komplett webbasierte Umsetzung des Editionssystems. Dies ermöglicht sowohl den Erstellern als auch den Nutzern der elektronischen Brief-Edition
eine einfache Online-Nutzung im Internet ohne die Installation zusätzlicher Software. Ein weiteres wichtiges Ziel ist die
Möglichkeit der Wiederverwendung und Integration einzelner
Komponenten in anderen Projekten, beispielsweise im Rahmen der oben erwähnten TextGRID-Kooperation.
Um diese Ziele zu erreichen, wurde das Softwaresystem gemäß einer modernen 3-Schichten-Architektur, d.h. einer Aufteilung in Datenhaltungs-, Verarbeitungs- und Präsentationsschicht, entworfen und implementiert (siehe Abbildung 5). Der
wichtigste Aspekt dieser Architektur ist die klare Trennung der
einzelnen Aufgaben in verschiedene Schichten mit klar definierten Schnittstellen. Dadurch wird es möglich, später einzelne Komponenten auszutauschen oder eben wieder zu verwenden. Im Rahmen der Wedekind-Online-Edition wird derzeit
beispielsweise das Datenbanksystem DB2 der Firma IBM verwendet. Durch die Kapselung der Zugriffe auf die Datenbank in
einer entsprechenden Verarbeitungsschicht und die Verwendung von aktuellen Softwareentwicklungs-Standards (u.a. SQL
und XML) ist aber auch die Verwendung eines anderen (relationalen) Datenbankmanagementsystems möglich.
Gleiches gilt für die Schnittstelle zwischen der Verarbeitungsund der Präsentationsschicht. Die komplette Präsentation, d.h.
die webbasierte Darstellung, wird mit Hilfe des Struts-Frameworks aus der Java-basierten Verarbeitungsschicht generiert.
Auch hier wäre es problemlos möglich, eine andere Präsentationsschicht zu implementieren – sollte es sich für bestimmte
Anwendungsszenarien als notwendig herausstellen, beispielsweise auch eine klassische Client-basierte Oberfläche.
Ein weiterer wichtiger Aspekt zur Gewährleistung des im Rahmen der TextGRID-Initiative angestrebten Open Access ist die
Verwendung editionswissenschaftlicher Standards. Aus diesem Grund wird das TEI-Dokumentenformat für die Speicherung der originären Dokumente verwendet.
Eine der größten technischen Herausforderungen im Rahmen dieses Projekts lag in der Datenmodellierung. So sind
editionswissenschaftliche Daten häufig durch eine gewisse
Unvollständigkeit und Unschärfe der Informationen geprägt.
Verschiedene Bezeichnungen für gleiche Orte oder Personen,
unterschiedliche oder fehlerhafte Schreibweisen, eine Vielzahl optionaler Informationen etc. müssen im Datenbankmodell geeignet abgebildet und in der Verarbeitungsschicht effizient behandelt werden.
6 Zukünftige Entwicklungspotentiale von e-Humanities. Abschluss-Workshop
des DFG-Projekts „Konzeptionelle Entwicklung einer Forschungsinfrastruktur
für die e-Humanities in Deutschland“, Göttingen, 22. Januar 2009.
http://www.textgrid.de/konferenzen/e-humanities-abschluss-workshop-dfg.html,
zuletzt geprüft: 09.10.2009
119
QUERSCHNITT 24
Präsentation
Verarbeitung
Java-Anwendung
Datenhaltung
DB2
…
Datenbank
Datenbank
Abbildung 5 • 3-Schichten-Architektur
Diese Vielfalt der Informationen stellt aber auch eine große zen, die auf ihre Eignung für die verschiedenen Nutzergruppen
Herausforderung für die Gestaltung der (Web-)Oberfläche dar. (Ersteller der elektronischen Editionen, InformationssuchenHier experimentieren wir derzeit mit unterschiedlichen Ansät- de etc.) untersucht werden müssen.
Kurzbiografien •
Prof. Dr. Ulrike Steierwald ist seit 2004 Professorin für Informationswissenschaft am Fachbereich Media der Hochschule
Darmstadt. Sie studierte Germanistik, Theaterwissenschaft
und Geschichte an der Universität München und promovierte
1992 mit einer durch die Studienstiftung des deutschen Volkes
geförderten Arbeit über Geschichtstheorien in der Literatur
der Moderne. Mit einer Studie zu „Gottfried Wilhelm Leibniz’
Theorie einer Universalbibliothek“ schloss sie ihr Referendariat an der Universität Freiburg i.Br. ab. Lehraufträge an
den Universitäten München und Köln. Bis 2001 war sie stellvertretende Direktorin der Herzogin Anna Amalia Bibliothek,
Klassik Stiftung Weimar. Als stellvertretende Direktorin der
Münchner Stadtbibliothek war sie bis 2004 für eine der größten
Öffentlichen Bibliotheken in Deutschland tätig. Publikationen
und Forschung in den Themenbereichen Literatur- und Kulturgeschichte, Medientheorie, Kulturmanagement, Qualitätsmanagement, Online-Publikationen. Gemeinsam mit Hartmut
Vinçon leitet sie seit 2005 die Editions- und Forschungsstelle
Frank Wedekind. Projektleiterin der Online-Ausgabe sämtlicher Briefe von und an Wedekind.
Prof. Dr. Uta Störl ist seit 2005 Professorin für Datenbanken
und Informationssysteme am Fachbereich Informatik der
Hochschule Darmstadt. Nach dem erfolgreichen Abschluss
120
ihres Mathematik-Studiums promovierte sie 1999 an der
Friedrich-Schiller-Universität Jena am Lehrstuhl für Datenbanken und Informationssysteme. Ihre Dissertation wurde für
den Promotionspreis der Friedrich-Schiller-Universität Jena
und den Dissertationspreis der Gesellschaft für Informatik
(GI) vorgeschlagen. Danach arbeitete sie mehrere Jahre als
Research Professional, Projektleiterin und Referatsleiterin
bei der Dresdner Bank in Frankfurt am Main und war für die
Untersuchung und Bewertung neuer IT-Technologien und die
Konzeption und Realisierung von Prototypen und Pilotprojekten verantwortlich. Von 2004 bis 2007 war sie Mitglied des Leitungsgremiums der GI-Fachgruppe Datenbanksysteme und
des GI-Fachbereichs Datenbanken und Informationssysteme.
Seit mehreren Jahren ist sie Mitherausgeberin der Zeitschrift
Datenbank-Spektrum und Mitglied im wissenschaftlichen Beirat der Deutschen Informatik Akademie (DIA).
Prof. Dr. Hartmut Vinçon ist Gründer und Leiter der Editionsund Forschungsstelle Frank Wedekind an der Hochschule
Darmstadt, Fachbereich Gesellschaftswissenschaften und
Soziale Arbeit. Er lehrt und forscht in den Bereichen Literaturund Medienwissenschaft (Theater, Film und Fernsehen).
Stefan Gründling absolviert derzeit ein Master-Studium der
Informatik an der Hochschule Darmstadt.
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 6 • Frank Wedekind, Zeichnung v. Willy Wolf Rudinoff (eigtl. Willibald Wolf Morgenstern), Maler, Grafiker u. Pantomime.
121
QUERSCHNITT 24
HÖRBÜCHER UND PODCASTING
FÜR BILDUNGSZWECKE
Autorin •
Angesichts einer Vielzahl qualitativ höchst unterschiedlicher Produktionen gilt die Formulierung von
Qualitätskriterien in der Hörbuch-Branche als Desiderat für eine nachhaltige Positionierung des Produkts „Audiobook“. Nachdem das Forschungsprojekt „Hörbucher und Podcasting für Bildungszwecke“
die stimmlich-sprecherische Realisation als zentrale produktionsästhetische Qualitätskategorie identifiziert hatte und eine erste Qualitäts-Analyse von Sachhörbüchern vorgenommen worden war, wurde
anhand dreier Kriterienfelder (dem funktionalen, dem emotionalen und dem strategischen Kriterienfeld) herausgearbeitet, welche stimmlich-sprecherischen Erscheinungen in Hinblick auf Qualitätsaussagen
konkret einem kritischen Hören unterzogen werden müssen. Daraus abgeleitet wurden bestimmbare
Kriterien, anhand derer sich Hörbuch-Qualität für Sachtexte erarbeiten lässt. Auf dieser Grundlage wur
de eine Methodologie entwickelt, welche die gewonnenen Kriterien priorisiert, zu einander ins Verhältnis setzt und in eine geeignete Abfolge für den Produktions-Workflow bringt. Das Ergebnis verdeutlicht,
welch zentrale Rolle eine qualifizierte Regie für die Hörbuch-Qualität spielt, ein Faktor, der in der
Branche wie bei Rezipienten und Auftraggebern oft weit unterschätzt wird. Die erarbeitete Kriterienbildung und Methodologie münden nicht in die Kanonisierung gestalterischer Entscheidungen,
sondern lassen – basierend auf Herleitung und Entwicklung der Qualitätskriterien – den dynamischen
und reflektierten Umgang damit selbst als ein wichtiges Qualitätskriterium hervortreten.
122
Hörbücher und Podcasting für Bildungszwecke
FACHBEREICH MEDIA
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 1 • Redaktionelle Vorbereitung der Studioaufnahmen
1 • Die Problemstellung und ihre Relevanz
a • Die wirtschaftliche Relevanz von Hörbüchern
Auch wer im Zeitalter von Multimedia dem unbebilderten
„Nur-Hören“ von Audiobooks skeptisch gegenübersteht, wird
einräumen müssen: Hörbücher sind wirtschaftlich erfolgreich
und somit ein mediales Produkt von hoher Relevanz.1 Zudem
kann der Markt noch nicht als gesättigt betrachtet werden.2
Speziell das Produktsegment „Bildung und Lernen“ erfährt einen kontinuierlichen Zuwachs.3 Die bisherigen Käuferschichten zu binden und neue zu erschließen wird maßgeblich für
künftigen wirtschaftlichen Erfolg.
Dabei gilt die Frage nach der Qualität in der Branche als zentrale Problematik: Das Aufkommen zahlreicher „Küchenlabels“ wirft Billig-Produkte auf den Markt, mit denen rasch
Marktanteile gewonnen werden. Diese oft hörbar minderwertigen Produktionen, so die Kritik und Sorge der Branche,
riskieren, dass sich der Kunde vom Hörbuch enttäuscht ab-
wendet, so dass dieses schließlich als Medienprodukt obsolet
wird. Ein derartiger Kannibalisierungseffekt liegt also weder
im Interesse der Branche noch der Käufer.
b) Produktionsästhetische Qualität als zentrale Fragestellung
Gute Hörbuch-Produktionen vorzuweisen, ist also ein vitales
Anliegen der Branche.4 Das Entwickeln genereller Qualitätskriterien gilt ihr als wichtiges Desiderat. Hierzu leistet vorliegendes Forschungsprojekt einen zentralen und originären
Beitrag. Eine Fachliteratur im eigentlichen Sinne des Wortes
gibt es auf diesem Gebiet nicht, statt dessen journalistische
Kritiken und gelegentliche Essays in Branchenzeitschriften.5
In diesen stellen sich vor allem geschmacksbasierte oder
intuitive Wertungen oder Kriterien dar, Ratschläge, Regeln
und qualitative Prüfsteine. Dabei fehlt es jedoch an Systematik und Begründung, so dass der bisherige Hörbuchdiskurs
keine Reflexionsgrundlage dafür bietet, die Regeln – je nach
gestalterischer Absicht – zu priorisieren, einzuordnen und
1 In den letzten Jahren wuchs der Absatz der Produkte um mindestens 10%,
p.a., wobei insbesondere der Vertrieb über Downloads sich in der letzten drei
Jahren etwa verdoppelt haben soll. Vgl. hierzu: GfK Consumer Panel Hörbücher, o.O., September 2008, S. 4.
2 Der Anteil von Hochschulabsolventen und Abiturienten als Käufer von Hörbüchern ist besonders signifikant. Vgl. hierzu Verbraucherstudie Hörbuch der
GfK, Nürnberg, September 2008, S. 19 sowie 7+9.
3 Lt. Auskunft des Börsenvereins des Deutschen Buchhandels lag dieser 2005
bei 15%, und dürft sich nach Schätzungen bei ca. 10% eingependelt haben
(neuere Martkforschungsergebnisse liegen hierzu nicht vor).
4 Es manifestiert sich, abgesehen vom Diskurs bei Branchentreffen und Messen, in Hörbuch-Bestenlisten, Hörbuch-Preisen, -Qualitätssiegeln etc.
5 Vgl.: Simon Colin, Mit Qualität im Hörbuch Maßstäbe setzen, in: Buchreport
spezial: Hörbuch, Dortmund 2009, S. 24 ff.
123
QUERSCHNITT 24
Abbildung 1 • Letzte Sichtung des Skript durch die Regie
gegeneinander zu wägen. Unser Forschungsprojekt entwickelte demgegenüber eine Methodologie, die gestalterische
Entscheidungen nicht kanonisiert, sondern – basierend auf
Herleitung und Entwicklung der Qualitätskriterien – den dynamischen und reflektieren Umgang damit selbst zum Qualitätskriterium macht. Wir haben den Forschungsgegenstand auf
Hörbücher, die Sach-Inhalte transportieren (also Non-Fiction),
begrenzt, weil sich bei diesen die Frage nach der Wirkungsintention (nämlich: Verständlichkeit und Vermittlung) besonders
deutlich stellt. Die hier gewonnenen Erkenntnisse sind auch
auf audiomedial vermittelte Lehrinhalte an Hochschulen übertragbar.6 Damit werden die Forschungsergebnisse auch für
unmittelbare Lehrzwecke nutzbar.7
2 • Auswertung von Hörbüchern und Kriterienbildung
Im Verlauf des Forschungsprojekts wurde von den studentischen Teammitarbeitern rund 90 Sach-Hörbuchproduktionen
qualitativ ausgewertet. Dem voraus ging die Identifizierung
der unterschiedlichen Ansatzpunkte für Qualität.
2.1 Ansatzpunkte für produktionsästhetische Qualität
a • Skript
Das Skript eines Hörbuchs soll für das Sprechen und Hören geschrieben sein. Es zeichnet sich aus durch gedanklich
schlüssige Gliederung, lebendige Wortwahl, Verzicht auf
komplizierten Satzbau sowie umständliche Ausdrucksweise.
Besondere Qualität zeigt ein Text von deutlich auditiver Ästhetik: in seinem Sinn für Rhythmus, klangliche Wertigkeiten
und Phrasierung.8 Trotzdem lassen sich die genannten Richtlinien nicht dogmatisch anwenden: Aus philosophischen oder
historischen Textgrundlagen, die wohl eher selten fürs Hören
124
geschrieben sind, können trotzdem hervorragend produzierte
Hörbücher entstehen. Eine sorgfältig geführte sprecherische
Realisation ist also in der Lage, auch eine schwierige Textvorlage gekonnt umzusetzen.
b • Technik
Zur hochwertigen technischen Umsetzung existieren in der
Toningenieurs-Fachliteratur niedergelegte Standards. Gute
Mikrophonierung, stimmiger Lautstärkepegel, ein passender Raumklang, ein möglichst geringes Rauschen, unhörbare
Schnitte etc. sind unerlässlich.9
Dennoch fesseln manch alte Sprach-Aufnahmen, obwohl sie
rauschen und knistern. Hier überzeugt dann oft eine hohe
Sprechkultur, welche die Inhalte besonders eindringlich vermittelt: Das bedeutet: Die Frage nach der technischen Qualität tritt hier in den Hintergrund zugunsten des sinnstiftenden
sprecherischen Resultats, das durch das Zusammenwirken
von Regie und Sprechern entstehen kann.
c • Stimmlich-sprecherische Realisation als zentrale Qualitätskategorie
Die Vermarktungsstrategie der meisten Hörbuch-Verlage
setzt häufig auf Film- und TV- Schauspieler und deren Stimme.
Auch im kulturwissenschaftlichen Diskurs der vergangenen
Jahre spielt „die Stimme“ als Phänomen eine herausragende
Rolle.10 Allerdings: Mit welchen Mitteln die Stimme „sprechen
gemacht“ wird, um den zu vermittelnden Inhalt „hören zu machen“, ist in der Fachliteratur kaum niedergelegt.
Zu den wichtigen gestalterischen Entscheidungen bei der
Hörbuch-Produktion zählt, einen Hörbuch-Text mit einem geeigneten Sprecher zu besetzen. Für ein Sachhörbuch ist ent-
FACHBEREICH MEDIA
PROJEKTBERICHTE
scheidend, dass dieser den Text intellektuell so zu erfassen
vermag, dass er ihn verständlich und annehmlich vermittelt.
Doch dient die Besetzung lediglich der Vorbereitung der zentralen Gestaltungsentscheidung: Die Stimme muss „sprechen
gemacht“ werden. Schauspieler bringen ihre Stimme und ihre
individuelle Wirkungspraxis mit. Doch wer sich einzig darauf
verlässt, schöpft die Möglichkeiten stimmlicher Darstellung
nicht aus. Die Sprechenden vermögen sich selbst nicht authentisch hören; sorgfältiges Sprechen und gleichzeitiges
kritisch-steuerndes Zuhören sind nicht möglich. Also wird
eine Regie benötigt. Sie übernimmt die Führung der Stimme
auf der Grundlage eines redaktionellen Konzepts und seiner
intendierten Wirkungsabsicht. Die Qualität einer Produktion
entscheidet sich also maßgeblich anhand des gelungenen Zusammenwirkens von Sprecher und Regie. An welchen Aspekten die Regie anzusetzen hat, zeigt sich an der Identifizierung
der Kriterienfelder.
cherischen Leistung sowie der Produktionsqualität insgesamt
(Textqualität, Raumklang, technische Qualität u.a.) benannten
und beschrieben.
Kurz nach der Auswertung der ersten ca. 15 Hörbüchern kristallisierten sich drei zentrale qualitative Kriterienfelder heraus. Hierunter konnte die konkrete Kritik subsumiert werden,
so dass darauf aufbauend positiv formuliert wurde, an welchen konkreten Ansatzpunkten sich Hörbuch-Qualität erarbeiten lässt.
3 • Die drei Kriterienfelder und ihre Bedeutung für die Produktion
Für das Forschungsprojekt wurden rund 90 Hörbücher kritisch ausgewertet. Dies anhand eines qualitativen Fragebogens, in welchem die Hörer 11 die Vor- und Nachteile der spre-
a • Das funktionale Kriterienfeld
Im Zentrum steht hier die verständliche und glaubwürdige
Vermittlung des Inhalts. Es muss plausibel werden, dass die
jeweiligen Sprecher den Text „begriffen“ haben.
Bemängelt wurde häufig: Produktionen wirkten abgelesen,
oberflächlich vorgetragen, monoton und damit schwer verständlich. Beschrieben wurde diese anhand folgender Beobachtungen:
• Tempo des Vortrags ist zu schnell/zu langsam/nicht flüssig
• wenig Atem- und Sinnpausen
• fehlende, uneindeutige oder falsche Betonungen von wichtigen Wörtern im Satz
• unklare oder falsche Aussprache
6 Z. B. auf Vorlesungen im Rahmen von E-Learning.
7 Hierzu hat sich das vorliegende Forschungsprojekt mit dem HDA-E-LearningForschungsvorhaben „ATLANTIS-University“ (Ltg. Udo Bleimann) zusammengeschlossen.
8 Eine hervorragende praxisorientierte Systematik und Methodik hierzu bietet:
Stefan Wachtel, Schreiben fürs Hören, Konstanz 2003.
9 Aus Gründen des thematischen Fokus der vorliegenden Darstellung beschränke ich mich hier auf eine allgemeine Darstellung und verzichte auf
Beispiele, in welchen technische Mängel inhaltliche Unzulänglichkeiten nach
sich ziehen.
10 Vgl. hierzu u.a. Mladen Dolar, His Master’s Voice. Eine Theorie der Stimme,
Frankfurt/Main 2007; Brigitte Felderer (Hrg.) Phonorama. Eine Kulturgeschichte der Stimme als Medium, o.J.; Reinhart Meyer-Kalkus, Stimme und
Sprechkünste im 20. Jahrhundert, Berlin 2001; Doris Kolesch und Sibylle
Krämer (Hrg.), Stimme, Frankfurt/Main 2006.
11 Ein Team von fünf Studierenden.
125
QUERSCHNITT 24
Abbildung 2 • Ab jetzt: Höchste Konzentration!
• Sprecher spricht „zum Papier“
Für die Produktion gilt also: Tempo, Pausen, Betonungen, Aussprache und Adressieren sind die entscheidenden Parameter,
um die funktionalen Kriterien zu erfüllen. Dies muss während
einer laufenden Produktion immer wieder kritisch und einfühlsam durch eine professionelle Sprecher-Führung erfolgen.
b • Das emotionale Kriterienfeld
Die emotionalen Aspekte stehen für das, was über die rein kognitive Vermittlung des Sachverhalts hinausgeht. Sie prägen
das Verhältnis zwischen Hörer, Text und Sprecher und bereiten der Akzeptanz des Texts den Boden. Die Sprecher vermitteln eine grundsätzliche Gestimmtheit dem Text gegenüber
(z. B. frisch/angespannt, modern/konservativ, locker/seriös,
gelassen/engagiert u.a.) und zeigen Temperament und Persönlichkeit (z.B. lebhaft, ruhig, jugendlich, intellektuell, humorvoll, distanziert, selbstironisch, streng).
Bemängelt wurde häufig, die Sprechweise
• strahle Monotonie aus (wenige Hebungen beim stimmlichen
Vortrag)
• wirke gestresst (u.a. durch hastiges Atmen)
• wirke autoritär (durch z.B. Überbetonung funktionaler Aspekte)
• wirke unauthentisch/verkrampft (durch z.B. forcierte Fröhlichkeit, Überartikulation).
• Tempo, Dynamik und Ausdrucksrepertoire blieben während
des gesamten Vortrags unverändert.
Wichtig: Jede nicht geglückte Umsetzung der funktionalen Aspekte führt zu einer unerwünschten Wirkung auf der emotionalen Ebene. Jede unpassende emotionale Tonlage schmälert
Sinn und Inhalt.
126
Für die Produktion gilt: Eine sorgfältige Besetzung definiert
den „Grundton“ der Produktion. Entscheidender ist aber die in
der Pre-Production zu klärende, durch Regie-Feedback permanent auszuhandelnde Sprechhaltung, durch die der Text
in seiner Wirkungsintention positioniert wird. Fazit: Die Sprecherführung und das Finden und Einnehmen einer Sprechhaltung spielen die zentrale Rolle.
c • Das strategische Kriterienfeld
Die Wirkungsabsichten auf dem Feld strategischer Qualitätskriterien zielen auf die Positionierung der jeweiligen Produktion in Kunst, Kultur, Medien und auf dem Markt. Dies erfolgt
durch
• Ausrichtung der Gestaltungsentscheidung auf Produktionskosten/Endpreis
• Publikation eines Hörbuchs parallel zum Erscheinen eines
Buchs, Films etc. vom gleichnamigen Autor
• Ausrichtung der Gestaltungsentscheidungen auf eine Zielgruppe
• den Einsatz bekannter Schauspielerinnen und Schauspieler
aus Film und Fernsehen
Insbesondere der letztgenannte Punkt wurde oft bemängelt:
Prominente Schauspieler wirkten in ihren Darbietungen oft
wenig kompetent. Da sie in aller Regel auf das visuelle und
nicht auf das auditive Medium „geeicht“ sind, ist dies plausibel.
Überraschend ist, daß dies aber von vielen Produzenten offensichtlich nicht problematisiert wird.
Für die Produktion gilt: Möchte man das Image von Filmschauspielern für die strategische Positionierung eines Hörbuchs
nutzen, so sind eine sorgfältige Textvorbereitung plus eine
aufmerksame Regie unerlässlich. Ansonsten riskiert man ein
FACHBEREICH MEDIA
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 3 • Die Technik setzt die Weisungen der Regie um
Versagen im funktionalen Kriterienfeld. Wichtig ist, dass funktionale und emotionale Kriterien gegenüber den strategischen
abgewogen werden.
4 • Methodologie auf der Basis der Kriterienfelder: Umsetzung in die Praxis
Aus den oben skizzierten Systematisierungen wurde eine
praktische Methodologie zur Erzielung hochwertiger sprecherischer Qualität für die Produktion im Studio abgeleitet.12 Sie
wurde im Rahmen des Forschungsprojekt mittels einer konkreten Hörbuch-Produktion von einem studentischen Team
umgesetzt: Es handelt sich um eine fünfteilige Kurzvortragsreihe „Gestaltungskraft und Kreativität. Eine Einführung in die
sieben wichtigsten schöpferischen Techniken“.13 Die fertige
Produktion wurde dem E-Learning-Forschungsprojekt ATLANTIS14 zwecks Distribution per Podcast zur Verfügung gestellt.
Den Erkenntnissen bei Auswertung und Kriterienbildung folgend, entschloß sich das Realisationsteam, Technik, Regie und
Regieassistenz15 strikt zu trennen, so dass die Akteure sich auf
ihre jeweiligen Aufgaben konzentrieren und gegenseitig unterstützen konnten. Das Team war sich im Vorfeld der Produktion
bewusst, dass die o.g. Kriterienfelder nicht isoliert voneinander betrachtet werden können. Zudem herrschte ein Bewusstsein darüber, dass es sich um eine gestalterisch-ästhetische
12 Diese finden Sie in Kürze veröffentlicht unter: www.hoerbuch-forschung.de
13 Autorin: Franziska Maurer, nach Texten auf Wikipedia.
14 Projektleiter: Udo Bleimann, FB Informatik, Hochschule Darmstadt.
15 Verantwortlich: Tim Tilhard (Technik), Dominik Schmidt (Regie), der Regie
assistierte die Autorin des Texts Franziska Maurer.
Tätigkeit handelt, bei welchem eine ebenso kritische wie ermutigende und empathische Umgangsweise mit den Schauspielerinnen und Schauspielern gefordert ist. Eine solche
kann nicht „nach Lehrbuch“ ablaufen.
Während die Pre-Production-Phase weitgehend standardisiert ablaufen kann16, wird die Produktionsphase selbst, in
welcher Sprecher und Regie interagieren, diffuser und anfälliger für Störungen im zwischenmenschlichen Bereich. Bei suboptimalem oder noch „ausbaufähigem“ Angebot der Sprecher
werden diese freundlich von der Regie unterbrochen. Sie weist
mit wenigen, klaren Worten auf den zu verbessernden Aspekt hin (z. B. Versprecher, falsche Betonungen, unpassende
Sprechhaltung, Heiserkeit, fehlende oder überflüssige Pausen
etc.). Wichtig ist eine Balance zwischen dem konsequenten
Verfolgen der Qualitätsansprüche und der Urteilsfähigkeit,
wann ein Sprecher seine Ausdrucksfähigkeit ausgeschöpft hat
oder am physischen Limit angelangt ist. Wo dies nicht beachtet
wird, werden die Arbeitsergebnisse bei mühsamer Arbeit qualitativ schlechter.
5 • Fazit
Zuhören – Kritisieren/Auswerten – Bearbeiten der konkreten,
noch sub-optimalen gestalterischen Parameter – Überprüfen
und Wägen der Gestaltungsentscheidungen anhand der drei
Kriterienfelder – Produzieren: so ließe sich die Bewegung
16 Ein standardisierter Ablauf in diesem Studium umfasst im wesentlichen:
vertragliche Vereinbarungen, Skriptaussendung, Skriptvorbereitung durch
Schauspieler, Disposition des Aufnahme-Termins, Vorgespräch zwischen
Sprecher und Regie im Studio, Mikrophonierung, technische Einrichtung und
Einpegeln.
127
QUERSCHNITT 24
zusammenfassen, die aus der Systematik und der daraus gewonnenen Methodologie der vorliegenden Studie resultiert.
Diese kriterienorientierte Herangehensweise widerspricht
der vorherrschenden Ansicht, Regie sei überwiegend eine Tätigkeit auf der Grundlage von Begabung, Intuition und „Genie“,
und Reflexion sei ihr fremd, ja sogar schädlich. Sicherlich aber
muss eine Regie scheitern, wenn sie versucht, ihre Aufgabe
mit einer rein rationalistischen Haltung zu erfüllen. Die hier
skizzierte Methodik erwies sich bei der Hörbuch-Produktion
im Rahmen unseres Projekts, namentlich für Berufsanfänger
im Bereich der Regie, als ausgesprochen gewinnbringend.
Sie kann sich dann am besten entfalten, wenn sie durch fortwährende Praxis mehr und mehr internalisiert und in unterschiedlichen Produktionssituationen mit verschiedenartigsten Sprechern immer wieder erprobt, gefestigt und erweitert
wird. Auf diese Weise kann schließlich die für eine erfolgreiche
Regie zielführende Integration von kommunikativen Soft Skills
mit reflektierender Systematik gelingen, so dass insbesondere auch eine zeit- und kostenintensive Disposition von Studios
vermieden werden kann. Für die qualitative Positionierung des
Hörbuchs zeigt die vorliegende Methodik, dass gute Regie beurteil- und lehrbar ist. Dort, wo dies geschieht, werden Fachkräfte ausgebildet, auf welche die Branche zurückgreifen kann
und sollte. Eine qualifizierte Regie mag ein Kostenfaktor in der
Hörbuchproduktion sein. Allerdings einer, der sich durch seine
nachhaltige Wirkung „auszahlt“.
Das Forschungsprojekt wurde durchgeführt in Kooperation
mit dem „Arbeitskreis Hörbuch im Börsenverein des Deutschen Buchhandels“.
128
Kurzbiografie •
Sabine Breitsameter ist Professorin für Sounddesign and Production am Fachbereich Media der Hochschule Darmstadt. Als
Expertin für akustische Medienkunst, Kultur-Radio, elektroakustische Gestaltungsformen und Hörkultur schuf sie u.a.
eine Vielzahl von Produktionen im Hörspiel- und Featurebereich für die ARD, leitete eine Reihe von Kunstprojekten, Festivals und Symposien (u.a. „Ganz Ohr – Symposium über das
Zuhören“/Kassel 1997, parallel zur Documenta; „Klang, Medien und urbaner Raum“/ Akademie der Künste Berlin 2005,
Radio_Copernicus, das deutsch-polnische Künstlerradio/
Berlin-Wroclaw 2004–2006). Sie ist Jury-Mitglied u.a. beim
Internationalen Prix Ars Electronica und beim Deutschen Hörbuchpreis. Derzeit bereitet sie für den Schott-Verlag eine Neuausgabe der Schriften des kanadischen Sounddesign-Vordenkers Murray Schafer vor.
Kontakt •
[email protected]
Dynamische Modellintegration im elektronischen Geschäftsverkehr – Das Forschungsprojekt MODI
FACHBEREICH WIRTSCHAFT
PROJEKTBERICHTE
DYNAMISCHE MODELLINTEGRATION IM
ELEKTRONISCHEN GESCHÄFTSVERKEHR
DAS FORSCHUNGSPROJEKT MODI
Autoren •
GEFÖRDERT VOM
Modelldaten fallen an unterschiedlichsten Stellen in Geschäftsprozessen an und werden mit unterschiedlichen Techniken erstellt. Meist fehlt es an einer unternehmensweiten oder unternehmensübergreifenden Integration der einzelnen Modelle. Die Verknüpfung unterschiedlicher Modelle ist eine
nicht-triviale Aufgabe. Eine konsistente Verknüpfung und Verwaltung ist allerdings unabdingbarer
Bestandteil der Herstellung durchgängiger Prozessabwicklung und damit wesentliche Voraussetzung für
Effizienzsteigerungen in Unternehmen. Im Projekt MODI werden dazu Methoden und Anwendungskomponenten entwickelt, um mittels semantischer Netze Unternehmens-, Prozess- und Datenmodelle
aus gleichen und unterschiedlichen Anwendungsdomänen, Modellierungsmethoden und Werkzeugen
zu integrieren. Dadurch wird eine dynamische Integration von Modellen möglich.
129
QUERSCHNITT 24
Lieferantenrechnung
Bestellung
liegt vor
Kreditorenrechnung
Eingangsrechnung
Auftrag
kommissionieren
Faktura
Anzahlung
Bestellung
versandfertig
Rechnung
Ausgangsrechnung
Rechnung vorbereiten
Rechnung prüfen
Invoice
Debitorenrechnung
Rechnung begleichen
Sprachraum der
Modellierungssprache
Sprachraum der
Domänensprache
Abbildung 1 • Modellerstellung
1 • Motivation
Heutzutage gilt es für Unternehmen immer mehr, sich schnell
wechselnden Rahmenbedingungen anpassen und flexibel auf
Veränderungen reagieren zu können. Die Motivation hierfür
entsteht in der Regel durch stetig zunehmenden Kostendruck
und sich verschärfenden Wettbewerb, aber auch durch neue
gesetzliche Rahmenbedingungen (bspw. BASEL-II) oder den
Zwang, Standards (bspw. ITIL) folgen zu müssen. Dazu ist es
erforderlich, die betriebliche Organisation agil gestalten und
Geschäftsprozesse optimieren zu können. Grundlage für die
Entwicklung und den Umgang mit Geschäftsprozessen ist
ihre Beschreibung. Diese Beschreibung erfolgt zumeist mit
Hilfe von Modellen, insbesondere zur Darstellung der Unterstützung durch IT-Systeme. Daher kommt dem Management
der dafür notwendigen Unternehmens-, Prozess- und Informationsmodelle eine immer entscheidendere Bedeutung für
die IT- und Prozessoptimierung und damit letztendlich für die
Wettbewerbsfähigkeit von Unternehmen zu. Allerdings liegen
trotz dieser Bedeutung keine für den Unternehmenseinsatz
geeigneten Methoden und Werkzeuge zur Integration und Verknüpfung von Modellen vor. Die unterschiedlichen Modellierungsarten und die frei wählbare Fachterminologie zu den Modellbeschreibungen verhindern die Kopplung von Prozessen
ohne aufwändige manuelle Vorarbeiten. Dies stellt ein Hindernis für den weiteren Aufbau des elektronischen Geschäftsverkehrs dar, in unternehmensübergreifenden Zusammenhängen
wie Unternehmensfusionen oder der Umsetzung von Supply
Chain Management genauso wie unternehmensintern bei der
Einführung betriebswirtschaftlicher ERP-Standardsoftware.
2 • Projekt MODI
Zielsetzung des Projektes MODI – Dynamische Modellintegration im elektronischen Geschäftsverkehr ist es, Methoden
und Anwendungskomponenten zu entwickeln, die es erlauben, Modelle aus gleichen und unterschiedlichen Domänen,
erstellt anhand verschiedener Modellierungsmethoden und
mit unterschiedlichen Werkzeugen, zueinander in Beziehung
zu setzen. Es werden Verfahren realisiert, die mittels semantischer Netze Modellintegrationen als Basis eines dauerhaften Nebeneinanders unterschiedlicher Modelle erlauben. Die
Förderung des Projekts erfolgt im Rahmen des Forschungs130
förderprogramms FHprofUnd durch das BMBF (Bundesministerium für Bildung und Forschung). Das Projekt wird am
Fachbereich Wirtschaft der Hochschule Darmstadt von der
Forschungsgruppe Electronic Business Integration (e-BIG)
unter der Leitung von Prof. Dr. Rebstock durchgeführt. Das
Projektkonsortium unter der Leitung des Projektteams an der
h_da umfasst zehn Partner, neben der h_da drei Universitäten, ein Fraunhofer-Institut sowie fünf Unternehmen, davon
vier KMU. Die Beteiligungen von Universitäten und Unternehmen gleichermaßen erlaubt die Einbindung aktueller Forschungsergebnisse in die Entwicklung von Anwendungen, wie
sie von Unternehmen gefordert werden, sowohl in ihrer Rolle
als Anwender und Nutzer als auch als Nachfrager für die Entwicklung neuer Produkte. Jeder der Partner bringt dabei eine
spezifische Rolle und Perspektive in das Projekt ein. Auf der
Website des Projekts unter www.modi-project.org werden jeweils aktuelle Ergebnisse veröffentlicht.
3 • Semantische Modellintegration
In den vergangenen Jahrzehnten hat sich die Modellierung als
Mittel zur Deskription und Konstruktion von Daten, Prozessen
und Organisationen etabliert. Verschiedene Modellierungssprachen für unterschiedliche Modellarten sind im Einsatz.
3.1 Ungleichheit von Modellen
Als Folge der Nutzung verschiedener Modelltypen und -sprachen unterscheiden sich Modelle nicht nur syntaktisch, sondern sehr häufig semantisch und damit bezüglich der Bedeutung ihres Inhaltes. Ungleichheit entsteht hier nicht nur
aufgrund der Verschiedenartigkeit der Konstrukte der verwendeten Modellierungssprachen, sondern zumeist durch unterschiedlich gewählte Formulierungen zur Bezeichnung der
einzelnen Modellelemente in natürlicher Sprache (Thomas,
Fellmann 2007). Abbildung 1 verdeutlicht den Vorgang der Modellerstellung am Beispiel eines Geschäftsprozessmodells.
Die Modellierungssprache erfüllt die Funktion einer Grammatik und stellt syntaktische Konstrukte mit einer definierten
Bedeutung und Regeln zu ihrer Zusammenstellung zur Verfügung. Damit erfüllt eine solche Sprache die Funktion eines
Metamodells, das die Vorgaben für die Erstellung eines Modells enthält (Kurtev et al. 2006). Arbeitsabläufe in Unterneh-
PROJEKTBERICHTE
Abbildung 2 • Metamodell der MODI-Ontologien
men werden beispielsweise oft mit Hilfe von Prozessmodellierungssprachen beschrieben, wobei deren zentrales Konstrukt
zumeist Aktivitäten sind, die es auszuführen gilt, obwohl die
verschiedenen Modellierungssprachen diese unterschiedlich
bezeichnen und auch leicht abweichend definieren. Die Domänensprache wird genutzt, um die syntaktischen Konstrukte
zu benennen und damit Objekte der realen Welt abbilden zu
können. Die branchenübliche Fachterminologie, betriebswirtschaftlichen Begrifflichkeiten und tradierte Geschäftssprache
zusammen bilden die spezifische Domänensprache eines Unternehmens (Becker, Pfeiffer 2006). Ist kein vorab definiertes
Vokabular vorhanden, oder liegen keine Regeln zur Benennung von Modellelementen vor, erfolgt die Formulierung nach
Bedarf. Diese Wahlfreiheit führt zu semantischen Inkompatibilitäten von Modellen, insbesondere wenn mehrere Modellierer oder dezentrale Teams an ihrer Entwicklung beteiligt
waren (Hadar, Soffer 2006). Zur Vermeidung dessen wurde
bereits die Verwendung von Vereinbarungen vorgeschlagen.
Allerdings ist die Entwicklung und Pflege eines zentral, allgemein gültigen Sprachmodells zeit- und kostenintensiv. Ebenso
ist die Verwendung von E-Business-Standards keine endgültige Lösung, da die Vielfalt vorhandener, gleichzeitig genutzter
Standards das Problem nur auf eine höhere Stufe verschiebt
(Rebstock et al. 2008). Somit ist die Realisierung automatisierbarer Bearbeitungen und Zusammenführungen von Modellen
aufgrund ihrer Unterschiedlichkeit in der Praxis ein nicht-triviales Problem.
3.2 Ontologien als Kerntechnologie
Mit dem Wachstum des World Wide Web zur globalen Infrastruktur und dem Aufkommen des Semantic Web und der dazu
gehörigen semantischen Technologien bietet sich die Möglichkeit der Verwendung von Ontologien zur Herstellung semantischer Interoperabilität (Goméz-Pérez et al. 2004). Eine Ontologie im informationstechnischen Sinn ist ein semantisches
Modell (Allemang, Hendler 2008). Es dient der Spezifikation
und damit Abbildung von Wissen über einen bestimmten Weltausschnitt in strukturierter Form, lesbar sowohl von Menschen als auch Maschinen (Alexiev, Breu 2005). Auf diese Weise wird die Bedeutung der beschriebenen Konzepte eindeutig
erfasst und wiederverwendbar gemacht. Dadurch lässt sich
Wissen zusammenführen und integrieren, auch bei Vorliegen
von Heterogenität.
Im Projekt MODI wird das in Modellen bereits enthaltene Wissen wiederverwendet und nach einer eigens entwickelten Methode in Ontologien transformiert. Dabei liegt der Fokus auf
der Dekomposition der Modelle in die zwei Sprachräume, in
Umkehrung des in Abbildung 1 gezeigten Vorgangs der Modellerstellung. Durch diese Transformation entsteht ein Abbild
der verwendeten Domänensprache mit Information über die
Art des sprachlich Bezeichneten, da die durch die Konstrukte
der Modellierungssprache erfolgte Typisierung als Provenienzinformation fortgeschrieben wird. Abbildung 2 zeigt das Metamodell der entstehenden Ontologie.
Die Domänensprache wird als semantischer Schatten des Modells abgebildet und spiegelt die Verbindungen zu den anderen Elementen als Assoziationen wider, während die Herkunft
als Information zum Vorkommen erfasst wird. Die Grundidee
ähnelt der Erstellung von Topic Maps, die zur Indexierung im
Bibliothekswesen genutzt werden (ISO/IEC 2002). Die Typinformation wird über eine Modelltypontologie verknüpft, die
wiederum auf die integrierende Modellierungsontologie UMCO
(Unifying Modeling Concepts Ontology) verweist. Diese wurde,
ebenso wie verschiedene Modelltypontologien, im Projekt MODI entwickelt und wirkt als Integrationspunkt für Modelle aller
Art. Sie vereinigt gleich- und verschiedenartige Modelltypen
und bietet so eine Integrationsmöglichkeit über Modellierungsaspekte hinweg an. Insbesondere bei der Darstellung großer
Ontologien in Form eines semantischen Netzes erlaubt die
UMCO die Verwirklichung individualisierbarer Sichten und damit Facettierung der Gesamtdatenmenge gemäß des Bedarfs
eines Nutzers, um auch bei großen semantischen Netzen generelle Bedienbarkeit zu ermöglichen. Nutzer können sich die
Elemente der Domänensprache anzeigen lassen oder Suchen
anhand des Informationstyps vornehmen. So kann beispielweise zu dem Begriff „Rechnung“ ermittelt werden, ob es sich
um eine Eingangs- oder Ausgangsrechnung handelt und welche Aktivitäten damit assoziiert sind.
Die durch die Modelltransformationen entstehenden einzelnen
Ontologien lassen sich mit Hilfe von Ontology-EngineeringVerfahren bearbeiten. Insbesondere durch Ontology-Matching
können sie abgeglichen und integriert werden. Dabei werden
131
QUERSCHNITT 24
semantische Beziehungen zwischen den Elementen zweier Ontologien gesucht und in Form von Verweisen, genannt
Mappings, gespeichert (Euzenat, Shvaiko 2007). So lassen
sich Zusammenhänge zwischen vorher unabhängigen Modellaussagen herstellen, insbesondere durch das Erkennen von
Entsprechungen und Ähnlichkeiten. Mit Hilfe von ReasoningVerfahren kann durch logisches Schließen neues Wissen aus
dem vorhandenen abgeleitet werden (Russell, Norvig 2003).
Durch das Anfügen neuer Modelle entwickelt sich über die Zeit
eine terminologische ganzheitliche Domänenontologie, die die
authentische Domänensprache emergent werden lässt (Fengel, Rebstock 2009). Ihre Nutzung unterstützt das Management von Modellen durch die Möglichkeiten zur Auflösung von
Mehrdeutigkeiten und Klärung von Inkonsistenzen und erlaubt
gesamthafte Analysen. Weiterhin kann das darin enthaltene
Wissen bei der Erstellung neuer Modelle genutzt werden, um
langfristig semantische Konsistenz herzustellen.
4 • Das MODI-Framework
Im Projekt wird in Realisierung der beschriebenen Methode
das MODI-Framework als modulares System entwickelt. Das
MODI-System ist in Java implementiert und basiert auf dem
JENA-Framework. Es kann durch Web-Services angesprochen werden, so dass es entweder alleinstehend genutzt oder
an beliebige Anwendungen angekoppelt werden kann. Komponenten für Matching und Reasoning können variabel über
Adapter angebunden werden. Im Projektverlauf haben sich bei
der Realisierung verschiedene Herausforderungen und damit
Schwerpunkte ergeben. Da Modelle durchaus umfangreich
sein können, liefert ihre Transformation große Ontologien. Bei
Nutzung bereits vorliegender Matching-Werkzeuge hat sich
gezeigt, dass die meisten kaum skalierbar sind und damit keine große Ontologien verarbeiten können. Daher wird im Projekt das System Malasco eingesetzt, das Partitionierungen für
den Matching-Vorgang vornimmt (Paulheim 2008). Die automatisierte Ermittlung von Mappings liefert eine initiale Menge
an Verbindungen zwischen Ontologien ohne aufwändige manuelle Vorarbeiten. Allerdings sind die Ergebnisse nicht immer
ideal, da sie inkorrekt oder mehrdeutig sein können (Zhdanova
et al. 2004). Hier ist die Einbindung menschlicher Genauigkeit
zur Verifizierung und Verbesserung erforderlich. Eine Kombi132
nation erfolgt beim MODI-System durch Nutzerbeteiligung zur
Rückmeldung und fallweise direktes Editieren, um das implizit vorhandene Nutzerwissen zu erschließen und einzubinden.
Zusätzliche Unterstützung erfolgt durch die Verarbeitung von
Kontextinformation zur Herstellung semantischer Eindeutigkeit (Rebstock et al. 2007).
Der Einsatz des MODI-Systems bietet Unterstützung bei der
Arbeit mit und dem Management von Modellen aller Art in
Unternehmen. Es dient damit als Plattform zur Vermittlung
und ermöglicht es, Modelle semantisch zu integrieren. Die
Herstellung sprachlicher Eindeutigkeit stellt die Grundlage
für die eigentlichen Arbeiten zur Unternehmensgestaltung,
Geschäftsprozessintegration und Fragen der Integration im
B2B-E-Business dar.
Literatur •
1 Alexiev, Vladimir; Breu, Michael (2005): Information integration with ontologies. Experiences from an industrial
showcase. Chichester: Wiley.
2 Allemang, Dean; Hendler, James A (2008): Semantic web
for the working ontologist. Modeling in RDF, RDFS and
OWL. Amsterdam: Morgan Kaufmann/Elsevier.
3 Becker, J.; Pfeiffer, Daniel (2006): Konzeptionelle Modelle
in der Wirtschaftsinformatik. Konstruktion und Evaluation.
In: Das Wirtschaftsstudium, Jg. 35, H. 12, S. 1551–1557.
4 Euzenat, J.; Shvaiko, P. (2007): Ontology Matching. Berlin:
Springer.
5 Fengel, J.; Rebstock, M. (2009): Model-based Domain Ontology Engineering: In: Proceedings of the 4th International
Workshop on Semantic Business Process Management
(SBPM2009). New York: ACM Press.
PROJEKTBERICHTE
6 Goméz-Pérez, A.; Fernandéz-López, M.; Corcho O. (2004):
Ontological Engineering. London: Springer.
7 Hadar, I.; Soffer, P. (2006): Variations in Conceptual Modeling: Classification and Ontological Analysis. In: Journal of
the AIS, Jg. 7, H. 8, S. 568–592.
8 ISO International Organization for Standardization; IEC
International Electrotechnical Commission (2002): ISO/
IEC 13250 Topic Maps. Second Edition. http://www1.y12.
doe.gov/capabilities/sgml/sc34 /document/0322_files/
iso13250-2nd-ed-v2.pdf.
9 Kurtev, Ivan; Bézivin, Jean; Jouault, Frédéric; Valduriez,
Patrick (2006): Model-based DSL Frameworks. In: OOPSLA ‚06: Companion to the 21st ACM SIGPLAN symposium
on Object-oriented programming systems, languages, and
applications (2006), Portland, S. 602–616.
10 Paulheim, Heiko (2008): On Applying Matching Tools to
Large-Scale Ontologies. In: Third International Workshop
On Ontology Matching (OM-2008). Collocated with the 7th
International Semantic Web Conference (ISWC-2008).
11 Rebstock, Michael; Fengel, Janina; Paulheim, Heiko (2007):
Context-Sensitive Semantic Synchronization in Electronic
Negotiations. In: Proceedings of Group Decision and Negotiation (GDN 2007). May 2007, Mt. Tremblant-Montreal, II,
S. 253–264.
12 Rebstock, Michael; Fengel, Janina; Paulheim, Heiko (2008):
Ontologies-Based Business Integration. Berlin, Heidelberg: Springer.
13 Russell, Stuart J; Norvig, Peter (2003): Artificial intelligence. A modern approach; 2. ed. Upper Saddle River, NJ:
Prentice Hall.
14 Thomas, O.; Fellmann, M. (2007): Semantic Business
Process Management: Ontology-Based Process Modeling
Using Event-Driven Process Chains. In: IBIS Interoperability in Business Information Systems, Jg. 2, H. 1, S. 29–44.
15 Zhdanova, A.; Bruijn, J. de; Zimmermann, K.; Scharffe, F.
(2004): Ontology Alignment Solution v2.0. (EU IST Esperonto
project deliverable, (D1.4 V2.0)). http://www.deri.at/fileadmin/
documents/deliverables/Esperonto/Del1.4-V2.0-final.pdf.
Kurzbiografien •
Janina Fengel absolvierte eine Ausbildung zur Groß- und Außenhandelskauffrau. Danach folgten eine mehrjährige Berufstätigkeit in der Touristik und später Softwarebranche sowie ein berufsbegleitendes Studium Internationale BWL an der
FH Darmstadt mit Abschluss Diplom-Betriebswirtin (FH) und
ein Masterstudium BWL an der h_da mit Abschluss Master
of Science. Aktuell arbeitet sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Hochschule Darmstadt in den Projekten ORBI
und MODI mit dem Forschungsschwerpunkt der Anwendung
semantischer Technologien zur Herstellung von BusinessIntegration und promoviert extern in Kooperation mit der Universität Hamburg.
Michael Rebstock studierte Betriebswirtschaftslehre an der
Universität Mannheim und der University of Wales, UK; 1992
Promotion zum Dr. rer. pol. an der Universität Mannheim.
Nach Tätigkeiten in renommierten Beratungsunternehmen
seit 1995 Professur für Betriebswirtschaftslehre und betriebswirtschaftliche Informationsverarbeitung an der Hochschule
Darmstadt. Kurzzeitdozenturen an der Marmara-Universität
Istanbul und der Turku School of Economics and Business Administration, Finnland, sowie Vertretungsprofessur für Wirtschaftsinformatik an der Universität Koblenz-Landau. Er ist
Leiter der Electronic Business Integration Group (e-BIG) und
der BMBF-geförderten Forschungsprojekte ORBI und MODI
und des BMWI-geförderten Projekts SemIntegrator an der
h_da. Er ist Mitglied der Leitungsgremien der GI-Fachgruppen
Electronic Commerce und MobIS. Veröffentlichungen in nationalen und internationalen wissenschaftlichen Fachzeitschriften, Gutachtertätigkeiten für nationale und internationale
wissenschaftliche Fachzeitschriften, Konferenzen und Forschungsförderprogramme.
133
QUERSCHNITT 24
FORSCHUNG INS BILD GESETZT
Im Folgenden werden weitere Forschungsprojekte der
Hochschule Darmstadt vorgestellt, die bereits im Magazin
bebildert sind.
PRÜFVERFAHREN ZUM VERSCHLEISS VON
OBERFLÄCHEN IN EINER WASCHSTRASSE
Prüfverfahren zum Verschleiß von Oberfl ächen in einer Waschstraße, Projektleitung: Prof. Dr. Bernhard May, Fachbereich
Maschinenbau und Kunststofftechnik
(Umschlag)
Lang sind die Zeiten vorbei, in denen der stolze Autobesitzer am Samstagnachmittag
selbst Hand anlegte und mit feinem Strahl vor der Garage sein Auto reinigte. Genauso
alt ist allerdings auch die Kritik an den heute üblichen Waschstraßen, dass sie den
Lack des teuren Gefährts zu sehr zerkratzen, was bei Handwäsche ja angeblich nicht
passiert. Anhand von Messreihen und Laborversuchen wurden verschiedene Beschichtungsmaterialien und hochglänzende Vollkunststoffmaterialien auf deren Verkratzung in der normgerechten Laborwaschanlagensimulation in Abhängigkeit von
den Prozessparametern untersucht. Das Verständnis der Effekte in der Laborwaschstraße wurde dadurch deutlich verbessert, reproduzierbarere Laborbedingungen definiert und damit die Objektivierbarkeit der Messergebnisse verbessert. Die Ergebnisse
der Untersuchung fließen in die Normungsarbeit des Deutschen Instituts für Normung
ein und stehen damit der interessierten Öffentlichkeit zur Verfügung. Die Amtec Kistler Laborwaschanlage LWA, die einen Neupreis von ca. 35.000,– Euro hat, wurde nach
einem gemeinsamen Forschungsprojekt (Diplomarbeit) von der Firma Evonik-Röhm
gespendet. Eine Projektgruppe von KIng-Studierenden unter Leitung von Prof. Dr.
Bernhard May übernahm den Transport, die Installation und die Wiederinbetriebnahme
der Versuchsanlage im Institut für Kunststofftechnik und untersuchte die Abhängigkeit
der Versuchsergebnisse von Maschineneinstellungen. Unterstützt durch Projektmittel
des Zentrums für Forschung und Entwicklung (zfe) der Hochschule Darmstadt konnten
notwendige Messgeräte und Messdatenerfassung beschafft, die Forschung vorangetrieben und die Erbnisse durch eigene Mitarbeit im zuständigen DIN-Ausschuss in die
Normungsarbeit für die Revision der DIN-Norm Anfang 2010 eingebracht werden.Die
Laborwaschanlage eröffnet aber auch den Zugang zu ganz neuen Forschungsfeldern,
wie z.B. selbstheilende Oberflächen. In Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer Institut
für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung in Bremen wurden bereits
weitergehende Materialuntersuchungen durchgeführt.
PNEU – EINE AUFBLASBARE TASCHE
Pneu – eine aufblasbare Tasche, betreuende Professoren: Prof. Tom Philipps,
Prof. Tino Melzer, Fachbereich Gestaltung
(Seite 2)
134
Industrie-Design Studierende der Hochschule Darmstadt haben Pneu, die aufblasbare Kunststofftasche, im Rahmen eines geladenen studentischen Wettbewerbs der
Hessenagentur entwickelt. Im Alltag ist Pneu eine Umhängetasche, lässt sich aber zu
jeder Zeit in ein bequemes Sitzkissen verwandeln. Ein luftdichter Reißverschluss und
ein Ventil ermöglichen es, die Tasche aus Polyurethan (PU) aufzublasen. Dabei wird
der Inhalt sicher vom Luftvolumen umhüllt und muss nicht entnommen werden. Die
Taschenkonzeption soll zukünftig als „Werbemittelträger“ und „Botschafter-Hessens“
in Form eines Gastgeschenks überreicht werden. Mit Pneu haben die h_da-Studierenden Johannes Mühlig-Hofmann, Markus Maurer und Falko Schnelle den 1. Preis des
Wettbewerbs gewonnen. Betreut wurde das Projekt von Prof. Tino Melzer, Prof. Tom
Philipps vom Studiengang Industrie-Design. Inzwischen hat der Hersteller Ortlieb den
Entwurf zur Serienreife gebracht und die Herstellung und Vermarktung von der Hessenagentur zugesprochen bekommen. Pneu steht nun kurz vor der Markteinführung.
BAUPRAKTISCHE BERECHNUNGEN VON
DÜBELN BESONDERER BAUART
Baupraktische Berechnungen von Dübeln
besonderer Bauart, Projektleitung: Prof.
Dr.-Ing. Jürgen Spittank, Fachbereich
Bauingenieurwesen (Seite 4)
Dübel besonderer Bauart sind Verbindungsmittel die Kräfte auf Abscheren übertragen.
Sie werden häufig für Zugstöße, zur Ausbildung eines Fachwerkknotens, zur Einspannung einer Stütze oder zur Herstellung eines mehrteiligen Balkens benutzt.
Für den Entwurf, die Berechnung und Bemessung von Holzbauwerken werden Nachweisverfahren für Dübel besonderer Bauart in der zugehörigen DIN geregelt. Durch
das Konzept mit Teilsicherheitsbeiwerten auf der Last- und Materialseite sowie durch
die geregelten Berechnungsalgorithmen ist der Rechenaufwand hoch für den Nachweis eines ebensolchen Anschlusses. Die Forderungen von Seiten der Praxis nach
Berechnungshilfen für einen schnellen und einfach Hand zu habenden Nachweis sind
deshalb groß. Ziel der Untersuchung ist es, dem Ingenieur in der Praxis einfach und
schnell anwendbare Berechnungshilfen in Tabellenform zur Verfügung zu stellen.
TELEMATISCH GESTEUERTES LKW-PARKEN
Telematisch gesteuertes LKW-Parken,
Projektleitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen
Follmann, Fachbereich Bauingenieurwesen (Seite 136)
Auf Rastplätzen kommt es aufgrund der vielen Lkws und der begrenzten Anzahl an
Parkmöglichkeiten häufig zu chaotischen Situationen. Vor allem nachts werden selbst
die Zufahrten einfach zugestellt und die Polizei ist machtlos, da eine Weiterfahrt wegen der überschrittenen Lenkzeit nicht möglich ist. Hierdurch entstehen gefährliche
Situationen; vermehrte Unfälle mit Lkw sind bei dieser Situation vorprogrammiert.
Mit der technologischen Innovation des telematisch gesteuerten Lkw-Parkens auf der
Tank- und Rastanlage Montabaur (Idee: Manns-Ingenieure Wirges) wurden durch den
Landesbetrieb Mobilität des Landes Rheinland-Pfalz neue Wege zur Verbesserung der
Parkmöglichkeiten für Lkw an Autobahnen aufgezeigt. Über die Evaluation am Fachgebiet Verkehrswesen bei den Bauingenieuren an der Hochschule Darmstadt wurden
Empfehlungen für den weiteren Einsatz des Systems und den zukünftigen Ausbau von
Tank- und Rastanlagen sowie Autohöfen erarbeitet. Das System bietet gegenüber dem
konventionellen Ausbau den Vorteil, dass es kostengünstig und schnell umsetzbar ist.
Es kann auch dort eingesetzt werden, wo keine Flächen für bauliche Erweiterungen
zur Verfügung stehen. Der Planungszeitraum kann sich deutlich verkürzen, die Investitionskosten für einen einzelnen Lkw-Parkstand reduzieren sich. Bei einer Ausstattung
weiterer Tank- und Rastanlagen eröffnet sich die Möglichkeit, Informationen beispielsweise zur Belegung oder zu noch freien Kapazitäten zu vernetzen. Die Lkw-Fahrer
hätten dann die Möglichkeit, ihre Lenk- und Ruhezeiten besser zu disponieren. Die Pilotanlage zum telematisch gesteuerten Lkw-Parken ist zudem ein möglicher Ansatz
zu den europäischen Bestrebungen zur Förderung vorbildlicher Vorgehensweisen im
Bereich der Einrichtung von Lkw-Rastplätzen auf dem transeuropäischen Netz im Hinblick auf die Gewährleistung der Sicherheit.
135
QUERSCHNITT 24
Telematisch gesteuertes LKW-Parken (siehe Seite 135)
136
DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN
ABSCHLUSSARBEITEN
Auswahl der Besten
fb a
• Anatomie + Museum Ulm
(Prof. Dipl.-Ing. Frank Drewes)
FACHBEREICH ARCHITEKTUR
GIERSE, ELISABETH
LAI, THUY-LINH
• Literatur plus – Umnutzung und
Umbau Hist. Heizkraftwerk Darmstadt
(Prof. Dipl.-Ing. Anke Mensing)
STUDIENGANG ARCHITEKTUR
WS 2008 / 2009, SS 2009
BURKART, CHRISTIAN
• Erstellung eines BauherrenRatgebers unter Berücksichtigung
der aktuellen Themen wie Energiesparmaßnahmen, Finanzierung,
Grundstücksausnutzung und
nachhaltiges Bauen
(Prof. Dr.-Ing. Michael Sohni)
BEETZ, CHRISTIAN
BÉFORT, ANNA
BUCHNER, FLORIAN
HÄUSSER, TANJA
LINNEBACH, ALEXA
• Hessencampus Bensheim
(Prof. Dipl.-Ing. Frank Oppermann)
KÖNIG, HEIKE
• Neukonzeption historisches
Kaufhaus Gera
(studentisches Thema)
FISCHER, DIRK
• Historische Erkundung im
Zusammenhang mit einer Grundwasserkontamination mit
LHKW für ein Industriegebiet
im Nordwesten von Darmstadt
(Prof. Dr.-Ing. Reiner Wackermann)
GERBIG, JULIE
GORF, JOHANNA
MAGIN, MELANIE
STORCH, THORSTEN
THIAM, ESTHER
• Neugestaltung Campus
Hochschule Darmstadt
(Prof. Dipl.-Ing. Mathias Lengfeld)
fb b
GEORG, MARION
• Leistungsbeschreibung
als zentraler Bestandteil
von Bauverträgen
(Prof. Dr.-Ing. Lothar Ruf)
GÖLTZER, SVEN
KAFFENBERGER, KARL
PICK, CHRISTIAN
RAHMATY, NAZIR AHMAD
SCHMIDT, ROQUE
SCHUCHT, RAIMUND
• Rheinmuseum Speyer
(Prof. Dipl.-Ing. Frank Oppermann)
WS 2008 / 2009, SS 2009
KEHLBACH, JULIA
KREMLING, JULIA
OSMANN, BJÖRN
PRESS, MARCES
RUPP, TIM
• „Transforming the edge“
Neugestaltung und Umbau des
Chelsea Piers in New York
(Prof. Dipl.-Ing. Ansgar Lamott)
STUDIENGANG INNENARCHITEKTUR
FACHBEREICH
BAUINGENIEURWESEN
STUDIENGANG
BAUINGENIEURWESEN
ALT, MARC
• Stahlpfahlrammgründung
der Saadiyat Bridge (VAE),
Pfeiler 10 (Offshore)
(Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krajewski)
BECK, FELIX
• Identifizierung und Untersuchung
von Bauprodukten oder Produktkomponenten in der fabrikähnlichen
Produktion / Vorfertigung von
Fertighäusern
(Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing.
Alexander Bubenik)
BRAUN, STEPHANIE
• Bemessung und Konstruktion der
Gründung einer Windkraftanlage
(Prof. Dr.-Ing. Rudolf Baumgart)
WS 2008 / 2009, SS 2009
ALT, LILIA
BUDDENSIEK, SARA-ISABEL
KOLUCH, ANNA KATARZYNA
SANDER, JANINE CHARLOTTE DORIS
BUNKE, CHRISTOF
• Numerische Modellierung
der Einwirkung von Sprengungen
auf Bauwerke
GOTTERMEIER, CHRISTINE
• Beitrag zur Beurteilung einer
hölzernen Kirchturmkonstruktion
mit unterschiedlichen statischen
Systemen nach neuer Normung
(Prof. Dr.-Ing. Jürgen Spittank)
HAIST, HENNING
• Vertragsbedingungen
für Bauverträge
(Prof. Dr.-Ing. Lothar Ruf)
HORLEBEIN, MATTHIAS
• Standsicherheitsnachweis,
Kontrollsysteme und Qualitätsmanagement für das geplante
Oberflächenabdichtungssystem
einer Werksdeponie
HÜHN, MICHAEL
• Bauen im Bestand der
Verkehrsinfrastruktur am Beispiel
des Umbaus der Kölner
U-Bahnhaltestelle Ebertplatz
(Prof. Dr.-Ing. Axel Poweleit)
KISSEL, FLORIAN
• Vorbeugender und abwehrender
Brandschutz – eine Schnittstellen137
QUERSCHNITT 24
betrachtung an Hand der hessischen
Bauordnung und ausgewählter
Sonderbauvorschriften
KOMI, FAMBO
• Berechnung der Aussteifung
gegen Wind und Erdbeben eines
7-Stöckigen Bürogebäudes
KROKER, PAUL
• Optimierung der Abstellmöglichkeiten für LKW auf Rastanlagen
(Prof. Dr.-Ing. Jürgen Follmann)
KUSCHE, MARCUS
• Bewertung landschaftlicher Wege
LOCHMANN, ANDREAS
• Berechnung und Konstruktion
eines Hängehauses
(Prof. Dr.-Ing. Steffen Kind)
MERTENS, LAURA
• Dauerhafte Sanierung von
nicht begehbaren Kanälen in
Thermalgebieten
(Prof. Dr.-Ing. Ulrich Drechsel)
MOLITOR, KARIN
• Verkehrsmanagement zur
WM 2010 in der Provinz Eastern Cape
in Südafrika
(Prof. Dr.-Ing. Klaus Habermehl)
NOLD, MARCEL
eines Verlagshauses
(Prof. Dipl.-Ing. Hans-Joachim
Holzapfel)
OLEMOTZ, CATHERINE
• Entwurf, Berechnung, Konstruktion
und Herstellung eines Schalentragwerks aus Ducon
(Prof. Dr.-Ing. Michael Sohni)
RAUSCH, LUDGER
• Vergleich von analytischen
und numerischen Verfahren
für die Berechnung von
Grundwasserhaltungen
REICHEL, MARCO
• Entwurf einer Baugrube in
Molasseböden für einen Industriestandort in Vevey / Genfer See
138
RIEDL, BENJAMIN
• Darstellung des genauen Rechenverfahrens der neuen DIN 1053-100
durch Ausarbeitung einer allgemeinen
Dokumentation und Erläuterung anhand von konkreten praxisrelevanten
Rechenbeispielen
RIEFERT, ALJONA
• Stahlfaserbeton – Dokumentation
von Anwendungen, Eigenschaften
und neue Entwicklungen
(Prof. Dr.-Ing. Regina StratmannAlbert)
bei Einsatz von DUCON
(Prof. Dr.-Ing. Regina
Stratmann-Albert)
SELENZ, CLAUDIA
• Selbstverdichtener Leichtfeinbeton
mit Mikrohohlkugeln unter
Verwendung von Sikaaer Solid
(Prof. Dr.-Ing. Regina
Stratmann-Albert)
STECKER, CHRISTIAN
• Untersuchung unterschiedlicher
Schalbeläge in Theorie und Praxis
RIEGER, SEBASTIAN
• Der Trockenbau in der
schlüsselfertigen Bauabwicklung
Alexander Bubenik)
STUTZ, HANS HENNING
• Kritischer Vergleich von Berechnungsmethoden zur Untersuchung
der Standsicherheit von Böschungen
SCHADEK, DANIEL
• Verbesserung der Verkehrssicherheit auf Motorradstrecken
am Beispiel der unfallauffälligen
Bereiche am Feldberg im Taunus
(Prof. Dr.-Ing. Jürgen Follmann)
SUHR, ROLAND
• Anschlüsse mittels Versatz
nach DIN 1052: 2004–08
SCHERER, CHRISTOPH
• Baubetriebliche Nachuntersuchung
zur Herstellung einer Geschossdecke
Alexander Bubenik)
SCHMIDT, STEFAN
• Muster-Hochhaus-Richtlinie
(MHHR), April 2008, für den
vorbeugenden Brandschutz
SCHMIDT, TATJANA
• Festlegung von Überschwemmungsgrenzen mit Hilfe einer 2-DSimulation am Beispiel der Vechte
(Prof. Dr.-Ing. Dieter Knauf)
SCHOLL, FLORIAN
• Maßnahmen zum Lärmschutz
an Verkehrswegen
(Prof. Dr.-Ing. Klaus Habermehl)
SCHUMACHER, THILO
eines Mehrfamilienhauses
(Prof. Dipl.-Ing. Hans-Joachim
Holzapfel)
SEEWALD, STEFFEN
• Erzielung hochwertiger
ungeschalter Oberflächen
TRIEFENBACH, MIRIAM
• Neuentwicklung eines brandschutztechnischen Sicherheitskonzeptes
für innen liegende Treppenräume in
Bezug auf die HBO
fb cub
FACHBEREICH CHEMIE
UND BIOTECHNOLOGIE
STUDIENGANG BIOTECHNOLOGIE
WS 2008 / 2009, SS 2009
ARIF, ATJA
• Reinigung und Charakterisierung
eines Papaininhibitors von
Streptomyces mobaraensis
(Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer)
BENZ, NICOLE
• Isolierung und Rekonstruktion
des bakteriellen Chloridtransporters
CLC-ec1
(Prof. Dr. Franz-Josef Meyer-Almes)
BUBENZER, MONIKA
• Entwicklung einer Schnellmethode
auf Basis der Durchflusszytometrie
zur Sterilitätstestung von „Advanced
Therapy Medicinal Products (ATMP)“
(Prof. Dr. Regina Heinzel-Wieland)
stabilität der Aspergillus-Phytase in
Abhängigkeit von der Glykosylierung
durch Trichoderma reesei
BÜTTNER, JULIA
• Charakterisierung von Influenza
A-Viren und deren Einfluss auf die
Gen- und Proteinexpressionsmuster
infizierter MDCK-Zellen
KLEINMANN, CHARLOTTE
• Untersuchungen zur FGF21-Wirkung
in in vitro Zellsystemen
DAUM, DIANA
• Entwicklung eines zellulären
Hochdurchsatz-Testverfahrens
zur Identifikation von
Chondrogeneseaktivatoren
FILBERT, HELENE
• Nachweis potentiell allergener
Paranuss (Bertholletia excelsa) in
Lebensmitteln mittels Real-Time
Polymerase Kettenreaktion
GARDLOWSKI, JENNIFER
• Wechselwirkung verschiedener
Zuckermoleküle mit Concanavalin A.
Mikrokalorimetrische Bestimmung
der Affinitätsparameter
GLAUBITZ, CAROLIN
• Validierung unterschiedlicher quantitativer Real-Time RT-PCR-Nachweise und Sensitivitätssteigerung
einer immunologischen Nachweises
von Norovirus in Stuhlproben
HAUS, PATRICIA
• Charakterisierung des Pyruvatdehydrogenasekomplexes
in insulinsensitiven Testsystemen
HUBER, KATJA
• Enzymatische Aktivierung
von Olivenreststoffen
HÜTTEMANN, KATHRIN
• Artbestimmung forensisch relevanter Fliegen mittels terminalem
Restriktionsfragment-Längenpolymorphismus (tRFL)
KERN, ALEXANDRA
• Charakterisierung der Thermo-
MÜLLER, KRISTINA
• Identification of Breast Cancer
Susceptibility Genes using a Sleeping
Beauty-mediated Transposition
of a Novel Gene Search Vector
RANA, SHOAIB
• Konstruktion eines in vitro Translationssystems zur Herstellung
von D-Proteinen mit Hilfe modifizierter
Ribosomen und D-Aminosäureacylierter tRNA
RAUSCHENBACH, KRISTIN
• Proteaseinhibitoren von
Streptomyces mobaraensis:
Reinigung und Charakterisierung
REDAI, VERONICA
• Investigations of the
interactions between p63RhoGEF
and GTPase proteins
SCHOLZ, BASTIAN
• Etablierung und Durchführung
von Zytotoxizitätsstudien in
humanen pharygalen Zelllinien
SCHUL, DANIELA
• Identifizierung, Quantifizierung
und funktionelle Konsequenzen der
Adenosin- zu Inosin-Editierung der
murinen 5-Hydroxytryptamin 2C
Rezeptor-RNA
SPEDA, JUTTA E.
• Nanoparticle induced functionalization of designed polypeptides
Hydroxamat-Inhibitor
URRUTIA-HEY, MARISOL
• Affinitätsmaturierung c-Met
bindender Antikörperfragmente
STUDIENGANG
CHEMISCHE TECHNOLOGIE
SS 2009
CHALL, DANIEL
• Boratersatz in wässrigen
industriellen Reinigern
(Prof. Dr. Volker Wiskamp)
GEMEINDER, MARC
• Präparative und strukturanaly tische
Beiträge zu farbgebenden Verunreinigungen in Vorstufen von Metamizol
GEWENIGER, ANJA
• Synthese neuartiger Kinaseinhibitoren für die Onkologie
GÖLDEN, VERA
• Screening der Betriebsparameter
und der Beschichtungslösung für die
Herstellung von Sol-Gel-Schichten
durch Rollcoating
OLBRICH, SASCHA
• Evaluierung einer No-Rinse
Konversionsbehandlung auf Basis
von Chrom(III)
SCHEID, DANIEL
• Dispersionspolymerisation
von N-Vinylpyrrolidon
VOLKEL, JÖRG
• Bestimmung der Wasser- und
Stickstofflöslichkeit in oxidischen
Borosilicatgläsern
SYKORA, JAROMIER
• Reaktionsmechanismus
der Histondeacetylase-ähnlichen
Amidohydrolase HDAH
aus Bordetella mit einem
139
QUERSCHNITT 24
fb eit
FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK
UND INFORMATIONSTECHNIK
STUDIENGANG
ELECTRICAL ENGINEERING
WS 2008 / 2009, SS 2009
BACHMANN, RENE
• Implementation of the standard
IEC 61850 on the automation system
of High-Voltage Direct Current (HVDC)
transmission systems, with focus on
the Human Machine Interface (HMI)
(Prof. Dr. Serge Zacher,
Prof. Dr. Dieter Metz)
DIKAIRONO, RUDY
• Hardware Implementation of
Stream Ciphers: Trivium and Mickey
(Prof. Dr. Hermann Meuth,
Prof. Dr. Bernhard Hoppe)
FREDIVIANUS, NUGROHO
• Darmstadt City Distribution
Vehicle Routing Planning
(Prof. Dr. Karl Kleinmann,
Prof. Klaus Schwebel)
GHAMEL, KAMAL
• Optimization of Wave Digital
Filters for VLSI Implementations
(Prof. Dr. Michael Kuhn,
Prof. Dr. Heinz Schmiedel)
BADAVE, BAGESHREE
• Design and Verification of
PLB to Wishbone Bus Bridge
(Prof. Dr. Bernhard Hoppe,
Prof. Dr. Hermann Meuth)
GÜZEL, BERIL
• Design and Reference
Implementation of an Event Triggering
Framework for Tasks in a Distributed
Media-Processing Application
(Prof. Dr. Manfred Götze,
Prof. Dr. Michael Kuhn)
CASTILLO CAMPOS, LUIS ROBERTO
• Analysis of the Application
of Microsoft Surface in
Control Center Scenarios
(Prof. Dr. Dieter Metz , Dr. KlausMartin Graf)
HUSAINI, ALI ABBAS
• Implementation of window
function to an OFDM scheme in
Powerline Communication System
(Prof. Dr. Thomas Schumann,
CHERUKUPALLI, SANDEEP REDDY
• High Speed Communication
between two FPGAs
JAEGER, PIERRE
• Numerical Assessment of
a Statistical PMD Emulator
(Prof. Dr. Manfred Loch,
CHRISTYOWIDIASMORO, CHRISTYOWIDIASMORO
• VHDL Code Generator based
on Component Diagram
KATAMAREDDY, CHAITANYA
• FlexRay Manipulator
and Multiplexer
DARSI, KIRAN KUMAR
• Analysis and Code Optimization
of Field Oriented Control Algorithm
for a 3 Phase Permanent Magnet
Synchronous Motor on a TMS570
Microcontroller
DAVIDSSON, JONAS
• Multi Drive System for
MGTX Gas Turbine
(Prof. Dr. Hans-Peter Bauer,
Prof. Dr. Werner Michel)
140
KHAN, MUHAMMAD IMRAN
• Development of Low Noise Amplifier
for frequency range 100 MHz to 1 GHz
KODALI, PAVAN KUMAR
• Evaluation of an AUTOSAR
Development Approach with a
Hardware-In-Loop Simulation
of a Prototypical Truck Powertrain
Control Product Line
MOOGI, RAGHAVENDER
• Implementation of MOST Core
Compliance Tests and integration
in an existing test system
(Prof. Dr. Klaus Schaefer,
Prof. Dr. Karl Kleinmann)
MUHTADIN, MUHTADIN
• Hardware Implementation of
Stream Ciphers: Grain and F-FCSR-H
NAQVI, SYED FARAZ HASSAN
• Development of an Automated Test
System to calibrate and evaluate
magnetic Encoders Over CAN Network
(Prof. Dr. Heinz Schmiedel,
Prof. Dr. Wolfgang Wagner)
ORUGANTI, SAI KIRAN
• MEMS BASED PARAMAGNETIC
OXYGEN SENSOR
PATIL, ANUPKUMAR
• IMPLEMENTATION OF
PROPIETARY NETWORK LAYER
Prof. Dr. Michael Kuhn)
PHADKE, HEMANT
• Design and Verification of a DSP
System for Configurable Decimation
Filters using System Verilog
SAMBARAJ, RAVIKANTH
• ON IEEE 802.15.4 STANDARD
Prof. Dr. Thomas Schumann)
TANEJA, AMIT
• Control Concept for Waste Heat
Recovery System for Heavy Vehicles
Prof. Dr. Klaus Schaefer)
UZOKWE, ETHELBERT AZUBUIKE
• Technical Solution for the
Optimization of ExxonMobil
Production Germany (EMPG)
Safety Critical Device Test Interval,
according to IEC 61511
(Prof. Dr. Stephan Simons,
Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz)
VARGAS AVILA, DIANA CAROLINA
• Sensor Validation with
Neural Networks
(Prof. Dr. Serge Zacher,
Prof. Dr. Hans-Peter Bauer)
VEMULAPALLI, HEMANTH
• Implementation and Optimization
of Motion Estimation and
Compensation Algorithm on a Mid
Grain Dynamically Reconfigurable
Architecture called DREAM
VENKITACHALAM, DINESH
• Design of Analog Monitors
STUDIENGANG ELEKTROTECHNIK/
AUTOMATISIERUNGS- UND INFORMATIONSTECHNIK
WS 2008 / 2009, SS 2009
BAH, MOHAMED ALKALY
• Aufbau, Analyse und Vergleich
von Regelkreis-Testständen
Prof. Dr. August Reiner)
BELOHLAV, MICHAL
• Entwicklung eines optimierten
Systemmodells mit hydrostatischen
Antrieben in Matlab/Simulink
(Prof. Dr. Markus Haid,
Prof. Dr. Andreas Gräßer)
BÖTTCHER, STEFFEN
• Entwicklung und Aufbau
eines universellen Ansteuerund Testsytems für die
Inbetriebnahme und Verifikation
von Prototypen-ICs
BOUSROUR, MOHAMED JILANI
• Kombinatorik bei der Selbstüberwachung von Regelarmaturen
(Prof. Dr. Gernot Freitag,
Prof. Dr. Michael Denker)
CHATER, RAZIK
• Programmierung einer Simulation
zur Darstellung der magnetischen
Feldlinienverläufe eines Kernspintomographen vor bzw. nach
einer magnetischen Abschirmung
DANNER, FLORIAN
• Motorstrommessung mittels
Shunt und Delta Sigma AD
mit Signalaufbereitung durch einen
Field Programmable Gate Array
GERDES, LARS ARNE
• Teilweise Überarbeitung
eines vorhandenen Messgeräts
zur Vermessung von Radprofilen
bei Schienenfahrzeugen
DEMAND, PASCAL
• Migrationsanalyse samt Umsetzung
alter SPS-Funktionen in eine objektorientierte Programmierumgebung
Prof. Dr. Markus Haid)
GERSTMANN, ANNIKA
• Realisierung einer
Temperierung mittels SPS
DJIEDEU, GHISLAIN THIBAUT
• Schwingungsuntersuchungen
beim Filmabtaster
(Prof. Dr. Klaus Schwebel,
GERWE, JOSEPH
• Entwicklung eines Applikationstools zur Messung von OBD
Emissionsgrenzwerten
FAWZY, LAHOUCINE
• Konzeption und Realisierung eines
Online Firmware-Updates von SIMATIC S7-Peripheriegeräten in modularen IP67 Systemen via DS Schreiben
über Profinet bzw. Profibus
(Prof. Dr. Michael Denker,
HEIL, MIRIAM
• Adaptierung von KalmanFilter-Modellen zur Stabilisierung
der Messwerte einer modularen
low-cost Inertialsensorplattform
für die Indoor-Navigation
FINK, MICHAEL PETER
• Maschinenbedienstelle
mit Touchdisplay
Prof. Dr. Stephan Simons)
HEUSER, MORITZ
• Modellierung eines
vorhandenen Prozessleitgeräts
in UML zur Unterstützung
der Migration nach IEC 61850
FREIBURG, SEBASTIAN
• Automatisierung einer mobilen
Bahnübergangssicherungsanlage
FRIEDRICH, ALEXANDER
• Analyse, Optimieren und
Anwenden einer bestehenden
Programmarchitektur
FRIES, HARALD
• Development of multiprocessor
embedded system
FRITZ, ANATOL
• Entwicklung eines automatischen
Optimierungssystems für gesteuerte
Schaltvorgänge an Handschaltgetrieben
HOFSTETTER, RENÉ
• Custom Design of
a Decimal Multiplier
HÜBNER, MARC
• Detailprojektierung eines
Kupplungskomponentenprüfstandes
und Prüfprogrammentwicklung
zur Qualitätssicherung von Doppelkupplungsgetrieben
KASALO, DENIS
• IT-gestützter Betrieb von
Energie- und Versorgungsnetzen
vor dem Hintergrund regulatorischer Prozessanforderungen
(Prof. Dr. Dieter Metz,
Prof. Dr. Lothar Petry)
141
QUERSCHNITT 24
KILB, MATTHIAS
• Design und Umsetzung eines
Migrationskonzeptes für den Austausch eines konventionellen Leitsystems durch ein objektorientiertes
Prozessleitsystem (SCADA)
KLEIN, MANUEL
• Entwicklung und Realisierung
eines Maschinenmoduls Stacker
zum Stapeln von Hygieneartikeln
aus einem kontinuierlichen Prozess
Prof. Dr. Wolfgang Weber)
KLIEMANNEL, FABIAN
• BevaS-Behandlung varianzbehafteter Simulinkmodelle
(Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz,
KNAEBEL, STEPHAN SEBASTIAN
• Simulation und Optimierung
des Materialflusses
in Produktionsanlagen
KNEBEL, SEBASTIAN
• Statistisches Extrahieren von
Teilen existierender SPS-Programmen und Entwicklung von
Konvertierungsalgorithmen in ein
modernes Übersetzungswerkzeug
MENNANE, MARIAME
• Sicherheitsgerichtete Steuerung
am Beispiel eines Dampfreformers
MICHAEL, PHILIPP
• Tracking and Compliance
einer komplexen RFID-Plattform
MICHEL, KAI
• Merkmalsbasierte Objekt-Lagebestimmung anhand von 3D-Oberflächen
MIGLIETTA, SEBASTIAN
• Entwicklung eines Simulators
zur Evaluation des Adaptive
Beamforming in der Car-to-X
Kommunikation
Prof. Dr. Friedrich Münter)
NEUMANN, RENÉ
• Machbarkeitsstudie für ein
Expertensystem in SPPA-T3000
NGUEFACK MBOGNING, CYPRIEN
PACOME
• Entwicklung eines automatisierten
Prüfstands zur Endkontrolle von
Temperaturgebern des Typs ZT-F2
(Prof. Dr. Friedrich Münter,
LITTMANN, MATTHIAS
• Integration eines elektromechanischen Bremsaktuators in
die SPARC-Bremsenregelung
Prof. Dr. Stefan Wagner)
NUNEZ, MIGUEL
• Anforderungsdefinition an ein
Motorsteuergeräte-Applikationstool
MARINOVIC, DANIJEL
• Integration einer Soft-SPS in eine
OS-9 RTOS Messtechnikumgebung
OTT, ANDREAS
• Mobile Technikumsanlage –
Sekundärluftförderung
(Prof. Dr. Klaus Schwebel,
Prof. Dr. Gernot Freitag)
MENG, XU
• Optimierung bei der Einführung
eines neuen Prüfprozesses
zur Qualitätssicherung in der
Elektronikmontage HGES
POKA FOZO, DOUGLASSE
• Entwicklung einer
Piezoansteuerung
QARBAL, ADIL
• Automatisierung von Klärgasproduktion (Beschickung
142
und Entsorgung von Klärschlamm)
REESE, MARKUS
• Implementierung einer
Verhaltenssimulation in ein
Auslegungs-Werkzeug
(Prof. Dr. Wolfgang Wagner,
RICHTER, JÜRGEN
• Entwicklung probabilistischer
Algorithmik zur Lokalisierung
eines Fahrzeugs
SAIDI, MUSTAPHA
• Schnelle Mustererkennung basierend auf rudimentären Punktewolken
(Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer)
SCHADE, ROBERT
• Konzeption und Realisierung einer
Kraftregelung eines Industrieroboters
SCHNEIDER, TIM
• Optimierung und Implementierung
einer Low-Power Mixed-Signal
Datenverarbeitung für industrielle
Feldgeräte
SCHUREK, MIRKO MARTIN
• Automatisierte Prüfdurchläufe von
Funktionsbausteinen am Beispiel
von SSPS Toolkit-Bausteinen
SINDERMANN, ROBERT CHRISTIAN
• Optimierung Deckellager
der Firma Ireks
TEUFER, CARSTEN
• Entwicklung eines Steuerungskonzeptes zur Ausbringungsoptimierung von Pressenlinien
mit FANUC Industrierobotern
TROLLMANN, PHILIPP
• Lageerkennung von Werkstücken
für eine dynamische Roboterführung
TSAPI SONKING, ROSETTE
• Charakterisierung und
Validierung einer neuen Generation
von Beschleunigungssensoren für
Airbag-Applikationen
VETTER, MICHAEL
• Entwicklung (teil-)
automatisierter Funktionstests
auf Gesamtfahrzeugebene
WANG, MENG
• Markeinführung der
Kleinsteuerung AC500-eCo
(Prof. Dr. Friedrich Münter,
Prof. Dr. Friedrich Groß)
WETZEL, BASTIAN
• Identifikation und Regelung
eines Servosystems mit
flexiblem Antriebsstrang
(Prof. Dr. Wolfgang Weber,
WIRT, ARTUR
• Visualisierung und Überprüfung
von Raum- und Orientierungsbewegung bei der 5-achsigen
Freiformflächenbearbeitung
WITTE, CHRISTIAN
• Lokalisieren von Optimierungspotentialen der Dalkia-Heizwerke
durch automatisierten Vergleich
von Leistungskennzahlen
WONDRAK, STEFFEN
• Entwicklung einer Softwareumgebung und Beschreibung der
Methode zur automatisierten
Generierung eines WinMOD Simulationsmodells aus den Engineeringdaten
des Prozessleitsystems PC57
YILDIZ, ERTAN
• Definition and programming of a
HMI-System to support efficiency/cost
improvement for an Assembly Line
STUDIENGANG
ELEKTROTECHNIK-ENERGIE,
ELEKTRONIK UND UMWELT
WS 2008 / 2009, SS 2009
ARNDT, RUBEN
• Automatisches Testen
der Leittechniksoftware von elektrischen Lokomotiven
BERBERICH, MORITZ
• Entwicklung eines hocheffizienten
Dualphase-Sperrwandlers mit
Symmetriereigenschaften zur
Eigenversorgung eines Photovoltaik-Wechselrichters
(Prof. Dr. Werner Michel,
Prof. Dr. Heinz Schmidt-Walter)
BUDNIK, TORSTEN
• Aufbau eines DC/DC-Wandlers
für Brennstoffzellensysteme
(Prof. Dr. Heinz Schmidt-Walter,
DEGE, MARTIN
• Statisches und dynamisches
Verhalten von Windparks
(Prof. Dr. Lothar Petry,
FRIEDRICH, HEIKO
• Inbetriebnahme eines
Ausbildungsmoduls
für eine fremderregte
Synchronmaschine
(Prof. Dr. Stefan Wagner,
GRIMM, JAN SEBASTIAN
• Qualitätssicherung für die
Projektierung von Photovoltaik
Freiflächenanlagen in Europa
HARTENBACH, HENDRIK
• Ermittlung der Abhängigkeiten
elektrischer Qualitätsmerkmale
von Photovoltaik-Wechselrichtern
HAYRAN, NURI
• Optimierung mediumgekühlter
Drehstrommotoren für
Kreiselpumpen hoher Leistung
(Prof. Dr. Wolfgang Wagner,
HEINRICH, ROMAN
• Untersuchung der Störstromquellen des Schienenfahrzeuges
BR440 und ihre Nachbildung mit
dem Simulationstool „Simplorer“
KAHHOUDI, ABDELHAK
• Simulation, Optimierung und
Entwurf einer Regelungsstrategie
eines Brennstoffzellensystems
KREBS, STEFAN
• Serverbasiertes Virtualisierungssystem mit hoher Energieeffizienz
Prof. Dr. Peter Fromm)
KREMER, THOMAS
• Planungsleitfaden zur Projektierung
von Sprachalarmierungsanlagen
(Prof. Dr. Schubert,
Prof. Dr. Franz Frontzek)
FRÖLICH, PATRICK
• Projektierung und Simulation
einer Hybridstromversorgung
mit Brennstoffzellenund Lithiumionentechnologie
LAHLOU KASSI, ANAS
• Auslegung, Dokumentation
und Teilgestaltung für eine
Hochspannungs-Installation
(Prof. Dr. Thomas Betz,
GHORBEL, MOUNIR
• Konzept zur Anbindung eines
Prozessleitsystems an ein
webbasiertes Contracting Portal
MÜLLER, SEBASTIAN
• Verifikation von Reglerkomponenten für die Steuerung
eines MMC-Umrichters
143
QUERSCHNITT 24
PASTOR GONZALEZ, NATALIA
• Netzberechnung für die Netzerneuerung eines Industrienetzes
RICKERT, THOMAS
• Weiterentwicklung und Validierung eines Simulationsprogramms zur optimalen Auslegung
von Wind-Diesel-Systemen
RIEDL, WOLFGANG
• Ermittlung von Qualitätsindikatoren
der analogen Messwert-Vorverarbeitung
(Prof. Dr. Michael Denker,
SCHMENGER, JENS
• Verfahren zur Resonanzerkennung
in LC-Filtern am Ausgang
von Pulswechselrichtern
SRI, KARAN
• Entwicklung eines EnergieanalyseTools für spanende Werkzeuge
STOPPEL, SEBASTIAN
• Implementierung der
Windenergiefernüberwachungsdatenbank „ROTORsoft“ im Rahmen
der technischen Betriebsführung
eines Großbetreibers
VIERHEILIG, MARTIN
• Mögliche Anwendungsbereiche
von Brennstoffzellen zur Energieversorgung in Abfertigungsgeräten
STUDIENGANG ELEKTROTECHNIK /
TELEKOMMUNIKATION
WS 2008 / 2009, SS 2009
ACKER, HENDRIK
• Definition von Kenngrößen
zur Bewertung der Koexistenz von
Funksystemen im 2,4 GHz Band
144
BAIER, MICHAEL
• Digitale Ansteuerung von OLEDS
(Prof. Dr. Johannes Gerdes,
Prof. Dr. Matthias Brinkmann)
BARBOSA, BRUNO
• Einführung eines
IT-Asset-Management-Systems
(Prof. Dr. Shun Ping Chen,
Prof. Dr. Johannes Gerdes)
BOUSSETA, HICHAM
• Aufbau eines Algorithmus
zur automatischen Vorauswahl
von patientenspezifischen
Dosis-Einstellungen anhand
bestehender Referenzaufnahmen
(Prof. Dr. Antje Wirth,
Prof. Dr. Ulrich Schultheiß)
von Sicherheitsaspekten im
Netzwerk, PTT und Squelch sowie
Laufzeiten am Flughafen Frankfurt
am Main für den TETRA 25-Standard
Prof. Dr. Shun Ping Chen)
KRELL, THORSTEN
• Entwicklung eines BatterieManagement-Systems für
Lithium-Traktionsbatterien
Dipl.-Ing. E. Franke)
MAKARENKO, ANDREAS
• Analyse des Übersprechens
von CPS-Leitungen bei 10 Gbit/s
DIETRICH, MARCEL
• Kompensation akustischer
Signale mit Hilfe komplexer
Übertragungsfunktion und
Fast-Fourier-Transformation
MEMOVIC, DENIS
• Planung und Entwicklung einer
Realtime-Support-Lösung für
VoIP-Anlagen sowie Integration in
das Hosted-PBX-System NATJA
(Prof. Dr. Antje Wirth,
DRYANKOV, RANGEL GEORGIEV
• Entwicklung eines LWL-Kabelund Faserkonzepts für das Arcor
Breitbandzugangsnetz in Heilbronn
Prof. Dr. Manfred Loch)
MOTSCHMANN, KILIAN
• Neuentwicklung einer
Kanalerweiterung eines Mehrkanalchromatografieinterfaces
mit Implementierung der
Signalverarbeitungsalgorithmen
in VHDL und C
Prof. Dr. Antje Wirth)
EISERT, CHRISTIAN
• Geswitchtes, deterministisches
Netzwerk für das SYB2000-System
FRÜHAUF, JOCHEN
• Trigger Logic for
Heavy Ion Experiments
KARABAT, MUSTAFA
• Caller ID Detection
Prof. Dr. Antje Wirth)
KINIK, IDRIS
• Effiziente Server-Virtualisierung
mit Hilfe von VMware
KOHGADAI, AHMAD FARHAD
• Machbarkeitsstudie über Funk
over IP unter Berücksichtigung
ÖZDEMIR, EREN
• Entstehung und Auswirkung der
EMV für Kabelnetzbetreiber –
Darstellung der grundlegenden Messmethoden und Handlungsrichtlinien
OUKACHA, YACINE
• Implementierung von
NC-Compiler zur Bearbeitung
von NC-Sprache für die Komponenten der Steuerungsebene
des SYB2000-Systems
RINGELSTEIN, JAN
• Theoretische Betrachtung
von EDFAs und Verifizierung
an einem praktischen Aufbau
TRON, SVEN
• Überwachung von passiven
WDM-Netzen
XIAO, NAN
• Entwicklung eines Funkmoduls
im SRD-Band 868,3 MHz
auf der Grundlage des Dolphin
EO3000l von Enocean
STUDIENGANG
WIRTSCHAFTSINGENIEURSWESEN
WS 2008 / 2009, SS 2009
BARTOSCH, ALEKSANDR
• Konstruktiver Vergleich von Reaktorhilfspumpen anhand der Regelwerke in
Deutschland und Russland
(Prof. Dr. Ernst Rogler)
BECKER, JOHANNES
• Aufbau eines Kennzahlensystems
für die Produktion –
in Zusammenarbeit mit der Brose
Unternehmensgruppe am Standort
Ostrava, Tschechische Republik
(Prof. Dr. Matthias Knoll)
BECKER, MARTIN
• Standardization of the investment
planning within BMW Group’s
Assembly Planning Process
(Jürgen Stübner,
DIETRICH, DANIEL
• Market Analysis and Development
of Market Entry Strategy
(Prof. Dr. Werner Michel)
ENGELHART, BJÖRN
• Marktanalyse mit Ableitung von
Handlungs- und Produktempfehlungen
(Jürgen Stübner)
GEHLERT, PATRICK
• Erarbeitung von Konzepten zur
Optimierung von Projekt- und ChangeManagement bei Magna Seating
(Prof. Dr. Siegfried Seibert)
HAFERKAMP, FELIX
• Technical Data Management
for Type Approval of Locally
Built Vehicles in China
HUSKIC, ADIS
• Verschleißreduzierung an Werkzeugen bei der Halbwarmblechumformung durch die Auswahl
des technisch und wirtschaftlich
optimalen Schmierstoffs
(Prof. Dr. Bernhard Ohl)
ILLATH, CYRIL
• Optimierung von Projektcontrolling
mit Hilfe einer Softwarelösung
im Bereich Projektmanagement
und -controlling bei der
:em engineering methods AG
(Jürgen Stübner)
JANZ, PHILIPP
• Analyse und Bewertung der
Positionierung und Marktdurchdringung der HTFM Region
Mitte unter Zuhilfenahme von
Analyse- und Marketinginstrumenten
(Prof. Dr. Marius Dannenberg)
MÜNCH, FLORIAN
• Optimierung von Prüfabläufen
im Bereich der mehrdimensionalen
Sensoren am Beispiel der S3000
Endprüfung
(Prof. Dr. Ralph Stengler,
NEUMANN, JÖRG
• Aufbau einer zyklischen
Materialversorgung (Milkrun) im
Bosch Rexroth Werk Augsburg
OBERT, MARKO
• Direktvermarktung von
erneuerbaren Energien auf dem
spanischen Energiemarkt
(Prof. Dr. Lothar Petry, Josef Werum)
ÖGRETMEN, FERHAT
• Analysis of the SCOR-Model and
its Contribution to the Improvement
of International Supply Chains
REITZ, MARKUS
• Bestandsoptimierungspotentiale
im Sondermaschinenbau –
Praxisrelevante Ansätze für das
Maschinen- und Servicegeschäft
REMLER, STEPHAN
• Internationale Lieferantenbewertung am Beispiel
der Beschaffung von
Sonderkonstruktionen
RIPPL, MATTHIAS
• Erstellen eines Konzeptes zur
weltweiten Standardisierung
von Betriebsmitteln und Fertigungsprozessen in der Großserienfertigung
von Anzeigeinstrumenten in
der Automobilzulieferindustrie
SCHEUCHE, RALF
• Due Diligence und Unternehmensbewertung im Zuge von M&ATransaktionen bezogen auf junge
High Tech Unternehmen
(Prof. Dr. Christoph Wiese,
Prof. Dr. Siegfried Seibert)
SCHÖCHTEL, ANDREAS
• Kollaboratives Projektmanagement
in unternehmensübergreifenden
Kooperationen –
Eine empirische Untersuchung
STÄB, MARKUS
• Marktanalyse und technische
Rahmenbedingungen für die
Elektromobilität auf Basis von Rollern
(Prof. Dr. Ralf Schellhase)
TITTEL, WILLIAM
• Simulation an Realisation of a
„by the fly“ standard packaging station
(Prof. Dr. Eckehard Walter)
VOGEL, BENJAMIN
• Potentialanalyse erneuerbarer
Energiesysteme und deren Integration
in das Stromversorgungsnetz der HSE
im Rahmen des Kooperationsprojekts
„Smart Grids“
WEN, YINGKUN
• Prozessansicht des Claim Managements bei Lufthansa Cargo AG –
Anforderung der Customer Relation
Teams an die IT-Applikation easySales
(Jürgen Stübner)
WETTER, DANIEL
• Analyse des Fertigungsund Montageablaufs einer
Kreiselpumpe für hygienische
und sterile Anwendungen
(Prof. Dr. Ernst Hammerschmidt,
Prof. Dr. Eckehard Walter)
145
QUERSCHNITT 24
fb g
SAUERWEIN, PHILLIP
• Mobilität / flexible Möbel
(Prof. Tom Philipps)
BEHRENS, ANJA
• Kritische Gefilde
(Prof. Dr. Christoph Scholz)
SCHACHT, MARTINA
• Transformation
(Prof. Holger Poessnecker)
BRAUS, JANIN
• Magazin: rem-Leben im Alltag
(Prof. Christian K. Pfestorf)
BAUER, FRIEDERIKE
• Traum
(Prof. Justus Theinert)
SCHMIDT, ERHARD
ZINECKER, STEFAN
• Generation Gegenwart ) Team
CHRIST, KARIN
• Freundschaft
(Prof. Isabel Jägele)
BINDER, FRIEDERIKE
• Lebensart, Komfort
SPATH, CHRISTOF
• Wandel
CUOZZO, PIERPAOLO
• Gestalt und Zweck
WAGNER, ALMUT ELISABETH
• Wachstum
ENGEL, ALEXANDER
• Leben mit Wasser
(Prof. Tino Melzer)
WISSEL, VERENA
• Wasser (Wassersportfotografie)
GUI, DI
• iTi – in Table Ideas
STUDIENGANG
KOMMUNIKATIONSDESIGN
FACHBEREICH GESTALTUNG
STUDIENGANG INDUSTRIEDESIGN
WS 2008 / 2009, SS 2009
DÖRING, FLORIAN
• Das vergessene Selbst
EL-HAGGE, SANDRA
• Mein Vater, ein Migrant
(Prof. Nicola Meloni)
FRANK, JANINE
• Corporate Design –
kimeta, die Jobsuchmaschine
FRERA, JOACHIM
• Metamorphosen
WS 2008 / 2009, SS 2009
HAN, SHI
• Lemon Schoko
IONESCU, TUDOR
• Mobilität in Innenstädten /
Segway-Studie
KAMAN, YASEMIN
• Räumlichkeiten
(Prof. Tino Melzer)
KIESER, MARCEL
• Kontrolle
MAURER, MARKUS
• Balance
MÜHLIG-HOFMANN, JOHANNES
• Transformation
MÜLLER, TINA
• Mobilität und Bedürfnis
RÖMER, SEBASTIAN
• Agrartechnik
146
ABRAMS, KATJA FEE
• „Aufziehen – Kontrollieren –
Starten“, … Suchtführer für Paraglider
APPEL, THOMAS
• The Cut
ARNOLD, ANGELIKA
• Portioniertes Leben
(Prof. Frank Philippin)
AVCI, UFUK
• Street Motion
(Prof. Michael Richter)
BARISIC, MELANIE
• Mobile Marketing
BECKER, TOBIAS
• Die Ästhetik des Zufalls
(Team mit A. Lis)
BEHNSEN, FLORIAN
• Die Reise zum E 36
FUNKE, ALICE
• Recycling
GROSS, TAYO ARON
• Bild für Bild
(Lutz Garmsen, Vertret.-Prof.)
HATHAWAY, WILLIAM
• Unfug
(Prof. Sandra Hoffmann)
HEBEISEN, MARIA
• Danke, Oder?
HEILER, TIM
• Grenzen
HERRMANN, SANDRA
• Zungenbrecher
(Prof. Sabine Zimmermann)
HETZEL, NADINE
• Fotoreportage „grenzenlos“
(Prof. Michael Kerstgens)
HÜNNIGER, SABINE
• Reisen auf Schienen
KARNAHL, JULIANE
• Alle zusammen – Jeder für sich
SEIBERT, ANDREAS
• Meereslust
BENTHIEN, DANIEL
• Online-Vertrieb von Software
(Prof. Dr. Wolfgang Lorenz)
LIEBENTHAL, MELENA
• Blut-Blutgefäße-Herz
(Das kardiovaskuläre System)
STADLER, NINJA
• Illustration der Galgenlieder
v. Christian Morgenstern
BOEHM, DOMINIKA
• Rechtliche Aspekte des Geistigen
Eigentums im (IT-) Outsourcing
(Prof. Dr. Thomas Wilmer)
LIS, ALEXANDER
• Die Ästethik des Zufalls
(Team mit T. Becker)
STIELER, JAN-FREDERIK
• Organspende
GRIMMEISEN, SABINE
• IT-Compliance an den
Beispielen Lizenzmanagement
und E-Mail – Archivierung
D’ORVILLE, CAROLIN
• Hidden Frogs
PÄHLER, NINA KATHARINA
• Istanbul – in die Stadt
RAU, MATTHIAS
• Evolution der Fläche –
Lebensraum Dortmund
RECK, JULIA
• Semana Santa de Sevilla –
Fotoreportage
REICHLE, DANIELA
• Ernährung / Bewegung
SÄDLER, ANJA
• Die Sieben Todsünden
SCHEU, FELIX
• Fake
SCHMIDT, MIRA
• Musikmagazin
SCHROTH, NICO
• EcoDrive Fahrassistenz
und Community
SCHUBERT, ANDRÉ
• Erdöl
SCHWEER, KILIAN
• Inventur
STRASSBURG, EVELYN
• Corporate Design einer Modemarke
THEISINGER, LINDA
• Essen und Kommunikation
VOLPP, JAN MARIO
• Flüchtigkeit
YU, YI
• Schichten und Reihungen
PADILLA BORALLO, FRANCISCO
• Die Problematik des elektronischen
Datentransfers von personenbezogenen Daten zwischen europäischen
und US-amerikanischen Unternehmen
unter besonderer Berücksichtigung
der Safe Harbor-Lösung
(Prof. Dr. Rainer Erd)
RUSEVA, ELENA
• Der zivilrechtliche Auskunftsanspruch im Urheberrecht nach der Umsetzung der Durchsetzungsrichtlinie
(Prof. Dr. Wolfgang Lorenz)
STUDIENGANG SOZIALE ARBEIT
fb gs
FACHBEREICH
GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN
UND SOZIALE ARBEIT
STUDIENGANG
INFORMATIONSRECHT
WS 2008 / 2009, SS 2009
DE ANGELIS, LARA
• Der Erschöpfungsgrundsatz
im deutschen Markenrecht –
Problematik, Umsetzung und
aktuelle Entwicklungen
AZEMI, MARIA
• Urheberrechtliche Fragen im
Alltag eines Wissenschaftlers
(Verwendung von Texten, Videos
und anderen Medien für die
Erstellung eigener Werke)
WS 2008 / 2009, SS 2009
ABID, HICHAM
• Die Sexualität der Frau im Islam.
Rückschlüsse und Folgen für
die Soziale Arbeit mit Musliminnen
in Deutschland
(Prof. Dr. Volker Beck)
BERG, PHILIPP
• Zeitdiagnostische Überlegungen
zum Wandel von Beziehungen im
Postfordismus
(Prof. Dr. Thilo Naumann)
DANNENHAUS, OLAF
• Rezeptive Musiktherapie in der
biografisch orientierten Erwachsenenarbeit oder den verhallenden
Klängen der Erinnerung auf der Spur
(Prof. Dr. Klaus Leidecker)
FRIED, MICHAELA
• Psychomotorik mit geistig
behinderten Kindern
(Prof. Dr. Frank Nickel)
HARREUS, STEPHANIE
• Verkörperte Sozialarbeit?
147
QUERSCHNITT 24
Eine kritische Untersuchung
zur Verwendung von Körper
und Leib in der Sozialen Arbeit
HELBIG, ANNEDORE
• Personenzentrierte Hilfeplanung
in der Rehabilitation psychisch
Kranker am Beispiel von Haus
Elim /Trautheim
(Dr. Inge Brachet)
HENTSCHKE, PATRICK
• Wenn Computerspiele zur
Sucht werden – Der Wandel von
Sozialbeziehungen bei nichtstoffgebundener Abhängigkeit
(Prof. Dr. Rolf Keim)
IVANOVA, TETYANA
• Frauenhandel am Beispiel
Prostitution aus Osteuropa:
Hintergründe, Hoffnungen
und Gefahren
(Prof. Dr. Angelika Groterath)
JOHR, SIMON THOMAS
• Die Stellung von Migrantinnen
und Migranten in Deutschland
am Beispiel des Projektes Ältere
Migranten in Kranichstein
KAUSSEN, HANNA
• Wiedereingliederung von
Wohnungslosen in die eigene
Wohnung. Herausforderung
an das Betreute Wohnen –
ein regionaler Vergleich
anhand qualitativer Interviews
(Prof. Dr. Rolf Keim)
KÖNIG, JANA
• Die Vereinten Nationen und die
Beteiligung der Zivilgesellschaft an
internationaler Politik – Bedeutung
und Herausforderung für die Soziale
Arbeit in Deutschland
PFLUG, ANNIKA
• Einfluss der neuen Medien auf das
Wissen über Sexualität und das
Sexualverhalten von Jugendlichen
PILARSKI, CLAUDIA
• Frauenhandel in Europa –
Möglichkeiten und Perspektiven
transnationaler Projektarbeit
RADER, GABRIELE
• Die Bedeutung des Resilienzkonzepts für sozialpädagogische
Interaktionen in der Schule
RAMM, THORSTEN
• Die Bedeutung des Szenischen
Verstehens im Handlungsfeld der
Suchthilfe
(Prof. Dr. Manfred Gerspach)
SEYFARTH, KATHRIN
• Kinder, Väter und Konflikte.
Fragestellungen für die Sozialpädagogik
STURM, NICO
• Die Bedeutung der Lotterie
Glücksspirale als Finanzierungsinstrument sozialer Arbeit unter
besonderer Berücksichtigung der
Rolle des sog. 4. Destinatärs bei
der Verteilung der Lotteriemittel
(Prof. Dr. Frank Loges)
WIECZOREK, MANUEL
• Die Ökonomisierung des Sozialen
(Prof. Dr. Thilo Naumann)
fb i
FACHBEREICH INFORMATIK
MEISSNER, MELANI
• Die Bedeutung des
Mentalisierungskonzepts und der
Ideen von inneren Zuständen des
Anderen für die Soziale Arbeit
NICKEL, LATIFA
• Die psychische Gesundheit
bei Muslima in Deutschland
148
STUDIENGANG INFORMATIK
WS 2008 / 2009, SS 2009
ABENDROTH, SEBASTIAN
• Handgestenerkennung mit Hilfe
von Hidden-Markov-Modellen
(Prof. Dr. Hans-Peter Weber)
ADLER, RUDOLF
• Six degrees of freedom tracking
mit der Wiimote
(Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch)
AHMADI, MIR AHMAD
• Gebührenerfassung in der Telekommunikationsbranche speziell im
Mobilfunk am Beispiel der T-Mobile
(Prof. Dr. Michael Massoth)
AHRENS, KATRIN
• Erkennung der menschlichen
Körperhaltung mit Hilfe einer
Tiefenkamera
ALBRECHT, ALFRED
• Einführung von Testautomatisierung im IPTV Bereich
(Prof. Dr. Stephan Karczewski)
AMEND, BERND
• Konzeptionierung und Realisierung
eines Multi-Touch Eingabesystems
für ein 360°-Projektions-Cluster
AMEND, MARTIN
• Analyse der BPM-Suite inubit
unter Aspekten des modernen,
serviceorientierten Business
Process Management
(Prof. Dr. Udo Gerd Bleimann)
AXT, THOMAS
• Neugestaltung eines FirmenIntranet auf der Basis von Web 2.0
(Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann)
BAKAL, SERDAR
• Entwicklung eines „generischen“
Data Warehouse für die Speditionsbranche im Straßengüterverkehr
(Prof. Dr. Christoph Wentzel)
BARTEL, CHRISTIAN
• Technologische Frühaufklärung
im Unternehmen am Beispiel des
mobilen Internet
(Prof. Dr. Urs Andelfinger)
BAUER, HANS JÜRGEN
• Vergleichende Workflow-Analyse:
Altiris Workflow Solution versus
helpLine Workflow Foundation
BAUMEISTER, STEPHAN
• Integration, Test und Evaluation
eines Media Streaming Servers in ein
IP Multimedia Subsystem Testbed
Management Systems (CMS)
(Prof. Dr. Johannes Arz)
BAYER, CLAUS
• Konzeption und Implementierung
eines interaktiven semantischen
Netzes zur Darstellung von ontologisierten Unternehmensmodellen
(Prof. Dr. Michael Rebstock)
BRITO SILVA, DUNIO ISMAEL
• Funktionale Erweiterung eines
Web- und Applikationsservergestützten Datenhaltungssystems
(Prof. Dr. Johannes Reichardt)
BECK, FLORIAN
• Reengineering eines RemoteVisualisierungssystems
BECKINGHAM, JESSE JONATHAN
• Entwicklung einer Mietwagenbuchungsschnittstelle zur
vereinfachten Anbindung zahlreicher
Mietwagenanbieter
(Prof. Dr. Ronald Moore)
BENNER, SEBASTIAN
• Error Model of IP TV Streaming
System with Retransmission
BERDEL, JAN PHILIPP
• Entwicklung und Realisierung eines
benutzerfreundlichen Systems zur
Online-Aktivierung von Software
BORUFKA, STEFAN
• Generieren eines Expressdefinierten Modellspeichers auf
Basis von EJB 3.0 Entity Beans
(Prof. Dr. Stefan Wiesmann)
BRAND, CHRISTIAN
• Erweiterung eines Warenwirtschaftssystems um eine datenbankbasierte Testverwaltung mit Hilfe
des Rational Unified Process
BRANDT, HOLGER
• Konzeption einer ReportingLösung für ein Bug-Tracking-System
(Prof. Dr.-Ing. Bernhard Kreling)
BRANDT, STEFFEN
• Untersuchung von Web-Frameworks zur Erstellung von Thin
Clients am Beispiel von JavaServer
Faces und des Google Web Toolkits
(Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiedling)
BRAUER, ACHIM
• Dynamisches Testen am
Beispiel eines Content
BUCHMANN, NICOLAS
• LDAP Authentifizierung und
Single Sign-On per Kerberos
einer Java Web-Anwendung
(Prof. Dr. Peter Altenbernd)
BUCHNER, MARTIN
• Entwicklung eines kamerabasierten
Finger-Tracking-Systems
BUHLEIER, JOHANNES
• Konzeption einer Software zur
Kalibrierung von Temperaturfühlern und Temperatmessgeräten
BUKOVAC, ROMAN
• Implementierung einer plattformunabhängigen Middleware für
Telekommunikationsanwendungen
(Prof. Dr. Alois Schütte)
DALIR, MAHTAB
• Integration von Hibernate
als Persistenzschicht in eine
modellgetriebene Softwareentwicklungsplattform
DANERS, FLORIAN
• Android und JavaME im Vergleich
für den Einsatz im Investmentbanking
(Prof. Dr. Heinz-Erich Erbs)
DEBERTSHÄUSER, DIRK
• Entwurf, Spezifikation und
Optimierung des Testprozesses und
der zugehörigen Entwicklung der
Standard Operation Procedure unter
betriebswirtschaftlichen Aspekten
für das Test Management im Umfeld
von eCommerce
einer Identity Management
Komponente in Java
DOBRICK, ANDREAS
• Integration eines Presence Servers
und eines mobilen Endgerätes
in ein IP Multimedia Subsystem
DREVENSEK, TIMM
• Multifrequenzanalyse von
Transferfunktionen virtueller
Objekte in echten Umgebungen
(Prof. Dr. Elke Hergenröther)
EICHNER, FREDERIK
• Entwicklung einer Software
zur Reintegration von Konstruktionswissen in CATIA V5 Modelle
EMMER, CHRISTIAN
• Entwicklung eines Konzepts für ein
Anwendungsprotokoll zur Prozessharmonisierung in der Digitalen Fabrik
EULER, BASTIAN
• Realtime Bearbeitung und
Ausgabe von digitalen Audiodaten
in einem Embedded System zur
Umsetzung von Audio Description
(Prof. Dr. Peter Altenbernd)
FIGUL, ALEXANDER
• Refaktorisierung von C++ Quellcode
für den Import in Rhapsody
(Prof. Dr. Gerhard Raffius)
FRIES, SIMONE
• Multitouch Anwendungen in
virtueller Realität: Evaluation und
Verarbeitung fingerbasierter
Multiuser Interaktionsprinzipien
(Prof. Dr. Katja Lenz)
FRÖMMER, BJÖRN
• Konzeption und Realisierung
eines Multi Touch Interface
DEDERER, MARTIN
• Grafikkartenbeschleunigte
Mesh-Deformationen
GLATZEL, HELENA
• Technologievergleich zur
Realisierung von paralleler
Daten- und Sprahkommunikation
bei mobilen Endgeräten
DEGENSTEIN, ALEXANDER
• Konzeption und Umsetzung
GÖTTMANN, ERIK
• WLAN-Auth – Eine graphische Be149
QUERSCHNITT 24
nutzeroberfläche zur Verwaltung
von Besucher-Accounts
GREIF, SEBASTIAN
• Deferred Rendering Techniken im
Kontext von Bildbasierter Beleuchtung
GÜRBÜZ, ERHAN
• Konzeption und prototypische
Umsetzung eines Interaktionssystems
unter Verwendung mobiler Projektion
und ausgewählter Trackingverfahren
HAAS, NORMEN
• Ein prozessorientiertes
Referenzmodell zur Durchführung
betriebswirtschaftlicher
Data-Mining-Untersuchungen
im Unternehmen
(Prof. Dr. Udo Gerd Bleimann)
HAERTEL, NADINE
• Geschäftsprozess-Optimierung
im Service Level Management bei
Siemens IT Solutions und Services
HAMANN, MATHIAS
• Entwurf und Implementierung einer
Softwarelösung zur Prozessoptimierung der Anforderungsspezifikation
im Data Warehouse Umfeld
HAMMER, PHILIP
• Hardwarebeschleunigte Simulation
und Visualisierung von Fluiden
HARMOUCHE, PATRIC
Implementierung einer Peer-to-Peer
Storage-Architektur zur DisasterRecovery in Unternehmen
HAUPT, JULIAN
• Template-Engines im Web-Umfeld
HECK, CHRISTOPH
• Konzeptionelle Weiterentwicklung
einer dienstorientierten Architektur
im Finanzumfeld
HEILMANN, ULRICH
• Konzeption und Entwicklung
150
eines Kommunikationsmodules
zur Steuerung einer Integrationsplattform für PDM-Systeme
(Prof. Dr. Frank Bühler)
HEINZE, MICHAEL
• Fallstudie zur Einführung
eines Warenwirtschaftssystems
bei APE-Engineering
Bridge für das Grails Framework
KNAUER, JULIAN
• Automatisierte Performanceanalyse und Parallelisierung von
Webanwendungen
HENRICH, VERENA
• LISGramarChecker: Language Independent Statistical Grammar Checking
(Prof. Dr. Bettina
Harriehausen-Mühlbauer)
KOENTGES, ALEXANDER
• Use Case Modelling and
Requirements Management as
supporting method implementing
ITIL aligned Service Asset
and Configuration Management
HERBIG, ACHIM
• Gestaltung grafischer
Konfigurationswerkzeuge mit
Java-basierenden Frameworks
KOHLING, RENÉ
• Möglichkeiten zur Entwicklung
eines Zeiterfassungssystems unter
Microsoft SharePoint Server 2007
(Prof. Dr. Klaus Frank)
HERZIG, PASQUALE
• Umorganisieren von 3D-Modellen
für eine schnellere Darstellung
KOKOTT, NATALIE
• Entwicklung einer Webpräsenz
HOHMANN, SEBASTIAN
• Realisierung eines Inertialen
Navigationssystems mit Sensorfusion
KOLODZIEJSKI, MARCIN
• Generische Webservices für
webbasierte Gewinnspiele
auf Basis von .NET und Flash
(Prof. Dr. Wolfgang Weber)
JOKISCH, TOBIAS
• Optimierung des Email Marketing
durch Einführung eines CRM Systems
KOSIOL, MICHAEL
• Seitenkanalangriffe gegen
kryptografische Techniken
KABUS, FLORIAN
• WLAN-Auth – Eine graphische
Benutzeroberfläche zur Verwaltung
von Besucher-Accounts
KOWALSKI, KRZYSZTOF
• Raytracing-Optimierung
durch Frustum Culling
KACZMARZ, THORSTEN
• Unterbrechungsfreie
Mobilität und Stream Splitting
in einer SIP Umgebung
KAKARIGJI, EMILIJA
• Roboter im Schuleinsatz –
Kindgerechtes Erlernen
mobiler Interaktion von Robotern
auf der Basis von NXT
(Prof. Dr. Bettina
KALLEPPALLY, CHARLES-TOM
Realisierung einer JSR-286 Portlet
KRANNICH, ULI
• TCP-Fluss-Simulation für
Last-Generatoren im Internet
mit Quality of Service (QoS)
Auswertung
KRATZ, KAI
• Wahrnehmungsbezogene
Autokalibrierung einer
Zwei-Projektoren-Powerwal
KRAUS, FRANK
• Auswahl eines CRM-Systems
für die bayoonet AG
KUBE, BEATE
• Vergleich von Methoden zu Einsatz
und Modellierung von Wissensbasen
am Beispiel des Service-Supports
KÜPPER, STEFFEN
• Exploratives Lernen im interkulturellen Austausch mit Indien
(Prof. Dr. Bettina
KULLICK, RONNIE
• Prototypische Realisierung
eines Clients zur Visualisierung
von verteilten XML-Dokumenten
für ein Informationssystem in
der Landwirtschaft
LE, THI DIEU HIEN
• Gesichtserkennung und Gesichtsverfolgung für Videokonferenzen
LEHR, DOMINIC
• GreenIT-Strategy for the environment and a company’s bottom line
(Prof. Dr. Katja Lenz)
LEUKEL, JOHANNES
• Web-basiertes generisches
Terminplanungssystem
LIEB, ROMAN
• Entwicklung und Implementierung
eines Konzeptes für die Datenbank
einer verteilten Essenz verwaltungsanwendung einschließlich
der Performanceoptimierung
LIPPERT, SEBASTIAN
• Application Lifecycle Management
im Umfeld E-Commerce der
Firma Merck KGaA unter
besonderer Berücksichtigung des
Requirements Management
MAIER, JULIA
• Modellgetriebene Softwareentwicklung am Beispiel eines
CRM-Marketing-Prozesses
mit Hilfe des SAP Visual Composer
(Prof. Dr. Herwig Meyer)
MANN, MARCEL
• Einsatz von Verfahren des Web
2.0 in einem sozialen Netzwerk für
Arbeitsvermittlung
MANSI, WESAM
• Simulative Untersuchung
von IP-Netzen
MARASCHI-SCHOUSCHTARI,
SEYED MOHAMMAD ALI
• Umstellung von Anwendungslandschaften auf SOA – Analyse
der Zweckmäßigkeit und Vorgehensmodell zur Durchführung
MARRA, PIERO
• Entwurf eines Software-Systems
zur Disposition von Außendienstmitarbeitern unter Berücksichtigung
komplexer Planungsparameter
MATTHEIS, DIRK
• Visuelle Exploration eines hochdimensionalen Dokumentenraumes
und Analyse der Nutzerinteraktion
zur Ableitung von personalisierten
Ordnungsschemata
MIERSCH, SVEN
• Untersuchung des Nutzenpotentials
einer Ontologie für die Einführung
eines prozessorientierten Wissensmanagement-Systems im Bereich
Hochauftriebshilfen
(Prof. Dr. Uta Störl)
MIRANDA, PRIYA
• Optimierung der Serviceleistung
in einem Business Intelligence
Competence Center
MISCHLICH, JAN
• Architekturvorgaben für betriebliche Informationssysteme mit Java
PAULUS, DOMINIK
• Mobile Erfassung von
Verkaufsvorgängen auf Basis
einer BlackBerry-Infrastruktur
mit Anbindung an ein
Warenwirtschaftssystem
PETER, THORSTEN
• Plug-In-basierte
Softwarearchitektur
PFLUG, ANIKA
eines Accounting-Systems
für den Linux Cluster der GSI
PLIES, ANDREAS
• Konzept zur Realisierung
vertraulicher Kommunikation im
eBusiness und eGovernment
Umfeld unter Einsatz des neuen
elektronischen Personalausweises
PORZELT, MAXIMILIAN
• Die Möglichkeiten von
Web 2.0 in Unternehmen
PULIPARA, GIBO THOMAS
• Natürliche Sprachen
in ERP-Systemen
REUSCHLING, BENEDICT
CHRISTOPHER
• Evaluating DB2 Database Server
Performance utilizing Linux
I/0 Schedulers on Tablespaces
(Prof. Dr. Uta Störl)
REUTER, TIMO
• LISGrammarChecker:
Language Independent
Statistical Grammar Checking
(Prof. Dr. Bettina
NGUYEN THI, OANH
• Patientenorientierte
Betreuung in der Strahlentherapie
durch IT-Unterstützung
ROGOS, CHRISTOPHER
• Anbindung von sozialen
Netzwerken an CRM-Systeme
OTURAK, LEVENT
• Auswahl, Einrichtung,
Konfiguration und Wartung eines
Mail-Servers für ein Firmennetz
ROTH, CHRISTIAN
• Business Intelligence:
Vergleich von Methoden für die
betriebliche Datenanalyse
151
QUERSCHNITT 24
SAUER, BENEDIKT
• Aufbau eines Systems zur
Kontingentierung der Offenen
Immobilienfonds bei der Deka
Immobilien Investment GmbH
SEEGER, MARK
einer wissensbasierten
Anwendung zur Unterstützung
von IT-Sicherheitsaudits
(Prof. Dr. Christoph Wentze)l
SCHEITLER, RUDI
• Anwendung des Iterative Closest
Point (ICP) Algorithmus in der
industriellen Qualitätssicherung
SEVIM, FIRAT
• Realisierung eines SIPAnwendungsservers mit JSLEE
SCHELLHAAS, STEVEN
• Detektion und Filterung
von Schadprogrammen in
komplexen IP-Netzen
SCHICKLING, MATHIAS
• Qualitätsmanagement und
Qualitätssicherung für mobile Portale
SCHMEDT, HENDRIK
• Echtzeit-Positionsbestimmung
für mobile Mixed-RealityAnwendungen durch Kombination
von bildbasiertem MarkerlessTracking und InertialsensordatenAuswertung
SCHMITT, TIM
• Vergleich von Windows
Presentation Foundation und
Windows Forms anhand
der Entwicklung eines
Assistenten Frameworks
SCHNARZ, PIERRE
• Untersuchung der RealtimeFähigkeit einer Car-2-X Anwendung
SCHUBERT, TOBIAS
eines Versionierungskonzeptes auf
Basis von Open-Source-Produkten
SCHUCHT, SEBASTIAN
• Endliche Körper und
Anwendungen – Lernsoftware
SCHULTE-ZURHAUSEN, ERIC
• Java Stripes 1.5 –
wie praxistauglich ist es?
152
SEZIS, GÜVEN
• Vergleich von Schätzund Mess-Methoden sowie
-Tools zum IT-Controlling von
Softwareprojekten
SIEBERT, SASCHA
Umsetzung eines Interaktionssystems unter Verwendung
mobiler Projektion und
ausgewählter Trackingverfahren
SKIRL, FLORIAN
• Konzept zur Integration
verteilter Datenbestände am
Beispiel der Produktdaten eines
internationalen Chemiekonzerns
(Prof. Dr. Bernhard Humm)
STADTFELD, MICHAEL
• Automatisierung und
Standardisierung von Softwareanforderungsabläufen nach
ITIL mit Hilfe von MS InfoPath und
MS SharePoint Server-Workflows
STEIN, CHRIS
• Extraktion von Lichtquellen
aus Texturen
STENKAMP, KAI
• Interaktive Graphenvisualisierung von Services und
deren Beziehungen in einer
Serviceorientierten Architektur
STUBICAR, DANIEL
• Entwicklung standardisierter
Eingabe-Frontends für ein
Individual-Reiseportal mittels
der Template-Sprache eines
Content-Management-Systems
THEIS, ANDREAS
• Neuentwicklung einer
Dokumentendruck-Software
THOME, CHRISTIAN
• Realisierung einer prototypischen Integrationsanwendung
mit SOA und IMS
TUNAY, MEHMET
• Automatisierter Abgleich
von (Asset und Configurationmanagement) Datenbanken
TUTUS, ABUZER
• GUI Test Automation of Web
Applications on Various Servers in
Java Enterprise Architectures
UC, TAMER
• Software as a Service:
IT-Software Service Geschäftsmodell
der Deutschen Telekom AG
ÜNAL, ÖZGÜR
• Systemüberwachung von
Applikationsservern mit Automatischen Maßnahmen zur
Wiederherstellung des Betriebes
VEIT, NILS
• Konzeption und Umsetzungsstrategien multimedialen Lernens
am Beispiel der Entwicklung einer
Edutainment-Komponente im Bereich
„Medienschutz für Jugendliche“
VÖLLGER, ANDREAS
• Anforderungsanalyse und prototypische Implementierung
eines Projektmanagementsystems
WACHT, PATRICK
• Untersuchung und prototypische
Realisierung eines Verfahrens
zur Umsetzung von BPEL-Prozessbeschreibungen zu Mehrwertdiensten
für JSLEE-Umgebungen
WEBER, CHRISTINE
• Entwurf eines Frameworks
zur Echtzeitdarstellung emotional
verursachter Hautveränderungen
bei virtuellen Charakteren
WEGE, CHRISTIAN
• Entwicklung eines Werkzeuges
zur Überwachung und Konfiguration
von Betriebszuständen von mobilen
Endgeräten mit einem Schwerpunkt
auf dem Content-ManagementSystem TYPo3
WEGE, PATRICK
• Evaluierung und Integration eines
diagnostischen Analysemoduls auf
Basis einer PostgreSQL Datenbank
WEICHARDT, MARTIN
• USB-Weiterleitung über
das TCP/IP-Protokoll
WEIS, GABRIEL
• Specifying Java API Contracts –
an Approach for Checking
Correctness and Compatibility
WIESSLER, STEFAN
• Entwicklung eines
Help Desk Systems
WOLF, DIMITRIJ
• Entwurf und prototypische
Realisierung einer kanalunabhängigen Client-Architektur
in den .NET-Technologien
WPF und Silverlight
ZEGARAC, OLIVER
• Konzeption eines Kommunikationsmodells für ein Individualreise-Portal
mittels eines objekt-orientierten
Content-Management-Systems
ZIEGLER, DANIEL
• Modellgetriebene Entwicklung
Ajax-basierter Web-Applikationen
STUDIENGANG
JOINT INTERNATIONAL MASTER
IN COMPUTER SCIENCE
JOOSTEN, MARKUS
• Erstellung von Reports für
Nagios Monitoring Systeme
(Prof. Dr. Harald Baier)
WS 2008 / 2009
PHADKE, MEGHANA
• Enhanced Security for
SAP NetWeaver Systems
STUDIENGANG
KOOPERATIVER STUDIENGANG
INFORMATIK
WS 2008 / 2009, SS 2009
ABT, SEBASTIAN
• A statistical approach to flow-based
network attack detection
(Prof. Dr. Klaus Wente)
BÄR, BJÖRN
• Konzept zur Überführung
von Web Applikationen
in eine Service orientierte
Architektur auf Basis der
web Methods Produkt Suite
(Prof. Dr. Günter Turetschek)
BAUER, MATHIAS
• Überführung einer
Microsoft Access-Anwendung
in eine Webanwendung
(Prof. Dr. Ralf Hahn)
EMMELUTH, CONSTANTIN
• Entwicklung eines ITSicherheitsleitfadens in
eigenentwickelten Systemen
(Prof. Dr. Klaus Kasper)
GOMOLKA, ANDREAS
• Audiobasierte Ereigniserkennung
HAMANN, ANNE-KATRIN
• Entwicklung eines Kriterienkataloges zum Vergleich
von Reportinglösungen
HELLWIG, JENS
• SIP-Servlet-Mehrwertdienste
im Next Generation Network
IACOVANGELO, DAVID
• Testaggregation – Ein Ansatz
für Regressionstests in der Praxis
KIPP, DENNIS
• Verschlüsselte Sprachkommunikation in IP-Netzen zwischen
beliebigen Marktteilnehmern
KÖHLER, VITALIY
• Konfigurationsmanagement
für IPTV. Adaption des
Konfigurationsmanagements
nach ITIL V3 für das Haedend
MURAWSKI, THORSTEN
• Optimierung der Schnittstellen
des Projektes MRS –
Schnittstellenkonzeption unter
Einbindung von SOA-Aspekten
OBERLE, SANJA
• Einsatzmöglichkeiten von NLU
am Beispiel eines Helpdeskportals
OLT, CHRISTIAN
• Mustererkennung in TivoliDatawarehouses zur Früherkennung
von Störungen in Siebel
Applikationsumgebungen
POSSELT, BENJAMIN
• Steuerung eines Media Servers
mittels MSML
PRAUSE, JOHANNES
• Optimierung einer IT Service
Management Lösung auf Basis
von ITIL V3 – Dargestellt am
Change- und Release Management
des Vertriebspartner-Portals
RÖDER, MICHAEL
• Generierung von Benutzerprofilen
in einer Microbloggingumgebung am
Beispiel von Twitter
SCHAIBLE, STEPHAN
• Suchmaschinenoptimierung –
Relevante Faktoren für eine Top153
QUERSCHNITT 24
Platzierung am Beispiel von Google
fb md
SCHELLHAAS, CHRISTOPH
• Optimierungsmaßnahmen
im Datenbankumfeld
unter dem Gesichtspunkt der
Datenkomprimierung
FACHBEREICH MEDIA
SCHNEIDER, KARSTEN
• Unterstützung des
Data-Warehouse-Konzeptionsprozesses mit UML
ARNOLD, RAMONA
• Leistungsorientierung für
Lehre und Forschung –
Modell einer Befragung für Wissenschaftliche Bibliotheken
(Prof. Dr. Ulrike Steierwald)
SEIPEL, CHRISTIAN
• Analyse alternativer
Methoden zur Entwicklung von
automatischen GUI-Tests
STANGE, SÖREN
• Intelligente Anwendungsüberwachung – Konzept zur
Verbesserung der Überwachung
von Java-Anwendungen
STEIGER, ALEXANDER
• Konzeption und Realisierung von
Datenanalyse-Methoden im Bereich
Compliance für SAP-Systeme
TISCHER, KIRSTEN
• Delphi-Studie: Zukunft
der NextGen-Spielkonsolen
WELTER, ERIK
• Vorgehen und Bewertung
einer Migration von EJB 2.1
auf EJB 3.0 am Beispiel einer
realen Enterprise-Applikation
YOUSOFZAI, YAMA
• Evaluierung von
Implementierungsmethoden
einer Round Robin DatenbankFunktionalität unter MY SQL
STUDIENGANG INFORMATIONSUND WISSENSMANAGEMENT
WS 2008 / 2009, SS 2009
HILD, MONA
• „Wissenszyklus Mitarbeiter“ –
Herausforderung Wissenskonservierung bei Fluktuation
(Prof. Dr. Christian Otto)
JUNG, MICHAEL
• Optimierung von Werbemitteln
und Produkttexten für Online-Shops
(Prof. Dr. Heide Gloystein)
BAUSEN, FREDERIKE
• Competitive Intelligence im
Web 2.0 – Neue Wege zur
Markt- und Wettbewerbsanalyse
KÄMMERER, JASMIN
• Corporate Media – Der Einfluss
von Web 2.0-Anwendungen für die externe Unternehmenskommunikation
BRAUN, JULIA
• Versandhandel im
Wandel von Printmedien zu
E-Commerce – Optimierung
der Wettbewerbsfähigkeit
durch erfolgreiche
E-Commerce-Strategien
KOCH, STEFAN
• Evaluierung der Information
Architecture großer deutscher
Websites bezüglich der Usability
und der Sichtbarkeit des Webangebots in Google
(Prof. Dr. Bernd Jörs)
CHEGAING, ANITA
• Personalisierung von
Informations- und Newsservices
im Internet unter besonderer
Berücksichtigung der Strategie
von Google
EFFENBERGER, CLAUDIA
• Die Nutzung von Non-BookMedien in wissenschaftlichen
Bibliotheken – eine explorative
Studie an der Universitätsund Landesbibliothek Darmstadt
(Prof. Dr. Berthold Meier)
HARTMANN, BABETT
• Wissenstransfer in der Praxis –
Ein Qualitätsmodell für den
Führungswechsel in Bibliotheken
HASLBERGER, RUPERT
• Evaluierung der Information
Architecture großer deutscher
Websites bezüglich der Usability
und der Sichtbarkeit des Webangebots in Google
154
HEYDENDAHL, SEBASTIAN
• Optimierung des Kundensupports
in Unternehmen: Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung
MACHEKHINA, MARYINA
• Der Markt für postgraduierte Competitive Intelligence-Ausbildung in
Russland. Eine Markteintrittsstudie
(Prof. Dr. Martin Michelson)
PALAZZO, SARAH
• Erstellung und Konzeption eines
Infosystems zur Vereinigung organisatiorischer und redaktioneller
Inhalte verschiedener Datenformate
(Prof. Geribert Jakob)
POPILKA, MARK
• Visuelle Kommunikation
in Bibliotheken
REEH, JENNIFER
• Open Access für Abschlussarbeiten – Konzeption eines
Repositoriums
RICHTER, DAVID
• Aktivierung von Kompetenzpartnerschaften (Communities)
in einem bestehenden OnlineKompetenznetzwerk
SCHMID, JENNIFER
• Customer Analytics – Analyse der
Kundenstruktur und des Kaufverhaltens der Videoload-Kunden
STREIB, SIMON
• „Die Macht der Blogger –
Blogger an die Macht?!“
Die Möglichkeiten politischer
Einflussnahme durch Weblogs
WERNADO, TOBIAS
• Strategische Preisgestaltung
im E-Business
ZIMMERMANN, ANJA
• Ethno-Marketing
STUDIENGANG INFORMATION
SCIENCE & ENGINEERING /
INFORMATIONSWISSENSCHAFT
WS 2008 / 2009, SS 2009
ALBRECHT, MATTHIAS
• Einsatz von Remote Assistance
im Research
LINDEMANN, NICOLE
• Evaluationskonzept für das Informations- und Mediennetzwerk
der Medienzentren und Schulen im
Lahn-Dill-Kreis (IMeNS)
MENSSEN, JAN
• Kaizen – Entstehung, Grundlagen,
Bedeutung unter informationswissenschaftlichen Gesichtspunkten
MÜHLENBERG, HEINKE
• Provenienzforschung in Bibliotheken – Strategien zur Ermittlung
von NS-Raubgut
OECHSLER, THORSTEN
• Entwicklung und Gestaltung
einer Plattform zur Bewertung
von Kinderspielplätzen
(Prof. Dr. Bernhard Thull)
RAUHUT, KATRIN
• Interkulturelle Bibliotheksarbeit
in der Schweiz – Best-PracticeStudie und Konzept für die
Stadtbibliothek Schaffhausen
BOCK, CHRISTOPHER
• Online vs. Print – Der schleichende
Rückgang der gedruckten Presse auf
Grund von Internet und Web 2.0
REICHERT, STEFANIE
• Datenspuren im digitalen
Glashaus – Gefahren für
die Privatsphäre und
Möglichkeiten des Schutzes
ESCH, JULIA CAROLIN
• Evaluation und Qualitätssicherung der kooperativen
Online-Auskunft InfoPoint
RUPP, JOCHEN
• Konzeption eines individualisierbaren, standortbezogenen
Suchportals
FAIDT, CHRISTINE
• Londoner Idea Stores –
Konzepte für Lebenslanges Lernen
SCHAADT, DESIREE
• Conversion Optimierung –
eine Online Marketing Verfahrenstechnik im SEM/SEO-Bereich
GISSLER, GABRIELE
• Information Retrieval Tests
zur Evaluation bildungswissenschaftlicher Suchmaschinen
(Prof. Dr. Marc Rittberger)
HASTIK, CANAN
• Entwicklung eines Editors
zur semantischen Auszeichnung
von Texten
SCHIEGG, EVA
• Rechercheverhalten von Wirtschaftswissenschaftlern –
eine empirische Untersuchung
wissenschaftlicher Internetdienste
SCHMITTER, MARKUS
• Automatische Klassifikation
von Unternehmen für eine semantische Suchmaschine anhand ihrer
Web-Präsenz
(Prof. Dr. Reginald Ferber)
SCHUSTER, ALEXANDER
• Usability-Evaluation des
BildungsWikis: Usability-Testing
und Methodenvergleich
SCHWARZ, CHRISTOPH
• Ausbau der E-Learning-angebote
des Bibliothekssystems Gießen
SIMON, LAURA
• Analyse des Internetnutzverhaltens
der Best Ager – Eine informationswirtschaftliche und kommunikationswissenschaftliche Analyse
STUTZ, JANINE
• Einsatz von Video-Podcasts
zur werblichen Kommunikation
WENDEL, VOLKER
• Software-Distribution in
der Computerspiele-Branche
WISSEL, VERENA
• Eine empirische Untersuchung der
Recherchestrategien von Nutzern in
der FIS Bildung Literaturdatenbank
WOHNIG, HEINZ
• Einsatz von neurowissenschaftlichen Aufmerksamkeitsvorhersagen zur Evaluation
von webbasierten Informationsangeboten. Bewertung
des Anwendungspotenzials
für die Bereiche Web-Usability
und Online-Marketing
WOLF, DANIELA
• Der virtuelle Lesesaal –
Schwierigkeiten und Möglichkeiten
STUDIENGANG MEDIA DIRECTION
SS 2009
BURGEMEISTER, MARCO
• Audio Plus – from linear
155
QUERSCHNITT 24
to interactive audio
(Prof. Sabine Breitsameter)
DÖNMEZ, ÜMIT
GRUSS, WOLFRAM
• 703037 – an animated short film
(Prof. Tilmann Kohlhaase)
RAPP, NATALIE
• Station-specific Concept of
TV Formats for Short Films
(Prof. Claudia Söller-Eckert)
URBAN, CONSTANTIN
• Madame Polie – Sourround Audio
Production of Madame Polies new
accoustic album including new ways
of audio web sales
(Prof. Moritz Bergfeld)
STUDIENGANG MEDIA PRODUCTION
WS 2008 / 2009, SS 2009
BAHTIJAREVIC, MAJA
BISTA, BIMAL
GERUND, ALEXANDER
• „Namaste Nepal“ –
Documentary
(Prof. Hubert Eisner)
BRAUN, LUCAS
PREIS, SEBASTIAN
• Interactive Installations –
Conceiving, Designing and Producing
interactive Installations with
commercial or artistic Approach
(Marc Behrens, Prof. Claudia SöllerEckert)
GEHRKE, SUSANNE
• „Home!?“ Documentary Film about
the Life of Foreigners in Germany
GÖBEL, SUSANNE
METZ, SEBASTIAN
RICHTER, THOMAS
• Websoap „Cool & Green“ –
Project Management for an
Internet Series about the Eighties
(Prof. Dr. Hans Puttnies)
GOEDECKE, HANS
• Drowning – a short film about
a guy who wants to drown himself
GRINBERG, TANJA
• Jew.de.ru – Documentary
156
HARDE, JOBST DANIEL
TRAJKOVA, IVANA
• „Foltin 131“ – Music Video
HOLME, CHRISTOPHER
SELEGER, FRANK
• Shortfilm Documentation
„Synthese“
HUSZÁR, DANIEL
• „Der Präsident und Ich“ –
Documentary
(Prof. Thomas Carlé)
JANISCH, ELISA ANDREA
SCHOEN, MARTIN
• „Social Commercial“ –
Concept, Development,
Production and Distribution
of a social relevant Topic
KEYSSER, THOMAS
• „Go Play“ – Documentary
KIM, HYUN-GYU
• Video Art – overcoming
the rectangular TV-format
LYSCHIK, CHRISTINE
RICHTER, TIM
• Spirit of Time – Stammheim
(Alexander Kehry)
MÜLLER, KONRAD
• Erratische Blöcke –
Visualisation of an audio piece
MÜLLER, SEBASTIAN
• Day Zero – Concept and
Implement Planning of
an Alternate Reality Game
MUHIC, DINO
• „No idea“ – experimental,
partly animated short film
NELSON, DAPHNE
• The Simplicity of Happiness?
Portrait on Wilson Kibor Kimboy
NOSCHANG, LUIS OCTAVIO
• Production Line for
Classical Music Recording
OESTERLE, JOHANNES
• Production of a Rock Album and
the corresponding Web Portfolio
(Prof. Moritz Bergfeld)
RIECKHER, FREDERIK
• Silent Green – Flash-Website
and animated 2D / 3D Shortfilm
SCHNOOR, ALEXANDER
• „Cabo Verde Inside“ –
Travel Documentary
SEYWALD, TATJANA
WEBER, MONA
• BREEZE –
an innovative travel-web-portal
(Alexander Kehry)
SIMONSEN, BJÖRN
WEIL, DENNIS
• Motion Graphics & 3D Animation
in a commercial Context
STUDIENGANG
MEDIA SYSTEM DESIGN
WS 2008 / 2009, SS 2009
BÄUERLEIN, CHRISTIAN
• Entwicklung einer vernetzten
online Kollaborations-Plattform
zur Erleichterung der Zusammenarbeit und Kommunikation
innerhalb kleiner Projekt-Gruppen
(Prof. Dr. Kyrill Fischer)
BOPP, NICOLAS
• Darstellung dreidimensionaler
Architekturobjekte im Internet
BUHLERT, NILS
• Web based configuration interfaces
(Prof. Dr. Arnd Steinmetz)
DORFMANN, CINDY
• Intermodal alerting through
an indoor navigation device
during fire fighting operations
FACCHINETTI, JAN
NGUYEN LE, VIET
WUNDER, CHRISTINA
• Physische Interaktion mit
digitalen Inhalten – Konzeption
und Implementierung
neuartiger Interaktionsmetaphern
multimedialer Systeme
FIEBER, MARTIN
• Websoap „Cool & Grün“
FISCHER, ASTRID
• Konzeption einer interaktiven
Motivations-Anwendung
(Stefan Koch)
GOTTA, PATRICK
• Bau eines Multi-Touch-Tables
und Entwicklung einer geeigneten
Multi-Touch-Anwendung
HAAG, ANGELINA
eines interaktiven Lernprogramms
für Orientalischen Tanz
HALLER, DANIEL
HÜBL, MICHAEL
KOCH, DANIEL
• Dynamic Ridesharing Systems:
Webservices und mobile Applikationen – Konzeption und Implementierung einer plattformunabhängigen
Lösung für mobile Endgeräte
HORMEL, PHILIPP
• Entwicklung eines Interaktionskonzeptes für eine DokumentenManagement-Software
(Prof. Andrea Krajewski)
KARCHEV, GEORGI
• Beratungs- und Verkaufsanwendung für Interaktiven Tisch
KECK, MORITZ
• Die Generation Plus und das
iPhone – Nutzungsverhalten
und neue Möglichkeiten
KIRSCHNER, BENJAMIN
• Interaktiver Leitfaden für
Existenzgründer zur Konzeptionierung
skalierbarer Organisationsstrukturen
– Auf Basis einer Analyse empirischer
Daten junger Medienunternehmen
KUHN, ALEXANDER
SCHWAB, KIRSTEN
Umsetzung eines Organisationssystems für einen deutschlandweiten Kinderspielepreis
KÜLSHEIMER, SANDRA
• Kreation einer Arbeitgebermarke
für eine Werbeagentur inklusive
einer Bewerber-Website
LEIB, SEBASTIAN
PORCU, ALESSANDRO
Umsetzung eines Internet-Portals
für Video-Tutorials
LEMKE, CHRISTINA
• Entwicklung eines e-Learning
Autorentools für Flugsicherungsspezifische Aufgaben
OTTO, PATRICK
• Konzeptionelle Neugestaltung
des Internet-Auftritts
eines Energieversorgers
RICKERT, FRANK
SCHÄFER, MARKUS
Umsetzung eines Mobile Unified
Communication System mit zentralem
Single-Sign-On-Addressbook
SIMON, ALEXANDER
• Interaktiver Leitfaden für Existenzgründer zur Konzeptionierung skalierbarer Organisationsstrukturen –
Auf Basis einer Analyse empirischer
Daten junger Medienunternehmen
STREHLAU, TIMO MARC
• Interaktives Hörspiel
(Prof. Sabine Breitsameter)
WITTMANN, CHRISTIANE
• Methoden der Einbindung von
Nutzern und Kunden in den partizipatorischen Designprozess mit
Hilfe eines digitalen Mediensystems
(Prof. Andrea Krajewski)
STUDIENGANG
ONLINE-JOURNALISMUS
WS 2008 / 2009, SS 2009
ABB, JULIA
• Journalismus-Kreativ.de –
Ein multimediales Webdossier zum
Thema Kreativität im Journalismus
(Prof. Dr. Friederike Herrmann)
ARGENTIERO, DINO
• Die Erstellung eines journalistischen Films zum Thema:
Homeworker – ehrenamtliche
Betreuung von HIV-Infizierten
(Prof. Dr. Annette Leßmöllmann)
BAUER, SILKE
• Hat unser Alltag Nachrichtenwert?
BECKER, CLAUDIA
• Die Social Media Krise
(Prof. Dr. Thomas Pleil)
BEIER, BELA
• Kamerasysteme für den journalistischen Alltag
(Prof. Dr. Peter Seeger)
BUJOTZEK, RAFAEL
• Podcasting-Angebote und
Strategien von Rundfunksendern
(Prof. Dr. Klaus Meier)
EINSLE, ANNIKA
• Online-Journalismus zwischen
Qualität und Quoten
GEISS, MAXIMILIAN
• Gewaltprävention:
Verlassen der Opferrolle
GREILICH, MIRJAM
• Optimierung der externen
Öffentlichkeitsarbeit für die Hilfsorganisation ADRA Deutschland e. V.
mit Schwerpunkt auf kostengünstigen
Online-Maßnahmen
157
QUERSCHNITT 24
HEIDEN, LISA AN DER
• Transparenz im Journalismus – eine
Analyse am Beispiel von vier Ombuds
leuten deutscher Tageszeitungen
JAKAB, JENNIFER
• Webdossier „60 Jahre
Grundgesetz“ auf FAZ.NET
KÖHLER, UTE
• PR-Bilder in den Medien.
Wie setzen Unternehmen
die Ansprüche der Medien um?
(Prof. Dr. Carlo Sommer)
KUNKEL, CHRISTINA
• Markt- und Sozialforschung
mit dem Internet. Konzeption,
Durchführung und Auswertung
einer Online-Nutzerbefragung
für das Main-Netz
LAUER, SINA
• Moral und Transparenz in der
Unternehmenskommunikation.
Inhaltsanalytische Untersuchungen
von Corporate Blogs
(Prof. Dr. Alfred Kessler)
NDIAYE, COUMBA
• „Der modernste Newsroom
Deutschlands“. Eine Analyse
der neuen Redaktionsorganisation
der Frankfurter Rundschau
MÜHLHAUSER, MICHELLE
• Crossmediales Corporate
Publishing. Ein Leitfaden
zur Verknüpfung von Printund Onlinemedien in
der Kundenkommunikation
OGON, PATRICIA
• Internet 2.0 – Handlungsempfehlungen für Unternehmen
am Beispiel der Merck KGaA
ROBOTA, DAMIAN
• Suchmaschinenoptimierung
journalistischer Online-Angebote
RÖDER, PIA
• Zwischen Blaulicht und Boulevard –
Was halten und erwarten
158
Leser von MünchenExtra?
Eine Analyse und OnlineNutzerbefragung zum
neugestalteten Stadt-Portal
von sueddeutsche.de
SALEH, AMAL
• Kinderfernsehen und das Internet:
Nur Sendungsbegleiter oder crossmedialer Wissensvermittler?
SCHADE, LAURA
• Die Website des RKW Kompetenzzentrums. Websiteevaluation und
konzeptionelle Weiterentwicklung
SCHMUCKER, HANS
• Kommunikationsmaßnahmen
eines Filmfestivals am Beispiel
des Internationalen Filmfestivals
Mannheim-Heidelberg
SCHNEIDER, BJÖRN
• „Talk about Popmusic“ – Musik
und musikjournalistische Inhalte
in öffentlich-rechtlichen Popwellen
SCHREINER, MERIT
• ffm – fashionista from mainhatten
STÄDTER, TIM
• Der tägliche Kampf?
Das Spannungsfeld zwischen
Arbeitsmotivation und
journalistischer Qualität in
der Medienkrise
STUDIENGANG
WISSENSCHAFTSJOURNALISMUS
WS 2008 / 2009, SS 2009
KRESSLER, ANNE
• „Seitenwechsel – Relaunch des
Online-Pressebereichs des
Leibniz-Instituts für Zoo- und
Wildtierforschung in Berlin“
PREISSER, STEFANIE
• „Konzeption und Umsetzung einer
Forschungs- und Entwicklungsbroschüre in der Pharmaindustrie“
SCHMIDT, MELANIE
SCHREITER, YVONNE
• „Die Realisierung einer E-Learning
Plattform – Radiologischer Kursus
mit besonderer Berücksichtigung des
Strahlenschutzes“
SCHUMACHER, CHRISTIAN
• 75 Wissenschaftsjournalisten
verbessern den idw
fb mk
FACHBEREICH MASCHINENBAU
UND KUNSTSTOFFTECHNIK
STUDIENGANG
AUTOMOBILENTWICKLUNG
WS 2008 / 2009, SS 2009
THUMANN, VIKTORIA
• Sollten Umweltschutzorganisationen in ihrer regelmäßigen
Berichterstattung vermehrt
mit Storytelling kommunizieren?
Eine Untersuchung am Beispiel
Greenpeace Deutschland
WOLF, CHRISTINA
• Business Communities. Analyse
und Konzeption zur Optimierung
am Beispiel der Amadeus Travel
Expert Community
FRANZ, MANUEL
• Untersuchung der Warmlaufemissionen eines PFI-Ottomotors
zum Zwecke der Vorausberechnung
(Prof. Dr.-Ing. Gerald Ruß)
RUPPERT, ANNETTE
• Grundlegende Untersuchungen
einer Lastsimulation von
mechanischen Komponenten
mittels elektrischem Linearmotor
zum Aufbau von HiL-Prüfständen
in der Automobilindustrie
(Prof. Dr.-Ing. Mario Säglitz)
WIEMER, CHRISTIAN
• Potentialabschätzung
und Lastenhefterstellung
für einen elektrischen
Waste-Gate-Aktuator am
Abgasturbolader eines
V8-Turbomotors von Porsche
STUDIENGANG
KUNSTSTOFFTECHNIK
WS 2008 / 2009, SS 2009
BRATENGEIER, HOLGER
• Thermische Fraktionierung
von Polyethylen
(Prof. Dr. -Ing. Ralph Stengler)
EHRHARDT, DAVID
• Hydrolysebeständige,
mehrschichtige Dickfolie aus
Polyethylenterephtalat
(Prof. Dr. -Ing. Martin Müller-Roosen)
FRANK, DAVID
• Erstellen eines Gruppenstandards
für elastomere Anwendungen
(Prof. Dr. -Ing. Heinrich Waller)
FURMANSKI, KARSTEN
• Optimierung der Verfahrensparameter bei der Herstellung
eines 2K-Ölfilterdeckels
(Prof. Dr. -Ing. Roger Weinlein)
GRÜNER, THOMAS
• CE-Kennzeichnung einer bestehenden Extrusionsanlage zur Herstellung
von PU-Zahnriemen und Peripherie
HUBERT, CHRISTIAN
• Befestigungssysteme für PMMAPlatten an Wänden und Fassaden
KNIEPER, ALEXANDER
• Kompatibilisierung von ABS / PA –
Polymerlegierungen
KOO, SONNY WIBOWO PRASOJO
• Konzeptentwicklung eines
Aufständerungssystems aus Kunststoff für Photovoltaikkraftwerke
LUX, STEFAN
• Untersuchung der Auswirkungen,
Ursachen und Beseitigungen des
Formversatzes an Mach3Housing
Spritzgießwerkzeugen
(Prof. Dr. -Ing. Helmut Schlüter)
NOLTE, JAKOB
• Entwicklung einer neuen
Materialrezeptur zur Verbesserung
der mechanischen Eigenschaften
für IMC-Bauteile
RASMUSSEN, MADS BJÖRN
• Processing and testing
of Polycarbonate
(Prof. Dr.-Ing. Thomas Schröder)
REEH, BENJAMIN
• Fettfreie Kinematik
(Prof. Dr.-Ing. Thomas Schröder)
SEIB, TIMO BENJAMIN
• Optimierung der kraftweggesteuerten Prozessführung beim IRSchweißen technischer Thermoplaste
VOLLRATH, SILKE
• Einführung eines Umweltmanagementsystems
(Prof. Dr. -Ing. Ralph Stengler)
WIEBEL, JULIAN
• Inbetriebnahme, Beschreibung
und Darstellung der Funktionsfähigkeit eines Cone Calorimeters
STUDIENGANG MASCHINENBAU
WS 2008 / 2009, SS 2009
BEETZ, CHRISTIAN
• Konstruktion einer Lackiermaschine zur Qualitätssicherung
bei der Lackherstellung
(Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Langer)
BICKEL, CHRISTIAN
• Experimentelle Untersuchung
von Kugelgewindetrieb –
Abstreifern und deren Einsatzgebiete
DOELLE, CHRISTOPHER
• Packaging alternativer
Tanksysteme für Autogas (LPG) in
Mercedes-Benz-Limousinen
EHRHARDT, PHILIPP
• Aufzeigen von Lösungs-
möglichkeiten, Bewertung und
Konstruktion eines Werkzeugs
zum numerisch gesteuerten
Drehen von Innenkonturen in
Hochdruckverdichter-Trommeln
HÖSSBACHER, JOHANNES
• Numerische Simulation
des Kontaktes thermisch
beschichteter Zahnräder
(Prof. Dr.-Ing. Helge-Otmar May)
ISAIA, DANIEL
• Entwicklung und Untersuchung
der Zweikanaltechnik zur optischen
Fehlererkennung der Waferoberfläche
(Prof. Dr.-Ing. habil. Jochem Unger)
KLAMM, CHRISTIAN
• Entwicklung einer Konstruktionsmethodik für ein komplexes
Gussbauteil am Beispiel eines
Zylinderkopfs mit der CADSoftware Unigraphics NX
KOCH, JOCHEN
• Numerische Analyse der
Beanspruchung von Zylinderblöcken hydraulischer
Schrägscheibentriebwerke im
Bereich der Sinterschicht
unter Berücksichtigung
der im Fertigungsprozess
entstehenden Eigenspannungen
KUHLE, STEFFEN
• Neuentwicklung eines
modularen Stellantriebs für Regelventile einer Dampfturbine aus
Dickwandrohrmaterial
LEPCZYK, DANIEL
• Konstruktive Ausgestaltung und
Erprobung eines Überholantriebs
LÖFFLER, KAI
• Vergleich zwischen servoelektrischen und servohydraulischen
Antrieben anhand einer
Reitstockverstellung in einem
Traub Drehautomaten
(Prof. Dr.-Ing. Eckehard Walter)
MUNTERMANN, HANS
• Entwicklung und Programmierung
eines zentralen Benachrichtigungs159
QUERSCHNITT 24
systems für Maschinennetzwerke auf
Basis einer SQL-Datenbank
und deren Approximation mithilfe
von Wavelets
(Prof. Dr. Andreas Fischer)
REITZ, MICHAEL
• Versuche zur Qualifizierung einer
Notkühlpumpe für den Betrieb mit
feststoffbeladenem Wasser
FARSAD, VANDA
• Subspace-Methoden zur
Parameteridentifizierung
physikalischer Systeme
(Prof. Dr.-Ing. Thomas Fischer)
ROTH, STEFFEN
• Aufbau eines Experimentalfahrzeugs zur ABS-Bremssystementwicklung für Mobile Arbeitsmaschinen
(Prof. Dr.-Ing. Hans Lautner)
HEUER, DENISE
• Einfluss regionaler Faktoren
auf den Mietpreis
(Prof. Dr.-Ing. Andreas Pfeifer)
SCHEID, TIMO
• Experimentelle Untersuchung
von Flanschverbindungen aus
glasfaserverstärkten Kunststoffen
(Prof. Dr.-Ing. Bernhard Schetter)
STUDIENGANG MECHATRONIK
SS 2009
PIECHOCKI, ROLAND
• Assembly of a three step
helical gear with the Lightweight
arm LWA 3 from Schunk
(Prof. Dr.-Ing. Karl Kleinmann)
SCHWINN, MARC
• Konzeption und Auslegung
eines Betätigungssystems
für Doppelkupplungen
mit unsymmetrischen Kolben
(Prof. Dr.-Ing. Hans Lautner)
fb mn
FACHBEREICH MATHEMATIK
UND NATURWISSENSCHAFTEN
STUDIENGANG
ANGEWANDTE MATHEMATIK
SS 2009
BERGMANN, DENNIS
• Copulas mit Anwendungen
im Portfoliomanagement
DÜCK, RICHARD
• Untersuchungen der Lösungen
der Korteweg-de Vries-Gleichung
160
STEINMANN, JOCHEN
• Entwicklung eines finiten
Elements zur Analyse
magnetostriktiver Werkstoffe
STÜRMER, STEFAN
• Funktionsweise und Effektivität
von Derivaten zur Absicherung
von Kreditrisiken
WIEST, MALTE
• Computerunterstützte Massendatengenerierung für Performancetests
STUDIENGANG
BUSINESS MATHEMATICS
WS 2008 / 2009, SS 2009
BLACK, MARKUS
• Untersuchung der Produktverteilung von Ein- und Auslagerungen
in der Materialwirtschaft der
Lufthansa Technik Logistik
(Prof. Dr. Andreas Thümmel)
HENEK, PATRICK
• Zustandsraum-Modelle und
Kalman-Filter. Vorhersage
und Filterung von Zeitreihen
KHAN, ATAR
• Analyse, Konzept und Prototyping
einer Umsatzplanung im SAP BW
KRIMM, SABINE
• Auswahl und Bewertung von
Methoden des QM zur Identifikation
von Ursachen der Unpünktlichkeit
im SPNV
MOOR, TATJANA
• Statistische Datenanalyse
und Data Mining für Energiedaten
eines Lichtbogenofens
OULHAJIYANE, FOUAD
• Abschätzung der Verlustquote
LGD bei Kreditausfällen
mit dem Optionsansatz
ROUKENS, HUANG-THANH
• Prozess und Architektur der
VAT-Berechnung der Deutschen
Bank in SAP R/3 und BW
SCHNEIDER, PHILIPP
• Modellierung und Anwendung
von Differentialspielen
SCHRADER, VICKY
• Effizienzsteigerung des Produktionsprozesses bei Gobaplan –
Wandelementen der Goldbeck
Bauelemente Treuen GmbH auf der
Grundlage einer Fertigungsanalyse
SEITZ, EVA MARIA
• Erstellung und Umsetzung
eines Modellierung-Konzepts
zur Zeitreihenanalyse
für die SCHUFA Holding AG
WETSTEIN, SWETLANA
• Prognoseverfahren im Rahmen
der Capex-Steuerung bei T-Home
STUDIENGANG OPTOTECHNIK
UND BILDVERARBEITUNG
SS 2009
ENGLERT, MARION
• Auswirkungen von Variationen der
Brechzahl auf die Abbildungsqualität
optischer Systeme
(Prof. Dr.-Ing. Bernhard Ströbel)
KRAUSE, NATHALIE
• Evaluation eines Faserapplikators
zur ortsaufgelösten Messung der
Rückstreuung von Haut
(Prof. Dr.-Ing. Bernhard Ströbel)
fb w
STUDIENGANG
BETRIEBSWIRTSCHAFTSLEHRE
WS 2008 / 2009, SS 2009
BARNOVÁ, STEFÁNIA
• Vermarktung von erklärungsbedürftigen Produkten am Beispiel
der T-Home Event Homepage
BECKER, IVONNE
• Erlebniswertorientierte
Markenführung bei
Heißgetränken und Süßwaren
(Prof. Dr. Michael Röhrig)
BENDE, LARISSA
• Werbung für Konsumenten
aus dem 60plus Segment
BRIEL, ANNETTE
• Aufbau und Pflege von Geschäftsbeziehungen im Nahen Osten
DARVISH MOLLA, ANITA
• Relevante-Set Inklusivleistungen
2009 für die kommenden AccessTarife der Deutschen Telekom AG
(Prof. Dr. Ulrich Manz)
DOBLER, EDUARD
• Die Bilanzierung immaterieller
Vermögensgegenstände nach dem
HGB unter Berücksichtigung der
Änderungen durch das Bilanzrechtsmodernisierungsgesetz
EGLY, MIRIAM
• Optimierung ausgewählter Felder
des strategischen Einkaufs kleinund mittlerer Unternehmen (KMU)
im Hinblick auf sie Realisierung
von Kostensenkungspotentialen
(Prof. Dr. Christoph Wiese)
FLICK, NATALIE
• Optimierung der Absatzsteigerung
durch Kundenbindung und Kundengewinnung mit Einsatz moderner
Web-Technologien am Fallbeispiel
SEAT Deutschland
GENC, FUNDA
• Das Schadensfallmanagement
der Pneumobil GmbH unter besonderer Berücksichtigung der Abwicklung
im Rechnungswesen
GLAS, KATHARINA
• Performance Meansurement
System – Entwicklung und
Realisierung für Near Access
GRÄN, LENA
• Novell’s business-to-business
Linux and data center channel
transformation in EMEA West
(Prof. Dr. Matthias Neu)
GÜLIZAR, GÜNAYDIN
• Die Herausforderung an das
Controlling in der Krise am Beispiel
des Area Management Europe &
Africa der Lufthansa Cargo AG
HACHMEISTER, JENNY
• Analyse und Konzeption eines
Warenwirtschaftssystems zwischen
Online-Shop und stationärem
Ladengeschäft auf Basis von *pixi
HERZ, IRINA
• Internes Kontrollsystem –
am Praxisbeispiel der R+V
HOLLMANN, DENNIS
• Neuromarketing – Erkenntnisse
und Methoden der Hirnforschung
und deren Anwendung in Marketingpraxis und Marketingtheorie
HOSSIENI, SOMAYE
• Standard & Poor’s Fondsrating
als Instrument zur Qualitätssicherung
am Beispiel der cominvest Asset
Management GmbH
ILIEVA, VESELINA
• Aggression und Gewalt im Kundenkontakt – empirische Untersuchung
ausgewählter Branchen
KIRCHNER, RUDOLF
• Wechselkurssicherheitsstrategien
bei kombinierter Einzel- Serienfertigung der Investitionsgüterindustrie
KLAMPFER, LIDIJA
• Nachhaltigkeitsdenken und
-streben – Eine nachhaltige Beeinflussung des Immobilienmarktes
KLEBES, KERSTIN
• Unternehmensbewertung
(Due Diligence) von Betrieben
der Flugzeugwartungsbranche
KLEER, MARCEL
• Analyse der Akzeptanz des
neuen Brand Management Systems
„iPAC“ der Adam Opel GmbH
KNECHT, THORSTEN
• Mystery Shopping als eine
Möglichkeit zur Messung
der Dienstleistungsqualität
(Prof. Matthias Neu)
LALLUKKA, ANNA
• Zeitarbeit als Einstiegsphase für
Hochschulabsolventen am Beispiel
des Unternehmens Amadeus FiRe AG
(Prof. Dr. Wolfgang Beiersdorf)
LAURITZ, THOMAS
• Strukturwandel im Lebensmitteleinzelhandel – Neue Chancen
für den klassischen Einzelhandel
LIANG, YE
• Investitionsmöglichkeiten
Deutscher Unternehmen in China,
Chancen und Risiken
MAGHROUR, ABTIN
• Internationale Expansion durch
Direktinvestitionen: „The Libiality
of Foreignness“ als Risikofaktor
MÜLLER, REBECCA
• Accounting for employee share
option plans under IFRS 2
MÜLLER, STEFAN
• Analyse des digitalen Musikmarkts
161
QUERSCHNITT 24
mit Ableitung von Angebotsszenarien
für das Produkt „Entertain“ der DTAG
NOAK, STEFFI
• Unterstützung medizinischer
Behandlungsabläufe durch
Krankenhausinformationssysteme
am Beispiel der Nutzung von Orbis
(Prof. Dr. Michael Rebstock)
NOVOTNY, KAY
• Bewertung und Analyse
von strukturierten Produkten
ORTMANN, NINA VANESSA
• Gegenwärtige und zukünftige
strategische Positionierung der
Search Partners AG im Vergleich zur
Branche der Personalberatungen
QUAISER, TOBIAS
• Ein Konzept für ein vernetztes,
kennzahlenbasiertes Managementsystem zur Überwachung von
international ausgerichteten
Service Unternehmen am Beispiel
der INI-Novation GmbH
(Prof. Hans Niegel)
RASMUSSEN, JAN
• Möglichkeiten und Grenzen des
Automobilhandels im Internet
ROKOHL, CHRISTIAN
• Business Combinations (Phase I
und II) und daraus resultierende
Aufgaben für das Controlling
RÜTH, LAURA
• CSR im Mittelstand –
des betrieblichen Umweltschutzes
(Prof. Dr. Rainer Bossert)
SCHAD, NATHALIE
• Möglichkeiten der Bilanzierung
nach IAS 39
SCHALLES, CHRISTIAN
• Bedarfsanalyse zu Methoden und
Werkzeugen für die Integration von
Modellen im Unternehmenseinsatz
162
SCHMOLL, MARK
• The Shop-in-Shop Extension
of Procter & Gamble
SEIFART, JESSICA
• Vergleich der Werbung in
Deutschland und Frankreich
STEYH, SVEN
• Steuerung der LFT-Beteiligungen
mittels Werttreibern und Kennzahlen
SYDOW, DIRK
• Deutsche Business Angels als
Finanzierungsalternative des jungen
und innovativen Mittelstandes
(Prof. Dr. Rainer Bossert)
WAGNER, DENNIS
• Strategien im Bereich
der Kundenrückgewinnung
WAHEDI, MASSI
• Verursacherbezogene
Kostenverrechnung als Weg
zur Transparenz bei IT-Kosten
WASIK-GAJOWCZYK, MARTA
• Bilanzrechtsmodernisierungsgesetz – Der Einfluss des
Modernisierungsgesetzes auf
die Ansatz- und Bewertungsvorschriften des handelsrechtlichen
Jahresabschlusses
STUDIENGANG
ENERGIEWIRTSCHAFT
ECKL, MICHAEL
• Finanzierungsoptionen für
Biomasseprojekte am Beispiel
eines Heizkraftwerkes
(Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen)
FEIX, MARKUS
• Pilot Study – Web 2.D-Functionalities at the B2B-Marketplace of iBX
FOCKE, BENJAMIN
• Wirtschaftlichkeitsanalyse einer
Photo-Voltaik-Fassadenanlage
am Beispiel des Hochhauses der
(Prof. Dr. Hans-Jürgen Zubrod)
GEORGI, THOMAS
• Energieaudit im Bürogebäude
von Lahmeyer International
GmbH in Bad Vilbel unter
Einbeziehung möglicher Nutzung
erneuerbarer Energien
GIEBELHAUSEN, KATHRIN
• Die Auswirkungen des Allgemeinen
Gleichbehandlungsgesetzes auf die
Gestaltung von Sozialplänen am Beispiel der Luftfrachtabfertigung
(Prof. Dr. Klaus-Peter Schulz)
GUMPP, EVELYN
• Der Passivhausstandard –
Entwicklung einer Strategie
zur Implementierung
(Prof. Dr. Anke Kopsch)
HAMMER, RAMONA
• Sicherstellung der Kundendatenqualität bei der Talaris
Cash Systems (Germany) GmbH
(Prof. Dr. Knut Hildebrand)
WS 2008 / 2009, SS 2009
BERGMANN, JENS
• Cross-Commodity-Hedging
(Strom, CO2-Emissionsberechtigungen, Kohle, Gas) in der
Energiewirtschaft unter Berücksichtigung physischer und
finanzieller Absicherungsmöglichkeiten des Handelsmarktes
BIELA, THORSTEN
• Auswirkungen der verschiedenen
Regelungsansätze zur
Bilanzierung von Biogas
(Dr. Klaus Ahrend)
HARROP, ANGELA
• Ablauf einer Übernahme durch
eine Private-Equity-Gesellschaft –
am Beispiel der BAWAG P.S.K.
(Prof. Dr. Michaela Kiermeier)
HAUSSMANN, ELMAR
• Entwicklung eines Anlagenwirtschaftssystems bei der DB Netz AG
(Prof. Dr. Michaela Kiermeier)
HECHLER, MARGIT
• Kundenorientierung in der
Energieversorgung seit der
Liberalisierung des deutschen
Strommarktes – Vom Stromversorger
zum Energiedienstleister
Landverkehre der Merck KGAA
HERLING, JANA
• Identifikation von Stromeinsparpotenzialen im Haushaltssektor
der europäischen Mitgliedstaaten
NOACK, SILKE
• Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
einer modernen Sicherheitsleitstelle der Werkfeuerwehr in
einem chemisch-pharmazeutischen
Unternehmen
HESSLER, MARCO
• Einführung eines Grünstromproduktes für mittelständische und
industrielle Unternehmen am
Beispiel der watt Deutschland GmbH
(Dr. Claudia Hensel)
KNAUB, ADALINA
• Instrumente und Maßnahmen
des Onlinemarketings zur Kundengewinnung und -bindung für den
Schirner Online-Versandkatalog
KNETSCH, BETTINA
• Shared Services als Instrument
der Zentralisierung konzernweiter
Kostenrechnungsprozesse am
Beispiel eines chemisch-pharmazeutischen Unternehmens
LAJOS, NADINE
• Marketingkonzept für „Coverorm“ –
eine innovative Systemlösung aus
Produkt und Produktionsverfahren
des Formmassenbereichs
der Evonic Röhm GmbH
LANGER, KATJA
• Neuaufbau und Integration
eines Unternehmensteils am
Beispiel einer Patentabteilung
LAUER, CHRISTIAN
• Die Abgeltungssteuer zum
01.01.2009 – Auswirkungen
auf die Vermögensverwaltung
MANOUTCHEHRI-RAD, SONJA
• Einführung eines Incidentund Problem-Managements
gemäß ITIL – am Beispiel
ausgewählter Unternehmen
MEIER, CHRISTOPH
• Optimierung des Transportmanagments für europäische
PANSA, MARIUS
• Potentialanalyse der Windenergienutzung in Kuweit unter Berücksichtigung technischer, wirtschaftlicher und politischer Aspekte
PENZIEN, DANNY
• Möglichkeiten der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien in Österreich
PREUSCHOFF, SIMON
• Entwicklungen und Perspektiven
des Regionalmarktes „Central East“
betreibern – Dargestellt am Beispiel
der Verteilnetzbetreiber (VNB) RheinMain-Neckar GmbH & Co. KG
STILL, LYDIA
• Analyse des österreichischen
Strommarktes mit Aspekten grenzüberschreitender Stromeinspeisung
SUTTNER, WERNER
• Marketing und Vertrieb am Beispiel
von branchen- und fachspezialisierten
Steuerberaterkanzleien in Deuschland
WILCZEWSKI, KERSTIN
• The Positioning of the European
Space Operations Centre (ESOC)
under the corporate brand of
the European Space Agency (ESA)
(Prof. Dr. Ralf Schellhase)
ZIEGLER, MELANIE
• Marketingkonzept für die
interne Vermarktung der Base Familie
im Lufthansa Konzern
SCHNEIDER, LUCAS
• Identifizierung und Monitoring von
Energieeinsparpotentialen mit Hilfe
eines webbasierenden Energie-Informations-System der Merck KGaA
(Dipl.-EW. Burkhard Müller)
SCHWANKE, SANDY
• Kommunikation der Unternehmensvision – Die Balanced Scorecard
als multidimensionales Motivationsinstrument international agierender
Unternehmen
SELASINSKY, ALEXANDER
• Die Bedeutung von Corporate
Social Responsibility (CSR) für
Unternehmen der Energiewirtschaft
SONDEL, PATRICK
• Untersuchung von Methoden
der Vertriebspreisermittlung bei
einem B2B-Stromlieferanten
STERNBERGER, CHRISTIAN
• Kalkulation vermiedener Netzentgelte für dezentrale Einspeisungen
und Bilanzierung von EEG-Mengen
gegenüber den Übertragungsnetz163
QUERSCHNITT 24
DANKSAGUNG
Wir danken Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen für
ihre freundliche Unterstützung der Examensprojekte unserer
Studentinnen und Studenten:
AB Enzymes GmbH
ABB AG, Mannheim
ABB Forschungszentrum, Ladenburg
ABB Stotz-Kontakt GmbH, Heidelberg
ABB, Bratislava
Abott GmbH&Co.KG
Actemium, Frankfurt/Main
Adam Opel AG, Rüsselsheim
Adams Consult GmbH & Co. KG, Groß-Gerau
Adidas AG
ADRA Deutschland e. V.
AIDS Hilfe Frankfurt e. V.
Akasol e. V., Darmstadt
Alcatel-Lucent Deutschland AG, Stuttgart
Alstom Transport, Salzgitter
Amadeus FiRe AG
Amadeus Germany GmbH
Arcadis Consult GmbH
Arcor AG & Co. KG, Stuttgart
AREVA Energietechnik GmbH, Frankfurt/Main
Audi AG, Ingolstadt
BASF
BASF SE, Luwigshafen
BHF-Bank, Frankfurt
Bibliothek der Fachhochschule Frankfurt am Main
Bibliothekssystem Gießen
BMW AG, Werk Dingolfing
BMW Group, München
BMW Group, Technologie Montage, München
Bombardier Transportation AG, Zürich Oerlikon, Schweiz
Bosch Rexroth AG, Lohr/Main
Bosch Rexroth Industrial Hydraulics, Lohr/Main
Bosch Rexroth, Augsburg
Brendel Ingenieure AG, Frankfurt/Main
Brose Unternehmensgruppe, Ostrava, Tschechische Republik
Brunel GmbH, Mannheim
CA (Computer Associates)
164
Cegelec Anlagen- und Automatisierungstechnik GmbH & Co
KG, Frankfurt/Main
Cominvest GmbH
Continental Automotive GmbH, Babenhausen
Continental Automotive GmbH, Regensburg
ConWeaver GmbH, Darmstadt
CoSyst GmbH, Nürnberg
CuroCon GmbH Bensheim
Dafür GmbH, Mühltal
Daimler AG, Stuttgart
Daimler AG, Werk Sindelfingen
Daimler Northeast Asia Ltd. Beijing, China
Dalkia Energie Service GmbH, Neu-Isenburg
DB Netz AG, Frankfurt/Main
Detroit Diesel Corporation/Daimler AG, Detroit, U.S.A.
Deutsche Bahn AG
Deutsche Bank AG
Deutsche Telekom AG
Deutsche Thomson OHG
Deutsches Krebsforschungszentrum, Heidelberg
Dialog Semiconductor GmbH
DIGITAL Film Technology GmbH, Weiterstadt
DIPF, Frankfurt/Main
DiViBib GmbH
Dr. Ing. h. c. F. Porsch AG
Dresdner Bank, Frankfurt
E.On Energy Sales GmbH / Strategie
EADS Deutschland GmbH
Eisenmann AG, Holzgerlingen
ELGO Electronic
Endesa Energía S. A. / Niederlassung Deutschland
engineering methods AG, Darmstadt
ExxonMobil Production Germany (EMPG), Hannover
Fa. Merck KGaA
FAZ
Frankfurter Rundschau
Fraport AG, Frankfurt/Main
Fraunhofer Institut, Nürnberg
Fraunhofer Institut, Stuttgart
Fraunhofer, Institut Integrierte Schaltungen, Erlangen
Fraunhofer-Institut für Betriebsfestigkeit und Systemzuverlässigkeit LBF, Darmstadt
Freudenberg Anlagen- und Werkzeugtechnik GmbH,
Laudenbach
General Motors Powertrain Germany GmbH
Georgsmarienhütte
Gleichmann & Co. Electronics GmbH, Eching
Goldbeck
Gratz Engineering GmbH, Weinsberg Niederlassung Dieburg
Greenpeace Deutschland
Grenzebach Automation GmbH, Karlsruhe
GSI Darmstadt
H+S Automatisierungstechnik, Groß-Umstadt
Heidelberger Druckmaschinen AG, Heidelberg
Herbert Gehrisch Elektrotechnik GmbH, Lautertal
Hessischer Rundfunk
HOCHTIEF Facility Management GmbH, Frankfurt/Main
hofer eds, Würzburg
Horiba Europe GmbH, Darmstadt
HSE HEAG Südhessische Energie AG, Darmstadt
IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr, Gifhorn
IBM Deutschland GmbH, Eschborn
IBM Research & Development GmbH, Böblingen
iC-Haus GmbH, Bodenheim
imec, Belgien
IMeNS - Zentrale Wetzlar
IMTEK, Freiburg und ABB, Ladenburg
in.power GmbH, Mainz
InfoPoint Konsortium Rhein-Main
Ingenieurbüro Schlier u. Partner, Darmstadt
INI-Novation GmbH
Institut für Solare Energieversorgungstechnik, ISET, Kassel
Institut für Competitive Intelligence
Institut für forensische Medizin, Goethe-Universität Frankfurt
Institut Wohnen und Umwelt GmbH, Darmstadt
Institute of Technology, Linköping University, Schweden
intelligent views, Darmstadt
Interactive Media CCSP
ISRA VISION, Darmstadt
ixetic Bad Homburg GmbH, Bad Homburg
Kettler-Krankenhaus
Kiebach & Peter GmbH & Co. KG, Berlin
KSB AG, Frankenthal
Lahmeyer International GmbH, Bad Vilbel
Landeskriminalamt NRW
Laser- und Medizin-Technologie GmbH, Berlin
Lazard Ltd.
LBBW - Landesbank Baden-Württemberg
Leibniz-Institut Berlin
Lenze Drive GmbH
Levanto Service GmbH, Darmstadt
LHS Telekommunikation GmbH & Co. KG, Frankfurt/Main
Linde MH GmbH, Aschaffenburg
Linköping University (Schweden)
Lufthansa AG
Lufthansa Cargo AG, Frankfurt/Main
Lufthansa Flight Training GmbH
Lurgi GmbH, Frankfurt/Main
Magna Seating (Germany) GmbH
MAGNUM Automatisierungstechnik GmbH, Darmstadt
Main-Echo
Mainline Marketing Communications GmbH
MBtech Powertrain GmbH, Fellbach-Schmiden
Merck KGaA, Darmstadt
Messko, Oberursel
MR-Schutztechnik GmbH, Dieburg
Multek, Europe
NATURpur-Energie AG
Neckermann.de
Netskill AG
Novartis Vaccines and Diagnostics GmbH & Co. KG
165
QUERSCHNITT 24
Novell GmbH
N-Zyme BioTec, Darmstadt
opertional services GmbH & Co KG, Frankfurt/Main
P3 Systems, Stuttgart
Pan Dacom Direkt GmbH, Dreieich-Sprendlingen
Passivhaus Institut - Dr. Wolfgang Feist
Paul-Ehrlich-Institut, Langen
PERI GmbH, Weißenhorn
Pirelli Deutschland GmbH, Breuberg
Pneumobil GmbH
Procter & Gamble Service GmbH
PROSTEP AG
Prostep IUP
R+V Versicherung AG
Ralos Vertriebs GmbH, Michelstadt
R-Biopharm AG
REDNET AG, Mainz
REFU Elektronik GmbH, Metzingen
Reimelt Food Technologie, GmbH
RKW Kompetenzzentrum
Robert Bosch GmbH, Schwieberdingen
Robert Bosch GmbH, Waiblingen
Rolls-Royce Deutschland Ltd&Co.KG, Oberursel
Rücker GmbH, Wiesbaden
RWE Energy AG
Sag GmbH, Langen
Samson AG, Frankfurt/Main
Sanofi-Aventis Deutschland GmbH
SAP AG
Schenck RoTec GmbH
Schott AG, Mainz
SCHUFA Holding AG
Schuler Automation GmbH & co. Kg, Gemmingen
Search Partners AG
SEAT Deutschland GmbH
SEB AG
Sick AG, Waldkirch
166
Siemens AG, Erlangen
Siemens AG, Frankfurt/Main
Siemens AG, Nürnberg
Siemens AG, Offenbach
Siemens Electrical and Electronic Services K.S.C.
Siemens Industrial Turbomachinery
Sirona Dental Systems GmbH, Bensheim
SMA Solar Technology AG, Niestetal
Sony Deutschland GmbH, Stuttgart
Stadtbibliothek Darmstadt
Stadtbibliothek Schaffhausen (CH)
Stadtwerke Landau. Landau/Isar
Süddeutsche Zeitung
SurTec Deutschland GmbH
Syzygy Deutschland GmbH, Bad Homburg
taste! Food & Beverage Communikation
teamtechnik Maschinen und Anlagen GmbH, Freiberg/Neckar
TechGenion GmbH, Rodgau
Texas Instruments Deutschland GmbH
TU Darmstadt
TuneUp Distribution GmbH
Universität Osnabrück, Institut für Kognitionswissenschaft
Uniklinikum Erlangen, Mund-, Kiefer- und Gesichtschirurgische Klinik
Universitäts- und Landesbibliothek Darmstadt
University of Kuopio, Finnland
University of Nebraska Medical Center, Eppley Institute for
Research in Cancer and Allied Diseases
University of New South Wales, Australia
voestalpine Anarbeitung GmbH, Linz, Österreich
Volkswagen AG, Kassel
Wachendorff Elektronik GmbH & Co. KG, Geisenheim
Yuehang International Trading & Consulting GmbH
Zimmer & Kreim GmbH & Co. KG, Brensbach
CAREER CENTER
Das Career Center der h_da ist eine Serviceeinrichtung für Studierende, Absolventen
und Absolventinnen sowie Unternehmen. Es vermittelt zwischen diesen und kooperiert
dabei mit Partnern aus Wirtschaft, Verbänden und Verwaltung. Ziel ist es,
Studierende und Absolventen der h_da auf ihr Berufsleben vorzubereiten und ihre
Chancen auf dem Arbeitsmarkt bzw. in der Selbstständigkeit zu erhöhen.
Karriereunterstützung für Studierende und Absolventen:
Vorbereitung auf das Berufsleben • Erhöhung der Chancen auf dem Arbeitsmarkt und
in der beruflichen Selbstständigkeit
Abhängige Beschäftigung – Praktika, BPP, Abschlussarbeiten, Jobs und Festanstellungen
Infoveranstaltungen • Einzelberatungen • Fachvorträge • Firmenkontaktmessen •
Workshops • Unternehmenspräsentationen • „JobPortal“ im Netz • Bewerbungstipps
Unternehmensgründung
Basis-Informationen und Beratung • Beratungstage • Unterstützung bei der Erstellung
von Businessplänen • Gründertreffs • Gründungs-Inkubator • Vermittlung von
Gründerstipendien und -coaches • Kontakte
www.h-da.de/career
Career Center – der zentrale Partner für Ihre berufliche Zukunft
167
QUERSCHNITT 24
WEITERBILDUNG
Das externe Weiterbildungsprogramm der Hochschule Darmstadt und das
interne Weiterbildungsangebot für die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter sowie
Professorinnen und Professoren der h_da sind die zentralen Arbeitsbereiche
des Referats Weiterbildung.
Die berufsbegleitenden Studien- und Weiterbildungsprogramme für Fach- und
Führungskräfte zeichnen sich durch akkreditierte Hochschulabschlüsse, eine flexible
Studiengestaltung sowie einen hohen Praxisbezug aus:
Fernstudiengang Elektrotechnik (M.Sc.) • Informatik für Berufstätige (Bachelor, Master,
Zertifikat) • Internationale BWL (B.Sc.) • Master of Business Administration (MBA) •
Energiewirtschaft (MBA, Zertifikat) • Strahlenschutz-Fachkunde (Zertifikat) • Soziale
Arbeit (Zertifikat)
Ansprechpartner für Unternehmen und Institutionen, die Inhouse-Angebote
verwirklichen möchten
Unterstützung der Fachbereiche bei der Konzeption und Organisation von
Weiterbildungsangeboten
Initiator von Kooperationen mit hochschulexternen Partnern auf dem Gebiet der
Weiterbildung
Beratung von Weiterbildungsinteressierten
www.h-da.de/weiterbildung
168
TECHNOLOGIETRANSFERCENTRUM
Das TechnologieTransferCentrum (ttc) der Hochschule Darmstadt ist eine der
zentralen Service- und Kommunikationsschnittstellen in der Hochschulverwaltung
zwischen wissenschaftlichem und administrativem Personal, der Wirtschaft und
anderen Organisationseinheiten.
Betreuung von Drittmittelprojekten mit Unternehmen • marktorientierte Lösungen
für Unternehmen, Behörden und Institutionen
Vermittlung fachlicher Kontakte zwischen Unternehmen und der Hochschule Darmstadt
Informations- und Beratungsplattform zu aktuellen Forschungsprojekten,
Förderprogrammen und (vertrags-)rechtlichen Fragestellungen
Bearbeitung und Abwicklung von Forschungsanträgen • allgemeine administrativwissenschaftliche Dienstleistungen für Mitglieder der h_da
Präsentation von Wissenschafts- und Technologie-Know how im Rahmen von Messen
und Ausstellungen
Erstberatung von Hochschulmitgliedern zu Erfindungen, Patenten und Markenanmeldungen
www.h-da.de/forschung-entwicklung/technologietransfer-zentrum
169
QUERSCHNITT 24
IMPRESSUM
Herausgeber
Präsidentin der Hochschule Darmstadt
University of Applied Sciences
Haardtring 100
64295 Darmstadt
www.h-da.de
Redaktion
Hochschulmarketing und Public Relations
Michaela Kawall
Telefon 06151 . 16 - 85 03
Telefax 06151 . 16 - 89 00
E-Mail [email protected]
Kontakt F & E
Zentrum für Forschung und Entwicklung (zfe)
Prof. Dr. Bernd Steffensen
Haardtring 100
64295 Darmstadt
Telefon 06151 . 16 - 88 44
Telefax 06151 . 16 - 89 88
Druck
Service Print Medien
University of Applied Sciences
Haardtring 100
64295 Darmstadt
Telefon 06151 . 16 - 87 97
Gestaltung
Dieses Magazin wurde entwickelt von:
Schumacher. Visuelle Kommunikation
Taunusstraße 45
64289 Darmstadt
Telefon 06151 . 967 36 16
Telefax 06151 . 967 36 38
www.schumacher-visuell.de
nach einem Template (Level 3) von BeckerSpäth, Darmstadt
Leitung: Prof. Christian K. Pfestorf,
Beauftragter für das Corporate Design der h_da.
Foto
Jens Steingässer (Umschlag, S. 2, 4, 20/21, 28, 42 /43, 44, 48,
58/59, 63, 67, 70/71, 73, 91, 103, 134, 135, 136 )
www.jens-steingaesser.de
Britta Hüning (S. 78/79)
www.fotorismus.de
J. Mahnke /ddp images (S. 8/9)
Matthias Ibeler/alpha ventus (S. 32 /33, 36)
Ute Grabowsky /photothek.net (S. 50/51, 53)
Ersan Günes (S. 93)
Tim Tilhard (S. 123, 124, 126, 127)
Alle anderen Fotos wurden direkt von den einzelnen
Fachbereichen gestellt.
Für die sachliche Richtigkeit der Beiträge dieses Magazins
sind die Autoren verantwortlich.
ISSN 0933-5439
170
Prüfverfahren zum Verschleiß von Oberfl ächen in einer Waschstraße (siehe Seite 134)

Querschnitt Nr. 24 - Hochschule Darmstadt

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