Querschnitt Nr. 24 - Hochschule Darmstadt
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Querschnitt Nr. 24 - Hochschule Darmstadt
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 • Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik 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 • Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik Seiten 94 – 97 ZUKUNFT DER SCHULE – WELCHE ROLLE KANN DIE AUSSERSCHULISCHE BILDUNG SPIELEN? Prof. Dr. Achim Schröder • Fachbereich Gesellschaftswissenschaften und Soziale Arbeit 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 • Fachbereich Informatik 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 • Fachbereich Informatik 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 • Fachbereich Wirtschaft 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 Niederschlagshöhe [mm] 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 Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung bei der hydraulischen Berechnung großer Kanalnetze FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 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 Einzugsgebietsgröße [km2] 1 10 100 1000 Einzugsgebietsgröße [km2] 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 Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung bei der hydraulischen Berechnung großer Kanalnetze FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 22.07.1995 / MZ 2 Niederschlagshöhe [mm] 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 Niederschlagshöhe [mm] 22.07.1995 / MZ 1+2 gemittelt Niederschlagshöhe [mm] 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) (Wichtungsfaktor 0,33) (Wichtungsfaktor 0,25) (Wichtungsfaktor 0,2) 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 Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung bei der hydraulischen Berechnung großer Kanalnetze FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 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 Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 2 [m³] LZKS MZ 1 gegen LZKS MZ3 für n = 0,33 Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 3 [m³] 500 500 400 400 y = 1,01x y = 1,44x 300 300 200 200 100 100 0 0 0 100 200 300 400 500 Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1 [m³] 0 100 200 300 400 500 Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1 [m³] 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 Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung bei der hydraulischen Berechnung großer Kanalnetze FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 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] 500 500 400 400 300 300 y = 0,70x 200 200 100 100 0 y = 0,47x 0 0 100 200 300 400 500 0 100 Abbildung 12 • Vergleich der Ergebnisse für die Langzeitsimulation über 32 a von MZ 1 mit den Reihen MZ 1 – MZ 3 200 300 400 500 Überstauvol. Langzeitkontinuum MZ 1 [m³] 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] 500 500 400 400 y = 1,01x 300 300 200 200 y = 0,71x 100 100 0 0 0 100 200 300 400 500 Überstauvol. Modellregen MZ 1 [m³] 0 100 200 300 400 500 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 Berücksichtigung der ungleichmäßigen Überregnung bei der hydraulischen Berechnung großer Kanalnetze 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 FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 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 FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 21 40 he oß au 99 d d Waldrand-siedlungg Blumenweg L 833 d 85, 86, 567 L 81 Zellhausen n 95 N R ied 41 4 oden er 0 Bf . ma rk- Ur be ra ch Bf . 64 g H d exe 56 nbe r er Rö d Aschaffenburg Hbf 7 56 AS T-8 1 65 K8 6 3 567 Mainhausen b4 Ober-Roden E.-Kästner-Str. Eppertshausen Bf. 674 679 4 K5 3, K5 Rödermark S3 Westseite: d 75 Ostseite: d 73, 99, 661 L 78 n Langen Bahnhof se au sh rre Ha 6 K8 Aschaffenburg Hbf O Bf F-Bi . eb er Gr 64 L 82 Odenwaldbahn Odenwa 1 65 86 AS T-8 7 tB f. Se lig 99 en sta d 42 L 44 3 T-4 AS kar f. rm B de en Rö Rod er 66 1 Dr eie D Dr ich reie eie en ich ich ha in -G Bf öt ze . nh ain Bf . 96 66 Seligenstadt Jügesheim 63 M üh Eib 12 e d nw 10 eg 3 d O A 6 me uto 61 ist bah er nei L Stra 52 ßen ba hn 2 663 Dr .-W eib elf eld Bf . 60 51 Feuerwache/ Kapellenplatz Ev. Kirche L 87 Kl.-Welzheim nai en M ing fl Dietzenbach Ob 60 OF -W ald ho f Ob er tsh au se d nB 85 f. ,8 6, 65 1 L 35 ,8 7 d c F-S 5 1 üd 0, 6 , 2, ba 53 3 h F-L nho ok f alb f. 70 60 S3, S4 ,S 2 dB f. 55 L 44 ErnstReuterJustus-v.-Liebig-Str. Sch. Zellhausen Bf. 99 L 83 Dietzenbach Dudenhofen Bf. 95 Bf. b 2 99 Waldd 57 Chemnitzer Str. Dudenhofen 56 d Messenhausen acker Schwimmbad Sc 99 d 41 Opelstraße d 40 Göt Götzenhain Worm ser Str. L 44 65 L 66 d 653 Kreuzb erg d 40 DreieichDreieic Nieder61 Offe enth Bf. Offenthal Rollwald Gutenbergring Dreieichbahn D d 96 Rollwald Bf. Roden dU Altee Rathaus/ d 64 b1 Bachgasse 64 Rhein-Neckars Neckarstr. d 674, 679, 684 str. d 95 Siedlung Breidert Im TaubOffenthal Offen haus Babenhausen Bf. Urberach dKK 53, K54, K86 d Dreieich Dreie ich 1 85 tr. rS lte ha g er f. inb B Rodgau KleinKrotzenbg. Froschhsn. An mm sta 30 8 T-3 AS en us He f. B Th.-Heuss-St tr. Th.-Heuss-Str. 40 57 L 77 42 Heusenstammer Str. d 42 Dietzenbach Mitte d 56, 57 Jügesheim Bf. Kirchbornstr. 61 Schwimmbad 6 aus d 71 An der Ko Koberstadt 73 d 56 Hexenberg hain 662 Egelsbach Bf. NDE t Endhaltestelle us d 73 L 79 71 ha Egelsbach L 66 en ule d 71 A.-Einstein-Schule eicheneich iche hen- nk 73 Darmstädter Str. L 78 Rathauss 64 99 a Kr Langen 71 Drei- 61 Steubenstr. Steubens enstr. 663 Mitte T-6 AS L-Flugsicherung erun 7755 d L 65 Dr.-Sprendlingen Bf. p L 76 Lut Lutherpl. d 72 d 72 72 99 bd Langen Bf. M MaxPlanck-Str. Planck-Str. Sprendlin dlingenn Sprendlingen Hainstadt d Haus Jona 120 Weiskirchen Bf. d 56, 57 57 Hainhausen Siemensstraße Fachmarktzentrum Klein Auheim Bf Bf. Hainstadt Bf. Weiskirchen S2 d 30 Rembrücken L 38 Steinberg Hainhausen Bf. 56 Waldorfschule Waldorfs 3 Buchschlag hlag Sudetenring nring AST-68 688 Dreieich- AST Dreieich 67 Buchschlag BBf. f. 664 dL a 61 67 68 BürgerL 64 haus 65 65 Neu-Isenburg Neu Isenburg d L 65 96 661 AST-52 52 M.-Beehaim-Str. S M.-Behaim-Str. L 52 WaldL 68 friedhof 53 e St ZeppelinZeppe heim Bf.. Bastenwald 95 Zeppelin heim S1 Heusenstamm He Hausen Obertshausen Hainburg d 96 G Gra Gravenbruch Gewerbegeb. Ge ewerbegeb. begebb 51 Gewerb Ost Isenburgzentrum S7 OFFENBACH B 51 663 662 51 Stadthalle St Ost d 51, 51 50 Rhö önRhönstr. T-8 AS d 662, 663 51 107 L 38 120 AST-35 7 14 e 14 95 ngener aldsee Bieber BÜ Waldstr. 86 O Oberschweinstiege 653 F-Stadion Offenbach Ostbf. b2 107 Lämmerspiel Lä Offenbacher Weg d 31 56 15, 16 Südfriedhof 50 30 d 53, 95 Neu-Isenburg Bf. 64 S1, S2, S8, S9 d 103, 107 OF-Marktplatz e 15, 16 d 30, 120, 661 Stadtgrenze Offenbach Hbf 50, 55, 64 85 9 Fha Flu F-N fe g- ie nB de f. rra OF-Kaiserlei F-Mühlberg 31 U3 1 15 Ha Haardtwaldpl. e 15 F-Stresemannallee F-Louisa Bf. im 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 Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der Schülerbeförderung im Kreis Offenbach S1 von S1 Frankfurt (HVZ) Ober-Roden (HVZ) S1 S1 Frankfurt (HVZ) Ober-Roden (HVZ) Frankfurt Ober-Roden FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN BUS Frankfurt Ober-Roden BUS OF-86 Hainburg – Mainhausen Bus 651 NI – Ffm/Flughafen OF-120 Mühlheim – Offenbach OF-86 Hainburg – Mainhausen Bus 651 NI – Ffm/Flughafen OF-120 Mühlheim – Offenbach über Obertshausen Minuten 0 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 OF-86 Hainburg – Mainhausen Bus 651 NI – Ffm/Flughafen OF-120 Mühlheim – Offenbach Frankfurt (HVZ) Ober-Roden (HVZ) S1 60 OF-86 Hainburg – Mainhausen Bus 651 NI – Ffm/Flughafen OF-120 Mühlheim – Offenbach BUS nach 55 BUS Frankfurt (HVZ) Ober-Roden (HVZ) Frankfurt Ober-Roden S1 S1 Frankfurt Ober-Roden S1 HVZ: fährt nur in der Hauptverkehrszeit 06:15 – 09:15 Uhr und 15:15 – 19:15 Uhr 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 Einwohner (31.12.2008) Anteil unter Anteil über 15 Jahren 64 Jahre Dietzenbach 33.067 17,0 % 16,1 % Hainburg 14.528 13,7 % 19,6 % Heusenstamm 18.227 12,3 % 23,9 % 9.139 15,9 % 17,7 % Obertshausen 24.141 13,3 % 19,2 % Rodgau 43.047 14,6 % 17,1 % Rödermark 26.019 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 FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 1395 Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der Schülerbeförderung im Kreis Offenbach 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 Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der Schülerbeförderung im Kreis Offenbach FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 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. Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der Schülerbeförderung im Kreis Offenbach Handlungsfeld FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 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 Konzept für einen zukunftsfähigen ÖPNV bei der Schülerbeförderung im Kreis Offenbach FACHBEREICH BAUINGENIEURWESEN 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- Wie zuverlässig ist die künftige, regenerative und dezentrale Stromversorgung? FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK 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 Wie zuverlässig ist die künftige, regenerative und dezentrale Stromversorgung? FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK 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 Wie zuverlässig ist die künftige, regenerative und dezentrale Stromversorgung? FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK 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 KULTURWISSENSCHAFTEN 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 Konturverfolgung mit Robotern FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK ]$FKVH 1000 950 900 850 800 750 700 650 800 1000 Ende 1200 Start 1400 1600 [$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. Konturverfolgung mit Robotern FACHBEREICH ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK 850 ]$FKVH 800 900 1000 750 1100 [$FKVH 1200 1300 700 1400 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 \$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. FACHBEREICH GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN UND SOZIALE ARBEIT 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 FACHBEREICH GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN UND SOZIALE ARBEIT 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 KULTURWISSENSCHAFTEN 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- Material- und Dimensionsstudie an Dieselpartikelfiltern FACHBEREICH MASCHINENBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK 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- Material- und Dimensionsstudie an Dieselpartikelfiltern Nacheinspritzung Nacheinspritzung Aus An FACHBEREICH MASCHINENBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK 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- Material- und Dimensionsstudie an Dieselpartikelfiltern Temperatur [ºC] 1200 max. DPF Temp. [ºC] 1400 Nacheinspritzung 50s 1100 FACHBEREICH MASCHINENBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK 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) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Störbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,5 7 7,5 8 Rußbeladung [g/l] Abbildung 12 • Maximale Temperatur als Funktion der Beladung, ‚Drop to Idle‘-Test . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . Rückwandecho bei 150 mm Störbereich . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 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 Material- und Dimensionsstudie an Dieselpartikelfiltern 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 FACHBEREICH MASCHINENBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK 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 KULTURWISSENSCHAFTEN 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 Inhärent sicheres Verhalten am Beispiel thermischer Animation aerosolbelasteter Rekombinatoren FACHBEREICH MASCHINENBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK 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 Inhärent sicheres Verhalten am Beispiel thermischer Animation aerosolbelasteter Rekombinatoren FACHBEREICH MASCHINENBAU UND KUNSTSTOFFTECHNIK . 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 KULTURWISSENSCHAFTEN 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 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 • Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik Seiten 94 – 97 ZUKUNFT DER SCHULE – WELCHE ROLLE KANN DIE AUSSERSCHULISCHE BILDUNG SPIELEN? Prof. Dr. Achim Schröder • Fachbereich Gesellschaftswissenschaften und Soziale Arbeit 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 • Fachbereich Informatik 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 • Fachbereich Informatik 84 PROJEKTBERICHTE 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 • Fachbereich Wirtschaft 85 QUERSCHNITT 24 ASYMMETRISCHE INDUKTION DURCH LÖSUNGSMITTEL AUS DEM „NATURAL CHIRAL POOL“ 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 • Prof. Dr. Achim Schröder 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? FACHBEREICH GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN UND SOZIALE ARBEIT 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? FACHBEREICH GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN UND SOZIALE ARBEIT 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 • Ralf Friedrich, Udo Bleimann, Thomas Martens, Ingo Stengel, Paul Walsh 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 • Prof. Dr. Michael Massoth, Robin Acker, Prof. Dr. Ronald Moore 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 • Prof. Dr. Heinz-Erich Erbs, Florian Miess 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 • Prof. Dr. Harald Baier, Prof. Dr. Christoph Busch 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, CASED – Ein Darmstädter Forschungszentrum entwickelt IT-Sicherheitsbausteine von morgen FACHBEREICH MEDIA / FACHBEREICH INFORMATIK 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 CASED – Ein Darmstädter Forschungszentrum entwickelt IT-Sicherheitsbausteine von morgen FACHBEREICH MEDIA / FACHBEREICH INFORMATIK 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 literatur- und 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 Die elektronische Edition der Briefe von und an Frank Wedekind FB MEDIA / FB INFORMATIK / FB GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN UND SOZIALE ARBEIT PROJEKTBERICHTE Abbildung 4 • Frank Wedekind, Fotografie ca. 1912. (Quelle: Archiv der Forschungsstelle Frank Wedekind) 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. Die elektronische Edition der Briefe von und an Frank Wedekind FB MEDIA / FB INFORMATIK / FB GESELLSCHAFTSWISSENSCHAFTEN UND SOZIALE ARBEIT PROJEKTBERICHTE Abbildung 6 • Frank Wedekind, Zeichnung v. Willy Wolf Rudinoff (eigtl. Willibald Wolf Morgenstern), Maler, Grafiker u. Pantomime. (Quelle: Archiv der Forschungsstelle Frank Wedekind) 121 QUERSCHNITT 24 HÖRBÜCHER UND PODCASTING FÜR BILDUNGSZWECKE Autorin • Prof. Sabine Breitsameter 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- Hörbücher und Podcasting für Bildungszwecke 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 Hörbücher und Podcasting für Bildungszwecke 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 • Janina Fengel, M.Sc., Prof. Dr. Michael Rebstock 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- Dynamische Modellintegration im elektronischen Geschäftsverkehr – Das Forschungsprojekt MODI FACHBEREICH WIRTSCHAFT 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. Dynamische Modellintegration im elektronischen Geschäftsverkehr – Das Forschungsprojekt MODI FACHBEREICH WIRTSCHAFT 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krajewski) 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krajewski) 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 (Prof. Dr.-Ing. Jürgen Spittank) KOMI, FAMBO • Berechnung der Aussteifung gegen Wind und Erdbeben eines 7-Stöckigen Bürogebäudes (Prof. Dr.-Ing. Rudolf Baumgart) KROKER, PAUL • Optimierung der Abstellmöglichkeiten für LKW auf Rastanlagen (Prof. Dr.-Ing. Jürgen Follmann) KUSCHE, MARCUS • Bewertung landschaftlicher Wege (Prof. Dr.-Ing. Axel Poweleit) 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 • Berechnung und Konstruktion 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krajewski) REICHEL, MARCO • Entwurf einer Baugrube in Molasseböden für einen Industriestandort in Vevey / Genfer See (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krajewski) 138 RIEDL, BENJAMIN • Darstellung des genauen Rechenverfahrens der neuen DIN 1053-100 durch Ausarbeitung einer allgemeinen Dokumentation und Erläuterung anhand von konkreten praxisrelevanten Rechenbeispielen (Prof. Dr.-Ing. Rudolf Baumgart) 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 (Prof. Dr.-Ing. Axel Poweleit) RIEGER, SEBASTIAN • Der Trockenbau in der schlüsselfertigen Bauabwicklung (Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Alexander Bubenik) STUTZ, HANS HENNING • Kritischer Vergleich von Berechnungsmethoden zur Untersuchung der Standsicherheit von Böschungen (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Krajewski) 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 (Prof. Dr.-Ing. Jürgen Spittank) SCHERER, CHRISTOPH • Baubetriebliche Nachuntersuchung zur Herstellung einer Geschossdecke (Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Wirt.Ing. Alexander Bubenik) SCHMIDT, STEFAN • Muster-Hochhaus-Richtlinie (MHHR), April 2008, für den vorbeugenden Brandschutz (Prof. Dr.-Ing. Jürgen Spittank) 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 • Berechnung und Konstruktion 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 (Prof. Dr.-Ing. Jürgen Spittank) 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 DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN 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 (Prof. Dr. Regina Heinzel-Wieland) BÜTTNER, JULIA • Charakterisierung von Influenza A-Viren und deren Einfluss auf die Gen- und Proteinexpressionsmuster infizierter MDCK-Zellen (Prof. Dr. Regina Heinzel-Wieland) KLEINMANN, CHARLOTTE • Untersuchungen zur FGF21-Wirkung in in vitro Zellsystemen (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) DAUM, DIANA • Entwicklung eines zellulären Hochdurchsatz-Testverfahrens zur Identifikation von Chondrogeneseaktivatoren (Prof. Dr. Franz-Josef Meyer-Almes) FILBERT, HELENE • Nachweis potentiell allergener Paranuss (Bertholletia excelsa) in Lebensmitteln mittels Real-Time Polymerase Kettenreaktion (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) GARDLOWSKI, JENNIFER • Wechselwirkung verschiedener Zuckermoleküle mit Concanavalin A. Mikrokalorimetrische Bestimmung der Affinitätsparameter (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) GLAUBITZ, CAROLIN • Validierung unterschiedlicher quantitativer Real-Time RT-PCR-Nachweise und Sensitivitätssteigerung einer immunologischen Nachweises von Norovirus in Stuhlproben (Prof. Dr. Regina Heinzel-Wieland) HAUS, PATRICIA • Charakterisierung des Pyruvatdehydrogenasekomplexes in insulinsensitiven Testsystemen (Prof. Dr. Franz-Josef Meyer-Almes) HUBER, KATJA • Enzymatische Aktivierung von Olivenreststoffen (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) HÜTTEMANN, KATHRIN • Artbestimmung forensisch relevanter Fliegen mittels terminalem Restriktionsfragment-Längenpolymorphismus (tRFL) (Prof. Dr. Regina Heinzel-Wieland) 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 (Prof. Dr. Regina Heinzel-Wieland) RANA, SHOAIB • Konstruktion eines in vitro Translationssystems zur Herstellung von D-Proteinen mit Hilfe modifizierter Ribosomen und D-Aminosäureacylierter tRNA (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) RAUSCHENBACH, KRISTIN • Proteaseinhibitoren von Streptomyces mobaraensis: Reinigung und Charakterisierung (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) REDAI, VERONICA • Investigations of the interactions between p63RhoGEF and GTPase proteins (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) SCHOLZ, BASTIAN • Etablierung und Durchführung von Zytotoxizitätsstudien in humanen pharygalen Zelllinien (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) SCHUL, DANIELA • Identifizierung, Quantifizierung und funktionelle Konsequenzen der Adenosin- zu Inosin-Editierung der murinen 5-Hydroxytryptamin 2C Rezeptor-RNA (Prof. Dr. Regina Heinzel-Wieland) SPEDA, JUTTA E. • Nanoparticle induced functionalization of designed polypeptides (Prof. Dr. Hans Lothar Fuchsbauer) Hydroxamat-Inhibitor (Prof. Dr. Franz-Josef Meyer-Almes) URRUTIA-HEY, MARISOL • Affinitätsmaturierung c-Met bindender Antikörperfragmente (Prof. Dr. Regina Heinzel-Wieland) 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 (Prof. Dr. Volker Wiskamp) GEWENIGER, ANJA • Synthese neuartiger Kinaseinhibitoren für die Onkologie (Prof. Dr. Volker Wiskamp) GÖLDEN, VERA • Screening der Betriebsparameter und der Beschichtungslösung für die Herstellung von Sol-Gel-Schichten durch Rollcoating (Prof. Dr. Volker Wiskamp) OLBRICH, SASCHA • Evaluierung einer No-Rinse Konversionsbehandlung auf Basis von Chrom(III) (Prof. Dr. Volker Wiskamp) SCHEID, DANIEL • Dispersionspolymerisation von N-Vinylpyrrolidon (Prof. Dr. Volker Wiskamp) VOLKEL, JÖRG • Bestimmung der Wasser- und Stickstofflöslichkeit in oxidischen Borosilicatgläsern (Prof. Dr. Volker Wiskamp) 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, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) CHERUKUPALLI, SANDEEP REDDY • High Speed Communication between two FPGAs (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) JAEGER, PIERRE • Numerical Assessment of a Statistical PMD Emulator (Prof. Dr. Manfred Loch, Prof. Dr. Heinz Schmiedel) CHRISTYOWIDIASMORO, CHRISTYOWIDIASMORO • VHDL Code Generator based on Component Diagram (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) KATAMAREDDY, CHAITANYA • FlexRay Manipulator and Multiplexer (Prof. Dr. Bernhard Hoppe, Prof. Dr. Hermann Meuth) DARSI, KIRAN KUMAR • Analysis and Code Optimization of Field Oriented Control Algorithm for a 3 Phase Permanent Magnet Synchronous Motor on a TMS570 Microcontroller (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) 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 (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) KODALI, PAVAN KUMAR • Evaluation of an AUTOSAR Development Approach with a Hardware-In-Loop Simulation of a Prototypical Truck Powertrain Control Product Line (Prof. Dr. Hermann Meuth, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) 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 (Prof. Dr. Hermann Meuth, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) 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 (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Hermann Meuth) PATIL, ANUPKUMAR • IMPLEMENTATION OF PROPIETARY NETWORK LAYER (Prof. Dr. Heinz Schmiedel, Prof. Dr. Michael Kuhn) PHADKE, HEMANT • Design and Verification of a DSP System for Configurable Decimation Filters using System Verilog (Prof. Dr. Bernhard Hoppe, Prof. Dr. Hermann Meuth) SAMBARAJ, RAVIKANTH • ON IEEE 802.15.4 STANDARD (Prof. Dr. Bernhard Hoppe, Prof. Dr. Thomas Schumann) TANEJA, AMIT • Control Concept for Waste Heat Recovery System for Heavy Vehicles (Prof. Dr. Karl Kleinmann, 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 DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN 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 (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) VENKITACHALAM, DINESH • Design of Analog Monitors (Prof. Dr. Hermann Meuth, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) STUDIENGANG ELEKTROTECHNIK/ AUTOMATISIERUNGS- UND INFORMATIONSTECHNIK WS 2008 / 2009, SS 2009 BAH, MOHAMED ALKALY • Aufbau, Analyse und Vergleich von Regelkreis-Testständen (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, 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 (Prof. Dr. Hermann Meuth, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) 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 (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Klaus Schaefer) DANNER, FLORIAN • Motorstrommessung mittels Shunt und Delta Sigma AD mit Signalaufbereitung durch einen Field Programmable Gate Array (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Andreas Gräßer) GERDES, LARS ARNE • Teilweise Überarbeitung eines vorhandenen Messgeräts zur Vermessung von Radprofilen bei Schienenfahrzeugen (Prof. Dr. Klaus Schaefer, Prof. Dr. Karl Kleinmann) DEMAND, PASCAL • Migrationsanalyse samt Umsetzung alter SPS-Funktionen in eine objektorientierte Programmierumgebung (Prof. Dr. Stephan Simons, Prof. Dr. Markus Haid) GERSTMANN, ANNIKA • Realisierung einer Temperierung mittels SPS (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, Prof. Dr. Markus Haid) DJIEDEU, GHISLAIN THIBAUT • Schwingungsuntersuchungen beim Filmabtaster (Prof. Dr. Klaus Schwebel, Prof. Dr. Andreas Gräßer) GERWE, JOSEPH • Entwicklung eines Applikationstools zur Messung von OBD Emissionsgrenzwerten (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) 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, Prof. Dr. Klaus Schaefer) HEIL, MIRIAM • Adaptierung von KalmanFilter-Modellen zur Stabilisierung der Messwerte einer modularen low-cost Inertialsensorplattform für die Indoor-Navigation (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) FINK, MICHAEL PETER • Maschinenbedienstelle mit Touchdisplay (Prof. Dr. Klaus Schaefer, Prof. Dr. Stephan Simons) HEUSER, MORITZ • Modellierung eines vorhandenen Prozessleitgeräts in UML zur Unterstützung der Migration nach IEC 61850 (Prof. Dr. Hermann Meuth, Prof. Dr. Klaus Schaefer) FREIBURG, SEBASTIAN • Automatisierung einer mobilen Bahnübergangssicherungsanlage (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, Prof. Dr. Andreas Gräßer) FRIEDRICH, ALEXANDER • Analyse, Optimieren und Anwenden einer bestehenden Programmarchitektur (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Andreas Gräßer) FRIES, HARALD • Development of multiprocessor embedded system (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Hermann Meuth) FRITZ, ANATOL • Entwicklung eines automatischen Optimierungssystems für gesteuerte Schaltvorgänge an Handschaltgetrieben (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz) HOFSTETTER, RENÉ • Custom Design of a Decimal Multiplier (Prof. Dr. Hermann Meuth, Prof. Dr. Bernhard Hoppe) HÜBNER, MARC • Detailprojektierung eines Kupplungskomponentenprüfstandes und Prüfprogrammentwicklung zur Qualitätssicherung von Doppelkupplungsgetrieben (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Andreas Gräßer) 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) (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) KLEIN, MANUEL • Entwicklung und Realisierung eines Maschinenmoduls Stacker zum Stapeln von Hygieneartikeln aus einem kontinuierlichen Prozess (Prof. Dr. Stephan Simons, Prof. Dr. Wolfgang Weber) KLIEMANNEL, FABIAN • BevaS-Behandlung varianzbehafteter Simulinkmodelle (Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz, Prof. Dr. Stephan Simons) KNAEBEL, STEPHAN SEBASTIAN • Simulation und Optimierung des Materialflusses in Produktionsanlagen (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) KNEBEL, SEBASTIAN • Statistisches Extrahieren von Teilen existierender SPS-Programmen und Entwicklung von Konvertierungsalgorithmen in ein modernes Übersetzungswerkzeug (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) MENNANE, MARIAME • Sicherheitsgerichtete Steuerung am Beispiel eines Dampfreformers (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, Prof. Dr. Markus Haid) MICHAEL, PHILIPP • Tracking and Compliance einer komplexen RFID-Plattform (Prof. Dr. Klaus Schaefer, Prof. Dr. Andreas Gräßer) MICHEL, KAI • Merkmalsbasierte Objekt-Lagebestimmung anhand von 3D-Oberflächen (Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz, Prof. Dr. Karl Kleinmann) MIGLIETTA, SEBASTIAN • Entwicklung eines Simulators zur Evaluation des Adaptive Beamforming in der Car-to-X Kommunikation (Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz, Prof. Dr. Friedrich Münter) NEUMANN, RENÉ • Machbarkeitsstudie für ein Expertensystem in SPPA-T3000 (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) NGUEFACK MBOGNING, CYPRIEN PACOME • Entwicklung eines automatisierten Prüfstands zur Endkontrolle von Temperaturgebern des Typs ZT-F2 (Prof. Dr. Friedrich Münter, Prof. Dr. Klaus Schaefer) LITTMANN, MATTHIAS • Integration eines elektromechanischen Bremsaktuators in die SPARC-Bremsenregelung (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Stefan Wagner) NUNEZ, MIGUEL • Anforderungsdefinition an ein Motorsteuergeräte-Applikationstool (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) MARINOVIC, DANIJEL • Integration einer Soft-SPS in eine OS-9 RTOS Messtechnikumgebung (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Markus Haid) 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 (Prof. Dr. Heinz Schmiedel, Prof. Dr. Andreas Gräßer) (Prof. Dr. Thomas Schumann, Prof. Dr. Andreas Gräßer) QARBAL, ADIL • Automatisierung von Klärgasproduktion (Beschickung 142 und Entsorgung von Klärschlamm) (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, Prof. Dr. Markus Haid) REESE, MARKUS • Implementierung einer Verhaltenssimulation in ein Auslegungs-Werkzeug (Prof. Dr. Wolfgang Wagner, Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz) RICHTER, JÜRGEN • Entwicklung probabilistischer Algorithmik zur Lokalisierung eines Fahrzeugs (Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz, Prof. Dr. Karl Kleinmann) 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 (Prof. Dr. Karl Kleinmann, Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz) SCHNEIDER, TIM • Optimierung und Implementierung einer Low-Power Mixed-Signal Datenverarbeitung für industrielle Feldgeräte (Prof. Dr. Stephan Simons, Prof. Dr. Klaus Schaefer) SCHUREK, MIRKO MARTIN • Automatisierte Prüfdurchläufe von Funktionsbausteinen am Beispiel von SSPS Toolkit-Bausteinen (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) SINDERMANN, ROBERT CHRISTIAN • Optimierung Deckellager der Firma Ireks (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Karl Kleinmann) TEUFER, CARSTEN • Entwicklung eines Steuerungskonzeptes zur Ausbringungsoptimierung von Pressenlinien mit FANUC Industrierobotern (Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz, Prof. Dr. Markus Haid) TROLLMANN, PHILIPP • Lageerkennung von Werkstücken DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN für eine dynamische Roboterführung (Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz, Prof. Dr. Karl Kleinmann) TSAPI SONKING, ROSETTE • Charakterisierung und Validierung einer neuen Generation von Beschleunigungssensoren für Airbag-Applikationen (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, Prof. Dr. Andreas Gräßer) VETTER, MICHAEL • Entwicklung (teil-) automatisierter Funktionstests auf Gesamtfahrzeugebene (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Klaus Schaefer) 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, Prof. Dr. Alexandra Weigl-Seitz) WIRT, ARTUR • Visualisierung und Überprüfung von Raum- und Orientierungsbewegung bei der 5-achsigen Freiformflächenbearbeitung (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Markus Haid) WITTE, CHRISTIAN • Lokalisieren von Optimierungspotentialen der Dalkia-Heizwerke durch automatisierten Vergleich von Leistungskennzahlen (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) WONDRAK, STEFFEN • Entwicklung einer Softwareumgebung und Beschreibung der Methode zur automatisierten Generierung eines WinMOD Simulationsmodells aus den Engineeringdaten des Prozessleitsystems PC57 (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) YILDIZ, ERTAN • Definition and programming of a HMI-System to support efficiency/cost improvement for an Assembly Line (Prof. Dr. Gernot Freitag, Prof. Dr. Markus Haid) STUDIENGANG ELEKTROTECHNIK-ENERGIE, ELEKTRONIK UND UMWELT WS 2008 / 2009, SS 2009 ARNDT, RUBEN • Automatisches Testen der Leittechniksoftware von elektrischen Lokomotiven (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, Prof. Dr. Karl Kleinmann) 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, Prof. Dr. Werner Michel) DEGE, MARTIN • Statisches und dynamisches Verhalten von Windparks (Prof. Dr. Lothar Petry, Prof. Dr. Dieter Metz) FRIEDRICH, HEIKO • Inbetriebnahme eines Ausbildungsmoduls für eine fremderregte Synchronmaschine (Prof. Dr. Stefan Wagner, Prof. Dr. Werner Michel) GRIMM, JAN SEBASTIAN • Qualitätssicherung für die Projektierung von Photovoltaik Freiflächenanlagen in Europa (Prof. Dr. Lothar Petry, Prof. Dr. Werner Michel) HARTENBACH, HENDRIK • Ermittlung der Abhängigkeiten elektrischer Qualitätsmerkmale von Photovoltaik-Wechselrichtern (Prof. Dr. Werner Michel, Prof. Dr. Lothar Petry) HAYRAN, NURI • Optimierung mediumgekühlter Drehstrommotoren für Kreiselpumpen hoher Leistung (Prof. Dr. Wolfgang Wagner, Prof. Dr. Hans-Peter Bauer) HEINRICH, ROMAN • Untersuchung der Störstromquellen des Schienenfahrzeuges BR440 und ihre Nachbildung mit dem Simulationstool „Simplorer“ (Prof. Dr. Werner Michel, Prof. Dr. Hans-Peter Bauer) KAHHOUDI, ABDELHAK • Simulation, Optimierung und Entwurf einer Regelungsstrategie eines Brennstoffzellensystems (Prof. Dr. Heinz Schmidt-Walter, Prof. Dr. Wolfgang Wagner) KREBS, STEFAN • Serverbasiertes Virtualisierungssystem mit hoher Energieeffizienz (Prof. Dr. Dieter Metz, 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 (Prof. Dr. Heinz Schmidt-Walter, Prof. Dr. Werner Michel) LAHLOU KASSI, ANAS • Auslegung, Dokumentation und Teilgestaltung für eine Hochspannungs-Installation (Prof. Dr. Thomas Betz, Prof. Dr. Franz Frontzek) GHORBEL, MOUNIR • Konzept zur Anbindung eines Prozessleitsystems an ein webbasiertes Contracting Portal (Prof. Dr. Markus Haid, Prof. Dr. Andreas Gräßer) MÜLLER, SEBASTIAN • Verifikation von Reglerkomponenten für die Steuerung eines MMC-Umrichters (Prof. Dr. Werner Michel, Prof. Dr. Hans-Peter Bauer) 143 QUERSCHNITT 24 PASTOR GONZALEZ, NATALIA • Netzberechnung für die Netzerneuerung eines Industrienetzes (Prof. Dr. Lothar Petry, Prof. Dr. Dieter Metz) RICKERT, THOMAS • Weiterentwicklung und Validierung eines Simulationsprogramms zur optimalen Auslegung von Wind-Diesel-Systemen (Prof. Dr. Lothar Petry, Prof. Dr. Dieter Metz) RIEDL, WOLFGANG • Ermittlung von Qualitätsindikatoren der analogen Messwert-Vorverarbeitung (Prof. Dr. Michael Denker, Prof. Dr. Franz Frontzek) SCHMENGER, JENS • Verfahren zur Resonanzerkennung in LC-Filtern am Ausgang von Pulswechselrichtern (Prof. Dr. Werner Michel, Prof. Dr. Hans-Peter Bauer) SRI, KARAN • Entwicklung eines EnergieanalyseTools für spanende Werkzeuge (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, Prof. Dr. Stephan Simons) STOPPEL, SEBASTIAN • Implementierung der Windenergiefernüberwachungsdatenbank „ROTORsoft“ im Rahmen der technischen Betriebsführung eines Großbetreibers (Prof. Dr. Lothar Petry, Prof. Dr. Markus Haid) VIERHEILIG, MARTIN • Mögliche Anwendungsbereiche von Brennstoffzellen zur Energieversorgung in Abfertigungsgeräten (Prof. Dr. Heinz Schmidt-Walter, Prof. Dr. Wolfgang Wagner) STUDIENGANG ELEKTROTECHNIK / TELEKOMMUNIKATION WS 2008 / 2009, SS 2009 ACKER, HENDRIK • Definition von Kenngrößen zur Bewertung der Koexistenz von Funksystemen im 2,4 GHz Band (Prof. Dr. Michael Kuhn, Prof. Dr. Heinz Schmiedel) 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. Johannes Gerdes, Prof. Dr. Shun Ping Chen) KRELL, THORSTEN • Entwicklung eines BatterieManagement-Systems für Lithium-Traktionsbatterien (Prof. Dr. Michael Kuhn, Dipl.-Ing. E. Franke) MAKARENKO, ANDREAS • Analyse des Übersprechens von CPS-Leitungen bei 10 Gbit/s (Prof. Dr. Johannes Gerdes, Prof. Dr. Heinz Schmiedel) DIETRICH, MARCEL • Kompensation akustischer Signale mit Hilfe komplexer Übertragungsfunktion und Fast-Fourier-Transformation (Prof. Dr. Michael Kuhn, Prof. Dr. Ulrich Schultheiß) MEMOVIC, DENIS • Planung und Entwicklung einer Realtime-Support-Lösung für VoIP-Anlagen sowie Integration in das Hosted-PBX-System NATJA (Prof. Dr. Antje Wirth, Prof. Dr. Ulrich Schultheiß) DRYANKOV, RANGEL GEORGIEV • Entwicklung eines LWL-Kabelund Faserkonzepts für das Arcor Breitbandzugangsnetz in Heilbronn (Prof. Dr. Johannes Gerdes, Prof. Dr. Manfred Loch) MOTSCHMANN, KILIAN • Neuentwicklung einer Kanalerweiterung eines Mehrkanalchromatografieinterfaces mit Implementierung der Signalverarbeitungsalgorithmen in VHDL und C (Prof. Dr. Michael Kuhn, Prof. Dr. Antje Wirth) EISERT, CHRISTIAN • Geswitchtes, deterministisches Netzwerk für das SYB2000-System (Prof. Dr. Johannes Gerdes, Prof. Dr. Shun Ping Chen) FRÜHAUF, JOCHEN • Trigger Logic for Heavy Ion Experiments (Prof. Dr. Michael Kuhn, Prof. Dr. Ulrich Schultheiß) KARABAT, MUSTAFA • Caller ID Detection (Prof. Dr. Michael Kuhn, Prof. Dr. Antje Wirth) KINIK, IDRIS • Effiziente Server-Virtualisierung mit Hilfe von VMware (Prof. Dr. Johannes Gerdes, Prof. Dr. Shun Ping Chen) 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 (Prof. Dr. Michael Kuhn, Prof. Dr. Heinz Schmiedel) OUKACHA, YACINE • Implementierung von NC-Compiler zur Bearbeitung von NC-Sprache für die Komponenten der Steuerungsebene des SYB2000-Systems (Prof. Dr. Hans-Peter Bauer, Prof. Dr. Markus Haid) RINGELSTEIN, JAN • Theoretische Betrachtung von EDFAs und Verifizierung an einem praktischen Aufbau (Prof. Dr. Johannes Gerdes, Prof. Dr. Manfred Loch) DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN TRON, SVEN • Überwachung von passiven WDM-Netzen (Prof. Dr. Johannes Gerdes, Prof. Dr. Manfred Loch) XIAO, NAN • Entwicklung eines Funkmoduls im SRD-Band 868,3 MHz auf der Grundlage des Dolphin EO3000l von Enocean (Prof. Dr. Michael Kuhn, Prof. Dr. Ulrich Schultheiß) 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, Prof. Dr. Werner Michel) 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 (Prof. Dr. Matthias Knoll) 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, Prof. Dr. Werner Michel) NEUMANN, JÖRG • Aufbau einer zyklischen Materialversorgung (Milkrun) im Bosch Rexroth Werk Augsburg (Prof. Dr. Ernst Rogler) 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 (Prof. Dr. Siegfried Seibert) REITZ, MARKUS • Bestandsoptimierungspotentiale im Sondermaschinenbau – Praxisrelevante Ansätze für das Maschinen- und Servicegeschäft (Prof. Dr. Ernst Rogler) REMLER, STEPHAN • Internationale Lieferantenbewertung am Beispiel der Beschaffung von Sonderkonstruktionen (Prof. Dr. Siegfried Seibert) RIPPL, MATTHIAS • Erstellen eines Konzeptes zur weltweiten Standardisierung von Betriebsmitteln und Fertigungsprozessen in der Großserienfertigung von Anzeigeinstrumenten in der Automobilzulieferindustrie (Prof. Dr. Ernst Rogler) 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 (Prof. Dr. Siegfried Seibert) 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“ (Prof. Dr. Dieter Metz, Prof. Dr. Lothar Petry) 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 (Prof. Holger Poessnecker) CHRIST, KARIN • Freundschaft (Prof. Isabel Jägele) BINDER, FRIEDERIKE • Lebensart, Komfort (Prof. Justus Theinert) SPATH, CHRISTOF • Wandel (Prof. Tom Philipps) CUOZZO, PIERPAOLO • Gestalt und Zweck (Prof. Justus Theinert) WAGNER, ALMUT ELISABETH • Wachstum (Prof. Tom Philipps) ENGEL, ALEXANDER • Leben mit Wasser (Prof. Tino Melzer) WISSEL, VERENA • Wasser (Wassersportfotografie) (Prof. Tom Philipps) GUI, DI • iTi – in Table Ideas (Prof. Justus Theinert) STUDIENGANG KOMMUNIKATIONSDESIGN FACHBEREICH GESTALTUNG STUDIENGANG INDUSTRIEDESIGN WS 2008 / 2009, SS 2009 DÖRING, FLORIAN • Das vergessene Selbst (Prof. Dr. Christoph Scholz) EL-HAGGE, SANDRA • Mein Vater, ein Migrant (Prof. Nicola Meloni) FRANK, JANINE • Corporate Design – kimeta, die Jobsuchmaschine (Prof. Christian K. Pfestorf) FRERA, JOACHIM • Metamorphosen (Prof. Dr. Christoph Scholz) WS 2008 / 2009, SS 2009 HAN, SHI • Lemon Schoko (Prof. Justus Theinert) IONESCU, TUDOR • Mobilität in Innenstädten / Segway-Studie (Prof. Holger Poessnecker) KAMAN, YASEMIN • Räumlichkeiten (Prof. Tino Melzer) KIESER, MARCEL • Kontrolle (Prof. Tom Philipps) MAURER, MARKUS • Balance (Prof. Tom Philipps) MÜHLIG-HOFMANN, JOHANNES • Transformation (Prof. Tom Philipps) MÜLLER, TINA • Mobilität und Bedürfnis (Prof. Tom Philipps) RÖMER, SEBASTIAN • Agrartechnik (Prof. Holger Poessnecker) 146 ABRAMS, KATJA FEE • „Aufziehen – Kontrollieren – Starten“, … Suchtführer für Paraglider (Prof. Christian K. Pfestorf) APPEL, THOMAS • The Cut (Prof. Dr. Christoph Scholz) ARNOLD, ANGELIKA • Portioniertes Leben (Prof. Frank Philippin) AVCI, UFUK • Street Motion (Prof. Michael Richter) BARISIC, MELANIE • Mobile Marketing (Prof. Michael Richter) BECKER, TOBIAS • Die Ästhetik des Zufalls (Team mit A. Lis) (Prof. Frank Philippin) BEHNSEN, FLORIAN • Die Reise zum E 36 (Prof. Frank Philippin) FUNKE, ALICE • Recycling (Prof. Isabel Jägele) GROSS, TAYO ARON • Bild für Bild (Lutz Garmsen, Vertret.-Prof.) HATHAWAY, WILLIAM • Unfug (Prof. Sandra Hoffmann) HEBEISEN, MARIA • Danke, Oder? (Prof. Frank Philippin) HEILER, TIM • Grenzen (Prof. Frank Philippin) HERRMANN, SANDRA • Zungenbrecher (Prof. Sabine Zimmermann) HETZEL, NADINE • Fotoreportage „grenzenlos“ (Prof. Michael Kerstgens) HÜNNIGER, SABINE • Reisen auf Schienen (Prof. Isabel Jägele) DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN KARNAHL, JULIANE • Alle zusammen – Jeder für sich (Prof. Isabel Jägele) SEIBERT, ANDREAS • Meereslust (Prof. Michael Kerstgens) BENTHIEN, DANIEL • Online-Vertrieb von Software (Prof. Dr. Wolfgang Lorenz) LIEBENTHAL, MELENA • Blut-Blutgefäße-Herz (Das kardiovaskuläre System) (Prof. Isabel Jägele) STADLER, NINJA • Illustration der Galgenlieder v. Christian Morgenstern (Prof. Sabine Zimmermann) BOEHM, DOMINIKA • Rechtliche Aspekte des Geistigen Eigentums im (IT-) Outsourcing (Prof. Dr. Thomas Wilmer) LIS, ALEXANDER • Die Ästethik des Zufalls (Team mit T. Becker) (Prof. Frank Philippin) STIELER, JAN-FREDERIK • Organspende (Prof. Christian K. Pfestorf) GRIMMEISEN, SABINE • IT-Compliance an den Beispielen Lizenzmanagement und E-Mail – Archivierung (Prof. Dr. Thomas Wilmer) D’ORVILLE, CAROLIN • Hidden Frogs (Lutz Garmsen, Vertret.-Prof.) PÄHLER, NINA KATHARINA • Istanbul – in die Stadt (Prof. Michael Kerstgens) RAU, MATTHIAS • Evolution der Fläche – Lebensraum Dortmund (Prof. Frank Philippin) RECK, JULIA • Semana Santa de Sevilla – Fotoreportage (Prof. Michael Kerstgens) REICHLE, DANIELA • Ernährung / Bewegung (Prof. Isabel Jägele) SÄDLER, ANJA • Die Sieben Todsünden (Prof. Dr. Christoph Scholz) SCHEU, FELIX • Fake (Prof. Dr. Christoph Scholz) SCHMIDT, MIRA • Musikmagazin (Prof. Isabel Jägele) SCHROTH, NICO • EcoDrive Fahrassistenz und Community (Prof. Michael Richter) SCHUBERT, ANDRÉ • Erdöl (Prof. Isabel Jägele) SCHWEER, KILIAN • Inventur (Lutz Garmsen, Vertret.-Prof.) STRASSBURG, EVELYN • Corporate Design einer Modemarke (Prof. Christian K. Pfestorf) THEISINGER, LINDA • Essen und Kommunikation (Prof. Isabel Jägele) VOLPP, JAN MARIO • Flüchtigkeit (Prof. Sabine Zimmermann) YU, YI • Schichten und Reihungen (Prof. Isabel Jägele) 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 (Prof. Dr. Thomas Wilmer) AZEMI, MARIA • Urheberrechtliche Fragen im Alltag eines Wissenschaftlers (Verwendung von Texten, Videos und anderen Medien für die Erstellung eigener Werke) (Prof. Dr. Thomas Wilmer) 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 (Prof. Dr. Frank Nickel) 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 (Prof. Dr. Frank Nickel) 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 (Prof. Dr. Angelika Groterath) PFLUG, ANNIKA • Einfluss der neuen Medien auf das Wissen über Sexualität und das Sexualverhalten von Jugendlichen (Prof. Dr. Volker Beck) PILARSKI, CLAUDIA • Frauenhandel in Europa – Möglichkeiten und Perspektiven transnationaler Projektarbeit (Prof. Dr. Angelika Groterath) RADER, GABRIELE • Die Bedeutung des Resilienzkonzepts für sozialpädagogische Interaktionen in der Schule (Prof. Dr. Volker Beck) 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 (Prof. Dr. Manfred Gerspach) 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 (Prof. Dr. Manfred Gerspach) NICKEL, LATIFA • Die psychische Gesundheit bei Muslima in Deutschland (Prof. Dr. Angelika Groterath) 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) 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 (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) BAUMEISTER, STEPHAN • Integration, Test und Evaluation eines Media Streaming Servers in ein DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN IP Multimedia Subsystem Testbed (Prof. Dr. Michael Massoth) 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 (Prof. Dr. Hans-Peter Weber) 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 (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) BERDEL, JAN PHILIPP • Entwicklung und Realisierung eines benutzerfreundlichen Systems zur Online-Aktivierung von Software (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) 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 (Prof. Dr. Johannes Reichardt) 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) BUHLEIER, JOHANNES • Konzeption einer Software zur Kalibrierung von Temperaturfühlern und Temperatmessgeräten (Prof. Dr. Ronald Moore) BUKOVAC, ROMAN • Implementierung einer plattformunabhängigen Middleware für Telekommunikationsanwendungen (Prof. Dr. Alois Schütte) DALIR, MAHTAB • Integration von Hibernate als Persistenzschicht in eine modellgetriebene Softwareentwicklungsplattform (Prof. Dr. Johannes Reichardt) 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 (Prof. Dr. Christoph Wentzel) einer Identity Management Komponente in Java (Prof. Dr. Ronald Moore) DOBRICK, ANDREAS • Integration eines Presence Servers und eines mobilen Endgerätes in ein IP Multimedia Subsystem (Prof. Dr. Michael Massoth) 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 (Prof. Dr. Michael Massoth) EMMER, CHRISTIAN • Entwicklung eines Konzepts für ein Anwendungsprotokoll zur Prozessharmonisierung in der Digitalen Fabrik (Prof. Dr. Hans-Peter Weber) 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 (Prof. Dr. Elke Hergenröther) DEDERER, MARTIN • Grafikkartenbeschleunigte Mesh-Deformationen (Prof. Dr. Alois Schütte) GLATZEL, HELENA • Technologievergleich zur Realisierung von paralleler Daten- und Sprahkommunikation bei mobilen Endgeräten (Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiedling) DEGENSTEIN, ALEXANDER • Konzeption und Umsetzung GÖTTMANN, ERIK • WLAN-Auth – Eine graphische Be149 QUERSCHNITT 24 nutzeroberfläche zur Verwaltung von Besucher-Accounts (Prof. Dr. Michael Massoth) GREIF, SEBASTIAN • Deferred Rendering Techniken im Kontext von Bildbasierter Beleuchtung (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) GÜRBÜZ, ERHAN • Konzeption und prototypische Umsetzung eines Interaktionssystems unter Verwendung mobiler Projektion und ausgewählter Trackingverfahren (Prof. Dr. Elke Hergenröther) 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 (Prof. Dr. Christoph Wentzel) HAMANN, MATHIAS • Entwurf und Implementierung einer Softwarelösung zur Prozessoptimierung der Anforderungsspezifikation im Data Warehouse Umfeld (Prof. Dr. Christoph Wentzel) HAMMER, PHILIP • Hardwarebeschleunigte Simulation und Visualisierung von Fluiden (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) HARMOUCHE, PATRIC • Konzeption und prototypische Implementierung einer Peer-to-Peer Storage-Architektur zur DisasterRecovery in Unternehmen (Prof. Dr. Alois Schütte) HAUPT, JULIAN • Template-Engines im Web-Umfeld (Prof. Dr. Alois Schütte) HECK, CHRISTOPH • Konzeptionelle Weiterentwicklung einer dienstorientierten Architektur im Finanzumfeld (Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiedling) 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 (Prof. Dr.-Ing. Bernhard Kreling) Bridge für das Grails Framework (Prof. Dr. Alois Schütte) KNAUER, JULIAN • Automatisierte Performanceanalyse und Parallelisierung von Webanwendungen (Prof. Dr. Michael Massoth) 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 (Prof. Dr. Ronald Moore) HERBIG, ACHIM • Gestaltung grafischer Konfigurationswerkzeuge mit Java-basierenden Frameworks (Prof. Dr. Alois Schütte) 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) KOKOTT, NATALIE • Entwicklung einer Webpräsenz (Prof. Dr. Klaus Frank) HOHMANN, SEBASTIAN • Realisierung eines Inertialen Navigationssystems mit Sensorfusion (Prof. Dr. Stefan Wiesmann) 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 (Prof. Dr. Wolfgang Weber) KOSIOL, MICHAEL • Seitenkanalangriffe gegen kryptografische Techniken (Prof. Dr. Heinz-Erich Erbs) KABUS, FLORIAN • WLAN-Auth – Eine graphische Benutzeroberfläche zur Verwaltung von Besucher-Accounts (Prof. Dr. Michael Massoth) KOWALSKI, KRZYSZTOF • Raytracing-Optimierung durch Frustum Culling (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) KACZMARZ, THORSTEN • Unterbrechungsfreie Mobilität und Stream Splitting in einer SIP Umgebung (Prof. Dr. Michael Massoth) KAKARIGJI, EMILIJA • Roboter im Schuleinsatz – Kindgerechtes Erlernen mobiler Interaktion von Robotern auf der Basis von NXT (Prof. Dr. Bettina Harriehausen-Mühlbauer) KALLEPPALLY, CHARLES-TOM • Konzeption und prototypische Realisierung einer JSR-286 Portlet KRANNICH, ULI • TCP-Fluss-Simulation für Last-Generatoren im Internet mit Quality of Service (QoS) Auswertung (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) KRATZ, KAI • Wahrnehmungsbezogene Autokalibrierung einer Zwei-Projektoren-Powerwal (Prof. Dr. Stefan Wiesmann) KRAUS, FRANK • Auswahl eines CRM-Systems für die bayoonet AG (Prof. Dr. Christoph Wentzel) DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN KUBE, BEATE • Vergleich von Methoden zu Einsatz und Modellierung von Wissensbasen am Beispiel des Service-Supports (Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiedling) KÜPPER, STEFFEN • Exploratives Lernen im interkulturellen Austausch mit Indien (Prof. Dr. Bettina Harriehausen-Mühlbauer) KULLICK, RONNIE • Prototypische Realisierung eines Clients zur Visualisierung von verteilten XML-Dokumenten für ein Informationssystem in der Landwirtschaft (Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiedling) LE, THI DIEU HIEN • Gesichtserkennung und Gesichtsverfolgung für Videokonferenzen (Prof. Dr. Michael Massoth) LEHR, DOMINIC • GreenIT-Strategy for the environment and a company’s bottom line (Prof. Dr. Katja Lenz) LEUKEL, JOHANNES • Web-basiertes generisches Terminplanungssystem (Prof. Dr. Heinz-Erich Erbs) LIEB, ROMAN • Entwicklung und Implementierung eines Konzeptes für die Datenbank einer verteilten Essenz verwaltungsanwendung einschließlich der Performanceoptimierung (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) LIPPERT, SEBASTIAN • Application Lifecycle Management im Umfeld E-Commerce der Firma Merck KGaA unter besonderer Berücksichtigung des Requirements Management (Prof. Dr. Christoph Wentzel) 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 (Prof. Dr. Stefan Wiesmann) MANSI, WESAM • Simulative Untersuchung von IP-Netzen (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) MARASCHI-SCHOUSCHTARI, SEYED MOHAMMAD ALI • Umstellung von Anwendungslandschaften auf SOA – Analyse der Zweckmäßigkeit und Vorgehensmodell zur Durchführung (Prof. Dr.-Ing. Bernhard Kreling) MARRA, PIERO • Entwurf eines Software-Systems zur Disposition von Außendienstmitarbeitern unter Berücksichtigung komplexer Planungsparameter (Prof. Dr. Johannes Reichardt) MATTHEIS, DIRK • Visuelle Exploration eines hochdimensionalen Dokumentenraumes und Analyse der Nutzerinteraktion zur Ableitung von personalisierten Ordnungsschemata (Prof. Dr.-Ing. Hans-Peter Wiedling) 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 (Prof. Dr. Johannes Reichardt) MISCHLICH, JAN • Architekturvorgaben für betriebliche Informationssysteme mit Java (Prof. Dr. Ronald Moore) PAULUS, DOMINIK • Mobile Erfassung von Verkaufsvorgängen auf Basis einer BlackBerry-Infrastruktur mit Anbindung an ein Warenwirtschaftssystem (Prof. Dr. Michael Massoth) PETER, THORSTEN • Plug-In-basierte Softwarearchitektur (Prof. Dr. Stephan Karczewski) PFLUG, ANIKA • Konzeption und Entwicklung eines Accounting-Systems für den Linux Cluster der GSI (Prof. Dr. Ronald Moore) PLIES, ANDREAS • Konzept zur Realisierung vertraulicher Kommunikation im eBusiness und eGovernment Umfeld unter Einsatz des neuen elektronischen Personalausweises (Prof. Dr. Michael Massoth) PORZELT, MAXIMILIAN • Die Möglichkeiten von Web 2.0 in Unternehmen (Prof. Dr. Michael Massoth) PULIPARA, GIBO THOMAS • Natürliche Sprachen in ERP-Systemen (Prof. Dr. Herwig Meyer) 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 Harriehausen-Mühlbauer) NGUYEN THI, OANH • Patientenorientierte Betreuung in der Strahlentherapie durch IT-Unterstützung (Prof. Dr. Michael Massoth) ROGOS, CHRISTOPHER • Anbindung von sozialen Netzwerken an CRM-Systeme (Prof. Dr. Stephan Karczewski) OTURAK, LEVENT • Auswahl, Einrichtung, Konfiguration und Wartung eines Mail-Servers für ein Firmennetz (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) ROTH, CHRISTIAN • Business Intelligence: Vergleich von Methoden für die betriebliche Datenanalyse (Prof. Dr. Christoph Wentzel) 151 QUERSCHNITT 24 SAUER, BENEDIKT • Aufbau eines Systems zur Kontingentierung der Offenen Immobilienfonds bei der Deka Immobilien Investment GmbH (Prof. Dr. Urs Andelfinger) SEEGER, MARK • Konzeption und Realisierung 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 (Prof. Dr. Hans-Peter Weber) SEVIM, FIRAT • Realisierung eines SIPAnwendungsservers mit JSLEE (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) SCHELLHAAS, STEVEN • Detektion und Filterung von Schadprogrammen in komplexen IP-Netzen (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) SCHICKLING, MATHIAS • Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung für mobile Portale (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) SCHMEDT, HENDRIK • Echtzeit-Positionsbestimmung für mobile Mixed-RealityAnwendungen durch Kombination von bildbasiertem MarkerlessTracking und InertialsensordatenAuswertung (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) SCHMITT, TIM • Vergleich von Windows Presentation Foundation und Windows Forms anhand der Entwicklung eines Assistenten Frameworks (Prof. Dr. Gerhard Raffius) SCHNARZ, PIERRE • Untersuchung der RealtimeFähigkeit einer Car-2-X Anwendung (Prof. Dr. Gerhard Raffius) SCHUBERT, TOBIAS • Konzeption und Entwicklung eines Versionierungskonzeptes auf Basis von Open-Source-Produkten (Prof. Dr. Frank Bühler) SCHUCHT, SEBASTIAN • Endliche Körper und Anwendungen – Lernsoftware (Prof. Dr. Herwig Meyer) SCHULTE-ZURHAUSEN, ERIC • Java Stripes 1.5 – wie praxistauglich ist es? (Prof. Dr. Wolfgang Weber) 152 SEZIS, GÜVEN • Vergleich von Schätzund Mess-Methoden sowie -Tools zum IT-Controlling von Softwareprojekten (Prof. Dr. Johannes Reichardt) SIEBERT, SASCHA • Konzeption und prototypische Umsetzung eines Interaktionssystems unter Verwendung mobiler Projektion und ausgewählter Trackingverfahren (Prof. Dr. Elke Hergenröther) 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 (Prof. Dr. Johannes Reichardt) STEIN, CHRIS • Extraktion von Lichtquellen aus Texturen (Prof. Dr. Michael Massoth) STENKAMP, KAI • Interaktive Graphenvisualisierung von Services und deren Beziehungen in einer Serviceorientierten Architektur (Prof. Dr. Frank Bühler) STUBICAR, DANIEL • Entwicklung standardisierter Eingabe-Frontends für ein Individual-Reiseportal mittels der Template-Sprache eines Content-Management-Systems (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) THEIS, ANDREAS • Neuentwicklung einer Dokumentendruck-Software (Prof. Dr. Hans-Peter Weber) THOME, CHRISTIAN • Realisierung einer prototypischen Integrationsanwendung mit SOA und IMS (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) TUNAY, MEHMET • Automatisierter Abgleich von (Asset und Configurationmanagement) Datenbanken (Prof. Dr. Ronald Moore) TUTUS, ABUZER • GUI Test Automation of Web Applications on Various Servers in Java Enterprise Architectures (Prof. Dr. Johannes Reichardt) UC, TAMER • Software as a Service: IT-Software Service Geschäftsmodell der Deutschen Telekom AG (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) ÜNAL, ÖZGÜR • Systemüberwachung von Applikationsservern mit Automatischen Maßnahmen zur Wiederherstellung des Betriebes (Prof. Dr. Klaus Frank) VEIT, NILS • Konzeption und Umsetzungsstrategien multimedialen Lernens am Beispiel der Entwicklung einer Edutainment-Komponente im Bereich „Medienschutz für Jugendliche“ (Prof. Dr. Frank Bühler) VÖLLGER, ANDREAS • Anforderungsanalyse und prototypische Implementierung eines Projektmanagementsystems (Prof. Dr. Heinz-Erich Erbs) WACHT, PATRICK • Untersuchung und prototypische Realisierung eines Verfahrens zur Umsetzung von BPEL-Prozessbeschreibungen zu Mehrwertdiensten für JSLEE-Umgebungen (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) WEBER, CHRISTINE • Entwurf eines Frameworks zur Echtzeitdarstellung emotional DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN verursachter Hautveränderungen bei virtuellen Charakteren (Prof. Dr.-Ing. Wolf-Dieter Groch) WEGE, CHRISTIAN • Entwicklung eines Werkzeuges zur Überwachung und Konfiguration von Betriebszuständen von mobilen Endgeräten mit einem Schwerpunkt auf dem Content-ManagementSystem TYPo3 (Prof. Dr.-Ing. Woldemar Fuhrmann) WEGE, PATRICK • Evaluierung und Integration eines diagnostischen Analysemoduls auf Basis einer PostgreSQL Datenbank (Prof. Dr. Gerhard Raffius) WEICHARDT, MARTIN • USB-Weiterleitung über das TCP/IP-Protokoll (Prof. Dr.-Ing. Bernhard Kreling) WEIS, GABRIEL • Specifying Java API Contracts – an Approach for Checking Correctness and Compatibility (Prof. Dr. Bernhard Humm) WIESSLER, STEFAN • Entwicklung eines Help Desk Systems (Prof. Dr. Klaus Frank) WOLF, DIMITRIJ • Entwurf und prototypische Realisierung einer kanalunabhängigen Client-Architektur in den .NET-Technologien WPF und Silverlight (Prof. Dr. Bernhard Humm) ZEGARAC, OLIVER • Konzeption eines Kommunikationsmodells für ein Individualreise-Portal mittels eines objekt-orientierten Content-Management-Systems (Prof. Dr. Johannes Reichardt) ZIEGLER, DANIEL • Modellgetriebene Entwicklung Ajax-basierter Web-Applikationen (Prof. Dr. Frank Bühler) 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 (Prof. Dr. Urs Andelfinger) 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 (Prof. Dr. Klaus Kasper) HAMANN, ANNE-KATRIN • Entwicklung eines Kriterienkataloges zum Vergleich von Reportinglösungen (Prof. Dr. Klaus Kasper) HELLWIG, JENS • SIP-Servlet-Mehrwertdienste im Next Generation Network (Prof. Dr. Ralf Hahn) IACOVANGELO, DAVID • Testaggregation – Ein Ansatz für Regressionstests in der Praxis (Prof. Dr. Klaus Wente) KIPP, DENNIS • Verschlüsselte Sprachkommunikation in IP-Netzen zwischen beliebigen Marktteilnehmern (Prof. Dr. Klaus Wente) KÖHLER, VITALIY • Konfigurationsmanagement für IPTV. Adaption des Konfigurationsmanagements nach ITIL V3 für das Haedend der Deutschen Telekom AG (Prof. Dr. Klaus Kasper) MURAWSKI, THORSTEN • Optimierung der Schnittstellen des Projektes MRS – Schnittstellenkonzeption unter Einbindung von SOA-Aspekten (Prof. Dr. Klaus Kasper) OBERLE, SANJA • Einsatzmöglichkeiten von NLU am Beispiel eines Helpdeskportals (Prof. Dr. Klaus Kasper) OLT, CHRISTIAN • Mustererkennung in TivoliDatawarehouses zur Früherkennung von Störungen in Siebel Applikationsumgebungen (Prof. Dr. Harald Baier) POSSELT, BENJAMIN • Steuerung eines Media Servers mittels MSML (Prof. Dr. Ralf Hahn) PRAUSE, JOHANNES • Optimierung einer IT Service Management Lösung auf Basis von ITIL V3 – Dargestellt am Change- und Release Management des Vertriebspartner-Portals der Deutschen Telekom AG (Prof. Dr. Günter Turetschek) RÖDER, MICHAEL • Generierung von Benutzerprofilen in einer Microbloggingumgebung am Beispiel von Twitter (Prof. Dr. Harald Baier) SCHAIBLE, STEPHAN • Suchmaschinenoptimierung – Relevante Faktoren für eine Top153 QUERSCHNITT 24 Platzierung am Beispiel von Google (Prof. Dr. Ralf Hahn) fb md SCHELLHAAS, CHRISTOPH • Optimierungsmaßnahmen im Datenbankumfeld unter dem Gesichtspunkt der Datenkomprimierung (Prof. Dr. Klaus Kasper) FACHBEREICH MEDIA SCHNEIDER, KARSTEN • Unterstützung des Data-Warehouse-Konzeptionsprozesses mit UML (Prof. Dr. Klaus Kasper) 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 (Prof. Dr. Günter Turetschek) STANGE, SÖREN • Intelligente Anwendungsüberwachung – Konzept zur Verbesserung der Überwachung von Java-Anwendungen (Prof. Dr. Ralf Hahn) STEIGER, ALEXANDER • Konzeption und Realisierung von Datenanalyse-Methoden im Bereich Compliance für SAP-Systeme (Prof. Dr. Klaus Frank) TISCHER, KIRSTEN • Delphi-Studie: Zukunft der NextGen-Spielkonsolen (Prof. Dr. Klaus Kasper) WELTER, ERIK • Vorgehen und Bewertung einer Migration von EJB 2.1 auf EJB 3.0 am Beispiel einer realen Enterprise-Applikation (Prof. Dr. Klaus Kasper) YOUSOFZAI, YAMA • Evaluierung von Implementierungsmethoden einer Round Robin DatenbankFunktionalität unter MY SQL (Prof. Dr. Klaus Wente) 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 (Prof. Dr. Christian Otto) KÄMMERER, JASMIN • Corporate Media – Der Einfluss von Web 2.0-Anwendungen für die externe Unternehmenskommunikation (Prof. Dr. Heide Gloystein) BRAUN, JULIA • Versandhandel im Wandel von Printmedien zu E-Commerce – Optimierung der Wettbewerbsfähigkeit durch erfolgreiche E-Commerce-Strategien (Prof. Dr. Christian Otto) 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 (Prof. Dr. Christian Otto) 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 (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) HASLBERGER, RUPERT • Evaluierung der Information Architecture großer deutscher Websites bezüglich der Usability und der Sichtbarkeit des Webangebots in Google (Prof. Dr. Bernd Jörs) 154 HEYDENDAHL, SEBASTIAN • Optimierung des Kundensupports in Unternehmen: Qualitätsmanagement und Qualitätssicherung (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) 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 (Prof. Dr. Berthold Meier) REEH, JENNIFER • Open Access für Abschlussarbeiten – Konzeption eines Repositoriums (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) RICHTER, DAVID • Aktivierung von Kompetenzpartnerschaften (Communities) in einem bestehenden OnlineKompetenznetzwerk (Prof. Dr. Bernd Jörs) DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN SCHMID, JENNIFER • Customer Analytics – Analyse der Kundenstruktur und des Kaufverhaltens der Videoload-Kunden (Prof. Geribert Jakob) STREIB, SIMON • „Die Macht der Blogger – Blogger an die Macht?!“ Die Möglichkeiten politischer Einflussnahme durch Weblogs (Prof. Dr. Heide Gloystein) WERNADO, TOBIAS • Strategische Preisgestaltung im E-Business (Prof. Dr. Christian Otto) ZIMMERMANN, ANJA • Ethno-Marketing (Prof. Geribert Jakob) STUDIENGANG INFORMATION SCIENCE & ENGINEERING / INFORMATIONSWISSENSCHAFT WS 2008 / 2009, SS 2009 ALBRECHT, MATTHIAS • Einsatz von Remote Assistance im Research (Prof. Geribert Jakob) LINDEMANN, NICOLE • Evaluationskonzept für das Informations- und Mediennetzwerk der Medienzentren und Schulen im Lahn-Dill-Kreis (IMeNS) (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) MENSSEN, JAN • Kaizen – Entstehung, Grundlagen, Bedeutung unter informationswissenschaftlichen Gesichtspunkten (Prof. Dr. Christian Otto) MÜHLENBERG, HEINKE • Provenienzforschung in Bibliotheken – Strategien zur Ermittlung von NS-Raubgut (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) 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 (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) BOCK, CHRISTOPHER • Online vs. Print – Der schleichende Rückgang der gedruckten Presse auf Grund von Internet und Web 2.0 (Prof. Dr. Heide Gloystein) REICHERT, STEFANIE • Datenspuren im digitalen Glashaus – Gefahren für die Privatsphäre und Möglichkeiten des Schutzes (Prof. Dr. Heide Gloystein) ESCH, JULIA CAROLIN • Evaluation und Qualitätssicherung der kooperativen Online-Auskunft InfoPoint (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) RUPP, JOCHEN • Konzeption eines individualisierbaren, standortbezogenen Suchportals (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) FAIDT, CHRISTINE • Londoner Idea Stores – Konzepte für Lebenslanges Lernen (Prof. Dr. Ulrike Steierwald) SCHAADT, DESIREE • Conversion Optimierung – eine Online Marketing Verfahrenstechnik im SEM/SEO-Bereich (Prof. Dr. Bernd Jörs) GISSLER, GABRIELE • Information Retrieval Tests zur Evaluation bildungswissenschaftlicher Suchmaschinen (Prof. Dr. Marc Rittberger) HASTIK, CANAN • Entwicklung eines Editors zur semantischen Auszeichnung von Texten (Prof. Dr. Bernhard Thull) SCHIEGG, EVA • Rechercheverhalten von Wirtschaftswissenschaftlern – eine empirische Untersuchung unter besonderer Berücksichtigung wissenschaftlicher Internetdienste (Prof. Dr. Berthold Meier) 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 (Prof. Dr. Marc Rittberger) SCHWARZ, CHRISTOPH • Ausbau der E-Learning-angebote des Bibliothekssystems Gießen (Prof. Dr. Berthold Meier) SIMON, LAURA • Analyse des Internetnutzverhaltens der Best Ager – Eine informationswirtschaftliche und kommunikationswissenschaftliche Analyse (Prof. Dr. Bernd Jörs) STUTZ, JANINE • Einsatz von Video-Podcasts zur werblichen Kommunikation (Prof. Dr. Heide Gloystein) WENDEL, VOLKER • Software-Distribution in der Computerspiele-Branche (Prof. Dr. Heide Gloystein) WISSEL, VERENA • Eine empirische Untersuchung der Recherchestrategien von Nutzern in der FIS Bildung Literaturdatenbank (Prof. Dr. Marc Rittberger) WOHNIG, HEINZ • Einsatz von neurowissenschaftlichen Aufmerksamkeitsvorhersagen zur Evaluation von webbasierten Informationsangeboten. Bewertung des Anwendungspotenzials für die Bereiche Web-Usability und Online-Marketing (Prof. Dr. Bernd Jörs) WOLF, DANIELA • Der virtuelle Lesesaal – Schwierigkeiten und Möglichkeiten (Prof. Dr. Berthold Meier) 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 (Prof. Hubert Eisner) 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 (Prof. Hubert Eisner) GRINBERG, TANJA • Jew.de.ru – Documentary (Prof. Dr. Hans Puttnies) 156 HARDE, JOBST DANIEL TRAJKOVA, IVANA • „Foltin 131“ – Music Video (Prof. Hubert Eisner) HOLME, CHRISTOPHER SELEGER, FRANK • Shortfilm Documentation „Synthese“ (Prof. Hubert Eisner) 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 (Prof. Hubert Eisner) KEYSSER, THOMAS • „Go Play“ – Documentary (Prof. Thomas Carlé) KIM, HYUN-GYU • Video Art – overcoming the rectangular TV-format (Prof. Hubert Eisner) LYSCHIK, CHRISTINE RICHTER, TIM • Spirit of Time – Stammheim (Alexander Kehry) MÜLLER, KONRAD • Erratische Blöcke – Visualisation of an audio piece (Prof. Tilmann Kohlhaase) MÜLLER, SEBASTIAN • Day Zero – Concept and Implement Planning of an Alternate Reality Game (Prof. Dr. Hans Puttnies) MUHIC, DINO • „No idea“ – experimental, partly animated short film (Prof. Thomas Carlé) NELSON, DAPHNE • The Simplicity of Happiness? Portrait on Wilson Kibor Kimboy (Prof. Thomas Carlé) NOSCHANG, LUIS OCTAVIO • Production Line for Classical Music Recording (Prof. Hubert Eisner) 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 (Prof. Tilmann Kohlhaase) SCHNOOR, ALEXANDER • „Cabo Verde Inside“ – Travel Documentary (Prof. Thomas Carlé) SEYWALD, TATJANA WEBER, MONA • BREEZE – an innovative travel-web-portal (Alexander Kehry) SIMONSEN, BJÖRN WEIL, DENNIS • Motion Graphics & 3D Animation in a commercial Context (Prof. Tilmann Kohlhaase) 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 (Prof. Claudia Söller-Eckert) BUHLERT, NILS • Web based configuration interfaces (Prof. Dr. Arnd Steinmetz) DORFMANN, CINDY • Intermodal alerting through an indoor navigation device during fire fighting operations (Prof. Dr. Arnd Steinmetz) DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN FACCHINETTI, JAN NGUYEN LE, VIET WUNDER, CHRISTINA • Physische Interaktion mit digitalen Inhalten – Konzeption und Implementierung neuartiger Interaktionsmetaphern multimedialer Systeme (Prof. Dr. Arnd Steinmetz) FIEBER, MARTIN • Websoap „Cool & Grün“ (Prof. Dr. Hans Puttnies) FISCHER, ASTRID • Konzeption einer interaktiven Motivations-Anwendung (Stefan Koch) GOTTA, PATRICK • Bau eines Multi-Touch-Tables und Entwicklung einer geeigneten Multi-Touch-Anwendung (Prof. Claudia Söller-Eckert) HAAG, ANGELINA • Konzeption und Realisierung eines interaktiven Lernprogramms für Orientalischen Tanz (Prof. Claudia Söller-Eckert) HALLER, DANIEL HÜBL, MICHAEL KOCH, DANIEL • Dynamic Ridesharing Systems: Webservices und mobile Applikationen – Konzeption und Implementierung einer plattformunabhängigen Lösung für mobile Endgeräte (Prof. Dr. Arnd Steinmetz) HORMEL, PHILIPP • Entwicklung eines Interaktionskonzeptes für eine DokumentenManagement-Software (Prof. Andrea Krajewski) KARCHEV, GEORGI • Beratungs- und Verkaufsanwendung für Interaktiven Tisch (Prof. Hubert Eisner) KECK, MORITZ • Die Generation Plus und das iPhone – Nutzungsverhalten und neue Möglichkeiten (Prof. Claudia Söller-Eckert) KIRSCHNER, BENJAMIN • Interaktiver Leitfaden für Existenzgründer zur Konzeptionierung skalierbarer Organisationsstrukturen – Auf Basis einer Analyse empirischer Daten junger Medienunternehmen (Prof. Dr. Matthias Knoll) KUHN, ALEXANDER SCHWAB, KIRSTEN • Konzeption und prototypische Umsetzung eines Organisationssystems für einen deutschlandweiten Kinderspielepreis (Prof. Claudia Söller-Eckert) KÜLSHEIMER, SANDRA • Kreation einer Arbeitgebermarke für eine Werbeagentur inklusive einer Bewerber-Website (Prof. Hubert Eisner) LEIB, SEBASTIAN PORCU, ALESSANDRO • Konzeption und prototypische Umsetzung eines Internet-Portals für Video-Tutorials (Prof. Claudia Söller-Eckert) LEMKE, CHRISTINA • Entwicklung eines e-Learning Autorentools für Flugsicherungsspezifische Aufgaben (Prof. Dr. Bernhard Thull) OTTO, PATRICK • Konzeptionelle Neugestaltung des Internet-Auftritts eines Energieversorgers (Prof. Claudia Söller-Eckert) RICKERT, FRANK SCHÄFER, MARKUS • Konzeption und prototypische Umsetzung eines Mobile Unified Communication System mit zentralem Single-Sign-On-Addressbook (Prof. Claudia Söller-Eckert) SIMON, ALEXANDER • Interaktiver Leitfaden für Existenzgründer zur Konzeptionierung skalierbarer Organisationsstrukturen – Auf Basis einer Analyse empirischer Daten junger Medienunternehmen (Prof. Dr. Matthias Knoll) 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? (Prof. Dr. Friederike Herrmann) 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 (Prof. Dr. Klaus Meier) GEISS, MAXIMILIAN • Gewaltprävention: Verlassen der Opferrolle (Prof. Dr. Friederike Herrmann) GREILICH, MIRJAM • Optimierung der externen Öffentlichkeitsarbeit für die Hilfsorganisation ADRA Deutschland e. V. mit Schwerpunkt auf kostengünstigen Online-Maßnahmen (Prof. Dr. Thomas Pleil) 157 QUERSCHNITT 24 HEIDEN, LISA AN DER • Transparenz im Journalismus – eine Analyse am Beispiel von vier Ombuds leuten deutscher Tageszeitungen (Prof. Dr. Klaus Meier) JAKAB, JENNIFER • Webdossier „60 Jahre Grundgesetz“ auf FAZ.NET (Prof. Dr. Klaus Meier) 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 (Prof. Dr. Carlo Sommer) 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 (Prof. Dr. Klaus Meier) MÜHLHAUSER, MICHELLE • Crossmediales Corporate Publishing. Ein Leitfaden zur Verknüpfung von Printund Onlinemedien in der Kundenkommunikation (Prof. Dr. Thomas Pleil) OGON, PATRICIA • Internet 2.0 – Handlungsempfehlungen für Unternehmen am Beispiel der Merck KGaA (Prof. Dr. Thomas Pleil) ROBOTA, DAMIAN • Suchmaschinenoptimierung journalistischer Online-Angebote (Prof. Dr. Klaus Meier) 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 (Prof. Dr. Klaus Meier) SALEH, AMAL • Kinderfernsehen und das Internet: Nur Sendungsbegleiter oder crossmedialer Wissensvermittler? (Prof. Dr. Annette Leßmöllmann) SCHADE, LAURA • Die Website des RKW Kompetenzzentrums. Websiteevaluation und konzeptionelle Weiterentwicklung (Prof. Dr. Thomas Pleil) SCHMUCKER, HANS • Kommunikationsmaßnahmen eines Filmfestivals am Beispiel des Internationalen Filmfestivals Mannheim-Heidelberg (Prof. Dr. Thomas Pleil) SCHNEIDER, BJÖRN • „Talk about Popmusic“ – Musik und musikjournalistische Inhalte in öffentlich-rechtlichen Popwellen (Prof. Dr. Klaus Meier) SCHREINER, MERIT • ffm – fashionista from mainhatten (Prof. Dr. Carlo Sommer) STÄDTER, TIM • Der tägliche Kampf? Das Spannungsfeld zwischen Arbeitsmotivation und journalistischer Qualität in der Medienkrise (Prof. Dr. Friederike Herrmann) STUDIENGANG WISSENSCHAFTSJOURNALISMUS WS 2008 / 2009, SS 2009 KRESSLER, ANNE • „Seitenwechsel – Relaunch des Online-Pressebereichs des Leibniz-Instituts für Zoo- und Wildtierforschung in Berlin“ (Prof. Dr. Thomas Pleil) PREISSER, STEFANIE • „Konzeption und Umsetzung einer Forschungs- und Entwicklungsbroschüre in der Pharmaindustrie“ (Prof. Dr. Thomas Pleil) SCHMIDT, MELANIE SCHREITER, YVONNE • „Die Realisierung einer E-Learning Plattform – Radiologischer Kursus mit besonderer Berücksichtigung des Strahlenschutzes“ (Prof. Dr. Annette Leßmöllmann) SCHUMACHER, CHRISTIAN • 75 Wissenschaftsjournalisten verbessern den idw (Prof. Dr. Thomas Pleil) 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 (Prof. Dr. Friederike Herrmann) WOLF, CHRISTINA • Business Communities. Analyse und Konzeption zur Optimierung am Beispiel der Amadeus Travel Expert Community (Prof. Dr. Thomas Pleil) 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) DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN WIEMER, CHRISTIAN • Potentialabschätzung und Lastenhefterstellung für einen elektrischen Waste-Gate-Aktuator am Abgasturbolader eines V8-Turbomotors von Porsche (Prof. Dr.-Ing. Gerald Ruß) 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 (Prof. Dr. -Ing. Martin Müller-Roosen) HUBERT, CHRISTIAN • Befestigungssysteme für PMMAPlatten an Wänden und Fassaden (Prof. Dr. -Ing. Martin Müller-Roosen) KNIEPER, ALEXANDER • Kompatibilisierung von ABS / PA – Polymerlegierungen (Prof. Dr. -Ing. Roger Weinlein) KOO, SONNY WIBOWO PRASOJO • Konzeptentwicklung eines Aufständerungssystems aus Kunststoff für Photovoltaikkraftwerke (Prof. Dr. -Ing. Martin Müller-Roosen) 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 (Prof. Dr. -Ing. Roger Weinlein) 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 (Prof. Dr. -Ing. Martin Müller-Roosen) VOLLRATH, SILKE • Einführung eines Umweltmanagementsystems (Prof. Dr. -Ing. Ralph Stengler) WIEBEL, JULIAN • Inbetriebnahme, Beschreibung und Darstellung der Funktionsfähigkeit eines Cone Calorimeters (Prof. Dr. -Ing. Roger Weinlein) 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 (Prof. Dr.-Ing. Mario Säglitz) DOELLE, CHRISTOPHER • Packaging alternativer Tanksysteme für Autogas (LPG) in Mercedes-Benz-Limousinen (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Langer) EHRHARDT, PHILIPP • Aufzeigen von Lösungs- möglichkeiten, Bewertung und Konstruktion eines Werkzeugs zum numerisch gesteuerten Drehen von Innenkonturen in Hochdruckverdichter-Trommeln (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Langer) 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Langer) KOCH, JOCHEN • Numerische Analyse der Beanspruchung von Zylinderblöcken hydraulischer Schrägscheibentriebwerke im Bereich der Sinterschicht unter Berücksichtigung der im Fertigungsprozess entstehenden Eigenspannungen (Prof. Dr.-Ing. Mario Säglitz) KUHLE, STEFFEN • Neuentwicklung eines modularen Stellantriebs für Regelventile einer Dampfturbine aus Dickwandrohrmaterial (Prof. Dr.-Ing. habil. Jochem Unger) LEPCZYK, DANIEL • Konstruktive Ausgestaltung und Erprobung eines Überholantriebs (Prof. Dr.-Ing. Gerald Ruß) 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 (Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Langer) und deren Approximation mithilfe von Wavelets (Prof. Dr. Andreas Fischer) REITZ, MICHAEL • Versuche zur Qualifizierung einer Notkühlpumpe für den Betrieb mit feststoffbeladenem Wasser (Prof. Dr.-Ing. habil. Jochem Unger) 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 (Prof. Dr.-Ing. Andreas Pfeifer) DÜCK, RICHARD • Untersuchungen der Lösungen der Korteweg-de Vries-Gleichung 160 STEINMANN, JOCHEN • Entwicklung eines finiten Elements zur Analyse magnetostriktiver Werkstoffe (Prof. Dr.-Ing. Thomas Fischer) STÜRMER, STEFAN • Funktionsweise und Effektivität von Derivaten zur Absicherung von Kreditrisiken (Prof. Dr.-Ing. Andreas Pfeifer) WIEST, MALTE • Computerunterstützte Massendatengenerierung für Performancetests (Prof. Dr.-Ing. Thomas Fischer) 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 (Prof. Dr. Andreas Thümmel) KHAN, ATAR • Analyse, Konzept und Prototyping einer Umsatzplanung im SAP BW (Prof. Dr. Andreas Thümmel) KRIMM, SABINE • Auswahl und Bewertung von Methoden des QM zur Identifikation von Ursachen der Unpünktlichkeit im SPNV (Prof. Dr. Andreas Thümmel) MOOR, TATJANA • Statistische Datenanalyse und Data Mining für Energiedaten eines Lichtbogenofens (Prof. Dr. Andreas Thümmel) OULHAJIYANE, FOUAD • Abschätzung der Verlustquote LGD bei Kreditausfällen mit dem Optionsansatz (Prof. Dr. Andreas Thümmel) ROUKENS, HUANG-THANH • Prozess und Architektur der VAT-Berechnung der Deutschen Bank in SAP R/3 und BW (Prof. Dr. Andreas Thümmel) SCHNEIDER, PHILIPP • Modellierung und Anwendung von Differentialspielen (Prof. Dr. Andreas Thümmel) SCHRADER, VICKY • Effizienzsteigerung des Produktionsprozesses bei Gobaplan – Wandelementen der Goldbeck Bauelemente Treuen GmbH auf der Grundlage einer Fertigungsanalyse (Prof. Dr. Andreas Thümmel) SEITZ, EVA MARIA • Erstellung und Umsetzung eines Modellierung-Konzepts zur Zeitreihenanalyse für die SCHUFA Holding AG (Prof. Dr. Andreas Thümmel) WETSTEIN, SWETLANA • Prognoseverfahren im Rahmen der Capex-Steuerung bei T-Home (Prof. Dr. Andreas Thümmel) 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) DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN fb w FACHBEREICH WIRTSCHAFT STUDIENGANG BETRIEBSWIRTSCHAFTSLEHRE WS 2008 / 2009, SS 2009 BARNOVÁ, STEFÁNIA • Vermarktung von erklärungsbedürftigen Produkten am Beispiel der T-Home Event Homepage (Prof. Dr. Marius Dannenberg) BECKER, IVONNE • Erlebniswertorientierte Markenführung bei Heißgetränken und Süßwaren (Prof. Dr. Michael Röhrig) BENDE, LARISSA • Werbung für Konsumenten aus dem 60plus Segment (Prof. Dr. Michael Röhrig) BRIEL, ANNETTE • Aufbau und Pflege von Geschäftsbeziehungen im Nahen Osten (Prof. Dr. Marius Dannenberg) 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 (Prof. Dr. Ulrich Manz) 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 (Prof. Dr. Matthias Knoll) GENC, FUNDA • Das Schadensfallmanagement der Pneumobil GmbH unter besonderer Berücksichtigung der Abwicklung im Rechnungswesen (Prof. Dr. Christoph Wiese) GLAS, KATHARINA • Performance Meansurement System – Entwicklung und Realisierung für Near Access (Prof. Dr. Matthias Knoll) 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 (Prof. Dr. Christoph Wiese) HACHMEISTER, JENNY • Analyse und Konzeption eines Warenwirtschaftssystems zwischen Online-Shop und stationärem Ladengeschäft auf Basis von *pixi (Prof. Dr. Matthias Knoll) HERZ, IRINA • Internes Kontrollsystem – am Praxisbeispiel der R+V (Prof. Dr. Christoph Wiese) HOLLMANN, DENNIS • Neuromarketing – Erkenntnisse und Methoden der Hirnforschung und deren Anwendung in Marketingpraxis und Marketingtheorie (Prof. Dr. Marius Dannenberg) HOSSIENI, SOMAYE • Standard & Poor’s Fondsrating als Instrument zur Qualitätssicherung am Beispiel der cominvest Asset Management GmbH (Prof. Dr. Christoph Wiese) ILIEVA, VESELINA • Aggression und Gewalt im Kundenkontakt – empirische Untersuchung ausgewählter Branchen (Prof. Dr. Matthias Neu) KIRCHNER, RUDOLF • Wechselkurssicherheitsstrategien bei kombinierter Einzel- Serienfertigung der Investitionsgüterindustrie (Prof. Dr. Ulrich Manz) KLAMPFER, LIDIJA • Nachhaltigkeitsdenken und -streben – Eine nachhaltige Beeinflussung des Immobilienmarktes (Prof. Dr. Marius Dannenberg) KLEBES, KERSTIN • Unternehmensbewertung (Due Diligence) von Betrieben der Flugzeugwartungsbranche (Prof. Dr. Christoph Wiese) KLEER, MARCEL • Analyse der Akzeptanz des neuen Brand Management Systems „iPAC“ der Adam Opel GmbH (Prof. Dr. Matthias Knoll) 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 (Prof. Dr. Matthias Neu) LIANG, YE • Investitionsmöglichkeiten Deutscher Unternehmen in China, Chancen und Risiken (Prof. Dr. Ulrich Manz) MAGHROUR, ABTIN • Internationale Expansion durch Direktinvestitionen: „The Libiality of Foreignness“ als Risikofaktor (Prof. Dr. Marius Dannenberg) MÜLLER, REBECCA • Accounting for employee share option plans under IFRS 2 (Prof. Dr. Christoph Wiese) MÜLLER, STEFAN • Analyse des digitalen Musikmarkts 161 QUERSCHNITT 24 mit Ableitung von Angebotsszenarien für das Produkt „Entertain“ der DTAG (Prof. Dr. Marius Dannenberg) 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 (Prof. Dr. Christoph Wiese) ORTMANN, NINA VANESSA • Gegenwärtige und zukünftige strategische Positionierung der Search Partners AG im Vergleich zur Branche der Personalberatungen (Prof. Dr. Ulrich Manz) 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 (Prof. Dr. Michael Röhrig) ROKOHL, CHRISTIAN • Business Combinations (Phase I und II) und daraus resultierende Aufgaben für das Controlling (Prof. Dr. Ulrich Manz) RÜTH, LAURA • CSR im Mittelstand – unter besonderer Berücksichtigung des betrieblichen Umweltschutzes (Prof. Dr. Rainer Bossert) SCHAD, NATHALIE • Möglichkeiten der Bilanzierung nach IAS 39 (Prof. Dr. Ulrich Manz) SCHALLES, CHRISTIAN • Bedarfsanalyse zu Methoden und Werkzeugen für die Integration von Modellen im Unternehmenseinsatz (Prof. Dr. Matthias Knoll) 162 SCHMOLL, MARK • The Shop-in-Shop Extension of Procter & Gamble (Prof. Dr. Siegfried Seibert) SEIFART, JESSICA • Vergleich der Werbung in Deutschland und Frankreich (Prof. Dr. Michael Röhrig) STEYH, SVEN • Steuerung der LFT-Beteiligungen mittels Werttreibern und Kennzahlen (Prof. Dr. Christoph Wiese) SYDOW, DIRK • Deutsche Business Angels als Finanzierungsalternative des jungen und innovativen Mittelstandes (Prof. Dr. Rainer Bossert) WAGNER, DENNIS • Strategien im Bereich der Kundenrückgewinnung (Prof. Dr. Matthias Neu) WAHEDI, MASSI • Verursacherbezogene Kostenverrechnung als Weg zur Transparenz bei IT-Kosten (Prof. Dr. Ulrich Manz) WASIK-GAJOWCZYK, MARTA • Bilanzrechtsmodernisierungsgesetz – Der Einfluss des Modernisierungsgesetzes auf die Ansatz- und Bewertungsvorschriften des handelsrechtlichen Jahresabschlusses (Prof. Dr. Ulrich Manz) 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 (Prof. Dr. Matthias Knoll) FOCKE, BENJAMIN • Wirtschaftlichkeitsanalyse einer Photo-Voltaik-Fassadenanlage am Beispiel des Hochhauses der Hochschule Darmstadt (Prof. Dr. Hans-Jürgen Zubrod) GEORGI, THOMAS • Energieaudit im Bürogebäude von Lahmeyer International GmbH in Bad Vilbel unter Einbeziehung möglicher Nutzung erneuerbarer Energien (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) 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 (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) 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 DIPLOM-, BACHELOR- UND MASTERARBEITEN zum Energiedienstleister (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) Landverkehre der Merck KGAA (Prof. Dr. Knut Hildebrand) HERLING, JANA • Identifikation von Stromeinsparpotenzialen im Haushaltssektor der europäischen Mitgliedstaaten (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) NOACK, SILKE • Wirtschaftlichkeitsbetrachtung einer modernen Sicherheitsleitstelle der Werkfeuerwehr in einem chemisch-pharmazeutischen Unternehmen (Prof. Dr. Ulrich Manz) 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 (Prof. Dr. Knut Hildebrand) KNETSCH, BETTINA • Shared Services als Instrument der Zentralisierung konzernweiter Kostenrechnungsprozesse am Beispiel eines chemisch-pharmazeutischen Unternehmens (Prof. Dr. Ulrich Manz) LAJOS, NADINE • Marketingkonzept für „Coverorm“ – eine innovative Systemlösung aus Produkt und Produktionsverfahren des Formmassenbereichs der Evonic Röhm GmbH (Prof. Dr. Ulrich Manz) LANGER, KATJA • Neuaufbau und Integration eines Unternehmensteils am Beispiel einer Patentabteilung (Prof. Dr. Matthias Knoll) LAUER, CHRISTIAN • Die Abgeltungssteuer zum 01.01.2009 – Auswirkungen auf die Vermögensverwaltung (Prof. Dr. Ulrich Manz) MANOUTCHEHRI-RAD, SONJA • Einführung eines Incidentund Problem-Managements gemäß ITIL – am Beispiel ausgewählter Unternehmen (Prof. Dr. Matthias Knoll) MEIER, CHRISTOPH • Optimierung des Transportmanagments für europäische PANSA, MARIUS • Potentialanalyse der Windenergienutzung in Kuweit unter Berücksichtigung technischer, wirtschaftlicher und politischer Aspekte (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) PENZIEN, DANNY • Möglichkeiten der Direktvermarktung von Strom aus Erneuerbaren Energien in Österreich (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) PREUSCHOFF, SIMON • Entwicklungen und Perspektiven des Regionalmarktes „Central East“ (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) betreibern – Dargestellt am Beispiel der Verteilnetzbetreiber (VNB) RheinMain-Neckar GmbH & Co. KG (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) STILL, LYDIA • Analyse des österreichischen Strommarktes mit Aspekten grenzüberschreitender Stromeinspeisung (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) SUTTNER, WERNER • Marketing und Vertrieb am Beispiel von branchen- und fachspezialisierten Steuerberaterkanzleien in Deuschland (Prof. Dr. Ulrich Manz) 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 (Prof. Dr. Ulrich Manz) 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 (Prof. Dr. Ulrich Manz) SELASINSKY, ALEXANDER • Die Bedeutung von Corporate Social Responsibility (CSR) für Unternehmen der Energiewirtschaft (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) SONDEL, PATRICK • Untersuchung von Methoden der Vertriebspreisermittlung bei einem B2B-Stromlieferanten (Prof. Dr. Martin Meyer-Renschhausen) 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 Hochschule Darmstadt University of Applied Sciences Haardtring 100 64295 Darmstadt Telefon 06151 . 16 - 87 97 E-Mail [email protected] Gestaltung Dieses Magazin wurde entwickelt von: Schumacher. Visuelle Kommunikation Taunusstraße 45 64289 Darmstadt Telefon 06151 . 967 36 16 Telefax 06151 . 967 36 38 E-Mail [email protected] 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)