Univ.Prof. Dr.-Ing. Sebastian Schlund, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster Institut für Managementwissenschaften, Forschungsbereich Mensch-Maschine-Interaktion

Die Motivation für das Projekt ist es, den Mangel an Wissen über die Cobot Technologie zu verringern und die Akzeptanz und Verbreitung der Technologie als Werkzeug in der Produktion zu erhöhen, insbesondere in Ländern, in welchen der Zugang zu dieser Technologie nicht oder nur eingeschränkt möglich ist. Im Rahmen dieses Forschungsprojektes sollen in weiterer Folge die Vor- und Nachteile des Blended Learning Ansatzes (Kombination aus Präsenzlehre und E-Learning) hinsichtlich Lernerfolg, Nutzerzufriedenheit und Eignung im Vergleich zum verwendeten Lernkonzept der 1-Tages Präsenzworkshops 2021 evaluiert werden. DeCoTe (Democratize Cobot Technology) zielt darauf ab, ein kompaktes Bildungsprogramm zu erstellen und zu implementieren, in dem Laien in die Cobot Technologie (kollaborative Roboter) eingeführt werden. Das Bildungsprogramm besteht aus einem Onlinekurs und einem praktischen halbtägigen Präsenz-Workshop, welcher an unterschiedlichen Orten durchgeführt wird. Im Onlinekurs werden die theoretischen Grundlagen für die spätere praktische Umsetzung gelegt

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Präsentation Schlund, öffnet eine Datei in einem neuen Fenster

Privatdoz. Dr.-Ing. Fazel Ansari Chaharsoughi, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, MSc und Projektass.ⁱⁿ Dipl.-Ing.ⁱⁿ Theresa Madreiter, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, BSc, Institut für Managementwissenschaften, Forschungsgruppe Smart and Knowledge Based Maintenance

DigiMain 4.0

Die Einführung von kollaborativen Robotern (kurz: Cobots) für die künftige Produktion erfordert die Berücksichtigung des gesamten Lebenszyklus dieser Roboter. Viele industrielle Endnutzer verfügen über eigene Wartungs- und Serviceteams für den Einsatz neuer Technologien. Die Einführung und Wartung von Cobots in der intelligenten Fertigung erfordert jedoch spezielle fortgeschrittene Robotikkenntnisse, die in Umschulungs- und Weiterbildungsangeboten für Fachkräfte, insbesondere im Wartungsmanagement, fehlen. DigiMain 4.0 ist ein ausbildungsorientiertes Projekt, das ein berufsbegleitendes Trainingsprogramm für Instandhaltungsfachleute einführt, eine mobile Demonstration eines durch einen Cobot erweiterten Anwendungsfalls in der Instandhaltung bietet und digitales Lernmaterial bereitstellt, um die Potenziale von Cobots in Produktionssystemen der Zukunft voll auszuschöpfen. Das Ziel liegt hierbei auf die Um-/Schulung und Ausbildung von Fachkräften in der Instandhaltung, deren fehlendes Fachwissen über moderne Technologien eine große Hürde für effiziente Einführung eben jener darstellt. DigiMain 4.0 bietet digitales Lernmaterial für Instandhaltungsfachleute, von Anfängern bis Experten, über den Einsatz von Cobots für Instandhaltungsaufgaben. Das Projekt stellt eine Lernassistenz zur Verfügung, Lernmaterial wird in Form von Lernnuggets aufbereitet und auf von der von EIT Manufacturing propagierten Skills.Move Lernplattform präsentiert. Mithilfe eines mobilen Demonstrators wird das Erlernen der notwendigen Fähigkeiten für die Durchführung kollaborativer Instandhaltungstätigkeiten mit einem Cobot ermöglicht. Die Instandhaltung eines Pneumatik-Zylinders beinhaltet einige Routineaufgaben, die beispielsweise Handhabung, Dichteprüfung, Demontage und Montage umfassen. All diese können vom Cobot übernommen werden, während sich der Mensch auf die nicht-routinemäßigen Aufgaben, beispielsweise der Entscheidungsfindung, kümmert. Darüber hinaus bietet das Konsortium berufsbegleitende Schulungen zu kollaborativen Robotern in der Instandhaltung an, die durch den mobilen Demonstrator unterstützt werden, um praktisches Lernen zu fördern. Und nicht zuletzt entwickelt DigiMain 4.0 didaktische Konzepte und Lehrinhalte in gemeinsamen Arbeitsbereichen von Mensch und Roboter in der Instandhaltung. Das Projekt ermöglicht zudem den Austausch über Robotikschulungen zwischen den Konsortialpartnern, Festo Lernzentrum Saar, Joanneum Research Robotics und TU Wien. Des weiteren liegt die Vernetzung der Lernfabriken (zum Beispiel TU Wien Pilotfabrik 4.0) maßgeblich innerhalb der Zielsetzung von DigiMain 4.0, das die Kooperation auch hinsichtlich der Entwicklung neuer Schulungsangebote nutzt.

True_Usage

Nutzungsprofile militärischer Fahrzeuge unterscheiden sich auf Grund der spezifischen Aufgaben für welche sie verwendet werden, wie Landesverteidigung, Katastrophenhilfe, Friedenssicherung, et cetera grundlegend von denen nicht militärischer Fahrzeuge. Die Nutzungsdauer ist beträchtlich höher, Laufleistungen teilweise um ein Vielfaches niedriger und die Beschaffenheit der Einsatzgebiete deutlich diverser. Eine konsistente, transparente und realitätsnahe Erfassung des tatsächlichen Nutzungsprofils (True Usage) ist aktuell nicht gegeben. Auswirkungen der Nicht-Nutzung (Materialdegradation, Standschäden, et cetera) der Fahrzeuge werden ebenfalls nicht erhoben. Wichtige Aspekte des Flottenmanagements wie Lebenszykluskostenberechnung, Organisation von Instandhaltungsmaßnahmen und logistische Dispositionsberechnung basieren daher aktuell auf Erfahrungsreferenzen und sind dadurch mit signifikanten Unsicherheiten behaftet. True_Usage bietet daher eine transparente realitätsnahe Erfassung der tatsächlichen Nutzung von militärischen Einsatzfahrzeugen auf Basis von Sensor- und Fahrzeugdatenmanagement, sowie ein KI-basiertes Entscheidungsunterstützungssystem (Recommender System), inklusive Dashboard zur proaktiven Veranlassung von Instandhaltungsmaßnahmen welches in der Lage ist, basierend auf einer Knowledge-Base die Wartungsplanung zu optimieren. Ebenso wird ein Dispositionsmodell erarbeitet, welches die Verteilung der Fahrzeuge und Ersatzteile in den Lagern nach militärischen und ökonomischen Gesichtspunkten optimiert. Angestrebtes Ergebnis ist ein wirklichkeitsnahes und transparentes Nutzungsprofil der untersuchten Fahrzeuge. Darauf aufbauend werden mit Projektende folgende Ergebnisse erwartet:

• Realistische Berechnung der Folgekosten von Betrieb und Wartung sowie dynamische Anpassung der Lebenszykluskosten während der Betriebsdauer
• Erhöhung der Verfügbarkeit des Systems durch proaktives Ableiten von Wartungsmaßnahmen und Reduktion von ungeplanten Ausfällen
• Optimierung der Verfügbarkeit von Fahrzeugen und Ersatzteilen durch eine Dispositionsberechnung basierend auf Fläche, Zeit und militärischen Rahmenbedingungen.

Projektwebsite DigiMain 4.0

Projektwebsite True_Usage

Präsentation Madreiter, Ansari, öffnet eine Datei in einem neuen Fenster

Poster Madreiter, Ansari, öffnet eine Datei in einem neuen Fenster

Projektass. Dipl.-Ing. Karl-Wilhelm Schenzel, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, Institut für Energietechnik und Thermodynamik, Forschungsbereich Industrielle Energiesysteme

EDCSproof

The primary goal of EDCSproof is the online, predictive and holistic, reconfigurable control concept for industrial energy supply systems, which supports the integration of renewables by using energy storages, works as flexible consumer for electric grids (demand side management considering dynamic tariffs), increases efficiency by optimal control of the overall system, and utilizes waste heat by using high-temperature heat pumps (< 150 °C), hence showing a future concept for decarbonizing using the possibilities of digitalization. This also includes a user-friendly human-machine interface for efficient input of production plans, visualisation of current and predicted plant states, and possible intervention by operators and managers. The expected project result (as part of the NEFI thematic model region) is a widely applicable, cross-sector energy concept for subsequent implementation at the sites of the project partners as well as for a huge majority of companies. The energy efficiency and thus the competitiveness of the producing industry will be increased, the share of renewable energy will be supported and the pioneering role of Austria strengthened. In addition, plant engineers, automation experts and technology manufacturers will benefit by additional business cases in long term. 

Industry4Redispatch

The flagship project Industry4Redispatch (I4RD) is designed as a key project within the model region NEFI – New Energy for Industry. I4RD will be the first NEFI project that develops innovative grid-supportive solutions enabling (i) the provision of flexibility from the demand and supply-side at distribution network level for redispatch and (ii) the demonstration of an online, predictive and ho-listic control concept for industrial energy supply systems, which optimizes a company’s market participation while assuring its energy supply. With this ap-proach, the expected results will enable participation of industry in redispatch and help to boost technological development within the NEFI community, espe-cially by contributing to the central NEFI-innovation fields through digitalization and flexiblization of the industry. Initial situation, problem to solve and motivation to carry out the flagship project: A growing need for redispatch is largely caused by the integration of intermittent renewable generation and progressive integration of highly meshed European networks and it is bound to increase in the future. The costs for redispatch for Austria have been rapidly increasing from 23 M€ in 2015 to 117 M€ in 2018. Redispatch is a necessary measure for congestion management at the trans-mission system level in order maintain n-1 secure operation of the transmission system, well knowing that no critical operation conditions in the distribution grid must occur by industrial redispatch measures, well knowing that no critical op-eration conditions in the distribution grid have to occur by industrial redispatch measures and consequently it can be expected that in future also on distribution levels congestions are going to be managed by redispatch. Currently, in most cases flexibility from generation units is utilized for redispatch. The regulatory framework and the incentives are currently not attracting industrial customers to participate in redispatch and the available capability to shift power is small compared to current redispatch needs. At the same time, the producing industry faces challenges such as achieving energy efficiency targets and adapting to the changing energy market. The cur-rent situation shows that a highly dynamic industrial plant operation is often not possible due to a lack of algorithms combining industrial process optimization with automated participation algorithms in the congestion management Goals and level of innovation compared to the state of the art: The primary goal of I4RD is to enable flexibility provision from the demand and supply-side at distribution network level for redispatch. The project will assess all necessary technical, regulatory, economic and organisational requirements for the imple-mentation of redispatch requirements, necessary interaction and optimiza-tion/control between TSO (transmission system operator) and DSOs (distribu-tion grid operators). I4RD is the first project in Austria bringing all relevant stakeholders together to provide a global solution through the automation and optimization of the industry, setting up a coordination process between the TSO and the DSOs, developing a novel redispatch module based on standardized requirements and demonstrating the value of the new approach through the proof-of-concept. In this way, I4RD will integrate untapped flexibility from indus-trial customers for the redispatch provision while observing DSO requirements. Expected results and findings: I4RD will develop redispatch service and pro-cesses and related tools for the exchange of technical restrictions between the DSOs and the TSO. In addition, I4RD will set up industrial demonstrators/virtual power plants (VPPs) at distribution system level to efficiently address industrial customers with control systems with different levels of maturity and lay the groundwork for the future engagement of different industrial sectors and flexi-bility volumes. A cost-benefit analyses determines the distribution of costs and benefits among the stakeholder groups. A scalability analysis for TSO-DSO in-teraction identifies the impact on the distribution system caused by large-scale demand and supply-side management for redispatch in the transmission sys-tem and required information flows between TSO and DSO. Finally, a guideline is provided including a step-by-step tutorial for transforming a conventional ex-isting industrial energy supply system into a more flexible, more decarbonized, optimally operated one as well as the guidelines for the TSO-DSO coordination process.

Projektwebsite EDCSproof

Projektwebsite Industry4Redispatch

Präsentation Schenzel, öffnet eine Datei in einem neuen Fenster

Dr. Gerhard Navratil, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, Department für Geodäsie und Geoinformation, Forschungsbereich Geoinformation, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

Während wir uns im Außenbereich bewegen und mit dem Raum interagieren, können wir nur physische Objekte wie Gebäude, Straßen und andere Fußgänger in der Nähe beobachten. Aber unsere Welt ist voll verborgener Informationen, zum Beispiel unterirdischen Elemente, die von der Bodenoberfläche und den Gebäudewänden verdeckt werden, oder sogar von georeferenzierten Informationen, die im Internet, aber nicht im realen Raum zu finden sind. Diese Informationen können zum Beispiel eine Geschichte erzählen oder sogar einen bestimmten Ort charakterisieren. Neue Technologien, wie Augmented Reality Brillen (zum Beispiel Microsoft Hololens), zeigten bereits vielversprechende Ergebnisse für den Innenbereich. Mithilfe einer solchen Technologie ist es möglich, die reale Umgebung mit digitalen Objekten zu erweitern. So könnte man beispielsweise mit solch einer Brille den Arbeitsplatz mit mehreren virtuellen Elementen versehen oder sogar 3D-Datensätze in der realen Umgebung visualisieren und so die Arbeit mit einem zweidimensionalen Bildschirm vermeiden. Die Forschungsgruppe für Geoinformation an der TU Wien hat sich auf die räumliche Interaktion zwischen Mensch und Computer (Human-Computer Interaction) spezialisiert und darauf, wie neue Technologien uns helfen können, räumliche Daten zu sammeln, zu analysieren, zu verändern und zu visualisieren. Eines unserer Ziele war es, diese Augmented Reality Brille für den Einsatz im Außenbereich zu entwickeln. Diese Vision wurde auch von den Wiener Netzen geteilt, Österreichs größtem Kombinetzbetreiber für Strom, Gas und Fernwärme. Um ihren Betrieb im Außenbereich zu optimieren (zum Beispiel Inspektion von Gasrohren), war eine genaue Visualisierung georeferenzierter Daten, das heißt des unterirdischen Rohrnetzes, von großer Bedeutung. So entstand das 3D-GIS-AR-Projekt zwischen den Wiener Netzen und der Forschungsgruppe für Geoinformation. Nach mehrjähriger Forschung ist es der Forschungsgruppe für Geoinformation gelungen, ein System zu entwickeln welches im Außenbereich eingesetzt werden kann und in der Lage ist, georeferenzierte Objekte mit sehr hoher Präzision und Genauigkeit zu visualisieren. Neben der notwendigen Sensorfusion konzentrierte sich der größte Teil dieser Forschung auf die Entwicklung effizienter räumlicher Algorithmen, die eine hohe Lokalisierungsgenauigkeit ermöglichen. Das aus diesem Projekt resultierende Wissen und die Technologie haben ein sehr hohes Industriepotenzial und eröffnen neue Forschungsrichtungen. Wir sind jetzt in der Lage, unsere Umwelt mit diesen versteckten Informationen zu erweitern, so dass wir uns auf Forschungsfragen konzentrieren können, die bisher nicht behandelt werden konnten. Ebenso könnte diese Technologie das Gesicht mehrerer Industriezweige verändern. Viele Forschungs- und Industriebereiche können von den Ergebnissen dieses Projekts stark profitieren. So könnten Stadtplaner und Architekten ihre Pläne direkt vor Ort visualisieren, was die Kommunikation mit Entscheidungsträgern erleichtern würde und dabei helfen könnte, die zugrundeliegenden Gestaltungskonzepte besser zu verstehen. Darüber hinaus kann diese Technologie, wie bei den Wiener Netzen, zur Visualisierung und Interaktion mit der unterirdischen Infrastruktur genutzt werden, zum Beispiel um Aushubmarkierungen einfach und effizient zu platzieren.

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Präsentation Navratil, öffnet eine Datei in einem neuen Fenster

Univ.Ass. Dipl.-Ing. Dr.techn. Harald Urban, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster, BSc, Institut für Baubetrieb und Bauwirtschaft, Forschungsbereich Digitaler Bauprozess

Ziel dieses Projektes ist die Weiterentwicklung des Lehrplattformprototyps und dessen Implementierung in die Lehre inklusive Evaluierung der Lehrauswirkung. Die Lehrplattform soll Lehrenden ohne Programmierkenntnisse ermöglichen, eigene Lehrinhalte in AR-Szenen im Editor überzuführen. Die Studierenden rufen die AR-Lehrinhalte dann über Smartphone oder Tablet ab. Grundlage bildet ein 3D-Modell (derzeit IFC-Dateien – im Zuge dieses Projektes auf OBJ- und FBX-Dateien erweitert). Das Lehrpersonal öffnet diese Modelle im Editor und bearbeitet sie dort. Die Lehrenden können Bilder, Videos, Kommentare an die Modellteile anhängen. Eine Zuordnung dieser Notationen und einzelnen Modellbestandteile an Buttons ermöglicht das individuelle Ein- und Ausblenden. Dies ermöglicht die usergesteuerte Darstellung einzelner Arbeits- oder Aufbauschritte. Die Studierenden erhalten über einen Server für die Lehrveranstaltung die entsprechende AR-Szenen und können mit diesen interagieren. Die Möglichkeit der Echtzeit-Interaktion des Lehrenden in die AR-Szene und die Einbindung in HMD (AR-Brillen) wird evaluiert und je nach Ressourcenaufwand implementiert.

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