TY - CHAP A1 - Fichtel, Lars A1 - Frühwald, Alexander A1 - Hösch, Leonhard A1 - Schreibmann, Vitaliy A1 - Bachmeir, Christian T1 - Tree Localization and Monitoring on Autonomous Drones employing Deep Learning T2 - PROCEEDING OF THE 29TH CONFERENCE OF FRUCT ASSOCIATION N2 - Forest management relies on the analysis of satellite imagery and time intensive physical on-site inspections. Both methods are costly and time consuming. Satellite based images are often not updated in a sufficient frequency to react to infestations or other occurring problems. Forest management benefits greatly from accurate and recent information about the local forest areas. In order to react appropriately and in time to incidents such as areas damaged by storms, areas infested by bark beetles and decaying ground water level, this information can be extracted from high resolution imagery. In this work, we propose UAVs to meet this demand and demonstrate that they are fully capable of gathering this information in a cost efficient way. Our work focuses on the cartography of trees to optimize forest-operation. We apply deep learning for image processing as a method to identify and isolate individual trees for GPS tagging and add some additional information such as height and diameter. Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-24908 ER - TY - JOUR A1 - Höfflin, Dennis A1 - Sauer, Christian A1 - Schiffler, Andreas A1 - Manara, Jochen A1 - Hartmann, Jürgen T1 - Pixelwise high-temperature calibration for in-situ temperature measuring in powder bed fusion of metal with laser beam JF - Heliyon N2 - High-temperature calibration methods in additive manufacturing involve the use of advanced techniques to accurately measure and control the temperature of the build material during the additive manufacturing process. Infrared cameras, blackbody radiation sources and non-linear optimization algorithms are used to correlate the temperature of the material with its emitted thermal radiation. This is essential for ensuring the quality and repeatability of the final product. This paper presents the calibration procedure of an imaging system for in-situ measurement of absolute temperatures and temperature gradients during powder bed fusion of metal with laser beam (PBF-LB/M) in the temperature range of 500 K–1500 K. It describes the design of the optical setup to meet specific requirements in this application area as well as the procedure for accounting the various factors influencing the temperature measurement. These include camera-specific effects such as varying spectral sensitivities of the individual pixels of the sensor as well as influences of the exposure time and the exposed sensor area. Furthermore, influences caused by the complex optical path, such as inhomogeneous transmission properties of the galvanometer scanner as well as angle-dependent transmission properties of the f-theta lens were considered. A two-step fitting algorithm based on Planck's law of radiation was applied to best represent the correlation. With the presented procedure the calibrated thermography system provides the ability to measure absolute temperatures under real process conditions with high accuracy. Y1 - 2024 U6 - https://doi.org/10.1016/j.heliyon.2024.e28989 SN - 2405-8440 VL - 10 IS - 7 PB - Elsevier BV ER - TY - RPRT A1 - Riesel, Fabienne A1 - Bräutigam, Volker A1 - Wittmeier, Florian T1 - The Transformation of Work - Conducting and Aggregating Research on Human Resources in SMEs Facing Transformation Pressure N2 - Die Studie befasst sich mit den Herausforderungen und Chancen, die kleine und mittlere Unternehmen (KMU) in der Region Mainfranken, insbesondere in den Bereichen Maschinenbau und Automobilindustrie, im Zuge des Wandels der Arbeitswelt erleben. Ein zentrales Thema ist der Mangel an qualifizierten Arbeitskräften, der 89 % der befragten KMU betrifft. Die Unternehmen müssen attraktive Arbeitsbedingungen schaffen, um Talente zu gewinnen und zu halten, was zu einem "War for Talent" führt. Die Studie hebt die Notwendigkeit hervor, kreative Ansätze zur Mitarbeiterbindung und -gewinnung zu entwickeln, wie flexible Arbeitszeiten und Weiterbildungsmöglichkeiten. Zudem wird betont, dass eine enge Zusammenarbeit mit Bildungseinrichtungen und die Entwicklung maßgeschneiderter Schulungsprogramme entscheidend sind, um den Anforderungen des Marktes gerecht zu werden und die Wettbewerbsfähigkeit der Region zu sichern. Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-57352 ER - TY - JOUR A1 - Wilhelm, Markus A1 - Rosilius, Maximilian A1 - Bräutigam, Volker T1 - PlanAR – Planen mit Augmented Reality (AR) BT - Einsatz von AR bei Anlagenplanung und Materialflussoptimierung JF - FHWS Science Journal N2 - Die Weiterentwicklung von Endgeräten wie z.B. von NReal oder die Microsoft HoloLens 2 im Bereich Augmented Reality (AR) führt zu einem erweiterten Nutzungsfeld von AR außerhalb klassischer Entwicklungs- und »Gaming«-Umgebungen. Eine der sich intensivierenden Nutzungsoptionen ist der wertorientierte Einsatz im industriellen Umfeld. In diesem Bereich bedarf es noch einer weitreichenden Identifizierung und Evaluierung der Einsatzpotenziale und des -nutzens [1]. Naheliegender Vorteil der Technologie ist die Anwendung in integrativen Planungsprozessen z.B. in der Anlagenplanung. Durch die Visualisierung von virtuellen Inhalten in einer realen Umgebung, können zukünftige Veränderungen auf mögliche Störfaktoren bereits vor Umsetzung detailliert geprüft und optimiert werden. Dies führt zu Zeit- und Kostenersparnis in Planungsphasen, da nachträgliche Änderungen signifikant kostenintensiver und komplexer sind. Eine weitere Nutzungsmöglichkeit ist die Simulation von Fertigungsprozessen und deren Auswirkungen. Die Simulation kann insbesondere bei der Identifikation unternehmensunabhängiger Probleme helfen. Auch kann der zeitliche Faktor, der jedem Prozess zugrunde liegt, eingebettet in einem virtuell erweiterten Realszenario geprüft werden. Als Beispiel kann hier die Störungsbeseitigung in industriellen Fertigungsprozessen dienen, welche meistens einer notwendigen engen Taktung unterliegen. Störungen sind häufig durch die direkte Umwelt oder Probleme in Arbeitsabläufen begründet. An diesem Punkt können die möglichen Optimierungsoptionen unter den gegebenen Bedingungen eine erste Validierung erfahren, ohne direkten Eingriff in laufende Prozesse. Diese Anwendungsmöglichkeiten gilt es zu untersuchen und in eine gebrauchstaugliche Lösung für den Einsatz im wertschöpfenden Bereichen zu überführen. Ziel dabei ist es die noch hypothetischen Potenziale zu bewerten und in einsetzbare Applikationen zu transformieren, die den Anforderungen in einer industriellen Umgebung standhalten. Um eine nutzerorientierte Forschung zu gewährleisten, ist es notwendig den Bedarf der Industrie zu erfassen. An diesem Punkt setzt das Vorhaben PlanAR an und untersucht die interdisziplinären Auswirkungen der Anwendungsmöglichkeiten und Applikationen bei industrienahen Nutzungsanforderungen. KW - anlagenplanung KW - augmented reality Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-20006 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 125 EP - 130 ER - TY - JOUR A1 - Wahyudi, Vincent A1 - Ziegler, Cedric C. A1 - Frieß, Matthias A1 - Schramm, Stefan A1 - Lang, Constantin A1 - Eberhardt, Lars A1 - Freund, Fabian A1 - Dobhan, Alexander A1 - Storath, Martin T1 - A computer vision system for recognition and defect detection for reusable containers JF - Machine Vision and Applications N2 - Abstract Small load carriers (SLCs) are standardized reusable containers used to transport and protect customer goods in many manufacturers. Throughout the life cycle of the SLCs, they will be collected, manually checked for defects (wear, cracks, and residue on the surface), and cleaned by specialized logistic companies. Human operators in small to medium-sized companies manually evaluate the defects due to the variety and degree of possible defects and varying customer needs. This manual evaluation is not scalable and prone to errors. This work aims to fill this gap by proposing a computer vision system that can recognize the SLC type for inventory management and perform defect detection automatically. First, we develop a camera portal, consisting of standard components, that capture the relevant surfaces of the SLC. A labeled dataset of 17,530 images of 34 different SLCs with their defect status was recorded using this camera portal. We trained a classification model (ConvNeXt) using our dataset to predict the different types of SLCs achieving 100% class prediction accuracy. For defect detection, we explore eight state-of-the-art (SOTA) anomaly detection models that achieved high rankings in the MVTec industrial anomaly detection benchmark. These models are trained using default hyperparameters and the two highest-scoring models were chosen and fine-tuned. The best-fine-tuned models based on “Area under the Receiver Operating Characteristic Curve (AUROC)” are PatchCore (0.811) and DRAEM (0.748). These results indicate that there is still potential for improvement in the automation of defect detection of SLCs. Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-57430 SN - 0932-8092 VL - 36 IS - 2 PB - Springer Science and Business Media LLC ER - TY - CHAP A1 - Müller, Jonas A1 - Eberhardt, Lars A1 - Wahyudi, Vincent A1 - Storath, Martin A1 - Dobhan, Alexander T1 - Towards an Approach on Location Data Analysis for Reusable Small-load Carriers T2 - Proceedings of the 58th Hawaii International Conference on System Sciences Y1 - 2025 UR - https://hdl.handle.net/10125/109488 ER - TY - RPRT A1 - Fischer, Sophie A1 - Walter, Holger A1 - Pfeuffer, Katharina A1 - Thalo, Sanna A1 - Mairhofer, Stephanie A1 - Juknevičienė, Živilė A1 - Mora Segado, Patricia T1 - 3 ECTS Blended Intensive Programme: Personal Green Skills N2 - Global climate change represents a cognitive challenge for many people and often evokes negative associations due to its complexity and its interactions with politics, social movements, and economic developments. Consequently, the development and possession of green skills have become central to addressing climate change. The European Council conclusions acknowledge this urgency and underline the need for a transition towards green skills. This recognition also extends to higher education, where institutions play a crucial role in tackling the climate crisis. Personal Green Skills in Higher Education (PeGSinHE) is an Erasmus+ KA2 project coordinated by Kauno Kolegija (KK, Lithuania), Tampere University of Applied Sciences (TAMK, Finland), Hochschule für Agrar- und Umweltpädagogik (HAUP, Austria), Universidad de Málaga (UMA, Spain), and the Technical University of Applied Sciences Würzburg-Schweinfurt (THWS, Germany). The strategically designed project aims not only to promote green skills among students and encourage personal behavioural change in line with the Sustainable Development Goals, but also to foster a sense of social responsibility within the partner institutions. A particular focus lies on empowering lecturers at partner universities through innovative teaching and learning approaches to effectively impart green skills to students. This report documents the pilot implementation of an international 3 ECTS Blended Intensive Programme (BIP) developed within the EU project and delivered for the first time at the Technical University of Applied Sciences Würzburg-Schweinfurt in Germany. The programme is based on a curriculum co-created in focus groups and informed by a previously developed methodology, clearly defined learning objectives and learning outcomes, as well as the competencies of the participating lecturers. This report documents the pilot implementation of an international 3 ECTS Blended Intensive Programme (BIP) developed within the EU project and delivered for the first time at the Technical University of Applied Sciences Würzburg-Schweinfurt in Germany. The programme is based on a curriculum co-created in focus groups and informed by a previously developed methodology, clearly defined learning objectives and learning outcomes, as well as the competencies of the participating lecturers. The report provides an overview of the experiences gained during the BIP week in May 2025 and includes all relevant course descriptions, teaching materials, and learning content. It is intended to enable higher education institutions outside the project consortium to implement the BIP independently with individual adaptations. KW - Green Skills KW - Sustainable Development KW - Higher Education KW - GreenComps Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-63936 ER - TY - JOUR A1 - Volz, Stefan A1 - Storath, Martin A1 - Weinmann, Andreas T1 - Degrees-of-freedom penalized piecewise regression JF - Information and Inference: A Journal of the IMA N2 - Many popular piecewise regression models rely on minimizing a cost function on the model fit with a linear penalty on the number of segments. However, this penalty does not take into account varying complexities of the model functions on the segments potentially leading to overfitting when models with varying complexities, such as polynomials of different degrees, are used. In this work, we enhance on this approach by instead using a penalty on the sum of the degrees of freedom over all segments, called degrees-of-freedom penalized piecewise regression. We show that the solutions of the resulting minimization problem are unique for almost all input data in a least squares setting. We develop a fast algorithm that does not only compute a minimizer but also determines an optimal hyperparameter—in the sense of rolling cross validation with the one standard error rule—exactly. This eliminates manual hyperparameter selection. Our method supports optional user parameters for incorporating domain knowledge. We provide an open-source Python/Rust code for the piecewise polynomial least squares case which can be extended to further models. We demonstrate the practical utility through a simulation study and by applications to real data. A constrained variant of the proposed method gives state-of-the-art results in the Turing benchmark for unsupervised changepoint detection. Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-57846 SN - 2049-8772 VL - 14 IS - 1 PB - Oxford University Press ER - TY - JOUR A1 - Chaudhary, Renu A1 - Diethelm, Kai A1 - Hashemishahraki, Safoura T1 - On the separation of solutions to fractional differential equations of order α ∈ (1, 2) JF - Applied Numerical Mathematics N2 - Given a Caputo-type fractional differential equation with order between 1 and 2, we consider two distinct solutions to this equation subject to different sets of initial conditions. In this framework, we discuss nontrivial upper and lower bounds for the difference between these solutions. The main emphasis is on describing how such bounds are related to the differences of the associated initial values. Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-57338 VL - 203 SP - Article No. 38 ER - TY - JOUR A1 - Höfflin, Dennis A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Rosilius, Maximilian A1 - Seitz, Philipp A1 - Schiffler, Andreas T1 - Opto-Thermal Investigation of Additively Manufactured Steel Samples as a Function of the Hatch Distance JF - Sensors N2 - Nowadays, additive manufacturing processes are becoming more and more appealing due to their production-oriented design guidelines, especially with regard to topology optimisation and minimal downstream production depth in contrast to conventional technologies. However, a scientific path in the areas of quality assurance, material and microstructural properties, intrinsic thermal permeability and dependent stress parameters inhibits enthusiasm for the potential degrees of freedom of the direct metal laser melting process (DMLS). Especially in quality assurance, post-processing destructive measuring methods are still predominantly necessary in order to evaluate the components adequately. The overall objective of these investigations is to gain process knowledge make reliable in situ statements about component quality and material properties based on the process parameters used and emission values measured. The knowledge will then be used to develop non-destructive tools for the quality management of additively manufactured components. To assess the effectiveness of the research design in relation to the objectives for further investigations, this pre-study evaluates the dependencies between the process parameters, process emission during manufacturing and resulting thermal diffusivity and the relative density of samples fabricated by DMLS. Therefore, the approach deals with additively built metal samples made on an EOS M290 apparatus with varying hatch distances while simultaneously detecting the process emission. Afterwards, the relative density of the samples is determined optically, and thermal diffusivity is measured using the laser flash method. As a result of this pre-study, all interactions of the within factors are presented. The process variable hatch distance indicates a strong influence on the resulting material properties, as an increase in the hatch distance from 0.11 mm to 1 mm leads to a drop in relative density of 57.4%. The associated thermal diffusivity also reveals a sharp decrease from 5.3 mm2/s to 1.3 mm2/s with growing hatch distances. The variability of the material properties can also be observed in the measured process emissions. However, as various factors overlap in the thermal radiation signal, no clear assignment is possible within the scope of this work. KW - additive manufacturing processes KW - material Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3390/s22010046 SN - 1424-8220 VL - 22 IS - 1 PB - MDPI ER - TY - JOUR A1 - Schiffler, Andreas A1 - Wehnert, Kira-Kristin A1 - Ochs, Dennis T1 - Einsatz einer maschinell gelernten Bildsegmentierung zur Pulverbettüberwachung im Metalldruck JF - FHWS Science Journal N2 - Der Schwerpunkt der folgenden Ausführungen ist auf eine schichtweise Erkennung von Abweichungen durch die automatisierte Analyse von Bilddaten aus pulverbettbasierten Metalldruckprozessen gelegt. Bei diesen Prozessen wird eine dünne Schicht im Bereich von 20 bis 100 μm aus pulverförmigem Metallpulver aufgetragen. Ein zweidimensionaler Querschnitt des gewünschten Bauteils wird dann entweder mit einer selektiven Wärmequelle aufgeschmolzen oder mit einem Bindemittel zusammengebunden. Anschließend wird das Substrat um die Höhe einer Pulverschicht abgesenkt und der Vorgang wiederholt, bis der Aufbau abgeschlossen ist. Nach dem Abschluss des Aufschmelzens einer Schicht wird ein Bild mittels einer Kamera im sichtbaren Wellenlängenbereich erstellt. Abbildung 1 zeigt zwei Beispiele solcher Bilder. Diese bilden die Eingangsgröße für die Erkennung von Abweichungen. Durch die gewählte Schichtdicke kann die Herstellung eines Bauteils mehrere tausend Bilder erzeugen. Die automatisierte und zeitnahe Auswertung ist daher Inhalt aktueller Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten [1]. Nicht zuletzt da die notwendige Sensorik – eine Kamera – wirtschaftlich und robust einsetzbar ist. KW - bilddaten KW - bilderkennung KW - metalldruck Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-20021 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 147 EP - 152 ER - TY - JOUR A1 - Miller, Eddi A1 - Barthelme, Christine A1 - Schiffler, Andreas A1 - Engelmann, Bastian A1 - Schmitt, Jan T1 - Internationalisierung in Pandemiezeiten, technische Möglichkeiten, Lehr- und Forschungskonzepte mal anders gedacht JF - FHWS Science Journal N2 - Eines der zentralen strategischen Ziele unserer Hochschule ist die Internationalisierung, sowie der »internationalisation@home«. Als die weltweite Corona-Pandemie die Präsenzlehre und -forschung ebenso wie den internationalen Austausch von Studierenden und Forschenden zu Beginn 2020 quasi zum Erliegen brachte wurden die Rufe nach digitalen Angeboten im internationalen Bereich schnell laut. Vor diesem Hintergrund reagierte der »Deutsche Akademische Auslandsdienst (DAAD)« mit der kurzfristig ins Leben gerufenen Förderlinie »International Virtual Academic Collaboration« (IVAC), um internationale Hochschulkooperationen und weltweite Mobilität unter digitalen Vorzeichen strategisch zu gestalten und auszubauen [1]. KW - internationalisierung KW - covid KW - corona Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-20035 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 143 EP - 146 ER - TY - JOUR A1 - Wehnert, Kira-Kristin A1 - Ochs, Dennis A1 - Schmitt, Jan A1 - Hartmann, Jürgen A1 - Schiffler, Andreas T1 - Reducing Lifecycle Costs due to Profile Scanning of the Powder Bed in Metal Printing JF - Procedia CIRP 98 N2 - First time right is one major goal in powder based 3D metal printing. Reaching this goal is driven by reducing life cycle costs for quality measures, to minimize scrap rate and to increase productivity under optimal resource efficiency. Therefore, monitoring the state of the powder bed for each printed layer is state of the art in selective laser melting. In the most modern approaches the quality monitoring is done by computer vision systems working with an interference on trained neural networks with images taken after exposure and after recoating. There are two drawbacks of this monitoring method: First, the sensor signals - the image of the powder bed - give no direct height information. Second, the application of this method needs to be trained and labeled with reference images for several cases. The novel approach presented in this paper uses a laser line scanner attached to the recoating machine. With this new concept, a direct threshold measure can be applied during the recoating process to detect deviations in height level without prior knowledge. The evaluation can be done online during recoating and feedback to the controller to monitor each individual layer. Hence, in case of deviations the location in the printing plane is an inherent measurement and will be used to decide which severity of error is reported. The signal is used to control the process, either by starting the recoating process again or stopping the printing process. With this approach, the sources of error for each layer can be evaluated with deep information to evaluate the cause of the error. This allows a reduction of failure in the future, which saves material costs, reduces running time of the machine life cycle phase in serial production and results in less rework for manufactured parts. Also a shorter throughput time per print job results, which means that the employee can spent more time to other print jobs and making efficient use of the employee’s work force. In summary, this novel approach will not only reduce material costs but also operating costs and thus optimize the entire life cycle cost structure. The paper presents a first feasibility and application of the described approach for test workpieces in comparison to conventional monitoring systems on an EOS M290 machine. Y1 - 2021 UR - 10.1016/j.procir.2021.01.175 VL - 98 SP - 684 EP - 689 PB - Elsevir ER - TY - JOUR A1 - Schmitt, Anna-Maria A1 - Sauer, Christian A1 - Höfflin, Dennis A1 - Schiffler, Andreas T1 - Powder Bed Monitoring Using Semantic Image Segmentation to Detect Failures during 3D Metal Printing JF - Sensors N2 - Monitoring the metal Additive Manufacturing (AM) process is an important task within the scope of quality assurance. This article presents a method to gain insights into process quality by comparing the actual and target layers. Images of the powder bed were captured and segmented using an Xception–style neural network to predict the powder and part areas. The segmentation result of every layer is compared to the reference layer regarding the area, centroids, and normalized area difference of each part. To evaluate the method, a print job with three parts was chosen where one of them broke off and another one had thermal deformations. The calculated metrics are useful for detecting if a part is damaged or for identifying thermal distortions. The method introduced by this work can be used to monitor the metal AM process for quality assurance. Due to the limited camera resolutions and inconsistent lighting conditions, the approach has some limitations, which are discussed at the end. KW - additive manufacturing KW - metal printing KW - neural network KW - semantic segmentation KW - thermal distortion KW - in situ monitoring Y1 - 2023 U6 - https://doi.org/10.3390/s23094183 VL - 23 IS - 9 SP - 4183 EP - 4183 PB - MDPI ER - TY - CHAP A1 - Ziegler, Cedric C. A1 - Ising, Julia A1 - Dobhan, Alexander A1 - Storath, Martin T1 - Computer Vision in Reusable Container Management - Requirements, Conception, and Data Acquisition T2 - Logistik und Supply Chain Management N2 - In container management, the reuse of small load carriers is a business alternative to disposal carriers. Reusable container management is furthermore a solution to improve the environmental impact of the logistic industry. The sorting and stock management of small load carriers are today primarily manual work and have consequently a low level of automation. In order to increase the automation of returnable containers, it is crucial to establish a computer vision system that (i) classifies the containers and (ii) detects potential defects or stains. This paper provides an overview and a discussion of the applications that are already in use. Object detection is necessary for many actions in the container management business processes, such as inventory and stock management. Detection of defects on the small load carrier is required for scrapping the carriers to ensure a smooth process in any business process involving the carrier and to decide whether additional process steps, e.g., cleaning, are required. The literature review in this paper establishes the demand for computer vision detection and shows the project setup necessary to conduct research in this area. The comparison with other applications of defect and anomaly detection supports the applicability and shows the need for further research in this specific academic field. This leads to a project outline and the research provides the technical implementation of the detections in container management. Accordingly, the research provides a work- flow guide from data acquisition to a high-quality dataset of labeled anomalies of small load carriers. Y1 - 2023 SN - 9783863099411 U6 - https://doi.org/10.20378/irb-92408 SN - 2750-8277 SP - 107 EP - 122 PB - University of Bamberg Press ER - TY - JOUR A1 - Lehmann, Lisa A1 - Wilke, Winfried T1 - Neuer Studiengang Wasserstofftechnik BT - HS Würzburg-Schweinfurt holt H2-Experten ins Boot JF - HZwei - Das Magazin für Wasserstoff und Brennstoffzellen N2 - Die Fakultät Maschinenbau der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg-Schweinfurt (FHWS) greift das Thema Energiewende aus der Hightech Agenda Bayern auf und entwickelt einen neuen Studiengang Wasserstofftechnik. Ab Oktober 2021 soll es Studierenden dort möglich sein, sich vertieft mit Wasserstoff zu befassen, um sich später auch beruflich diesem bedeutenden Bestandteil der Energiewende zu widmen. Im neuen Studiengang stehen vor allem die Entwicklung von H2-Anlagen, deren laufender Betrieb sowie die entsprechende Anlagen- und Arbeitssicherheit im Mittelpunkt. Zur Studiengangentwicklung und -gestaltung sollen maßgeblich ein ständiger Austausch sowie spätere Projektkooperationen mit Unternehmen und deren Fachexperten beitragen. KW - Wasserstoff KW - Wasserstofftechnik KW - Maschinenbau KW - Wasserstoffanlagen Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-47878 SN - 1862-393X VL - 21. IS - 2 SP - 45 EP - 47 ER - TY - JOUR A1 - Kaupp, Tobias T1 - Lehre, Forschung und Transfer am Beispiel der Robotik BT - vom RoboCup@Work zur autonomen Warenkommissionierung JF - FHWS Science Journal N2 - Das IDEE ist mit vier Forschungsprofessoren besetzt, die durch eine Lehrentlastung Freiräume für den Auf- und Ausbau von interdisziplinären Forschungsaktivitäten nutzen können. Das Center Robotik (CERI) ist eines der Aufgabengebiete des IDEEs mit den beiden Schwerpunkten »Robotergestützte Arbeitsplätze der Zukunft« sowie »Intralogistik in der Smart Factory«. Dieser Artikel beschäftigt sich mit dem zweiten Schwerpunkt. Anhand der CERI Aktivitäten im Bereich der fahrerlosen Transportsysteme wird aufgezeigt, wie der »Dreiklang« Forschung, Lehre und Transfer in der Praxis umgesetzt wird und die drei Bestandteile sich gegenseitig befruchten können. KW - robotik Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-20065 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 109 EP - 116 ER - TY - CHAP A1 - Fichtel, Lars A1 - Erbacher, Dominik A1 - Heller, Leon A1 - Frühwald, Alexander A1 - Hösch, Leonhard A1 - Bachmeir, Christian T1 - Analysis of Object Detection Datasets for Machine Learning with Small and Tiny Objects T2 - Proceedings of the Eleventh International Conference on Engineering Computational Technology N2 - Deep Learning models are trained to detect humans, cars, and other large objects which are centered in the images. The same models struggle with detecting small and tiny objects because of architecture design decisions that reduce the entropy of small and tiny objects during training. These small and tiny objects are essential for damage identification and maintenance including inspection and documentation of aeroplanes, constructions, offshore structures, and forests. Our work defines the terms tiny and small in context of deep learning models to evaluate possible approaches to resolve the issue of low accuracy in detecting these objects. We analyse the currently applied common datasets Common Objects in Context, ImageNet and Tiny Object Detection Challenge dataset. In addition we compare these datasets and present the differences in terms of object instance size. The COCO dataset, ImageNet dataset and TinyObjects dataset are analysed regarding size categorization and relative object size. The results show the large differences between the size ratios of the three chosen datasets, with ImageNet having by far the largest object instances, COCO being in the middle and TinyObjects having the smallest objects as its name would indicate. Since the objects themselves are larger in terms of total pixel width and height, they therefore make up a bigger percentage on the superordinate picture. Looking at the size categories of the COCO dataset and our extension of the tiny and very small category, the results confirm the size hierarchy of the datasets. With ImageNet having most of its objects in the large category, COCO respectively in the medium category and TinyObjects in the very small category. By taking these results into account, the reader is able to choose a fitting dataset for their tasks.We expect our analysis to help and improve future research in the area of small and tiny object detection. KW - machine learning KW - damage identification KW - object detection KW - inspection KW - tiny obejcts KW - small objects KW - maintenance KW - dataset Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-24895 ER - TY - JOUR A1 - Kaupp, Tobias A1 - Schmitt, Jan A1 - Hillenbrand, Andreas A1 - Kranz, Philipp T1 - Das hybride Team: ein Leitfaden zur systematischen Planung von assistierten, kollaborativen Mensch-Roboter-Arbeitsplätzen in der Montage JF - FHWS Science Journal N2 - Im Zuge der fortschreitenden Globalisierung und zunehmenden Digitalisierung der Arbeitswelt, ergeben sich gerade für kleine und mittelständische Unternehmen Herausforderungen im Bereich der Produktion und insbesondere in der Montage. Steigende Komplexität der Produkte, kürzer werdende Produktlebenszyklen bei kleinen Losgrößen mit hoher Variantenvielfalt und großem Wettbewerbsdruck zwingen Unternehmen bereits vorhandene Montagestrategien zu überarbeiten. Gerade bei komplexeren Baugruppen ist eine Hochautomatisierung der Montage in der Serienfertigung aufgrund der Produktstruktur nur schwer realisierbar und oftmals nicht wirtschaftlich. In der industriellen Produktion ist ein klarer Trend von der Massenproduktion hin zur »Massenspezialanfertigung« zu erkennen. Die Leistungsfähigkeit eines Industriebetriebes hängt entscheidend von den angewandten Produktionsverfahren, den eingesetzten Produktionsmitteln und der eingeführten Produktionsorganisation ab. Aber auch das Zusammenspiel von Mensch, Organisation und Technik trägt dazu bei Potenziale für den Erfolg eines Unternehmens auszuschöpfen. Aufgrund sich ständig ändernder Marktbedingungen und der kostengünstigen Herstellung von Produkten in Niedriglohnländern bei gleichzeitig steigendem Qualitätsniveau müssen Produktionsstrukturen ständig neu überdacht und weiterentwickelt werden. Die Montage ist im Vergleich zur klassischen Fertigung (wie z.B. Drehen, Fräsen oder Schleifen) ein eher niedrig automatisierter Bereich der industriellen Produktion, indem allerdings eine hohe Wertschöpfung am Produkt stattfindet. Die manuelle Montage ist daher auch zukünftig ein wichtiger Bestandteil der industriellen Produktion. Um am Markt bestehen zu können, müssen Unternehmen nach Möglichkeiten suchen, um manuelle Arbeit produktiver und damit kosteneffizienter zu gestalten ohne dabei Abstriche bei der Qualität hinzunehmen. Zur Unterstützung manueller Tätigkeiten sind in den vergangenen Jahren verschiedene Innovationen in den Fokus der Unternehmen gerückt. Das Ziel muss es sein, den (Montage-)Standort Deutschland durch innovative Konzepte wie kollaborative Mensch-Roboter-Arbeitsplätze zu sichern. KW - mensch-roboter KW - montage KW - arbeitsplatz Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-19972 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 12 EP - 72 ER - TY - JOUR A1 - Fischer, Sophie A1 - Schmitt, Jan T1 - Involvierende Bildungskomponenten zur Ableitung von Anpassungskonzepten für (produzierende) Unternehmen im Projekt MainKlimaPLUS JF - FHWS Science Journal N2 - Es gilt, auf diverse Szenarien des Klimawandels vorbereitet zu sein, potenziell negativen Einflüssen vorzubeugen und Chancen (bspw. hinsichtlich Absatz- und Beschaffungsmarkt) zu ergreifen. Diese Ausprägungen regen dazu an, maßgeschneiderte Bildungskomponenten zu konzeptualisieren, um (produzierende) Unternehmen zukünftig sowohl in ihrer Verantwortungsfunktion zu sensibilisieren, als auch sie lernend zu befähigen, individuelle Klimaanpassungsmaßnahmen abzuleiten. KW - klima KW - klimawandel KW - mainklimaplus Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-20050 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 101 EP - 108 ER - TY - JOUR A1 - Horn, Andreas A1 - Schmitt, Jan T1 - Roboterbasierte Koordinatenmesstechnik BT - wie präzise kann ein Roboter Bauteile vermessen? JF - FHWS Science Journal N2 - Das [...] Spannungsfeld aus Flexibilität, Bauraum, Kosten, Genauigkeit und automatisierter Messung soll in diesem Vorhaben mit der Realisierung einer größenangepassten, roboterbasierten Koordinatenmesstechnik begegnet werden. Als Herausforderung wird hierbei das Verfahren zur Optimierung der Genauigkeit (Kalibrierung) aus den gegebenen Randbedingungen (Kinematik, Steifigkeit) insbesondere des Roboters gesehen. KW - roboter KW - messen Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-20077 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 93 EP - 100 ER - TY - GEN A1 - Fischer, Sophie A1 - Schmitt, Jan T1 - Planspiel MainKassandra BT - Klimaanpassung und Grundbegriffe spielerisch lernen N2 - Planspiel zur Klimaanpassung für Unternehmen, die mehr über die Wechselwirkungen des Klimawandels erfahren und zur strategischen und nachhaltigen Weiterentwicklung beitragen möchten. Mit einem spielerischen Ansatz werden direkte und indirekte Auswirkungen des Klimawandels simuliert und einzelne Teams aufgefordert, mit einem interaktiven Maßnahmenkatalog zielgerichtete Anpassungsstrategien zu entwickeln. Dabei gilt es Klimaereignisse und vorhandene Ressourcen zu beachten, denn der Spielsieg wird nur durch eine Balance zwischen ökonomischen und ökologischen Interessen erreicht. Die erworbenen Erfahrungen können dann direkt in die berufliche Praxis geführt und innerhalb von Arbeitsteams diskutiert werden. Beginnen Sie heute mit dem Umdenken und werden Sie kreativ, um Ihr Unternehmen vor den Folgen des Klimawandels zu schützen. Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-22271 ER - TY - JOUR ED - Schmitt, Jan T1 - FHWS Science Journal (5, 2) BT - Sonderausgabe zur Forschung am Institut Digital Engineering N2 - Mit dieser Sonderausgabe des FHWS Science Journals möchten wir Sie [...] auf das Institut Digital Engineering (IDEE) aufmerksam machen sowie Einblicke in die aktuellen Forschungsarbeiten in ihrer Breite und Tiefe ermöglichen. Ganz besonders freut uns, dass die Entwicklung in Bezug auf die Teilnahme und den Erfolg bei öffentlichen Förderaufrufen des Landes und Bundes das Institut nach einer Startphase bereits sehr positiv zu bewerten ist. Dies zeigt sich an der Anzahl der eingeworbenen Projekte und den Drittmittelumsatz, der 2020 schon rund 1 Mio. € betrug und in 2021 auf 2 Mio € gesteigert werden konnte. Ausgangspunkt dieser Sonderausgabe ist die Präsentation eines Leitfadens zur Mensch-Roboter- Interaktion aus dem Projekt InKoMo der Bayerischen Forschungsstiftung heraus. Neben diesem Leitartikel finden sich weitere Beiträge, die den Stand der Forschungen am IDEE wiedergeben. Von 3D-Metalldruck bis Klimaanpassung wird aus vielen (nicht allen) Projekten berichtet und wir hoffen so Ihr Interesse an den Forschungsarbeiten an der Hochschule für angewandte Wissenschaften Würzburg Schweinfurt zu wecken. T3 - FHWS Science Journal - 5.2021, 2 KW - engineering KW - digital engineering KW - Mensch-Roboter-Interaktion KW - 3D-Druck KW - Additive Fertigung KW - Klimawandel KW - Klimaanpassung KW - augmented reality KW - Prozessoptimierung KW - Internationalisierung Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 (2021) IS - 2 CY - Würzburg ER - TY - JOUR A1 - Lehmann, Lisa A1 - Nowak, Elisabeth A1 - Engelhardt, Doris A1 - Müller, Detlef A1 - Wilke, Winfried T1 - Entwicklung eines Kompetenzfeststellungsverfahrens auf Basis eines Kompetenzprofils für den Bachelorstudiengang Maschinenbau JF - FHWS Science Journal N2 - Die Feststellung und Entwicklung von Kompetenzen ist ein diskutables und hoch komplexes Forschungsfeld. Wissenschaftlich beschäftigen sich insbesondere die Erziehungswissenschaften, die Pädagogik und die Psychologie sowie die disziplinenübergreifende empirische Bildungsforschung mit der Kompetenzerfassung, sowohl im sekundären als auch im tertiären Bildungssystem. In einem massiven Ausmaß steigt seit der Jahrtausendwende die Fokussierung auf Kompetenzen, insbesondere deren Feststellung und Weiterentwicklung. Die Bedeutung dieser Themenfelder reicht mittlerweile weit über den Bereich von Schulen und Hochschulen hinaus... Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-19245 VL - 5 IS - 1 SP - 67 EP - 81 ER - TY - JOUR A1 - Bachmeir, Christian T1 - Mikrologistik der Zukunft mit dezentral organisierten boden- und luftgebundenen autonomen Fördereinheiten JF - FHWS Science Journal N2 - Geprägt durch den Einzug der Digitalisierung in Wirtschaft und Industrie sieht sich die Logistikbranche heute zunehmend damit konfrontiert, immer kleinere Stückmengen und Losgrößen transportieren zu müssen. Heutige, konventionelle Logistiksysteme sind für diese zukünftigen Anforderungen nicht ausgelegt. Deshalb bringt der Transport kleiner Losgrößen hohe Kosten mit sich. Darüber hinaus sind heutige Logistiksysteme nicht flexibel genug. Auch die praktizierte Ansammlung von kleinen Losgrößen zu größeren Einheiten erfüllt die Anforderungen nicht. Der Warentransport wird aus Sicht des steigenden Anspruchs an den Zeitfaktor teuer. Darüber hinaus entstehen zusätzliche Lagerkosten. Neue Technologien wie fahrerlose Transportsysteme und Transportdrohnen können in ihrer aktuellen Entwicklung dem Bedarf der Mikromobilität nur in stark abgegrenzten Bereichen gerecht werden und somit ihr Potenzial noch nicht ganzheitlich entfalten. Im Projekt wird die kollaborative Zusammenarbeit verschiedener Transporteinheiten wie fahrerlose Transportsysteme (FTS), Multicopter- und Flächendrohnen aufbauend auf einem KI-Service entwickelt, was einem heterogenen Netzwerk die Überwindung der einzelnen, technologischen Systemgrenzen und zweckdienlichen Einsatz ermöglicht. Die Auslegung von logistischen Systemen erfolgt immer nach dem Prinzip des minimalsten Aufwandes. Das Projekt FlowPro entwickelt ein auf KI-Verfahren basierendes Logistiknetzwerk, welches sich selbstständig organisiert und in Industrieparks die Intralogistik sowie darüber hinaus unternehmensübergreifend auf dem Land- und Luftweg die Mikromobilität von Waren ermöglicht und optimiert. KW - mikrologistik KW - autonom Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bvb:863-opus-20086 UR - https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:bvb:863-opus-19389 SN - 2196-6095 VL - 5 IS - 2 SP - 117 EP - 124 ER -