@inproceedings{MalisaReiffStephan2025, author = {Malisa, Viktorio and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Auswirkung der neuen gesetzlichen und normativen Regelungen auf Industrieroboter-Systeme}, series = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, booktitle = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and J{\"a}kel, Jens and Reichelt, Dirk}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20130}, pages = {49 -- 59}, year = {2025}, abstract = {EU-Verordnungen und ISO-Normen ver{\"a}ndern die Nutzung von Industrieroboter und beeinflussen deren Integration in effiziente Produktionssysteme. Die rasante Entwicklung der Digitalisierung und die Notwendigkeit einer umfassenden Vernetzung haben Auswirkungen auf die Sicherheit von Maschinen, die Gestaltung von Arbeitspl{\"a}tzen und die Anforderungen an die Ausbildung der Besch{\"a}ftigten. Mit einer Reihe von Gesetzen und Richtlinien schafft die EU einen Ordnungsrahmen f{\"u}r die aktuellen Technologien und versucht, die Rahmenbedingungen f{\"u}r weitere Entwicklungen festzulegen. Gleichzeitig ist die Industrie gefordert, zus{\"a}tzliche Kompetenzen in bestimmten Bereichen der Digitalisierung aufzubauen. Einige Herausforderungen sind jedoch noch zu bew{\"a}ltigen, z. B. wie der Sicherheitsnachweis f{\"u}r in Maschinen integrierte K{\"u}nstliche Intelligenz f{\"u}r autonome mobile Roboter erbracht werden kann, wie die Zertifizierung von Software als Sicherheitselement und dessen Integration in die Automatisierungssysteme und wie die Behandlung von Industrierobotern als vollst{\"a}ndige und nicht mehr als unvollst{\"a}ndige Maschinen erfolgen wird.}, language = {de} } @article{FalkElGhayedvandeSandetal.2023, author = {Falk, Constantin and El Ghayed, Tarek and van de Sand, Ron and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {A Data-Driven Approach Towards the Application of Reinforcement Learning Based HVAC Control}, series = {Journal of the Nigerian Society of Physical Sciences}, volume = {5}, journal = {Journal of the Nigerian Society of Physical Sciences}, number = {1}, publisher = {Department of Physics, Federal University Lafia Nasarawa State, Nigeria ; Nigerian Society of Physical Sciences}, issn = {2714-4704}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-17066}, year = {2023}, abstract = {Refrigeration applications consume a significant share of total electricity demand, with a high indirect impact on global warming through greenhouse gas emissions. Modern technology can help reduce the high power consumption and optimize the cooling control. This paper presents a case study of machine-learning for controlling a commercial refrigeration system. In particular, an approach to reinforcement learning is implemented, trained and validated utilizing a model of a real chiller plant. The reinforcement-learning controller learns to operate the plant based on its interactions with the modeled environment. The validation demonstrates the functionality of the approach, saving around 7\% of the energy demand of the reference control. Limitations of the approach were identified in the discretization of the real environment and further model-based simplifications and should be addressed in future research.}, language = {en} } @inproceedings{ElGhayedFalkWilbersetal.2023, author = {El Ghayed, Tarek and Falk, Constantin and Wilbers, Simon and van de Sand, Ron and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Modellansatz zur Prozessoptimierung beim hydroadh{\"a}siven Greifen}, series = {Tagungsband AALE 2023 : Mit Automatisierungstechnik gegen den Klimawandel}, booktitle = {Tagungsband AALE 2023 : Mit Automatisierungstechnik gegen den Klimawandel}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, isbn = {978-3-910103-01-6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-17150}, pages = {1 -- 10}, year = {2023}, abstract = {Der Produktlebenszyklus von Kleidung ist vor allem durch lange Lieferketten von Niedriglohnl{\"a}ndern in Hochlohnl{\"a}nder gekennzeichnet. Die Eliminierung solcher Transportwege k{\"o}nnte dazu f{\"u}hren, dass der komplette Lebenszyklus von Kleidungsware nachhaltiger und umweltfreundlicher wird. Der Aufbau von Produktionsst{\"a}tten in Hochlohnl{\"a}ndern wird aktuell durch technische Herausforderungen des Produktionsprozesses von Kleidung bzw. allgemein biegeschlaffen Materialien verhindert. Aufgrund der Eigenschaften biegeschlaffer Materialien k{\"o}nnen die Entnahme bzw. definierte Ablage von Textilteilen heutzutage nur teilautomatisiert bzw. mit einem hohen Anteil manueller T{\"a}tigkeiten gel{\"o}st werden. Das Hydroadh{\"a}sive Greifen k{\"o}nnte eine L{\"o}sung sein, die oben genannten Prozesse zu automatisieren und die Produktion f{\"u}r Hochlohnl{\"a}nder zu verg{\"u}nstigen. Jedoch verf{\"u}gt das Verfahren noch {\"u}ber lange Zykluszeiten und die Haltekr{\"a}fte sind nicht reproduzierbar. Weiterhin ist die Findung von Einstellparametern sehr zeitaufwendig und komplex. Die L{\"o}sung k{\"o}nnte eine intelligente Steuerung sein, dessen Kernst{\"u}ck ein datengetriebenes Modell f{\"u}r die Parameteroptimierung und -findung ist. Im Rahmen der Forschungsarbeiten wird ein Modellansatz zur Optimierung der Taktzeit beim hydroadh{\"a}siven Greifen erarbeitet. Dabei wird die Gewinnung der Datengrundlage, das zu entwickelnde Modell sowie die eigentliche Validierung diskutiert.}, language = {de} } @inproceedings{KupperFroehlichReiffStephan2024, author = {Kupper, Stefan and Fr{\"o}hlich, Stefan and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Ein neuer Sensoransatz f{\"u}r die Feinpositionierung eines O-Bus Stromabnehmers}, series = {Tagungsband AALE 2024 : Fit f{\"u}r die Zukunft: Praktische L{\"o}sungen f{\"u}r die industrielle Automation}, booktitle = {Tagungsband AALE 2024 : Fit f{\"u}r die Zukunft: Praktische L{\"o}sungen f{\"u}r die industrielle Automation}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and J{\"a}kel, Jens and St{\"o}cker, Christian}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, isbn = {978-3-910103-02-3}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-18582}, pages = {359 -- 364}, year = {2024}, abstract = {Urbane Mobilit{\"a}t insbesondere der innerst{\"a}dtischen Personentransport wird auch zuk{\"u}nftig ein besonderes Augenmerk unter dem Eindruck nachhaltiger Nutzung von Energiesystemen haben. Hierbei besitzt der {\"o}ffentliche Personennahverkehr({\"O}PNV) ein großes Potential zur großskaligen Minderung des Kohlendioxid ausstoßes. Ein sehr wichtiges Konzept hierbei ist der Oberleitungsbus der ganz analog zu einer Straßenbahn {\"u}ber eine Oberleitung fahrbahnbegleitend mit Strom versorgt wird. Da der Bus naturgem{\"a}ß nicht schienengebunden f{\"a}hrt und somit ein gewisses Maß an Positionsungenauigkeit besitzt, ist das Eindrahten an die Oberleitung allerdings erschwert. In dieser Arbeit pr{\"a}sentieren wir einen Regelungsansatz basierend auf einer neuartigen Sensorkonfiguration, der das automatische Eindrahten eines Stromabnehmers auf einem Bus erm{\"o}glichen kann.}, language = {de} } @inproceedings{ReiffStephan2020, author = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Implementation approaches for distributed energy management systems in production}, series = {Conference Proceedings : 1st German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems SusRes : 1st July 2020 - Kara, Togo}, booktitle = {Conference Proceedings : 1st German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems SusRes : 1st July 2020 - Kara, Togo}, doi = {10.15771/978-3-9819225-5-4_SIV-1b}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-13220}, pages = {116 -- 124}, year = {2020}, abstract = {The energy management of manufacturing facilities must be taken increasing account for an efficient operation within a production process. Future efforts and solutions will focus on improvement of the process stability and on cost reduction to meet the needs of successfully compete in local and global markets especially for SME. The paper describes an approach for manufacturing facilities using an example for thermoprocessing equipment. For this purpose, the TPS-principle Jidōka is used, the mechanism of self-adapting limit setting as well as an implementation is presented prototypically.}, language = {en} } @inproceedings{vandeSandCorasanitiReiffStephan2020, author = {van de Sand, Ron and Corasaniti, Sandra and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Review of Condition Based Maintenance approaches for vapor compression refrigeration systems}, series = {Conference Proceedings : 1st German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems SusRes : 1st July 2020 - Kara, Togo}, booktitle = {Conference Proceedings : 1st German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems SusRes : 1st July 2020 - Kara, Togo}, doi = {10.15771/978-3-9819225-5-4_SI-2a}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-13369}, pages = {24 -- 33}, year = {2020}, abstract = {Vapor compression refrigeration systems are subject to performance degradation over time due to the presence of faults. However, latest work in the field of condition-based maintenance shows promising results in the automatic early detection of anomalous behaviour as well as in accurate machine diagnostics and can, therefore, increase the overall system reliability by simultaneously preventing machine downtimes. In this paper, the latest research works carried out within the last decade are reviewed and the approaches are classified regarding their working principles. Furthermore, the work at hand depicts the current research trend in this field and outlines current obstacles.}, language = {en} } @inproceedings{ReiffStephan2020, author = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Solar power in product development}, series = {Conference Proceedings : 1st German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems SusRes : 1st July 2020 - Kara, Togo}, booktitle = {Conference Proceedings : 1st German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems SusRes : 1st July 2020 - Kara, Togo}, doi = {10.15771/978-3-9819225-5-4_SII-1b}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-13206}, pages = {55 -- 65}, year = {2020}, abstract = {The availability of electrical energy is one of the essential basic elements for economic growth and humanitarian living conditions. In one of the poorest regions of Western Africa - in the savannah region of northern Togo - the central expansion of electricity grids has not taken place. Decentralized solutions based on renewable energy systems can help here and promote the region's development. In the presented paper, the various renewable energy carrier systems were examined with regard to their use in the savannah region of Western Africa. The solar energy carrier system could be used as a power supplier in the secondary conversion process to mechanical power. Subsequently, a prototype for a clay brick production machine was designed and a digital mock-up was developed. Together with the partners in Togo, the prototype is built and tested in the field. Experiences are being gathered in cooperation with Bonita-Haus and will be incorporated into the educational content in Togo as well as at the Technical University of Wildau. This will make a significant contribution to the utilization of the technology at the site and to improving the living conditions in Western Africa.}, language = {en} } @article{vandeSandSchulzRitzmannetal.2018, author = {van de Sand, Ron and Schulz, Sebastian and Ritzmann, Kay and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Vernetzung physischer und virtueller Entit{\"a}ten im CPPS : Augmented Reality als Mensch-Maschine Schnittstelle}, series = {atp magazin}, volume = {9}, journal = {atp magazin}, issn = {2190-4111}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-12739}, pages = {36 -- 43}, year = {2018}, abstract = {Konventionelle Fertigungsstrategien werden k{\"u}nftig zunehmend durch komplexe cyberphysische Produktionssysteme (CPPS) ersetzt. Es entstehen durchgehend verbundene Wertsch{\"o}pfungsnetzwerke mit großer Informationsdichte, die den Menschen mit einer signifikant gestiegenen Datenmenge konfrontieren, auf deren Basis er agieren muss. Daher nimmt die Mensch-Maschine-Schnittstelle einen wichtigen Stellenwert innerhalb des Produktionsprozesses ein, wobei sich neuartige Visualisierungsverfahren wie Augmented Reality (AR) vielversprechend zeigen. F{\"u}r entsprechende Anwendungen bedarf es einer durchg{\"a}ngigen Kommunikation aus dem Feld bis hin zur Applikation. Der Artikel beschreibt, wie existierende Kommunikationsstandards daf{\"u}r nutzbar gemacht werden k{\"o}nnen und zeigt eine beispielhafte Umsetzung. Zudem wird eine Kommunikationsarchitektur vorgeschlagen, die auf Grundlage der Verwaltungsschale den interoperablen Informationsaustausch zwischen physischen und virtuellen Entit{\"a}ten erm{\"o}glicht.}, language = {de} } @unpublished{vandeSandSchulzRitzmannetal.2018, author = {van de Sand, Ron and Schulz, Sebastian and Ritzmann, Kay and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Vernetzung von physischen und virtuellen Entit{\"a}ten im cyberphysischen Produktionssystem}, series = {atp magazin}, volume = {9}, journal = {atp magazin}, issn = {2190-4111}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-10611}, year = {2018}, abstract = {Konventionelle Fertigungsstrategien werden k{\"u}nftig zunehmend durch komplexe cyberphysische Produktionssysteme (CPPS) ersetzt. Es entstehen durchgehend verbundene Wertsch{\"o}pfungsnetzwerke mit großer Informationsdichte, die den Menschen mit einer signifikant gestiegenen Datenmenge konfrontieren, auf deren Basis er agieren muss. Daher nimmt die Mensch-Maschine-Schnittstelle einen wichtigen Stellenwert innerhalb des Produktionsprozesses ein, wobei sich neuartige Visualisierungsverfahren wie Augmented Reality (AR) vielversprechend zeigen. F{\"u}r entsprechende Anwendungen bedarf es einer durchg{\"a}ngigen Kommunikation aus dem Feld bis hin zur Applikation. Der Artikel beschreibt, wie existierende Kommunikationsstandards daf{\"u}r nutzbar gemacht werden k{\"o}nnen und zeigt eine beispielhafte Umsetzung. Zudem wird eine Kommunikationsarchitektur vorgeschlagen, die auf Grundlage der Verwaltungsschale den interoperablen Informationsaustausch zwischen physischen und virtuellen Entit{\"a}ten erm{\"o}glicht.}, language = {de} } @inproceedings{GuentherPrellReiffStephan2022, author = {G{\"u}nther, Norman and Prell, Bastian and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Industrie 5.0 : von der Vision des menschzentrierten Ansatzes zu soziocyberphysischen Produktionssystemen f{\"u}r die Praxis}, series = {Tagungsband AALE 2022}, booktitle = {Tagungsband AALE 2022}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-15787}, pages = {257 -- 266}, year = {2022}, abstract = {Industrie 4.0 Ans{\"a}tze haben sich in der fertigenden Industrie vielerorts etabliert. Big Data, IIoT und K{\"u}nstliche Intelligenz (KI) erm{\"o}glichen neue Gesch{\"a}ftsmodelle und wirken sich dadurch auch ver{\"a}ndernd auf Produktionssysteme aus. Mit dem Begriff der Industrie 5.0 formuliert sich ein menschzentrierter Ansatz. Die Praxisrelevanz dieser und {\"a}hnlicher Innovationen h{\"a}ngt maßgeblich davon ab, wie derartige Einsatzm{\"o}glichkeiten neuer, digitaler Technologien in die bestehenden Unternehmensstrukturen Einzug halten. Hierbei kommt es also auf Transfer und Akzeptanz neuer Technologien an. Digitalisierung gestaltet sich somit als sozio-technisches Problem. Dieser Beitrag gibt Einblick in aktuell verfolgte Transferans{\"a}tze f{\"u}r Digitalisierung im Mittelstand und leistet einen Teil zu Theoriebildung, als dass er auch einen Ausblick auf weitere Aktivit{\"a}ten in dem Umfeld liefert.}, language = {de} } @article{ReinhardtMahdaviaslPrelletal.2024, author = {Reinhardt, Heiner and Mahdaviasl, Mahtab and Prell, Bastian and Mauersberger, Anton and Klimant, Philipp and Reiff-Stephan, J{\"o}rg and Ihlenfeldt, Steffen}, title = {Efficient data acquisition for traceability and analytics}, series = {Procedia CIRP}, volume = {122}, journal = {Procedia CIRP}, publisher = {Elsevier}, issn = {2212-8271}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-19232}, pages = {73 -- 78}, year = {2024}, abstract = {Implementing processes for traceability is required in various industries to assure product quality during manufacturing, provide evidence on required processing conditions or facilitate product recalls. Commonly, radio-frequency identification (RFID) or code recognition techniques (e.g. Data Matrix) are applied to track the flow of workpieces through a manufacturing system and link processing data accordingly. Although the analysis of tracking data is well-examined, we still see a gap in the research on the trade-off between data acquisition, data analytics and data quality. Here, we present a framework to increase the value of existing data by enabling data analytics while addressing common pitfalls and reducing the costs of data management.}, language = {en} } @article{PrellReiffStephan2023, author = {Prell, Bastian and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {A Use Case for Digital Tools in Crafts: Simulation and Virtual Reality for Carpentries}, series = {Simulation Notes Europe}, volume = {33}, journal = {Simulation Notes Europe}, number = {4}, issn = {2305-9974}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-19326}, pages = {191 -- 198}, year = {2023}, abstract = {This paper presents an integrated approach to explore human factors in the craft sector. The embedded use case consists of craft workshops being 3D-modelled and simulated so that different scheduling rules can be deployed. The connected VR visualization allows craft professionals to experience scheduling rules and their impact on different performance measurements in an environ-ment intuitively resembling their actual workshops. The lessons learned from the simulation modelling are collected and presented. A modular approach appears to be beneficial for simulation modelling, offering flexibility and pragmatism but detail when needed. Apart from this anecdotal evidence, the study is accompanied by interviews. These are analyzed based on abduction grounded theory which combines a strong focus on the actual corpus of qualitative data but considers theoretical foundations, when appropriate. This paper presents the study design, and how it interties with the research approach and the use case of simulation and virtual reality for carpentries.}, language = {en} } @article{PrellReinhardtMauersbergeretal.2023, author = {Prell, Bastian and Reinhardt, Heiner and Mauersberger, Anton and Rauscher, Alexander and Reiff-Stephan, J{\"o}rg and Ihlenfeldt, Steffen}, title = {A survey on sustainability approaches in manufacturing}, series = {Procedia CIRP}, volume = {116}, journal = {Procedia CIRP}, publisher = {Elsevier}, issn = {2212-8271}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-17527}, pages = {101 -- 106}, year = {2023}, abstract = {Awareness about climate change has led to policies and regulations but also customer preferences favoring sustainable production. Thus, producing businesses are confronted by this, as they consume a large share of resources. Therefore, when producing, additional dimensions beyond commercial feasibility ought to be considered. Here, literature on sustainability from the field of engineering science is systematically searched and analyzed for approaches leading to actual recommendations for action. Hence, this bottom-up approach, incorporating the production engineers' point of view, represents an inside view of how the topic of sustainability has arrived at production companies. The focus on commercial feasibility ensures high relevance to practice, as production needs to become both sustainable and competitive. Even though exemplary collections of different approaches addressing the topic of sustainability in production can be found in literature, novelty is provided by the structured manner literature was collected and the special focus on approaches leading to practice-relevant recommendations for action. Thus, a comprehensive overview of approaches applicable to the manufacturing domain is presented.}, language = {en} } @inproceedings{GuentherBenninDeubleetal.2025, author = {G{\"u}nther, Norman and Bennin, Julius and Deuble, Andreas and Huq, Mahmudul and Wilbers, Simon and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Predictive Maintenance am Beispiel einer Lehr- und Trainingsanlage}, series = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, booktitle = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and J{\"a}kel, Jens and Reichelt, Dirk}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20181}, pages = {309 -- 319}, year = {2025}, abstract = {Im Kontext der fortschreitenden Digitalisierung und Automatisierung hat die vorausschauende Wartung, auch Predictive Maintenance (PdM) genannt, insbesondere in industriellen Produktionslinien an Bedeutung gewonnen [1]. Wirtschaftliche Faktoren wie steigende Energiekosten, geringe Stillstand- und Instandhaltungszeiten aber auch die M{\"o}glichkeit des Monitorings unterst{\"u}tzen diesen Trend [2]. Diese erfordern im Umkehrschluss neben der technischen Expertise auch eine bedarfsorientierte Qualifizierung sowie ein system{\"u}bergreifendes Verst{\"a}ndnis. Um diesen Bedarf gerecht zu werden, kann das Thema theoretisch sowie praxisnah behandelt werden. Da nicht f{\"u}r jeden Bildungsbetrieb entsprechende Produktionslinien zur Qualifizierung und Erprobung von (neuen) Ans{\"a}tzen im Bereich des PdM zur Verf{\"u}gung stehen, ben{\"o}tigt es Lehr- und Trainingsanlagen, die der Ausbildung von Fachkr{\"a}ften dienen. Solche Anlagen erm{\"o}glichen es, Produktionsprozesse abstrakt aber trotzdem in einem realit{\"a}tsnahen Umfeld zu simulieren, wodurch sich Instandhaltungsstrategien wie PdM praxisnah anhand von Kennzahlen erlernen und erproben lassen. Der vorliegende Beitrag erl{\"a}utert den Aufbau einer Lehr- und Trainingsanlage zur Simulation von PdM Anwendungen f{\"u}r die Qualifizierung von Auszubildende und Ingenieure und die dabei zu beachtenden Herausforderungen.}, language = {de} } @inproceedings{WilbersGuenthervandeSandetal.2025, author = {Wilbers, Simon and G{\"u}nther, Norman and van de Sand, Ron and Prell, Bastian and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Components of reusable prompts for humanity-centered automation}, series = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, booktitle = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and J{\"a}kel, Jens and Reichelt, Dirk}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20148}, pages = {71 -- 78}, year = {2025}, abstract = {The increasing integration of large language models (LLMs) into cyber-physical production systems, necessitating solutions that are both efficient and aligned with human values and needs. Designing effective and reusable prompts is crucial for creating cyber-physical systems(CPS) that are effective, flexible, reliable, user-friendly and aligned with Humanity-centered Automation. This paper introduces essential components of reusable prompts: Versioning, Model Selection, Purpose Definition, Variables, Examples, and Output Structuring. By applying the proposed components, developers might enable CPS employing LLMs to operate with more predictable inputs and outputs, enabling better control over results and facilitating the chaining of multiple prompts or collaboration between different LLMs. These components emerged from extensive experimentation with various LLMs and prompt configurations. The resulting framework supports the maintenance of prompt collections similar to codebases and thus enhances traceability, maintainability, and human oversight. Such structured components for prompt design supports humanity-centered automation by ensuring that technological advances serve human values and improve interaction with complex systems.}, language = {en} } @inproceedings{GuentherPrellvandeSandetal.2024, author = {G{\"u}nther, Norman and Prell, Bastian and van de Sand, Ron and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Industrie 5.0 Lernumgebung am Beispiel der Wildauer Smart Production}, series = {Tagungsband AALE 2024}, booktitle = {Tagungsband AALE 2024}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and J{\"a}kel, Jens and St{\"o}cker, Christian}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-18538}, pages = {365 -- 372}, year = {2024}, abstract = {Die Industrie 5.0 fordert neue Lernans{\"a}tze und zeitgleich auch passende Lernumgebungen. Parallel m{\"u}ssen diese neben den didaktischen Herausforderungen auch den Transfer- und {\"U}bertragungsgedanken auf die industriellen Anwendungen gerecht werden. Durch die t{\"a}glich steigende Anzahl vielf{\"a}ltiger KI-Tools insbesondere textgenerierenden Tools, braucht es Systeme mit einem breiten Anwendungsbereich. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags geben die Autoren einen Einblick in die Wildauer Smart Production, welche den transdisziplin{\"a}ren Gedanken von Lern- und Transferumgebungen Rechnung tr{\"a}gt, M{\"o}glichkeiten der Gestaltung komplexer Produktionssysteme widerspiegelt, die Integration menschzentrierter Ans{\"a}tze erm{\"o}glicht und als Forschungsumgebung eingesetzt wird.}, language = {de} } @inproceedings{WilbersKupperGuentheretal.2025, author = {Wilbers, Simon and Kupper, Stefan and G{\"u}nther, Norman and van de Sand, Ron and Prell, Bastian and Speck, Sandy and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Unveiling automation potential through a better understanding of ideal cycle time}, series = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, booktitle = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and J{\"a}kel, Jens and Reichelt, Dirk}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20205}, pages = {223 -- 230}, year = {2025}, abstract = {This publication demonstrates that determining the maximum speed or Ideal Cycle Time (ICT) of machinery or cyber-physical systems is crucial for uncovering the limits of automation in a given system. Possibly increasing Overall Equipment Effectiveness (OEE) and identify opportunities for further digitization, automation, and AI integration. Based on literature review and expert interviews, methods for establishing ICT, mentioned in literature were identified and crosscheck with what practitioners in operation actually use and how they apply them. The identified methods were: Empirical Measurement and Data Analysis, Time Studies, Statistical Process Control (SPC), Benchmarking, Simulation and Modeling, Expert Judgment, and Continuous Improvement Practices we. We contrast these with insights obtained from interviews conducted with experts from companies in the German federal State of Brandenburg, representing diverse industries and sectors. Findings suggest that while companies recognize somewhat their ICT or maximum operational speeds, they often lack a structured method for determining them. They frequently use combinations of established methods inconsistently. We deduce that a formalized approach to defining ICT can better reveal system limitations and potential for expanding them through advanced automation and. We argue that a well-defined ICT is essential for pushing the boundaries of automated systems, contributing to more effective and Humanity-Centered Automation (HCA) solutions.}, language = {en} } @inproceedings{FiebelkornKugelGuentheretal.2025, author = {Fiebelkorn, Richard and Kugel, Rafael and G{\"u}nther, Norman and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Predictive Maintenance in der Baumpflege - TreeAngel}, series = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, booktitle = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and J{\"a}kel, Jens and Reichelt, Dirk}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20193}, pages = {251 -- 259}, year = {2025}, abstract = {Die Gew{\"a}hrleistung der Verkehrssicherheit von B{\"a}umen stellt eine zentrale Herausforderung f{\"u}r St{\"a}dte und Gemeinden dar. Traditionelle, manuelle Inspektionsmethoden sind zeit- und ressourcenintensiv sowie anf{\"a}llig f{\"u}r menschliche Fehler. Der folgende Artikel pr{\"a}sentiert ein innovatives System zur automatisierten Baumzustandsbewertung, welches moderne Kameratechnologien und K{\"u}nstliche Intelligenz (KI) nutzt. Im Rahmen einer Machbarkeitsstudie wurden Bilddaten, welche durch verschiedene Kamerasysteme erzeugt wurden, analysiert. Basierend auf diesen Daten wurde ein YOLOv8-Modell trainiert, welches eine pr{\"a}zise Detektion von B{\"a}umen und Sch{\"a}den, wie beispielsweise Totholz, erm{\"o}glicht. Die Ergebnisse des vorgestellten Prototypensystems sind vielversprechend hinsichtlich Genauigkeit und Effizienz. Es zeigt das Potenzial, manuelle Inspektionen durch automatisierte Verfahren zu erg{\"a}nzen oder zu ersetzen. Die pr{\"a}sentierten Resultate legen den Grundstein f{\"u}r nachhaltige und skalierbare Ans{\"a}tze in der Baumpflege und k{\"o}nnen zur Steigerung der {\"o}ffentlichen Sicherheit und Effizienz im urbanen Management beitragen.}, language = {de} } @inproceedings{PrellGuentherReiffStephan2021, author = {Prell, Bastian and G{\"u}nther, Norman and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Cyber-Physical Production Systems in Settings with Limited Infrastructure}, series = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, booktitle = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, publisher = {TIB Open Publishing}, address = {Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-14993}, pages = {229 -- 238}, year = {2021}, abstract = {During the last decade production innovation was mainly focused on connectivity aspects. The vision of smart factories running on software, that uses collected machine data, has become true but foremost for leading industrial companies in highly developed countries. Apart from these, production can also be found in non-industrialized craft professions as well as in less developed countries. As digitalization does not necessarily require an industrial or developed setting the latter could possibly benefit from it as well. Socio-cyber-physical production systems have been used to describe the interdependencies of linked production systems but usually focus on highly developed regions as well as for industrial applications. This paper lines out similarities and differences for each case, introduces the concept of cyber-physical production systems (CPPS) and its extension to socio-CPPS (SCPPS), which emphasizes the role of human workers in the production environment. The relation between industrial, non-industrial production and innovations is examined. Furthermore, the widening of SCCPS concepts for non-industrial production is discussed.}, language = {en} } @inproceedings{FalkvandeSandCorasanitietal.2021, author = {Falk, Constantin and van de Sand, Ron and Corasaniti, Sandra and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {A Comparison Study of Data-Driven Anomaly Detection Approaches for Industrial Chillers}, series = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, booktitle = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, publisher = {TIB Open Publishing}, address = {Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-14970}, pages = {165 -- 174}, year = {2021}, abstract = {Faults in industrial chiller systems can lead to higher energy consumption, increasing wear of system components and shorten equipment life. While they gradually cause anomalous system operating conditions, modern automatic fault detection models aim to detect them at low severity by using real-time sensor data. Many scientific contributions addressed this topic in the past and presented data-driven approaches to detect faulty system states. Although many promising results were presented to date, there is lack of suitable comparison studies that show the effectiveness of the proposed models by use of data stemming from different chiller systems. Therefore this study aims at detecting a suitable data-driven approach to detect faults reliable in different domains of industrial chillers. Thus, a unified procedure is developed, to train all algorithms in an identical way with same data-basis. Since most of the reviewed papers used only one dataset for training and testing, the selected approaches are trained and validated on two different datasets from real refrigeration systems. The data-driven approaches are evaluated based on their accuracy and true negative rate, from which the most suitable approach is derived as a conclusion.}, language = {en} } @inproceedings{vandeSandCorasanitiReiffStephan2021, author = {van de Sand, Ron and Corasaniti, Sandra and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Positive-Unlabelled Learning based Novelty Detection for Industrial Chillers}, series = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, volume = {1}, booktitle = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, publisher = {TIB Open Publishing}, address = {Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-14965}, pages = {155 -- 164}, year = {2021}, abstract = {Chiller systems are used in many different applications in both the industrial and the commercial sector. They are considered major energy consumers and thus contribute a non-negligible factor to environmental pollution as well as to the overall operating cost. In addition, chillers, especially in industrial applications, are often associated with high reliability requirements, as unplanned system downtimes are usually costly. As many studies over the past decades have shown, the presence of faults can lead to significant performance degradation and thus higher energy consumption of these systems. Thus, data-driven fault detection plays an ever-increasing role in terms of energy efficient control strategies. However, labelled data to train associated algorithms are often only available to a limited extent, which consequently inhibits the broad application of such technologies. Therefore, this paper presents an approach that exploits only a small amount of labelled and large amounts of unlabelled data in the training phase in order to detect fault related anomalies. For this, the model utilizes the residual space of the data transformed through principal component analyses in conjunction with a biased support vector machine, which can be ascribed to the concept of semi-supervised learning, or more specifically, positive-unlabelled learning.}, language = {en} } @misc{vonLipinskiRichterReiffStephan2015, author = {von Lipinski, Ren{\´e} and Richter, Markus and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Informationsgewinnung im cyberphysischen Produktionssystem}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2015}, volume = {19}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2015}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2015_1_7}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3574}, pages = {55 -- 60}, year = {2015}, abstract = {Im Fokus vieler industrieller Forschungsprojekte steht die intelligente Vernetzung von Entit{\"a}ten im produktionstechnischen Umfeld. Im Rahmenkonzept Industrie 4.0 wird zum Wandel bestehender hierarchischer Betriebsstrukturen in ein cyberphysisches Produktionssystem beigetragen. Priorit{\"a}t haben Untersuchungen sensorischer Komponenten und deren Verkettung als F{\"u}hrungselement im zuk{\"u}nftigen Produktionsumfeld, welches durch Selbstanalyse, Selbstorganisation und Selbstoptimierung gepr{\"a}gt sein wird. Ziel des Hochschulprojektes (iSensPK) ist die Abwandlung bestehender Sensorkonzepte und deren Nutzbarmachung f{\"u}r das Internet der Dinge. Einen Schwerpunkt wird dabei insbesondere die Definition und Verkn{\"u}pfung stabiler Kommunikationswege darstellen. Als Demonstrator erfolgt der Aufbau eines 6-Komponenten Kraftmesssystems zur Pr{\"u}fung und Kalibrierung moderner Greifertechnologien unter Feldbedingungen. Durch die umfangreiche Vernetzung verschiedener Sensoren erfolgt die Erfassung von St{\"o}rgr{\"o}ßen im Testumfeld. Das gewonnene Abbild der physischen Umgebung dient zur Korrektur der Kraftmessungsergebnisse. F{\"u}r die Realisierung eines derartigen Kraftmess- und Umfelderfassungssystems wird in den sensorisch relevanten Bereichen der Kommunikation, Sensordatenfusion, Multifunktionsintegration und Selbstorganisation nach L{\"o}sungsans{\"a}tzen gesucht.}, language = {de} } @misc{vonLipinskiReiffStephan2014, author = {von Lipinski, Ren{\´e} and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Nutzung regenerativer Energie als Tr{\"a}ger mechanischer Leistung in der Savannenregion Westafrikas}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2014}, volume = {18}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2014}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2014_1_5}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3320}, pages = {37 -- 43}, year = {2014}, abstract = {Ein Großteil des afrikanischen Kontinents ist noch immer von Armut betroffen. Im besonderen Maße ist dieser Zustand pr{\"a}gend f{\"u}r die westafrikanische Republik Togo. Kennzeichnend f{\"u}r die Region ist, dass sie {\"u}ber ein sehr schlecht ausgebautes Energienetz verf{\"u}gt. Dieses hindert die Entwicklungsbedingungen sowohl im wirtschaftlichen als auch bildungspolitischen Bereich. Um die Weiterentwicklung des Landes zu f{\"o}rdern, hat sich die Technische Hochschule Wildau zum Ziel gestellt, Projektarbeiten im Bereich der Nutzbarmachung regenerativer Energien zu unterst{\"u}tzen und so einen Beitrag zur „Hilfe durch Selbsthilfe" zu leisten. Im folgenden Artikel wird eine Analyse der Savannenregion hinsichtlich der klimatischen Bedingungen aufgezeigt. Die Analyseergebnisse dienen als Basis f{\"u}r die Ableitung m{\"o}glicher regenerativer Energietr{\"a}ger und Konzepte zu deren dezentraler Nutzung. Am Fallbeispiel einer Lehmsteinpresse wird gezeigt, inwieweit der f{\"u}r die Region optimale regenerative Energietr{\"a}ger sinnvoll in mechanische Leistung {\"u}berf{\"u}hrt werden kann. Eine Berechnungsgrundlage zur Auslegung entsprechender Leistungsbedarfe wird abgeleitet. Hiermit wird ein Beitrag zum nachhaltigen Verbessern der Lebensbedingungen in Westafrika geleistet.}, language = {de} } @inproceedings{WilbersvandeSandPrelletal.2025, author = {Wilbers, Simon and van de Sand, Ron and Prell, Bastian and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Agentic Recommender System Konzept f{\"u}r nachhaltiges Wissensmanagement}, series = {Wildauer Konferenz f{\"u}r K{\"u}nstliche Intelligenz 2025 (WiKKI25)}, booktitle = {Wildauer Konferenz f{\"u}r K{\"u}nstliche Intelligenz 2025 (WiKKI25)}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and Beuster, Anja}, publisher = {TIB Open Publishing}, address = {Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20764}, year = {2025}, abstract = {Unternehmen stehen vor erheblichen Herausforderungen beim Erhalt, bei der Nutzung und Weitergabe zentralen Wissens. Demografischer Wandel, zunehmender Mitarbeiterfluktuation und steigende organisatorische Komplexit{\"a}t erschweren klassische Dokumentations- und Austauschprozesse, welche auf erhebliche Mitarbeitendenmitwirkung angewiesen sind. Mithilfe generativer KI und agentischer Recommender-Systeme lassen sich diese Hindernisse {\"u}berwinden, indem wichtiges Wissen "on-the-fly" und weitestgehend automatisiert erfasst wird. Ein zentrales Element bildet hierbei die Kombination aus semantischen Embeddings, einer Graphdatenbank und spezialisierten KI-Agenten, die Dokumente und Chatverl{\"a}ufe analysieren, Mitarbeiter gezielt mit Vorschl{\"a}gen unterst{\"u}tzen und Wissen so kontinuierlich aktualisieren. So entsteht eine effektive Wissenskultur mit niedrigen Barrieren f{\"u}r die Nutzung dank minimalem Mehraufwand f{\"u}r die menschlichen Nutzer.}, language = {de} } @inproceedings{ReiffStephanZeise2025, author = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and Zeise, Dominique}, title = {AI-Based Cooperation Management in the Early Stages of Entrepreneurship: Matchmaking at Start-Up Events}, series = {Wildauer Konferenz f{\"u}r K{\"u}nstliche Intelligenz 2025 (WiKKI25)}, booktitle = {Wildauer Konferenz f{\"u}r K{\"u}nstliche Intelligenz 2025 (WiKKI25)}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and Beuster, Anja}, publisher = {TIB Open Publishing}, address = {Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20779}, year = {2025}, abstract = {In today's dynamic industry, successful start-ups require not only innovative ideas, but also the right partners - artificial intelligence can help bring them together efficiently and in a targeted manner. This article discusses the role of artificial intelligence (AI) in cooperation management at start-up events. The authors present the AI-supported matchmaking tool 'KIKma', which uses profile and interest analyses to make targeted cooperation suggestions to founders, investors and mentors. The system is based on a transformer model that classifies participant profiles and generates suggestions for targeted speed dating slots. The results show a high degree of accuracy, but occasional misclassifications occur due to ambiguities. This could be improved by fine-tuning the model or optimising the questionnaires. The aim is to facilitate exchange in the start-up landscape and establish an intelligent, adaptive cooperation network in the long term. The authors see great potential for future applications in innovation management in the continuous optimisation of the matching algorithm.}, language = {de} } @inproceedings{FiebelkornKugelGuentheretal.2025, author = {Fiebelkorn, Richard and Kugel, Rafael and G{\"u}nther, Norman and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Predictive Maintenance in Tree Care - TreeAngel}, series = {Wildauer Konferenz f{\"u}r K{\"u}nstliche Intelligenz 2025 (WiKKI25)}, booktitle = {Wildauer Konferenz f{\"u}r K{\"u}nstliche Intelligenz 2025 (WiKKI25)}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and Beuster, Anja}, publisher = {TIB Open Publishing}, address = {Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20801}, year = {2025}, abstract = {Ensuring the traffic safety of trees poses a significant challenge for urban authorities. Conventional manual inspection methods are both time-consuming and resource-intensive, and they are subject to human error. The following paper presents an innovative system for automated tree condition assessment using modern camera technologies and artificial intelligence (AI). As part of a feasibility study, image data generated by various camera systems was analyzed. Based on this data, a YOLOv8 model was trained, which enables precise detection of trees and damage, such as deadwood. The results of the prototype system presented are promising in terms of accuracy and efficiency, suggesting the potential to supplement or replace manual spections with automated procedures. The results of this study lay the foundation for sustainable and scalable approaches in tree care and can contribute to increasing public safety and efficiency in urban management.}, language = {en} } @inproceedings{DietrichvandeSandReiffStephan2021, author = {Dietrich, Alexander and van de Sand, Ron and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Implementation of a Machine Tool Retrofit System}, series = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, booktitle = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, publisher = {TIB Open Publishing}, address = {Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-15004}, pages = {239 -- 247}, year = {2021}, abstract = {Small and medium-sized companies increasingly turning their attention towards the fourth industrial revolution. In order to increase their own long-term competitiveness, there is a growing desire to make production smarter, more efficient, safer and more sustainable through new technologies. Often, however, existing plants cannot be easily replaced by modern equipment. The reasons for this can be high investment costs, excessive downtimes or the unavailability of an equivalent machine. An alternative solution to the purchase of new equipment is the modernisation or expansion of existing systems, also called retrofitting. Thus, this paper deals with the retrofit process of a machine tool, whereby the software architecture of the control unit is the primary concern of this work.}, language = {en} } @inproceedings{GieseReiffStephan2021, author = {Giese, Lutz B. and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Hydrogen and Usability of Hydrogen Storage Technologies}, series = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, booktitle = {2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021)}, publisher = {TIB Open Publishing}, address = {Hannover}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-14937}, pages = {97 -- 106}, year = {2021}, abstract = {Science, technology and politics agree: hydrogen will be the energy carrier of the future. It will replace fossil fuels based on a sufficient supply from sustainable energy. Since the possibilities of storing and transporting hydrogen play a decisive role here, the so-called LOHC (Liquid Organic Hydrogen Carriers) can be used as carrier materials. LOHC carrier materials can reversibly absorb hydrogen, store it without loss and release it again when needed. Since little or no pressure is required, normal containers or tanks can be used. The volume or mass-related energy densities can reach around a quarter of liquid fossil fuels. This paper is to give an introduction to the field of hydrogen storage and usage of those LOHC, in particular. The developments of the last ten years have been related to the storage and transport of hydrogen with LOHC. These are crucial to meet the future demand for energy carriers e.g. for mobile applications. For this purpose, all transport systems are under consideration as well as the decentralized supply of rural areas with low technological penetration, e.g. regions of Western Africa which are often characterized by a lack of energy supply. Hydrogen bound in LOHC can provide a hazard-free alternative for distribution. The paper provides an overview of the conversion forms as well as the chemical carrier materials. Dibenzyltoluene as well as N-ethylcarbazole - as examples for LOHC - are discussed as well as chemical hydrogen storage materials like ammonia boranes as alternatives to LOHC.}, language = {en} } @inproceedings{BeusterReiffStephan2025, author = {Beuster, Anja and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {KI-Kooperationssysteme: Ein Forschungsansatz zur Analyse von Kooperationsnetzwerken in der Anwendung K{\"u}nstlicher Intelligenz}, series = {INFORMATIK 2025 : The Wide Open: Offenheit von Source bis Science}, booktitle = {INFORMATIK 2025 : The Wide Open: Offenheit von Source bis Science}, editor = {Lucke, Ulrike and Stieglitz, Stefan and Uebernickel, Falk and Lamprecht, Anna-Lena and Klein, Maike}, publisher = {Gesellschaft f{\"u}r Informatik e.V.}, address = {Bonn}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20861}, pages = {1373 -- 1380}, year = {2025}, abstract = {Die digitale Transformation und das Potenzial K{\"u}nstlicher Intelligenz (KI) stellen insbesondere kleine und mittlere Unternehmen (KMU) vor komplexe Herausforderungen. KI-Technologien bieten einerseits erhebliche Potenziale f{\"u}r Innovationen und Wettbewerbsf{\"a}higkeit. Andererseits ist die Nutzung dieser Potenziale voraussetzungsreich und erfordert die Verf{\"u}gung bzw. den Aufbau von Ressourcen, wie Fachwissen, Daten, finanziellen Ressourcen und IT-Infrastruktur. KI-Kooperationen sind ein zunehmend relevantes strategisches Instrument f{\"u}r KMU, um diesen strukturellen Defiziten zu begegnen und den Unternehmen Zug{\"a}nge zu ben{\"o}tigten Ressourcen zu erm{\"o}glichen. Dar{\"u}ber hinaus k{\"o}nnen sie im Sinne der organisationalen Ambidextrie die Balance zwischen Exploration, der Suche und Erschließung neuer Handlungsfelder und Exploitation, dem Ausbau etablierter Wertsch{\"o}pfungspotenziale im Unternehmen und damit langfristig die Wettbewerbsf{\"a}higkeit des Mittelstandes unterst{\"u}tzen. Der vorgestellte Forschungsansatz erweitert das Konzept der organisationalen Ambidextrie um eine systematische Analyse von KI-Kooperationssystemen an der Schnittstelle von KI-Technologie-Anwendung, Organisations- und Innovationsentwicklung sowie der menschenzentrierten Produktion.}, language = {de} } @misc{ReiffStephan2013, author = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Automatisierte Handhabung biegeschlaffer Materialien - Wo setzt die Ingenieursaufgabe an?}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2013}, volume = {17}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2013}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2013_1_13}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3050}, pages = {72 -- 76}, year = {2013}, abstract = {Das Greifen von biegeschlaffen Materialien z. B. Gummi, Textil, Schaumstoff, FVK-Matten erfolgt industriell heute immer noch zu einem großen Teil manuell. Technische Schwierigkeiten werden durch die biegeschlaffen Materialeigenschaften selber sowie den erh{\"o}hten Flexibilit{\"a}tsanforderungen aufgrund der Fertigung kleinster Losgr{\"o}ßen hervorgerufen. Automatisierungsbem{\"u}hungen scheitern bisher an flexiblen Greifsystemen zum Handhaben derartiger Bauteile.}, language = {de} } @inproceedings{KupperStolpmannReiffStephan2025, author = {Kupper, Stefan and Stolpmann, Alexander and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Hochgeschwindigkeitsz{\"a}hlung von Maden f{\"u}r eine nachhaltige Proteinproduktion}, series = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, booktitle = {Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter}, editor = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg and J{\"a}kel, Jens and Reichelt, Dirk}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20171}, pages = {321 -- 327}, year = {2025}, abstract = {Insekten werden aufgrund ihres Proteingehalts als eine der nachhaltigen Quellen f{\"u}r die Lebensmittelproduktion der Zukunft angesehen. Sie werden, analog zu den heutigen Zuchtbetrieben f{\"u}r Schweine und andere Nutztiere, auch in industriellen Anlagen gez{\"u}chtet. Zur Steuerung und Optimierung dieses Zuchtprozesses muss eine Erfassung der Zahl der unter gegebenen Bedingungen aufgezogenen Insekten vorgenommen werden. Im Unterschied zu Großs{\"a}ugern ist die Individuenzahl von Insekten sowie deren Larvenstadien jedoch um Magnituden gr{\"o}ßer, so dass bei der Ermittlung der Anzahl der Insekten mittel- und langfristig auf eine vollautomatisierte maschinelle Erfassung umgestellt werden muss. In dieser Arbeit wird eine Methode zur pr{\"a}zisen Z{\"a}hlung einer großen Zahl von Maden der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) in einem prototypischen Aufbau vorgestellt.}, language = {de} } @article{SpeckVeronaReiffStephanetal.2026, author = {Speck, Sandy and Verona, Claudio and Reiff-Stephan, J{\"o}rg and B{\"o}hme, Andrea and Foitzik, Andreas}, title = {Development of a Realistic Brain Phantom for Medical Education: An Ethical and Technical Alternative to Animal Testing}, series = {Key Engineering Materials}, volume = {1038}, journal = {Key Engineering Materials}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21070}, pages = {67 -- 72}, year = {2026}, abstract = {This study presents the development of a realistic brain phantom as a humane, practical alternative to animal use in medical training, in line with the 3R principles and Directive 2010/63/EU. The phantom is designed to support ultrasound-based education for diagnostic and interventional procedures while improving patient safety through controlled, repeatable practice. High‑resolution CT data were converted to CAD models and additively manufactured as moulds; a gelatin‑based soft‑tissue matrix with glycerin and potassium sorbate provides elasticity and durability. Functional features include fluid‑fillable ventricular structures enabling drainage and puncture simulations, and an integrated high‑density tumour insert to model advanced scenarios. Ultrasound evaluation demonstrated clear echogenic differentiation between tumour, ventricles, and surrounding tissue, confirming the model's imaging fidelity and suitability for hands‑on training. The phantom proved cost‑efficient and reusable, facilitating standardised teaching of complex procedures without ethical approval barriers. A limitation is the material's gradual mechanical instability under repeated probe contact, motivating investigations into synthetic or hybrid matrices to enhance longevity and reuse. Overall, the brain phantom constitutes an ethical, technically robust, and resource‑efficient training tool that addresses critical needs in healthcare quality and safety by reducing avoidable errors through simulation‑based competence development.}, language = {en} } @inproceedings{WalterGuentherPrelletal.2023, author = {Walter, Elias Fabian and G{\"u}nther, Norman and Prell, Bastian and Wilbers, Simon and Reiter, Philipp and Reiff-Stephan, J{\"o}rg and Berger, Ulrich}, title = {Optimierung visueller Benutzeroberfl{\"a}chen zur Stressreduzierung}, series = {Tagungsband AALE 2023 : Mit Automatisierungstechnik gegen den Klimawandel}, booktitle = {Tagungsband AALE 2023 : Mit Automatisierungstechnik gegen den Klimawandel}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur}, address = {Leipzig}, isbn = {978-3-910103-01-6}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-17163}, pages = {1 -- 10}, year = {2023}, abstract = {Durch die Menschzentrierung in der Industrie 5.0 sollten bestehende Ans{\"a}tze hinterfragt und gepr{\"u}ft werden. Gerade der, durch die Digitalisierung hervorgerufene, Technostress sollte neben dem Fachkr{\"a}ftemangel einen zunehmenden Betrachtungsfaktor im Produktionsumfeld erhalten. Da trotz bisheriger Maßnahmen eine stetige Zunahme von Stress zu verzeichnen ist. Auff{\"a}llig sind dabei die Arbeitsunf{\"a}higkeits-Fehltage, welche im letzten Jahr um weitere 6 \% bzw. um 18,2 Fehltage gestiegen sind. Womit durchschnittlich jede Erwerbsperson 3,17 Tage unter der Diagnose „psychische St{\"o}rung" krankgeschrieben wurde. Um diesen Trend entgegenzuwirken, betrachtet der Beitrag die M{\"o}glichkeiten der Software-Ergonomie, womit die Gestaltung von HMIs (Mensch-Maschinen-Interfaces) den Menschen gezielter ber{\"u}cksichtigt um etwaige Belastungen zu reduzieren. Im Rahmen der komplement{\"a}ren Industrie 4.0 und der einhergehenden Informationsflut, bestimmen immer komplexer werdende Schnittstellen und Bedienoberfl{\"a}chen einen Großteil des Arbeitsalltags. Diese erm{\"o}glichen den Anwenderinnen und Anwendern neben einem schnellen {\"U}berblick {\"u}ber Maschinendaten, Prozessabl{\"a}ufe und Handlungsempfehlungen die M{\"o}glichkeit zur einfachen Bedienung der technischen Anlagen. Der hier vorgestellte Ansatz betrachtet am Beispiel einer Bestandsanlage, wo sich Potenziale in der Stressreduzierung im Bereich der visuellen Benutzerschnittstellen befinden und welche Auswirkungen eine Ver{\"a}nderung der Leitf{\"u}hrung erm{\"o}glicht. Hierf{\"u}r wurde eine mehrphasige Studie durchgef{\"u}hrt dessen Ergebnisse im Bereich des Eye-Trackings sowie anhand von Vitalwerten im vorliegenden Beitrag diskutiert werden.}, language = {de} } @misc{vandeSandReiffStephan2021, author = {van de Sand, Ron and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {FrostByte Dataset}, doi = {10.15771/1894}, year = {2021}, abstract = {It is with great pleasure that we announce the release of the "Frost Byte" dataset. The dataset was collected during research on fault detection and diagnosis (FDD) approaches and their transferability to heterogeneous systems of industrial refrigeration systems at the Technical University of Applied Sciences Wildau. The data collection took place between 2018 and 2019 and is intended to supplement the ASHRAE 1043-RP dataset (Comstock \& Braun, 1999), which has been the only publicly available data source in this area to date. For comparison purposes, the method of data collection was chosen similarly, whereby this dataset collection was carried out using a ~ 100 kW refrigeration capacity ammonia system with plate heat exchangers. The dataset contains steady-state data equally sampled from five classes: 1. Normal (fault-free operating condition) 2. Reduced Condenser Water Flow 3. Reduced Evaporator Water Flow 4. Non-Condensable Gases 5. Refrigeration Leak Each class was investigated under changing operational conditions and varying fault severity levels (SL).}, language = {en} } @misc{ReiffStephan2017, author = {Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Virtuelle Steuerung eines verteilten Energiemanagements}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2017}, volume = {21}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2017}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2017_10}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-9454}, pages = {77 -- 81}, year = {2017}, abstract = {Energiemanagementaufgaben finden zunehmende Ber{\"u}cksichtigung f{\"u}r einen effizienten Betrieb von Produktionsanlagen. Kostenreduktion bei hoher Prozessstabilit{\"a}t ist hierbei eine wesentliche Aufgabenstellung zur Aufrechterhaltung der Wettbewerbsf{\"a}higkeit sowie zur Erf{\"u}llung von normativen wie auch gesetzlichen Rahmenbedingungen. Der vorliegende Beitrag zielt auf die Vorstellung eines Ansatzes zur Implementierung eines derartigen Managementsystems am Beispiel einer Thermoprozessanlage. Hierzu wird insbesondere das als Jidōka aus dem TPS bekannte Prinzip mit selbstadaptierender Grenzwertsetzung aufgenommen und eine Ausf{\"u}hrungsm{\"o}glichkeit prototypisch vorgestellt.}, language = {de} } @misc{vonLipinskiBusseReiffStephan2016, author = {von Lipinski, Ren{\´e} and Buße, Dirk and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Vergleich von Implementierungsm{\"o}glichkeiten industrieller Energiemonitoringsysteme f{\"u}r KMU}, series = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2016}, volume = {20}, journal = {Wissenschaftliche Beitr{\"a}ge 2016}, issn = {0949-8214}, doi = {10.15771/0949-8214_2016_1_8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-5352}, pages = {59 -- 65}, year = {2016}, abstract = {Um den Herausforderungen zuk{\"u}nftiger Wertsch{\"o}pfungsnetzwerke gewachsen zu sein, sind produzierende Unternehmen im verst{\"a}rkten Maße auf die Erfassung energetischer Daten angewiesen. Somit gewinnen industrielle Energiemonitoringsysteme zunehmend an Bedeutung. Bei der Erweiterung bestehender Strukturen um die Funktionalit{\"a}t des Energiemonitorings k{\"o}nnen verschieden konzeptionelle Ans{\"a}tze verfolgt werden. Diese werden in der vorliegenden Arbeit aufgezeigt und anhand exemplarischer Versuchsaufbauten nutzwertanalytisch verglichen. Es ist festzustellen, dass die Auswahl eines geeigneten Systems f{\"u}r jeden Anwendungsfall individuell zu betrachten ist. Nur unter Ber{\"u}cksichtigung der technischen sowie menschlichen Entit{\"a}ten innerhalb eines Unternehmens und genauer Definition der Spezifikationen kann aus der breiten Auswahl marktverf{\"u}gbarer Systeme die jeweils geeignetste L{\"o}sung ausgew{\"a}hlt werden.}, language = {de} } @inproceedings{KupperFiebelkornStolpmannetal.2026, author = {Kupper, Stefan and Fiebelkorn, Richard and Stolpmann, Alexander and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Robuste Lokalisierung und Pfadplanung auf verschiedenen Gr{\"o}ßenskalen durch fraktale Landmarken}, series = {Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung: Fortschritt durch Pr{\"a}zision und Qualit{\"a}t}, booktitle = {Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung: Fortschritt durch Pr{\"a}zision und Qualit{\"a}t}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21370}, pages = {1 -- 10}, year = {2026}, abstract = {In diesem Beitrag wird der Einsatz fraktaler Landmarken zur kamerabasierten Bestimmung von Position und Orientierung einer autonomen robotischen Plattform untersucht. Die Plattform wird dabei innerhalb eines digitalen Zwillings in einem realit{\"a}tsnahen Szenario simuliert. Ziel ist die robuste und wiederholgenaue Verfolgung einer vom Anwender vorgegebenen Referenztrajektorie. Die in dieser Arbeit genutzen fraktalen Landmarken erm{\"o}glichen durch ihre multiskalige Struktur eine zuverl{\"a}ssige Detektion und Posenbestimmung {\"u}ber einen großen Entfernungsbereich hinweg und adressieren damit die Skalierungsprobleme konventioneller Landmarken. In Kombination mit einer splinebasierten Pfadplanung und einer echtzeitf{\"a}higen Simulation werden die Auswirkungen der Landmarkengeometrie, der Pfadf{\"u}hrung sowie von Bildrauschen auf die Lokalisierungsgenauigkeit analysiert. Die Ergebnisse zeigen, dass der vorgestellte Ansatz eine stabile Posenbestimmung entlang der geplanten Trajektorie erlaubt und sich insbesondere f{\"u}r Anwendungen mit variierenden Arbeitsabst{\"a}nden eignet.}, language = {de} } @inproceedings{ChajonGuentherReiffStephan2026, author = {Chaj{\´o}n, Sebasti{\´a}n and G{\"u}nther, Norman and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Charakterisierung von Robotersystemen durch Photogrammetrie}, series = {Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung}, booktitle = {Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21407}, pages = {201 -- 211}, year = {2026}, abstract = {Industrielle Robotersysteme werden aufgrund der stetig wachsenden Technik der additiven Fertigung zunehmend zug{\"a}ngliche. Die dadurch verringerte Kosten- und Aufwandschwelle f{\"u}hrt zu einer Verbreitung von selbstgebauten Robotersystemen im didaktischen als auch industriellen Kontext, besonders in kleinen- und mittelst{\"a}ndischen Unternehmen. Eigenbauroboter im Gegensatz zu kommerziellen Robotern besitzen keine validierten Leistungsmerkmale. Die Charakterisierung von 3D-gedruckten Robotern ist von besonderer Bedeutung, da das Herstellungsverfahren einen direkten Einfluss auf die charakteristischen Merkmale des Robotersystems hat. Womit die Qualit{\"a}t der Fertigung sowie die Genauigkeit des Roboters wesentlich durch die Raumtemperatur, die Bauart des Druckers, den D{\"u}sendurchmesser, die Schichth{\"o}he sowie das eingesetzte Material determiniert wird. Die Bewertung der Eignung eines Roboters f{\"u}r pr{\"a}zise Aufgaben ist ohne Kenntnis seiner Leistungsmerkmale nur eingeschr{\"a}nkt m{\"o}glich. Die Charakterisierung eines Robotersystems erfolgt anhand unterschiedlicher Methoden, darunter SMR (Sph{\"a}risch Montierter Retroreflektor)-Verfolgung, Photogrammetrie, Laser-Interferometrie, Teleskop-Ballbar und externe Messuhren sowie Taster. Bei einer Vielzahl dieser Ans{\"a}tze entstehen bei der Beschaffung der ben{\"o}tigten Mess- oder Kalibrierungsinstrumente hohe Kosten, was die Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigung nicht widerspiegelt und f{\"u}r Anwender von Eigenbaurobotern, insbesondere im didaktischen Kontext, eine Herausforderung darstellt. Als repr{\"a}sentative Leistungscharakteristika stehen hierbei die Positionierung und die Wiederholungsgenauigkeit von Robotersystemen im Fokus und gelten als wesentlich zu ermittelnde Parameter.}, language = {de} } @inproceedings{BoehmLangmannWilbersetal.2026, author = {B{\"o}hm, Kerstin and Langmann, Mathias and Wilbers, Simon and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Schicht{\"u}bergabe an den Roboter: ein LLM-gest{\"u}tztes Vorgehensmodell f{\"u}r ambidextre Automatisierung}, series = {Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung: Fortschritt durch Pr{\"a}zision und Qualit{\"a}t}, booktitle = {Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung: Fortschritt durch Pr{\"a}zision und Qualit{\"a}t}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21483}, pages = {223 -- 234}, year = {2026}, abstract = {Im Beitrag wird ein transparentes, Large Language Model (LLM)-gest{\"u}tztes Vorgehen zur Organisationsoptimierung am Beispiel einer unbemannten Roboterschicht in cyber-physischen Produktionssystemen vorgestellt. Es operationalisiert ambidextre Automatisierung durch explorative und exploitative Arbeit: Repetitive Anteile wandern zum Roboter, w{\"a}hrend Bediener geplante, auditierbare Bl{\"o}cke f{\"u}r Beobachtung, Lernen, Standardverbesserung und kurze Erholung erhalten - bezeichnet als Explorationsrente. Eine 14-Punkte-Checkliste wird auf flexible operative Datendom{\"a}nen abgebildet; das LLM fragt Retrieval-Augmented Generation (RAG)-gest{\"u}tzte Auswertungen ab, um zwei Stresssignale (Exploration vs. Exploitation) zu berechnen. Daraus leitet es {\"U}bergabevorschl{\"a}ge f{\"u}r die kollaborative Tagesphase, das {\"U}bergabefenster und die unbemannte Schicht ab. Entscheidungen folgen einem Human-in-the-Loop PDCA-Zyklus; die Interaktion kann lokal oder remote erfolgen. Das Konzept wird anhand messbarer Ergebnisse evaluiert: geplante menschliche Zeit, realisierte Roboter-Aktivzeit versus Plan, Unterbrechungen/Leerlauf sowie Akzeptanz. Der Beitrag pr{\"a}sentiert ein Szenario; empirische Schwellenwerte und Gewichtungen verbleiben als zuk{\"u}nftige Arbeit.}, language = {de} } @inproceedings{QuadtGuentherReiffStephan2026, author = {Quadt, Frank and G{\"u}nther, Norman and Reiff-Stephan, J{\"o}rg}, title = {Anwendung von YOLO zur kombinierten Objekterkennung, Personenz{\"a}hlung und Distanzabsch{\"a}tzung}, series = {Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung: Fortschritt durch Pr{\"a}zision und Qualit{\"a}t : Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung: Fortschritt durch Pr{\"a}zision und Qualit{\"a}t}, booktitle = {Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung: Fortschritt durch Pr{\"a}zision und Qualit{\"a}t : Mechatronische Systeme f{\"u}r die Automatisierung: Fortschritt durch Pr{\"a}zision und Qualit{\"a}t}, publisher = {Hochschule f{\"u}r Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21454}, pages = {319 -- 326}, year = {2026}, abstract = {In der modernen Produktionstechnik ist die Minimierung von Produktionszeiten von zentraler Bedeutung f{\"u}r die Steigerung der Wirtschaftlichkeit. Eine nachhaltige Prozessoptimierung erfordert die Identifizierung und Beseitigung von Schwachstellen und Engstellen innerhalb der Produktionsabl{\"a}ufe. Hierbei spielt die Analyse der Verweildauer von Personen und fahrerlosen Transportsystemen (FTS) an Arbeitsstationen eine entscheidende Rolle. Diese Daten dienen als Indikator f{\"u}r verschiedene Faktoren, darunter die Effizienz der Arbeitsabl{\"a}ufe, die Notwendigkeit von Wartungsintervallen und die Komplexit{\"a}t der Prozesse.Umdiese versteckten Herausforderungen innerhalb der Produktion zu identifizieren, wird in dieser Arbeit ein System zur optischen Datenerfassung vorgestellt. Durch die Erfassung und Analyse der Bewegungen von Personen und FTS in Produktionsumfeld, k{\"o}nnen wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden. Ziel ist es, hierdurch ein tiefgreifendes Verst{\"a}ndnis der Produktionsprozesse zu erlangen und fundierte Entscheidungsgrundlagen f{\"u}r gezielte Optimierungsmaßnahmen zu schaffen, die zu einer nachhaltigen Effizienzsteigerung f{\"u}hren.}, language = {de} }