TY - CHAP A1 - Schymik, Lars A1 - Stolpmann, Alexander ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Reichelt, Dirk T1 - Erkennung von Schadmustern an Personenverkehrszügen und Evaluierung der Konfidenz zur Auswahl robuster Features für „Predictive Maintenance“ - Projekt ESPEK T2 - Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter N2 - Im Rahmen des Projekts ESPEK wurden Häufigkeit und Relevanz bestimmter Schäden an verbreiteten Waggontypen analysiert und basierend darauf im Rahmen eines Konzepts „KI-gestützte Inspektion“ praxistaugliche, datenbasierte, durch künstliche Intelligenz unterstützte digitale Lösungen entwickelt, um Schäden an ausgewählten Personenwaggons automatisiert visuell zu erkennen. Ausgehend von den bisher maßgeblich manuellen Inspektionsabläufen und Checklisten können selbige durch die vorgeschlagenen Software- und Hardwareautomatisierungen effizienter gestaltet werden. Übergeordnet werden die Sicherheit der Fahrgäste erhöht, das Problem des Fachkräftemangel bekämpft sowie Ausfall- und Standzeiten reduziert, was letztlich zur besseren Auslastung des Systems Schiene insgesamt beiträgt und Zugfahren preiswerter und pünktlicher machen kann. KW - Automatisierung KW - Bildverarbeitung KW - Eisenbahn KW - Inspektion KW - KI KW - Mobilität KW - Predictive Maintenance KW - Künstliche Intelligenz Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20160 SP - 171 EP - 180 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Paetow, Clara A1 - Szymanski, Mateusz A1 - Detje, Johannes Siljas A1 - Stolpmann, Alexander T1 - A Model-Based Approach to Decarbonize an Island's Energy System BT - Case Study on the Island of Föhr, Germany T2 - 2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021) N2 - To achieve climate goals and contain further global warming, it is inevitable to reduce CO2 emissions especially in energy consumption. A way to do so is by integrating renewable energy sources (RES) into an energy system’s power generation. However, there is no standard procedure to decarbonise a locally restricted system. Therefore, the various local conditions have to be analysed and taken into consideration. The authors propose a model-based approach to decarbonise the energy system of the island Föhr, Germany. This includes various collected data sets on local conditions such as climate data and heat and power demand. The data is used to represent the island’s energy system and design a model-based solution in a simulation software. The authors identify potentials by comparing costs and revenues by addressing the deployment of different RES technologies. One finding is that heat generation causes 91 % of CO2 emissions making it the major producer. However, with the designed solution, emissions could be reduced to a third. T3 - TH Wildau Engineering and Natural Sciences Proceedings - 1 KW - decarbonisation KW - renewable energy KW - island Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-14952 SP - 145 EP - 153 PB - TIB Open Publishing CY - Hannover ER - TY - CHAP A1 - Szymanski, Mateusz A1 - Rieckmann, Olaf A1 - Stolpmann, Alexander ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Stöcker, Christian T1 - Quantitative und Qualitative Untersuchung zur Akzeptanz und Gestaltung von physischer Mensch-Roboter-Kollaboration T2 - Tagungsband AALE 2024 : Fit für die Zukunft: Praktische Lösungen für die industrielle Automation N2 - Dieser Beitrag beschreibt zwei Studien zur Akzeptanz eines Messroboters zur Durchführung von dermatologischen In-Vivo-Messungen. Die erste Studie ist eine quantitative Online-Umfrage mit 745 Teilnehmern. Die Studie gliedert sich in drei Bereiche mit insgesamt 24 Fragen. Die Teilnehmer werden zu ihren Erfahrungen und Ängsten in Bezug auf Roboter befragt und insbesondere zu einem möglichen Einsatz eines Messroboters für dermatologische In-Vivo-Studien. Für die qualitative Studie werden insgesamt 17 Studienteilnehmer jeweils einzeln für ein zweistündiges Interview, welches in 4 Phasen gegliedert ist, eingeladen. In Phase 2 dieser Studie werden die ersten robotergestützten In-Vivo-Messungen an Hautarealen auf dem Unterarm der Teilnehmer durchgeführt. Bereits aus der quantitativen Umfrage geht hervor das die meisten (75 %) Teilnehmer der Idee von Robotern im Messbetrieb offen gegenüber stehen, 55,7% befürworten den Einsatz sogar. Während des quantitativen Interviews werden Ängste und Unsicherheiten vor und während der ersten Messung genannt und beobachtet. Alle Teilnehmer waren zur Wiederholungsmessung sehr viel sicherer im Umgang mit dem Roboter und können sich einen zukünftigen Einsatz vorstellen. Besondere Herausforderungen stellen sich hinsichtlich der Positionierung der Studienteilnehmer zum Roboter heraus. Die Sicherstellung einer ergonomischen Gestaltung der Roboterumgebung ist für physische Mensch-Roboter-Kollaboration entscheidend und wird zur Weiterentwicklung des Systems stärker berücksichtigt. Weiter wurde ein 3-Stufen-Zustimmschalter zur Absicherung der Roboterbewegungen verwendet, dieser fand allerdings wenig Anklang und wurde stark kritisiert. Für den zukünftigen Einsatz wird eine alternative Überwachung des direkten Arbeitsbereiches erarbeitet. KW - Robotik KW - Mensch-Roboter-Kollaboration Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-18549 SN - 978-3-910103-02-3 N1 - 20. AALE-Konferenz. Bielefeld, 06.03.-08.03.2024 SP - 115 EP - 121 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Kupper, Stefan A1 - Stolpmann, Alexander A1 - Reiff-Stephan, Jörg ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Reichelt, Dirk T1 - Hochgeschwindigkeitszählung von Maden für eine nachhaltige Proteinproduktion T2 - Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter N2 - Insekten werden aufgrund ihres Proteingehalts als eine der nachhaltigen Quellen für die Lebensmittelproduktion der Zukunft angesehen. Sie werden, analog zu den heutigen Zuchtbetrieben für Schweine und andere Nutztiere, auch in industriellen Anlagen gezüchtet. Zur Steuerung und Optimierung dieses Zuchtprozesses muss eine Erfassung der Zahl der unter gegebenen Bedingungen aufgezogenen Insekten vorgenommen werden. Im Unterschied zu Großsäugern ist die Individuenzahl von Insekten sowie deren Larvenstadien jedoch um Magnituden größer, 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 präzisen Zählung einer großen Zahl von Maden der Schwarzen Soldatenfliege (Hermetia illucens) in einem prototypischen Aufbau vorgestellt. KW - Automatisierung KW - Bildverarbeitung KW - Proteingewinnung KW - Randkrümmung KW - Zählalgorithmus Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20171 SP - 321 EP - 327 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Palme, Willy A1 - Breithecker, Janine A1 - Rieckmann, Olaf A1 - Stolpmann, Alexander ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Stöcker, Christian T1 - Gewährleistung der Bildkonsistenz in der Portaitfotografie: Eine technologische Lösung für effiziente und vergleichbare Aufnahmen T2 - Tagungsband AALE 2024 : Fit für die Zukunft: Praktische Lösungen für die industrielle Automation N2 - Dieses Paper präsentiert das Forschungsprojekt „Intelligent Camera Unit“ (ICU) der Technischen Hochschule Wildau in Kooperation mit der Beiersdorf AG zur Verbesserung von Portraitaufnahmen in Probandenstudien für Kosmetikprodukte. Das Hauptziel des Projekt besteht darin, Ausrichtungsfehler zu minimieren und die Vergleichbarkeit von Vorher-Nachher-Bildern zu erhöhen. Dies wird durch die Verwendung eines kollaborativen Roboters und KI-gestützter Bildanalyse erreicht, um präzise Ausrichtung und Gesichtspositionen der Probanden zu gewährleisten. Das entwickelte System ermöglicht effiziente und reproduzierbare Aufnahmen aus verschiedenen Winkeln und Entfernungen und bietet eine benutzerfreundliche, web-basierte Bedienoberfläche. KW - Künstliche Intelligenz KW - Kollaborativer Roboter KW - Automatisierte Fotografie KW - Bildverarbeitung Y1 - 2024 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-18570 SN - 978-3-910103-02-3 N1 - 20. AALE-Konferenz. Bielefeld, 06.03.-08.03.2024 SP - 315 EP - 320 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Breithecker, Janine A1 - Szymanski, Mateusz A1 - Stolpmann, Alexander ED - Reiff-Stephan, Jörg ED - Jäkel, Jens ED - Reichelt, Dirk T1 - Entwicklung eines robotergestützten Systems zur standardisierten Applikation von Hautpflegeprodukten T2 - Tagungsband AALE 2025 : menschenzentrierte Automation im digitalen Zeitalter N2 - In diesem Beitrag wird ein System zur automatisierten Applikation von Hautpflegeprodukten vorgestellt, das speziell für dermatologische Studien entwickelt wird. Ziel ist es, die Variabilitäten bei der manuellen Cremeapplikation zu reduzieren und die Reproduzierbarkeit von Studienergebnissen zu verbessern. Die Grundlage des Systems bildet ein kollaborativer Roboter (Cobot), der mit einer präzisen Kraftregelung und Echtzeit-Bildverarbeitung ausgestattet ist. Diese Kombination ermöglicht die dynamische Anpassung an unterschiedliche Hautareale und eine gleichmäßige Verteilung von Cremes und Lotionen. Der Entwicklungsprozess umfasste die Konstruktion eines spezialisierten Endeffektors für das Verteilen der Creme, der mit Kraftsensorik und austauschbaren Elementen für hygienische Anwendungen ausgestattet ist, sowie die Integration einer Eppendorf Multipette M4 zur präzisen Dosierung als wechselbarer Endeffektor am Cobot. Ergänzt wird das System durch eine Intel RealSense Kamera, die mithilfe von Farb- und Tiefenbildern eine zuverlässige Erkennung von Hand- und Armpositionen gewährleistet. Erste Tests zeigen, dass das System eine exakte und reproduzierbare Applikation ermöglicht, wobei die Sicherheit und Benutzerfreundlichkeit im Fokus stehen. Die vorgestellten Validierungsstrategien und geplanten Nutzerstudien sollen die Funktionalität weiter optimieren und das Potenzial für den Einsatz in dermatologischen Studien unterstreichen. Dieses Projekt stellt einen bedeutenden Schritt in Richtung Automatisierung und Standardisierung in der dermatologischen Forschung dar. KW - Automatisierung KW - Bildverarbeitung KW - Cobot KW - Konstruktion KW - Mensch-Roboter-Kollaboration KW - Regelung Y1 - 2025 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-20150 SP - 387 EP - 394 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Szymanski, Mateusz A1 - van de Sand, Ron A1 - Rieckmann, Olaf A1 - Stolpmann, Alexander T1 - Automatisierte Erkennung von Messarealen bei robotergestützten In Vivo Messungen T2 - Tagungsband AALE 2023 : Mit Automatisierungstechnik gegen den Klimawandel N2 - Dieser Beitrag schlägt ein Bildverarbeitungsmodell zur automatisierten Bestimmung von Messarealen bei robotergestützten In Vivo Messungen vor. Es wird angenommen, dass moderne Verfahren der Deep-Learning-Objekterkennung in der Lage sind die einzelnen Areale wiederholbar genau genug zu erkennen, um die benötigten Messareale im dreidimensionalen Raum einzupassen. Für das Einpassen werden Tiefeninformationen aus einer stereoskopischen Kamera verwendet. Weiter wird untersucht inwiefern diese Tiefeninformationen als zusätzlicher Eingang für die Deep-Learning-Modelle verwendet werden können. Hierfür wird ein Konzept ausgearbeitet, ein Datensatz erstellt und Modelle zur Objekterkennung in verschiedenen Implementierungen trainiert. Das Verwenden von Tiefeninformationen führt zu einer besseren Generalisierbarkeit der Modelle, insbesondere auf tätowierten Hautarealen. Das Bildverarbeitungsmodell erreicht beim Einpassen der Messareale eine gemittelte Wiederholgenauigkeit bzw. Abweichung von 6, 1 mm bei einer Bildwiederholrate von 2, 3 bis 3, 3 Bildern die Sekunde. KW - Maschinelles Lernen KW - Bildverarbeitung KW - Objektdetektion KW - Mensch-Roboter-Kollaboration Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-17118 SN - 978-3-910103-01-6 SP - 1 EP - 12 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Szymanski, Mateusz A1 - van de Sand, Ron A1 - Tauscher, Esther A1 - Rieckmann, Olaf A1 - Stolpmann, Alexander T1 - Concept Towards Segmenting Arm Areas for Robot-Based Dermatological In Vivo Measurements T2 - 2nd German-West African Conference on Sustainable, Renewable Energy Systems (SusRES2021) N2 - Dermatological in vivo measurements are used for various purposes, e.g. health care, development and testing of skin care products or claim support in marketing. Especially for the last two purposes, in vivo measurements are extensive due to the quantity and repeatability of the measurement series. Furthermore, they are performed manually and therefore represent a nonnegligible time and cost factor. A solution to this is the implementation of collaborative robotics for the measurement execution. Due to various body shapes and surface conditions, common static control procedures are not applicable. To solve this problem, spatial information obtained from a stereoscopic camera can be integrated into the robot control process. However, the designated measurement area has to be detected and the spatial information processed. Therefore the authors propose a concept towards segmenting arm areas through a CNN-based object detector and their further processing to perform robot-based in vivo measurements. The paper gives an overview of the utilization of RGB-D images in 2D object detectors and describes the selection of a suitable model for the application. Furthermore the creation, annotation and augmentation of a custom dataset is presented. T3 - TH Wildau Engineering and Natural Sciences Proceedings - 1 KW - object detection KW - convolutional neural network KW - RGB-D image Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-14986 SP - 217 EP - 228 PB - TIB Open Publishing CY - Hannover ER - TY - CHAP A1 - Breithecker, Janine A1 - Palme, Willy A1 - Stolpmann, Alexander T1 - Entwicklung einer mobilen automatisierten Prozesserweiterung für einen Etikettierarbeitsplatz T2 - Tagungsband AALE 2023 : Mit Automatisierungstechnik gegen den Klimawandel N2 - Die Corona-Pandemie und der stetig steigende Fachkräftemangel zwingen viele Unternehmen zum Umdenken. Kollaborative Roboter finden immer mehr Einzug in kleine und mittelständische Unternehmen und übernehmen sich wiederholende, nicht ergonomische und monotone Arbeiten und heben das bestehende Personal in ganz neue Verantwortungsaufgaben. Die Automatisierung hält immer mehr Einzug und gewinnt branchenweit deutlich mehr an Bedeutung. In diesem Projekt, entstanden im Rahmen einer Bachelorarbeit [1], wird nach der Klärung der Grundlagen die Implementierung eines kollaborativen Roboters in einem Applizierprozess beschrieben und auf die Schritte von Aufbau bis hin zum funktionierenden, vollautomatischen Prozess eingegangen. Der Cobot wird anhand von mehreren Testszenarien auf seine Funktion hin evaluiert und auf Prozesstauglichkeit erprobt. KW - Kollaborativer Roboter KW - Industrie 4.0 KW - Automatisierungstechnik KW - Robotik KW - Mobiler Roboter KW - Industrieroboter KW - Bildverarbeitung KW - Software- und Hardwareentwicklung Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-17129 SN - 978-3-910103-01-6 SP - 1 EP - 9 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Detje, Johannes Siljas A1 - Meißner, Jan-Eric A1 - Stolpmann, Alexander T1 - Entwicklung und Einsatz von Codegenerierungssoftware zur Effizienzsteigerung bei der Prozessanlagenautomatisierung T2 - Tagungsband AALE 2022 N2 - Die Programmierung von SPS-Systemen erfolgt hauptsächlich händisch, obwohl große Teile des Programmcodes sehr ähnlich sind und sich häufig nur durch die eingesetzten Variablen unterscheiden. Der Beitrag befasst sich mit der Entwicklung und Testung einer Codegenerierungssoftware für das TIA Portal, um den Zeitaufwand der Programmierung zu reduzieren und Flüchtigkeitsfehler zu vermeiden. KW - SPS KW - Codegenerierung KW - TIA Portal KW - Anlagenautomatisierung KW - Softwareentwicklung Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-15790 SP - 193 EP - 202 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER -