TY - GEN A1 - Reiff-Stephan, Jörg T1 - Automatisierte Handhabung biegeschlaffer Materialien - Wo setzt die Ingenieursaufgabe an? T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2013 N2 - 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 erhöhten Flexibilitätsanforderungen aufgrund der Fertigung kleinster Losgrößen hervorgerufen. Automatisierungsbemühungen scheitern bisher an flexiblen Greifsystemen zum Handhaben derartiger Bauteile. Y1 - 2013 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-3050 SN - 0949-8214 VL - 17 SP - 72 EP - 76 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 - JOUR A1 - Speck, Sandy A1 - Verona, Claudio A1 - Reiff-Stephan, Jörg A1 - Böhme, Andrea A1 - Foitzik, Andreas T1 - Development of a Realistic Brain Phantom for Medical Education: An Ethical and Technical Alternative to Animal Testing JF - Key Engineering Materials N2 - 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. KW - 3D printing KW - 3R principle KW - additive manufacturing KW - biomaterial KW - brain phantom KW - ethical alternative KW - medical training KW - phantoms for imaging techniques KW - simulation model KW - ultrasound diagnostics Y1 - 2026 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21070 VL - 1038 SP - 67 EP - 72 ER - TY - CHAP A1 - Walter, Elias Fabian A1 - Günther, Norman A1 - Prell, Bastian A1 - Wilbers, Simon A1 - Reiter, Philipp A1 - Reiff-Stephan, Jörg A1 - Berger, Ulrich T1 - Optimierung visueller Benutzeroberflächen zur Stressreduzierung T2 - Tagungsband AALE 2023 : Mit Automatisierungstechnik gegen den Klimawandel N2 - Durch die Menschzentrierung in der Industrie 5.0 sollten bestehende Ansätze hinterfragt und geprüft werden. Gerade der, durch die Digitalisierung hervorgerufene, Technostress sollte neben dem Fachkräftemangel einen zunehmenden Betrachtungsfaktor im Produktionsumfeld erhalten. Da trotz bisheriger Maßnahmen eine stetige Zunahme von Stress zu verzeichnen ist. Auffällig sind dabei die Arbeitsunfähigkeits-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 Störung“ krankgeschrieben wurde. Um diesen Trend entgegenzuwirken, betrachtet der Beitrag die Möglichkeiten der Software-Ergonomie, womit die Gestaltung von HMIs (Mensch-Maschinen-Interfaces) den Menschen gezielter berücksichtigt um etwaige Belastungen zu reduzieren. Im Rahmen der komplementären Industrie 4.0 und der einhergehenden Informationsflut, bestimmen immer komplexer werdende Schnittstellen und Bedienoberflächen einen Großteil des Arbeitsalltags. Diese ermöglichen den Anwenderinnen und Anwendern neben einem schnellen Überblick über Maschinendaten, Prozessabläufe und Handlungsempfehlungen die Möglichkeit 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 Veränderung der Leitführung ermöglicht. Hierfür wurde eine mehrphasige Studie durchgeführt dessen Ergebnisse im Bereich des Eye-Trackings sowie anhand von Vitalwerten im vorliegenden Beitrag diskutiert werden. KW - Industrie 5.0 KW - eye-tracking KW - Vitalwert KW - Technostress KW - Stressreduzierung KW - Software-Ergonomie Y1 - 2023 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-17163 SN - 978-3-910103-01-6 SP - 1 EP - 10 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur CY - Leipzig ER - TY - GEN A1 - van de Sand, Ron A1 - Reiff-Stephan, Jörg T1 - FrostByte Dataset N2 - 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). KW - predictive maintenance KW - FDD KW - machine learning Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.15771/1894 N1 - Related dissertation: van de Sand, R. (2021). A Predictive maintenance model for heterogeneous industrial refrigeration systems. https://hdl.handle.net/2108/323763 Related journal article: van de Sand, R., Corasaniti, S., & Reiff-Stephan, J. (2021). Data-driven fault diagnosis for heterogeneous chillers using domain adaptation techniques. Control Engineering Practice, 112, 104815. https://doi.org/10.1016/j.conengprac.2021.104815 ER - TY - GEN A1 - Reiff-Stephan, Jörg T1 - Virtuelle Steuerung eines verteilten Energiemanagements T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2017 N2 - Energiemanagementaufgaben finden zunehmende Berücksichtigung für einen effizienten Betrieb von Produktionsanlagen. Kostenreduktion bei hoher Prozessstabilität ist hierbei eine wesentliche Aufgabenstellung zur Aufrechterhaltung der Wettbewerbsfähigkeit sowie zur Erfüllung 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 Ausführungsmöglichkeit prototypisch vorgestellt. N2 - Manufacturing facilities must increasingly take the energy management into account for operating efficiently within a production process. Future efforts and solutions will focus on improvement of process stability and cost reduction to meet the needs of successfully competing in local and global markets, especially for small and medium-sized enterprises. This paper describes an approach for manufacturing facilities using an example for thermo-processing equipment. For this purpose, the Jidōka principle of the Toyota Production System (TPS) is used, prototypically presenting the mechanism of the self-adapting limit setting as well as its implementation. Y1 - 2017 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-9454 SN - 0949-8214 VL - 21 SP - 77 EP - 81 ER - TY - GEN A1 - von Lipinski, René A1 - Buße, Dirk A1 - Reiff-Stephan, Jörg T1 - Vergleich von Implementierungsmöglichkeiten industrieller Energiemonitoringsysteme für KMU T2 - Wissenschaftliche Beiträge 2016 N2 - Um den Herausforderungen zukünftiger Wertschöpfungsnetzwerke gewachsen zu sein, sind produzierende Unternehmen im verstärkten Maße auf die Erfassung energetischer Daten angewiesen. Somit gewinnen industrielle Energiemonitoringsysteme zunehmend an Bedeutung. Bei der Erweiterung bestehender Strukturen um die Funktionalität des Energiemonitorings können verschieden konzeptionelle Ansätze verfolgt werden. Diese werden in der vorliegenden Arbeit aufgezeigt und anhand exemplarischer Versuchsaufbauten nutzwertanalytisch verglichen. Es ist festzustellen, dass die Auswahl eines geeigneten Systems für jeden Anwendungsfall individuell zu betrachten ist. Nur unter Berücksichtigung der technischen sowie menschlichen Entitäten innerhalb eines Unternehmens und genauer Definition der Spezifikationen kann aus der breiten Auswahl marktverfügbarer Systeme die jeweils geeignetste Lösung ausgewählt werden. N2 - To meet the challenges of future value-added networks, production companies are dependent on a large-scale capture of energy data. Therefore, industrial energy monitoring systems are becoming increasingly important. For the expansion of existing structures to the functionality of the energy monitoring, different conceptual approaches can be pursued. These are shown in the present research publication, and compared analytically by utility-based exemplary experimental setups. As a result of this investigation, it can be stated that the selection of a suitable system for each application must be considered individually. The selection of an appropriate implementation of an energy monitoring system is dependent on certain factors. These are the technical and human entities within a company, as well as the exact definition of the specifications. Y1 - 2016 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-5352 SN - 0949-8214 VL - 20 SP - 59 EP - 65 ER - TY - CHAP A1 - Kupper, Stefan A1 - Fiebelkorn, Richard A1 - Stolpmann, Alexander A1 - Reiff-Stephan, Jörg T1 - Robuste Lokalisierung und Pfadplanung auf verschiedenen Größenskalen durch fraktale Landmarken T2 - Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme für die Automatisierung: Fortschritt durch Präzision und Qualität N2 - 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 realitätsnahen Szenario simuliert. Ziel ist die robuste und wiederholgenaue Verfolgung einer vom Anwender vorgegebenen Referenztrajektorie. Die in dieser Arbeit genutzen fraktalen Landmarken ermöglichen durch ihre multiskalige Struktur eine zuverlässige Detektion und Posenbestimmung über einen großen Entfernungsbereich hinweg und adressieren damit die Skalierungsprobleme konventioneller Landmarken. In Kombination mit einer splinebasierten Pfadplanung und einer echtzeitfähigen Simulation werden die Auswirkungen der Landmarkengeometrie, der Pfadführung 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 für Anwendungen mit variierenden Arbeitsabständen eignet. KW - Fraktale Landmarke KW - Autonome Bewegung KW - Digitaler Zwilling KW - Bildverarbeitung KW - Posenschätzung Y1 - 2026 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21370 SP - 1 EP - 10 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Chajón, Sebastián A1 - Günther, Norman A1 - Reiff-Stephan, Jörg T1 - Charakterisierung von Robotersystemen durch Photogrammetrie T2 - Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme für die Automatisierung N2 - Industrielle Robotersysteme werden aufgrund der stetig wachsenden Technik der additiven Fertigung zunehmend zugängliche. Die dadurch verringerte Kosten- und Aufwandschwelle führt zu einer Verbreitung von selbstgebauten Robotersystemen im didaktischen als auch industriellen Kontext, besonders in kleinen- und mittelständischen 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 Qualität der Fertigung sowie die Genauigkeit des Roboters wesentlich durch die Raumtemperatur, die Bauart des Druckers, den Düsendurchmesser, die Schichthöhe sowie das eingesetzte Material determiniert wird. Die Bewertung der Eignung eines Roboters für präzise Aufgaben ist ohne Kenntnis seiner Leistungsmerkmale nur eingeschränkt möglich. Die Charakterisierung eines Robotersystems erfolgt anhand unterschiedlicher Methoden, darunter SMR (Sphärisch Montierter Retroreflektor)-Verfolgung, Photogrammetrie, Laser-Interferometrie, Teleskop-Ballbar und externe Messuhren sowie Taster. Bei einer Vielzahl dieser Ansätze entstehen bei der Beschaffung der benötigten Mess- oder Kalibrierungsinstrumente hohe Kosten, was die Wirtschaftlichkeit der additiven Fertigung nicht widerspiegelt und für Anwender von Eigenbaurobotern, insbesondere im didaktischen Kontext, eine Herausforderung darstellt. Als repräsentative Leistungscharakteristika stehen hierbei die Positionierung und die Wiederholungsgenauigkeit von Robotersystemen im Fokus und gelten als wesentlich zu ermittelnde Parameter. KW - Photogrammetrie KW - Bildverarbeitung KW - Robotercharakterisierung KW - OpenCV KW - ISO 9283 KW - 3D-Druck KW - Robotersystem KW - Raspberry Pi Y1 - 2026 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21407 SP - 201 EP - 211 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Böhm, Kerstin A1 - Langmann, Mathias A1 - Wilbers, Simon A1 - Reiff-Stephan, Jörg T1 - Schichtübergabe an den Roboter: ein LLM-gestütztes Vorgehensmodell für ambidextre Automatisierung T2 - Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme für die Automatisierung: Fortschritt durch Präzision und Qualität N2 - Im Beitrag wird ein transparentes, Large Language Model (LLM)-gestütztes 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, während Bediener geplante, auditierbare Blöcke für Beobachtung, Lernen, Standardverbesserung und kurze Erholung erhalten – bezeichnet als Explorationsrente. Eine 14-Punkte-Checkliste wird auf flexible operative Datendomänen abgebildet; das LLM fragt Retrieval-Augmented Generation (RAG)-gestützte Auswertungen ab, um zwei Stresssignale (Exploration vs. Exploitation) zu berechnen. Daraus leitet es Übergabevorschläge für die kollaborative Tagesphase, das Übergabefenster 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 präsentiert ein Szenario; empirische Schwellenwerte und Gewichtungen verbleiben als zukünftige Arbeit. KW - Mensch-Roboter-Kollaboration KW - Ambidextre Automation KW - Explorationsrente Y1 - 2026 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21483 SP - 223 EP - 234 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Quadt, Frank A1 - Günther, Norman A1 - Reiff-Stephan, Jörg T1 - Anwendung von YOLO zur kombinierten Objekterkennung, Personenzählung und Distanzabschätzung T2 - Tagungsband AALE 2026: Mechatronische Systeme für die Automatisierung: Fortschritt durch Präzision und Qualität : Mechatronische Systeme für die Automatisierung: Fortschritt durch Präzision und Qualität N2 - In der modernen Produktionstechnik ist die Minimierung von Produktionszeiten von zentraler Bedeutung für die Steigerung der Wirtschaftlichkeit. Eine nachhaltige Prozessoptimierung erfordert die Identifizierung und Beseitigung von Schwachstellen und Engstellen innerhalb der Produktionsabläufe. Hierbei spielt die Analyse der Verweildauer von Personen und fahrerlosen Transportsystemen (FTS) an Arbeitsstationen eine entscheidende Rolle. Diese Daten dienen als Indikator für verschiedene Faktoren, darunter die Effizienz der Arbeitsabläufe, die Notwendigkeit von Wartungsintervallen und die Komplexität 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, können wertvolle Erkenntnisse gewonnen werden. Ziel ist es, hierdurch ein tiefgreifendes Verständnis der Produktionsprozesse zu erlangen und fundierte Entscheidungsgrundlagen für gezielte Optimierungsmaßnahmen zu schaffen, die zu einer nachhaltigen Effizienzsteigerung führen. KW - Personendetektion KW - Prozessoptimierung KW - Objektverfolgung KW - YOLO KW - Distanzabschätzung KW - Multi-Object-Tracking Y1 - 2026 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:kobv:526-opus4-21454 SP - 319 EP - 326 PB - Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur Leipzig ER -