307 research outputs found

    Sensoren zur Überwachung automatisierter Holzbearbeitungsmaschinen

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    Parallel zum Angebot der internationalen Hersteller von Holzbearbeitungsmaschinen stand erstmals zur Ligna in Hannover eine Fachtagung zum Themenkomplex CIM im Programm. Sie gab einen Überblick über den Stand und die Möglichkeiten der rechnergestützten Fertigung, wobei insbesondere die Probleme und Strukturen der Holzindustrie Berücksichtigung fanden. Es wurden sowohl Konzepte und unterschiedliche Strategien für die Planung und Realisierung von CIM im Unternehmen als auch beispielhafte praktische Lösungen aus verschiedenen Betrieben vorgestellt

    Abfallverbrennung in Deutschland - Entwicklungen und Kapazitäten (KIT Scientific Reports ; 7560)

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    Die Verbrennung von Abfällen bildet in Deutschland seit vielen Jahrzehnten einen wichtigen Beitrag zur Abfallentsorgung. In der Arbeit werden im ersten Teil ausgewählte Standorte von Abfallverbrennungsanlagen ausführlich beschrieben, um die Vielfalt der technischen Realisierungsmöglichkeiten und die Veränderungen im Lauf der Zeit zu dokumentieren. Der zweite Teil umfasst die Bestimmung der Verbrennungskapazität von deutschen Abfallverbrennungsanlagen, die überwiegend Siedlungsabfälle einsetzen

    Integriertes Automatisierungskonzept für den flexiblen Materialfluß in der Elektronikproduktion

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    Die Senkung der Kosten, insbesondere der Lohnkosten, durch weitere Automatisierung und die Sicherung einer optimalen Produktqualität mit Hilfe weiterer Rechnerunterstützung im Produktionsmanagement, sind die wesentlichen Aufgaben zur Festigung des Produktionsstandortes Deutschland. Der Schlüsseltechnologie Elektronik kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu. Dies zeigt sich in einer weiterhin zunehmenden Elektronifizierung im Automobil- und Maschinenbau und auch in neuen Absatzmärkten für innovative Produkte der Telekommunikation. Trotz eines hohen Automatisierungsgrades des eigentlichen Prozesses, der Bestückung von Leiterplatten, fehlte bisher eine Lösung zur logistischen Integration der hochautomatisierten Bestücklinien in ein gesamtheitliches Automatisierungskonzept. Ziel der vorliegenden Arbeit war die Entwicklung eines Materialflußsystems zur automatisierten Ver- und Entsorgung der Elektronikproduktion. Hierzu wurden im Vorfeld am Markt verfügbare Transportsysteme anhand der spezifischen Anforderungen der Elektronikproduktion untersucht. Als Ergebnis bleibt festzuhalten, daß die meisten der derzeit verfügbaren automatisierten Transportmittel ihre vorrangige Anwendung im Maschinenbau und der Automobilproduktion finden. Hier bestehende Lösungen wurden lediglich an die Randbedingungen der Leiterplattenbestückung adaptiert, wobei eine integrative Vernetzung zwischen Produktionsprozess und Produktionslogistik fehlt. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen und der Leitlinie Vereinfachen-Automatisieren- Integrieren folgend, wurden Überlegungen zur automatisierungsgerechten Materialflußgestaltung angestellt. Die Optimierung der Wertschöpfung bildet hier die zentrale Zielsetzung der Betrachtung. Um den wesentlichen Faktor Durchlaufzeit in der Wertzuwachskurve weiter zu reduzieren wurde eine Unterstützung der Materialbewirtschaftung konzipiert. Die Bildung eines virtuellen Puffers, der physisch als eine Einheit vorliegt, welchen datentechnisch jedoch jede Produktionslinie als ihren eigenen Puffer einbinden kann, unterstützt die Minimierung der Durchlaufzeit und die Flexibilitätsanforderungen hinsichtlich der Auftragsreihenfolge. Die konzeptionellen Überlegungen resultieren in einem Anforderungsprofil für die Mobile Handhabungseinheit. Das daraus realisierte Transportsystem basiert auf einem Elektrohängebahnsystem. Das Trägerfahrzeug wurde um ein lagegeregeltes Antriebsmodul und eine Scherenhubachse zur Handhabung der Transporthilfsmittel erweitert. Die realisierte Antriebs- und Steuerungslösung bildet die Grundlage für ein flexibles, intelligentes und hochdynamisches Transportmittel. Der Handhabungseinheit verleiht es eine hohe Positioniergenauigkeit zur direkten Maschinenbedienung. Ergänzt wird das Konzept durch ein Materialflußleitsystem: Den Kern des Materialflußleitsystems bildet eine Datenbank, in der Informationen über die vorhandenen Transportsysteme, Produktionsstrukturen und Auftragsspektren abgelegt sind. Des weiteren dient sie zur Erfassung und Auswertung der logistischen Betriebsdaten. Schwerpunktmäßig wurde bei der Entwicklung der Module darauf geachtet, eine unternehmensweite Kommunikation, insbesondere auch mit den mobilen Subsystemen, zu realisieren. Die bereitgestellte logistische Datenbasis erlaubt die Erweiterung des Leitstandsbegriffes um die Komponenten "Planung und Optimierung" und "Controlling”. Mit Hilfe dieser Module ist über die kurzfristige Reaktion hinaus auch die mittelfristige und strategische Optimierung der Produktion erreichbar. Dem Produktionsfaktor "Information” kommt hierbei eine wesentliche Bedeutung zu. Die Information stellt zum einen das verbindene Medium zwischen den Bereichen und zum anderen die Basis zur Synchronisation dar. Die Implementierung von modularen und flexiblen Softwaresystemen ist die Basis für eine weitere Steigerung der Leistungsfähigkeit von Automatisierungslösungen. In der Logistik muß hier der Schwerpunkt insbesondere im Bereich der dispositiven Datenverarbeitung liegen. Bei der Umsetzung des Materialflußkonzeptes in der Modellfabrik des Institutes bestätigte sich die Erfordernis einer ganzheitlichen Betrachtung der Produktion bei Logistikprojekten. Zur Schaffung einer durchgängig automatisierten Transportkette wurden die Schnittstellenkomponenten in den Produktionsablauf mit eingebunden. Es mußte jedoch festgestellt werden, daß eine Vielzahl peripherer Komponenten in ihren lokalen Ablaufzyklen ungenügend auf ein übergreifendes Konzept abgestimmt sind und Schnittstellen zur Integration der Peripherie oftmals fehlen. Die Wirtschaftlichkeitsanalyse der Mobilen Handhabungseinheit ergab ein optimales Einsatzspektrum im Bereich mittlerer Transportmengen (bis ca. 60 THM/h) und kurzer Transportentfernungen (bis ca. 300 m). In diesem Bereich, in welchem die Handhabungsfunktion überwiegt, läßt sich das volle Ratiopotential durch die Materialflußautomatisierung erschließen. Durch den ganzheitlichen Systemverbund ist hiermit ein erfolgreicher Automatisierungsansatz vorgezeichnet. Mit dem in der vorliegenden Arbeit gewählten Ansatz wurde das Ziel eines durchgängig automatisierten Produktionsdurchiaufes erreicht. Zukünftige Arbeiten müssen ergänzend dazu den Bereich der Systemperipherie erschließen: Zur weiteren Optimierung des Betriebsmitteleiensatzes sind konkrete Lösungsvorschläge für eine Standardisierung der Materialbereitstellung zu entwickeln. Ziel muß dabei die Vision einer flexibel automatisierten Rüstung der Bestücklinien sein. Gerade im Bereich der Schnittstellengestaltung der Materialbereitstellung ist Entwicklungsbedarf zu sehen. Insbesondere die Einbindung der Schnittstellen in einen kontinuierlichen Produktionsablauf erfordert eine flexible Ablaufprogrammierung sowie offene Schnittstellen zur Kommunikation zwischen den Systemen. Einen letzten Schwerpunkt weiterer Forschungsaktivitäten stellt die betriebsbegleitende Simulation dar. Mit ihrem Einsatz ist es möglich die kontinuierliche Optimierung der Produktionsstrukturen zu unterstützen und einen optimalen Produktionsablauf zu gestalten.Lowering costs, especially wage costs, through further automation and ensuring optimal product quality with the help of additional computer support in production management are the main tasks for consolidating Germany as a production location. The key electronics technology is of particular importance here. This can be seen in the increasing electronification in automotive and mechanical engineering and also in new sales markets for innovative telecommunications products. Despite a high degree of automation of the actual process, the assembly of printed circuit boards, a solution for logistically integrating the highly automated assembly lines into a holistic automation concept has so far been lacking. The aim of the present work was the development of a material flow system for the automated supply and disposal of electronics production. For this purpose, transport systems available on the market were examined beforehand based on the specific requirements of electronics production. As a result, it can be said that most of the automated means of transport currently available are primarily used in mechanical engineering and automobile production. Existing solutions were only adapted to the boundary conditions of the PCB assembly, whereby there is no integrative network between the production process and production logistics. Building on this knowledge and following the guideline Simplify-Automate-Integrate, considerations were made regarding the automation-compatible material flow design. The optimization of the added value forms the central objective of the consideration. In order to further reduce the essential factor throughput time in the growth curve, a support for material management was designed. The formation of a virtual buffer, which is physically available as a unit, but which each production line can incorporate in terms of data technology as its own buffer, supports the minimization of throughput time and the flexibility requirements regarding the order sequence. The conceptual considerations result in a requirement profile for the mobile handling unit. The resulting transport system is based on an electric monorail system. The carrier vehicle was expanded to include a position-controlled drive module and a scissor lift axis for handling the transport aids. The implemented drive and control solution forms the basis for a flexible, intelligent and highly dynamic means of transport. The handling unit gives it a high positioning accuracy for direct machine operation. The concept is supplemented by a material flow control system: The core of the material flow control system is a database in which information about the existing transport systems, production structures and order spectra is stored. It is also used to record and evaluate the logistical operating data. When developing the modules, special attention was paid to implementing company-wide communication, especially with the mobile subsystems. The logistical database provided enables the concept of a control center to be expanded to include the components "planning and optimization" and "controlling." With the help of these modules, the medium-term and strategic optimization of production can be achieved in addition to the short-term response. The production factor "Information" is of crucial importance here. On the one hand, the information represents the connecting medium between the areas and on the other hand the basis for synchronization. The implementation of modular and flexible software systems is the basis for a further increase in the performance of automation solutions. In logistics, the focus must be on the area of planning data processing. The implementation of the material flow concept in the model factory of the institute confirmed the need for a holistic view of production in logistics projects. To create a fully automated transport chain, the interface components were integrated into the production process. However, it had to be ascertained that a large number of peripheral components in their local execution cycles are insufficiently coordinated with a comprehensive concept and interfaces for the integration of the periphery are often missing. The economic analysis of the mobile handling unit showed an optimal range of applications in the area of medium transport quantities (up to approx. 60 THM / h) and short transport distances (up to approx. 300 m). In this area, in which the handling function predominates, the full ratio potential can be tapped through the material flow automation. Thanks to the holistic system network, a successful automation approach is hereby sketched out. With the approach chosen in the present work, the goal of a fully automated production run was achieved. Future work must also open up the area of system peripherals: In order to further optimize the resource set, specific solutions for standardizing the material supply must be developed. The goal must be the vision of flexibly automated armament of the assembly lines. There is a need for development, particularly in the area of interface design for material provision. In particular, the integration of the interfaces in a continuous production process requires flexible process programming and open interfaces for communication between the systems. The last focus of further research activities is in-house simulation. With its use it is possible to support the continuous optimization of the production structures and to design an optimal production process

    Ortungsanforderungen und Ortungsmöglichkeiten bei Sekundärbahnen

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    Die Sicherung von Zugfahrten erfolgt bei Eisenbahnen durch verschiedene Systeme der Sicherungstechnik. Die Ausrüstungsstandards, und damit auch die Ortungslösungen, orientieren sich an den Bedürfnissen des Kernnetzes und sind auf Bahnen untergeordneter Bedeutung, sog. Sekundärbahnen, hauptsächlich aus wirtschaftlichen Gründen nicht tragfähig. Steigende Anforderungen an die Sicherheit und der weiter zunehmende Kostendruck werden für diese Bahnen eine Ablösung der bisherigen Betriebsweise mit Hilfe neuer technischer Möglichkeiten erfordern. Die vorliegende Arbeit soll Anforderungen an Ortungslösungen für Sekundärbahnen auf Grundlage bereits bestehender Umsetzungen identifizieren. Die Ergebnisse sollen die Basis für eine vedarfsgerechte Weiterentwicklung bisheriger Techniken zur Sicherung von Zugfahrten auf Sekundärbahnen bilden.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 14 1.1 Motivation 14 1.2 Zielstellung 14 1.3 Vorgehen 15 2 Grundlagen und Begriffe 17 2.1 Grundlegende Begriffe des Systems Eisenbahn 17 2.1.1 Abgrenzung der Begriffe 17 2.1.2 Aufgaben der Sicherungstechnik 20 2.1.3 Aufgaben der Leittechnik 22 2.1.4 Aufgaben der Telematik 23 2.2 Begriffsabgrenzung der Netzbereiche 25 2.2.1 Neue Sekundärbahn 25 2.2.2 Kernnetz 26 2.2.3 Transeuropäische Netze 26 2.2.4 Zusammenhang der Netzteile 26 2.3 Physikalische Betrachtungen 27 2.4 Grundlegendes zur Ortung bei Schienenbahnen 30 2.5 Einordnung verschiedener Ortungsmöglichkeiten 30 2.6 Begrifflichkeiten fahrzeugseitiger Ortungssysteme 32 2.6.1 Absolute und relative Ortung 32 2.6.2 Initialortung 33 2.7 Entwicklungstendenzen der Ortung bei Schienenbahnen 33 2.7.1 Forschungs- und Spezifizierungsaktivitäten 33 2.7.2 Aktivitäten europäischer Organe 34 2.7.3 Merkmale des Systems Galileo 35 2.7.4 Schlussfolgerung zur weiteren Entwicklung 38 3 Europäische Ortungslösungen 40 3.1 Allgemeines 40 3.2 ERTMS Regional 40 3.2.1 Allgemeines 40 3.2.2 Systemarchitektur 41 3.2.3 Ortung 43 3.2.4 Besonderheiten 45 3.3 SATLOC 48 3.3.1 Allgemeines 48 3.3.2 Systembeschreibung 49 3.3.3 Ortung 50 3.3.4 Testanwendung 52 4 Nordamerikanische Ortungslösungen 54 4.1 Besonderheiten der Nordamerikanischen Eisenbahnen 54 4.1.1 Charakteristika der Eisenbahn in Nordamerika 54 4.1.2 Eisenbahnbetrieb und Sicherungstechnik 57 4.1.3 Entwicklungen in der Sicherungstechnik 58 4.2 Advanced Civil Speed Enforcement System 60 4.2.1 Allgemeines 60 4.2.2 Systembeschreibung 60 4.2.3 Ortung 62 4.3 Interoperable Electronic Train Management System 63 4.3.1 Allgemeines 63 4.3.2 Systembeschreibung 63 4.3.3 Ortung 66 4.3.4 Besonderheiten 67 5 Vergleich der betrachteten Lösungen 68 5.1 Rahmenbedingungen der Eisenbahnsysteme 68 5.2 Allgemeine Systemeigenschaften70 5.2.1 Einsatzbereich der Systeme70 5.2.2 Systemarchitektur 71 5.3 Ortungsspezifische Systemeigenschaften 73 5.3.1 Eigenschaften der Ortung 73 5.3.2 Zugintegrität 74 5.3.3 Kommunikationsmöglichkeiten 75 6 Anforderungen an fahrzeugseitige Ortungssysteme 77 6.1 Allgemeines 77 6.2 Konzeption eines fahrzeugseitigen Ortungssystems 78 6.2.1 Koordinatensysteme 78 6.2.2 Ausrüstung von Fahrzeugen 81 6.2.3 Architektur eines fahrzeugseitigen Ortungssystems 82 6.3 Funktionale Anforderungen 84 6.3.1 Nutzung der Ortungsinformationen 84 6.3.2 Örtliche Verfügbarkeit der Ortungsinformationen 88 6.3.3 Zeitliche Verfügbarkeit der Ortungsinformationen 93 6.3.4 Geschwindigkeit 99 6.3.5 Zugintegrität 100 6.3.6 Zuglänge 103 6.3.7 Genauigkeit Querrichtung 106 6.3.8 Genauigkeit Längsrichtung 108 6.3.9 Interoperabilität und Intraoperabilität 109 6.3.10 Integrität der Ortungsinformation 110 6.3.11 Absolute und relative Ortung 111 6.3.12 Übergang zu anderen Ortungsverfahren 112 6.3.13 Veränderungen der Zugkonfiguration 116 6.4 Wirtschaftliche Anforderungen 117 6.4.1 Kostenbetrachtungen 117 6.4.2 Kostenverteilung 118 6.4.3 Kostenprognosen 118 6.5 Rechtliche Anforderungen 119 6.5.1 Zulassung 119 6.5.2 Diskriminierungsfreiheit 120 6.5.3 Garantieübernahme 120 6.5.4 Sicherheitsverantwortung 121 6.6 Sonstige Anforderungen 121 6.6.1 Nichtausgerüstete Fahrzeuge 121 6.6.2 Hardware 124 6.6.3 Software 126 6.6.4 Weiterentwicklungsfähigkeit und Abwärtskompatibilität 126 6.6.5 Betriebliche Belange 127 6.6.6 Umweltbelange 128 7 Zusammenfassung und Ausblick130 7.1 Zusammenfassung 130 7.1.1 Aktuelle Situation 130 7.1.2 Funktionale Anforderungen an ein fahrzeugseitiges Ortungssystem 130 7.1.3 Weitere Anforderungen und Herausforderungen131 7.2 Ausblick 132 7.2.1 Handlungsempfehlungen 132 7.2.2 Weiterentwicklung der Zugbeeinflussung 133 7.2.3 Weiterentwicklung der Fahrwegsicherung 134 7.2.4 Weiterentwicklung der Betriebsverfahren 134 7.2.5 Weiterentwicklung Technik134 Abkürzungsverzeichnis 136 Abbildungsverzeichnis 141 Tabellenverzeichnis 143 Literaturverzeichnis Glossar 150 Erklärung 155 Anhang A: Besprechungsprotokolle 156 Anhang B: Baumdiagramm Anforderungskatalog 172 Anhang C: Zusammenstellung wichtiger Informationen173The safety of railway operations is ensured by different technical systems of train protection. The systems including train positioning are usually designed to satisfy the requirements of busier lines but are not suitable for secondary lines due to economic reasons. Rising demands on safety combined with increasing cost pressure will lead to the need of new technical solutions. The intention of this diploma thesis is the identification of train positioning system requirements taking into consideration existing solutions. The results are meant to be a basis for further development of customised technical solutions for safe train operations on low density lines.:Inhaltsverzeichnis 1 Einleitung 14 1.1 Motivation 14 1.2 Zielstellung 14 1.3 Vorgehen 15 2 Grundlagen und Begriffe 17 2.1 Grundlegende Begriffe des Systems Eisenbahn 17 2.1.1 Abgrenzung der Begriffe 17 2.1.2 Aufgaben der Sicherungstechnik 20 2.1.3 Aufgaben der Leittechnik 22 2.1.4 Aufgaben der Telematik 23 2.2 Begriffsabgrenzung der Netzbereiche 25 2.2.1 Neue Sekundärbahn 25 2.2.2 Kernnetz 26 2.2.3 Transeuropäische Netze 26 2.2.4 Zusammenhang der Netzteile 26 2.3 Physikalische Betrachtungen 27 2.4 Grundlegendes zur Ortung bei Schienenbahnen 30 2.5 Einordnung verschiedener Ortungsmöglichkeiten 30 2.6 Begrifflichkeiten fahrzeugseitiger Ortungssysteme 32 2.6.1 Absolute und relative Ortung 32 2.6.2 Initialortung 33 2.7 Entwicklungstendenzen der Ortung bei Schienenbahnen 33 2.7.1 Forschungs- und Spezifizierungsaktivitäten 33 2.7.2 Aktivitäten europäischer Organe 34 2.7.3 Merkmale des Systems Galileo 35 2.7.4 Schlussfolgerung zur weiteren Entwicklung 38 3 Europäische Ortungslösungen 40 3.1 Allgemeines 40 3.2 ERTMS Regional 40 3.2.1 Allgemeines 40 3.2.2 Systemarchitektur 41 3.2.3 Ortung 43 3.2.4 Besonderheiten 45 3.3 SATLOC 48 3.3.1 Allgemeines 48 3.3.2 Systembeschreibung 49 3.3.3 Ortung 50 3.3.4 Testanwendung 52 4 Nordamerikanische Ortungslösungen 54 4.1 Besonderheiten der Nordamerikanischen Eisenbahnen 54 4.1.1 Charakteristika der Eisenbahn in Nordamerika 54 4.1.2 Eisenbahnbetrieb und Sicherungstechnik 57 4.1.3 Entwicklungen in der Sicherungstechnik 58 4.2 Advanced Civil Speed Enforcement System 60 4.2.1 Allgemeines 60 4.2.2 Systembeschreibung 60 4.2.3 Ortung 62 4.3 Interoperable Electronic Train Management System 63 4.3.1 Allgemeines 63 4.3.2 Systembeschreibung 63 4.3.3 Ortung 66 4.3.4 Besonderheiten 67 5 Vergleich der betrachteten Lösungen 68 5.1 Rahmenbedingungen der Eisenbahnsysteme 68 5.2 Allgemeine Systemeigenschaften70 5.2.1 Einsatzbereich der Systeme70 5.2.2 Systemarchitektur 71 5.3 Ortungsspezifische Systemeigenschaften 73 5.3.1 Eigenschaften der Ortung 73 5.3.2 Zugintegrität 74 5.3.3 Kommunikationsmöglichkeiten 75 6 Anforderungen an fahrzeugseitige Ortungssysteme 77 6.1 Allgemeines 77 6.2 Konzeption eines fahrzeugseitigen Ortungssystems 78 6.2.1 Koordinatensysteme 78 6.2.2 Ausrüstung von Fahrzeugen 81 6.2.3 Architektur eines fahrzeugseitigen Ortungssystems 82 6.3 Funktionale Anforderungen 84 6.3.1 Nutzung der Ortungsinformationen 84 6.3.2 Örtliche Verfügbarkeit der Ortungsinformationen 88 6.3.3 Zeitliche Verfügbarkeit der Ortungsinformationen 93 6.3.4 Geschwindigkeit 99 6.3.5 Zugintegrität 100 6.3.6 Zuglänge 103 6.3.7 Genauigkeit Querrichtung 106 6.3.8 Genauigkeit Längsrichtung 108 6.3.9 Interoperabilität und Intraoperabilität 109 6.3.10 Integrität der Ortungsinformation 110 6.3.11 Absolute und relative Ortung 111 6.3.12 Übergang zu anderen Ortungsverfahren 112 6.3.13 Veränderungen der Zugkonfiguration 116 6.4 Wirtschaftliche Anforderungen 117 6.4.1 Kostenbetrachtungen 117 6.4.2 Kostenverteilung 118 6.4.3 Kostenprognosen 118 6.5 Rechtliche Anforderungen 119 6.5.1 Zulassung 119 6.5.2 Diskriminierungsfreiheit 120 6.5.3 Garantieübernahme 120 6.5.4 Sicherheitsverantwortung 121 6.6 Sonstige Anforderungen 121 6.6.1 Nichtausgerüstete Fahrzeuge 121 6.6.2 Hardware 124 6.6.3 Software 126 6.6.4 Weiterentwicklungsfähigkeit und Abwärtskompatibilität 126 6.6.5 Betriebliche Belange 127 6.6.6 Umweltbelange 128 7 Zusammenfassung und Ausblick130 7.1 Zusammenfassung 130 7.1.1 Aktuelle Situation 130 7.1.2 Funktionale Anforderungen an ein fahrzeugseitiges Ortungssystem 130 7.1.3 Weitere Anforderungen und Herausforderungen131 7.2 Ausblick 132 7.2.1 Handlungsempfehlungen 132 7.2.2 Weiterentwicklung der Zugbeeinflussung 133 7.2.3 Weiterentwicklung der Fahrwegsicherung 134 7.2.4 Weiterentwicklung der Betriebsverfahren 134 7.2.5 Weiterentwicklung Technik134 Abkürzungsverzeichnis 136 Abbildungsverzeichnis 141 Tabellenverzeichnis 143 Literaturverzeichnis Glossar 150 Erklärung 155 Anhang A: Besprechungsprotokolle 156 Anhang B: Baumdiagramm Anforderungskatalog 172 Anhang C: Zusammenstellung wichtiger Informationen17

    Active Functional Specifications for the Design and Supervision of build-ing services

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    Diese Arbeit entwickelt eine Methodik zur Spezifikation und Prüfung von Funktionen gebäudetechnischer Anlagen und führt den Nachweis ihrer Anwendbarkeit in der Praxis. Ausgangspunkt ist die Erkenntnis, dass eine Ursache für die häufig festzustellende suboptimale Funktion von Gebäuden ein mangelhaftes Qualitätsmanagement in der Gebäudeautomation ist. Eine Analyse von Funktionsbeschreibungen zeigt eine weitgehend beliebige Verwendung von freien Texten und grafischen Darstellungen. Als Antwort auf dieses Defizit wird die Methodik der Aktiven Funktionsbe-schreibung vorgestellt. Mit einem vereinfachten Modell aus Zustandsräumen können Anlagenfunktionen durch Betriebsregeln spezifiziert werden. Nach der Umsetzung werden Betriebsdaten der Anlagen zu einzelnen Zeitpunkten auf Übereinstimmung mit den Betriebsregeln geprüft. Die Ergebniswerte für die Zustandsräume können über geeignete Zeit-räume aggregiert werden. Die relative Häufigkeit gültiger Werte in einem Zeitraum wird als Betriebsgüte definiert. Sie ist das Qualitätsmaß für die Umsetzung der Spezifikation und kann als Anforderung an Anlagenfunktionen in Ausschreibungen und bei Abnahmen verwendet werden. Die Methodik wird auf drei typische gebäudetechnische Anlagen angewendet. Dabei wird gezeigt, dass die Spezifikation von Funktionen und deren Überprüfung wie beschrieben für die untersuchten Anlagen und Funktionen möglich ist. Die Vereinfachung der Beschreibung bietet die realistische Möglichkeit einer zeitnahen Anwendung in der Praxis. Forschungsbedarf besteht dazu neben der Erprobung im Feld im kontrollierten Einsatz in Anlagentestständen, um standardisierte Funktionsbeschreibungen für typische Anlagen und geeignete Grenzwerte für die Betriebsgüte zu entwickeln. Mit der Aktiven Funktionsbeschreibung steht die dringend benötigte durchgängige Methodik zur funktionalen Qualitätssicherung von Gebäuden und Anlagen zur Verfügung.This work presents a methodology for the specification and evaluation of functions of building automation systems and proofs its practical applica-bility in building projects. Starting point is the insight that a lack of quality management is a source for frequent malfunctions of building automation systems. An analysis of functional specifications of current buildings shows a largely arbitrary use of free texts and graphics. As an answer to this deficit the methodology of Active Functional Specifi-cations is presented. With a simplified state space model it is possible to specify system functions using operational rules. After the implementation of the functions measured data of discrete points of time from the automation system can be evaluated. The results of the state space evaluation can then be aggregated over useful periods of time. The relative frequency of valid results within a period of time is defined as the quality of operation. It is the quality measure for the implementation of the specification and can be used as requirement for operations in tenders as well as for commissioning and hand over procedures. The methodology is applied on three typical building services. It is shown that the specification and evaluation of functions is possible for the selected systems as described. In addition first limit values for the quality of operation are derived that can serve as initial measures for a standardization of the methodology in design and operation. The simplification opens the realistic opportunity for an application in building design and operation within short time. Besides the application in field tests a need for further research exists in the application of the methodology in test beds to develop standardized specifications and appropriate limit values for the quality of operation. Active Functional Specifications provide the urgently needed integrated methodology for a functional quality management for buildings and building services
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