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    Nachhaltigkeitsorientierte Facharbeit in industriellen Metallberufen - Empirische Exploration, Kompetenzmodellierung und Perspektiven fĂĽr die berufliche Bildung

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    Die vorliegende Arbeit stellt die Forschungsergebnisse aus der qualitativen Untersuchung zur Exploration nachhaltigkeitsorientierter Facharbeit in der Domäne industrieller Metallberufe vor. Dabei wird der forschungsleitenden Fragestellung nachgegangen, ob und wie sich nachhaltigkeitsorientiertes berufliches Handeln in der Domäne industrieller Metallberufe äußert und welche Nachhaltigkeitsbezüge sich auf der personenbezogenen und betrieblich-institutionellen Ebene von Facharbeit feststellen lassen. Für die theoretische Einbettung des Forschungsgegenstands erfolgt zunächst aufgrund des komplexen Beziehungsgeflechts berufsförmig organisierter Arbeit die deskriptive Aufarbeitung drei konzeptioneller Rahmungen – die gesellschaftlich-normative, die betrieblich-institutionelle und die berufspädagogisch-didaktische Rahmung nachhaltigkeitsorientierter Facharbeit. Der durchgeführte Untersuchungsprozess fußt auf einem interdisziplinären Forschungsansatz, der gleichermaßen Theorien und Ansätze der Berufs- und Nachhaltigkeitswissenschaften in sich vereint und in einem multiperspektivisch und triangulativ ausgerichteten Forschungsinstrumentarium zum Ausdruck kommt. Anhand durchgeführter Fallstudien in Unternehmen des verarbeitenden Gewerbes werden nachhaltigkeitsorientierte Strukturen und Aktivitäten in der Facharbeit und Arbeitswelt offengelegt sowie Anknüpfungspunkte und Handlungsansätze einer nachhaltigkeitsorientierten Facharbeit beschrieben. Die durch Arbeitsprozessanalysen erschlossenen Kompetenzanforderungen für ein nachhaltigkeitsorientiertes Berufshandeln werden im Anschluss mit der Entwicklung eines Kompetenzmodells und der Darlegung domänenbezogener Kernkompetenzen für die Berufsbildungstheorie und -praxis zugänglich gemacht. Ausgehend von einer Modellbildung zur Charakterisierung nachhaltigkeitsorientierter Facharbeit werden abschließend didaktisch-konzeptionelle Ansätze zur transformativen Gestaltung von Berufsbildungsprozessen sowie ordnungsmittelbezogene Modernisierungsvorschläge angeführt. Das Ziel der vorliegenden Arbeit besteht darin, einerseits einen empirisch fundierten Theoriebeitrag zum Gegenstandsbereich nachhaltigkeitsorientierter Facharbeit zu leisten und andererseits verwertungsorientierte Impulse zur Verankerung und Ausgestaltung einer domänenbezogenen Berufsbildung für nachhaltige Entwicklung (BBNE) zu setzen

    Die erste Fortbildungsstufe "Geprüfte/r Berufsspezialist/in" der höherqualifizierenden Berufsbildung. Die Gestaltung von Fortbildungen auf dem DQR-Niveau 5 im Innovationswettbewerb InnoVET

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    Im Wettbewerb „InnoVET: Zukunft gestalten – Innovationen für eine exzellente berufliche Bildung“ des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (BMBF) entwickeln und erproben mehrere Projekte Fortbildungen auf der ersten Stufe der höherqualifizierenden Berufsbildung. In diesem Sammelband werden diese Fortbildungen entlang einer gemeinsam erarbeiteten Struktur dargestellt und damit einer vergleichenden Analyse zugeführt. Dieser Kern des Sammelbandes wird ergänzt durch die Darstellung von zwei Fortbildungen, die in der Diskussion um das DQR-Niveau 5 immer schon eine besondere Rolle gespielt haben, nämlich die Fortbildung im Kfz-Bereich und im IT-Bereich. Außerdem werden übergreifende Betrachtungen ergänzt. Wie im ersten Beitrag beschrieben, erfordert die Zuordnung einer Fortbildung zum DQR-Niveau 5 des Deutschen Qualifikationsrahmens (DQR) einen formalen Prozess, der für die hier in Rede stehenden Projekte noch nicht abgeschlossen ist und dessen Ergebnis hier selbstver-ständlich nicht präformiert werden kann. Gleichwohl wird der Einfachheit halber, wie durchaus auch im Projektalltag üblich, so getan, als befinde sich eine Fortbildung auf diesem Niveau. Dabei handelt es sich um eine sprachliche Vereinfachung. Durch die Beiträge im Sammelband und durch übergreifende Betrachtungen, etwa die aktuelle Diskussion um die Verrechtlichung des DQR, wird deutlich, dass der InnoVET-Wettbewerb zentrale Beiträge zur Profilierung der noch unterrepräsentierten Ebene leisten konnte, aber noch eine ganze Reihe übergreifender Baustellen zu bearbeiten sind, die vor allem außerhalb der Projekte liegen. (DIPF/Orig.

    Jahrbuch 2021–2022 / Sächsische Akademie der Wissenschaften zu Leipzig

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    Im Auftrag der Akademie herausgegeben von Wolfgang Huschner. Das Jahrbuch gibt Auskunft über die Aktivitäten der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig im Berichtszeitraum 2021/2022.:Vorwort Über die Arbeit der Akademie Das Präsidium Die Gelehrtengesellschaft Die neu zugewählten Mitglieder Die Mitglieder – Ehrenmitglieder – Mathematisch-naturwissenschaftliche Klasse – Philologisch-historische Klasse – Technikwissenschaftliche Klasse Auszeichnungen und Ehrungen von Akademiemitgliedern Nachrufe Junges Forum Die Mitglieder Zuwahl Öffentliche Gesamtsitzungen und Plenarsitzungen Von der Akademie verliehene Preise Strukturbezogene Kommissionen Afrika – Asien – Europa Ausbreitung in Natur, Technik und Gesellschaft Historische Kommission Interkulturelle Historische Grundwissenschaften (IHG) Kunstgeschichte, Literatur- und Musikwissenschaft Kunstgeschichte Mitteldeutschlands Landeskunde – AG Stadtentwicklung Sprachwissenschaft Technikbewertung und -gestaltung – AG Bioökonomie Umweltprobleme Wissenschaft und Werte Wissenschaftsgeschichte (Naturwissenschaften / Mathematik / Technik) Forschungsvorhaben und Vorhabenbezogene Kommissionen FORSCHUNGSVORHABEN IM AKADEMIENPROGRAMM In interakademischer Kooperation durchgeführte Forschungsvorhaben – Die Deutschen Inschriften des Mittelalters und der Frühen Neuzeit – Klöster im Hochmittelalter: Innovationslabore europäischer Lebensentwürfe und Ordnungsmodelle – PROPYLÄEN – Forschungsplattform zu Goethes Biographica – Strukturen und Transformationen des Wortschatzes der ägyptischen Sprache. Text- und Wissenskultur im alten Ägypten Von der Sächsischen Akademie der Wissenschaften durchgeführte Forschungsvorhaben – Althochdeutsches Wörterbuch – Etymologisches Wörterbuch des Althochdeutschen – Bibliotheca Arabica – Neue Geschichte der arabischen Literatur – Briefe und Akten zur Kirchenpolitik Friedrichs des Weisen und Johanns des Beständigen 1513 bis 1532. Reformation im Kontext frühneuzeitlicher Staatswerdung – Deutsche Wortfeldetymologie in europäischem Kontext – der Mensch in Natur und Kultur – Edition der Briefe Philipp Jakob Speners (1635–1705) vor allem aus der Berliner Zeit (1691–1705) – Edition der Briefe Robert und Clara Schumanns mit Freunden und Künstlerkollegen (»Künstlerbriefwechsel«) – Edition des Briefwechsels von Johann Christoph Gottsched – Europäische Traditionen – Enzyklopädie jüdischer Kulturen – Friedrich Heinrich Jacobi: Briefwechsel. Text – Kommentar – Wörterbuch Online – Leipziger Ausgabe der Werke von Felix Mendelssohn Bartholdy – Monumenta Germaniae Historica (Sachsenspiegel-Glossen) – Wissenschaftliche Bearbeitung der buddhistischen Höhlenmalereien in der Kuča-Region der nördlichen Seidenstraße LANDES- UND DRITTMITTELFINANZIERTE FORSCHUNGSVORHABEN – Bach-Repertorium – Schwerpunkt Carl-Philipp-Emanuel-Bach-Gesamtausgabe – Codex diplomaticus Saxoniae – Energieeffiziente Energiewandlung in der industriellen Holzbe- und -verarbeitung vom Prozess bis zum Stromnetz (EEHBV) – Landschaft als KulturErbe. Transformation einer Bergbaulandschaft in Sachsen im 20. Jahrhundert – SaxFDM-Fokusprojekt »PUDEL«: Publikationsdienst für wissenschaftliche Datenmodelle und Vokabulare – Technikfolgenabschätzung – Wismut-Erbe-Forschung Publikationen Digital Humanities Digital Humanities in den Forschungsvorhaben KompetenzwerkD – Sächsisches Forschungszentrum und Kompetenznetzwerk für Digitale Geisteswissenschaften und Kulturelles Erbe NFDI Text+: Forschungsdateninfrastruktur und lexikalische Ressourcen Internationale Tagungen | Ausgewählte öffentliche Veranstaltungen Stiftung der Sächsischen Akademie der Wissenschaften zu Leipzig | Förderverein der Sächsischen Akademie der Wissenschaften e. V Gremien und Administration | Fakten und Zahlen – Haushalt Personenregister | Bildnachwei

    Course Catalog. Karlsruhe Institute for Technology (KIT). Winter term 2022/23

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    Lux junior 2023: 16. Internationales Forum für den lichttechnischen Nachwuchs, 23. – 25. Juni 2023, Ilmenau : Tagungsband

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    Während des 16. Internationales Forums für den lichttechnischen Nachwuchs präsentieren Studenten, Doktoranden und junge Absolventen ihre Forschungs- und Entwicklungsergebnisse aus allen Bereichen der Lichttechnik. Die Themen bewegen sich dabei von Beleuchtungsanwendungen in verschiedensten Bereichen über Lichtmesstechnik, Kraftfahrzeugbeleuchung, LED-Anwendung bis zu nichtvisuellen Lichtwirkungen. Das Forum ist speziell für Studierende und junge Absolventen des Lichtbereiches konzipiert. Es bietet neben den Vorträgen und Postern die Möglichkeit zu Diskussionen und individuellem Austausch. In den 30 Jahren ihres Bestehens entwickelte sich die zweijährig stattfindende Tagung zu eine Traditionsveranstaltung, die das Fachgebiet Lichttechnik der TU Ilmenau gemeinsam mit der Bezirksgruppe Thüringen-Nordhessen der Deutschen Lichttechnischen Gesellschaft LiTG e. V. durchführt

    Inbetriebnahme eines Versuchsstandes zur Visualisierung von zweiphasigen Wärmeübergangsprozessen

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    In jüngster Zeit gewinnt die Wärmeübertragung in der Energiegewinnung und Nachhaltigkeit immer mehr an Bedeutung. Vor diesem Hintergrund wurde ein Versuchsmo-dul entwickelt, um Experimente an Platten mit mikro- und nanotechnologisch bearbeiteten Oberflächen durchzuführen und der Plattenwärmeübertragung (PWÜ) zu ver-bessern. Die Ergebnisse dieser Experimente können zur Optimierung von Prozessen und PWÜ beitragen. Das Hauptziel dieser Arbeit besteht darin, eine funktionierende Versuchsumgebung bereitzustellen, um eine reibungslose Untersuchung der Platten zu ermöglichen. Die Versuchsumgebung erlaubt die Untersuchung kleiner Platten, die das vereinfachte PWÜ-Prinzip abbilden, und ermöglicht die Visualisierung mit einer Hochgeschwindigkeitskamera. Durch die Anwendung von Bildverarbeitungstechniken können die Messergebnisse ausgewertet werden. In der Arbeit wird eine erfolgreiche Inbetriebnahme erreicht und die Zuverlässigkeit der Messergebnisse mittels Bildver-arbeitungsprozessen überprüft. Diese Arbeit trägt dazu bei, Untersuchungen an nano-und mikrotechnologisch bearbeiteten Plattenoberflächen zu ermöglichen und die zugrundeliegenden Prozesse zu erklären. Darüber hinaus werden Empfehlungen für die Optimierung dieser Prozesse gegeben.Recently, heat transfer in energy production and sustainability has gained increasing importance. Against this backdrop, an experimental module has been developed to conduct experiments on plates with micro- and nanotechnologically modified surfaces, aiming to improve plate heat Exchanger (PHE). The results of these experiments can contribute to the optimization of processes and PHE. The main objective of this work is to provide a functioning experimental environment to enable a smooth investigation of the plates. The experimental environment allows the study of small plates that represent a simplified PHE principle and enables visualization with a high-speed camera. By applying image processing techniques, the measurement results can be evaluated. In this work, successful commissioning is achieved, and the reliability of the measurement results is verified using image processing processes. This work contributes to enabling investigations of nano- and microtechnologically modified plate surfaces and explaining the underlying processes. Furthermore, recommendations for optimizing these processes are provided

    Übertragungstechnologien, Simulation und Entwurf robuster Regelungen für drahtlose Feldgeräte in der Industrie

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    Nach über zwei Jahrzehnten seit dem Beginn der Verbreitung von Funktechnologien im alltäglichen Lebensumfeld gibt es zunehmend Bestrebungen, drahtlose Technologien auch im industriellen Bereich und insbesondere auf Feldebene einzusetzen. Begünstig wird dies durch die Einführung von energieverbrauchsarmen Funktechnologien und Protokollen wie beispielsweise WirelessHART, ISA100.11a, ZigBee und Bluetooth Low Energy. Zu Beginn dieser Arbeit und aktuell werden drahtlose Technologien von der Industrie hauptsächlich für Diagnose und Konfigurationszwecke genutzt. Die vorliegende Arbeit geht einen Schritt weiter und hat die Zielsetzung zu untersuchen, inwieweit drahtlose Technologien auch im geschlossenen Regelkreis betrieben werden können. Durch ihre hohe Flexibilität eignet sich die Funkkommunikation auch für das Themenfeld der "Industrie 4.0"', was ebenfalls im Verlauf dieser Arbeit berücksichtigt wird. Zunächst werden die für diese Arbeit relevanten Kommunikationsstandards sowie deren Aufbau allgemein betrachtet. Daraufhin werden die verwendeten Funkprotokolle WirelessHART, Bluetooth, Bluetooth Low Energy und ein auf dem MAC-Layer basierendes Protokoll vorgestellt. Es wird ein Vergleich der für die Regelungstechnik relevanten Eigenschaften, der Sicherheit und des Implementierungsaufwandes durchgeführt. Nachdem die Protokolle vorgestellt worden sind, wird eine Vorgehensweise zum Entwurf von Regelungen gezeigt. Damit verbunden wird ein in dieser Arbeit zusammengestellter Netzwerksimulator vorgestellt, mit dem es möglich ist, geregelte Systeme realistisch zu simulieren, die das WirelessHART-Protokoll zur Übertragung von Messwerten und/oder Stellgrößen nutzen. Schließlich wird eine Hardware-in-the-Loop (HiL) Simulation vorgestellt, die in Verbindung mit beliebigen Netzwerkprotokollen nutzbar ist. Da drahtlose Netzwerke in Abhängigkeit vom verwendeten Protokoll bei der Werteübermittlung einer über der Zeit variierenden Totzeit unterliegen, wird eine Methode zur Nachbildung von Totzeiten für lineare Systeme beschrieben. Außerdem werden die Unterschiede zwischen zentraler und lokaler Regelung vorgestellt und insbesondere deren Eignung für Regelkreise mit drahtlosen Übertragungsstrecken diskutiert. Schließlich wird auf den Betrieb von mehreren Regelkreisen im selben Funknetzwerk eingegangen und besonders die Problematik hinsichtlich der Übertragungssynchronisierung bei MIMO-Systemen mit kommerziellen Produkten aufgezeigt. Gleichzeitig wird ein Ansatz vorgestellt, wie ein Protokoll aufgebaut sein kann, damit sowohl die Synchronisation der Messwertaufnahme als auch der Betrieb mehrerer Regelkreise in einem Multi-Hop-Funknetzwerk realisierbar sind. Nachdem eine Verbindung zwischen den Eigenschaften von drahtlosen Netzwerkprotokollen und den Anforderungen von Regelungen hergestellt ist, werden ausgewählte Regelungsverfahren vorgestellt. Dabei handelt es sich um einen Gain-Scheduling-Regler, ein Konzept von Yokogawa, einen Predictive-Outage-Compensator und ein Multiraten-Konzept. All diese Regelungsverfahren werden am Beispiel eines Anlagenprüfstands anhand von Simulationen, HiL-Simulationen und Messungen am realen Versuchsstand veranschaulicht und bewertet

    Fraktionale Flussschätzung in aktiven Magnetlagern

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    Seit jeher sind Wirbelströme ein fester Bestandteil der Leistungsbilanz und Verlustberechnung in zahlreichen elektromagnetischen Energiewandlern. In aktiven Magnetlagern und Aktoren haben sie jedoch häufig einen zusätzlichen Einfluss auf die Kraftdynamik, da die einhergehende Feldverdrängung parasitäre Magnetisierungsströme hervorbringt, welche die meist strombasierten Kraftregler beeinträchtigen. Besonders betroffen sind die in dieser Dissertation beispielhaft betrachteten magnetischen Axiallager mit ihrer dreidimensionalen Flussführung, für welche die sonst übliche und effektive Blechung des Kerns unwirksam wird. Aus diesen Gründen werden regelungsbasierte Lösungen angestrebt. Bekannte fortschrittliche Topologien nutzen mitunter aufwendige Regler und Beobachter, wobei der direkte physikalische Bezug zu den mechanischen Parametern Steifigkeit und Dämpfung meist verloren geht. Diese Analogie zu mechanischen Lagern ist jedoch essentiell für eine einfache Inbetriebnahme des Magnetlagers, ein Grund, weshalb sich viele alternative Topologien nicht nachhaltig durchsetzen konnten und die dezentrale kaskadierte Lageregelung mit unterlagerter Stromregelung noch immer als weit verbreiteter Industriestandard gilt. Die in Axiallagern eingeschränkte Stabilität, Dynamik und Bandbreite aufgrund der Wirbelstromeffekte wird dabei zu Gunsten der einfacheren Anwendbarkeit toleriert. Diese Arbeit stellt ein fraktionales Kompensationsglied in Gestalt eines Flussschätzers vor, welches im Rückführungszweig der unterlagerten Regelung die Folgen der Wirbelströme dort herausrechnet, wo sie physikalisch wirken. Die resultierende modellbasierte Flussregelung erhält somit sämtliche physikalische Bezüge und die gute Anwendbarkeit, bei gleichzeitig verbesserten Regelungseigenschaften, sodass diesbezüglich keine Kompromisse notwendig sind. Das zugrundeliegende Modell leitet sich aus der Lösung der Diffusionsgleichung für den massiven Kern ab und stellt zunächst ein transzendentes fraktionales System dar, welches nicht direkt in einer Regelung anwendbar ist. Über Kettenbruchentwicklungen und Frequenzganganalysen ist es jedoch möglich, eine rationale Systembeschreibung zu ermitteln, die in Form einer digitalen Biquad-Filter-Kaskade auch in bestehende Mikroprozessor-Regelungen echtzeitfähig implementierbar ist. Die Arbeit dokumentiert das Vorgehen für eine Vielzahl von Randbedingungen und berücksichtigt verschiedene denkbare Einschränkungen, die in praktischen Anwendungen erwartbar sind. Der messtechnische Funktionsnachweis zeigt eine nahezu vollständige Kompensation der Wirbelstromeffekte in der unterlagerten Regelung, während sich die Bandbreite der Lageregelung nachweislich mindestens vervierfacht bei einem um bis zu 90 % Überschwingen gegenüber dem Industriestandard.Eddy currents have always been part of loss calculations and power balances in numerous electromagnetic energy converters. In active magnetic bearings and actuators they additionally have a great influence on the force dynamic, as the concomitant magnetic skin effect provokes parasitic magnetizing currents that impair the usually current-based force controllers. Thrust bearings with their three-dimensional flux propagation, which serve as example in this thesis, are especially affected, due to the ineffectiveness of the commonly applied lamination of the iron core. For these reasons, control-based solutions are desired. Known advanced control topologies employ possibly intricating controllers and observers, which hardly preserve the direct physical reference to mechanical parameters like stiffness and damping. However, this analogy to mechanical bearings is essential for a simple bearing operation. That is one reason why many alternative topologies could not been established sustainably and the decentralized cascaded position control with subordinated current control is considered as the indisputable industry standard. Its limitation of stability, dynamic and bandwidth, caused by the eddy current effects in thrust bearings, is only tolerated, in favor of a superior applicability. This thesis introduces a fractional-order compensation element in the form of a flux estimator that compensates the eddy currents effects, where they physically occur, to wit, within the feedback path of the subordinated control. Hence, the resulting flux control maintains all physical references and the simple applicability, but does not compromise on the control characteristic in this regard. The underlying model is derived from the solution of the diffusing equation that describes the nonlaminated core. It firstly constitutes a transcendental fractional-order system, which cannot be directly applied to a bearing control. However, by the use of continued fraction expansions and frequency analysis, a rational system description is determinable, which can be implemented as biquad filter cascade for real-time application even in existing microprocessor controls. This work documents the procedure for a variety of boundary conditions while considering various possible restrictions, which are to be expected in practical applications. The experimental proof of concept reveals a nearly complete compensation of the eddy current effects in the subordinated control. The bandwidth of the outer position control is at least quadrupled, while the overshoot can be reduced by up to 90 % compared to the industry standard

    Robuste Drehwinkelmessung mechanisch kommutierter Gleichstrommaschinen anhand von Oszillationen elektrischer Messgrößen am Beispiel einer sattelintegrierten elektrischen Parkbremse

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    Sattelintegrierte elektrische Parkbremsen weisen üblicherweise lediglich Sensorik für elektrische, nicht aber für mechanische Messgrößen auf, obwohl insbesondere letztere zu einer funktionalen Verbesserung des Systems beitragen können. In diesem Zusammenhang bietet eine "sensorlose" Drehwinkelmessung der antreibenden mechanisch kommutierten Gleichstrommaschine die Möglichkeit, anhand von Oszillationen der bereits vorhandenen elektrischen Messgrößen auf mechanische Zustandsgrößen zu schließen. Allgemein zu diesem Zweck existierende Signalverarbeitungsverfahren können jedoch weder eine grundsätzliche Fehlerfreiheit gewährleisten noch eine Aussage über die erreichbare Genauigkeit liefern. Durchgeführte messtechnische und simulative Signalanalysen stellen unter Berücksichtigung unterschiedlicher Versuchsparameter die hierbei auftretenden Schwierigkeiten dar und identifizieren Einflussfaktoren auf den Signalverlauf. Anhand charakteristischer Signalmerkmale wie der Drehzahlproportionalität der enthaltenen Frequenzen werden allgemeingültige Anforderungen an ein robustes Verfahren zur "sensorlosen" Drehwinkelmessung sowie die entsprechende Funktionsweise abgeleitet und dieses unter Berücksichtigung der systemischen Rahmenbedingungen der elektrischen Parkbremse entwickelt. Die abschließende Validierung verdeutlicht die Genauigkeit des Verfahrens und durch dessen Anwendung in ausgewählten Systemfunktionen der elektrischen Parkbremse werden die sich bei Belagverschleißbestimmung, Spannkraft- und Lüftspieleinstellung ergebenden Vorteile dargestellt

    Proc. 33. Workshop Computational Intelligence, Berlin, 23.-24.11.2023

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    Dieser Tagungsband enthält die Beiträge des 33. Workshops „Computational Intelligence“ der vom 23.11. – 24.11.2023 in Berlin stattfindet. Die Schwerpunkte sind Methoden, Anwendungen und Tools für ° Fuzzy-Systeme, ° Künstliche Neuronale Netze, ° Evolutionäre Algorithmen und ° Data-Mining-Verfahren sowie der Methodenvergleich anhand von industriellen und Benchmark-Problemen.The workshop proceedings contain the contributions of the 33rd workshop "Computational Intelligence" which will take place from 23.11. - 24.11.2023 in Berlin. The focus is on methods, applications and tools for ° Fuzzy systems, ° Artificial Neural Networks, ° Evolutionary algorithms and ° Data mining methods as well as the comparison of methods on the basis of industrial and benchmark problems
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