(3.6.2017) Wie verhalten sich Gas und Kohlestaub in einem Hochofen? Welche Strömungen treten auf? - Gibt es Kollisionen zwischen den Partikeln, gelten die gleichen physikalischen Gesetze wie etwa bei Stößen der Kugeln bei einem Billardspiel. Jedoch hat man es in einem industriellen Prozess nicht mit nur 16 Kugeln zu tun, sondern mit mehreren Billionen. Was Berechnungen zu den auftretenden Strömungen schwierig macht.

Priv.-Doz. Dr. Simon Schneiderbauer, Leiter des CD-Labors für Mehrskalenmodellierung mehrphasiger Prozesse und stellvertretender Leiter der Abteilung für Particulate Flow Modelling, zeigte am 11. Mai in seinem Vortrag „Billard im Hochofen. Eine Welt aus Partikeln“ im Rahmen der Veranstaltungsreihe „Next Generation“, die in Kooperation mit dem AEC und den OÖN dieses Sommersemester durchgeführt wurde, wie er spezielle Theorien entwickelt, um Aussagen über das Verhalten der Partikel treffen zu können. Denn auch die besten Supercomputer sind nicht in der Lage, das Verhalten dieser Menge an Partikeln in realistischer Zeit zu berechnen.

Nähere Informationen zur Veranstaltungsreihe und zum Vortrag von Dr.Schneiderbauer: www.jku.at/nextgeneration, öffnet eine externe URL in einem neuen Fenster

(27.2.2017) Wie sollen die Roboter der Zukunft gestaltet sein, was sollen sie können und wie sollen sie mit dem Menschen zusammenarbeiten und kommunizieren? Diesen Fragen wird im „Labor für kreative Robotik“ nachgegangen, das von der Kunstuniversität Linz geführt wird und an dem unter anderem das Institut für Robotik und das AEC beteiligt sind.

In einem ersten Schritt geht es um individualisierte Fertigung mit Hilfe von Robotern: Statt wie bisher die Fertigung nach Fernost auszulagern, soll die Fertigung mit Robotern intelligent werden und vom Design eines Produkts bis zur Produktion komplett kontrolliert werden können. Die Produkte sollen anpassbar werden, anstelle von nur Massenfertigung soll also individualisierte Massenfertigung („mass customization“) treten. Um hier zu Lösungen zu kommen, wird mit Klein- und Mittelbetrieben im Bereich Design, Architektur und Handwerk zusammengearbeitet.

In einem zweiten Schritt soll der Roboter zur Schnittstelle zwischen digitaler und physischer Welt werden und in digitaler, interaktiver Kunst, ebensolchem Design und mit Industriepartnern angewendet werden.

Im dritten Schritt geht es um die Entwicklung der Mensch-Roboter-Kollaboration. Dafür sollen neue, kreative Konzepte entwickelt werden, wie Menschen mit Robotern und umgekehrt auch Roboter mit Menschen kommunizieren können. Ein besonderer Schwerpunkt liegt dabei auf Sicherheit und kollaborativen Robotern.

Das „Labor für kreative Robotik“ wurde im Rahmen der „Hochschulraum-Strukturmittel“ beantragt. Alle drei Jahre schreibt das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft diese „Hochschulraum-Strukturmittel“ aus. Alle Universitäten können sich mit Projekten an dieser Ausschreibung beteiligen. Die JKU hat mehrere Projekte eingereicht und auch bewilligt bekommen, am „Labor für kreative Robotik“ ist sie als Partner an Bord.

(10.2.2017) Dem K-Projekt imPACts, das Forschung für die chemische und biochemische Prozessindustrie betreibt und von der RECENDT GmbH geleitet wird und an dem unter anderem das Institut für Mikroelekronik und Mikrosensorik beteiligt ist, wurde nun bei einer Zwischenevaluierung sozusagen höchster Impact bescheinigt: Die Projektergebnisse wurden vom Fördergeber FFG und von internationalen FachgutachterInnen genauestens unter die Lupe genommen und exzellent bewertet.

Von den GutachterInnen wurden eine Reihe bereits erzielter „exzellenter Ergebnisse“ gelobt, die wissenschaftliche Qualität und die Reputation der mehr als 100 beteiligten ForscherInnen aus neun Forschungseinrichtungen und elf Unternehmen herausgestrichen, und auch die Relevanz der durchgeführten Arbeiten für die Industrie bestätigt. Besonders beeindruckt zeigte sich das GutachterInnenteam auch vom Commitment und der Begeisterung der Partner – insbesondere der beteiligten Unternehmen.

Besonders spannende Ergebnisse sind sowohl in unterschiedlichen Verbesserungen der diversen prozessanalytischen Messmethoden gelungen, als auch in der Entwicklung neuer Zugänge und Methoden für die durchgängige Abbildung von chemischen Prozessen in Computer-Modellen. Somit können neuartige Prozessmodelle mit besseren Echtzeit-Messdaten „gefüttert“ und daraus gänzlich neue Information über Prozesszustände generiert werden, die bislang einfach nicht zugänglich waren.

Mittels neuer und verlässlicher Mess- und Auswertungsmethoden können chemische Produktionsanlagen optimiert betrieben werden – das heißt ökonomisch und ökologisch sparsamer arbeiten.

Aus Patenten und einer cloudbasierten Lösung für die Prozessindustrie 4.0 sollen mittelfristig neue Geschäftsfelder entstehen. Aus den Umsetzungen der neu entwickelten Lösungen in den Prozessen der beteiligten Industriepartner ziehen diese zum Teil schon jetzt laufend Vorteile in der täglichen Arbeit.

ImPACts wird noch zwei Jahre fortgeführt, dann steht die Endevaluierung an.

(19.10.2016) Haben Sie sich schon einmal Gedanken darüber gemacht, was Ihre Jeans alles aushalten müssen? Die werden den ganzen Tag gedehnt, gebogen, abgerieben und werfen trotzdem Falten genau dort, wo sie sein sollen. - Für Modedesigner keine leichte Aufgabe, das optimale Ergebnis zu erreichen. Und da kommt neuerdings das Institut für Messtechnik ins Spiel.

Denn Univ.-Prof. Dr. Christiane Luible-Bär von der Abteilung für Fashion & Technology an der Kunstuniversität Linz hat hier angedockt, um ein Messsystem entwickeln zu lassen, das auf Stoffe optimiert ist. Die Skepsis bei Institutsvorstand Univ.-Prof. Dr. Bernhard Zagar war anfangs groß. Denn Stoff ist durch seine Machart inhomogen und ein äußerst schwieriges Material mit komplexem Verhalten. Trotzdem ist es inzwischen gelungen, ein Messsystem zu entwickeln, mit dem einzelne Stoffparameter genau vermessen werden können: derzeit bereits das Biegeverhalten, das vor allem für den Faltenwurf eines Stoffes verantwortlich ist (dazu wurde soeben eine Masterarbeit abgeschlossen), künftig sollen auch das Dehnungsverhalten, Elastizität, Reibung und Gewicht gemessen werden können.

„Hier geht es aber nicht um die Qualität des Stoffes“, sagt Luible-Bär, „denn dafür gibt es bereits Messsysteme, sondern darum, dass man die gemessenen Parameter in richtiger Bandbreite für ein Simulationssystem verwenden kann.“ Denn Modedesign passiert heute am Computer, der Stoff wird nicht mehr real zusammengenäht sondern das Design am Computer simuliert. Und dies funktioniert umso besser, je detailliertere Daten man über den Stoff in den Computer hineinfüttern kann.

Heute arbeiten vor allem Firmen für Sportbekleidung mit der 3D Simulation, um teure Prototypen von Bekleidung schneller und günstiger herzustellen. Nur wenn der virtuelle Prototyp genau simuliert ist, mit den richtig gemessenen Stoffparametern, kann dieser den realen Prototypen ersetzen.

In einer zweiten Masterarbeit wird derzeit an der Messmaschine in ihrem gesamten Aufbau gearbeitet.

Von den Stoffen reicht ein etwa 20 mal 20 Zentimeter großes Stück aus, um - entsprechend in der Maschine vorgespannt - daran die Messungen vorzunehmen.

Im Vorfeld wurden bei Athleten Bewegungsdaten während des Sports aufgenommen und auf einen virtuellen Avatar umgelegt. „Wir wissen genau, wie viel, wie oft und wie schnell der Stoff bewegt wird“, sagt Luible-Bär. Dadurch kann auch die Eignung eines Stoffes für ein bestimmtes Kleidungsstück getestet werden.

Die gemessenen Stoffparameter dienen schließlich auch dazu, neueste Kompressionssportbekleidung genau zu testen, also Bekleidung, welche mit einem bestimmten Druck am Körper anliegt, um die Leistung und Regeneration eines Sportlers zu steigern. Diese neue Art von Sportbekleidung könnte ohne genaue Simulation überhaupt nicht getestet werden.

„Wir hatten für Prof. Zagar noch eine ganz besondere Aufgabenstellung“, sagt Luible-Bär. „Grundbedingung ist nämlich, dass die Maschine, die hier entwickelt wird, dann auch wirklich von Modeleuten bedient werden kann. Und diese Menschen sind bisher nicht als besonders Technik-affin bekannt.“ Zusätzlich dürfe die Maschine, wenn sie denn in Massenproduktion gehen sollte, nicht viel kosten, da in der Modebranche an allen Ecken und Enden gespart wird.

„Bis das ganze Messsystem fertig ist, wird es sicher noch etwas dauern“, sagt Zagar, „ aber wenn ich an meine anfängliche Skepsis zu dem Thema denke und mir anschaue, was wir inzwischen bereits erreicht haben, bin ich zuversichtlich, dass wir zu einem verwertbaren Ergebnis kommen, das für die Modeindustrie wirklich einen wichtigen Schritt darstellt.“

(1.9.2016) Im soeben veröffentlichten Shanghai Ranking wird die JKU mit ihrem Fachbereich Mechanical Engineering als führende österreichische Universität eingestuft und liegt als einzige österreichische Universität unter den besten 100 Universitäten weltweit. Auch wenn Rankings grundsätzlich differenziert zu betrachten sind – der praxisorientierte, interdisziplinäre Forschungsansatz der JKU wird damit jedenfalls als erfolgreich bestätigt.

„Dass die JKU im Fach Mechanical Engineering unter den besten 100 Universitäten weltweit gerankt wird, ist eine wichtige Anerkennung des Linzer Mechatronik-Kurses. Seit den 1990er Jahren verfolgen wir konsequent unsere Ausrichtung: Grundlagenorientierte Ausbildung und Forschung bei gleichzeitiger starker Kooperation mit der Industrie“, sagt Univ.-Prof. Dr. Bernhard Jakoby, Sprecher des Fachbereichs Mechatronik. Die Kooperation mit der Industrie wird wesentlich auch durch das von der JKU gegründete Linzer Mechatronik-Kompetenzzentrum LCM unterstützt, für das aktuell ein neuer COMET Förderantrag vorbereitet wird.

Die einzelnen Subject Rankings wurden vom Shanghai Ranking dieses Jahr erstmals bekannt gegeben. Eine Bestätigung für die technologische Kompetenz der JKU: sie konnte sich als einzige Universität Österreichs in zwei Kategorien - neben Mechanical Engineering auch in Material Science & Engineering - unter den TOP 100 weltweit platzieren. Im Bereich Chemical Engineering liegt die JKU unter den Top 150 Unis, und ist damit ebenfalls vor allen anderen heimischen Universitäten. In der Kategorie Electrical & Electronic Engineering wird die JKU unter den besten 200 Unis weltweit gelistet.

(14.7.2016) Produkte und Produktionssysteme der Zukunft sind derzeit eine wichtige Herausforderung der Industriesysteme. Zu diesem Thema – „Products and Production Systems of the Future“ – hat die JKU gemeinsam mit anderen nationalen und internationalen Forschungs­einrichtungen und Unternehmen eine Initiative für das weltweit erste Forschungszentrum gesetzt, das sich mit dieser Thematik befassen wird: Pro²Future.

Die Miniaturisierung der Mikroelektronik, zusammen mit einer globalen Vernetzung im Internet und WWW haben in der letzten Dekade zu völlig neuen industrie- und wirtschaftsrelevanten Einsatzszenarien eingebetteter Informations- und Kommunikationstechnologien geführt. Digitalisierung und Virtualisierung eröffnen ein nie dagewesenes Spektrum an Möglichkeiten für zukünftige Produkte (Smarte Produkte, Digitale Produkte, Online-Produkte) und deren Herstellungsprozesse (Intelligente Fabriken, "Digitale" Produktion, Virtuelle Fabriken). Erstmals können und müssen Produkte und Produktionssysteme als eng verwoben verstanden, gestaltet, entwickelt und betrieben werden.

"Pro²Future setzt an Forschungsfragen und Anwendungspotenzialen auf, die aus der Verschränkung aus Produktgestaltung und den dazugehörigen Produktionssystemen entstehen, und vereinigt erstmals weltweit diese beiden Aspekte zu einem holistischen Innovationsansatz", sagt Univ.Prof. Dr. Alois Ferscha vom Institut für Pervasive Computing, der den Antrag federführend betrieben hat.

Pro²Future konsolidiert Zentrumsforschungsergebnisse in zwei Kernbereichen, nämlich (i) Kognitive Produkte, und (ii) Kognitive Produktionssysteme. Darüber hinaus erarbeiten drei Grundlagenbereiche (i) maschinelles Wahrnehmen und Bewusstsein, (ii) Kognitive Robotik und Shop Floors und (iii) Kognitive Entscheidungssysteme. Aus der Mechatronik sind die Institute für Robotik und für Regelungstechnik und Prozessautomatisierung am Zentrum beteiligt.

Pro²Future ist ein K1-Zentrum innerhalb der COMET-Schiene und wird ab 2017 mit einer Förderung von 19 Millionen über vier Jahre von 45 Forscherinnen und Forschern betrieben.

(5.10.2015) Der Mechatronic Design (MecDes) Demonstrator zielt darauf ab, das breite Forschungsfeld „Model-based Mechatronic System Design“ des Instituts für Mechatronische Produktentwicklung und Fertigung (IMDP) für StudentInnen, ForscherInnen, FirmenpartnerInnen und Interessierte sichtbar und greifbar aufzubereiten und darzustellen. Von 7. -8. Oktober 2015 fand das Symposium Industrie 4.0 / Konferenz der Nationalen Clusterplattform Österreich statt, wo die Möglichkeit geboten wurde, den MecDes einer breiten Öffentlichkeit zu präsentieren.

Industrie 4.0 als Schlagwort ist zurzeit in aller Munde und ist neben einem Marketingbegriff aus Politik und Wirtschaft eine Herausforderung für die Industrie, Forschungseinrichtungen und nicht zuletzt der gesamten Gesellschaft. Der MecDes vom IMDP ist nicht die Antwort auf Industrie 4.0 aber ein Baustein davon. „Deshalb ist unser Ziel vor allem die komplexen Zusammenhänge in einer kompakten Form für Forschung und Lehre in einer Laborumgebung aufzubereiten um es Interessierten näherzubringen“, erläutert Dr. Peter Hehenberger, stellvertretender Vorstand des Instituts.

Hochrangige Persönlichkeiten wie Bundesminister Dr. Reinhold Mitterlehner und Landesrat Dr. Michael Strugl zeigten reges Interesse an dem Projekt.

Der „MecDes“ zeigt die Kombination und Integration von verschiedenen Systemen und Werkzeugen, die teilweise bereits seit Jahren am Markt bestehen. Hersteller versprechen oftmals mehr, als sie in der Praxis tatsächlich erreichen können, weshalb am IMDP die Kopplung der Systeme eine enorme Herausforderung darstellt. Die Schnittstellen zwischen den Systemen herzustellen, zu überprüfen und die Grenzen aufzuzeigen ist eines der Kernelemente.

„Dabei steht die Einbindung von Studenten und Studentinnen in einem wichtigen Kontext, da im Zusammenhang des MecDes‘ bereits mehrere Bachelor- und Masterarbeiten lukriert werden konnten. Dies zeigt das hohe Interesse, Forschung und Praxis zu vereinen“, sagt DI Martin Ahrens.

Mit Hilfe des MecDes steht ein Hilfsmittel für die Demonstration von Forschungsfragen zur Verfügung. Umgesetzt wurde bisher die virtuelle Inbetriebnahme, bei der mit einem realen Steuerungscode auf einer industriellen SPS (speicherprogrammierbare Steuerung) neben einem virtuellen Maschinenmodell simultan ein reales Maschinenmodell betrieben werden kann. Die Vorteile der Zeit- und Kostenersparnis liegen dadurch neben der Qualitätssteigerung in der Produktentwicklung auf der Hand. Außerdem wurde ein Condition Monitoring System integriert, das sämtliche Daten des virtuellen Modells und des realen Modells abrufen kann und somit einen Soll/Ist Vergleich der Maschinenzustände und Produktionsdaten ermöglicht. Zur Vereinfachung der Programmierung wurde ein Werkzeug zur automatischen Codegenerierung implementiert. Dies ermöglicht eine vereinfachte Programmierung mit Blockdiagrammen ohne tiefere Programmierkenntnisse. Der anschließend automatisch generierte Code wird automatisch in strukturierten Text gewandelt, der in Folge dessen von modernen Steuerungen direkt lesbar ist.

Das Projekt wird mit freundlicher Unterstützung von Siemens PLM, Siemens AG und Weitblick Systems GmbH realisiert.

Facts zum Projekt SmaPro „Maschinendatenanalyse und –interpretation in der Produktion“:

Wissenschaftliche Partner

• RISC Software GmbH (Konsortialführung)
• Institut für Mechatronische Produktentwicklung und Fertigung (IMDP), JKU Linz
• Institut für Symbolisches Rechnen (RISC), JKU Linz
• Institut für Anwendungsorientierte Wissensverarbeitung (FAW), JKU Linz

Firmenpartner

• AGS-Engineering GmbH
• ANGER MACHINING GmbH, Traun
• Engel Austria GmbH, Schwertberg
• Fill GmbH, Gurten
• Fronius International GmbH, Thalheim
• Ginzinger electronic systems GmbH, Weng im Innkreis
• INOCON Technologie GmbH, Attnang-Puchheim
• KEBA AG, Linz
• Trumpf Maschinen Austria GmbH & Co KG, Pasching
• WFL Millturn Technologies GmbH & Co KG, Linz

Das Projekt wird im Rahmen des FFG-Programms „Forschungskompetenzen für die Wirtschaft“ gefördert und durchgeführt.

(2.10.2014) Leichtbau hat maximale Gewichtseinsparung zum Ziel – etwa im Automobil- oder Flugzeugbau. Das Resultat sind dünnwandige Bauteile aus Hochleistungswerkstoffen wie kohlefaserverstärktem Kunststoff. Um die Tragfähigkeit und Sicherheit solcher optimierten Bauweisen zu gewährleisten, bedient sich der Leichtbau spezieller Methoden, entwickelt verfeinerte Berechnungsmodelle und spezielle Computerprogramme und führt aufwändige Belastungsversuche durch.

An diesem Punkt setzt die interdisziplinäre Forschungsarbeit des neu eingerichteten Christian Doppler Labors für Strukturfestigkeitskontrolle von Leichtbaukonstruktionen an, das am 27. Oktober an der Johannes Kepler Universität (JKU) Linz feierlich eröffnet wurde. Hauptfördergeber des CD-Labors ist das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW).

„Ziel ist die Entwicklung mechatronischer Systeme, die mit Hilfe von Sensoren die Tragfähigkeit von Leichtbauteilen überwachen und kontrollieren – und das während des Betriebs, in Echtzeit und über die gesamte Bauteil-Lebenszeit“, erklärt Prof. Martin Schagerl, Vorstand des JKU-Instituts für Konstruktiven Leichtbau. Die Forschungsarbeit des CD-Labors geht dabei aber über die reine Beobachtung des Strukturzustands hinaus. Die entwickelten Systeme sollen mögliche auftretende Schäden auch unmittelbar bewerten, deren weiteren Einfluss auf die Bauteilfestigkeit vorhersagen, und hinsichtlich der Rest-Lebenszeit optimierte Reparaturmaßnahmen vorschlagen – ein für die Leichtbauindustrie hochinteressanter Ansatz. Daher konnten als Unternehmenspartner auch die BMW AG (München), Mubea Carbo Tech GmbH (Salzburg) und FACC Operations GmbH (Ried im Innkreis) gewonnen werden.

„Das Ziel des CD-Labors, auf Basis von Online-Messdaten eines im Flugbetrieb befindlichen Flugzeuges Aussagen über den strukturellen Zustand treffen zu können, ist einzigartig. Ich wünsche den Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern viel Erfolg, dieses ambitionierte Ziel zu erreichen“, so Walter Stephan, CEO FACC Operations GmbH.

Wissenschafts-, Forschungs- und Wirtschaftsministerium fördert CD-Labors
„Im internationalen Wettstreit der Ideen sind CD-Labors wichtiger denn je, weil sie neues Wissen marktfähig und somit für Unternehmen nutzbar machen. Das sichert Wachstum und Arbeitsplätze am Standort Österreich. Denn Innovationen entscheiden über den langfristigen Wohlstand unseres Landes", unterstreicht Wissenschafts- Forschungs- und Wirtschaftsminister Dr. Reinhold Mitterlehner die Bedeutung des Förderprogramms.

Für die fachübergreifende Forschung wurde ein interdisziplinäres und internationales Team zusammengestellt. Die drei Promotionsstellen wurden mit Frau Susanne Hörrmann, einer Absolventin der Universität Stuttgart, Frau Iren Zhao, einer Absolventin der University of California at Davis und Herrn Nitesh Karna, einem Absolventen der Seoul National University besetzt. Für die übergeordnete Postdoc-Stelle konnte Herr Dr. Christoph Viechtbauer, ein Absolvent der Mechatronik der JKU gewonnen werden. Das Versuchsprogramm wird vom Techniker des Instituts für Konstruktiven Leichtbau, Herrn Ing. Erich Humer durchgeführt. Für administrative und organisatorische Aufgaben ist Frau Silvia Weilguni verantwortlich.
„Dieses CD-Labor, über das wir uns sehr freuen, zeigt die internationale Ausrichtung der JKU in ihrer wissenschaftlichen Arbeit. Sowohl die Forscher als auch die Unternehmenspartner stammen aus den verschiedensten Ländern – ein klares Zeichen auch für die Attraktivität unserer Universität als internationales Forschungszentrum“, erklärt die JKU-Vizerektorin für Forschung, Gabriele Kotsis.
Ihr Dank gilt auch dem Land Oberösterreich und Forschungslandesrätin Doris Hummer, die der JKU bei der Antragstellung Unterstützung gewährt haben.
„Solche CD-Labors sind ein enorm wertvoller Beitrag zu einem gestärkten Forschungs- und Wirtschaftsstandort Oberösterreich“, freut sich auch Landesrätin Hummer über den neuen Forschungsschwerpunkt an der JKU.

CD-Labors: Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft
Die Gesamtlaufzeit für das CD-Labor ist auf sieben Jahre veranschlagt; für diesen Zeitraum ist ein Budget von 2,5 Millionen Euro vorgesehen. Der Vorsitzende des wissenschaftlichen Senats der Christian Doppler Forschungsgesellschaft, Prof. Franz G. Rammerstorfer, weist darauf hin, dass Prof. Schagerl ein besonders gutes Beispiel für die Kooperation von Wissenschaft und Wirtschaft in CD-Labors ist: „Durch seine Erfahrung in der Wirtschaft kennt er die Anforderungen der Anwendung aus erster Hand, gleichzeitig ist er ein Wissenschaftler mit klarem Profil in der Grundlagenforschung.“

In Christian-Doppler-Labors wird anwendungsorientierte Grundlagenforschung auf hohem Niveau betrieben, hervorragende Wissenschaftler kooperieren dazu mit innovativen Unternehmen. Für die Förderung dieser Zusammenarbeit gilt die „Christian Doppler Forschungsgesellschaft“ international als Best Practice Beispiel.

Christian-Doppler-Labors werden von der öffentlichen Hand und den beteiligten Unternehmen gemeinsam finanziert, Träger des Programms und wichtigster öffentlicher Financier ist das Bundesministerium für Wissenschaft, Forschung und Wirtschaft (BMWFW).