Universitätsverlag der TU Berlin - Publikationen

Architekturwissenschaft. Vom Suffix zur Agenda

Fri, 25 Jun 2021 00:00:00 +0200

Was ist Architekturwissenschaft? Der vorliegende Band versammelt erstmals unter dem Titel Architekturwissenschaft eine Reihe unterschiedlicher Aspekte des Zusammenkommens von Wissenschaft und Architektur und zeigt auf, welche Rolle das eine für das andere spielt, gespielt hat, oder in Zukunft als institutionalisierte Architekturwissenschaft spielen wird.

Home not Shelter! – Ein modularer Gemeinschaftsraum

Hacke, Max;Pasel, Ralf — Tue, 08 Jun 2021 00:00:00 +0200

Das Home not Shelter! Plug-In ist ein nutzungsneutrales Raummodul, das die prekäre Wohnsituation von Geflüchteten in Notunterkünften räumlich erweitert und Angebote macht, die über die reine Unterbringung hinausgehen. Im Plug-In können sich Geflüchtete in einem kollaborativen Prozess und unter professioneller Begleitung aktiv engagieren. Der Pavillon soll in unmittelbarer Nähe zu bestehenden Flüchtlingsunterkünften geplant werden und ist anpassungsfähig in seiner Größe. Bei Bedarf kann er seinen Standort wechseln und an andere Wirkungsstätten verlegt werden. Das „Home not Shelter!-Plug-in“ kann Frei-, Veranstaltungs- und Begegnungsraum sein, in dem sich die neuen und alten Nachbarn begegnen, austauschen und kennenlernen. Es kann entweder direkt an Unterkünfte angedockt oder aber in deren Umgebung aufgebaut werden. Das Plug-In hat das Potential, sich selbst zu reproduzieren, zu erweitern, zu multiplizieren und sich an diverse Orte und Nutzungen anzupassen. Die hohe ästhetische und architektonische Qualität dient als Signal, dass ‚Flüchtlingsarchitektur‘ nicht der prekären der Lebenssituation der Betroffenen entsprechen muss.

Stereo vision-based road condition monitoring

Brunken, Hauke — Wed, 12 May 2021 00:00:00 +0200

Bei der Planung von Straßenbaumaßnahmen ist es unabdingbar, über aktuelle Informationen über den Straßenzustand zu verfügen. Sollen diese Informationen nicht manuell gewonnen werden, werden derzeit Messfahrzeug mit Laserscannern verwendet, welche das 3D-Straßenprofil vermessen können. Für die regelmäßige Erfassung eines gesamten Straßennetzes wäre jedoch eine große Anzahl von Messfahrzeugen erforderlich. Da 2D-Straßenschäden automatisch auf monokularen Kamerabildern gefunden werden können, entstand die Idee, ein Stereokamerasystem zur Erfassung des 3D-Profils zu verwenden. Eine große Anzahl von Fahrzeugen könnte damit ausgerüstet werden und es könnten regelmäßig Daten von großen Straßennetzen erfasst werden.

In dieser Arbeit werden die Einsatzmöglichkeiten eines Stereokamerasystems zur Messung von Straßenprofilen untersucht, dass sich hinter der Windschutzscheibe eines Fahrzeugs befindet. Da hierzu das Stereokamerasystems kalibriert sein muss, der Aufwand für den Anwender aber geringgehalten werden soll, wird außerdem die Selbstkalibrierung für diesen Einsatzzweck untersucht.

Die 3D-Rekonstruktion aus stereoskopischen Bildern ist ein viel untersuchtes Thema, aber ihre Anwendung auf Straßenoberflächen mit wenig und sich wiederholenden Texturen erfordert spezielle Algorithmen. Aus diesem Grund wurde ein neues Stereoverfahren entwickelt. Es basiert auf dem Plane-sweep-Ansatz in Kombination mit Semi-global Matching. Es wurde mit verschiedene Maßen für den Vergleich von Pixeln getestet. Darüber hinaus wurde der Plane-sweep-Ansatz in einem neuronalen Netzwerk implementiert, das das Stereo-Korrespondenzproblem in einem einzigen Schritt löst. Es verwendet die stereoskopischen Bilder als Eingabe und liefert als Ausgabe ein Höhenbild.

Für die Selbstkalibrierung von Monokameras und Stereokamerasystemen wurde ein völlig neuer Ansatz entwickelt. Bisherige Methoden suchen nach Merkmalspunkten in mehreren Bildern der gleichen Szene. Die Punkte werden zwischen den Bildern zugeordnet und für die Kalibrierung verwendet. Die vorgeschlagene Methode verwendet anstelle von Merkmalspunkten Feature-Maps um mehrere Ansichten derselben Ebene zu vergleichen. Zur Schätzung der unbekannten Parameter wird der Backpropagation-Algorithmus zusammen mit dem Gradientenabstiegsverfahren verwendet.

Die durch stereoskopische Bildverarbeitung erhaltenen Messungen wurden mit Messungen von industriellen Laserscannern verglichen. Sie zeigen, dass beide sehr nahe beieinander liegen und dass ein Stereokamerasystem für die Erfassung des Oberflächenprofils einer Straße grundsätzlich geeignet ist.

Experimente zeigen, dass die neue Selbstkalibrierungsmethode in der Lage ist, alle Parameter eines komplexen Kameramodells, einschließlich der Linsenverzerrung, mit hoher Präzision abzuschätzen.

PLATE – Product lifetimes and the environment

Jaeger-Erben, Melanie;Nissen, Nils F. — Tue, 11 May 2021 00:00:00 +0200

Die gegenwärtigen Konsum- und Produktionssysteme verursachen dauerhafte sozial-ökologische Schäden. Eine grundlegende Veränderung scheint unvermeidlich, wenn die Lebensgrundlagen heutiger und zukünftiger Generationen erhalten werden sollen. Die Lebensdauer der Produkte und ihre Performance hinsichtlich Zuverlässigkeit, Funktionalität, Wiederverwendbarkeit und Recyclingfähigkeit sind Kernfragen bei der Transformation von einer linearen Wirtschaft zu einer nachhaltigeren Kreislaufwirtschaft. Während die Diskussionen über die Produktlebensdauer bereits seit vielen Jahren vereinzelt geführt werden, ist das Thema erst jüngst in den Vordergrund der aktuellen (politischen, wissenschaftlichen und gesellschaftlichen) Debatten gerückt. Grund dafür ist die enge Verknüpfung des Themas mit einer Reihe aktueller Bewegungen wie Kreislaufwirtschaft, Ökodesign und kollaborativem Konsum. Die dritte internationale PLATE-Konferenz (Product Lifetimes And The Environment), die vom 18. bis 20. September 2019 in Berlin stattfand, beschäftigte sich mit den Produktlebenszeiten im Kontext der Nachhaltigkeit. Die Beiträge dieser Konferenz repräsentieren eine Vielzahl von wichtigen Forschungsergebnissen, die zeigen, wie nachhaltigere Praktiken bei der Entwicklung, Herstellung, Verwendung, Wiederverwendung und dem Recycling von Produkten ermöglicht werden können und wie die Nachhaltigkeit dieser Bemühungen bewertet werden kann. Die Autor*innen forschen in inter- und transdisziplinären Teams an der Schnittstelle von Ingenieur-, Design-, Sozial- und Umweltwissenschaften.

Verschleißprognose zur zuverlässigkeitsorientierten Regelung für trockene Reibkupplungen

Strommenger, Daniel — Mon, 10 May 2021 00:00:00 +0200

Bei der Entwicklung moderner Kraftfahrzeuge werden zunehmend höhere Anforderungen an die Zuverlässigkeit gestellt. Während es bisher akzeptabel war, bei einem Schaden eine Werkstatt aufzusuchen, so wird zukünftig erwartet, dass Schäden frühzeitig erkannt und behoben werden. Zur Verringerung der mit einem unerwarteten Ausfall verbundenen Risiken und finanziellen Einbußen werden vorausschauende Instandhaltungsstrategien benötigt.

In dieser Arbeit wird eine vorausschauende Instandhaltungsstrategie in Form einer zuverlässigkeitsorientierten Regelung erarbeitet, welche auf einer Verschleißschätzung und -prognose basiert. Die Entwicklung der benötigten Methoden erfolgt am Beispiel einer trockenen Reibkupplung, welche eine wesentliche Komponente im klassischen Antriebsstrang darstellt. Zur Umsetzung der definierten Zielstellung wird zuerst ein physikalisches thermisches Modell der Reibkupplung hergeleitet. Anschließend wird ein Verschleißmodell auf Basis des theoretisch erwarteten Verschleißverhaltens entwickelt. Das thermische Modell und das Verschleißmodell werden anhand von experimentellen Untersuchungen an einem Getriebeprüfstand identifiziert. Aufbauend auf dem Verschleißmodell wird eine Lebensdauerprognose entwickelt. Diese ermittelt den zukünftigen Verschleiß mit Hilfe des Verschleißmodells aus der zukünftigen Beanspruchung, welche aus vergangenen Messdaten extrapoliert wird. Abschließend wird die prognostizierte Lebensdauer der zuverlässigkeitsorientierten Regelung als Eingangsgröße übergeben. Die zuverlässigkeitsorientierte Regelung besteht aus einer modellprädiktiven Anfahrregelung und einer überlagerten Fuzzy-Regelung. Durch die zuverlässigkeitsorientierte Regelung wird das Betriebsverhalten der Kupplungsregelung kontinuierlich angepasst, um eine geforderte Lebensdauer zu garantieren.

Bibliothekserlaubnisse im Urheberrecht

Talke, Armin — Mon, 12 Apr 2021 00:00:00 +0200

Das Buch befasst sich detailliert mit den Voraussetzungen von bestehenden Erlaubnisregeln, die das Urheberrechtsgesetz für Bibliotheken vorsieht. Grundsätzlich gilt in Deutschland – wie auch in den übrigen EU-Staaten – , dass es für urheberrechtlich relevante "Verwertungshandlungen" wie etwa das Vervielfältigen, Verbreiten, Vortragen oder Ins-Netz-Stellen, entweder einer Erlaubnisregelung im Urheberrecht oder, falls die Voraussetzungen einer solchen nicht vorliegen, der Zustimmung des Rechteinhabers bedarf. 2018 wurden speziell für Wissenschaftler*innen, Forschungs- und Bildungseinrichtungen, Bibliotheken und andere Einrichtungen des Kulturerbes in den §§ 60a ff. UrhG Erlaubnisregeln geschaffen. Zum Zeitpunkt der Veröffentlichung dieser Version des Buches steht die nächste Urheberrechtsreform bevor, nämlich die Umsetzung der Richtlinie zum "Copyright in the Digital Single Market" ("DSM-Richtlinie"). Die Darstellung verweist an den geeigneten Stellen auf die Vorgaben der Richtlinie, die bis zum 7. Juni 2021 in Deutsches Recht umgesetzt werden müssen.

Mind the Fungi

Wed, 07 Apr 2021 00:00:00 +0200

Dieses Buch berichtet über die Bündelung der Kreativitätsmotoren Wissenschaft und Kunst und wie daraus ein lebendiges Dreigespann aus Wissenschaft, Kunst und Gesellschaft geschmiedet werden kann. Eine schöpferische Triade, die sich über einen Zeitraum von zwei Jahren hinweg gemeinsam der Utopie verschrieben hat, eine Synthese aus nachhaltiger Wirtschaft, gesunder Umwelt und einer gerechten Gesellschaft zu ermöglichen. Das Projekt Mind the Fungi („Achtung Pilze“) ist ein Citizen-Science-Forschungsvorhaben, welches aus der Kooperation der Fachgebiete für Angewandte und Molekulare Mikrobiologie und Bioverfahrenstechnik der TU Berlin sowie der Kunst- und Forschungsplattform Art Laboratory Berlin entstand und welches Bürger_innen die Möglichkeit einer wissenschaftlichen Mitarbeit ermöglichen sollte. Das Projekt sollte einerseits einem breiten Publikum die Bedeutung der Pilzbiotechnologie für eine nachhaltige Zukunft näherbringen und andererseits hier an der TU Berlin ein Forschungsnetzwerk aufbauen, in dem unter anderem mit Citizen Scientists neuartige pilzbasierte Biomaterialien erforscht werden sollten. Die wissenschaftlichen und künstlerischen Wege im Mind-the-Fungi-Projekt, die wir gemeinsam mit der Öffentlichkeit von 2018 bis 2020 gegangen sind, so auch die Art & Design Residencies, können jetzt mit diesem Buch in Texten und Bildern nachverfolgt werden.

Borderline City

Million, Angela;Bentlin, Felix;Höfler, Jürgen — Thu, 01 Apr 2021 00:00:00 +0200

Bereits vor der weltweiten Ausbreitung des Covid-19-Virus im Krisenjahr 2020 waren Städte und Regionen Austragungsorte und Treiber einer dualistischen Entwicklungsdynamik von Entgrenzung und Abgrenzung. Ergebnisse aus der Hochschullehre und einer europäischen Sommerschule eröffnen ein Palimpsest der Krisen und eine Überprüfung europäischer Planung und Gestaltung von Städten und Regionen. Erstmals erarbeitete ein Netzwerk aus Studierenden von 19 europäischen Universitäten im Bereich Planung und Stadtgestaltung eine Formulierung gemeinsamer Anforderungen für eine krisensichere und menschengerechte Stadtentwicklung in Europa: Einerseits sind Krisenerfahrungen Impulsgeber für grundlegende Veränderungen in Gesellschaft, Wirtschaft und Ökologie, andererseits wirken sie als Beschleuniger bereits vorhandener Veränderungen in der Stadtentwicklungspolitik. Die gemeinsam hinterfragten Krisen- und Grenzsituationen zeigen nicht nur die Funktionsweisen europäischer Städte und Regionen auf. Vielmehr vermitteln sie als Belastungs- und Lehrproben einen Leitfaden für einen krisenfesten Stadtumbau in Europa. Wegweisend entwickeln sie einen europäischen Brückenschlag der Architektur- und Planungsdisziplin zur Gestaltung lebendiger Grenzlandschaften.

Konzeptverfahren als Instrument einer gemeinwohlorientierten Stadtentwicklung

Gennies, Mona — Wed, 03 Mar 2021 00:00:00 +0100

Für wen entwickeln Stadtplaner*innen die Stadt? Fürs Gemeinwohl! – fordern immer mehr Akteure. Die Stadtentwicklung soll einen Mehrwert für möglichst die gesamte Bevölkerung schaffen und nicht nur für einzelne Gruppen oder Unternehmen. Als ein Instrument einer gemeinwohlorientierten Stadt- und Liegenschaftspoltik gilt das Konzeptverfahren, also die Veräußerung von Grundstücken nicht über den höchsten Preis, sondern entsprechend der Qualität der Idee für die Bebauung und Nutzung. In den dazugehörigen Ausschreibungen halten die Städte Kann- und Muss-Kriterien fest, die die Bewerbenden erfüllen sollten. Diese Arbeit untersucht die Gemeinwohlorientierung dieser Ausschreibungen anhand eines zu diesem Zweck erarbeiteten Kriterienkataloges. Dieser setzt sich aus Kriterien ausgewählter bestehender Gemeinwohlbewertungen zusammen: das Baugesetzbuch, die Stadtrendite, die Wohngemeinnützigkeit, die Gemeinwohlökonomie, die Wohlstandsforschung und die Gemeinnützigkeitskriterien der Abgabenordnung. Diese Ansätze haben viele Überschneidungen. Soziale Kriterien, ökologische Nachhaltigkeit und Mitwirkungsmöglichkeiten bilden danach den Kern von „Gemeinwohl“. Diese Themenfelder werden durch sechs weitere inhaltliche Schwerpunkte ergänzt und geben damit einen Überblick, wie das Gemeinwohl heute definiert wird. Die untersuchten Konzeptausschreibungen von 28 verschiedenen Städten und Gemeinden enthalten viele dieser Kriterien und sind damit gemeinwohlorientiert. Mitwirkung und Bildungs- und Gesundheitsaspekte haben in den Ausschreibungen noch wenig Gewicht und sind seltener Teil der Ausschreibungen. Hier können und sollten Konzeptverfahren nachgebessert werden. Konzeptausschreibungen bieten Kommunen – im Gegensatz zu anderen Vergabeverfahren - die Möglichkeit, Ziele für die Bebauung festzusetzen, die sich an den lokalen Bedürfnissen und allgemeinen Gemeinwohlkriterien orientieren - damit sind sie ein Instrument einer gemeinwohlorientierten Stadtentwicklung. Sie unterscheiden sich aber in Bezug auf die angewendeten Kriterien von Verfahren zu Verfahren, weshalb eine Konzeptausschreibung keine Garantie für eine gemeinwohlorientierte Stadtentwicklung bietet.

Update for all – Lehrpraxis für eine faire Digitalisierung

Mauß, Bärbel;Liedtke, Bettina;Rother, Marieke — Fri, 05 Feb 2021 00:00:00 +0100

Diese kommentierte Bibliographie ist im Rahmen des Projektes „Fix-IT. Fixing IT for Women“ entstanden, dessen Ziel es ist, eine vielfältige Vision von Digitalisierung zu erarbeiten und eine neue Kultur der inklusiven Informatiklehre für Schulen, Hochschulen und Schüler*labore aufzubauen. Bildungskontexte, Arbeitswelten und die Entwicklung von digitalen Produkten sind zentrale Stellschrauben für die Gestaltung von Digitalisierung. „Updates“ – also Veränderungen – in diesen Bereichen sind wesentlich, um Geschlechterdiskriminierungen zu vermeiden und um partizipative Digitalisierungsprozesse zu ermöglichen.
Die hier zusammengestellten Texte kontextualisieren die Zusammenhänge zwischen Digitalisierung und Geschlecht für die Lehrpraxis in der Informatik mit einem Fokus auf Bildung, Arbeit und Artefakte der Digitalisierung. Gleichzeitig bietet das Buch Materialien für die stereotypenfreie Praxis der Informatiklehre sowie für die Gestaltung von Veranstaltungen zur Berufsorientierung in digitalen Arbeitswelten. Alle Informationen auf: www.fixing-it.net

Die Durchlässigkeit von Fassaden von Shopping-Malls und ihr Verhältnis zum Stadtraum

Otten, Leonie — Fri, 29 Jan 2021 00:00:00 +0100

Als Architektin, die bereits sowohl theoretisch als auch praktisch in der Architektur gearbeitet hat, stelle ich mir die Frage, wie mit der Verantwortung für den gebauten Raum umgegangen werden muss. Im Bereich der praktizierenden Architektur wird wenig wissenschaftlich geforscht und gearbeitet;gleichzeitig sind es die ArchitektInnen, die unsere gebaute Umwelt gestalten und formen und so Einfluss auf die gesamte Gesellschaft ausüben. Diesem Forschungsbedarf aus architektonischer Perspektive soll diese Arbeit nachkommen. Aus diesem Grund ist die vorliegende Doktorarbeit an der Schnittstelle zwischen Theorie und Praxis angesiedelt.

In der Stadt ist die Beziehung von Architektur und Gesellschaft besonders stark ausgeprägt und ablesbar. Die Struktur und somit auch das Bild der Stadt verändern sich dynamisch. Anhand einer konkreten Typologie – der Shopping-Mall – soll im Rahmen dieser Arbeit eine Momentaufnahme der Beziehung zwischen Stadtbild und Architektur getätigt werden. Da die Fassade – als unmittelbare Erscheinungsfläche der gebauten Struktur – in der Beziehung von Stadtbild und Architektur eine besondere Rolle spielt, liegt der Schwerpunkt der Feldforschung auf der Untersuchung ebendieser.

Der Handel markierte einen der Hauptgründe für die Entstehung von Städten und war überdies stadtbildprägend;daraus entstand eine zunächst untrennbare Verbindung von Stadt und Handel. Das Konsumverhalten der Gesellschaft sowie die unmittelbar damit zusammenhängende Konsumtypologie in der Architektur waren in den letzten Jahrhunderten jedoch immer wieder starken Wandlungen unterworfen. Um die Typologie der Shopping-Mall in ihrer gegenwärtigen Form zu verstehen, werden in der vorliegenden Arbeit die herausstechenden Typologien der Vergangenheit, die als Stellvertreter ihrer Epoche angesehen werden können, untersucht. Diese umfassen den Marktplatz, die Markthalle, die Passage, das Warenhaus und die gegenwärtige Shopping-Mall.

Die Geschichte der Shopping-Mall beginnt mit dem nach Amerika emigrierten jüdischen Architekten Victor Gruen. In seinem Versuch, die europäische Stadt nachzuempfinden, entwarf er die ersten Shopping-Malls als offene Konzepte in den Suburbs von Nordamerika. Die aus Amerika reimportierte Shopping-Mall stellte die erste Konsumarchitektur in der Typologiegeschichte dar, die die Stadt zu Gunsten der Grünen Wiese verlassen hat. Die Erkenntnis, dass der Handel nicht mehr auf die Stadt angewiesen ist, die Stadt jedoch den Handel als Belebungsfaktor benötigt, folgte unmittelbar und die Shopping-Mall hielt – anfangs strukturell unverändert – Einzug in die Innenstädte. Durch den Online-Handel steht die Shopping-Mall im 21. Jahrhundert einem dominanten und unberechenbaren Konkurrenten gegenüber, was die Shopping-Mall-EntwicklerInnen zu einem Umdenken zwingt. Darin liegt eine große Chance, die von der Architektur wahrgenommen und genutzt werden muss. Das Phänomen der Konsumgesellschaft und damit zusammenhängend der Handelsarchitektur im 21. Jahrhundert ist aus diesen Gründen von aktueller Relevanz.

Durch seine multizentrale Struktur sowie seine ausgeprägte Handelsarchitekturgeschichte bietet sich Berlin als Forschungsfeld an. Die Feldforschung untersucht anhand von zwei ausgewählten Fallbeispielen – der Alexa Shopping-Mall und der LP12 Mall of Berlin –, inwieweit die großmaßstäblichen innerstädtischen Shopping-Malls in Berlin ihr unmittelbares Umfeld und Stadtbild prägen, und darüber hinaus, welche Rolle die Fassade in diesem Kontext spielt. Die beiden Beispiele zeichnen sich dadurch aus, dass sie in den letzten zehn Jahren eröffnet wurden, sich in der historischen sowie aktuellen Mitte Berlins befinden und Verkaufsflächen von über 50.000 m2 aufweisen. Das Forschungsergebnis soll einen Beitrag und einen Anstoß zu architektonisch-sachlichen Diskussionen leisten.

Bei der Neuausrichtung ist es lohnenswert, sich des historisch vorhandenen typologischen Reichtums bewusst zu werden und sich aktiv am Diskurs zu beteiligen. Im historischen Verlauf hat sich die Fassade schlussendlich in der Shopping-Mall verdoppelt, die repräsentativen Schaufenster sind ins Innere gewandert und zurück blieben geschlossene Rückseiten, an denen durchlässige Stadtfassaden für die Qualität des öffentlichen Raumes zwingend notwendig sind. Die äußere Fassade kommt ihrer Verantwortung als Schnittstelle der beiden Sphären Privatheit und Öffentlichkeit nicht mehr nach. Marktgesteuerte betriebswirtschaftliche Ziele (geschlossene Fassaden) stehen dem öffentlichen kollektiven Interesse (durchlässige Fassaden) gegenüber.

Das architektonisch räumliche Erlebnis bildet ein Alleinstellungsmerkmal gegenüber dem Online-Handel und muss als Gewinn für Architektur, Stadtraum und BetreiberIn bei der Herausbildung einer neuen Typologie diskutiert werden. Der derzeitigen Praxis, nur die Fassaden als Wettbewerbe zu vergeben, liegt die streitbare Annahme der EntwicklerInnen zu Grunde, das Äußere von Gebäuden von deren Innerem trennen zu können. Die Entwicklung von geschlossenen Fassaden (Alexa) zur reinen Perforierung der Fassade (LP12 Mall of Berlin) zeigt allerdings, dass Fenster nicht genutzt, sondern mit Folie verklebt werden, um Lagerflächen zu generieren, wenn sich das Innere strukturell nicht mitverändert. Die Fassade muss wieder zu einer lebendigen Schnittstelle werden, die den öffentlichen Raum aktiviert und bespielt.

Conceptualizing and capturing digital transformation‘s customer value – a logistics and supply chain management perspective

Junge, Anna Lisa — Fri, 15 Jan 2021 00:00:00 +0100

Ziel dieser Arbeit ist es, die Frage zu beantworten, wie digitale Transformationstechnologien dazu beitragen und bewusst eingesetzt werden können, um den Kundennutzen in Logistik und Supply Chain Management (L&SCM) von produzierenden Unternehmen zu erhöhen. Das Ergebnis ist ein architektonischer Rahmen, der Leistungskomponenten, Ansätze und Methoden vorschlägt, wie dieser Kundenmehrwert erfasst und umgesetzt werden kann.
Um die Grundlage für das Framework zu schaffen, leitet diese Arbeit zunächst die zugrunde liegende Definition für digitale Transformation ab und beschreibt deren Potentiale sowie die aktuellen Barrieren für L&SCM.
Die relevanten neun digitalen Transformationstechnologiebündel werden auf Basis einer systematischen Literaturanalyse identifiziert. Es handelt sich um Technologien zur automatischen Identifizierung, Informations- und Kommunikationstechnologien, Cloud, cyberphysikalische Systeme, Analytics, Distributed Ledger, Automatisierungstechnologien, Augmented und Virtual Reality sowie Additive Fertigung. Diese Technologien dienen als Input für einen Nominal Group Technique-Workshop, der darauf abzielt, die Dimensionen des Kundennutzens auf der Grundlage dieser Technologien zu konzeptualisieren. Die abgeleiteten Dimensionen sind Informationsverfügbarkeit, Zeit, Produkt/Produktion, Service und Assistenzsysteme, Qualität, Auswahlmöglichkeiten und Planung. Auf der Grundlage dieser Ergebnisse wird ein Einflussmodell für kundenorientierte L&SCM Leistungen vorgestellt. Die drei plus eins Kundenwertversprechen sind Verfügbarkeit, Service, Ko-Kreation und Kognition als Zusatzkomponente bzw. Erweiterung.
Experteninterviews dienen als Datenbasis für das architektonische Framework zur Erfassung des Kundennutzens auf der Grundlage digitaler Transformationstechnologien in L&SCM. Die sechs abgedeckten Dimensionen sind das Kundenwertversprechen, das Wertportfolio, Kollaboration, Personalmanagement und Organisation, Leistungsmanagement sowie die Erfassung und Bewertung des Kundenwertes.
Der wichtigste wissenschaftliche Beitrag liegt in der Konzeption des Kundennutzens für L&SCM auf der Grundlage digitaler Transformationstechnologien, während der wichtigste praktische Beitrag in dem architektonischen Framework zu sehen ist.

Beitrag zur Analyse des Eigenspannungsverhaltens von Composite-Hochdruckspeichern mit metallischem Liner

John, Sebastian — Wed, 13 Jan 2021 00:00:00 +0100

Bei der Auslegung von Hochdruckspeichern kommen, auf Grund ihrer hohen spezifischen Festigkeit, vermehrt Faserverbundwerkstoffe zum Einsatz. Durch eine hohe Streuung von Material- und Produktionsparametern sowie unterschiedlichster Belastungsszenarien in der Anwendung gestaltet sich jedoch eine Aussage über die Lebensdauer als auch eine Festlegung sinnvoller Prüffristen als schwierig. Die angefertigte Arbeit soll dazu beitragen, künftig genauere Aussagen über das Alterungs- und Beanspruchungsverhalten tätigen zu können. Im Fokus der Untersuchungen steht ein Behälterdesign, bestehend aus einem metallischen Liner und einem kohlenstofffaserverstärkten Kunststoffverbund (Typ III), wobei die Lebensdauer maßgeblich durch die Lastwechselfestigkeit des metallischen Liners und dem darin vorherrschenden Eigenspannungszustand bestimmt wird. Durch eine alterungsbegleitende Eigenspannungsanalyse wird angestrebt, unter Einsatz eines Betriebsfestigkeitsmodells, verbesserte Aussagen zur Lebensdauerabschätzung von Typ III-Behältern geben zu können.

Kernstück der Untersuchungen bildete ein Prüfprogramm zur künstlichen Alterung von Typ III Atemluftbehältern, worin Änderungen des Eigenspannungszustandes kontinuierlich erfasst und analysiert wurden. Im Rahmen von Vorversuchen und Simulationen konnten mechanische Lastspitzen ermittelt sowie das beanspruchungsbedingte Bauteilverhalten untersucht werden. Weiterhin wurden die einer Eigenspannungsmessung zu Grunde liegenden Messgrößen definiert, entsprechende Messverfahren abgeleitet und getestet. Schwerpunkt lag dabei auf der Entwicklung eines zerstörungsfreien Messverfahrens auf Grundlage einer experimentellen Modalanalyse.

Bei der Analyse von Behältern im Neuzustand wurde zunächst die Höhe des initialen Eigenspannungszustandes und die fertigungsbedingte Streuung erfasst. Weiterhin wurden real gealterte Behälter untersucht, wobei im Vergleich eine deutlich geringere Eigenspannung nachgewiesen wurde. Prüfbegleitend zum Programm der künstlichen Alterung wurde das Eigenspannungs-, Material- und Verformungsverhalten einer Vielzahl von Prüfmustern untersucht. Eine Auswertung der Daten führt zu dem Schluss, dass bei den künstlich gealterten Behältern ein Anstieg der Eigenspannung zu verzeichnen ist.

Das erfasste Eigenspannungsverhalten wurde im Folgenden in ein erarbeitetes Betriebsfestigkeitsmodell implementiert. Durch einen Abgleich mit experimentell ermittelten Lastwechselfestigkeiten wurde die Genauigkeit des Modells verifiziert. Die Nachstellung verschiedener Belastungsszenarien zeigt, dass durch die Berücksichtigung einer über der Lebensdauer veränderlichen Eigenspannung die Anzahl ertragbarer Lastwechsel bis zum Versagen sowie damit verbundene Überlebenswahrscheinlichkeiten mit einer erhöhten Genauigkeit abgeschätzt werden können.

Mind the Fungi

Wed, 23 Dec 2020 00:00:00 +0100

Softcover-Version verfügbar: https://verlag.tu-berlin.de/produkt/978-3-7983-3202-7/

Dieses Buch berichtet über die Bündelung der Kreativitätsmotoren Wissenschaft und Kunst und wie daraus ein lebendiges Dreigespann aus Wissenschaft, Kunst und Gesellschaft geschmiedet werden kann. Eine schöpferische Triade, die sich über einen Zeitraum von zwei Jahren hinweg gemeinsam der Utopie verschrieben hat, eine Synthese aus nachhaltiger Wirtschaft, gesunder Umwelt und einer gerechten Gesellschaft zu ermöglichen. Das Projekt Mind the Fungi („Achtung Pilze“) ist ein Citizen-Science-Forschungsvorhaben, welches aus der Kooperation der Fachgebiete für Angewandte und Molekulare Mikrobiologie und Bioverfahrenstechnik der TU Berlin sowie der Kunst- und Forschungsplattform Art Laboratory Berlin entstand und welches Bürger_innen die Möglichkeit einer wissenschaftlichen Mitarbeit ermöglichen sollte. Das Projekt sollte einerseits einem breiten Publikum die Bedeutung der Pilzbiotechnologie für eine nachhaltige Zukunft näherbringen und andererseits hier an der TU Berlin ein Forschungsnetzwerk aufbauen, in dem unter anderem mit Citizen Scientists neuartige pilzbasierte Biomaterialien erforscht werden sollten. Die wissenschaftlichen und künstlerischen Wege im Mind-the-Fungi-Projekt, die wir gemeinsam mit der Öffentlichkeit von 2018 bis 2020 gegangen sind, so auch die Art &Design Residencies, können jetzt mit diesem Buch in Texten und Bildern nachverfolgt werden.

G-IQI – German Inpatient Quality Indicators Version 5.2

Mansky, Thomas;Nimptsch, Ulrike — Wed, 23 Dec 2020 00:00:00 +0100

Die German Inpatient Quality Indicators (G-IQI) sind derzeit das umfassendste, auf Krankenhausabrechnungsdaten beruhende Indikatorensystem zur krankheitsspezifischen Abbildung des stationären Leistungsgeschehens in Akutkrankenhäusern. Die Indikatoren sind einerseits konzipiert, um soweit wie möglich medizinisch sinnvoll strukturierte Leistungskennzahlen und Behandlungsergebnisse auch für externe Nutzer transparent zu machen. Vor allem dienen sie aber der Ergebnisverbesserung im internen Qualitätsmanagement der Krankenhäuser. Die Indikatoren helfen den Kliniken, Verbesserungspotential anhand des Vergleiches ihrer Ergebnisse mit dem Bundesdurchschnitt zu erkennen und zu erörtern. Als Aufgreifkriterien für ergebnisorientierte Prozessanalysen – in Form von Peer Review Verfahren oder Mortalitäts- und Morbiditätskonferenzen – sind die Indikatoren unverzichtbar für eine gezielte und effiziente Fehlersuche und Qualitätsverbesserung.

Das vorliegende Working Paper enthält die Bundesreferenzwerte des Jahres 2018 zur G-IQI Version 5.2. Für alle Indikatoren werden bundesweite Vergleichswerte ausgewiesen, die auf Grundlage der Mikrodaten der fallpauschalenbezogenen Krankenhausstatistik (DRG-Statistik) berechnet wurden. Die technischen Spezifikationen der Indikatoren sind im Anhang dargestellt und beziehen sich auf die im Jahr 2020 in Deutschland gültigen Kodiersysteme. Hinsichtlich der Indikatoren selbst handelt es sich bei der G-IQI Version 5.2 um eine Modifikation und Erweiterung der Version 5.1. Die vorliegende Version 5.2 greift im Auswertungsjahr 2018 52,2% aller Krankenhausfälle und 79,2% aller im Krankenhaus auftretenden Todesfälle in den Indikatoren auf und erreicht damit einen der höchsten Abdeckungsgrade unter den verfügbaren Indikatorensystemen.

Mit den Bundesreferenzwerten stehen Vergleichswerte zur Verfügung, die Kliniken eine objektive Einschätzung ihrer eigenen Position im Vergleich zum Bundesdurchschnitt ermöglichen. Darüber hinaus bieten die Bundesreferenzwerte eine umfassende, an medizinischen Kategorien orientierte Analyse des bundesweiten akutstationären Versorgungsgeschehens. Neben den vollständigen Indikatorergebnissen auf der Bundesebene werden die alters- und geschlechtsspezifischen Sterblichkeiten angegeben, die der Berechnung der klinikspezifischen Erwartungswerte zugrunde liegen. Zusätzlich werden für ausgewählte Indikatoren Fallzahlverteilungen über die Kliniken dargestellt. Damit enthält dieses Working Paper diverse Auswertungen, die in keiner anderen publizierten Statistik veröffentlicht werden und ergänzt damit andere Systeme der Gesundheitsberichterstattung.

Interfaces

Lynam, Ava;Langguth, Hannes;Misselwitz, Philipp;Gao, Xiaoxue — Tue, 22 Dec 2020 00:00:00 +0100

Der URA Sammelband ist eine jährliche Open-Access Publikation, die im Rahmen des deutsch-chinesischen Forschungs- und Entwicklungsprojektes Urban-Rural-Assembly (URA) herausgegeben wird. Durch die Kombination von wissenschaftlichen und essayistischen Schriften, fotografischen Arbeiten und ethnografischen Studien, einschließlich Interviews sowie räumlicher Kartierungsarbeiten, werden die einzelnen Ausgaben des URA Sammelbandes eine Brücke zwischen akademischen, praktischen und politischen Diskursen zu globalen Nachhaltigkeitsfragen und integrierten Forschungs- und Entwicklungsansätzen an der Schnittstelle zwischen Stadt und Land schlagen. URA wird vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) im Rahmen des FONA-Programmes Nachhaltige Entwicklung städtischer Regionen (NUR) gefördert (KZF: 01LE1804A-D, 2019-2024).

Überwachung hydrodynamischer Gleitlager basierend auf der Körperschallanalyse

Mokhtari Molk Abadi, Noushin — Fri, 18 Dec 2020 00:00:00 +0100

Bei Getrieben der Luftfahrt ist die Schadensfrüherkennung von Verschleißkomponenten unerlässlich. Jedoch stellt die zuverlässige und effektive Überwachung hydrodynamischer Gleitlager die Luftfahrt-Industrie vor große Herausforderungen. Die in den meisten Anwendungen zum Einsatz kommenden Messgrößen sind entweder nicht ausreichend sensitiv oder erfüllen nicht die Anforderungen an begrenztem Bauraum. Die Körperschalltechnologie (engl. acoustic emission technology; kurz: AE technology) erfüllt beide Kriterien und wird daher in dieser Arbeit eingesetzt. Um die Überwachung automatisiert durchführen zu können, eignen sich Verfahren des maschinellen Lernens, welche auf Grundlage mathematischer Algorithmen Muster in einer Datenreihe erkennen und anschließend den Systemzustand eigenständig und automatisch beurteilen.
Hydrodynamische Gleitlager verwenden zur Lagerung den durch die Relativbewegung zwischen Welle und Gleitlagermaterial entstehenden tragenden Schmierfilm. Versagt dieser tragende Schmierfilm durch ungünstige Betriebsbedingungen wie z. B. hohe Lasten, geringe Drehzahlen, hohe Temperaturen oder Start-Stopp-Betrieb, so kommen die Gleitpartner in Kontakt und es entsteht Misch- oder Festkörperreibung. Diese beiden Reibungszustände verursachen Verschleiß und verringern so die Lebensdauer hydrodynamischer Gleitlager. Diese Arbeit gliedert sich somit in zwei wesentliche Bereiche: Reibungsuntersuchungen zur Entwicklung eines Reibungszustandsklassifikators und Verschleißuntersuchungen zur Schätzung des aktuellen Verschleißvolumens mithilfe der AE-Analyse und maschineller Lernverfahren.
Die Reibungszustände Flüssigkeits-, Misch- und Festkörperreibung werden durch geeignete Experimente unter variabler Drehzahl, Last und Temperatur an den im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Gleitlagerprüfständen erzeugt. Die während dieser Experimenten erzeugten Muster werden anschließend durch Vorverarbeitung der AE-Signale, Merkmalsbildung aus dem Zeit-, Frequenz und Zeit-Frequenzbereich und Verwendung unterschiedlicher Klassifikatoren wie k-Nächste-Nachbar (kNN) oder Support Vektor Maschinen (SVM) der korrekten Reibungsklasse zugeordnet. Mithilfe von AE-Merkmalen und taktiler Oberflächenmessungen als Validierung wird die Möglichkeit der Überwachung von Einlaufverschleiß während Kurzeitversuchen gezeigt. Zudem werden Langzeitversuche bei konstanter Drehzahl, Last und Temperatur durchgeführt und anschließend ein Modell zur Schätzung des Verschleißvolumens anhand der AE-Analyse entwickelt. Der integrierte AE-Effektivwert (engl. Root Mean Square; kurz: RMS) wird dabei als unabhängige Variable und das Verschleißvolumen des Gleitlagers als abhängige Variable eines Regressionsmodells verwendet. Aus diesen Ergebnissen ergeben sich weitere Fragestellungen wie z. B. die Lokalisierung der Anstreifvorgänge über den Gleitlagerumfang. Dies geschieht durch die Fusionierung des AE-Signals und des Nullimpulssignals eines Inkrementalgebers sowie die Auswertung der entstehenden Amplitudenmodulation.

Pavillon Hertzallee – Das Schaufenster der Wissenschaften

Skambas, Andreas;Pasel, Ralf — Thu, 03 Dec 2020 00:00:00 +0100

Mit der Entwicklung eines multifunktionalen Hüllgebäudes, wird ein zeichenhaftes Pavillon-Gebäude und ein technisch hochentwickelter Präzisionsgegenstand zugleich entwickelt. Das Gebäude an der Campusachse stärkt die Adressbildung der TU Berlin, bespielt als ‚Multiplayer‘ mit seinen vielseitigen Nutzungsmöglichkeiten den zentralen Platz als Veranstaltungsort und repräsentiert die TU Berlin durch eine hoch präzise Architektur als zukunftsoffene Institution technischer Entwicklungen.

Nachhaltigkeitsbericht 2018 TU Berlin

Thomsen, Christian — Mon, 30 Nov 2020 00:00:00 +0100

Als Technische Universität verstehen wir unter nachhaltige Entwicklung “klassischen” Themen wie Ökologie und Effizienz, aber auch Inter-/Transdisziplinarität, komplexe gesellschaftliche Problemstellungen, Interkulturalität, Anti-Diskriminierung, Partizipation, sozial-ökologische Transformation und dergleichen. Der Nachhaltigkeitsbericht wird darauf fokussieren, welchen Beitrag die TU zum Erreichen der 17 Zielen einer nachhaltigen Entwicklung der Vereinten Nationen (SDG) leistet. Der Nachhaltigkeitsbericht versteht sich als Fortentwicklung der Umweltberichte der TU Berlin.

Modellierung und Regelung von dielektrischen Mehrschicht-Elastomerwandlern

Hoffstadt, Thorben — Thu, 26 Nov 2020 00:00:00 +0100

Elektromechanische Wandler auf Basis Dielektrischer Elastomere (DE)
lassen sich als Aktoren, Generatoren und Sensoren vielfältig einsetzen.
Die intrinsischen Materialeigenschaften bieten deutliche Vorteile
gegenüber konventionellen elektromagnetischen Wandlern, u. a.
hinsichtlich der Energieeffizienz und -dichte sowie der damit
verbundenen Miniaturisierungsmöglichkeit. Durch die Erforschung
intelligenter Ansteuerungs- und Regelungsverfahren, z. B. für einen
kombinierten Aktor-Sensor-Betrieb, können das Potential der neuartigen
Wandler und die damit verbundenen Vorteile weiter ausgeschöpft werden.
Im Rahmen dieser Arbeit werden durch ganzheitliche Betrachtung des
Gesamtsystems aus Ansteuerelektronik und DE-Wandler neue, modellbasierte
Schätzer und Regelungen entwickelt, die den Aktor-Sensor-Betrieb im
geschlossenen Regelkreis ermöglichen.
Mit den DE-Stapelwandlern werden nachfolgend mehrschichtige Wandler
herangezogen, die sich gegenüber anderen Ausführungsformen durch hohe
Kraftdichten auszeichnen. Aufgrund des kapazitiven Verhaltens der
DE-Wandler wird zu deren Ansteuerung ein auf das elektrische Verhalten
abgestimmter, bidirektionaler Sperrwandler eingesetzt. Dieser ist in der
Lage, die hohen erforderlichen Feldstärken und die damit verbundenen
Spannungen im unteren Kilovoltbereich energieeffizient im
bidirektionalen Betrieb bereitzustellen.
Zunächst werden modellbasierte Regelungskonzepte für die Strom- und
Spannungsregelung des Sperrwandlers entworfen und validiert, die von den
anwendungsspezifischen Regelungen des DE-Wandlers als Schnittstelle
verwendet werden. Ein Fokus der modellbasierten Regelung liegt dabei auf
der Reduzierung der erforderlichen Messtechnik, indem benötigte
(Regel-) Größen mit dem Modell geschätzt werden, sodass auf die
Strommessung für den geregelten Betrieb des Sperrwandlers verzichtet
werden kann.
Anschließend wird ein valides Modell des DE-Wandlers hergeleitet und
parametriert, welches auf der Betrachtung einer Leistungsbilanz beruht,
um das dynamische, mechanische Verhalten des Elastomers mit dem
elektrischen Verhalten des DE-Wandlers vorteilhaft zu koppeln. Dieses
Modell bildet einerseits die Grundlage für den Entwurf der
Regelungskonzepte. Andererseits werden die für den Betrieb der
Regelungen erforderlichen Zustands- und Störgrößen ebenfalls mithilfe
modellbasierter Schätzer auf Basis eines erweiterten Kalman-Filters
bestimmt. Neben einer sensorbasierten Ausführung des Schätzers, dem die
Klemmenspannung und die Verformung des DE-Wandlers als Messgrößen zur
Verfügung stehen, wird auch ein selbstsensierender Schätzer für den
kombinierten Aktor-Sensor-Betrieb entwickelt, der aus den gemessenen
elektrischen Klemmengrößen das mechanische Wandlerverhalten schätzt. Im
Gegensatz zu existierenden Verfahren erfordert dieser Ansatz keine
überlagerte Spannungsanregung für die Schätzung.
Abschließend werden eine Positions- sowie eine universale
Energieregelung entworfen, mit der die Aktorkraft, Verformung oder
Spannung durch eine Vorsteuerung geregelt werden kann. Aufgrund des
schaltenden Verhaltens des Sperrwandlers werden Gleitzustandsregelungen
ausgelegt. Diese stellen ein für die spezifische Strecke prädestiniertes
Entwurfsverfahren dar. Neue Optimierungen und Arbeitspunktadaptierungen
erlauben hoch dynamische sensorbasierte und selbstsensierende
Regelungsvorgänge mit Bandbreiten von bis zu 300 Hz bei hoher
stationärer Regelgüte und deutlich reduzierter Schalthäufigkeit.