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  • Authors: Schmaltz, Thomas;

    Feststoffbatterien gelten als vielversprechende Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien. Unterschiedliche Materialien stehen dabei für die verschiedenen Komponenten zur Auswahl. Welche könnten in Zukunft in (hybriden) Zellkonzepten erfolgreich kommerzialisiert werden?

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  • Authors: Rajendran, Ajay; Kobialka, Hans-Ulrich;

    Mit der Dekarbonisierung der Energielandschaft ändert sich auch die Struktur der Anlagenparks. Der Anteil kleinerer dezentraler Anlagen, die nur remote gesteuert werden, nimmt zu. Damit ergeben sich auch neue Herausforderungen für die O&M-Strategie. Eine konventionelle Anlage mit einigen hundert MW installierter Leistung hat 2000-3000 Messwerte, die Informationen über den Zustand der Anlage und ihrer Komponenten beinhalten und die Hinweise auf Verschleiß und mögliche Störungen geben können. Eine Photovoltaik-Anlage mit 3MWp hat oft ebenfalls 3000 Messungen. Ein PV-Portfolio mit einigen hundert MWp erzeugt also alle 5 min oder 10 min eine Flut von Messwerten in der Größenordnung von einer Million Werte. Die Überwachung dieses Portfolios muss in der Regel remote durch ein kleines Team ohne permanente Präsenz vor Ort erfolgen. Softwarelösungen, die 24/7 im Onlinebetrieb Messwerte überwachen und frühzeitig und belastbar Veränderungen im Anlagenverhalten erkennen, tragen schon bei der Betriebsführung konventioneller Anlagen zur Effizienzsteigerung und Reduktion der Instandhaltungskosten bei. In einer erneuerbaren, stärker dezentralen, dekarbonisierten Erzeugungslandschaft wird die Bedeutung dieser Werkzeuge wegen der Messwertflut weiter zunehmen. Iqony und das Fraunhofer Institut IAIS haben daher Werkzeuge entwickelt, um Betriebsführung und Instandhaltung von erneuerbaren Anlagen mit Methoden der künstlichen Intelligenz zu unterstützen. Dabei wurden sowohl Verfahren, die im Kontext konventioneller Erzeugung bekannt sind, auf die Anforderungen erneuerbarer Erzeugung übertragen als auch neue Ansätze erarbeitet.

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  • Authors: Üstündag, Ömer; Bakir, Nasim; Brunner-Schwer, Christian; Knöfel, Frieder; +3 Authors

    Das Laserstrahlhybridschweißen ist beim Schweißen von Türmen für Windkraftanlagen eine Alternative zum Unterpulver schweißen von Dickblechen in Mehrlagentechnik und bietet hier ökonomische und ökologische Vorteile. Der industrielle Einsatz des Verfahrens ist jedoch durch prozessspezifische Herausforderungen eingeschränkt. Die im Beitrag beschriebene kontaktlose elektromagnetische Badstütze dient zur Erweiterung des Verfahrenspotenzials im Dickblechbereich >15 mm.

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  • Authors: Steinebach, Martin;

    Wie können wir erkennen, ob Texte, Bilder oder Videos echt sind - oder ob sie mit Künstlicher Intelligenz erstellt wurden? Ansätze wie digitale Wasserzeichen sind dabei wichtige Instrumente. Doch es zeichnet sich ein Wettstreit zwischen Sicherheitsmechanismen und Angreifenden ab.

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  • Authors: Höche, Daniel; Momber, Andreas; Buchbach, Sascha; Schulz-Stellenfleth, Johannes; +16 Authors

    Die maritime Wirtschaft und speziell auch der Bereich Offshore-Energie mit seinen verschiedenen Facetten treffen auf immense Herausforderungen zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit der zugehörigen Anlagen. Diese Herausforderungen können nur durch geeignete Korrosionsschutzmaßnahmen bewältigt werden. Resiliente, wartungsarme, langlebige sowie recycle- und umweltfreundliche Infrastrukturen sind gefordert, um einen ökonomisch und ökologisch sinnvollen und sicheren Betrieb zu gewährleisten. Der Schlüssel dazu liegt in der intelligenten Datenerfassung basierend auf der Kombination von experimentellen Arbeiten, Messungen und deren Nutzung in Design- und Planungsprozessen. Auch in smarten SHM (Structural-Health Monitoring) Konzepten, in der von Robotik getriebenen Reparatur und Wartung, sowie in der Entwicklung von neuartigen vorhersagebasierten Instandhaltungskonzepten spielen vernetzte Daten eine bedeutende Rolle. Am 11.07.2023 fand vor diesem Hintergrund ein Workshop statt, um das Potenzial von Künstlicher Intelligenz (KI‑) Methoden für die maritime Korrosionsforschung auszuloten. Teilnehmende aus Industrie und Forschung diskutierten auf Basis von Fachbeiträgen, wie KI-Methoden im Bereich maritime Korrosion am besten helfen können, die neuen Herausforderungen, die unter anderem die Ausbaupläne der Bundesregierung für Offshore Energie aber auch der Klimawandel mit sich bringen, zu bewältigen. Das Ziel war und ist eine Fokussierung der deutschen Forschungsressourcen in diesem Bereich zu erreichen, um eine maximale Hebelwirkung zu entfalten und eine langfristig steigende Wertschöpfung für die deutsche maritime Wirtschaft zu forcieren.

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  • Authors: Raute, Maximilian Julius; Seitz, Georg; Biegler, Max; Rethmeier, Michael;

    Die Additive Fertigung gewinnt zunehmend an Bedeutung für die Verarbeitung von Kupferwerkstoffen im industriellen Umfeld. Hierbei wird verstärkt auf drahtförmige Ausgangswerkstoffe gesetzt, da diese Vorteile im Handling bieten, bereits aus der Schweißtechnik bekannt sind und sich zumeist durch geringere Beschaffungskosten auszeichnen. In den letzten Jahren entwickelte sich unter den drahtbasierten Verfahren der Directed-Energy-Deposition (DED) eine Prozessvariante unter Nutzung des Elektronenstrahls zur industriellen Marktreife. Dabei zeigt die Technologie Wire Electron Beam Additive Manufacturing (DED-EB) besondere Vorteile gegenüber anderen DED-Prozessen für die Anwendung an Kupfer. Um das Verfahren einem breiten Anwenderkreis in der Industrie zugänglich zu machen, fehlen jedoch Daten zu Leistungsfähigkeit, Prozessgrenzen und Anwendungsmöglichkeiten. Die vorliegende Untersuchung beschäftigt sich mit dieser Problemstellung am Beispiel der Legierung CuSn1MnSi. Über mehrstufige Testschweißungen werden die physikalisch möglichen Prozessgrenzen ermittelt und Rückschlüsse über die Eignung der Parameter zum additiven Aufbau gezogen. An verschiedenen additiv gefertigten Probekörpern werden anschließend Kennwerte für Aufbaurate, Härte, Mikrostruktur, Oberflächenqualität sowie mechanische Festigkeitswerte ermittelt. Es zeigt sich, dass das die durch DED-EB hergestellten Proben, trotz des groben Gefüges sowie der thermischen Belastung im Aufbauprozess, in ihren Eigenschaften gut mit den Spezifikationen des Ausgangsmaterials übereinstimmen.

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  • Authors: Wittmer, Sandra; Steinebach, Martin;
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  • Authors: Schenkel, Frank C.; Prautsch, Benjamin; Wittmann, Reimund; Kwasigroch, Sören;

    Die Ergebnisse des Verbundprojektes AnastASICA werden es KMU ermöglichen, neue hochperformante ASICs wesentlich günstiger als bisher zu entwickeln, um damit wettbewerbsfähiger zu werden. Die neuen Entwurfsmethoden werden dabei helfen, Synergien zwischen KMU zu schaffen, um schneller und zielführender bestehende IPs in neue Systeme zu integrieren. Dieser Ansatz und die damit verbundenen Synergien werden so mithelfen, kleine und mittlere Unternehmen auf dem wachsenden ASIC-Entwicklungsmarkt nachhaltig zu stärken. Halbleiter-Unternehmen wie Intel, Qualcomm, NXP, Infineon Technologies, STMicroelectronics, Texas Instruments, Renesas Electronics, ON Semiconductor, Maxim Integrated und Analog Devices stehen hier zwar einerseits auch in Konkurrenz zu den KMU, vielmehr stellen diese aber auch einen hochinteressanten Absatzmarkt für die in AnastASICA entwickelten effizienten ASIC-Designmethoden dar.

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  • Authors: Volpert, Annika; Hery, Daniela; Kraushaar, Judith; Elfert, Kilian; +4 Authors

    Mit dem Ziel, die maßgeblichen Trends im Bereich »Digital Health« zu erkennen und daraus resultierende Markt- und Forschungsanforderungen abzuleiten, haben das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE und das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI gemeinsam einen dreistufigen und partizipativen Foresight-Prozess mit externen Expert*innen durchgeführt. Das daraus resultierende Whitepaper soll den gesellschaftlichen Diskurs rund um die Digitalisierung des deutschen Gesundheitswesens fördern, indem es aufzeigt, welche Handlungsspielräume die Digitalisierung heute bereits eröffnet und welche zukünftigen Entwicklungsszenarien denkbar wären. Dabei sollen Akteure im Gesundheitswesen für mögliche Chancen und Risiken der Digitalisierung sensibilisieret werden. Die Wichtigkeit dieses Themas wird auch hervorgehoben durch die kürzlich veröffentlichte Digitalisierungsstrategie des Bundesministeriums für Gesundheit (BMG), welche einen souveränen Umgang mit neuen Technologien und die Schaffung von digitalen Kompetenzen als wesentliche Voraussetzungen für eine erfolgreiche Digitalisierung des deutschen Gesundheitswesens identifiziert.

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  • Dieses Buch beschreibt Methoden zur Entwicklung semantischer Anwendungen. Semantische Anwendungen sind Softwareanwendungen, die explizit oder implizit die Semantik, d.h. die Bedeutung einer Domänen-Terminologie, nutzen, um die Benutzerfreundlichkeit, Korrektheit und Vollständigkeit zu verbessern. Ein Beispiel ist die semantische Suche, bei der Synonyme und verwandte Begriffe zur Anreicherung der Ergebnisse einer einfachen textbasierten Suche verwendet werden. Ontologien, Thesauri oder kontrollierte Vokabularien sind das Herzstück semantischer Anwendungen. Das Buch enthält technologische und architektonische Best Practices für den Einsatz in Unternehmen. Die Autoren sind Experten aus Industrie und Wissenschaft mit Erfahrung in der Entwicklung semantischer Anwendungen.

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  • Authors: Schmaltz, Thomas;

    Feststoffbatterien gelten als vielversprechende Weiterentwicklung von Lithium-Ionen-Batterien. Unterschiedliche Materialien stehen dabei für die verschiedenen Komponenten zur Auswahl. Welche könnten in Zukunft in (hybriden) Zellkonzepten erfolgreich kommerzialisiert werden?

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  • Authors: Rajendran, Ajay; Kobialka, Hans-Ulrich;

    Mit der Dekarbonisierung der Energielandschaft ändert sich auch die Struktur der Anlagenparks. Der Anteil kleinerer dezentraler Anlagen, die nur remote gesteuert werden, nimmt zu. Damit ergeben sich auch neue Herausforderungen für die O&M-Strategie. Eine konventionelle Anlage mit einigen hundert MW installierter Leistung hat 2000-3000 Messwerte, die Informationen über den Zustand der Anlage und ihrer Komponenten beinhalten und die Hinweise auf Verschleiß und mögliche Störungen geben können. Eine Photovoltaik-Anlage mit 3MWp hat oft ebenfalls 3000 Messungen. Ein PV-Portfolio mit einigen hundert MWp erzeugt also alle 5 min oder 10 min eine Flut von Messwerten in der Größenordnung von einer Million Werte. Die Überwachung dieses Portfolios muss in der Regel remote durch ein kleines Team ohne permanente Präsenz vor Ort erfolgen. Softwarelösungen, die 24/7 im Onlinebetrieb Messwerte überwachen und frühzeitig und belastbar Veränderungen im Anlagenverhalten erkennen, tragen schon bei der Betriebsführung konventioneller Anlagen zur Effizienzsteigerung und Reduktion der Instandhaltungskosten bei. In einer erneuerbaren, stärker dezentralen, dekarbonisierten Erzeugungslandschaft wird die Bedeutung dieser Werkzeuge wegen der Messwertflut weiter zunehmen. Iqony und das Fraunhofer Institut IAIS haben daher Werkzeuge entwickelt, um Betriebsführung und Instandhaltung von erneuerbaren Anlagen mit Methoden der künstlichen Intelligenz zu unterstützen. Dabei wurden sowohl Verfahren, die im Kontext konventioneller Erzeugung bekannt sind, auf die Anforderungen erneuerbarer Erzeugung übertragen als auch neue Ansätze erarbeitet.

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    Das Laserstrahlhybridschweißen ist beim Schweißen von Türmen für Windkraftanlagen eine Alternative zum Unterpulver schweißen von Dickblechen in Mehrlagentechnik und bietet hier ökonomische und ökologische Vorteile. Der industrielle Einsatz des Verfahrens ist jedoch durch prozessspezifische Herausforderungen eingeschränkt. Die im Beitrag beschriebene kontaktlose elektromagnetische Badstütze dient zur Erweiterung des Verfahrenspotenzials im Dickblechbereich >15 mm.

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  • Authors: Steinebach, Martin;

    Wie können wir erkennen, ob Texte, Bilder oder Videos echt sind - oder ob sie mit Künstlicher Intelligenz erstellt wurden? Ansätze wie digitale Wasserzeichen sind dabei wichtige Instrumente. Doch es zeichnet sich ein Wettstreit zwischen Sicherheitsmechanismen und Angreifenden ab.

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  • Authors: Schenkel, Frank C.; Prautsch, Benjamin; Wittmann, Reimund; Kwasigroch, Sören;

    Die Ergebnisse des Verbundprojektes AnastASICA werden es KMU ermöglichen, neue hochperformante ASICs wesentlich günstiger als bisher zu entwickeln, um damit wettbewerbsfähiger zu werden. Die neuen Entwurfsmethoden werden dabei helfen, Synergien zwischen KMU zu schaffen, um schneller und zielführender bestehende IPs in neue Systeme zu integrieren. Dieser Ansatz und die damit verbundenen Synergien werden so mithelfen, kleine und mittlere Unternehmen auf dem wachsenden ASIC-Entwicklungsmarkt nachhaltig zu stärken. Halbleiter-Unternehmen wie Intel, Qualcomm, NXP, Infineon Technologies, STMicroelectronics, Texas Instruments, Renesas Electronics, ON Semiconductor, Maxim Integrated und Analog Devices stehen hier zwar einerseits auch in Konkurrenz zu den KMU, vielmehr stellen diese aber auch einen hochinteressanten Absatzmarkt für die in AnastASICA entwickelten effizienten ASIC-Designmethoden dar.

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  • Authors: Volpert, Annika; Hery, Daniela; Kraushaar, Judith; Elfert, Kilian; +4 Authors

    Mit dem Ziel, die maßgeblichen Trends im Bereich »Digital Health« zu erkennen und daraus resultierende Markt- und Forschungsanforderungen abzuleiten, haben das Fraunhofer-Institut für Experimentelles Software Engineering IESE und das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung ISI gemeinsam einen dreistufigen und partizipativen Foresight-Prozess mit externen Expert*innen durchgeführt. Das daraus resultierende Whitepaper soll den gesellschaftlichen Diskurs rund um die Digitalisierung des deutschen Gesundheitswesens fördern, indem es aufzeigt, welche Handlungsspielräume die Digitalisierung heute bereits eröffnet und welche zukünftigen Entwicklungsszenarien denkbar wären. Dabei sollen Akteure im Gesundheitswesen für mögliche Chancen und Risiken der Digitalisierung sensibilisieret werden. Die Wichtigkeit dieses Themas wird auch hervorgehoben durch die kürzlich veröffentlichte Digitalisierungsstrategie des Bundesministeriums für Gesundheit (BMG), welche einen souveränen Umgang mit neuen Technologien und die Schaffung von digitalen Kompetenzen als wesentliche Voraussetzungen für eine erfolgreiche Digitalisierung des deutschen Gesundheitswesens identifiziert.

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  • Dieses Buch beschreibt Methoden zur Entwicklung semantischer Anwendungen. Semantische Anwendungen sind Softwareanwendungen, die explizit oder implizit die Semantik, d.h. die Bedeutung einer Domänen-Terminologie, nutzen, um die Benutzerfreundlichkeit, Korrektheit und Vollständigkeit zu verbessern. Ein Beispiel ist die semantische Suche, bei der Synonyme und verwandte Begriffe zur Anreicherung der Ergebnisse einer einfachen textbasierten Suche verwendet werden. Ontologien, Thesauri oder kontrollierte Vokabularien sind das Herzstück semantischer Anwendungen. Das Buch enthält technologische und architektonische Best Practices für den Einsatz in Unternehmen. Die Autoren sind Experten aus Industrie und Wissenschaft mit Erfahrung in der Entwicklung semantischer Anwendungen.

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