Nichtlineare modellprädiktive Regelung der Bandtemperatur in einem Glühofen

Nichtlineare modellprädiktive Regelung der Bandtemperatur in einem Glühofen von Niederer,  Martin
In der Stahlindustrie werden Durchlaufglühöfen zur Wärmebehandlung von Bandprodukten verwendet. Die Wärmebehandlung verbraucht große Mengen an Energie, ist kostenintensiv und hat direkte Auswirkungen auf die Produktqualität. Um die hohen Anforderungen an die Qualität des Endprodukts zu erfüllen, muss jedes Band im Glühofen auf eine definierte Zieltemperatur erwärmt werden. Da es sich bei einem Glühofen um ein komplexes thermodynamisches Mehrgrößensystem mit vielfältigen Abhängigkeiten handelt, ist die Regelung der Bandtemperatur eine anspruchsvolle Aufgabe. In dieser Arbeit wird ein modellprädiktives Regelungskonzept für die Bandtemperatur in einem kombiniert direkt- und indirekt-befeuerten Glühofen vorgestellt. Das Regelungskonzept bestimmt optimale Trajektorien für die Brennstoffzufuhr und die Bandgeschwindigkeit so, dass die Bandtemperatur auf die gewünschte Zieltemperatur geregelt wird. Darüber hinaus maximiert der Regler den Produktdurchsatz und minimiert den Energieverbrauch. Die Leistungsfähigkeit des entwickelten modellbasierten Temperaturreglers wird in einer software-basierten Simulationsumgebung unter Verwendung von Prozessdaten der Pilotanlage nachgewiesen. In dieser Simulationsumgebung wird anstelle des realen Glühofens ein mit Messdaten validiertes Ofenmodell verwendet. Das Potential des Reglers zur Erhöhung der Regelungsgenauigkeit, zur Maximierung des Materialdurchsatzes und zur Minimierung des Energieverbrauchs wird schließlich anhand unterschiedlicher Kennzahlen einer Pilotanlage dargestellt.
Aktualisiert: 2017-12-14
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Flüchtlingsbilder, Rechtspopulismus und Schweigespirale reloaded: Aktuelle Perspektiven Politischer Kommunikation

Flüchtlingsbilder, Rechtspopulismus und Schweigespirale reloaded: Aktuelle Perspektiven Politischer Kommunikation von Bonnen,  Christopher, Löpke,  Kevin, Meyer,  Friedrich-Alexander
Das Düsseldorfer Forum Politische Kommunikation (DFPK) ist eine wissenschaftliche Fachtagung zu Themen der Politischen Kommunikation. Seit 2005 wird das DFPK eigenständig von Studierenden des Masterstudiengangs "Politische Kommunikation" an der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf organisiert und findet jährlich zu aktuellen Themen statt. Die Fachtagung bietet jungen Forschenden die Möglichkeit, ihre wissenschaftlichen Projekte vor einem fachkundigen Publikum vorzustellen, mit Experten zu diskutieren und im Tagungsband zu veröffentlichen. Das DFPK versteht sich dabei als Plattform für Nachwuchswissenschaftler und -wissenschaftlerinnen, die den konstruktiv-kritischen Austausch suchen und Erfahrungen im wissenschaftlichen Präsentieren und Publizieren sammeln wollen. Im Tagungsband ''Flüchtlingsbilder, Rechtspopulismus und Schweigespirale reloaded: Aktuelle Perspektiven Politischer Kommunikation'' des 13. DFPK sind die ausführlichen Fachbeiträge der Vortragenden gesammelt und bieten interessante Einblicke in aktuelle Forschungsthemen der Politischen Kommunikation. Mit Beiträgen von Sarah Marschlich, Lea Baumann, Franziska Busse, Carolin Eicher, Lena Wilms, Christian Wengert sowie Svenja Diedrich und Ann-Cathrin Oster.
Aktualisiert: 2017-12-14
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Zur Vermeidung von Wasserstoffschäden am höchstfesten Stahl 300M bei der galvanischen Abscheidung von Zink-Nickel-Überzügen

Zur Vermeidung von Wasserstoffschäden am höchstfesten Stahl 300M bei der galvanischen Abscheidung von Zink-Nickel-Überzügen von Gommlich,  Tim
Um die bei höchstfesten Stählen immer noch verwendeten, ökologisch bedenklichen Cadmium-Korrosionsschutzüberzüge zu ersetzen, wurde innerhalb der Arbeit ein versprödungssicherer galvanischer ZnNi-Abscheidungsprozess entwickelt. Die bislang verfügbaren Verfahren führten zur Wasserstoffversprödung des höchstfesten Stahls. Diese sollte durch Prozessoptimierung eines kommerziellen Verfahrens verhindert werden. Durch Quantifizierung der Wasserstoffabsorption des höchstfesten Stahls 300M mit In-situ-Wasserstoffpermeationsmessungen konnten die Abscheideparameter mit dem Ziel der Minimierung der Wasserstoffbelastung modifiziert werden. Durch vollständige Wasserstoffbilanzierung wurde erstmals ermittelt, welcher Anteil des insgesamt gebildeten Wasserstoffs vom Stahl absorbiert wird und wie dieser Anteil das Versprödungsverhalten des Stahls beeinflusst. Als grundlegend für die erfolgreiche Vermeidung von Wasserstoffversprödung erwies sich, dass die Parameter des ZnNi-Beschichtungsverfahrens so eingestellt werden, dass eine geeignete ZnNi-Überzugsmorphologie entsteht, welche das Ausgasen des aufgenommenen Wasserstoffs durch Wärmebehandlung erleichtert. Durch Wasserstoffeffusionsmessungen wurde der kritische Wasserstoffkonzentrationsbereich im Stahl 300M bestimmt. Dabei wurde auch festgestellt, dass ZnNi-, Ni-, und Zn-Überzüge erhebliche Mengen an diffusiblem Wasserstoff speichern können, der zeitverzögert in den Werkstoff diffundieren und Wasserstoffversprödung auslösen kann. Bei Glanz-Cadmiumüberzügen wurde ein abweichendes Verhalten festgestellt, welches einen gesonderten Schadensmechanismus vermuten lässt. Als Resultat der Untersuchungen steht nunmehr ein ZnNi-Abscheidungsverfahren für höchstfesten Stahl zur Verfügung, das sich derzeit in der Industrialisierungsphase befindet.
Aktualisiert: 2017-12-14
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Mehr Logik, weniger Grammatik

Mehr Logik, weniger Grammatik von Germann,  Jürgen
Dieses Kompendium bietet "Mehr Logik, weniger Grammatik": die Verbindung von Syntax-Grammatik, Semantik und Pragmatik zur verstehenden Sprach- und Textinterpretation für die Schule - Deutsch Klasse 4/5 bis 12/13 - für Lehrende, Lehramts-Referendare und Studierende. Es ist keine weitere "51. Grammatik" im engen und wissenschaftlichen Sinn, keine Didaktik-Theorie, sondern logische Orientierung in Sachen Sprache und Texte. Für alle wichtigen Begriffe werden Definitionen vorgelegt. Wortarten, Modalitäten, Satzglieder, Satzarten, Satzkonstituenten, Satzkonstruktionen werden systematisch dargestellt und logisch erläutert und münden in einen fünfstufigen Satzbegriff. Für alle sprachlichen, syntakto-logischen Phänomene dieser Art gibt es authentische Textbelege, mehrere konkrete Beispiele werden semantisch und pragmatisch im Detail interpretiert. Abgestimmte Fachbegriffe füllen eine seit langem bestehende Nomenklatur-Lücke. Listen zu allen Bereichen bieten ausführliche bzw. kurze Übersichten der Fachbegriffe. Zur Kommasetzung sind vollständige amtliche Regel-Listen angeführt, praktisch ergänzt mit realen Belegen und zum Teil in neuer, sinnvoller Strukturierung der "Regeln" geboten, die sich nach Satzbaumustern auf zwei Sätze einer Generalregel reduzieren lassen. Die vorliegende Systematik ist weder an eine sprachwissenschaftliche Schule und deren Sondernomenklatur gebunden, noch sind die Benutzer didaktisch und methodisch eingeengt. Ihre Arbeit bleibt in logischer Eigenverantwortung. Das Werk wird ergänzt durch einen Band 2 mit weiteren Textbelegen, Analysen und Interpretationen.
Aktualisiert: 2017-12-14
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Wertorientierte Steuerung der Zins- und Kapitalbindung in Kreditinstituten

Wertorientierte Steuerung der Zins- und Kapitalbindung in Kreditinstituten von Schneider,  Jochen
Kreditinstitute zielen durch die Gestaltung der Fristigkeitsstruktur auf die Erwirtschaftung von positiven Ergebnisbeiträgen ab. Dabei sind für die Fristentransformationserfolge neben der Fristigkeitsstruktur insbesondere die Höhe und die Entwicklung der Zinssätze am Geld- und Kapitalmarkt entscheidend. In der traditionellen Betrachtungsweise ist für die Zinssätze am Geld- und Kapitalmarkt ausschließlich die Zinsbindungsdauer relevant. Die jüngere Vergangenheit hat dagegen die zunehmende Bedeutung der Kapitalbindungsdauer für die Geld- und Kapitalmarktzinssätze gezeigt. Durch diese Veränderung der Zinsstruktur am Geld- und Kapitalmarkt können Kreditinstitute neben einer Zins- nun auch eine Kapitalbindungsfristentransformation betreiben, um Ergebnisbeiträge zu erzielen. Um die beobachtbaren Kapitalbindungsprämien zu berücksichtigen, wird die marktzinsorientierte Ergebnissystematik erweitert und eine Aufspaltung des gesamten Fristentransformationserfolgs auf die Ergebnisquellen Kapitalbindungsfristentransformation und Zinsbindungsfristentransformation vorgenommen. Da zur Vorteilhaftigkeitsbeurteilung von Bankaktivitäten neben dem zu erwarteten Erfolg auch stets die damit verbundenen Risiken zu berücksichtigen sind, wird zusätzlich für die differenzierte Zinssituation die Quantifizierung der aus den Fristentransformationsformen resultierenden Risiken konzeptionell dargestellt. Neben dieser konzeptionellen Betrachtung wird im Rahmen dieses Arbeit eine empirische Untersuchung vorgenommen und analysiert, ob durch die Kapitalbindungsfristentransformation ein positives risikoadjustiertes Ergebnis erzielt werden kann und ob Steigerungen des gesamten Fristentransformationserfolgs durch eine abgestimmte Zins- und Kapitalbindungsfristentransformation möglich sind.
Aktualisiert: 2017-12-13
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Qualitätswissenschaft und Exzellenz

Qualitätswissenschaft und Exzellenz von Bracke,  Stefan
Die vorliegende Festschrift erscheint anläßlich des 80. Geburtstags von Univ.-Prof. Dr.-Ing. habil. Herbert Schnauber. Sie würdigt ihn als hervorragenden Wissenschaftler, Lehrer und Impulsgeber auf den Fachgebieten der Qualitätswissenschaft und Arbeitswissenschaft. Die Festschrift beinhaltet Beiträge der Doktoranden von Herbert Schnauber zu aktuellen Entwicklungen und Diskussionen in den Themenfeldern Produktzuverlässigkeit und Produktionsprozessfähigkeit, Qualitätsmethoden und Qualitätsmanagement, Kundenorientierte Qualitätsarbeit in der Automobiltechnik des Premiumsegments, Qualitätsmanagement im Kontext von Individualisierung versus Standardisierung, Qualität im Zeitalter der Digitalisierung, Qualität in der Betriebsführung komplexer Anlagen, Ganzheitliche Unternehmensbewertung sowie zum Themenkomplex der Gestaltung moderner - am Menschen orientierter -Arbeitssysteme. Die Beiträge zeigen sehr deutlich auf, wie sich das Wirken von Herbert Schnauber in den heutigen Aktivitäten und Tätigkeitsfeldern der Autoren spiegelt, multipliziert und er somit eine nachhaltige Weiterentwicklung von Qualitätswissenschaft sowie Arbeitswissenschaft aktiviert hat.
Aktualisiert: 2017-12-13
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Methodik zur Bewertung und Verbesserung von Systemen zur thermischen Überwachung von Freileitungen

Methodik zur Bewertung und Verbesserung von Systemen zur thermischen Überwachung von Freileitungen von Kubis,  Andreas
Die Transformation des elektrischen Energiesystems in ein zunehmend witterungsabhängiges Gesamtsystem erfordert eine effiziente Nutzung bestehender Netzinfrastrukturen. In diesem Zusammenhang ist die Anwendung von Verfahren, welche die thermische Belastbarkeit von Freileitungen optimal nutzen, vor ökonomischenund regulatorischen Gesichtspunkten vorteilhaft. Weltweit beginnen Netzbetreiber das Konzept des witterungsabhängigen Freileitungsbetriebes verstärkt anzuwenden, gleichwohl die Betriebserfahrungen gering sind und erfolgreich getestete Methoden auf divergenten Ansätzen basieren. Der Vergleich und die Bewertung dieser Ansätze verlangt zeitlich und räumlich detaillierte Referenzmessungen von Freileitungstemperaturen, die allerdings aufgrund der weiträumigen Ausdehnung von Freileitungen und des damit einhergehenden örtlich und zeitlich wechselhaften Witterungseinflusses nicht verfügbar sind. In dieser Dissertation wird eine Simulationsumgebung zur Bereitstellung einer reproduzierbaren Temperaturreferenz mit exakter Orts- und Zeitkenntnis auf Basis einer elektro-thermischen Freileitungsmodellierung entwickelt. Mit ihr werden sowohl wettergestützte als auch auf der kontinuierlichen Schätzung von Leitungsparametern basierende Messsysteme systematisch untersucht und ihre Genauigkeit evaluiert. Weiterhin wird eine Kombination dieser Messsysteme vorgestellt und gezeigt, dass diese eine räumlich flexiblere und präzisere Messung von Leitungstemperaturen, im Vergleich zu den jeweiligen Einzelsystemen, ermöglicht.
Aktualisiert: 2017-12-13
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Experimentelle Untersuchung der Spaltströmung in einem Modell eines Kurbelwellenhauptlagers

Experimentelle Untersuchung der Spaltströmung in einem Modell eines Kurbelwellenhauptlagers von Nobis,  Matthias
Vor dem Hintergrund der noch nicht vollständig verstandenen Ursachen von Kavitationserscheinungen in Gleitlagern besteht die Notwendigkeit, eine genaue Kenntnis über die Strömungsvorgänge im engen Spalt zwischen Welle und Lagerschale zu erlangen. Die experimentellen Untersuchungen dieser Spaltströmung erfolgen in einem Lagermodell, dessen geometrische Eigenschaften aus den Abmessungen eines beispielhaften Kurbelwellenhauptlagers abgeleitet werden. Dabei wird auch die radiale Wellenverlagerung, wie sie in instationär belasteten Gleitlagern auftritt, in vereinfachter Form im Prüfstandsaufbau berücksichtigt. Mithilfe von Farbvisualisierungen wird die Komplexität dieses Strömungsproblems sichtbar und es können qualitative Aussagen getroffen werden. In Erweiterung dazu wird mit laseroptischen Geschwindigkeitsmessungen eine quantitative Bewertung ausgeführt. Die aufgenommen Messwerte werden je nach Möglichkeit mit Literaturdaten, analytisch berechneten Geschwindigkeitsverteilungen oder mit numerischen Berechnungsergebnissen verglichen. In weiterführenden Visualisierungsversuchen wird im Lagermodell unter Einsatz eines angepassten Fluids die Blasenentstehung für den speziellen Fall der Stoßkavitation aufgezeigt. Dabei wird die Abhängigkeit von zugeführtem Volumenstrom und eingestellter Drehzahl diskutiert. Die Arbeit hält eine breite Basis an experimentellen Untersuchungsergebnissen bereit und trägt zum Verständnis der Abläufe innerhalb der dreidimensionalen Schmierspaltströmung bei.
Aktualisiert: 2017-12-12
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Produktivitätsbewertung und simulationsbasierte Gestaltung von wissensintensiven Dienstleistungen

Produktivitätsbewertung und simulationsbasierte Gestaltung von wissensintensiven Dienstleistungen von Petz,  Andreas
Das Produktivitätsverständnis auf Unternehmensebene ist auch heute noch sehr stark von der Güterproduktion geprägt. Offenkundig unterliegt die Produktion von Dienstleistungen völlig anderen, zum Teil diametralen Bedingungen, weshalb die Aussagekraft der traditionellen Produktivitätskennzahl als Quotient von Output zu Input als eingeschränkt und ihre isolierte Betrachtung sogar als gefährlich bezeichnet werden muss. In der Dissertation wird ein integratives Produktivitätsmodell für wissensintensive Dienstleistungen vorgestellt. Mithilfe einer ganzheitlichen Produktivitätslogik werden Unternehmen befähigt, ein spezifisches Kennzahlensystem zur Erfassung und Bewertung aufzustellen. Die Einflussfaktoren auf die Produktivität der Dienstleistungserbringung wurden im Rahmen von 32 semi-strukturierten Interviews mit betrieblichen Experten aus der chemischen Industrie und der Energiewirtschaft identifiziert. Die empirische Überprüfung der im Modell abgebildeten Konstrukte und Wechselwirkungen erfolgte auf Basis einer Online Querschnittsstudie mit 386 Teilnehmenden und der Strukturgleichungsmodellierung in SmartPLS. Die Ergebnisse zeigen, dass bei Wissensarbeit die Analyse, Bewertung und Steuerung der Effektivität wichtiger ist als die der Effizienz. Für eine kontinuierliche Gestaltung und Optimierung von wissensintensiven Engineering Projekten werden zudem eine Modellierungsmethode basierend auf Design Structure Matrizen sowie ein Simulationsalgorithmus vorgestellt. Die stochastische und ereignisdiskrete Simulation unterstützt Manager/-innen dabei, die Produktivität einer Dienstleistungsorganisation mit geringem Modellierungsaufwand im Voraus zu untersuchen. Die "Was wäre, wenn?" Simulationsstudien können zudem dazu genutzt werden, Chancen zu erkennen und Risiken zu vermeiden.
Aktualisiert: 2017-12-11
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Modellbildung und numerische Analysen zur Ermüdung von Stahlfaserbeton

Modellbildung und numerische Analysen zur Ermüdung von Stahlfaserbeton von Heek,  Peter
In der Arbeit werden ein Ermüdungsschädigungsmodell für Stahlfaserbeton abgeleitet und Konzepte zur numerischen Strukturanalyse damit entwickelt. Dazu wird eine vorhandene zeitinvariante, auf der elasto-plastischen Kontinuumsschädigungstheorie basierende Materialbeschreibung von Beton um die zyklenabhängige Faserwirkung erweitert. Stahlfaserbeton wird homogen auf der Makroebene idealisiert, seine Schädigung in Form rissbedingter Steifigkeits- und Festigkeitsdegradationen isotrop mit effektiven Spannungen behandelt. Zur Ermittlung von Bruchlastspielzahlen bei zyklischer Beanspruchung konstanter Frequenz, Amplitude und Oberspannung werden für Beton und Stahlfaserbeton neue Wöhlerlinien unter Berücksichtigung spannungs- und materialabhängiger Duktilität abgeleitet. Auf Basis des Envelope-Konzeptes wird eine kontinuierliche multivariate Funktion zur Beschreibung der uniaxialen Verzerrungsevolution eingeführt, die der Berechnung skalarer Schädigungsvariablen dient. Ein modifizierter Schädigungsakkumulationsansatz erfasst die Auswirkungen mehrstufiger Lastprozesse, multiaxiale Spannungszustände werden über eine Vergleichsspannung in einen uniaxialen Referenzzustand überführt. Zur zeitvarianten Strukturanalyse wird das Ermüdungsschädigungsmodell zunächst in ein Plastisches Gelenkmodell implementiert. Auf Querschnittsebene erfolgen inkrementell-iterativ Gleichgewichtsbetrachtungen, die Aufschluss über Spannungsumlagerungen und das Verformungsverhalten mit der Zeit geben. Zur Erweiterung des Anwendungsbereiches werden die konstitutiven Gleichungen an ein physikalisch nichtlineares Finite-Elemente Modell mit verschmierter Riss- und eingebetteter Bewehrungsmodellierung adaptiert. Durch Versuchsnachrechnungen wird die Modellqualität verifiziert.
Aktualisiert: 2017-12-11
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