ADDITIVE & BeanAir Produkte zu Wireless Sensor Networks ... · Algebra basierte Modellierung /...

Copyright 2018 ADDITIVE GmbH

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ADDITIVE & BeanAir Produkte zu Wireless Sensor Networks – Rethink Sensing Technology


ADDITIVE Soft- und Hardware für Technik und Wissenschaft GmbH

Messen • Berechnen • Visualisieren • Automatisieren

ADDITIVE ist ein Systemhaus und Ingenieurdienstleister mit Produkten & Dienstleistungen für technisch, wissenschaftliche Anwendungen

ADDITIVE stellt sich den Kundenanforderungen in vier Geschäftsbereichen

• SOFTWARE • IT-SERVICE • ADDITIVE-ACADEMY • MESSTECHNIK-SENSORIK

ADDITIVE Kunden profitieren

vom interdisziplinären Know-How der Mitarbeiter mit überwiegend ingenieur- oder naturwissenschaftlichem Hintergrund

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ACADEMY

• Schulungen für alle

Geschäftsbereiche

• Workshops

• Consulting

• Seminare

• Personalvermietung

additive-academy.de/

SOFTWARE

• Datenerfassung / -analyse & Datenvisualisierung

• Numerische & Computer-Algebra basierte Modellierung / Simulation

• Statistik, Six Sigma und DOE im Qualitätswesen

• Prozess-Modeling • Financial Computing • Modellbildung und

Optimierung • Online-Konferenzen • ChemieInformatics,

Molecular Modeling & Laborinformationssysteme

• Technische Dokumentation

additive-net.de/software

ADDITIVE - Spezialisten für Messen, Berechnen, Visualisieren und Automatisieren

additive-net.de/it-service

IT-SERVICE

• IT-Sicherheit • Vernetzung von Standorten • Private Mobile Netzwerke -

Datenkommunikation mobiler Systeme

• Industrie 4.0 Integration • CAQ Integration • High Performance

Computing (HPC) • Webbasierte Anwendung • Datenbankzugriff • ADDITIVE Cloud-Services-

Private- und Enterprise-Cloud-Systeme

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additive-net.de/messtechnik

MESSTECHNIK-SENSORIK

• BeanAir kabellose Datenerfassung und Sensorik • Zustands- und

Strukturüberwachung • Erschütterungs- und

Vibrationsmessungen • Nanolike:

Dehnungsmessstreifen auf Nanopartikelbasis • Füllstandsmessung

• Kunak: Luftqualitäts-

Überwachung

http://www.additive-net.de/de/unternehmen/auszeichnungen

http://www.additive-academy.de/



http://www.additive-net.de/software

http://www.additive-net.de/it-service

http://www.additive-net.de/messtechnik


• Zustands- und Strukturüberwachung an Gebäuden und Maschinen • Erschütterungs- und Vibrationsmessungen in Transportmitteln und Gebäuden • Gebäudeüberwachung wie Energieverbrauchsmessung • Umweltüberwachung • Erneuerbare Energien • Embedded Measurement • Prozessmonitoring

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„Wir messen branchenübergreifend – bevorzugt drahtlos“

Lösungskompetenz im GB MESSTECHNIK-SENSORIK




Nanolike - NanoDMS

Die Nanosensoren sind Dehnungsmessstreifen, bei denen in einem innovativen Verfahren Nanopartikel auf das aktive Gebiet (100 µm) aufgebracht werden. Die spezielle Aufbringungstechnik auf Nanoebene erlaubt, dass auch sehr feine Verformungen in einem sehr großen Messbereich gemessen werden können und das bei extrem kleinem Strombedarf (< 1 µW).

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Nanosensoren, hochempfindliche Dehnungsmessstreifen mit geringstem Stromverbrauch

Einsatzbereiche •Übliche DMS Einsatzbereiche wie Druck, Zug, Kraft, Gewicht, Verwindung,.. •IoT Anwendungen •Wearables •.....



Nanosensoren - IoT

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Nanosensors, mit geringstem Stromverbrauch für das Internet of Things (IoT)

Nanosensoren messen Gewicht,

Kraft, Druck, Zug, Verwindung

...für eingebettete Internet of

Things (IoT) Anwendungen, dank

geringstem Platzbedarf und

geringstem Stromverbrauch.





Nanosensoren bereit für die Zukunft

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• Klein (bis zu 100 x kleiner)

• Geringster Stromverbrauch

(bis zu 1000 x weniger)

• hohe Empfindlichkeit (bis zu

50 x geringer)



BeanAir-Produktpalette Die kabellosen BeanAir-Sensortechnologien bieten große Zuverlässigkeit, Flexibilität und Wartungsfreundlichkeit und sind einfach zu implementieren. Einsatzbereiche • Zustandüberwachung • Prozessmonitoring • Vorausschauende Fehlerdiagnose • Umweltüberwachung

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Drahtlose Sensornetzwerke Drahtloses Messdatenerfassungssystem » BeanDevices • Drahtloser Sensor • Übertragung in Echtzeit • Datenlogger mit hoher Kapazität

» BeanDevice AVX • Drahtloses Datenerfassungsgerät • Übertragung in Echtzeit • Datenlogger mit hoher Kapazität

» Wilow - Sensornetzwerk im offenen WiFi-Standard





Über BeanAir

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• Firmengründung 2008 • Hauptfirmensitz in Berlin (Deutschland) • 25 Angestellte, weltweit verteilt auf 4 Büros • Systemintegrationspartner: USA, Europa, Australien, Russland und Asien • Mitgliedschaften: EST (European Society of Telemetry), BBAA (Berlin

Brandenburg Aerospace Allianz), RUMEMS (Russland MEMS)

Entwicklung und Herstellung von Wireless Sensor Netzwerken

SHM (Structural Health Monitoring)

technisches Gebäude-management

Prozessindustrie

Umwelt


BeanAir Wireless Sensor Netzwerk-Architektur

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http://messtechnik-sensorik.additive-net.de/de/produkte/kabellose-sensorik/sensoren-datenlogger

http://messtechnik-sensorik.additive-net.de/de/produkte/kabellose-sensorik

http://messtechnik-sensorik.additive-net.de/de/produkte/kabellose-sensorik/sensoren-datenlogger









SmartSensor Devices Wireless Beschleunigungssensor geeignet zur Vibration-

und Schocküberwachung

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• Maximale Abtastrate: 4 kHz pro Achsenkanal • Varianten: ±2 g , ±10 g • Maximale Reichweite : 650 m (L.O.S) • Speicher: 8 Mio. Messpunkte • Stoßfestigkeit: 200 g/50 ms • Arbeitstemperaturbereich: -20°C bis +65°C • Batterieladung: 2000 mAh

• Maximale Abtastrate: 1 kHz pro Achsenkanal • Varianten: ±2/4/8 g , ±6/12/24 g • Maximale Reichweite : 500 m (L.O.S) • Speicher: 1 Mio. Messpunkte • Stoßfestigkeit: 100 g/50 ms • Arbeitstemperaturbereich: -20°C bis +65°C • Batterieladung: 1250 mAh

AX-3D Xrange

AX-3DS


SmartSensor Devices Wireless Neigungssensor geeignet zur Neigungsüberwachung

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HI-INC Xrange • Maximale Abtastrate: 60 Hz pro Achsenkanal • Varianten: ±15°, ±30° • Maximale Reichweite : 650 m (L.O.S) • Speicher: 8 Mio. Messpunkte • Stoßfestigkeit: 200 g/50 ms • Arbeitstemperaturbereich: -20°C bis +65°C • Batterieladung: 2000 mAh

• Maximale Abtastrate: 60 Hz pro Achsenkanal • Varianten: ±30°, ±90° • Maximale Reichweite : 500 m (L.O.S) • Speicher: 1 Mio. Messpunkte • Stoßfestigkeit: 100 g/50 ms • Arbeitstemperaturbereich: -20°C bis +65°C • Batterieladung: 950 mAh

INC


EcoSensor Devices Temperatursensoren und Impulszähler zur Umweltdatenerfassung

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Temperatur, relative Luftfeuchte & Taupunkt

IR-Temperatur

Impuls-Zähler Temperatur


ProcessSensor Devices Wireless Datenlogger zur Integration von unterschiedlichen Sensortypen dritter

Hersteller ins Wireless Sensor Netzwerk (WSN)

In unterschiedlichen Ausführungen erhältlich: • 4-20 mA • ±20 mV • ±5 V • ±10 V auch als X-Range erhältlich

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• Maximale Sensorkanäle: 4 • Maximale Abtastrate: 400 Hz pro Sensorkanal • Maximale Reichweite : 1000 m (L.O.S) • Speicher: 1 Mio. Messpunkte • Stoßfestigkeit: 10 g/50 ms • Arbeitstemperaturbereich: -20°C bis +65°C • Batterieladung: 950 mAh


BeanGateway (WSN-Koordinator) als BeanGateway® Ethernet- oder Modbus-Version erhältlich

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Indoor Outdoor

http://messtechnik-sensorik.additive-net.de/de/produkte/kabellose-sensorik/netzwerk-manager












BeanGateway (WSN-Koordinator)

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Modbus-Kommunikation ermöglicht eine problemlose Integration mit Überwachungssoftware oder SPS-Systemen


BeanScape-Software zur Echtzeit Überwachung und Steuerung

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• In 4 Versionen erhältlich: Manager, Basic, Premium und Premium+

• BeanScape Manager: kostenfreie Version

• BeanScape Premium+ verfügt über OPC Server

http://messtechnik-sensorik.additive-net.de/de/produkte/kabellose-sensorik/beanscape-software











TimeSync

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Zeitsynchronisation über Wireless Sensor Netzwerk ist nicht für alle Sensortypen verfügbar


Typischer Aufbau eines Wireless Sensor Netzwerks

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Stromversorgungsmöglichkeiten für das Wireless Sensor Netzwerk: Externe/Interne Batterien und Akkumulatoren Versorgung durch Netzteil Alternative Energiegewinnung (Solarzellen, Vibrationsenergie,

Thermalenergie…)


Zustandüberwachung Structural Health Monitoring (SMH)

Ziele von SHM sind: • Schadenserkennung “Liegt ein Schaden vor?” • Schadenslokalisierung “Wo ist der Schaden?” • Schadensquantifikation “Wie schwer ist der

Schaden?” • Schadensprognose “Welche Schäden können in

Zukunft auftreten?”

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Was ist Structural Health Monitoring? Überwachung der strukturellen Unversehrtheit für Gebäude, Brücken, Tunnel, Offshore-Plattformen, Fahrzeugen, Flugzeug und -zellen usw. …


Kurzübersicht von SHM

Einsatzgebiete: • Gebäude • Tunnel • Brücken • Dämme • Windkrafträder • Flugzeugzellen

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Messungen: • Vibrationen • Spannungen • Belastungen • Deformationen • Neigungen • Strömungen • Verschiebungen

Schadensereignisse: • Korrosion • Risse • Abplatzungen • Spannungen • Ablösungen


Messtechnische Langzeitstudie: Zusammenarbeit: Cautus GEO AS Sensor Typen: BD-HI-INC ±15° Zeitraum: 2 Jahre BD-AX-3D ±2g Region: Norwegen

Zustandsüberwachung beim Brücken- und Straßenbau (1/3)

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• BeanDevice® HI-INC ±15° + BeanDevice® AX-3D 2g-Version wurden zur Überwachung der Struktur in der Bauphase eingesetzt

• Die BeanDevices werden hier von einer externen Batterie versorgt


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Messtechnische Kurzzeitstudie: Zeitraum: 5 Monate Region: Deutschland Sensor Typen: BD-HI-INC ±15°

Eckdaten

Low Duty Cycle 1 Messung alle 15 Min.

Batterielebens-dauer

5 Monate

Verdrahtungs-kosten

0 Euro

Kosten pro Sensor ca. 500 Euro



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Brückenstrukturüberwachung in Ontario (Kanada) – Mehr als 200 BeanDevices AX-3D und HI-INC wurden vor Ort während und nach der Bauphase eingesetzt



Zustandsüberwachung Neigung+Riss (1/2)

• Neigungssensoren werden eingesetzt, um die Brückenfundamente auf Absacken und Verkippung zu überwachen.

• Zusätzlich ist ein Datenlogger mit Abstandssensor im Einsatz, um einen aufgetretenen Riss zu überwachen.

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Zustandsüberwachung Neigung+Riss (2/2)

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Das BeanDevice® AN-420 versorgt den Sensor mit dem nötigen Strom.

Riss-Erfassung mit Abstandssensor (4-20 mA Ausgang)


Zustandsüberwachung Vibration+Schwingung

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BeanDevice AX-3D Xrange, montiert an unterschiedlichen Stahlträgern, dient zur Überwachung der auftretenden Vibrationen und Schwingungen an der Struktur. • Abtastrate lag bei 200 Hz bzw. 400 Hz • Bei Frosttemperaturen (bis -20°C)


Zustandsüberwachung eines freischwingenden Auslegers einer Hochsee-Ölplattform

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Temperatur- & Belastungsüberwachung anhand von akustischen Oberflächenwellen durch SAW-Sensoren Einwirkende Kräfte: • Wellengang • Schwerkraft • Starke Temperaturunterschiede • Belastung durch Bebauung

Projektpartner:


Zustandsüberwachung eines Auflagers mit Solarstrom

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• Solarzelle • Ultra Low Power

Wifi Verstärker • WSN Koordinator -

BeanAir Gateway • ATEX Zonen 1

Gehäuse

Drahtloser-SAW-Sensor (Oberflächen-schwingungsmesser) für Temperatur- und Belastungsmessung in Strukturen


Zustands- und Nutzungsüberwachung von Schienen Berliner Nahverkehr Line U2 (1/2)

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Beandevice HI-INC Xtend ( ±15°Version)

BD-HI-INC +

PRIM XTENDER (6,5 Ah)

Neigungssensor wird eingesetzt um ein Absacken des Gleisbettes zu detektieren


Zustands- und Nutzungsüberwachung von Schienen Berliner Nahverkehr Line U2 (2/2)

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BeanDevice HI-INC Xtend-Version kommt mit einer Primärzelle die eine Ladungskapazität von 6500 mAh hat. Bei diesem Projekt wurde die Akku-Lebensdauer um mehr als 2 Jahre verlängert.

Diese Überwachungsapplikation besteht seit 2010.


Neigungs- und Schwingungsüberwachung einer Windkraftanlage mit Datenaufbereitung durch FFT

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BeanDevice AX-3D Xrange im Inneren einer Windkraftanlage montiert zur Überwachung der Vibration. Die Überwachung erfolgt mit einer Abtastrate von 500 Hz.


Datenaufbereitung mit spezieller Datenanalysesoftware

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Die Messdaten lassen sich mit einer Vielzahl von Datenanalysesystemen aufarbeiten, wie z.B. mit Origin/OriginPro, Mathematica usw.


Vibrationsüberwachung einer hydraulischen Schiffshebeanlage

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BeanDevice HI-INC Neigungssensor ±15°

Bei diesem Test wurde das BeanDevice HI-INC mit einem verdrahteten Neigungssensor gleicher Qualität verglichen und vom Benutzer auf

Langzeittauglichkeit geprüft.

Steigungs- & Roll-Messungen (1/2) Vergleichstest zwischen BD-HI-INC und drahtgebundenem

Neigungssensor


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Steigungs- & Roll-Messungen (2/2) Vergleichstest zwischen BD-HI-INC und drahtgebundenem

Neigungssensor

Versuchsaufbau für Steigungs- und Roll-Testvergleich

1. BD-HI-INC 15°Neigungssensor 2. Drahtgebundener Neigungssensor 3. Kalibriertisch 4. Digital-Wasserwage

1

2 2

2

3

3 3

4

4

4


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BeanDevices und BeanGateways sind über das

gesamte Flugzeug – innen + außen – verteilt.

Dient der Roll-, Steigung-, Vibrations- und

Schwingungsüberwachung.

Bodentests bei Passagiermaschinen (1/4)


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Projektpartner:


Spacewireless® Produktreihe - kabelloses Messdatenerfassungssystem

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Wireless DAQ

WSN basiert auf IEEE 802.15.4A Standard

Wireless Koordinator Überwachungs-Software

Wireless DAQ

Wireless DAQ

http://messtechnik-sensorik.additive-net.de/de/produkte/kabellose-erfassung









BeanDevice AVX-DAQ

Hauptmerkmale: 24-Bits Delta-Sigma Analog-Digital-Wandler Leicht zu verbinden mit ziemlich jeder

Energiegewinnungsart (Solar, TEG, Vibration…) Leichtes und robustes Aluminium-Gehäuse, (IP67) AVX-DAQ-T : Kompatibel mit PT100, Thermoelementen & Kleinspannungs-Sensoren Maximale Abtastrate: 2 kHz

AVX-DAQ-IEPE: Kompatibel mit Low-Power-IEPE, 4-20 mA Sensoren,

und Kleinspannungs-Sensoren (Dehnungsmessstreifen, Druck, Abstandssensor, usw.)

Kompatibel mit TEDS Class 2 Sensoren Maximale Abtastrate: bis 32 kHz

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BeanGateway® AVX

Hauptmerkmale: LAN/Ethernet 10/100 Mbit/s

Dual IPV6/IPV4

POE (Power over Ethernet)

IEEE 1588/PTP –V2 Grandmaster-Version enthält ein GPS-Modul zur

hochpräzisen Zeiterfassung (±25 ns Genauigkeit)

USB OTG Link (USB zu RJ45)

High Speed RS422 Link (11 MBit/s)

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Wireless Multi-Protokoll Sensor Netzwerk Koordinator


Vorteile der Spacewireless Baureihe

Messdatenerfassung in der Nähe der Sensoren Kabellose Messdatenübertragung zum Master Zeitabweichungen werden direkt vom Spacewireless Sensor Netzwerk

verwaltet Modal-Analyse ist mit Spacewireless Sensor Netzwerken möglich System erlaubt eine Vielzahl von alternativen Energiegewinnungsarten zur

Steigerung die Batterielebensdauer (Solar, Vibration, TEG…) Kompatibel mit einer Vielzahl von Sensoren entwickelt zur Struktur-

Überwachung (DMS, Abstandssensoren, Vibrationssensoren, SAW usw.) TEDS-Spezifikation erlaubt eine sichere, schnelle und einfache Installation

(Die Sensoren-DNA ist dem DAQ-System bekannt)

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Spacewireless bei Flugzeugen

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Überwachung der Tragflächen mit DMS und Spacewireless AVX-WDAQ-IEPE Datenloggern


Spacewireless & Airbus

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Die Spacewireless-Technologie wurde für die Überwachung der Struktur der europäischen Trägerrakete „Ariane 6“ entwickelt


Spacewireless – Netzwerk Features

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Spacewireless Sensor Netzwerk Features:

• IR Ultra-Wide Band Technologie mit Anti-Jamming-Funktion • Frequenzband : 3,5 GHz bis zu 6,5 GHz • Zeitgesteuertes Wireless Netzwerk:

o Zeitsynchronisation (< 5µs Genauigkeit)




WILOW - Sensoren mit geringem Strombedarf im offenen Wifi-Standard

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http://messtechnik-sensorik.additive-net.de/de/produkte/wifi-sensorik

Die akkubetriebenen Vibrations-, Schock- oder Neigungssensoren der BeanDevice WILOW-Sensoren arbeiten im Standard-Wifi-Frequenzbereich (IEEE 802.11 b/g/n). Die Sensoren besitzen einen Datenlogger für bis zu 5 Millionen Datenpunkte.

Bauformen

• Beschleunigungssensor ±2g und ±10g • Schocksensor ±22/4/8/16 g • Neigungssensor ±15° /±30°









Strategische BeanAir Partnerunternehmen….

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http://delphi.com/

http://www.bahn.de/

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bc/COA_Brazilian_Navy.svg

http://www.slb.com/


Kunak - Luftqualitätsüberwachung Autarkes, kompaktes Messsystem

zur Luftüberwachung

• Schadstoffüberwachung Gase & Partikel • Detektion von Lärmbelästigung • IoT-System • Plug & Play System, Autosetup • Kompakte Bauform • Geringer Strombedarf, auch solarbetrieben • Datensicht in der Kunak-Cloud • Ideal für Städte • Für Industrie-Monitoring als Private Cloud • Wifi, Bluetooth, G3/G4, SigFox, LoRa, …

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http://www.kunak.de

http://www.kunak.de/


ADDITIVE-ACADEMY

Minitab Certified Training

„Wissenstransfer“

http://www.additive-academy.de

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http://www.additive-academy.de/minitab

Ihr Erfolg ist unser Ziel! Die ADDITIVE ACADEMY hat sich zum Ziel gesetzt, Ihnen den Einsatz von Software und Hardware in Ihrem jeweiligen Bereich, wie Messtechnik, Datenanalyse, Visualisierung oder Statistik, zu erleichtern. Hierzu bieten wir Ihnen unterschiedliche Formen des Wissenstransfers an, z.B. Schulungen, Workshops und Seminare.

Wolfram Certified Training http://www.additive-academy.de/mathematica

OriginLab Certified Training http://www.additive-academy.de/origin

Six-Sigma Workshops

Computational Chemistry Workshops

firmenspezifische Schulungen, bei Ihnen oder bei uns





http://www.additive-academy.de/mathematica



http://www.additive-academy.de/origin




ADDITIVE - Spezialisten für Messen, Berechnen, Visualisieren und Automatisieren

• ... für Software Lizenzstrategien und Lizenzsteuerung

- Einzelplatz, Netzwerk, firmenweit - Kauf und Miete

• ... für drahtlose Datenerfassung / Sensorik

• ... für Full-Service IT-Lösungen

• ... für Anwendungsprogrammierung, webbasierte Anwendungen

• ... für Applikationsprojekte im technisch wissenschaftlichen Bereich

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Kontaktieren Sie unser Team... per E-Mail: [email protected] per Telefon: 06172 / 5905-45

ADDITIVE Soft- und Hardware für Technik und Wissenschaft GmbH

Max-Planck-Straße 22b 61381 Friedrichsdorf





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