Beitragsband Gastvortragsreihe Mensch-Maschine interaktiv 2009

F R A U N H O F E R - I N S T I T U T F Ü R F A B R I K B E T R I E B

U N D - A U T O M AT I S I E R U N G I F F

VIRTUAL REALITY – MENSCH UND MASCHINE IM INTER-AKTIVEN DIALOG

GASTVORTRAGSREIHE VIRTUAL REALITY 2009

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Gastvortragsreihe Virtual Reality 2009

VIRTUAL REALITY – MENSCH UND MASCHINE IM INTERAKTIVEN DIALOG

Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Michael Schenk

In Kooperation mit:

Tagungsband_GVR_VR_2009.pdf 1 30.11.2009 15:34:17

INHALTSVERZEICHNIS

Vorwort 6 Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Michael Schenk Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung Grußwort 9 Prof. Dr. Klaus Erich Pollmann Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Grußwort 11 Minister Dr. Reiner Haseloff Ministerium für Wirtschaft und Arbeit des Landes Sachsen-Anhalt Vorstellung eines Tatortdokumentationssystems 13 Kriminalhauptkommissar Thomas Strauß Landeskriminalamt Sachsen-Anhalt Virtuelle Realität für Training und Ausbildung 21 Dipl.-Inf. Heike Kißner szenaris GmbH 10 Jahre industrienahe Erforschung von AR/VR-Technologien - 45 Visionen einst und heute Dipl.-Inform. Wolfgang Wohlgemuth Siemens AG Industry Sector Virtual Hospital: Training und Interaktion in virtuellen 83 klinischen Umgebungen Dipl.-Kfm. Ingo Lauter Spirit Link GmbH Immersive Engineering 89 Martin Zimmermann VISENSO GmbH

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Wie wir schon bald unsere Computer steuern 117 Dipl.-Inf. Tom Wendel Microsoft Deutschland GmbH »Dampflokparadies« Harzer Schmalspurbahnen – 127 von der realen zur virtuellen Dampflok Dr. sc. techn. Dietrich-E. König Harzer Schmalspurbahnen GmbH; Dipl.-Inf. André Winge Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung Wissenschaftliche Begleitung 147 Portraits des Wissenschaftlichen Beirates Forschung für die Praxis 170 Autorenverzeichnis 173 Impressum 176

Inhaltsverzeichnis.pdf 2 01.12.2009 14:09:51

VORWORT�

Gerade in der Zeit der be-wegten Weltwirtschaft ist es unverzichtbar, in Forschung und Innovation zu investie-ren. Der Druck auf die Un-ternehmen wächst durch die internationale Konkurrenz stetig, so dass es entschei-dend ist, mit neuesten Tech-nologien alle Potenziale auszuschöpfen. Die Referen-ten der diesjährigen Gastvor-tragsreihe haben gezeigt, welche Potenziale in Virtual Reality-Technologien stecken und wohin diese Technolo-gien uns in der Zukunft füh-ren. Langjährigen Begleitern unserer Gastvortragsreihe wird aufgefallen sein, dass die Veranstaltung mit einem neuen Partnerlogo erschie-nen ist. Es steht für das »Center for Digital Engineer-ing«, das sich aus der inten-siven Zusammenarbeit zwi-schen Fraunhofer IFF und der Otto-von-Guericke-Univer-sität Magdeburg entwickelte. Das »Center for Digital Engi-neering« befindet sich z.Zt. im Aufbau, nachdem es am 30. März 2009 feierlich er-öffnet wurde. Die Gründung des CDE ist der erste Schritt,

die Vision eines eigenständi-gen Hochschulzentrums Wirklichkeit werden zu las-sen. Das CDE dient in einer fakultätsübergreifenden Ko-operation der Organisation interdisziplinärer Forschung und der Ausbildung des wissenschaftlichen Nach-wuchses. In diesem Center kombinieren die Partner ihre Stärken: Die Grundlagenfor-schung der Universität und die Erfahrungen der Fraun-hofer-Experten aus der an-gewandten Forschung wer-den in eine Symbiose ge-bracht. Die beiden Partner arbeiten in all diesen Projek-ten eng zusammen und wollen dies mit dem neuen Hochschulzentrum intensi-vieren. Diese Zusammenarbeit spie-gelt sich in unserer etablier-ten Gastvortragsreihe wider. Sie soll den Studenten der Ingenieurstudiengänge die Anwendungen dieser Tech-nologien aus dem Bereich des Engineering aufzeigen und Bestandteil des Master-studienganges werden. Schwerpunktthema der 6. Vortragsreihe ist der Einsatz von Virtual Reality für indus-

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h.Michael Schenk,

Institutsleiter des Fraunhofer IFFFoto: Dirk Mahler


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trielle und sicherheitsrelevan-te Anwendungsbereiche verschiedener Branchen. Produktionstechnik und Pro-duktentwicklung werden dabei ebenso ins Visier ge-nommen wie die Qualifizie-rung und Ausbildung durch innovative Trainingsmetho-den. Solche kundenspezifisch entwickelten Trainingssyste-me ermöglichen das reali-tätsnahe Anwenden und Trainieren von Verfahren oder Arbeitstechniken ohne Gefahren und mit deutlicher Kostenersparnis für Unter-nehmen. Die Gastvortragsreihe »Vir-tual Reality – Mensch und Maschine im interaktiven Dialog« hat sich zum Ziel gesetzt, Anwender und Entwickler neuer Technolo-gien aus vielfältigen Bran-chen miteinander ins Ge-spräch zu bringen und den Dialog über Technologie-trends zu führen. Der vorlie-gende Tagungsband beinhal-tet die Vorträge der sieben Referenten. Eindrucksvoll und sehr anschaulich haben sie es geschafft, die Zuhörer in die Welt der Virtual Reality und des Virtual Engineering

zu führen. Dafür und für Ihren Besuch in Magdeburg möchte ich ihnen großen Dank aussprechen. Herzlich danken möchte ich ebenso dem Minister für Wirtschaft und Arbeit des Landes Sachsen-Anhalt, Dr. Reiner Haseloff, der auch in diesem Jahr wieder die Schirmherrschaft übernom-men hat. Ihr Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Michael Schenk


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GRUSSWORT�

Das Digitale Engineering als Disziplin zwischen den Schnittstellen der Ingenieur-wissenschaften und Informa-tik ermöglicht weitreichende Effizienzsteigerungen nicht nur im Prozess der Entwick-lung neuer Produkte sondern auch darüber hinaus. Gleich-zeitig werden weitere An-satzpunkte in Technologien und Methoden aufgezeigt, die beträchtliche Potenziale bergen. Die durch das Fraun-hofer IFF in Kooperation mit

dem Center for Digital Engi-neering der Otto-von-Guericke Universität i.G. organisierte Gastvortragsrei-he »Virtual Reality – Mensch und Maschine im interakti-ven Dialog« ermöglicht den einerseits hochwertigen wissenschaftlichen Austausch neuer Ideen und andererseits die Darstellung der praxisna-hen Umsetzung in der Wirt-schaft. Die globale Wettbe-werbssituation erfordert heutzutage effiziente Pro-duktionsprozesse. Der dabei stark gestiegene Konkur-renzdruck macht nicht nur den Einsatz effektiver, son-dern auch innovativer und anpassungsfähiger Werkzeu-ge im Produktionsprozess notwendig. Eine durchge-hende Digitalisierung in der Entwicklung, Produktion und Nutzung der Produkte ist ein essenzieller Erfolgsgarant für jedes Unternehmen. Auf-grund der steigenden Kom-plexität ist der Einsatz digita-ler Werkzeuge, wie die Verwendung von virtueller und erweiterter Realität, ein vielversprechender Ansatz. Anwendung finden diese bereits heute auf breiter Basis, wie zum Beispiel in der

Automobil- und Luftfahrtin-dustrie, der Medizintechnik und dem Maschinen- und Anlagenbau. Gleichzeitig stellt der Einsatz Virtueller Realität ein modernes Lern-medium in Aussicht, das dreidimensionale Inhalte eröffnen und neue Möglich-keiten des Informationsaus-tausches und der Wissens-vermittlung ermöglichen kann. Ich freue mich, dass die diesjährige Gastvortragsreihe in enger Kooperation von Fraunhofer IFF und dem Center for Digital Enginee-ring i.G. der Otto-von-Guericke Universität erfolgt. Ich wünsche ein gutes Gelin-gen und einen spannenden Erfahrungsaustausch für diese Veranstaltung, darüber hinaus aber eine Festigung der Kooperationsbezie-hungen und den Ausbau im Bereich des Digitalen Engi-neerings. Ihr

Prof. Dr. Klaus Erich Pollmann

Prof. Dr. Klaus Erich PollmannOtto-von-Guericke-Universität

MagdeburgFoto: Viktoria Kühne


9

GRUSSWORT�

Magdeburg ist ein hervor-ragender Wirtschafts- und Wissenschaftsstandort, der sich durch eine enge Ver-netzung zwischen Unter-nehmen und Forschungs-einrichtungen auszeichnet. Für kleine und mittlere Un-ternehmen bietet sich damit ein attraktives Umfeld, das von der Grundlagenfor-schung bis zur Entwicklung marktfähiger Produkte mit Spitzentechnologien bestens vertraut ist. Diese innovationsfreudige Umgebung lebt von der engen Zusammenarbeit der regionalen Wirtschaft mit dem Fraunhofer IFF und der Otto-von-Guericke Universi-tät Magdeburg. Daraus er-geben sich für beide Seiten, sowohl für die Wirtschaft als auch für die Wissenschaft, bemerkenswerte Synergie-effekte. Die interdisziplinäre Kommunikation, der gegen-seitige Austausch von Wissen und Erfahrungen, ermöglicht neuartige Lösungen und Produkte. Voneinander lernen, um wirklich Neues und Fort-schrittliches zu schaffen, das

ist nicht zuletzt für den wachsenden Markt der Vir-tual Reality eine Strategie, die neue Arbeitsplätze schafft. Diese Impulse braucht es heute. Ideenreichtum ist ein guter Anfang. Um ein Niveau von Spitzenforschung für die Lösung solch interdisziplinä-rer Aufgaben zu erreichen, sind lebendige und frucht-bringende Kooperationen unerlässlich. Davon zeugt diese Gastvortragsreihe – es gelingt jedes Jahr von Neuem, die klügsten Köpfe nach Sachsen-Anhalt zu holen. Daher freue ich mich besonders, dass die Gastvor-tragsreihen im Fraunhofer IFF bereits zur Tradition gewor-den sind und dabei immer wieder aktuelle und heraus-ragende Referenten präsen-tieren. Ihr

Dr. Reiner Haseloff

Dr. Reiner HaseloffMinister für Wirtschaft und Arbeit

des Landes Sachsen-AnhaltFoto: Viktoria Kühne


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VORSTELLUNG EINES TATORTDOKUMENTATIONS- SYSTEMS

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Kriminalhauptkommissar Thomas Strauß Landeskriminalamt Sachsen-Anhalt, Leiter Tatortgruppe


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LEBENSLAUF

KHK Thomas Strauß LKA Sachsen-Anhalt, Leiter Tatortgruppe Dezernat 33.1 Lübecker Straße 5 3-63 Telefon: 0391-2502149 Telefax: 0391-250192149 E-Mail: [email protected]

August 1989 Mai 1990 August 1990 November 1990 Juni 1991 Dezember 1991 Oktober 1992 April 1996 März 2005

Eintritt in den Polizeidienst, Streifeneinsatzdienst in Magdeburg Versetzung an die Fachschule der Polizei in Neustrelitz, Dienstanfängerlehrgang Versetzung an die Bereitschaftspolizei Magdeburg, 2. Einsatzhundertschaft Ausbildungslehrgang für Funktionspersonal an der II. Landesbereitschaftspolizei Niedersachsen Abordnung als Ausbilder an die Landespolizeischule Niedersachsen in Hann. Münden 1. Ausbilder der 3. Ausbildungshundertschaft der Landesbereitschaftspolizei Sachsen-Anhalt Versetzung an die Fachhochschule der Polizei in Aschersleben, Ausbildung zum gehobenen Polizeivollzugsdienst Versetzung an das Landeskriminalamt Sachsen-Anhalt, Sachbearbeiter Tatortgruppe Sachbearbeiter in der Gemeinsamen Ermittlungsgruppe Rauschgift im Landeskriminalamt Sachsen-Anhalt


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� August 2005 November 2005 März 2006

Stellvertreter Reviereinsatzdienst im PR Mitte in Magdeburg Leiter Einsatz im Zentralen Einsatzdienst der Polizeidirektion Magdeburg Leiter der Tatortgruppe im Landeskriminalamt Sachsen-Anhalt


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Dreidimensionale TatortfotografieDreidimensionale TatortfotografieTatortkamera der Fa. SpheronVRTatortkamera der Fa. SpheronVR

Landeskriminalamt SachsenLandeskriminalamt Sachsen--Anhalt Anhalt --TATORTGRUPPETATORTGRUPPE--KHK Thomas StraußKHK Thomas Strauß

Vollsphärisches HDRVollsphärisches HDR--KamerasystemKamerasystem


-Vollsphärische Kamerasysteme sind international in denletzten Jahren auch in der Forensik und Polizeitechnik

ffanzutreffen

- vollsphärisch bedeutet, von einem Kamerastandpunkt einedigital, kugelförmige Abbildung des umgebenden Raumeszu erzeugen

- mit einer Betrachtersoftware ist es möglich, sich in dervollsphärischen Aufnahme räumlich zu orientieren


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AnwendungAnwendung


- mit dem System erstellte Dokumentationen ermöglichen ineiner bisher nicht erreichbaren Qualität und Effizienz,Ermittlern, Staatsanwälten, Richtern und RechtsmedizinernInformationen von der Tatörtlichkeit zu visualisieren

- mit der Betrachtersoftware ist es möglich, alle digitalisiertenInformationen zu Örtlichkeiten, inklusive der vollsphärischenAufnahmen, zusammenzufassen und komfortabel miteinanderzu verknüpfen

- in den vollsphärischen Aufnahmen kann bis zu einer Entfernungvon 10m vom Aufnahmestandort mit einer Genauigkeit von+/-1cm beliebig gemessen werden

SceneCenter ForensicSceneCenter Forensic

� Zusammenführen aller digitaler Dateien und

� Komfortables Verknüpfen aller DatenLandkarten Texte– Landkarten - Texte

– Stadtpläne - Listen– Grundrisse - Notizen– Foto - Untersuchungsergebnisse – Video Daktyloskopie, DNA Audio– Vernehmungen– Aussagedemos


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Publikation der DokumentationPublikation der Dokumentation


- die zum System gehörende Software ermöglicht dasVeröffentlichen der zusammengefassten Informationen aufi f l ffi f hieiner auf normalen Office-PC autostartfähigen DVD

- die erstellte Dokumentation ist alternativ als PDF zuveröffentlichen und somit auch ausdruckbar

- eine weitere Möglichkeit besteht in der Veröffentlichung imNetz (Intranet) für geschlossene Benutzergruppen

HistorieHistorie

� Bis 2005 – Verwendung der Software „R2S“

� 2006 - Neuprogrammierung der p g gBetrachtersoftware

� 2007 - Beta-Test-Phase im LKA Sachsen-Anhalt und Einführung des Systems


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VIRTUELLE REALITÄT FÜR TRAINING UND AUSBILDUNG

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Dipl.-Inf. Heike Kißner szenaris GmbH, Project Manager


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LEBENSLAUF

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Dipl.-Inf. Heike Kißner szenaris GmbH, Project Manager Otto-Lilienthal-Straße 1 28199 Bremen Telefon: 0421 59647 23 Telefax: 0421 59647 77 E-Mail: [email protected]

1990-1996 1996-2003 2003-2007 2007-2009 seit 2009

Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Informatikstudium Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Wissenschaftliche Angestellte am Institut für Erziehungswissenschaft und am Institut für Simulation und Graphik Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Magdeburg Abteilungsleiterin / stellvertretende Geschäftsfeldleiterin Virtuell Interaktives Training Ray Sono AG, Bremen Project Manager szenaris GmbH, Bremen Project Manager www.szenaris.com


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Lernberater oder Tele-Tutor im

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10 JAHRE INDUSTRIENAHE ERFORSCHUNG VO� AR/VR- TECHNOLOGIEN – VISIONEN EINST UND HEUTE

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Dipl.-Inform. Wolfgang Wohlgemuth Siemens AG Industry Sector, Project Manager


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LEBENSLAUF

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Dipl.-Inform. Wolfgang Wohlgemuth Siemens AG, Project Manager Siemens AG Industry Sector Gleiwitzerstr. 555, 90475, Nürnberg Telefon: 0911 895 4737 Telefax: 0911 895 15 4737 E-Mail: [email protected] �

� Jahrgang 1960 1979-1984 seit 1985 1985-1986 1987-1992 seit 1993 bis 1997 seit 1998

Studium der Informatik an der Friedrich-Alexander-Universität in Erlangen, Schwerpunkt Mustererkennung mit Nebenfach Mikrobiologie Mitarbeiter der Siemens AG, heute im Sector Industry Trainee-Programm der Siemens AG im Unternehmensbereich Energie- und Automatisierungstechnik (in Entwicklung, Inbetriebsetzung und Service) Software-Entwicklungsingenieur, Themenschwerpunkte Methoden der Künstlichen Intelligenz und Wissensbasierte Systeme Projektmanagement und Führungsaufgaben in der Vorfeld-entwicklung der Automatisierungs- und Antriebstechnik, Schwerpunkt Diagnose- und Engineeringsysteme; Siemens-Verantwortung in den EU-geförderten ESPRIT-Projekten DIREK und HERACLES Themenschwerpunkt Innovative Interaktionstechniken und Unterstützungssysteme u. a. für AR/VR-Anwendungen Siemens-Projektleitung für die BMBF-geförderten Leitprojekte ARVIKA, ARTESAS und AVILUS


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© Siemens AG 2009. All Rights Reserved.

10 Jahre industrienahe Erforschung

von AR/VR-Technologien – Visionen

einst und heute

Gastvortragsreihe “Virtual Reality…”Fraunhofer IFF


Industrienahe Erforschung von VR/AR-TechnologienDipl. Inform. W. Wohlgemuth, Siemens AG

Persönliche Vorstellung

Dipl. Inform. Wolfgang WohlgemuthSiemens AG - Industry Sector Industrial Automation and Drive Technologies, Nürnberg

Project ManagerAdvanced Technologies and StandardsR&D Human Machine Interaction


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Divisions

� Drive Technologies� Industry Automation� Building Technologies� Mobility� Lighting (OSRAM)� Industry Solutions

Divisions

� Fossil Power Generation� Renewable Energy� Oil & Gas� Energy Service� Power Transmission� Power Distribution

Divisions

� Imaging & IT� Workflow & Solutions� Diagnostics

Organisation Siemens AG

Energy HealthcareIndustry

Sektoren



Industry Sector - Markt Position

1) Auftragseingang; 2) Mitarbeiter Zahlen GJ 2008 inkl. I DT EA

#1 Windgetriebe

#1 Computer-numerischeSteuerungen

#2 Wechselstrom-Antriebe

#2 Gebäude-automatisierung

#2 Brandschutz

#2 RegelungHeizung, Lüftung, Klima

#2 Optohalbleiter

#1 Lichttechnik fürFahrzeuge

#2 AllgemeineLichttechnik

#1 Metall

#1 Wasser

#1 Branchen-übergreifendeLösungen

#1 Verkehrs-lösungen

#1 Infrastruktur & Logistik

#1 Bahnauto-matisierung

#1 Industrie-automatisierung

#1 Industrie-software

#2 PLM Software

DriveTechnologies

BuildingTechnologies

OsramIndustry

SolutionsMobility

IndustryAutomation

Industry Sector

AE1): ~42,8 Mrd. EUR Umsatz: ~38,1 Mrd. EUR Ergebnis: ~ 3,9 Mrd. EUR MA 2): ~222.000

Im GJ 2008 erwirtschafteten ca. 222.000 Mitarbeiter des Industry Sector 38 Mrd. EUR Umsatz.


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What is Augmented Reality?

Rollenschalterabschrauben

Augmented RealityReality Virtual Information

Interaction Devices



Augmented Reality ... and more ...


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AR/VR-Projekte/-Gremien mit signifikanter

Siemens-Beteiligung seit 1999

AVILUSARTESAS

� AR for Development, Production and Service

� Jul 1999 – Jun 2003� 4’0 Euro (21’1)*

� Advanced AR Tech-nologies for Industrial Service Applications

� Feb 2004 – Jun 2006� 0’9 Euro (5’2)*

� Angewandte Virtuelle Technologien im Pro-dukt- und Produktions-mittellebenszyklus

� Mar 2008 – Feb 2011� 4’5 Euro (42’0)*

ARVIKA

� AR mit Siemens-Leitkunden� Jul 2003 – Dez 2006� 6’7 Euro

ARSIS - ARInstand - ARPlan

� Jan 2004 Gründungsinitiative� 2007 Positionspapier als Beitrag zu IKT2020

Industriekreis AR

1999 2011

* Siemens-Anteil (Gesamtvolumen)



The very beginning … ARVIKA

Augmented Reality for

Development, Production and Service7/99 – 6/03

� Leadproject of BMBF (federal ministry of education and research) in the domain of Human Machine Interaction in the Information Society

� 4 years (7/99 – 6/03)Budget € 21’1

� Consortium with 23 partners from industries and research with Siemens as consortium leader


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... developed the

first prototypes of mobile

Augmented Reality Systems

for industrial applications

The consortium

7/99 – 6/03



The project structure - As simple as possible!

7/99 – 6/03


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Internet/Intranet

Enterprise Resource Planning ERP

PDM

MES

Product Data ManagementManufacturingExecution System

INFO

SERVER

PanelNumericControl

840D

Profibus DP

WinCC

ODBCPROCESS

GATWAY

Wireless

WEB

SERVER

Augmented Reality comes in an existing world!

7/99 – 6/03



ARVIKA has to be

� Augmented reality with object identification and

information attached

ARVIKA has to be

� Information delivery for AR applications depending on

the working context

ARVIKA has to be

� Interaction for hands-free operation

Augmented Reality for industrial applications needs

an integrated approach, therefore ...

7/99 – 6/03


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Early contacts to research pioneers and suppliers

� Mircrovision

� MicroOptical

� TRIVISIO

� Xybernaut

� Steve Mann

� Thad Starner

� Dave Mizell



Personal Experience


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Visions and resultsVisions and results

Crash test, VWCrash test, VW

Design variations, AUDIDesign variations, AUDI

Welding of prototypes, BMWWelding of prototypes, BMW

Design of pilot seats, DC/EADSDesign of pilot seats, DC/EADS

FlowFlow visualisationvisualisation, DC/Airbus, DC/Airbus

7/99 – 6/03

Applications – the driving forces



Crash test

Comparision of simulated results

with the crashed vehicle

7/99 – 6/03


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Crash test – crashed door!

Comparision of simulated results

with the crashed vehicle

7/99 – 6/03



Visualization of design variations –

rim augmentation

7/99 – 6/03


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Quality Assurance, VWQuality Assurance, VW

Factory Planning, VWFactory Planning, VW

Installation of cable connectors, AirbusInstallation of cable connectors, Airbus

Cable loom manufacturing, EADSCable loom manufacturing, EADS

Construction of new production lines, FordConstruction of new production lines, Ford

Manual gear assembly, FordManual gear assembly, Ford

Inspection of welded spots, FordInspection of welded spots, Ford

Small Batch Assembly, WZLSmall Batch Assembly, WZL

7/99 – 6/03

Applications – the driving forces



Advantage:Planning in a real environment!

AR assisted factory and plant planning- the chance!

� Building structures don‘t need to be acquired

� Restrictionsimmediately identified

� Presentation is part of the reality

Factory planningwith

Augmented Reality


Augmented Reality


Virtual Reality


Virtual Reality

7/99 – 6/03


56



AR assisted factory and plant planning

7/99 – 6/03



Connecting cables at the Airbus body

ISSUE DOK RELEASENUMBER INCORPORATED

A --047033 ----- UK32 MP D42139

B --047120 ----- UE55 MP D43129

C --047371 ----- UF59 MP D42229

D --047580 ----- UB70 MP D43295

E --047033 ----- UM22 MP D42139 MP D43129 BM D811355

BM D811388 F --047371 ----- UJ49

MP D42229 BM D811366 G --047371 ----- UJ53

MP D42229 H --049999 ----- UA00 J --047580 ----- UF85

MP D43295 MP D43374 BM D815022

K --047120 ----- UV68 MP D43129 BM D817306

BM D817308 MP D43252 BM D817308 MP D43295 BM D816617

L --047120 ----- UW57

ISSUE DOK RELEASENUMBER INCORPORATED

A --047033 ----- UK32 MP D42139

B --047120 ----- UE55 MP D43129

C --047371 ----- UF59 MP D42229

D --047580 ----- UB70 MP D43295

E --047033 ----- UM22 MP D42139 MP D43129 BM D811355

BM D811388 F --047371 ----- UJ49

MP D42229 BM D811366 G --047371 ----- UJ53

MP D42229 H --049999 ----- UA00 J --047580 ----- UF85

MP D43295 MP D43374 BM D815022

K --047120 ----- UV68 MP D43129 BM D817306

BM D817308 MP D43252 BM D817308 MP D43295 BM D816617

L --047120 ----- UW57

7/99 – 6/03


57



� distributor

Connecting cables – the AR support!

7/99 – 6/03

� speech control for cable number� output of the contact/pin at the

distributor



Eurofighter: Cable loom manufacturing

� Boards 6x1 m

� 500 single cables

� 60 different boards only for Eurofighter

7/99 – 6/03


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Eurofighter: Cable loom manufacturing – Results

Kabel-Ausgangspunkt

Kabel-Laufrichtung

7/99 – 6/03

� Trägersystem von Zeiss

� Clip-on von MicroOptical

� Minikamera von Toshiba

� Sprachsteuerung




Maintenance and assembly of power plants, Maintenance and assembly of power plants,

FramatomeFramatome

Maintenance assistant for helicopter, EADSMaintenance assistant for helicopter, EADS

AR guided vehicle repair, BMWAR guided vehicle repair, BMW

Troubleshooting for production systems, Troubleshooting for production systems,

INDEX et al.INDEX et al.

7/99 – 6/03


59



AR Maintenance Assistant for NATO Helicopter 90

Safe take-off decision support

7/99 – 6/03



AR Maintenance Assistant – the solution!

7/99 – 6/03


60



Vehicle service of the future -

The challenge!

High customer satisfaction by

first class service

Growing product complexity is a challenge

to the future supply of information

Complexity

Future Car Generations

Product complexity

Knowledge of the

mechanics

7/99 – 6/03



Example: BMW Front Axle

19351935 20012001

Growing Complexity over the Generations

7/99 – 6/03


61



The Solution - Augmented Reality-guided repair!

7/99 – 6/03



Service and maintenance for production machines

and machine tool suppliers

7/99 – 6/03


62



Information management for AR service support

selection display

Hotline

Service/Maintenance

List of parts, spare

parts, working part

list, article data, ...

Customer documents,

function descriptions,

Assembly-,

commissioning and

repair instructions,

....

Circuit diagrams,

drawings,

commissioning...

Service reports

ERP Systems

CAD

File system

Data base

Info

rma

tion

sp

ac

e

XML partseditorial

Data base

Structure elements

and relations, ... Data base

7/99 – 6/03



Troubleshooting for production systems –

the result!

7/99 – 6/03

Service-Technician

ARVIKA

Server

Hotline


63



Benutzerzentrierte Systemgestaltung in ARVIKA

7/99 – 6/03



AR supporting devices - mobile PCs

7/99 – 6/03


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AR supporting devices - MicroOptical

7/99 – 6/03



AR supporting devices - Microvison – NOMAD II

7/99 – 6/03


65



AR supporting devices - TRIVISIO

7/99 – 6/03



User centered design – Evaluation

of Mock-ups and Prototypes

7/99 – 6/03


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Examples for implemented prototypes and

evaluations

DesignFlow visualization of passenger seats - DaimlerChrysler, Airbus

Ergonomic layout of pilot seats - DaimlerChrysler, EADS-M

ProductionConnection of an electrical distribution panel - Airbus

Cable loom manufacturing - EADS-M

AR-assisted factory and plant planning - VW

Comparative production and service support solutions - Ford

ServicePressure test in power plants - Framatome ANP

Diagnosis and service on Production machines - INDEX, Hüller-Hille, et al.

Maintenance assistant NH 90 - EADS-M

Vehicle service of the future - BMW

7/99 – 6/03



ARVIKA-Abschlussforum, 3.7.2003

ARVIKA-Partner stellen über 30 Demonstratoren aus.

Ca. 200 Teilnehmer an unserem Standort in Nürnberg.


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ARVIKA-Abschlussforum, 3.7.2003

ARVIKA-Partner stellen über 30 Demonstratoren aus.

Ca. 200 Teilnehmer an unserem Standort in Nürnberg.

7/99 – 6/03



ARVIKA - Lessons learnt

Deploying AR for rough industrial applications means to put additional effort into …

… Tracking algorithms

… Devices

… Information management

ARVIKA has made AR a practical vision!Let’s continue to make it happen!

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7/99 – 6/03


68



AR activities from Jun ‘03 – Dec ‘06

Augmented Reality mitA&D-Leitkunden

AR - Basissystem für Human Centered Support Services

- Augmentieren, Tracken - AR-Gerätetechnik- Informationsstrukturen - mmunikationssupport- Autorensystem - Mobile SystemeHCSS

AR in der Prozessindustrie

Siemens A&D

�

Endkunde

postponed

Instandhaltungmit AR

Siemens A&D

�

Endkunde

II

Anlagenplanungmit AR

Siemens A&D

�

Endkunde

Siemens A&D

�Maschinenbaue

r

�Endkunde

Maschinenservicemit AR

Siemens A&D

�

Endkunde

KFZ-Servicemit AR

www.artesas.de

DeviceIntegration

Platform (Windows) Platform (Windows)

ARVIKAEnabling Services

Tracking

Internet Browser Web Server

ApplicationARBrowser

DeviceIntegration

Platform (Windows) Platform (Windows)

ARVIKAEnabling Services

Tracking

Internet Browser Web Server

ApplicationARBrowser



2/04 – 6/06

Advanced Augmented Reality Technologies for Advanced Augmented Reality Technologies for Industrial Service ApplicationsIndustrial Service Applications

ARTESAS – The consortium


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ARTESAS – Advanced AR Technologies for

Industrial Service Applications

ARTESAS adressed unsolved key aspects for future AR systems: proper tracking methods and convenient devices (Head worn displays and Wearable PCs)2/04 – 6/06



� Brightness� Contrast

� Dirt� Occlusion� Changing scenes

The real challenge –

Tracking for industrial applications!

2/04 – 6/06


70



The real challenge –

smart head and body worn devices!

� 8 hour use� Mobile� Any position

� Robust� Hands free with speech interaction� Simple to use

2/04 – 6/06



Initialization

Tracking

Tracking methods for …

Re-

initialization

2/04 – 6/06


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Initialization

Edge tracker� Superimposition of the CAD model in the user’s view� Rough positioning by head movement� Object recognition and pose estimation with edge tracker

� Fast tracking with good visible edges (30 fps)

� Robust with total view, partial occlusion is possible

� Problem: tracking loss with high zoom and detail view

� Well suited for initialization of the scene

2/04 – 6/06



Fast tracking

Structure-from-motion tracker (model-free)� Fast markerless and model-free tracking (optimized for 30 fps)� Robust tracking of point features (wide-angle camera/fish-eye)� Integration with CAD tracking (SfM + CAD)

� Problem: pose not available in object coordinates (transfer required)

� Well suited for fast tracking

2/04 – 6/06


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SIFT tracker� 3D-SIFT: 3D reference, automatically generated from

CAD + images

Re-initialization

� Robust recognition of image features, CAD assignment

� Relocation of the features after tracking loss

� Problem: computation-intensive and slow (5 fps)

� Well suited for re-initialization after tracking loss

2/04 – 6/06



AR-Devices - Head Worn Display

Spezifikationen der Optikeinheit� Kunststoffoptik, vergrößertes Display-

Sehfeld: FOV=40° diagonal� Kunststofffassung zur Gewichtsreduktion� True-color OLED, SVGA-Auflösung� Verzeichnungsfreie Abbildung

(externe Elektronik-Box)� Strahlkombinierer 75/25� Virtuelle Bildentfernung ca. 80 cm� Gewicht Optikmodul: ca. 90 g

2/04 – 6/06


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AR-Devices - Head Worn Display

HWDe 2. Generation� Kunststoffbrillengestell mit individuellen

Brillengläser� Monokulare Version � Mechanische Schnittstelle für Display

und Sensorik (Modularität)� Sensorik

� Sentech-Kamera, Wireless InertiaCube 3� Recherche von Zeiss ergab: keine besser geeigneten Sensorkomponenten� Sensorikträger an Optik-Gegenseite

� Audio nur per externem Audio-Headset möglich� Gewicht: ca. 200g mit Brillengestell, Kamera und Sensorik� Kopfträger optional, Stereoversion optional� Einsatz und „Praxistest“ auf der CeBIT 2006

2/04 – 6/06



AR-Devices - Wearable PCs

Sony VAIO VGN-U70P� Pentium-M 1.1 GHz ULV� Leistung: ARTESAS-Software sprachgesteuert bei 17 frames/s� Anschlüsse eingeschränkt� Akkulaufzeit nicht ausreichendPrototyp Xybernaut/TeXXmo MA X� Pentium M 1,4 GHz, RAM 512 MB, Festplatte 20 GB � Leistung: ARTESAS-Software mit Bildersequenz bei 10-15

frames/s� Kein Akku eingebaut� Prototyp unergonomisch und instabilSN Technics i.Boro� Pentium M 1,8 GHz, RAM 512 MB� Langsame Speicherkarte statt Festplatte� Leistung: ARTESAS-Software mit Bildersequenz bei 6 frames/s� Als Wearable PC unergonomisch

2/04 – 6/06


74



Test application

2/04 – 6/06



BMBF/MTI-Sonderausstellung CeBIT2006 (1)

2/04 – 6/06


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Siemens Exponat - Szenario mit Remote Experte



Industriekreis Augmented Reality

Gründungsinitiative 1/04 (VW/Siemens)

Themenschwerpunkte

� Informationsbörse

� Kontakte zu Forschungspartnern

� Kooperation zw. Industriepartnern

� Standardisierung, Normen, Arbeitssicherheit

� Abstimmung von Roadmaps

� Abstimmung einer Industriemeinung


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� Hightech-Strategie der Bundesregierung� IKT 2020 Forschungsprogramm

Informations- und Kommunikationstechnologien

� 4 Technologieverbünde� Industriekreis Augmented Reality� Unterstützung und Initiierung

industrienaher Forschung� Positionspapier für IKT2020

� Zusammenschluss von Partnern ausIndustrie, KMU und Forschung

Innovationsallianz Virtuelle Techniken(AVILUS, AVILUSplus, ViERforES, Endoguide)

Innovationsallianz Virtuelle Techniken –

Motivation / Ausgangssituation

1Industriekreis Augmented Reality

Copyright © 2006. All Rights Reserved.

Industriekreis Augmented Reality

Gründungsinitiative VW/Siemens

� Januar 04 bei VW

Themenschwerpunkte

� Informationsbörse

� Kontakte zu Forschungspartnern

� Kooperation zw. Industriepartnern

� Standardisierung, Normen, Arbeitssicherheit

� Abstimmung von Roadmaps

� Abstimmung einer Industriemeinung



� Entwicklung von�Technologien der Virtuellen und�Erweiterten Realität zur� Erhöhung der Aussagekraft virtueller Modelle durch physikalisch korrekte Simulation�von�

Objekteigenschaften� Verbesserung der Interaktion durch

neuartige Eingabegeräte� Verbindung realer�und�virtueller Welten

durch robustes,�markerloses Tracking� Nachhaltige Sicherstellung der

Produktisierung der Ergebnisse� Leistungsstarkes Konsortium� Projektvolumen ca.�42�Mio�€� 11�Wissenschaftspartner� 11�Industriepartner� 6�KMUs

AVILUS - Angewandte Virtuelle Technologien im

Produkt- und Produktionsmittellebenszyklus

seit 3/08


77



Innovationsallianz VT - ZukunftsszenarienVirtuelle Entwicklung über den Produkt-Lebenszyklus

Produkt-Lebenszyklus

Design Konstruktion Fertigung Service Verbesserung

Ontologien und Wissensbasierte Systeme3D

Virtual Reality Virtual RealityAugmented Reality

Brain Computer InterfaceAmbient Intelligence

Serious GamesElektronische KleidungWireless Technologien

Sprache

Produktionsmittel-Lebenszyklus

PlanungMechanische/

ElektrischeKonstruktion

Betrieb Wartung Optimierung

Simulation

seit 3/08



AVILUS SzenarienGesamtübersicht

Produkt�Lebenszyklus

DesignDesign KonstruktionKonstruktion FertigungFertigung ServiceService VerbesserungVerbesserung

TP�1.1.01�Visuelle Absicherungeines Produktes

TP�1.2.02�Hybrider Betrieb

TP�1.2.04�MultimodaleUnterstützung im Service

TP�1.3.01�KundenzentrierteProduktpräsentation…

TP�1.3.03�Gamebased Learning�im Service

PlanungPlanung KonstruktionKonstruktion BetriebBetrieb WartungWartung OptimierungOptimierung

TP�1.1.04�Abgleich digitale/�reale Welt

TP�1.2.03�Betriebsparallele Simulation

TP�1.2.02�Hybrider Betrieb

TP�1.2.01�Hybride Inbetriebnahme

TP�1.2.04�Multimodale Unterstützungim Service

Produktionsmittel�Lebenszyklus

TP�1.1.02�Funktionale und�ergono�mische Absicherung eines Produkts

TP�1.1.03�Absicherungder Herstellung und�Arbeitsplatzergonomie

TP�1.3.02�Gamebased Learning/�Virtual�Plant

seit 3/08


78



Siemens@AVILUS - Themenschwerpunkte

Information� Informationsmanagement im PLM-Prozess einschließlich Rückführung von

InformationSimulation� Simulationsverfahren zur Unterstützung bei der Inbetriebnahme und im

Betrieb von Anlagen und SystemenInteraktion� Anwendungsgerechter Einsatz mobiler Geräte und situationsgerechter

Zugang zu Information unter anderem speziell für Service Applikationen� Nutzungskonzepte für industrielle Anwendungen abgeleitet von Spiele-

Technologien

seit 3/08



AVILUS TP 1.3.02 Gamebased Learning / Virtual Plant Zielsetzung

� Besonders leichter Einstieg in komplexeIndustrieapplikationen mittels GamebasedLearning

� Verbesserung der Benutzerfreundlichkeitdurch Verwendung von Interaktions-konzepten aus Computerspielen

� Konzeption und Entwicklung dertechnologischen Voraussetzungfür die Realisierung eines Demonstrators

� Anforderungsdefinition für die Entwicklungeiner Interaktiven Trainingsanwendung

seit 3/08


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AVILUS TP 1.3.02 Gamebased Learning / Virtual Plant Herausforderung

� Verknüpfung von Computerspieltechnologiemit mediendidaktischen Aspekten in einerindustriellen Trainingsapplikation

� Erforschung von Rezeptionsprozessen beiLernspielen

� Visualisierung und Steuerung angelehnt an Bedienkonzepte & -metaphern ausComputerspielen

� Effiziente Bedienung virtuellerautomatisierungstechnischer Anlagen

� Evaluierung der Effektivität und Effizienz derBedienung sowie der Akzeptanz der Anwendung

seit 3/08



Public relations

arvika.deaugmented-reality.de

AVILUSARTESASARVIKA1999 2011

artesas.de

avilus.de


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We are on the way!

(no comment)

AVILUSARTESASARVIKA1999 2011


Dipl. Inform. Wolfgang Wohlgemuth, Siemens AG

Industry Sector

E-Mail: [email protected]

Thank you for your attention!

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VIRTUAL HOSPITAL: TRAINING UND INTERAKTION IN VIRTUELLEN KLINISCHEN UMGEBUNGEN

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Dipl.-Kfm. Ingo Lauter Spirit Link GmbH, Senior Consultant


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LEBENSLAUF

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Dipl.-Kfm. Ingo Lauter Spirit Link Medical, Senior Consultant Spirit Link GmbH Paul-Gordan-Straße 13 91052 Erlangen Telefon: +49 (0) 9131 977 92 -0 Telefax: +49 (0) 9131 977 92 -0 E-Mail: [email protected]

Seit 2004 2002 - 2004 2001 - 2002 2000 - 2001 1998 - 2000 1991 - 1998

Spirit Link Medical GmbH, Erlangen Senior Consultant, Leiter der Beratung PXP Software Holding AG, Wien Senior Consultant Corporate Development Zentral-/Osteuropa Pixelpark AG, Berlin Consultant im Bereich E-Business & Operations Management. Pixelpark UK, London Head of Project Office/ Project Analyst Projektassistenzen und Zivildienst Universität Bamberg Studium der Bertriebswirtschaft


84

VIRTUAL HOSPITAL: TRAINING UND INTERAKTION IN VIRTUELLEN KLINISCHEN UMGEBUNGEN Dipl.Kfm. Ingo Lauter 1. Kurzfassung Der Vortrag stellt eine virtuelle 3D-Echtzeit-Simulation aus der Medizintechnik vor, be-leuchtet dabei aktuelle Inhalte, Funktionen und Einsatzgebiete und gibt einen Ausblick auf geplante Weiterentwicklungen. Dieses Projekt ist eine Zusammenarbeit von Siemens Medical Solutions, der Spirit Link Medical GmbH sowie der Firma Pixvertex. 2. Einleitung Um Mitarbeiter und Kunden in der Steuerung und Bedienung von komplexen medizintech-nischen Systemen und Anlagen zu schulen, setzt die Medizintechnik-Branche bisher vor-wiegend auf Präsenzschulungen am realen System. Es gibt allerdings viele Situationen, in denen den Lernern nicht ausreichend reale Geräte und Systeme zur Verfügung gestellt werden können. Durch die 3D-Echtzeit-Simu-lation klinischer Anlagen kann dennoch eine realitätsnahe Benutzererfahrung und somit effektives Lernen ermöglicht werden. Zielset-zung des Projektes ist die Visualisierung und Simulation einer Anlage der Schwerionenthe-rapie.

Abbildung 1: Übersicht der Anlage

3. Funktionen der virtuellen klinischen Umgebung Innerhalb der virtuellen Umgebung kann der Lerner Funktionen und Abläufe der unter-schiedlichen Bereiche der Anlage kennenler-nen. Dabei hat er Zugriff auf unterschiedliche Lernmedien, echte Planungs- und Behand-lungssoftware sowie die Echtzeitsimulation von robotergesteuerten Geräten. Mediale Inhalte innerhalb der virtuellen Um-gebung illustrieren den Bedienungszweck der jeweiligen Geräte und Systeme und unter-stützen das Verständnis über den Kontext des Lernzieles. Der Einsatz von Gerätegeräu-schen, Animation, Ton, Texten, virtuellem Patient, Sprecher usw. kann für unterschiedli-che Lernsituationen konfiguriert werden. 4. Trainingsinhalte Im Basistraining wird das Erlernen der grund-sätzlichen Planungs- und Behandlungsabläufe sowie die Gerätesteuerung mit der Bedien-konsole (Lernziel des Trainings) ermöglicht. In einem Aufbautraining können durch die Integration realer klinischer Softwaresysteme detaillierte Planungsaufgaben anhand klini-scher Ergebnisbilder trainiert werden. Die IP-basierte Infrastruktur ermöglicht dabei auch den Zugriff auf externe Quellen und Funktionen (wie z.B. ein Videochat zu einem Trainer oder Informationen aus dem Inter-net).

Beitrag Ingo Lauter_091111.pdf 1 01.12.2009 11:32:01

85

Abbildung 2: Virtueller Behandlungsraum 5. Technischer Aufbau der Echtzeitumgebung Zur Nutzung des virtuellen Trainingssystems werden die realen Bedienelemente der robo-tergesteuerten Geräte sowie eine einfache Wireless Mouse mit Handmotion tracker (u.a. zur Bewegung der Perspektive innerhalb der virtuellen Umgebung) verwendet. Die virtuelle Echtzeitumgebung wurde mit Quest3D realisiert, alle Geräte sind auf der Basis der originalen CAD Daten erstellt. Die Bedienkonsole ist mit der Steuerungseinheit eines realen Gerätes verbunden. Das virtuelle Echtzeitsystem ist über ein IP-basiertes Proto-koll mit der Steuerungseinheit verbunden. Dieser Umstand bildet die Basis für den wei-teren Ausbau zu einer Multi-User Echtzeit-umgebung.

Abbildung 3: Robuste Echtzeitentwick-lungsumgebung: Quest3D 3.6, WYSIWYG

Editor

Der Einsatz einer realen Steuerungseinheit ermöglicht die exakte Entsprechung des virtuellen Geräteverhaltens (Bewegungspa-rameter, Kollisionsberechungen usw.) mit dem realen Geräteverhalten. Hierzu wurde ein eigener IO Channel zur Einbindung der Steuerungsprotokolle in die virtuelle Echtzeit-umgebung (Quest3D) entwickelt. Während der Entwicklung wurde hoher Wert auf die Qualität der Oberflächen (Entwick-lung von Pixelshadern), Beleuchtung des Raumes und die realistische Einbindung von Gerätegeräuschen gelegt. Die Gestaltung des User Interface und der Informationsarchitek-tur der zusätzlichen medialen Lerninhalte stellt eine zusätzliche Herausforderung bei der Programmierung der Benutzeroberfläche dar. 6. Business Nutzen, Anwender Nutzen Aus der Sicht des Herstellers der Anlage sowie der Kunden (Krankenhäuser) bietet die virtuelle Umgebung wesentliche Potentiale zu Kosteneinsparungen im Bereich der direkten und indirekten Trainingskosten. Innerhalb von realen Trainingszentren erspart die mobi-le virtuelle Umgebung den Einsatz echter Geräte; in den Krankenhäusern werden reale Geräte nicht mehr durch Trainingszeiten blockiert. Zur weiteren Optimierung klinischer Abläufe sollen Prozessverständnis sowie interdiszipli-näre Kompetenz bei den handelnden Akteu-ren gefördert werden. Die virtuelle Umge-bung ermöglicht es, medizinische Inhalte und Prozessinformationen innerhalb der Umge-bung abzubilden und somit den handlungs-erweiternden Kompetenzaufbau beim Lerner zu fördern.


7. Perspektiven der weiteren Entwicklung Durch die Weiterentwicklung der virtuellen Umgebung zu einer internetbasierten Virtuel-len Lernplatform werden neue Dienstleistun-gen (Book-a-Trainer), Kundenbindungsmaß-nahmen (Remote User Support) sowie effizi-ente Trainingsprozesse in geografisch verteil-ten Lerngruppen möglich. Die IP-basierte Infrastruktur ermöglicht die Echtzeitkommunikation mehrerer Lerner mit einem Applikationsspezialisten in virtuellen Lerngruppen. Der Lerner bekommt individuel-le Betreuung und kann in den Dialog mit einem Trainer oder anderen Lernern (Spra-che, Chat) treten. Aus Anwendersicht erscheint die Erweiterung der Lerninhalte entlang der Kompetenzprofile für bestimmte Anwendergruppen im Kran-kenhaus vielversprechend. Rolle und Aufga-ben des Lerners innerhalb der täglichen klini-schen Prozesse bilden hierbei die Gesamtheit möglicher Lerninhalte. Formen des kollabo-rativen Lernens ermöglichen die Erweiterung der organisationalen Kompetenz durch die Lerner innerhalb der Echtzeitumgebung. Während des gemeinsamen Lernens können Optimierungspotentiale und Problemlö-sungen innerhalb klinischer Abläufe erkannt und erarbeitet werden. Technische Herausforderungen bestehen da-bei in der performanten Anbindung verschie-dener Softwaresysteme und Steuerungsein-heiten komplexer medizintechnischer Geräte an eine internetbasierte virtuelle klinische Lernumgebung.

8. Autoren Ingo Lauter (Autor) Berater bei Spirit Link Medical GmbH, [email protected] Michael Kobald (Koautor), Geschäftsführer Pixvertex, Berlin [email protected]


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IMMERSIVE ENGINEERING

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Martin Zimmermann VISENSO GmbH, Geschäftsführer


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LEBENSLAUF

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Martin Zimmermann VISENSO GmbH, Geschäftsführung Nobelstraße 15 70569 Stuttgart Telefon: 0711 849 700-0 Telefax: 0711 849 700-79 E-Mail: [email protected]

1989-1991 1991 1991-1998 1998-1999 1999-2000 2000-2004 seit 2005

Einstieg als kaufmännischer Leiter bei Meta Tech GmbH St. Georgen Gründung der Meta Finanz GmbH mit der Allianz AG Holding Kaufmännischer Geschäftsführer der Meta Finanz GmbH Plenum AG Gründer und Eigentümer der working ideas AG Geschäftsführer VirCinity GmbH Geschäftsführer VISENSO GmbH


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WIE WIR SCHON BALD UNSERE COMPUTER STEUERN

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Dipl.-Inf. Tom Wendel Microsoft Deutschland GmbH, Development Evangelist


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LEBENSLAUF

�

Tom Wendel Developer Evangelist Microsoft Deutschland GmbH Konrad-Zuse-Str. 1 Unterschleißheim Telefon: 089 3176 5605 E-Mail: [email protected]

08.2000 – 08.2003 2005 – 2009 09.2003 – 11.2009 Ab 08.2004 Ab 02.2008 Ab 01.2009

Ausbildung zum Fach-Informatiker, Anwendungsentwickler SoftENGINE GmbH, Hauenstein. Studium zum Informatiker Fachhochschule Karlsruhe Tontechniker Staatstheater in Karlsruhe Freiberuflicher Software-Entwickler & -Berater .NET-Cliententwicklung, Webpages, Tools Geschäftsführer AntMe Ltd. IT-Bildungskonzepte Developer Evangelist Microsoft Deutschland GmbH

118

© 2009 Microsoft Corporation. All rights reserved. Microsoft, Windows, Windows Vista and other product names are or may be registered trademarks and/or trademarks in the U.S. and/or other countries. The information herein is for informational purposes only and represents the current view of Microsoft Corporation as of the date of this presentation. Because Microsoft must respond to changing market conditions, it should not be interpreted to be a commitment on the part of Microsoft, and Microsoft cannot guarantee the accuracy of any information provided after the date of this presentation. MICROSOFT MAKES NO WARRANTIES, EXPRESS, IMPLIED OR STATUTORY, AS TO THE INFORMATION IN THIS PRESENTATION.

Tom Wendel Developer Evangelist Microsoft Deutschland GmbH

Definition User Interface Vergangene Innovationen Aktuelle Technologien

Moderne Desktop-Systeme Surface PhotosynthBing Maps

Was kommt auf uns zu Natal

119


Jegliche Schnittstelle zwischen Computer und Benutzer

Eingabegeräte (Tastatur, Maus,…) Ausgabegeräte (Monitor, aber auch Vibration des Handys oder Tonsignale) Virtuelle Darstellung (Design und Verhalten der Benutzeroberfläche)

120


Moderne Desktop-Systeme mit natürlichem und intuitiven Darstellungsmethoden

Natürlicher Fluss von Fensterbewegungen Rückmeldung über Prozesse Unterstützung durch Farben und Animationen Informationen als Gegenstände darstellen (Bilder als bewegliche Polaroids)

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Rechnersysteme mit erweiterten / alternativen Eingabemöglichkeiten

Display in alltägliche Gegenstände integriert (z.B. Tisch) Verwendung von Multitouch-Oberflächen Zusätzliche Sensorik für Interaktion mit der Umgebung (Kameras, RFID-Scanner, Umgebungslicht-, GPS-, Beschleunigungssensorik

122


Softwaregestützte Auswertung vorhandener Daten (Beispiel Bildverarbeitung) für eine natürlichere Darstellung

Ermittlung von zusätzlichen Daten dank erhöhter Rechenleistung Erstellung einer 3D-Szene aus den Daten mehrerer 2D-Bilder Darstellung der Bilder im virtuellen Raum

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Integration mehrerer Datenquellen und Darstellungssysteme für nahtlosen Informationsfluss

Verbindung von Bildern mit Bildern Erstellung einer 3D-Szene aus den Daten mehrerer 2D-Bilder Darstellung der Bilder im virtuellen Raum

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Vollständiger Austausch der klassischen Eingabegeräte durch menschliche Kommunikationsmethoden.

Gesten- und Mimikerkennung Sprach-Erkennung und Ausgabe Bewegungssensoren

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»DAMPFLOKPARADIES« HARZER SCHMALSPURBAHNEN – VON DER REALEN ZUR VIRTUELLEN DAMPFLOK

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Dr. sc. Dietrich-E. König Harzer Schmalspurbahnen GmbH, Abteilungsleiter Verkauf und EDV

Dipl.-Inf. André Winge Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung, Wissenschaftlicher Mitarbeiter


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LEBENSLAUF

�

Dr. sc. Dietrich-E. König Harzer Schmalspurbahnen GmbH Abteilungsleiter Vertrieb und EDV Friedrichstraße 151 38855 Wernigerode Telefon: 03943 558 149 Telefax: 03943 558 148 E-Mail: [email protected]

1965 -1971 1971-1973 1973-1991 1983 1989 1991-1996 1996 seit 1999

Studium an der Universität Rostock; Abschluss als Dipl. Ing. oec. EDV (heute Wirtschaftsinformatiker) Akademie der Wissenschaften zu Berlin; Informatiker Institut für Züchtungsforschung Quedlinburg der Akademie der Landwirtschaftswissenschaften zu Berlin; Leiter Rechenzentrum/Wissenschaftlicher Gerätebau Promotion A: „Verfahren zur EDV – gestützten Analyse von Ährenstruktur und Kornansatz – dargestellt am Beispiel von Triticale“ Promotion B: „Grundlagen, Ergebnisse und Konzept der Einführung rechnergestützter Arbeitsweisen in der Pflanzenzüchtung unter besonderer Berücksichtigung der Datenerfassung – dargestellt am Forschungsprozess im Institut für Züchtungsforschung Quedlinburg“ Dozent für Informatik und Wirtschaftsmathematik in der Erwachsenenbildung Harzer Schmalspurbahnen GmbH (HSB); Systemkoordinator EDV Abteilungsleiter Vertrieb & EDV bei der HSB


128

�

�

2000

Lehrbeauftragter an der Hochschule Harz, FB Automatisierung & Informatik zu Fragen der angewandten Informatik in mittelständischen Unternehmen am Beispiel HSB Insgesamt über 40 Veröffentlichungen, einschl. Patente


129

LEBENSLAUF

�

Dipl.-Inf. André Winge Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung Wissenschaftlicher Mitarbeiter Sandtorstraße 22 39106 Magdeburg Telefon: 0391 4090 782 Telefax: 0391 4090 115 E-Mail: [email protected]

2001 -2006 seit 2006

Studium der Kommunikationsinformatik Hochschule Harz (FH), Wernigerode Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Magdeburg, Wissenschaftlicher Mitarbeiter


130

Dampflokparadies„Harzer Schmalspurbahnen“Dampflokparadies„Harzer Schmalspurbahnen“

Dr. sc. Dietrich-E. KönigAbteilungsleiter Vertrieb & EDV

Lehrbeauftragter FB AI an der HS Harz

Dr. sc. Dietrich-E. KönigAbteilungsleiter Vertrieb & EDV

Lehrbeauftragter FB AI an der HS Harz

„Der Ostharz verfügt mit den HarzerSchmalspurbahnen und dem Brocken *) über die besuchermäßig

Die Bedeutung der HSB für die Destination HARZ:Die Bedeutung der HSB für die Destination HARZ:Die Bedeutung der HSB für die Destination HARZ:Die Bedeutung der HSB für die Destination HARZ:

1

Dr. sc. Dietrich-E König [email protected]

Brocken ) über die besuchermäßigmit Abstand bedeutendsten touristischen Attraktionen im Harz…“

Quelle:„Zukunftskonzept

Tourismus Harz 2015“Erfurt, Goslar, Hannover, Magdeburg 2006, S.67

*) …der deutscheste aller deutschen Berge

Heinrich Heine „Die Harzreise“ 1826


131

Streckennetz der HSBStreckennetz der HSBStreckennetz der HSBStreckennetz der HSBStreckenangaben

Harzquerbahn: 61 kmSelketalbahn: 60 kmBrockenbahn: 19 km

Gesamt: 140 km

techn. Denkmal: seit 1972

Verl. Selketalbahn: 8 km (3/2006)

Spurweite: 1 000 mm

1

Braunlage ??

ca. 6 kmca. 11 Mio. EURO


Spurweite: 1.000 mm

Bahnhöfe: 25 (7)Haltepunkte: 22

höchstgel. Bhf.: Brockenaller Dampfeisenbahn in D 1.125 m

tiefstgel. Bhf.: Quedlinburg121 m

Doppelausfahrten: 3 (+1 Wendesch.)

Tunnel: 1 (70 m)

KerngeschäfteKerngeschäfte

3

� Regelzugverkehr (jährl. konst. über 1,1 Mio. Fahrgäste)� Sonderzug- und Eventverkehr



132


3

� Charterzüge & VIP-Programme� Fahrten im Schienencabrio



3

� Fahrten in den beiden Buffetwagen� Fahrten im Salonwagen

„Reisen (feiern) wie die Fürsten!“



133

Unsere Angebote „rund um die Dampflok“Unsere Angebote „rund um die Dampflok“

3

� Ehrenlokführerausbildung (bisher ca. 800 [60 /30 p.a.])� Führerstandsmitfahrten (ca.500 p.a.)� Schnupperkurse (ca. 100 p.a.)


Unsere Angebote „rund um die Dampflok“Unsere Angebote „rund um die Dampflok“

3

� Dampflokführerausbildung (erstm. 2009: 18 [dav. 8 HSB])Perspektive: Dampflokkompetenzzentrum „Harz“

� Führungen durch das Bahnbetriebswerk (ca. 180 p.a. [5.000 Pers])



134

Bilanz:Bilanz:

� Umsatz (netto) : 10,00 Mio. €

� Fahrgäste: 1,16 Mio.

� Mitarbeiter : 259 davon� Auszubildende: 12

� Dampfloks : 25

� Triebwagen: 10

� Dieselloks: 12

2

„HSB unter den TOP Ten touristischer Highlights in Deutschland“


� Dieselloks: 12

� Reisezugwagen: 88 (+8[+3])� Güterzugwagen: 30

� Verkehrsleistungen: LK Harz LK Nordhausen

� Gesellschafter: 119 Kommunen + Landkreise Harz & Nordhausen

� 3 Malletdampfloks � 2 Heeresfeldbahndampfloks

Die Dampfloks bei der HSB und in DeutschlandDie Dampfloks bei der HSB und in Deutschland

� 3 MalletdampfloksBj. 1897/98

� 2 HeeresfeldbahndampfloksBj.1914


� 1 MalletdampflokBj. 1918


135

� 2 EinheitdsdampfloksBj. 1931/39



� 17 NeubaudampfloksBj. 1954-56


Bestand an Dampfloks in Deutschland:

Neue Bundesländer (betriebsfähig)

schmalspurig: ca. 90

insgesamt 25 Dampfloks im Eigentum HSB -größter Bestand Deutschlands!


regelspurig: ca. 30

Deutschland gesamt: ca. 1.600 Dampfloks(Schmalspur-, Regelspur-, Feld- und & Parkeisenbahnen, betriebs- und nicht betriebsbereit; Museen; „Schrottplätze“)

ergibt für die nächsten 10 – 15 Jahre einen vorsichtig

geschätzten Bedarf von ca. 500 zu schulender

Dampflokpersonale (bis zu 20 T€/Schulung)


136

Der Weg von der realen zur virtuellen DampflokDer Weg von der realen zur virtuellen Dampflok

2003 - eine Idee wird geboren! Nämlich, gemeinsam, dasheißt das Fraunhofer IFF, HS Harz und die HSB,eine reale historische Dampflok zu virtualisieren unddamit u.a. auch der gesellschaftlichen Verantwortung gegenüber unserer Nachwelt nach :

“Bewahrung von Tradition bei

gleichzeitiger Förderung von Innovation“


gerecht zu werden.

Folgende wesentlichen Gründe sprachen für das„außergewöhnliche“ Projekt, dessen Umsetzung im Rahmen einer Praktikumsarbeit durch Herrn André Winge -2003 Student an der HS Harz im Fachbereich AI -begann:

Warum die Virtualisierung historischer Technik?Warum die Virtualisierung historischer Technik?

� Erhaltung der „Dampflok-Kompetenzen“ für die Nachwelt(Standardwerk vom Transpress Verlag nur noch antiquarisch erhältlich)

� CD/DVD sind „zeitgemäße und anerkannte“ Lehrmittel� didaktisch-methodisch fundierte Wissensvermittlung� DB-Dampflokführerschule in Güstrow (letzte in Deutschland) wurde

geschlossen – Wissen der Lehrkräfte (z.B. das des „Pensionärs Neumann“) gilt es der Nachwelt zu erhalten


) g� Die künftigen Generationen von Dampflokführern werden dieses

„Hobby“ vorwiegend in ihrer Freizeit bestreiten – somit ergeben sich auch neue Anforderungen an die Gestaltung der Schulungen und -materialien (z.B. Selbststudium mit zentraler Erfolgskontrolle usw.)

� Aufwendige Simulatoren sind keine „Alternative“ für den praktischen Schulungsteil – andererseits verfügt die HSB nur über begrenzte Dampflokkapazitäten für das Training


137


� 2004 Erstellung Machbarkeitsstudie mit Quellenstudium� 2005 Einbindung der „virtuellen Dampflok“ Version 1 in die

Ehrenlokführerausbildung(Profiversion für die Unterrichtsgestaltung+ 110 „Light-Versionen“, die bisher als Lehrmaterialan Ehrenlokführer ausgehändigt wurden)

� 2006 aus dem Praktikums- wurde ein Arbeitsplatz


2006 aus dem Praktikums wurde ein Arbeitsplatzfür Herrn Winge am Fraunhofer IFFständige Weiterentwicklung und Verbesserung der„virtuellen Dampflok“, inhaltlich-technischeErweiterungen, Sprachausgabe usw.

� 2009 insgesamt wurden bisher ca. 1.400 „Light-Versionen“in den Shops der HSB verkauft zu 17,50 €/Stk.(derzeitige Version 2.0:„Dampfloktechnik interaktiv erleben & verstehen“)

FazitFazit

Die Zusammenarbeit zwischen dem Fraunhofer IFF undder HSB zur Schaffung einer virtuellen Dampflok ist bereitsüber Jahre sehr erfolgreich. Die erzielten Ergebnisse sinddurchweg als positiv und sehr nützlich einzuschätzen.


Die Arbeiten werden auch künftig fortgesetzt. Dabeiwerden wir uns gemeinsam vorrangig auf folgendeSchwerpunkte konzentrieren:


138

FazitFazit

� Weitere Verbesserung der grafische Darstellungen,einschl. 3D-Darstellungen am PC sowie Navigation

� „Stilechte“ Präsentationsmöglichkeit für die HSB auf Messen usw.

� Erhöhung der Performance, Adaption auf Windows 7

� Einarbeitung weiterer technischer Details und Funktionsabläufe


� Einarbeitung weiterer technischer Details und Funktionsabläufe

� Möglichkeiten zur Durchführung und Bewertung von Leistungstests, einschl. optimierte Methodik & Didaktik

� virtuelle Nachbildung des Eisenbahnbetriebes mit „Lokfahrten“ im Zugleitbetrieb, einschl. Bedienung der Dampflok (interaktiver „Dampflok-Simulator“)

Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit!

es folgt ein Besuch auf der virtuellen Neubaudampflok

Ich danke für Ihre Aufmerksamkeit!

es folgt ein Besuch auf der virtuellen Neubaudampflok


(Bj. 1954 – 1956)

unter sachkundiger Führung von Herrn André WingeFraunhofer IFF Magdeburg

(Bj. 1954 – 1956)

unter sachkundiger Führung von Herrn André WingeFraunhofer IFF Magdeburg


139


© André WingeFraunhofer IFFMagdeburg, 2009

HerausforderungenHerausforderungen

� Konventionelle Erstellung des virtuellen Modells:� Übernahme bzw. Konvertierung der Konstruktionsdaten aus

dem CAD-System� Optimierung der 3-D-Daten (Vereinfachung, Texturierung)

aber:aber:

Seite 20© André WingeFraunhofer IFFMagdeburg, 2009

� Baujahr der Neubaudampflokomotiven der HSB zw. 1954 und 1956�keine digitalen Konstruktionsdaten vorhanden �nur teilweise vorhandene technische Zeichnungen


140

AusgangsdatenAusgangsdaten

Beispiel Dampfstrahlpumpe


Originalbild aus dem Führerstand Handskizze mit Bemaßung




schematische Zeichnung(Quelle: „Die Dampflokomotive“ Transpress Reprint 1983)

Schnittzeichnung(Quelle: „Die Dampflokomotive“ Transpress Reprint 1983)


141




Funktionsschema, Baugruppen

Erstellung des 3Erstellung des 3--DD--ModellsModells



3DSMax Drahtgittermodell Dampfstrahlpumpe 3DSMax Volumenmodell Dampfstrahlpumpe


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Erstellung des 3Erstellung des 3--DD--ModellsModells



3-D-Modell Dampfstrahlpumpe Blick in das Innere der Dampfstrahlpumpe

TexturierungTexturierung

Originalaufnahme

Wasserstandanzeig

e

Feuerluke

ohne Textur


Feuerluke

mit Textur

Wasserstandanzeig

e im Szenario


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Die virtuelle Dampflok erwacht zum LebenDie virtuelle Dampflok erwacht zum Leben

� Erstellung von Animationen und Funktionalitäten für bewegliche Objekte

� Überwachung des Szenariozustands durch Kriterien


z.B. Ist das Ablassventil geöffnet?WAHR � Wassersäule ablassen

Ablassventil

Wassersäule

Die virtuelle Dampflok erwacht zum LebenDie virtuelle Dampflok erwacht zum Leben

� z.B. Simulation der Arbeits- und Wirkungsweise der Heusinger Steuerung� Modellierung der Steuerungsteile und Fahrwerkskomponenten� Berechnung der Animationen durch formales Modell



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Wie funktioniert eine Dampflokomotive?Wie funktioniert eine Dampflokomotive?

� Verwendung des VR-Szenarios zur Unterstützung der theoretischen Ausbildung

� Simulation des Weg des Dampfes, Weg des Wassers und Weg des Rauches� Realität: während des Betriebes kein Einblick in das Kesselinnere

� hohe Temperaturen und hoher Kesseldruck� Beobachtung der inneren Vorgänge nicht möglich


� Szenario:� durch Transparenz, ist der Blick in das Innere möglich� Dampf / Wasser / Rauch kann auf seinem Weg dargestellt und

verfolgt werden

Wie funktioniert eine Dampflokomotive?Wie funktioniert eine Dampflokomotive?

� Präsentationen mit Erläuterungen der Kesselspeisung, des Weg des Dampfes und des Rauches



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WISSENSCHAFTLICHE BEGLEITUNG

- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Portraits des Wissenschaftlichen Beirates

Forschung für die Praxis


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LEHRSTUHL FÜR LOGISTISCHE SYSTEME, INSTITUT FÜR LOGISTIK UND MATERIALFLUSSTECHNIK FAKULTÄT MASCHINENBAU

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E.h. Michael Schenk

Der Lehrstuhl für Logistische Systeme legt seinen Arbeits-schwerpunkt auf die Erfor-schung und Untersuchung von Methoden und Instru-menten zur ganzheitlichen Konzeption, Koordination und Kontrolle von Kapazitä-ten, Material- und Informati-onsflüssen in komplexen logistischen Systemen. Ziel der Forschung ist, die Aktivitäten von Wertschöp-fungsketten so zu gestalten, dass der individuelle Kun-denwunsch mit effizientem Ressourceneinsatz erfüllt wird. Besondere Berücksichtigung finden die Problemfelder der – Logistikorientierte(r) Fab-

rikplanung und -betrieb, – Modellierung und Simula-

tion von Beschaffungs-, Produktions- und Distribu-tionsnetzwerken,

– Entwicklung von Methoden und Werkzeugen zur Be-wertung, Planung und Ge-staltung von Logistiknetz-werken,

– Einsatz von adäquaten VR- Modellen und Werkzeugen für Planung und Betrieb von Logistiksystemen,

– Steuerung von heteroge-nen Logistikströmen mit mobilen Test- und Analy-sewerkzeugen,

– Mensch- Maschine- Mensch Schnittstelle in der digitalen Fabrik,

– Interaktive Ausbildungs- und Trainingskonzepte zur Qualifizierung logistischer Systeme zum Beispiel mit haptischen Planspielen und VR-basiertem Training.

Der Lehrstuhlleiter, Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E.h. Michael Schenk, ist zugleich Institutsleiter des Fraunhofer Instituts für Fabrikplanung und -automatisierung und der Ideenvater des VDTC – Virtual Development and Training Centre.

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E.h.Michael Schenk,

Foto: Dirk Mahler

lehrstuehle_gesamt.pdf 1 01.12.2009 10:49:38

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LEITER FORSCHUNGSFELD VIRTUELLE TECHNIKEN, KONZERNFORSCHUNG, VOLKSWAGEN AKTIENGESELL-SCHAFT Dr.-Ing. Werner Schreiber

Die Konzernforschung von Volkswagen ist der Innovati-onsmotor des Konzerns. Die dort initiierten neuen Kon-zepte dienen der Sicherung des technischen Vorsprungs des Unternehmens. Dr.-Ing. Werner Schreiber leitet die Forschung Virtuelle Techni-ken in der Konzernfor-schung. Zu deren Aufgaben gehören die Erforschung neuer Verfahren, Applikatio-nen und Hardware, Beratung und Planung für Virtuelle Techniken Installationen innerhalb des gesamten Konzerns sowie die Unter-stützung von Fachbereichen. Weiterhin initiierte Dr.-Ing. Werner Schreiber den Indust-riekreis Augmented Reality (IK AR). Ausgehend von dessen Aktivitäten wurden die Projekte AVILUS und AVILUSplus definiert, in dem Technologien anwendungs-orientiert entwickelt und erprobt werden. AVILUS ist die tragende Säule der Inno-vationsallianz. 28 leistungs-starke Partner aus den deut-schen Schlüsselindustrien zusammen mit den Wissen-schaftspartnern von Fraunho-fer und verschiedenen Uni-

versitäten repräsentieren alle für den Erfolg dieses Projekts notwendigen Kompetenzfel-der, die den kompletten Pro-zess ressourceneffizient ab-decken. AVILUSplus betrach-tet die für die Anwendungen in AVILUS erforderlichen Technologien mit einem weiteren Zeithorizont. Hierin arbeiten 6 Fraunhofer-Institute, die TU München und das DFKI zusammen. Weitere Projekte der Innova-tionsallianz sind VIERforES, mit dem Schwerpunkt Virtu-eller Techniken für den Ein-satz bei Embedded Systems und Endoguide, in dem Virtuelle Techniken für den Einsatz in der minimal-invasiven Chirurgie erforscht werden. Dr.-Ing. Werner Schreiber leitet die Innovati-onsallianz »Virtuelle Techni-ken«, ist Mitglied des Fach-beirat Virtual Engineering des VDTC, Mitglied des Kuratori-ums des IFF und Sprecher des Beirates Forschungsschwer-punkt Automotive an der Otto-von-Guericke Universi-tät Magdeburg.

Dr.-Ing. Werner SchreiberFoto: Volkswagen


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INSTITUT FÜR MECHANIK FAKULTÄT MASCHINENBAU

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c. Ulrich Gabbert

Am Lehrstuhl für Numerische Mechanik befassen wir uns mit der Entwicklung von numerischen, computerori-entierten Methoden sowie der zugehörigen Algorith-men und Berechnungssoft-ware für die Lösung von ingenieurwissenschaftlichen Problemstellungen, deren physikalisches Verhalten durch adäquate mathemati-sche Modelle beschrieben wird. Unser Fokus liegt auf der ganzheitlichen virtuellen Produktmodellierung sowie der Simulation und der Op-timierung mit dem Ziel, die Produkteigenschaften zu verbessern, Entwicklungszei-ten zu reduzieren und Kos-ten zu senken. Aktuelle Forschungsschwerpunkte sind: – Entwicklung computerori-

entierter Methoden zur Modellierung, Berechnung und Optimierung intelli-genter (adaptiver, smarter) Systeme zur Schwingungs- und Schallreduktion sowie deren Anwendung im Au-tomobilbau, im Maschi-nenbau, in der Robotik, der Medizintechnik usw.

– Entwicklung ganzheitlicher problemangepasster nume-rischer Modelle für die vir-tuelle Produktentwicklung, z.B. durch die Koppelung von Finite-Element-Modellen für unterschiedli-che physikalische Felder (Mechanik, Elektrik, Tem-peratur, Akustik usw.) mit der Mehrkörperdynamik und der Regelungstechnik zu einem virtuellen Ge-samtmodell.

– Entwicklung numerischer Methoden für die Berech-nung und Optimierung von Materialsystemen aus fa-ser- und partikelverstärkten Kunststoffen und nach-wachsenden Rohstoffen.

– Entwicklung echtzeitfähi-ger Modelle und numeri-scher Algorithmen für An-wendungen in der virtuel-len Medizin.

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr. h.c.Ulrich Gabbert

Foto: privat


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LEHRSTUHL FÜR KONSTRUKTIONSTECHNIK, INSTITUT FÜR MASCHINENKONSTRUKTION, FAKULTÄT FÜR MASCHINENBAU

Prof. Dr.-Ing. Karl-Heinrich Grote

Der Lehrstuhl befasst sich mit der Weiterentwicklung und der Erweiterung der Grund-lagen der Konstruktions-methodik und der Untersu-chung von Vorgehensweisen zur Ideenfindung, Konzept-entwicklung und Produkt-gestaltung. Es werden Untersuchungen zur Nutzung des Open-Source-Gedankens in der Produktentwicklung vorge-nommen, Richtlinien zur Gestaltung von Produkten erarbeitet und aktuelle Pro-zesse in der Produktentste-hung betrachtet. Parallel dazu wird erforscht und do-kumentiert, wie neue Werk-zeuge und Technologien im Konstruktionsprozess Unter-stützung leisten können. Aktuelle Forschungsthemen aus dem Gebiet des Explosi-onsschutzes und der biome-dizinischen Technik sind zu-kunftsweisend. Bis zur Markteinführung eines neuen technischen Produktes ist es ein weiter und oft steiniger Weg. Bis es soweit ist, muss jedes Produkt genauestens durch-

dacht und überprüft werden, damit seine Konstruktion der Anwendung gerecht wird. Die Konstruktionstechnik ist eine herausfordernde und sich stetig entwickelnde Be-rufstätigkeit für Ingenieure mit guten Einstiegsmöglich-keiten in die Praxis.

Prof. Dr.-Ing.Karl-Heinrich Grote

Foto: privat


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LEHRSTUHL ZERSPANTECHNIK, INSTITUT FÜR FERTIGUNGSTECHNIK UND QUALITÄTSSICHERUNG, FAKULTÄT MASCHINENBAU Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Karpuschewski

Das Institut für Fertigungs-technik und Qualitäts-sicherung (IFQ) vereinigt strukturell mit seinen Lehr-stühlen und Fachbereichen die wichtigsten Fertigungs-techniken »Urform-, Um-form- und Zerspantechnik« und übergreifend die den Produktionsprozess vorberei-tenden und überwachenden Fachgebiete der Fertigungs-messtechnik und des Quali-tätsmanagements. Das IFQ ist ein vielseitiger Kooperati-onspartner insbesondere für Unternehmen des Maschi-nen-, Fahrzeug- und Geräte-baus, die ihre Verfahrens-, Werkzeug-, Prozess- und Organisationsstruktur verbes-sern wollen. Der Lehrstuhl für Zerspantechnik beschäf-tigt sich schwerpunktmäßig mit der technologischen Durchdringung und Optimie-rung neuer und weiterentwi-ckelter spanender Verfahren und Werkzeuge, der Opti-mierung der Verzahnungs-herstellung, der Optimierung der Hochgeschwindigkeits-bearbeitung (HSC) beim Fräsen und Schleifen, der umweltgerechten Zerspa-nung durch Einsatz der Mi-

nimalschmiertechnik und der Trockenbearbeitung sowie der ARC-PVD-Beschichtung von Werkzeugen. Hierzu werden die Möglichkeiten der Prozesssimulation und der Maschinensimulation zur Entwicklung von (5-Achs)-Prozesskinematik, zur Kollisi-onsbetrachtung und zur Belastungsanalyse von Ferti-gungsmitteln eingesetzt. Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Karpuschewski war von 1999-2000 Assoziierter Pro-fessor an der Keio-Universität in Yokohama/ Japan und von 2000-März 2005 Professor und Lehrstuhlinhaber an der Technischen Universität Delft (Niederlande) für Produkti-onstechnik. Seit April 2005 ist er Professor und Lehr-stuhlinhaber für Zerspantechnik und ge-schäftsführender Leiter des IFQ, sowie Fellow der Inter-nationalen Akademie für Produktionstechnik (CIRP).

Prof. Dr.-Ing. habil.Bernhard Karpuschewski

Foto: privat


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LEHRSTUHL FÜR MECHATRONIK, INSTITUT FÜR MOBILE SYSTEME,

FAKULTÄT MASCHINENBAU Prof. Dr.-Ing. Roland Kasper

Der Lehrstuhl für Mechatro-nik konzentriert sich auf die Synthese mechanischer, elek-tronischer und informations-verarbeitender Komponenten zu neuartigen mechatroni-schen Produkten, die sich durch höhere Funktionalität, Flexibilität und Qualität aus-zeichnen. Wesentliche Aufgaben sind die Bündelung und Aufberei-tung des dazu notwendigen interdisziplinären Wissens u.a. in leistungsfähigen Ent-wicklungswerkzeugen, um Erforschung, Entwicklung, Herstellung und Test mecha-tronischer Systeme zu unter-stützen und zu verbessern. Methodische Basis bildet eine Gesamtbetrachtung mecha-tronischer Systeme bei der Modellierung, Simulation, Entwurf, Optimierung und Experiment zusammenflie-ßen. Schwerpunkte in For-schung und Lehre sind u.a.: – Modellbildung und Echt-

zeitsimulation komplexer mechatronischer Systeme, HIL Simulation und Test,

– Rechnerunterstützter Ent-wurf mechatronischer Sys-teme, Virtual Prototyping,

– Automobilmechatronik, neuartige Fahrwerk- und Dämpfersysteme, adaptive Lager, Schwingungs- und Schallreduktion

– Mobile Energiekonzepte, hybride und elektrische Fahrantriebe

– Piezoaktoren und struktu-rierte Piezokeramiken in der Fahrzeug-, Antriebs-, Fluid- und Medizintechnik, Aktoren für adaptive me-chanische Systeme,

– Realisierung mechatroni-scher Informationsverarbei-tungskomponenten, Steue-rung, Regelung und Signal-verarbeitung mit program-mierbaren Logikbaustei-nen, rekonfigurierbare Sys-teme.

Prof. Dr.-Ing. Roland KasperFoto: Menzel


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INSTITUT FÜR MOBILE SYSTEME, FAKULTÄT MASCHINENBAU

Hon.-Prof. Dr. sc. techn. Ulrich Schmucker

Das Institut für Mobile Sys-teme bietet ein breitgefä-chertes Lehr- und For-schungsangebot an System-lösungen der mechanischen, hydraulischen, pneumati-schen und elektrischen An-triebstechnik. Methodische Grundlage ist die interdiszip-linäre Betrachtungsweise, welche Aufgabenstellungen und Lösungen des Maschi-nenbaus, der Elektronik und der Informationsverarbeitung zu einem geschlossenen Systemkonzept verbindet. Die Entwicklungsphilosophie ist geprägt durch zwei gleichberechtigte Eckpfeiler: – Die konsequente und tief-

greifende theoretische Durchdringung, Modellie-rung und Simulation vor-gegebener Aufgabenstel-lungen und

– Neuer Lösungskonzepte, sowie die schnelle und voll-ständige Umsetzung ge-eigneter Lösungen in funk-tionsfähige Prototypen.

Prof. Schmucker ist seit 2008 Honorarprofessor für das Gebiet »Mobile Roboter« an der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg.

Seine Arbeitsgebiete um-fassen Virtual Engineering, Modellbildung und Simulati-on mechatronischer Systeme, Robotik, Handhabungstech-nik und Sensorik. In seiner Vorlesung vermittelt er Grundlagen zum Aufbau und zu einsatzfällen von mobilen Robotern sowie vertiefende Kenntnisse zu Komponenten mobiler Roboter, deren Be-rechnung, Auslegung und Einsatz. Weiterhin werden Verfahren zur Lokalisation, Navigation und Wegplanung sowie zur Sensordatenverar-beitung für autonome Robo-ter gelehrt. Ein Schwerpunkt liegt auf der Vermittlung von Kenntnissen zum Einsatz von Servicerobotern. Die Studen-ten werden befähigt, in Abhängigkeit von speziellen Einsatzfällen die erforderli-chen Systeme zu beurteilen, auszuwählen bzw. zu projek-tieren.

Hon.-Prof. Dr. sc. techn.Ulrich Schmucker

Foto: Viktoria Kühne


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LEHRSTUHL FACHDIDAKTIK TECHNISCHER FACHRICHTUNGEN, INSTITUT FÜR BERUFS- UND BETRIEBSPÄDAGOGIK, FAKULTÄT FÜR GEISTES-, SOZIAL- UND ERZIEHUNGSWISSENSCHAFTEN Prof. Dr. Klaus Jenewein

Der Lehrstuhl »Fachdidaktik technischer Fachrichtungen« ist zuständig für die Ausbil-dung von betrieblichen Fach- und Führungskräften sowie von Lehrkräften in ingeni-eurpädagogischen Fachrich-tungen. Neue Aufgabenbe-reiche betreffen konsekutive Bachelor- und Masterstudi-engänge, die gemeinsam mit den ingenieurwissenschaftli-chen Fakultäten ausgestaltet werden. Hier können Studie-rende der Otto-von-Gue-ricke-Universität Masterab-schlüsse für betriebliche Berufsbildung und Berufsbil-dungsmanagement sowie International Vocational Education erwerben und Auslandsstudien in Partner-universitäten absolvieren. Internationale Kooperationen bestehen mit Hochschulstan-dorten in China, Estland, Großbritannien, Mozambi-que, Österreich, U.S.A. und Vietnam. Das Forschungsprofil ist durch Begleitforschung von Pilotprojekten in der berufli-chen Bildung sowie durch die Forschungsschwerpunkte »Internationale Berufsbil-

dung« und »Learning in virtual Environments« ge-prägt. Aktuelle Vorhaben betreffen u. a. die – Entwicklung neuer Lernan-

gebote in der beruflichen Aus- und Weiterbildung,

– Trägernetzwerke im beruf-lichen Bildungsbereich,

– Förderung von Kompe-tenzen zur nachhaltigen Gestalten industrieller Pro-duktionsprozessen und

– Erforschung von Lernpro-zessen in realen und virtu-ellen Arbeitssystemen.

Weitere wichtige Vorhaben sind das gemeinsam mit dem Fraunhofer IFF Magdeburg getragene Kompetenzzen-trum »Technologie und Training« und die Beteiligung am UNESCO-UNEVOC-Center »Technical and Vocational Education for Sustainable Development« in Magdeburg.

Prof. Dr. Klaus JeneweinFoto: Schröder


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LEHRSTUHL FÜR MEDIZINISCHE TELEMATIK UND MEDIZINTECHNIK, FAKULTÄT FÜR ELEKTROTECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK

Prof. Dr. rer. nat. Georg Rose

Der 2006 neu eingerichtet Lehrstuhl innerhalb der Fa-kultät für Elektrotechnik und Informationstechnik beschäf-tigt sich mit innovativen Technologien für minimal-invasive Operationstechni-ken. Dabei stehen im Vor-dergrund die Optimierung intraoperativer Bildgebungen wie Rotationsangiographie, CT bzw. MRT, die Entwick-lung intelligenter Werkzeuge und Navigationstechniken zur Durchführung, Kontrolle und Steuerung der Eingriffe sowie die Entwicklung neuar-tiger katheter-basierender Therapietechniken. In einem zweiten Schwerpunkt wer-den Decision-Support-Systeme für Telemedizinap-plikationen mit dem Ziel der Optimierung des telemedizi-nischen Workflows entwi-ckelt. Der Lehrstuhl hat federfüh-rend den Masterstudiengang »Medizinische Systeme« aufgebaut, welcher Nach-wuchswissenschaftler für die Medizintechnikforschung ausbilden soll. Im Sommer 2009 wurde eine ERASMUS-Kooperation dieses Studien-

gangs mit der Universität Edinburgh vereinbart, welche Studierenden ermöglicht, an beiden Standorten zu studie-ren. Prof. Rose verfügt über lang-jährige Erfahrung in der industriellen Forschung (Phi-lips Research Laboratorien, Aachen/Hamburg) im Bereich Medizintechnik. Der Lehr-stuhl hat sich maßgeblich dafür eingesetzt, dass die Medizintechnik als Schwer-punkt der OvGU aufgenom-men wird und organisiert zurzeit eine fakultätsüber-greifende Medizintechnik-plattform.

Prof. Dr. rer. nat. Georg RoseFoto: T. Gruner


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LEHRSTUHL FÜR THERMISCHE VERFAHRENSTECHNIK, INSTITUT FÜR VERFAHRENSTECHNIK,

FAKULTÄT VERFAHRENS- UND SYSTEMTECHNIK Prof. Dr.-Ing. habil. Evangelos Tsotsas

�

Der Lehrstuhl für Thermische Verfahrenstechnik deckt zahlreiche Pflicht- und Wahl-pflichtveranstaltungen im Studienangebot der Fakultät für Verfahrens- und System-technik ab. Diese reichen thematisch von klassischen Trennprozessen bis zu Biose-parationen und von der Produktgestaltung bis zur Umwelttechnik. In der Forschung werden die Grundlagen der Stoff- und Wärmeübertragung in Par-tikelsystemen und porösen Stoffen untersucht. Hierzu zählen Wirbelschichten, mechanisch durchmischte Schüttungen, Festbetten, Agglomerate und Membra-nen. Anwendungsgebiete sind Trocknung und Partikel-formulierung (Agglomera-tion, Granulation, Coating) für die Feinchemie, Pharma- und Lebensmittelindustrie, Reaktions- und Trenntechnik, Energieerzeugung durch biogene Feststoffe und Spei-chermedien für die Energie-technik. In der Theorie kommen mo-derne Methoden wie Poren-netzwerke, Populationsbilan-

zen, diskrete Elemente und diskrete Monte-Carlo Simula-tionen zum Einsatz. Prof. Tsotsas ist Sprecher des Fachkollegiums »Verfahrens-technik und technische Che-mie« der Deutschen For-schungsgemeinschaft (DFG) und Mitglied des zentralen Auswahlausschusses der Alexander-von-Humboldt Stiftung.

Prof. Dr.-Ing. habil.Evangelos Tsotsas

Foto: Karin Lange/AVMZ


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LEHRSTUHL ELEKTRISCHE NETZE UND ALTERNATIVE ENERGIEQUELLEN, INSTITUT FÜR ELEKTRISCHE ENER-GIESYSTEME, FAKULTÄT ELEKTROTECHNIK UND IN-FORMATIONSTECHNIK Prof. Dr.-Ing. habil. Zbigniew A. Styczynski

Das Profil des LENA reicht vom »klassischen« Bereich der elektrischen Energietech-nik bis zu modernen Techno-logien, wie der Nutzung erneuerbarer Energiequellen. Damit konzentriert sich die Forschung des Lehrstuhls auf den Verteilungsnetzen, die durch Veränderungen auf dem Energiemarkt in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen haben. Die Forschungsaktivitäten betreffen sowohl Planung und Betrieb der elektrischen Netze als auch Modellierung von alternativen Energie-quellen und Speicher. Schwerpunkte der Forschung sind: – Modellierung von Betriebs-

mitteln und Erzeugungs-anlagen;

– optimale Planung elektri-scher Netze unter Berück-sichtigung von Wettbe-werbsbedingungen in der Energieversorgung;

– Schutz in elektrischen Netzen;

– Netzqualität - Netzrückwir-kungen in Verteilungsnet-zen bei symmetrischen und unsymmetrischen impuls-förmigen Belastungen.

Prof. Styczynski besetzt die Professur Elektrische Netze und Alternative Elektroener-giequellen an der Fakultät für Elektrotechnik und Informa-tionstechnik der Otto-von-Guericke-Universität Magde-burg. Von 2002 bis 2006 war er Dekan dieser Fakultät. Er ist Mitglied des VDE, CIGRE (Paris), IBN und CRIS (Schweden-USA) sowie IEEE Senior Member (USA). Er ist seit 2004 stellvertretender Vorsitzender des Deutschen Nationalen Komitees CIGRE SC6 »Verteilte Erzeugung«; seit 2007 Sprecher der Wor-king Group SC6.15 »Elec-trical Energy Storage« und Mitglied der VDE ETG Task Force Smart Grid.

Prof. Dr.-Ing. habil.Zbigniew A. Styczynski

Foto: privat


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LEHRSTUHL FÜR HOCHFREQUENZ- UND KOMMUNIKATIONSTECHNIK, INSTITUT FÜR ELEKTRONIK, SIGNALVERARBEITUNG UND KOMMUNIKATIONSTECHNIK, FAKULTÄT ELEKTRO-TECHNIK UND INFORMATIONSTECHNIK

Prof. Dr.-Ing. Abbas Omar

Der Lehrstuhl für Hochfre-quenz- und Kommunikati-onstechnik ist verantwortlich für die zwei Lehr- und For-schungsdisziplinen Kommu-nikationstechnik und Hoch-frequenztechnik. Die Lehre beinhaltet beispielsweise die Lehrveranstaltungen Grund-lagen der Kommunikations-technik, Grundlagen der Hochfrequenztechnik, Infor-mations- und Codierungs-theorie sowie Hochfrequenz-messtechnik. Für interessierte Studentinnen/en werden außerdem Vorlesungen und Laborpraktika zur Vertiefung der Kenntnisse in den Berei-chen Hochfrequenztechnik, Mobilfunk und optische Nachrichtentechnik angebo-ten. Zu den Forschungsschwer-punkten des Lehrstuhls zäh-len die Materialmessung, Entwicklung von Boden-durchdringenden Radarsys-temen (engl. Ground Penetrating Radar) für die Detektion von Landminen. Eng verknüpft mit diesen beiden Forschungsarbeiten ist ein weiterer Schwer-punkt, in dem es um die

Entwicklung von Messinstru-menten zur Bestimmung von Streuparametern geht. Ziel dabei ist es, effiziente und kostengünstige Netzwerk-analysatoren für die jeweilige Anwendung zu entwickeln. Weitere Forschungsaktivitä-ten sind die Schätzung und Charakterisierung der Kanäle für drahtlose OFDM-Systeme und die Entwicklung von hochauflösenden »Indoor«-Ortungssystemen. Prof. Omar ist IEEE Fellow und Mitglied einiger IEEE-Ausschüsse (z.B. IEEE-RWS Steering Committee und IEEE-IMS Technical Program Committee).

Prof. Dr.-Ing. Abbas OmarFoto: privat


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LEHRSTUHL FÜR VISUALISIERUNG, INSTITUT FÜR SIMULATION UND GRAPHIK, FAKULTÄT INFORMATIK Prof. Dr.-Ing. habil. Bernhard Preim

Der Lehrstuhl für Visualisie-rung ist für die grundlegen-den Lehrveranstaltungen in den Bereichen Mensch-Computer-Interaktion und computergestützter Visuali-sierung verantwortlich. Die Forschungsaktivitäten betref-fen grundlegende Fragen der medizinischen Visualisierung, wie die Exploration von zeit-veränderlichen CT- bzw. MRT-Daten, die Rekonstruk-tion von Oberflächenmodel-len aus medizinischen Volu-mendaten, die hochwertige Visualisierung anatomischer Baumstrukturen und die Weiterentwicklung illustrati-ver Darstellungstechniken. Die grundlegenden Techni-ken werden anhand konkre-ter Fragen der bildbasierten Diagnostik sowie der bildge-stützten medizinischen Aus-bildung und Therapiepla-nung genutzt, klinisch er-probt und weiterentwickelt.

Beispiele dafür sind die Com-puterunterstützung für die Planung HNO-chirurgischer Eingriffe, die Entwicklung eines Trainingssystems für leberchirurgische Eingriffe und die Diagnostik der koro-

naren Herzkrankheit. Beson-ders herausfordernd ist dabei jeweils eine ausreichend genaue Vorstellung der klini-schen Arbeitsweise und der resultierenden Anforde-rungen zu entwickeln.

Prof. Preim ist Sprecher der Fachgruppe »Visual Compu-ting in der Medizin« in der Gesellschaft für Informatik. Im Juni 2009 wurde er zum 1. Vizepräsidenten der Deut-schen Gesellschaft für com-puterunterstützte und robo-terassistierte Chirurgie (CURAC) gewählt. Außerdem ist er Kurator des Fraunhofer-Institutes Heinrich-Hertz.

Prof. Dr.-Ing. habil.Bernhard Preim

Foto: Heiko Dorwarth, ISG


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AG USER INTERFACE & SOFTWARE ENGINEERING, INSTITUT FÜR SIMULATION UND GRAPHIK,

FAKULTÄT INFORMATIK Jun.-Prof. Dr. Raimund Dachselt

Die AG User Interface & Software Engineering wurde im November 2007 mit der Berufung von Juniorprofessor Raimund Dachselt etabliert. Die fachliche Ausrichtung im Schnittpunkt der Forschungs-gebiete Mensch-Computer Interaktion und Software Engineering schließt die An-wendung und Neuentwick-lung von Konzepten und Methoden des Software Engineerings für computer-visualistische Anwendungen genauso ein wie umgekehrt die Anwendung neuartiger Visualisierungs- und Interak-tionskonzepte für das Soft-ware Engineering. Die Ar-beitsgruppe widmet sich in Lehre und Forschung schwer-punktmäßig dem User Inter-face Engineering von Mixed-Reality-Anwendungen und visuellen User Interfaces im Bereich Tabletop & Surface Computing. Dabei werden neuartige Metaphern und Interaktionstechniken für künftige nahtlose und natür-liche Benutzungsschnittstel-len in Mixed-Display- bzw. Mixed-Device-Umgebungen entwickelt, eine software-technologische Basis für

deren Entwicklung geschaf-fen und die intuitive Benutz-barkeit und Effizienz der entstandenen Lösungen mit Hilfe verschiedener Evaluati-onstechniken bewertet. Gegenwärtige Forschungs-schwerpunkte der AG sind: – User Interface Engineering – Nahtlose Interaktion und

Visualisierung in multi-surface/device Szenarien (Schwerpunkt Tabletops)

– Software- und Modellvisua-lisierung und Entwicklung neuartiger Interaktions-techniken für SE-Aktivitäten, z.B. in Tabletop-Umgebungen

– Entwicklung von Mixed Reality User Interfaces (u.a. 3D-Interaktionstechniken und magische Linsen)

– Software Engineering für ubiquitäre User Interfaces und heterogene Geräte-umgebungen.

Jun.-Prof. Dr. Raimund DachseltFoto: A. Dachselt


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LEHRSTUHL FÜR VISUAL COMPUTING, INSTITUT FÜR SIMULATION UND GRAPHIK,

FAKULTÄT INFORMATIK Prof. Dr.-Ing. Holger Theisel

Der Lehrstuhl arbeitet in Forschung und Lehre auf verschiedenen Gebieten von Visualisierung und Modellie-rung. In der Visualisierung liegt der Fokus auf Strö-mungsdaten, gleichzeitig erfolgen auch Arbeiten zur Volumen-, Tensor-, und Informationsvisualisierung. In der Modellierung werden effiziente Verfahren zur Deformation von Dreiecks-netzen sowie Methoden zur Modellierung mit Freiform-flächen untersucht.

In der Strömungsvisualisie-rung werden in der Gruppe Techniken zur visuellen To-pologieanalyse entwickelt. Topologische Strukturen sind mathematisch seit langem bekannt und erforscht. Ins-besondere werden dabei in der Arbeitsgruppe topologi-sche Methoden für 3D und 2D-zeitabhängige Strö-mungsdaten entwickelt. Weiterhin wird an neuen Algorithmen gearbeitet, Vektorfelder vor der visuellen Analyse zu verarbeiten und aufzubereiten. Hierfür wer-den zusammen mit Koopera-tionspartnern Techniken

entwickelt, um Vektorfelder zu komprimieren, zu verein-fachen oder zu modellieren. Im Bereich der Deformatio-nen werden Algorithmen entwickelt, um diese mit Hilfe zeitabhängiger diver-genzfreier Vektorfelder zu definieren, indem die Defor-mation auf eine numerische Pfadlinienintegration der Punkte des Shapes zurückge-führt wird. Auf diese Art lassen sich wichtige Eigen-schaften einer Deformation (z.B. Volumenerhaltung oder Verhinderung von Selbst-überschneidungen) auf ein-fache Art garantieren.

Prof. Theisel ist nach Aufent-halten an verschiedenen Institutionen (Uni Rostock, Arizona State University, ICIMAF Havanna, MPI Infor-matik Saarbrücken, Uni Biele-feld) Inhaber des Lehrstuhls für Visual Computing seit Oktober 2007.

Prof. Dr.-Ing. Holger TheiselFoto: Wenke Seemann


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AG DATENBANKEN, INSTITUT FÜR TECHNISCHE UND BETRIEBLICHE INFORMATIONSSYSTEME,

FAKULTÄT INFORMATIK Prof. Dr. rer. nat. habil. Gunter Saake

Die Arbeitsgruppe Daten-banken ist für die Lehrveran-staltungen im Bereich Da-tenbanken und Informations-systeme zuständig und ver-mittelt dabei grundlegende Inhalte bis hin zu Spezial-themen. Über den Daten-bankkontext hinaus sind auch neuartige Themen der Softwareentwicklung, wie z.B. Softwareproduktlinien, Gegenstand der Lehre, wel-che insbesondere Einfluss auf zukünftige Datenbankent-wicklungen haben. Die For-schungsaktivitäten konzen-trieren sich auf die Schwer-punkte: Datenintegration, Datenbankunterstützung integrierter Systeme, adapti-ve Informationssysteme, realisiert durch Softwarepro-duktlinien, sowie Self-Tuning Datenbanklösungen. In aktu-ellen Projekten wird darüber hinaus verstärkt im Bereich der virtuellen Realität gear-beitet. Im Spitzenforschungs-projekt VIERforES sollen Methoden zur Verbesserung der Interoperabilität von eingebetteten Systemen und Modellen in virtuellen und erweiterten Realitäten entwi-ckelt werden. Ein weiterer

Forschungsschwerpunkt ist die Entwicklung von Soft-waretechniken zur Erhöhung der Variabilität und zur Ver-besserung von Modularität, für den Bau maßgeschnei-derter Software. Prof. Saake ist seit 2004 Mitglied des Fachkollegium »Informatik« sowie Medizin-technik des DFG und seit 2008 im Vorstand des GI-Beirats der Universitätspro-fessoren. Außerdem ist einer der Herausgeber des Daten-bank-Spektrum Journals. Die Qualität im Bereich For-schung und Lehre konnte durch Auszeichnungen, wie z.B. der Denert-Preis für die beste Doktorarbeit sowie beste Diplomarbeit im Jahr 2007, eindrucksvoll belegt werden.

Prof. Dr. rer. nat. habil.Gunter Saake

Foto: Viktoria Kühne


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LEHRSTUHL FÜR MULTIMEDIA AND SECURITY, INSTITUT FÜR TECHNISCHE UND BETRIEBLICHE INFORMATIONS-SYSTEME, FAKULTÄT INFORMATIK

Prof. Dr.-Ing. Jana Dittmann

Der Lehrstuhl für »Multime-dia and Security« (Advanced Multimedia and Security Lab – AMSL) ist für die grundle-genden Lehrveranstaltungen im Bereich Sicherheit verant-wortlich und bietet darüber hinaus spezielle Veranstal-tungen mit Bezug zu Multi-media, Biometrie, Forensik, Computer- und Netzwerksi-cherheit an. Die Forschungsschwerpunkte fokussieren im Bereich Medi-ensicherheit auf Aktivitäten zu digitalen Wasserzeichen, Steganographie und Steg-analyse, Medienforensik, biometrische Erkennung, multimodale Benutzer-schnittstellen und Interak-tionsparadigmen, sichere Mensch-Maschine Kommu-nikation und Protokolle. Im Bereich IT-Sicherheit ist die Arbeitsgruppe auf die The-men IT-Forensik, Sicherheit eingebetteter und mobiler Systeme, Programme mit Schadensfunktion sowie Sicherheitsevaluierungen spezialisiert. Das Forschungs-gebiet ist interdisziplinär und umfasst Aspekte der Krypto-logie, der verdeckten Kom-munikation, der System- und

Netzwerksicherheit, der Multimedia- und Netzwerk-technologie sowie der Signal-verarbeitung und des Digital Rights Managements. Besonders zukunftsrelevant sind zum Beispiel die Arbei-ten zur Manipulationserken-nung und sicheren Langzeit-archivierung multimedialer Inhalte, handschriftbasierten Benutzerauthentifizierung, zu grundlegenden Methoden der Einbruchserkennung mittels IT-Forensik und Tech-niken zur Evaluation des Sicherheitsniveaus am Bei-spiel Automotive, Produk-tionstechnik und Logistik. Prof. Dittmann ist Mitglied der Fachgruppe »Stewa – Steganographie und Wasser-zeichen« in der Gesellschaft für Informatik, Mitglied der ACM und Editor des Editorial Board des ACM Multimedia Systems Journals sowie Edi-tor des Editorial Board SPIE Journal Electronic Imaging. Seit über 10 Jahren ist sie General Chair des ACM Multimedia and Security Workshops.

Prof. Dr.-Ing. Jana DittmannFoto: privat


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AG DATA AND KNOWLEDGE ENGINEERING, INSTITUT FÜR TECHNISCHE UND BETRIEBLICHE INFORMATIONS- SYSTEME, FAKULTÄT INFORMATIK

Prof. Dr.-Ing. Andreas Nürnberger

Die von Prof. Nürnberger ge-leitete Arbeitsgruppe Data and Knowledge Engineering beschäftigt sich in ihren aktuellen Forschungsarbeiten insbesondere mit Fragen der Personalisierung von Infor-mationssystemen, der inter-aktiven multilingualen Infor-mationssuche und der Ent-wicklung von Methoden zur adaptiven Datenanalyse und Informationsvisualisierung. Neben der theoretischen Untersuchung und Modellie-rung stehen hierbei die Ent-wicklung prototypischer Softwarewerkzeuge zur interaktiven Organisation und Analyse von großen Datensammlungen, insbe-sondere multimedialer Da-ten, im Mittelpunkt. In der Lehre bietet die Ar-beitsgruppe grundlegende und vertiefende Lehrveran-staltungen im Bereich des Maschinellen Lernens und des Information Retrieval an. Hierbei bildet die praktische Integration und Evaluierung

der vermittelten Verfahren in realen Anwendungen durch die direkte Einbettung ein-zelner Lehrmodule in aktuelle Forschungsprojekte einen besonderen Schwerpunkt.

Prof. Dr.-Ing.Andreas Nürnberger

Foto: privat


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LEHRSTUHL FÜR EINGEBETTETE SYSTEME UND BETRIEBSSYSTEME (EOS), INSTITUT FÜR

VERTEILTE SYSTEME, FAKULTÄT INFORMATIK Prof. Dr. rer. nat. Jörg Kaiser

Der Lehrstuhl für Eingebette-te Systeme und Betriebssys-teme widmet sich den grundlegenden Problemen, die durch die Interaktion eingebetteter Computersys-teme mit einer physischen Umgebung entstehen. Dabei steht im Vordergrund, wie Qualitätsanforderungen, die sich aus diesem Zusammen-spiel ergeben, in den zuneh-mend vernetzten technischen Systemen durchgesetzt wer-den können. Die Integration von Informa-tionstechnik in die Artefakte unserer täglichen Umwelt läuft in großem Umfang und mit hoher Geschwindigkeit. Mechatronik und Miniaturi-sierung sind Katalysatoren dieser Entwicklung. Mittler-weile werden über 99% aller Prozessoren in eingebetteten Anwendungen eingesetzt und eine Studie von Ernst&Young von 1999 sagt 10.000 miteinander kommu-nizierende Mikrosensoren für jede Person dieses Planeten im Jahr 2010 voraus. Netz-werke kooperierender intelli-genter Dinge werden zu-nehmend an Bedeutung gewinnen.

In diesem Bereich ist das Arbeitsfeld des Lehrstuhls angesiedelt, wobei der Schwerpunkt der For-schungen auf kooperieren-den Sensor-Aktor-Systemen liegt. Sie sind durch die Of-fenheit und Dynamik der Interaktionsbeziehungen, Echtzeitfähigkeit, Selbstor-ganisation und starken Be-schränkungen hinsichtlich des Stromverbrauchs und der Leistungsfähigkeit eingebet-teter Komponenten charak-terisiert. Unter diesen Bedin-gungen geeignete Kompo-nenten, Systemstrukturen, Interaktionsmodelle und Middleware zu entwerfen, ist das Ziel der Arbeitsgruppe.

Prof. Dr. rer. nat. Jörg KaiserFoto: privat


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AG COMPUTER SYSTEMS IN ENGINEERING, INSTITUT FÜR TECHNISCHE UND BETRIEBLICHE INFORMATIONS-SYSTEME, FAKULTÄT INFORMATIK

Jun.-Prof. Dr. Frank Ortmeier

Die Arbeitsgruppe ist für zen-trale Ausbildung im Bereich der Ingenieursinformatik zuständig. Schwerpunkte bilden dabei Softwaretechnik im ingenieurwissenschaft-lichen Kontext, simulations-basierte Roboterprogrammie-rung sowie Analyse und Konstruktion kritischer, tech-nischer Systeme. Die Forschungsaktivitäten sind insgesamt geprägt durch einen stark inter-disziplinären Charakter. Ein langjähriger Schwerpunkt der Gruppe besteht in Analy-se und Bewertung hoch-kritischer Systeme (wie bei-spielsweise Flugzeuge und Kraftwerke) in Hinblick auf funktionale Sicherheit und Betriebssicherheit. Eine zwei-te zentrale Aktivität adres-siert die Fragestellung, wie Softwareentwicklung in technischen Anwendungen effizienter und zuverlässiger gestaltet werden kann. Die dritte zentrale For-schungsaktivität betrachtet eine neue Generation von Computersystemen. Ziel ist es statt statischer, monolithi-scher Spezialapplikation Softwaresysteme zu schaf-

fen, die sich dynamisch an ihre jeweilige Umgebung anpassen. Dies kann vor allem in vielen technischen Bereichen von großem Nut-zen sein, da hier häufig Feh-ler kompensiert werden müssen oder auf wechselnde Systemumgebungen reagiert werden muss. Prof. Ortmeier ist Mitglied in verschiedenen Gremien zur Konstruktion kritischer Sys-teme sowohl auf europäi-scher als auch auf deutscher Ebene. Außerdem war er Veranstalter mehrerer Tuto-rials und Workshops in die-sen Bereichen.

Jun.-Prof. Dr. Frank OrtmeierFoto: Kreativagentur 2Dsein


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LEHRSTUHL FÜR ALLGEMEIN-, VISZERAL- UND GEFÄßCHIRURGIE, KLINIKDIREKTOR ALLGEMEIN-, VISZERAL- UND GEFÄßCHIRURGIE, UNIVERSITÄTS- KLINIKUM OTTO-VON-GUERICKE

Prof. Dr. med. Hans Lippert

Der Lehrstuhl für Allgemein-, Viszeral- und Gefäßchirurgie der Universitätsklinik Otto-von-Guericke in Magdeburg zeichnet sich durch ein brei-tes chirurgisches Spektrum an Patientenversorgung, wissenschaftlicher For-schungsaktivität und Lehrtä-tigkeit für Studenten aus. Als Klinik der Maximalversor-gung für das gesamte Land Sachsen-Anhalt und darüber hinaus ist Professor Dr. Lip-pert mit seinen Mitarbeitern in der Lage, chirurgische Krankheitsbilder fundiert zu therapieren. Professor Dr. Lippert greift auf umfassende Erfahrungen der Charité Berlin zurück, an der er lange klinisch und wissenschaftlich tätig war. Sie beinhalten herausragende operative Erfahrungen insbesondere im Bereich Leber- und Pankreas-Chirurgie, aber auch in der Transplantationschirurgie. Längere Auslandsaufenthalte (u. a. Mayo-Clinic, Chirurgie Minnesota) brachten zusätz-liche Erfahrungen in der Forschung und klinischen Arbeit. Die Versorgungschi-rurgie herkömmlicher chirur-gischer Erkrankungen wie

Blinddarmoperationen wird an seiner Klinik ebenso fach-kundig versorgt wie Patien-ten mit komplexen Krank-heitsbildern wie Lebertumo-ren und Bauchspeicheldrü-senerkrankungen. Professor Dr. Lippert war maßgeblich an der Weiterentwicklung neuer chirurgischer Operati-onsmethoden, wie der Mi-nimal-Invasiven-Chirurgie, beteiligt. Er etablierte eine leistungsstarke Abteilung für Chirurgische Endoskopie an seiner Klinik. Darüber hinaus baute er eine eigenständige Chirurgische Intensivstation auf, die speziell dafür ausge-richtet ist, chirurgische Krankheitsbilder adäquat zu therapieren. Als weiteren Schwerpunkt seiner Aktivitä-ten konsolidierte er eine Abteilung für Experimentelle Chirurgie, die anhand von Tierversuchsmodellen die Basis für labormedizinische Forschung bietet. Für die optimierte Therapie von Tumorpatienten wurde eine Chemotherapie-Abteilung innerhalb der Klinik etabliert, die in der Lage ist, den Pati-enten ganzheitlich zu be-handeln.

Prof. Dr. med. Hans LippertFoto: privat


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Das Fraunhofer-Institut für Fabrikbe trieb

und -automatisierung IFF forscht und

entwickelt auf den Schwerpunkt gebieten

Virtual Engineering, Logistik und Mate-

rial� usstechnik, Automati sierung sowie

Prozess- und Anlagen technik. Zu seinen

Kunden für die Auftragsforschung gehö-

ren die öffent liche Hand, internationale

In dustrie unter nehmen, die Dienstleis-

tungs branche und Unternehmen der

klein- und mittel ständischen Wirt schaft.

Im Bereich der virtuellen Technologien

entwickelt das Fraunhofer IFF Lö sungen

für alle Schritte in der Pro zess kette. Mit

dem Virtual Develop ment and Training

Centre VDTC stehen Spezialisten-Know-

how und hochmodernes Equipment zur

Ver fügung, um das durchgängige digita-

le Produkt von der ersten Idee über die

Entwicklung, die Fertigung, den Ver trieb

bis zur Inbetriebnahme und den Betrieb

sicherzustellen.

Schwerpunkte liegen beim Virtual Engi-

neering für die Ent wick lung von Produk-

ten, Prozessen und Systemen, bei Metho-

den der FEM-Berechnung, bei virtueller

Fabrik layout- und Montageplanung, der

Quali� zie rung und beru� ichen Aus- und

Weiter bildung und der Erstellung von

virtuell-interaktiven Handbüchern, Ersatz-

teil katalogen und Produktdoku menta -

ti onen.

Für sich wandelnde und hochkomplexe

Pro duktionsnetzwerke optimiert das

Fraunhofer IFF Fabrikanlagen, Produk-

tions sys teme und logistische Netze.

Führend ist das Magdeburger Fraun-

hofer-Insti tut bei der Realisierung von

RFID- und Tele ma tik-basierten Lösungen

zur Iden ti � ka tion, Überwachung und

Steue rung von Waren� üssen. Mit dem

LogMotionLab steht eines der am besten

ausgestatteten RFID-Labore Europas zur

Verfügung, um branchentypische An-

wendungen zu entwickeln, zu testen

und zu zerti� zieren. Intelligente Überwa-

chungslösungen, die dezentrale Speiche-

rung von Infor mationen am Objekt und

die Ver knüp fung von Informations- und

Waren � uss ermöglichen fälschungssiche-

re Identi� kation von Objekten, gesicherte

Warenketten und deren lückenlose Do-

kumentation.

SICHERE TECHNIK FÜR DEN MENSCHEN

1


Im Bereich der Automatisierung ver fügt

das Fraunhofer IFF über umfassende

Kompetenz bei der Entwicklung von Au-

tomatisierungs- und Roboter- systemen.

Schwerpunkte liegen bei Servicerobotern

für Inspektion und Reinigung, Automati-

sierungslösungen für den Life-Science-

Bereich, für Pro duktion und Logistik und

Robotik für Entertainment und Training.

Um Auto matisierungskonzepte voranzu-

treiben, realisiert das Fraunhofer IFF

Mess- und Prüfsysteme und integriert

Sensorik, optische Messtechnik und in-

dustrielle Bildverarbeitung in Produk -

tions pro zesse. Sensorik und Systeme zur

Mess werterfassung und -verarbeitung

sind das Werkzeug, um reale Größen in

digitaler Form abzubilden und bilden

damit eine Voraus setzung für automati-

sierte Prozesse.

Thermische Anlagen zur Energiege win-

nung aus Biomasse und Abfall stoffen,

Wirbelschichttechnologien, Prozesssimu-

lation und Lösungen für ef� zienten Anla-

genbetrieb bilden zen trale Inhalte der

Prozess- und Anla gen technik.

Mit Technologien zur Wandlung und

Erzeugung von Energie forscht das IFF

in einem Sektor mit hohem Zukunftspo-

tenzial.

Das Fraunhofer IFF ist in nationale und

internationale Forschungs- und Wirt-

schaftsnetzwerke eingebunden und ko-

operiert eng mit der Otto-von-Guericke-

Universität Magdeburg und weiteren

Hochschulen und For schungs institu tio-

nen der Region.

Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb

und -automatisierung IFF

Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h.

Michael Schenk, Institutsleiter

Sandtorstraße 22 | 39106 Magdeburg

Tel. 0391 4090-0 | Fax 0391 4090-596

[email protected]

www.iff.fraunhofer.de | www.vdtc.de

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AUTOREN

Kißner, Heike, Dipl.-Inf. szenaris GmbH Otto-Lilienthal-Straße 8 28199 Bremen Deutschland König, Dietrich-E., Dr. sc. Harzer Schmalspurbahnen GmbH Friedrichstraße 151 38855 Wernigerode Deutschland Lauter, Ingo, Dipl.-Kfm. Spirit Link GmbH Paul-Gordan-Straße 13 91052 Erlangen Deutschland Strauß, Thomas, KHK Landeskriminalamt Sachsen-Anhalt Dez. 33.1 – Leiter/Tatortgruppe Lübecker Straße 53-63 39124 Magdeburg Deutschland Wendel, Tom, Dipl.-Inf. Microsoft Deutschland GmbH Konrad-Zuse-Straße 1 85716 Unterschleißheim Deutschland Winge, André, Dipl.-Inf. Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung Sandtorstraße 22 39106 Magdeburg Deutschland

Wohlgemuth, Wolfgang, Dipl.-Inform. Siemens AG Industry Sector Industry Automation Division Advanced Technologies & Standards I IA & DT ATS 44 Gleiwitzer Straße 555 90475 Nürnberg Deutschland Zimmermann, Martin VISENSO GmbH Nobelstraße 15 70569 Stuttgart Deutschland

Autorenverzeichnis.pdf 1 01.12.2009 14:03:40

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IMPRESSUM

Tagungsband Gastvortragsreihe Virtual Reality 2009 »Virtual Reality - Mensch und Maschine im interaktiven Dialog« 6. Gastvortragreihe 28. Oktober - 09. Dezember 2009, Magdeburg Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung IFF Herausgeber: Prof. Dr.-Ing. habil. Dr.-Ing. E. h. Michael Schenk Sandtorstraße 22 | 39106 Magdeburg Telefon +49 391 4090-0 | Telefax +49 391 4090-596 [email protected] http://www.iff.fraunhofer.de | http://www.vdtc.de Umschlaggestaltung: Bettina Rohrschneider Redaktion: Michaela Schumann M.A. Titelfoto: Dirk Mahler Fotos, Bilder, Grafiken: Soweit nicht anders angegeben, liegen alle Rechte bei den Autoren der einzelnen Beiträge. Herstellung: docupoint GmbH Bibliografische Information der Deutschen Nationalbibliothek: Die Deutsche Nationalbibliothek verzeichnet diese Publikation in der Deutschen Nationalbibliografie; detaillierte bibliografische Daten sind im Internet über http://dnb.d-nb.de abrufbar. ISBN 978-3-8396-0082-5 Alle Rechte vorbehalten Für den Inhalt der Vorträge zeichnen die Autoren verantwortlich. Dieses Werk ist einschließlich aller seiner Teile urheberrechtlich geschützt. Jede Verwertung, die über die engen Grenzen des Urheberrechtsgesetzes hinausgeht, ist ohne schriftliche Zustimmung des Verlages unzulässig und strafbar. Dies gilt insbesondere für Vervielfältigungen, Übersetzungen, Mikroverfilmungen sowie die Speicherung in elektronischen Systemen. Die Wiedergabe von Warenbezeichnungen und Handelsnamen in diesem Buch berechtigt nicht zu der Annahme, dass solche Bezeichnungen im Sinne der Warenzeichen- und Markenschutz-Gesetzgebung als frei zu betrachten wären und deshalb von jedermann benutzt werden dürften. Soweit in diesem Werk direkt oder indirekt auf Gesetze, Vorschriften oder Richtlinien (z.B. DIN, VDI) Bezug genommen oder aus ihnen zitiert worden ist, kann der Verlag keine Gewähr für Richtigkeit, Vollständigkeit oder Aktualität übernehmen. © 2009 Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und -automatisierung


ISBN: 978-3-8396-0082-5

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Beitragsband Gastvortragsreihe Mensch-Maschine interaktiv 2009

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