Förderprojekte

VIPFLUID hat zum Ziel, die Zustandsdaten von Abwasserpumpen mithilfe geeigneter Sensortechnik zu erfassen und für maschinelles Lernen zu nutzen. Adaptive Sensortechnik und ein intelligenter Sensorhub sollen dafür zunächst die Pumpendaten erfassen und lokal in der Edge vorverarbeiten, um einen komprimierten Datenstrom an lokale Rechenressourcen (Fog) zu senden. Synthetische Daten durch Machine Learning (ML) ermöglichen dann lokale und ressourcenschonende, adaptive Modelle zur Vorhersage.

Förderungszeitraum: 01.05.2023 – 30.04.2026

International steht die Kalibrierung von Seismometern gerade besonders im Fokus. Neben dem sehr geringen Frequenzbereich unterscheiden sich diese Prüflinge insbesondere in der geometrischen Form und der deutlich größeren Masse von den üblichen Schwingungs­sensoren. Weiterhin sind diese Sensoren üblicherweise in der Lage Schwingungen in drei Raumrichtungen zu messen und müssen deshalb auch in drei Raumrichtungen kalibriert werden.

Der Schritt von 50 mHz auf wenige Millihertz ist mit den bisherigen Ansätzen und Ressourcen nicht mehr umsetzbar. Das Vorhaben hat zum Ziel, neue Ansätze für das Design von Kalibrier-Schwingungserregern für die präzise Anregung tieffrequenter schwerer Sensorik in horizontaler Richtung zu entwickeln. Im besonderen Fokus sind dabei zwei Hauptaufgaben zu bewältigen:

• Entwicklung eines Langhubsystems mit äußerst präzisem Geradlauf für den Einbau in einem Schwingungserreger zur Anregung ab wenigen Millihertz
• Entwicklung eines Langhubsystems, welches in der Lage ist Kippmomente, die bei der höherfrequenten, horizontalen Anregung von schweren Prüflingen entstehen, aufzunehmen und die Kippbewegung auf ein Minium zu reduzieren oder alternativ
• Entwicklung eines Designkonzeptes, mit dem sich Kippbewegungen bei der höherfrequenten, horizontalen Anregung von schweren Prüflingen vermeiden lassen.

Förderungszeitraum: 01.06.2023 – 30.11.2025

Im Rahmen dieses Projektes soll ein kombiniertes Testsystem entwickelt werden, welches kosteneffizient die Teilaspekte "genaue Sensoranregung" und "schneller und paralleler Sensortest" kombiniert und dadurch für eine große Auswahl an MEMS-Sensoren einsetzbar ist. Um die nächsten Generationen von MEMS-Sensoren ausreichend genau zu testen und flexibel auf die wachsenden Testanforderungen reagieren zu können ist eine neue Messtechnik unabdingbar.
Die Mess-Hardware muss viele parallele Aufgaben erfüllen. Es muss sich um eine modulare Messkarte (autark arbeitend) mit ausreichend Hardware-Ressourcen handeln, um eine variable Anzahl von Prüflingen (bzw. Prüflings-Gruppen) zu versorgen und zu testen. Die aktuell auf dem Markt befindlichen Halbleitertest­systeme sind für den effektiven Einsatz in der Sensorentwicklung zu groß und für den Einsatz in der Endvermessung zu teuer.
Ein optimiertes Testsystem zum hochgenauen und kostengünstigen Test von MEMS-Sensoren kann hier eine ökonomische Lücke im Testmarkt füllen. Die hohe Integration von vielen Messfunktionen auf einer einzelnen Messkarte erfüllt die Anforderungen des MEMS-Sensorsegments.

Förderungszeitraum: 01.08.2023 – 31.07.2026

SRIMS ist ein deutsch-tschechisches Großprojekt, das in Zusammenarbeit mit Statotest, der Fakultät für Bauingenieur­wesen der Technischen Universität Prag (CTU) und Partnern in Sachsen – dem Fraunhofer IIS und der Spektra Schwingungs­technik und Akustik GmbH Dresden – durchgeführt wird. Ziel dieses Projekts ist die Entwicklung eines Überwachungs­systems für den Schienenverkehr, das die Sicherheit und Effizienz des Schienen­netzes erheblich verbessern soll.

Das Projekt konzentriert sich auf die Sicherheit und Stabilität von Eisenbahnbrücken sowie der zugehörigen Infrastruktur, einschließlich Schienen, Oberbau, Unterbau und Weichen, die für einen zuverlässigen Bahnbetrieb essenziell sind. Im Mittelpunkt der Forschung stehen die Bewertung kritischer Infrastrukturen, die Entwicklung und Kartierung von Sensorsystemen zur Datenerfassung, sowie die numerische Modellierung zur Risikoanalyse und Zustandsvorhersage. Darüber hinaus wird eine Expertenplattform mit Cloud-Anbindung entwickelt, um die erfassten Daten effizient auszuwerten. Zu den wichtigsten Ergebnissen zählen ein validiertes Überwachungs­system, das spezialisierte Sensoren mit einem cloudbasierten Expertensystem kombiniert, sowie eine Testumgebung zur Systemvalidierung und zur Entwicklung intelligenter Algorithmen.

Förderungszeitraum: 01.01.2024 – 31.12.2025

In SysDamp wird das Schwingungsverhalten von Windenergieanlagen genauestens untersucht. Dabei werden unterschiedliche experimentelle wie numerische Methoden verfolgt mit dem Ziel Dämpfungsparameter aus Feldmessungen bestimmen zu können, welche in den Designprozess neuer Anlagen übertragen werden. So soll eine Strategie für zukünftige Prototypen von Windenergieanlagen entwickelt werden.

• Generierung von Messdaten mit bereits installierter Sensorik an einer Windenergieanlage im Forschungswindpark WiValdi zur Bestimmung der modalen Dämpfung der Gesamtanlage.
• Entwicklung eines Multi-Shaker-Inertial-Erregungssystems zur gezielten Anregung schwingungsrelevanter Moden aus dem Gondelbereich der Windenergieanalage.
• Generierung von Messdaten mit bereits installierter Sensorik an einer Windenergieanlage im Betrieb unter gezielt angesteuerter Betriebsmodi, die zum Teil auch im Off-Design liegen.
• Methodenentwicklung zur Bestimmung der Dämpfungswerte der Turm- und Blattmoden der gesamten Windenergieanlage aus Messdaten unter Einsatz von beschleunigten voll automatisierten Approximationsalgorithmen im Zeit- und Frequenzbereich mit dem Ziel mehr als 15 Moden verfolgen zu können.
• Die Modell- und Ergebnisvalidierung der aeroelastischen Simulation der Windenergieanlage wird mit den aus dem Feldtest identifizierten Dämpfungsparametern durchgeführt, dabei werden Komponenten(schnitt)lasten in verschiedenen Lastfällen mit den Testdaten verglichen und der Vergleich zu konventionellen Modellen gezogen.
• Automatisierter Abgleich der Dämpfung von Messung und Simulation mit Erhöhung der Modellgüte und Vorhersagegenauigkeit.
• Bestimmung des Einflusses unscharfer Dämpfungsparameter mittels Sensitivitätsanalyse.

Förderungszeitraum: 01.01.2024 – 31.12.2026

Nach gründlicher Analyse der aktuellen Systemlandschaft werden Anforderungen präzise definiert. Basierend darauf wird ein technisches und funktionales Konzept erstellt, das die Integration bestehender Systeme gewährleistet. Anschließend erfolgt die schrittweise Implementierung des SPEKTRA HUBs, beginnend mit den Kern­bereichen wie Datenmanagement, Nutzerverwaltung und Dokumenten­management. Parallel dazu wird eine intuitive Benutzeroberfläche entwickelt, um die Bedienung zu vereinfachen und Arbeitsabläufe effizienter zu gestalten. Nach der technischen Umsetzung wird das System im gesamten Unternehmen eingeführt. Ein Schwer­punkt liegt auf der Schulung der Mitarbeitenden, um eine nahtlose Integration und hohe Akzeptanz sicherzustellen. Nach der Einführung wird der Betrieb des SPEKTRA HUBs regelmäßig evaluiert, um potenzielle Verbesserungsmöglichkeiten frühzeitig zu identifizieren und umzusetzen.

Förderungszeitraum: 03.02.2025 – 28.02.2026