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Mobilitätsverbund werthaltige ländliche Lebensräume, Teilprojekt: D: Entwicklung und Test einer digitalen Plattform Mobilitätsmanagement

Technologien für energieeffiziente Indiumphosphid-basierte Hochfrequenzelektronik, Technologien für energieeffiziente Indiumphosphid-basierte Hochfrequenzelektronik - Move2THz

Digitalisierung in der Forsttechnik (Digi4+)

Zielsetzung: Der vorliegende Projektentwurf zielt darauf ab, die Kosten- und Energieeffizienz sowie die möglichen Umweltauswirkungen von forstlichen Wertschöpfungsketten durch Digitalisierung im Maschinen- und Prozessbereich zu verbessern. Die Praxistauglichkeit der Anwendungsbeispiele steht dabei besonders im Focus. Im Detail sollen nachfolgende Fragestellungen beantwortet werden: Räumlich explizite Abschätzung der Schadholzmengen nach einem Windwurfereignis für eine Modellregion sowie Entwicklung eines optimalen Aufarbeitungskonzepts. - Mit welchen Werkzeugen, Methoden und Modellen kann das Ausmaß und die räumliche Konzentration der geworfenen/geschädigten Bäume schnellstmöglich ermittelt werden? - Wie können geschädigte Bäume sicher geerntet werden, um Pilz- oder Insektenbefall und Feuerrisiko vorzubeugen und um eine Wiederaufforstung zu ermöglichen? - Wie kann die Qualität des Holzes durch effiziente Lagerung und Konservierung erhalten werden, um Lieferungen an die holzverarbeitende Industrie und damit das Einkommen der Waldbesitzer zu erhalten? Evaluierung der wissenschaftlichen und praktischen Anwendbarkeit von sog. Smart Services (z.B. Husqvarna Fleet Services oder Stihl Smart Connector) bei der Motorsäge. Durchführung von Produktivitätsstudien mit dem Ziel die Effizienz und Ergonomie bei der Motorsägentätigkeit zu verbessern. Entwicklung eines Tools für Mastseilgeräte, welches Produktions- und Betriebsparameter für weitergehende Analysen (z.B. Produktivität, Treibstoffverbrauch usw.) zur Verfügung stellt sowie die Kommunikation mit anderen Akteuren entlang der Wertschöpfungskette erlaubt. Implementierung von StanForD als Datenstandard. Optimierung der Holzernte am Steilhang durch Einsatz innovativer Technologien. Der Schwerpunkt liegt bei der hochmechanisierten Holzernte mit Motorsäge und Mastseilgerät mit Prozessor im Baumverfahren sowie der traktionswindenunterstützten vollmechanisierten Holzernte mit Harvester und Forwarder im Sortimentsverfahren. Effizienzsteigerungen, Treibstoffverbrauchsreduktion und Ressourcenschonung (Bestand und Boden) sind dabei die wichtigsten Optimierungsziele. Bedeutung des Projekts für die Praxis: In Zukunft werden in Wirtschaft und Gesellschaft die Relevanz und das Ausmaß der Digitalisierung noch stärker zunehmen. Das vorliegende Projekt soll die Akzeptanz der Akteure entlang der Wertschöpfungskette Holz im Zusammenhang mit Digitalisierungsentwicklungen steigern und Ihnen die Bedeutung und Chancen der Digitalisierung besser bewusstmachen. Aus der Sicht der Forstwirtschaft kann die erfolgreiche Anwendung von digitalen Technologien nicht nur zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit beitragen, sondern liefert in Zeiten des Klimawandels wichtige Impulse zur Steigerung der Energie- und Kosteneffizienz sowie Ressourcenschonung in Kontext mit einem klimaangepassten Waldmanagement. Der digitale Wandel unterstützt die nachhaltige Entwicklung und den Klimaschutz. (Text gekürzt)

Smart Transformation Labs als virtuelle Zukunftsbetriebe für die Region Mitteldeutschland zur Begleitung von betrieblichen digitalen Transformationsprozessen für eine moderne und nachhaltige Landbewirtschaftung, Teilprojekt D

Das Projekt zielt auf die reibungslose Transformation bestehender Betriebssysteme in einen Zukunftsbetrieb. Schwerpunkte liegen in der enge Verzahnung von ökonomischer und ökologischer Perspektive, der regional besonders relevanten Frage nach neuartigen Bewässerungsstrategien und -lösungen, der Weiterentwicklung des Pflanzenschutzes unter Nutzung digitaler Technologien, der logistischen Optimierung von Prozessen sowie der Förderung der Artenvielfalt und damit zusammenhängenden Erhöhung der Effektivität von Ökosystemleistungen. Smart Transformation Labs (STL) an den Standorten Magdeburg und Bernburg dienen dem Wissenstransfer und machen digitale Technologien in der Landwirtschaft erlebbar. Die optimierte digitale Infrastruktur für landwirtschaftliche Betriebe wird an diesen Standorten durch Einbeziehung von Virtual und Augmented Reality Technologie Demonstratoren präsentiert. Für die Vor-Ort-Demonstration einer optimierten digitalen Infrastruktur werden Technik- und Präsentationsmodule für vorhandene Fahrzeuge realisiert, die den Wissenstransfer in den Betrieben ermöglichen und Unterstützung bei der digitalen Transformation bieten. Die Anbindung der mobilen Komponenten mittels moderner Mobilfunktechnologien verknüpft die verschiedenen Standorte sowohl hinsichtlich technischer Kapazitäten, als auch innerhalb des Beratungsprozesses.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung

Das Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Systeme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit zugänglich gemacht werden, um die digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Ziel von SE ist die Entwicklung von Nutzungs- und Integrationskonzepten für den Betrieb bezogen auf Energie, Nutzung und Instandhaltung.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Kommunikations- und Integrationskonzepte für die Hausautomation

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Actimage wird eine Anforderungsanalyse durchführen, um aus den Anwendungsfällen die Ziele des Projektes zu spezifizieren. Basierend auf den gesammelten Anforderungen werden Konzepte für die Kommunikation erstellt. U.a. werden verschiedene Ansätze zur energieeffizienten Nutzung der Hausautomation bewertet. Eine detaillierte Design- und Architekturplanung wird die verschiedenen Komponenten des Systems und deren Zusammenarbeit definieren. Softwarekomponenten werden hier entwickelt, integriert und getestet. Es umfasst auch die Programmierung der Schnittstellen und die Konfiguration der Hausautomationsgeräte. Um sicherzustellen, dass alle entwickelten Komponenten von den Partnern richtig zusammen funktionieren, werden umfangreiche Tests durchgeführt. Hierbei werden verschiedene Szenarien simuliert und die Performanz sowie die Energieeffizienz des Systems gemessen. Schließlich werden Optimierungen vorgenommen, um die Leistungsfähigkeit und Energieeffizienz des Systems zu verbessern.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Schnittstellentwicklung und automatisierte Messdatenerfasssung

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Die Lumoview Building Analytics GmbH strebt in diesem Vorhaben besonders die Standardisierung von Workflows, Formaten und Schnittstellen für eine effiziente Einbindung von Innenraum-Messdaten in den Gesamtprozess an. Darüber hinaus wird Lumoview Algorithmen zur effizienten Messdatenaufbereitung entwickeln.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Zentrales Modell zur Digitalisierung Bestandsimmobilie in zentrales BIM

Das Vorhaben verfolgt als Ziel eine durchgängige Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators ein produzierendes Unternehmen sollen die Potentiale des hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Teilprojekt Zentrales Model der Archis beabsichtigt die Entwicklung und Validierung eines Use Case zur Digitalisierung einer Bestandsimmobilie in ein digitales Zentrales BIM Modell, welches effizientes und nachhaltiges Facility Management und Smart Building-Anwendungen ermöglicht. Für die Planer der Technischen Gebäudeausstattung (TGA) bedeutet dies, dass alle relevanten Informationen über das Projekt in einem einzigen Modell zusammengefasst werden, und damit ihre Prozesse deutlich effizienter gestalten. Für Architekten und Tragwerksplaner bedeutet dies, dass sie auf ein einheitliches Modell zugreifen können. Für den Besitzer bedeutet dies, dass er einen besseren Überblick über den Energiebedarf und die damit entstehenden CO2 Emissionswerte und Energiekosten hat. Durch das abgestimmte Arbeiten in der (TGA) können die Gewerke Heizung, Lüftung, Sanitär und Elektro effizienter zusammenarbeiten. Dies ermöglicht, in Echtzeit über alle relevanten Informationen zu kommunizieren, alle Beteiligten auf dem gleichen Stand sind und Optimierungspotentiale realisiert werden können. Dies erhöht die Klimaeffizienz des Gebäudes und reduziert die CO2 Emission.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: semantisches Datenmodell und immersive VR-Datendarstellung

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Der hybride Zwilling wird nicht nur als ganzheitliche Datenrepräsentation fungieren, sondern auch die Zusammenarbeit der verschiedenen Stakeholder zum Zweck der spezifischen Validierung mittels einer immersiven, interaktiven und performanten Visualisierung ermöglichen. Zu diesem Zweck werden am KIT Entwicklungen im Bereich des semantischen Datenmodells, die Integration von den Planungs-, Simulations- und Echtzeitdaten und der immersiven, anwendungsspezifischen 3D- und VR-Datenrepräsentation des Hybriden Zwillings durchgeführt.

Entwicklung eines Verfahrens zum Aufbau eines dynamischen hybriden Zwillings von Gebäuden zur Energieeffizienzsteigerung durch datengetriebene Planung, Umsetzung, Nutzung und Sanierung, Teilvorhaben: Datenmodell - Fusion, Analyse, Visualisierung großer heterogener Datenmengen

Dieses Vorhaben verfolgt das Ziel einer durchgängigen Verknüpfung aller bei der Planung, Errichtung und im Betrieb von Gebäuden beteiligter Akteure. Dies geschieht im gesamten Gebäudelebenszyklus durch den Einsatz eines hybriden Zwillings unter den Gesichtspunkten der Energieeffizienz, -flexibilisierung und -optimierung. Dazu müssen die einzelnen Prozesse, Daten und Simulationen der Gewerke unterstützt durch intelligente und intuitive Assistenzsysteme ineinandergreifen. Damit geht ein Paradigmenwechsel in der gesamten Bau- und Nutzungsphase von Gebäuden einher. Durch den Aufbau eines Groß-Demonstrators in einem mittelständischen produzierenden Unternehmen sollen die Potentiale eines hybriden Zwillings validiert und für die Öffentlichkeit anschaulich zugänglich gemacht werden, um die Digitale Transformation hin zum klimaschonenden Bauen und Betreiben von Gebäuden voranzutreiben. Das Projektziel des FZI ist die Verarbeitung und Fusion aller relevanten Daten und die damit einhergehende Entwicklung des ganzheitlichen Datenmodells des hybriden Zwillings. Insbesondere sollen Konzepte für die Nutzung, Aufbereitung und Analyse von großen, heterogenen Datenmengen von verschiedenen Akteuren des Gebäudelebenszyklus für die Weiterverwendung in Simulationen und 3D-Visualisierungen der Projektpartner und Rückführung der Ergebnisse entwickelt werden. Hierbei werden insbesondere technische, organisatorische und klimabedingte Restriktionen betrachtet.

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