Projektgruppe Industrielle Messtechnik
Forschungs- & Entwicklungsschwerpunkte
➤ virtuelle Maschine/Anlage zur Verbesserung der Energieeffizienz
➤ vorausschauende Instandhaltung – Detektion von Verschleißprozessen
➤ unscharfe Verfahren (Fuzzy Logik) zur Fehlererkennung als auch zur Anwendung im Bereich Regelungstechnik
Dienstleistungsangebote & Projektkooperationen
- Schwingungsanalyse | Mehr Informationen ↗
- Virtuelle Werkzeugmaschine zur Verbesserung der Energieeffizienz | Mehr Informationen ↗
- Virtuelle schweißtechnische Anlage zur Verbesserung der Energieeffizienz | Mehr Informationen ↗
- Energieverbrauchsmessungen zur Verbesserung der Energieeffizienz | Mehr Informationen ↗
- Bestimmung Rauheitskennwerte nach Tastschnittverfahren (DIN 4768/neu DIN EN ISO 4288) | Mehr Informationen ↗
- Analyse von Messdaten | Mehr Informationen ↗
- Koordinatenmessung mit dem digitalen Messprojektor KEYENCE IM-8020 | Mehr Informationen ↗
- Digitale Mikroskopie mit dem KEYENCE VHX-7000 | Mehr Informationen ↗
- Solarzellenvermessung mit dem Sonnensimulator SINUS 70
Abgeschlossene betreute Promotionen
➤ Einsatz optischer Pickup-Einheiten zum Condition Monitoring im Anwendungsfall eines Längsdrehprozesses | Dr.-Ing. Raphael al Diban, 2022
Prof. Dr.-Ing. Mathias Rudolph
Professur Industrielle Messtechnik
Institut
TPMB | Institut für Technologie und Produktion im Maschinenbau
Telefon: +49 (0)341 3076 4150
E-Mail: mathias(dot)rudolph(at)htwk-leipzig.de
Team
M.Eng. Jan Bertram | M.Eng. Andreas Blum | Alexandra Boger (student. Mitarbeiterin) | M.Eng. Finn Bosholm | B.Eng. Omar Chaleh (student. Mitarbeiter) | Leonhard Gehlauf | Elias Grunenberg | Erik Hertwig (student. Mitarbeiter) | M.Sc. Silvio Hund | Philip Lorenz (student. Mitarbeiter) | M.Eng. Ludwig Ostertag | M.Eng. Stefanie Penzel | M.Eng. Sophia Reker | B.Eng. Elena Richter | B.Eng. Laura Ruminger | B.Eng. Bruno Schneider (student. Mitarbeiter) | M.Eng. Thomas Wendt | M.Eng. Maik Wolf | Fabian Zischka (student. Mitarbeiter)
Projekte
FaGULab
Untersuchung der Wirkung der Dachbegrünung Leipziger Fahrgastunterstände auf das Mikroklima und die Biodiversität sowie Entwicklung von Begrünungsstrategien in einem Reallabor – Fahrgastunterstände Leipzig Reallabor
Das Projekt untersucht den Einfluss von Dachbegrünungen auf Fahrgastunterständen des Leipziger ÖPNV auf die Biodiversität und entwickelt darauf basierend standortgerechte Begrünungsstrategien. Durch die aktive Mitwirkung von Schülerinnen und Schülern sowie Auszubildenden aus verschiedenen Schulformen werden in zwei Phasen zunächst Umwelt- und Biodiversitätsdaten erhoben und anschließend praxisorientierte Lösungen in einem Reallabor erarbeitet, wodurch transformative Bildung für nachhaltige Entwicklung gefördert wird.
Förderung: Gefördert durch die Deutsche Bundesstiftung Umwelt im Rahmen der Förderinitiative: „Transformative Bildung für nachhaltige Entwicklung – Veränderung gestalten“
Ansprechpartner: Prof. Mathias Rudolph, M.Eng. Stefanie Penzel
Projektlaufzeit: 03/2025 - 02/2028
RenewableSkills
Förderung technischer Kompetenzen für nachhaltige Lösungen
Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines neuartigen Lernformats (bzw. neuartiger Lernformate), welches (bzw. welche) zum einen für eine an den Arbeitsmarkt angepasste Qualifizierung sorgt und zum anderen die Vermittlungschancen erhöht. Die an den Arbeitsmarkt angepasste Qualifizierung wird erreicht, indem die aktuelle Praxis mit einbezogen wird.
Förderung: Stadt Leipzig, Amt für Wirtschaftsförderung
Ansprechpartner: Prof. Mathias Rudolph; B.Eng. Elena Richter, B. Eng. Laura Ruminger, M.Eng. Ludwig Ostertag
Projektlaufzeit: 08/2024 – 07/2026
Smartes Energietechnik Labor
Förderung selbstständigen Lernens und digitaler Kompetenzen in der Grundlagen- und Messtechnikausbildung zukünftiger Ingenieure und Ingenieurinnen mit dem smarten Energietechniklabor und direktem Feedback über Lernplattformen
Die Forschungsarbeiten widmen sich der Verbindung zwischen theoretischer Ausbildung und praktischer Anwendung durch die Entwicklung eines smarten Energietechnik Labors, um den Studierenden einen effektiven Zugang zu digitalen Experimenten im Bereich der Energietechnik zu ermöglichen.
Förderung: SMWK | Bildungsportal Sachsen - Hochschuldidaktik Sachsen (HDS) und der Arbeitskreis E-Learning der LRK Sachsen (AK E-Learning)
Ansprechpartner: Prof. Mathias Rudolph, M.Eng. Stefanie Penzel, M.Eng. Ludwig Ostertag
Projektlaufzeit: 04/2024 - 12/2024
AirWaterHarvest
Schaffung der Grundlagen zur Abschätzung des Wasserertrags aus der energieautarken Gewinnung von Wasser aus der Umgebungsluft durch Kondensation nahe der Gebäudehüllfläche
Das Forschungsprojekt widmet sich der Analyse der Randbedingungen, unter denen es möglich wird, Wasser autark aus der Umgebungsluft bspw. für Fassaden- und Dachbegrünung zu ernten
Förderung: Zukunft Bau
Ansprechpartner: Prof. Mathias Rudolph, M.Eng. Maik Wolf
Projektlaufzeit: 01/2024 - 12/2025
Hydroponik | Urbane Lebensmittelversorgung
Ein Bildungsprojekt in kooperativen Projektgruppen
Ziel des Projektvorhabens ist es, Personen unterschiedlicher Bildungseinrichtungen wie Schulen oder Ausbildungsstätten mit dem Aufbau und Betrieb von hydroponischen Systemen vertraut zu machen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den eingesetzten messtechnischen/automatisierungstechnischen Systemen zur Unterstützung eines nachhaltigen Pflanzenanbaus.
Förderung: u.a. eku Zukunftspreis 2023
Ansprechpartner: Prof. Mathias Rudolph
Projektlaufzeit: 02/2024 - 01/2025
OPV | Organic Photovoltaic
Konzeption und Aufbau eines Laborversuchsstandes zur Integration von organischen Photovoltaikmodulen in die Nutzpflanzenproduktion
Das Projekt zielt darauf ab die Auswirkungen der Integration von semi-transparenten organischen PV-Modulen in Gewächshausdächern auf das Pflanzenwachstum und Gewächshausklima zu untersuchen.
Förderung: ELSTATIK Stiftung
Ansprechpartner: Prof. Mathias Rudolph; B.Eng. Laura Ruminger
Projektlaufzeit: 02/2024 - 12/2024
BeaMove
Beamforming mit drohnenschwarmbasiertem Mikrofonarray als akustische Kamera zur Lärmdetektion
Ziel des Forschungsvorhabens „BeaMove“ ist die Applikation von Beamformingverfahren in einem bewegten Drohnenschwarm zur schnellen und einfachen visuellen Darstellung und Quantifizierung von Lärmquellen bspw. im Verkehrsbereich.
Förderung: Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)
Ansprechpartner: Prof. Mathias Rudolph; M.Eng. Andreas Blum; M.Eng. Finn Bosholm
Projektlaufzeit: 07/2023 - 03/2025
OptiPlant
Simulationsbasierte energetische Optimierung von Mini-PV-Anlagen (Balkonkraftwerken) für Urban Gardening-Anwendungen
Die Forschungsarbeiten konzentrieren sich auf die Simulation des Solarstroms von Photovoltaik-Energiesystemen für Urban Gardening-Anwendungen. Ziel ist es, die überschüssige Energie aus einem PV-Balkonkraftwerk für die energetische Versorgung einer Grow-Box zu nutzen.
Förderung: ELSTATIK Stiftung
Ansprechpartner: Prof. Mathias Rudolph
Projektlaufzeit: 06/2022 - 12/2023
LaDeLok
Laserbasierte Detektion von Lockerungen im Straßenbahngleis
Das Projektziel ist die Evaluierung einer kontinuierlichen und automatisierten Zustandsüberwachung der Schienen mit einem laserbasierten Messsystem. Dessen Einsatz soll später im regulären Linienbetrieb an Straßenbahnen erfolgen.
Förderung: Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV)
Projektpartner: BitCtrl Systems GmbH, Leipzig
Ansprechpartner: M.Eng. Maik Wolf
Projektlaufzeit: 01/2023 - 06/2024
PiKE
Pflanzenbau im Zuge von Klimawandel und Energiewende – ein Forschungsprojekt für Schülerinnen und Schüler
Die Energiewende beeinflusst unser aller Leben: Um eine Verbindung zweier bedeutsamer Themen zur Grundversorgung der Bevölkerung herzustellen, beschäftigt sich das Projekt mit einer gemeinsamen Flächennutzung der Landwirtschaft und regenerativer Energieerzeugung mittels Photovoltaik – der Agri-Photovoltaik.
Förderung: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)
Ansprechpartner: B.Eng. Ludwig Ostertag, Laura Rumninger
Projektlaufzeit: 01/2023 - 03/2025
PAMKOP
Praktische Anwendung der Messtechnik in kooperativen Projektgruppen
Das Grundkonzept des Projektvorhabens besteht in der Erweiterung der bisherigen Lehrformen um eine semesterbegleitende Projektarbeit, bei der eine Gruppe von Studierenden gemeinsam mit Schülerinnen und Schüler Problemstellungen von realen technischen Systemen und Anlagen aus den Bereichen Photovoltaik und Smart Farming bearbeiten.
Förderung: Stiftung Innovation in der Hochschullehre
Ansprechpartner: Dipl.-Ing. Tobias Korth; B.Sc. Elena Richter
Projektlaufzeit: 09/2022 - 02/2024
PVmCharge
Laden von E-Autos mit Solarstrom: Vorhersage geeigneter Standorte für Integrierte Photovoltaik
Ein Hemmnis der Elektrifizierung des Individualverkehrs stellt die begrenzte Anzahl an Ladestationen im öffentlichen Raum dar, insbesondere für Personen ohne privaten PKW-Stellplatz. Eine Möglichkeit besteht in der direkten Nutzung der integrierten Photovoltaik zum Laden von elektrifizierten Fahrzeugen. Dies kann über fahrzeugintegrierte Photovoltaik oder durch integrierte Photovoltaik in öffentlichen Parkplätzen realisiert werden.
Förderung: mFUND (BMDV)
Ansprechpartner: M.Sc. Paul Gallin
Projektlaufzeit: 07/2022 - 06/2023
Web-SZVM
Entwicklung eines digitalen Laborversuchs im Bereich Photovoltaik
Ziel des Projekts ist die Überführung des Konzepts Laborversuch in eine digitale Lernumgebung. Die Realisierung soll als ganzheitlicher Ansatz erfolgen, der alle Phasen eines Laborversuchs umfasst (Versuchsvorbereitung, Versuchsdurchführung, Versuchsauswertung).
Förderung: SMWK | Bildungsportal Sachsen - Arbeitskreis E-Learning der LRK Sachsen
Ansprechpartner: M.Eng. Julian Hofbauer
Projektlaufzeit: 03/2022 - 03/2024
SunProcess
Planungs-Assistenz-System zur Auslegung und Installation von Perowskit-Photovoltaik-Anlagen
Perowskit-Solarzellen werden aufgrund hoher Effizienten (theoretisches Limit 43% gegenüber 29% bei Silicium-Solarzellen) und geringer Produktionskosten als die Technologie der Zukunft im Bereich der Photovoltaik gehandelt. Ziel ist u.a. die Entwicklung einer Software (Prototyp), die Planer:innen sowie Installateur:innen als Unterstützung für Perowskit-Photovoltaik-Anlagen nutzen können.
Förderung: „Verbesserung der regionalen Wirtschaftsstruktur“ (GRW)
Ansprechpartner: M.Eng. Julian Hofbauer
Projektlaufzeit: 12/2021 - 05/2023
FAssMII(c)
Teilprojekt: Automatisierte Durchführung und Auswertung von ingenieurwissenschaftlichen Online-Praktika in Messtechnik/Industrielle Messtechnik
Gesamtprojekt: FAssMII | Feedback-Basiertes E-Assessment in Mathematik, Informatik und Ingenieurwissenschaften
Teilprojekt c: Laborpraktika sind im Lernprozess für Studierende der Ingenieurwissenschaften insbesondere aufgrund der dort erfolgten anwendungsbezogenen praktischen Wissensvermittlung essentiell. Ziel des Projektes ist es, bedarfsgerechte und ortsflexible Laborpraktika in digitalisierter Form zu realisieren. Der Lösungsansatz beinhaltet die Realisierung eines Fernzugriffs auf die Laborgeräte zur Erzeugung der Datengrundlage und der Nutzung der digitalen Lernplattform „OPAL“ zur Erstellung einer elektronischen Trainings- und Prüfungsumgebung.
Teilprojektleiter: Prof. Dr.-Ing. Mathias Rudolph
Förderung: Stiftung Innovation in der Hochschullehre
Ansprechpartner: M.Sc. Silvio Hund
Projektlaufzeit: 08/2021 - 12/2025
Messunsicherheiten in der Vor-Ort-Analytik
Im Rahmen des Forschungsvorhaben sollen insbesondere bei bestehenden Verfahren der Vor-Ort Analytik die momentan einwirkenden Umwelteinflüsse auf die Messunsicherheit mithilfe von Methoden des Soft-Computing modelliert und rechentechnisch erfasst werden. Zusätzlich wird eine ergebnisgesteuerte Handlungsempfehlung zum Umwelt- bzw. Schadstoff-Monitoring entwickelt.
Förderung: ESF Promotionsstipendium
Ansprechpartnerin: M.Eng. Stefanie Penzel
Projektlaufzeit: 01/2020 – 12/2022
AirTreat
Vorhaben: Effiziente Entfernung von Stagnationswasser und Restfeuchtebeseitigung in Leitungssystemen von haustechnischen Kompaktanlagen.
Förderung: ZIM des BMWi
Projektpartner: bau msr GmbH Leipzig, DRECHSLERtechnik GmbH (assoziativ)
Ansprechpartner: M.Sc. Paul Gallin
Projektlaufzeit: 07/2020 - 11/2022
Our Common Future | Agro-Photovoltaik
Agro-Photovoltaik, Nutzpflanzenanbau unter PV eine win-win Situation?
Welche Nutzpflanzen lassen sich unter Photovoltaik Modulen anbauen? Welche Auswirkungen haben Pflanzen auf Photovoltaik-Modulen? In Arbeitsgruppen gehen Schüler:innen des Leipziger Wilhelm-Ostwald-Gymnasiums diesen und anderen Fragen nach. Unterstützt werden Sie dabei von Wissenschaftler:innen.
Förderung: Robert Bosch Stiftung
Ansprechpartner:innen: M.Eng. Julian Hofbauer, B.Eng. Lea Möller, Marlene Damm
Projektlaufzeit: 09/2020 - 12/2022
String Optimization
Leistungsoptimierung von Photovoltaikanlagen auf Basis variabler Modulverschaltung
Im Rahmen des Projektes soll eine auf variabler Modulverschaltung basierende Leistungsoptimierung von Photovoltaikanlagen untersucht werden. Für den geplanten Praxiseinsatz sind der Prototyp einer miniaturisierten PV-Anlage entsprechend zu entwickeln und begleitend hierzu eine Simulationslösung zu generieren.
Förderung: ZIM des BMWi
Projektlaufzeit: 10/2019 - 07/2022
SCE
Smart Control in Energieversorgungssystemen zur Prognose und Flexibilisierung des Versorgungsbedarfs und Verbesserung der Energieeffizienz
Im Rahmen des Forschungsvorhabens wird ein intelligentes und praktikabel anwendbares Regelsystem („Smart Control“) für die verschiedenen Energieformen (Strom, Wärme, Kälte, Gas etc.) sowie für deren gegenseitige Kopplung entwickelt. Es soll dabei eine Prognose des Energiebedarfs sowie eine bedarfsabhängige Verteilung in dezentralen Subsystemen beliebiger Größe und damit eine Verbesserung der Energieeffizienz ermöglichen.
Förderung: SMWK
Projektpartner: bau msr GmbH
Ansprechpartner: M.Eng. Julian Hofbauer
Projektlaufzeit: 10/2019 - 06/2022
RailState
Gemeinsam mit regionalen Unternehmen wird ein Verfahren entwickelt, mit dem der technische und akustische Zustand von Straßenbahngleisen sicher detektiert werden kann. Daraus werden für den assoziierten Partner LVB GmbH bspw. konkrete Handlungsmaßnahmen für eine wirtschaftliche Durchführung der Instandhaltungsarbeiten generiert.
Förderung: ZIM des BMWi
Projektpartner: Leipziger Verkehrsbetriebe (LVB) GmbH (assoziativ)
Ansprechpartner: M.Eng. Maik Wolf
Projektlaufzeit: 08/2019 - 12/2021
Smart Bear
In Kooperation mit einem KMU wird eine ultraschall-basierte Diagnosetechnologie zur direkten Erfassung von technischen Zustandsparametern zur frühzeitigen Detektion von Wälzlagerschäden mittels integrierter, miniaturisierter und drahtloser Sensorik am Innenring entwickelt. Auf Basis einer Messdatenverarbeitung wird die Entscheidungsfindung automatisiert erfolgen.
Förderung: ZIM des BMWi
Projektpartner: BestSens AG
Ansprechpartner: M.Eng. Michel Ullrich, M.Eng. Maik Wolf
Projektlaufzeit: 07/2019 – 12/2021
DiagnOptik
Entwicklung von drahtlosen optischen und energieautarken Sensorknoten zur berührungslosen Schwingungsdiagnose an Maschinen
Ziel des Projektes ist es, ein Verfahren zu entwickeln, das zur Schwingungsdiagnose in Werkzeugmaschinen eingesetzt werden kann, um Verschleißprozesse bereits während des laufenden Maschinenbetriebs zu beobachten und frühzeitig entsprechende Maßnahmen einleiten zu können.
Förderung: EFRE
Projektpartner: Professur Physik, Laser- und Lichttechnik HTWK Leipzig, SCHAUDT MIKROSA GmbH, SDS - Schwingungs Diagnose Service GmbH
Ansprechpartner: M.Eng. Andreas Blum
Projektlaufzeit: 07/2018 - 06/2022
SysKo
Systemdiagnose an haustechnischen Kompensator-Installationen zur Ableitung einer zustandsabhängigen Instandhaltungsstrategie mit automatisierter Entscheidungsfindung
Im Projekt werden Abnutzungsvorgänge (Ermüdung und Verschleiß) haustechnischer Kompensator-Installationen untersucht, mit dem Ziel eine Diagnose zum Instandhaltungszustand einer Komponente geben zu können, damit frühzeitig lebensverlängernde Maßnahmen vor dem Bauteilversagen eingeleitet werden können.
Förderung: ZIM des BMWi
Projektpartner: bau msr GmbH, Leipzig
Ansprechpartner: M.Sc. Silvio Hund
Projektlaufzeit: 07/2018 – 12/2020
Our Common Future | Photovoltaik
Optimierung von Photovoltaik-Modulen
Wie können Photovoltaik-Module durch Messmethoden optimiert werden? Welche Stör- und Fehlerquellen gilt es dabei zu beachten? Welche Risiken und Potenziale gibt es überhaupt bei der Nutzung von Sonnenlicht zur Stromerzeugung? In Arbeitsgruppen gehen Schüler:innen des Leipziger Wilhelm-Ostwald-Gymnasiums diesen und anderen Fragen nach. Unterstützt werden Sie dabei von Wissenschaftler:innen.
Förderung: Robert Bosch Stiftung
Ansprechpartner:innen: M.Eng. Julian Hofbauer, B.Eng. Lea Möller, Marlene Damm
Projektlaufzeit: 08/2018 - 07/2020
WebL@b
Realisierung eines Webversuchs zu ingenieurtechnischen (insbesondere mess- und regelungstechnischen) Grundlagen
Das Ziel des Projektes besteht in der Entwicklung eines generischen methodischen Ansatzes zur applikationsflexiblen Realisierung eines Webversuchs zu ingenieurtechnischen, insbesondere mess- und regelungstechnischen Grundlagen. Dies beinhaltet insbesondere auch den Aufbau einer didaktischen und medientechnischen Kompetenz, bspw. in Bezug auf die Einsatzmöglichkeiten relevanter Medien, welche zur Erstellung interaktiver und digitaler Lehrangebote zielführend sind.
Förderung: SMWK | Bildungsportal Sachsen - Arbeitskreis E-Learning der LRK Sachsen
Ansprechpartner: M.Sc. Silvio Hund
Projektlaufzeit: 11/2017 - 12/2018
SmartTram
Entwicklung einer fahrwegbasierten Diagnosetechnologie zur (simulativ gestützten) Früherkennung von straßenbahntypischen Verschleißprozessen unter Ermittlung von breitbandigen Grenzwerten für die pro-aktive Instandhaltung
Ziel der angestrebten Entwicklung ist die Generierung eines Verfahrens zur komplexen Diagnose von Straßenbahnfahrzeugen.
Förderung: ZIM des BMWi
Projektpartner: SDS Schwingungsdiagnose Service GmbH, SONOTEC Ultraschallsensorik Halle GmbH
Ansprechpartner: M.Eng. Maik Wolf
Projektlaufzeit: 04/2017 - 05/2019
FuzzySun
Mess- und regelungstechnische Automatisierung von LED-Sonnensimulatoren zur optimierten und schnellen Leistungsbestimmung von Solarzellen und Modulen
Im Projekt FuzzySun sollen auf LED basierende Solarsimulatoren, in denen verschiedenfarbige LEDs in Summe ein gemeinsames Spektrum erzeugen, optimiert werden.
Förderung: BMBF
Projektpartner: WAVELABS Solar Metrology Systems GmbH, Fraunhofer CSP (Unterauftragnehmer)
Ansprechpartner: M.Eng. Julian Hofbauer
Projektlaufzeit: 07/2016 - 12/2019
Our Common Future | Energieautarke Messtechnik
Aufbau eines Versuchsstandes zur Demonstration energieautarker Messtechnik
Im Rahmen des Projektes wird mit Schüler:innen ein prototypisches Demonstrator-Sensormodul entwickelt und dessen Einsatz an einem Versuchsstand zur Schwingungskennwertüberwachung geprüft.
Förderung: Robert Bosch Stiftung
Ansprechpartner: M.Eng. Julian Hofbauer
Projektlaufzeit: 03/2016 - 02/2018
TRAINCON
Diagnose von Antriebssystemen durch energieautarke drahtlose Sensornetzwerke und Entwicklung einer zustandsabhängigen Instandhaltungsstrategie mit automatisierter Entscheidungsfindung
Ziel des Projektes ist es, ein Verfahren zu schaffen, das Ermüdungs- und Verschleißprozesse in Bauteilen schienengebundener Fahrzeuge - wie z. B. Wälzlagern - erkennt.
Förderung: ZIM des BMWi
Projektpartner: SDS Schwingungsdiagnose Service GmbH, SINUS Messtechnik GmbH
Ansprechpartner: M.Eng. Maik Wolf
Projektlaufzeit: 01/2015 - 03/2017
