IBIT

Themenauswahl für Studierende

Möchten Sie gerne ein aktuelles Forschungsthema im Rahmen eines studentischen Projektes oder einer Abschlussarbeit bearbeiten? Dann finden Sie hier eine Liste aktueller Themenstellung sowie Ansprechpartner.

• Entwicklung einer Klassifizierungssystematik für gebäudetechnische Anlagenkomponenten

  Thema

  Entwicklung einer Klassifizierungssystematik für gebäudetechnische Anlagenkomponenten als Planungsgrundlage für das technische Monitoring und die Betriebsüberwachung 

  Hintergrund und Motivation 

  Aus wirtschaftlichen Gesichtspunkten ist es für eine technisches Monitoring (TMon) entscheidend bereits vorhandene technische Strukturen der Gebäudeautomation (Messtechnik und Datenverarbeitung) zu nutzen. Diese sind für Grundfunktionalitäten wie regelungstechnische Vorgänge, Überwachungsmaßnahmen oder zum Zwecke der Energieverbrauchsabrechnung bereits vorhanden. Gerade die Potentiale dezentraler Komponenten sollten für die Weiterverarbeitung in der zentralen Gebäudeleittechnik verfügbar gemacht werden. Hierzu zählen bspw. Regelventile, Pumpen, Wärmeerzeugern, etc. die über eine entsprechende „dezentrale Intelligenz“ und standardisierte Datenschnittstellen verfügen. Eine wichtige Fragestellung ist, inwiefern bereits in frühen Phasen der Anlagenplanung bzw. vorhandener technischer Dokumentationen eine ausreichende Planungsgrundlage für die Betriebsüberwachung generiert werden kann. Ziel ist eine möglichst große Schnittmenge bei der Nutzung von Gebäudeautomationsstrukturen für die unterschiedlichen Anwendungsbereiche der Gebäudetechnik, das TMon und Betriebsüberwachung zu erreichen.

  Aufgabenstellung

  Allgemeine Komponenten der Gebäudetechnik sollen hinsichtlich ihrer Ausstattungsmerkmale wie bspw. vorhandene:

  • Mess- und Regelungstechnik,
  • virtuelle und physische Datenpunkte,
  • Datenschnittstellen für die GLT,
  • Funktionen für die Erkennung und Störungsmeldung fehlerhafter Betriebszustände

  gemäß aktuellem Stand der Technik und unter Berücksichtigung der Marktrelevanz untersucht und dokumentiert werden. Hierfür sollen eine Kategorisierung der relevanten Merkmale und geeignete Beschreibungsmittel wie Tabellen und Formblätter erarbeitet werden. Ziel ist es auf dieser Grundlage eine allgemeine Klassifizierungssystematik mit ausreichender Abstufung für eine möglichst breite und allgemeingültige Anwendung zu entwickeln. Die Auswahl der zu betrachtenden Komponenten findet in Absprache mit dem IBIT statt und kann nach individuellen Wünschen angepasst werden.

  Ansprechpartner

  Patrick Müller

  Raum 12.2.12
  Tel.: +49 361/6700-521
  Mail: patrick.mueller@fh-erfurt.de

• Durchführung von Fehler- und Risikoanalysen für zentrale Warmwasserbereitungssysteme

  Thema

  Durchführung von Fehler- und Risikoanalysen für zentrale Warmwasserbereitungssysteme unter Anwendung der Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA)

  Hintergrund und Motivation

  Die Bereitstellung von warmen Trinkwasser ist ein elementares Grundbedürfnis bei der Gebäudenutzung. Zudem wird für die Warmwasserbereitung ein großer Anteil des Wärmebedarfs im Gebäude benötigt. Daher sollten Fehlfunktionen an Warmwasserbereitungsanlagen frühzeitig identifiziert, gemeldet und behoben werden. Eine essenzielle Voraussetzung für die Fehlererkennung und Fehlerdiagnose (FED) in  gebäudetechnischen Komponenten ist das Wissen über mögliche Fehlerursachen und ihre Folgen. Für die Erarbeitung dieser Wissensbasis ist eine eingehende Fehleranalyse und Bewertung möglicher Fehlerrisiken mit entsprechenden Expertenwissen erforderlich. Hierfür hat sich die Fehlermöglichkeits- und Einflussanalyse (FMEA), seit der Entwicklung im Rahmen der Apollo-Missionen der NASA in den 60-er Jahren, bewährt und stetig weiterentwickelt. Die Methode findet vor allem in der Luftfahrt und Automobilindustrie eine breite Anwendung. Im Rahmen des Forschungsprojektes „MFGeb – Methoden zur Fehlererkennung im Gebäudebetrieb“, welches derzeitig vom IBIT Institut der Fachhochschule Erfurt bearbeitet wird, wird diese Methode auf Komponenten der Gebäudetechnik angewendet und angepasst.

  Aufgabenstellung

  Mit Hilfe der FMEA-Methode sollen ausgewählte Anlagenvarianten im Bereich der Warmwasserbereitung auf Fehlerzustände sowie deren spezifische Symptomatik hin untersucht werden. Als erster Schritt sind die für die Betrachtung notwendige System- und Teilsystemgrenzen festzulegen und mit dem Betreuer abzustimmen. Komponenten und Systeme außerhalb dieser Systemgrenzen werden bei der Analyse als fehlerfrei angenommen. Als Grundlage für die Durchführung der Fehleranalyse ist zunächst eine eingehende Systembeschreibung vorzunehmen. Hierzu gehören beispielsweise die:
   

  • Darstellung des Systemaufbaus anhand von Strukturbäumen
  • Zuordnung von Funktionen und deren Anforderungen zu den einzelnen Strukturelementen
  • Aufnahme von relevanten Systemparametern (physikalische Größen, relevante Regelgrößen)
  • Aufzeigen funktionaler und physikalischer Zusammenhänge sowie Prozessabläufe im System
  • Erläuterung der Regelungsfunktionen (Regelgrößen, Sollwerte, Betriebszustände, ...)

  
  Auf dieser Grundlage soll im nächsten Schritt die Fehleranalyse durchgeführt werden. Hierbei sind möglichen Fehlerzustände, deren Ursachen, Folgen sowie hieraus resultierende Systemreaktionen in FMEA-Formblättern aufzunehmen und mithilfe von Fehlernetzen gesamtheitlich darzustellen.  Anhand einer anschließenden Risikobewertung der einzelnen Fehlerzustände steht im Ergebnis die Erarbeitung einer Fehlerprioritätenliste

  Ansprechpartner

  Christoph Hutter

  Raum 12.2.08
  Tel.: +49 361/6700-873
  Mail: christoph.hutter@fh-erfurt.de