VDI Preis 2019

VDI ehrt engagierten Nachwuchs

Dank der hervorragenden Kooperation mit dem langjährigen VDI-Fördermitglied MAURER SE konnten die diesjährigen VDI Preise in den Kategorien Bachelor, Master und Dissertation in einem beeindruckenden Ambiente verliehen werden.

Hoch über den Dächern Münchens im Hoch5 des Werksviertels Mitte wurden die Preisträger 2019 am 15. November mit einem feierlichen Festakt geehrt – außergewöhnliche Leistungen an einem außergewöhnlichen Ort.

Nach der Begrüßung durch Prof. Dr. Peter Pfeffer, Vorsitzender des VDI Bezirksverein München, Ober- und Niederbayern, beeindruckte Dr. Christian Braun, geschäftsführender Direktor der MAURER SE, die rund 160 geladenen Gäste mit seinem Vortrag „Kräfte in Bewegung“.

Mit MAURER bewegt sich was

Auf einer kurzweiligen Weltreise zeigte Braun das Produktprogramm des Stahlbauunternehmens, das seit über 140 Jahren in München ansässig ist.

Von Russland bis Mexiko, von Indien bis Griechenland verbaut MAURER Brückenlager, Schwingungsdämpfer, Dehnfugen, Erdbebenschutzvorrichtungen und konstruiert Achterbahnen und Riesenräder.

Eine dieser fliegenden Bauten steht direkt am Ort der Preisverleihung, im Werksviertel Mitte; ein Knotenpunkt Münchens, von dem – wie man an diesem Abend erleben konnte –  eine ganz besondere Energie und Kreativität ausgeht; Mit einer Gesamthöhe von 78 Metern und einem Durchmesser von 74 Metern ist das spektakuläre Hi-Sky das größte transportable Riesenrad der Welt.

Im Anschluss an diesen inspirierenden Festvortrag ging es zur Preisverleihung mit Festbankett in den Ballsaal. Ausgezeichnet wurden in diesem Jahr je zwei Abschlussarbeiten in den Kategorien Bachelor, Master und Dissertation.

Die Preisträger in der Kategorie Bachelor

Bei einer Stromversorgung aus regenerativen Quellen werden effiziente Speicher für große Energiemengen immer wichtiger. In seiner prämierten Arbeit befasst sich Kieran Oswald, B.Sc., am Bayrischen Zentrum für Angewandte Energieforschung (ZAE Bayern) und der Hochschule München mit der Optimierung von Vanadium Redox-Flussbatterien (VRFB).

Unter dem Titel „Charakterisierung von ionischen Verlustmechanismen in der Membran und in den Elektroden von Vanadium-Redox-Flussbatterien“ werden die Widerstandsabhängigkeit der Stromdichte einer Nafion-212-Membran und der Einfluss der Elektrodendimensionierung auf die Konzentrationsverluste der Zelle untersucht.

Mit einer neu entwickelten Zelle wird neben der Widerstandsabhängigkeit der Stromdichte die Abhängigkeit der Zelleffizienz von der Geometrie der Elektroden untersucht. Die geometrieabhängigen Konzentrationsverluste wurden mittels einer ohmsch-korrigierten Spannungseffizienz untersucht.

In der Annahme, dass der Ladungsaustauschwiderstand für alle Elektrodendimensionen reproduzierbar gleich ist, entstehen die Effizienzvariationen nur durch unterschiedliche Konzentrationsverluste. Kürzere und dünnere Elektroden besitzen geringere Konzentrationsverluste als lange und dicke. Zum Abschluss wird ein alternatives Elektrodendesign vorgestellt.

Sabrina Wagner, B. Eng., Studiengang Bioingenieurwesen an der Hochschule München, beschäftigt sich in ihrer Bachelorarbeit „Etablierung einer Co-Kultur aus Osteoblasten und Osteoklasten als Testmodell für lösliche Faktoren von Biofilmen“ mit der Frage, wie Effekte von bakteriellen Toxinen auf Knochenzellen untersucht werden können.

Der häufigste Erreger von Osteomyelitis (chronische Entzündung des Knochens) und periprothetischen Infektionen ist das Bakterium Staphylococcus aureus. Durch die Bildung eines Biofilms ist der Keim vor Antibiotika und der Immunantwort des Körpers geschützt, was die Therapie erschwert. Häufig kommt es dabei auch zum beschleunigten Knochenabbau durch die Knochenzellen.

Als in vitro-Testmodell wurde eine Co-Kultur aus humanen Osteoblasten (Knochenaufbau) und Osteoklasten (Knochenabbau) entwickelt. Eine Inkubation der Co-Kultur in Biofilm-konditioniertem Medium, das die Toxine von S. aureus enthält, bewirkte eine Degeneration der Osteoblasten und einen Anstieg der resorptiven Aktivität der Osteoklasten, was in vivo einen Knochenverlust zur Folge hätte. Das Testmodell ist somit für die Untersuchung von löslichen Faktoren von Biofilmen geeignet und kann als Grundlage zur Untersuchung neuer Therapiemethoden gegen Knocheninfektionen dienen.

Die Preisträger in der Kategorie Master

Fandi Bi, M.Sc, verfasste ihre Masterarbeit am Institut für Automatisierung und Informationssysteme der TU München zum Thema „Untersuchung von Technical Debt im Produktlebenszyklus mechatronischer Produkte und Produktionssysteme“.

Viele Unternehmen leiden unter dem Problem, dass „faule Kompromisse“ – „Technical Debt“ (TD) – in technischen Lösungen eingegangen werden. Diese bieten auf kurze Sicht Zeit- oder Kostenersparnisse, jedoch unterschätzt man die Tragweite und den langfristigen Schaden am System.

Ziel der Arbeit ist die systematische und branchenübergreifende Untersuchung von TD in der Mechatronik. Es soll Unternehmen unterstützen, komplexe Prozesse und Entscheidungen transparenter zu machen, sowie gemeinsame Schwächen zu identifizieren.

Die Analyse von 94 aufschlussreichen TD-Fällen entlang des Produktlebenszyklus zeigt, dass TD einen ansteckenden Charakter besitzt. Über Disziplingrenzen hinweg und durch die Phasen des Produktlebenszyklus kann TD zudem Schnittstellen in der Supply Chain überqueren. Nach der Untersuchung sind 94 % der Befragten davon überzeugt, dass die Forschungsergebnisse ihnen mehr Argumentationsgrundlage für die technisch bessere Entscheidung bieten.

In einer Kooperation der Fachbereiche „Automotive Software Engineering (ASE)” der TU München und „Electrical Engineering & Computer Science (EECS)” des MIT erstellte Felix Naser seine prämierte Arbeit: “Detection of Dynamic Obstacles out of the Line of Sight for Autonomous Vehicles to increase Safety based on Shadows” – Schatten-basierte dynamische Objekterkennung für autonome Fahrzeuge.

Autonome Fahrzeugforschung soll auch die Zahl der Verkehrstoten reduzieren. Aktive Sicherheitssysteme wie ADAS arbeiten meist in Direct-Line-of-Sight-Szenarien, wobei tote Winkel entstehen.

Ziel der Arbeit ist es, den Wahrnehmungshorizont für autonome Fahrzeuge über den direkten sichtbaren Raum hinaus zu erweitern, um die Sicherheit zu erhöhen. Mit Hilfe eines neuen, visionsbasierten, virtuellen Sensors – „ShadowCam“ – sollen kleine Lichtintensitätsänderungen wie Schatten auf der Basisebene in der Nähe einer Okklusion ausgewertet werden.

Jetzt können Videosequenzen in Nicht-Line-of-Sight-Szenarien klassifiziert werden. Dies kann dazu beitragen, mögliche Kollisionen mit unsichtbaren Hindernissen zu vermeiden. Das Toyota Research Institute (TRI), hat ein Patent auf die Ergebnisse eingereicht.

Dr. Jan-Christoph Edelmann hat seine Doktorarbeit über „Entwicklung einer Ohr-zu-Ohr Kommunikationsplattform für Hörimplantate“ am Institut für Mechatronik, Mikroelektronik und Implantierbare Systeme an der Universität Innsbruck verfasst. Gesunde Menschen haben zwei Ohren: Durch die Aufnahme von Schall zu beiden Seiten des Kopfes können Geräusche effizient lokalisiert werden. Bei Patienten mit Hörimplantaten gibt es erhebliche Defizite im Vergleich zu Normalhörenden, weil zwei individuelle Implantate jeweils nur die Schallinformation „ihrer Seite“ auswerten und aufbereiten können.

Eine signifikante Verbesserung des Höreindrucks wird durch die Vernetzung der beiden Hörimplantate durch einen Ear-To-Ear Link erreicht, der als Austauschkanal für Audiodaten fungiert und eine erweiterte, algorithmische Signalverarbeitung ermöglicht.

Kleinste Leistungen und Antennengrößen müssen zum Übertragen von großen Datenmengen ausreichen. Als Übertragungsmedium liegen die einzelnen Gewebeschichten des Kopfes vor, die die Ausbreitung von Signalen stark einschränken. Die Dissertation bringt das Gebiet der Ear-To-Ear Kommunikation entscheidend voran.

Dr.-Ing. Martin R. Pfaller wurde an der Fakultät für Maschinenwesen der TU München zum Thema „Prädiktive numerische Modellierung der patientenspezifischen Herzmechanik“ promoviert. Krankheiten wie ein Herzinfarkt können die Herzleistung stark beeinträchtigen.

Eine langfristige Prognose der Herzfunktion mittels Computersimulationen wäre ein wertvolles Instrument in der personalisierten Medizin, um z.B. das Ansprechen eines Patienten auf eine Therapie vorherzusagen.

Die Arbeit von Herrn Pfaller bietet Verbesserungen für zwei signifikante Defizite dieser Herzsimulationen. Die Modellqualität wurde durch genaue und rechnerisch effiziente Randbedingungen an der Außenseite des Herzens stark erhöht und mittels medizinischer Bilddaten validiert.

Weiterhin wurde die Rechenzeit durch einen neuartigen Ansatz zur Modellreduktion erheblich reduziert. Diese Methode kann verwendet werden, um die Anpassung des Herzmodells an Patientendaten, wie z.B. Blutdruckmessungen oder Tomographie, zu beschleunigen.

Ein hervorragendes Menü und eine spektakuläre Nachtfahrt im MAURER-Riesenrad Hi-Sky, dem größten transportablen Riesenrad der Welt, rundeten diese äußerst gelungene Veranstaltung ab. 

Impressionen und Momente in Echtzeit von der Preisverleihung finden Sie über folgenden Link zum Live-Blog der VDI Preisverleihung.   

Über folgenden Link finden Sie die Bildergalerie zur Preisverleihung 2019

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