Abschätzung zukünftiger Recyclingkosten industrieller Produkte mittels Fuzzy Linearer Optimierung

Zusammenfassung Mit der Verabschiedung des Kreislaufwirtschafts- und Abfallgesetzes (KrW-/AbfG) hat der Gesetzgeber die Produktverantwortung über den gesamten Lebenszyklus dem Hersteller übertragen. Dieser ist zukünftig verpflichtet, die von ihm hergestellten Produkte am Ende ihrer Lebensdauer zurückzunehmen und einem qualitativ hochwertigen Recycling zuzuführen. Zur frühzeitigen Ermittlung der entscheidungsrelevanten Lebenszykluskosten sind somit die Kosten zur Demontage und Verwertung der demontierten Baugruppen und Bauteile bereits in der Phase der Produktentwicklung abzuschätzen. Die in dieser Phase vorliegende Planungsunsicherheit hinsichtlich der zukünftigen technischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen kann mit Hilfe der Fuzzy Set Theorie berücksichtigt werden. Im vorliegenden Beitrag erfolgt daher die Modellierung der zukünftig zu internalisierenden Demontage- und Recyclingkosten mit Hilfe der Fuzzy Linearen Optimierung. Unternehmen werden damit in die Lage versetzt, zukünftige Recyclingkosten ihrer sich in der Entwicklung befindlichen Produkte bereits frühzeitig abschätzen und gezielt beeinflussen zu können.     

Investition bei Unsicherheit als Erklärung für hohe implizite Diskontraten bei Energiesparinvestitionen

Zusammenfassung Die Tatsache, daß Konsumenten (und auch Unternehmen) hohe implizite Diskontraten bei der Entscheidung über Energiesparinvestitionen verwenden, wird häufig beobachtet. Dies wird fast einhellig als Marktversagen angesehen und hat viele Analytiker dazu veranlaßt, entweder für öffentliche oder bezuschußte Energiesparinvestitionen zu plädieren. In dieser Arbeit wird die Theorie der Realoptionen auf ein bekanntes Beispiel angewandt: der Wahl zwischen konventioneller Glühbirne und Sparlampe bei unterstellter Risikoneutralität des Entscheidungsträgers. Es zeigt sich, daß die dem Wert der Option des Abwartens und Aufschiebens der Investition Rechnung tragenden impliziten Diskontraten nahe den beobachteten Werten liegen. Deshalb bedarf die Schlußfolgerung eines Marktversagens aus hohen impliziten Diskontraten einer sorgfältigeren und feineren Analyse. Dies trifft a fortiori auf due Empfehlung von Energiesparprogrammen zu.Die Autoren sind zwei anonymen Gutachtern zu Dank für ihre konstruktiven Vorschläge verpflichtet     

Optimum-Simulation von Ernteprozessen

Zusammenfassung Bei der Gestaltung von Ernteprozessen — beispielsweise des Prozesses Mähdrusch, Körnertransport und -abnahme — als transportverbundene Fließarbeitsverfahren mit mindestens zwei verschiedenen Arbeitsmitteln gibt es einen großen Optimierungsspielraum. Solche Prozesse sind mehrstufige Bedienungsprozesse mit gemischter Anordnung der Bedienungseinrichtungen. Außerdem besitzen sie stark ausgeprägte räumliche Aspekte. Es wird vor allem gezeigt, welche Merkmale solcher Prozesse in Simulationsmodellen abgebildet sein müssen, welche Zielgrößen in Abhängigkeit von welchen Einflußgrößen unter Berücksichtigung welcher Prozeßbedingungen ermittelt werden sollten und wie der Bewertungsprozeß zur Ermittlung der gewünschten Informationen gestaltet werden muß.     

Kraftflussoptimierte Verbindungen im Ingenieurbau

Force flow optimized joints in timber engineering The manufacturing of geometric complex joints can be done by means of CAD‐systems linked to CAM for production. Hereby, different methods for direct geometry generation are used and discussed in this paper. The most elaborate method is the fabrication of a connection prototype to mold the specific joint, followed by casting in high‐performance grout material (polymer concrete, UHPC, etc.). Other methods to obtain the complex geometry are based on laser cutting technology of planar surfaces to generate the shape of the specific joints. Here, parametric design tools generate the joint surface followed by cutting and folding to produce a formwork for the joint geometry. A third method describes the production of a hollow body by 3‐D printing which is used also as formwork. After hardening of the finalized joint, enclosed structural members can be mounted and connected depending on the loading situation. The structural design of the joints can be done by commercially available packages (FE‐software, e.g. ANSYS and ABAQUS) involving the material characteristics of the grouting material. The Universities of Applied Science in Trier and Mainz are jointly developing methods for form generation, numerical modeling and fabrication, which are presented in this paper.     

Ganzheitliche Verfahrensentwicklung und ‐optimierung aus industrieller Sicht

This paper describes the way in which processes are currently developed and optimized within a chemical firm, paying attention to all aspects of the production process. The use of mathematical models and simulation alongside laboratory and plant experiments has proved successful for well understood processes. For new processes that are not as well understood, knowledge‐based process synthesis tools offer advantages over optimization‐based synthesis methods, which select particular designs from a predefined superstructure. Methods of mathematical programming are used in production logistics.     

Untersuchungen zur Anwendung von UHPFRC‐Tübbingen bei der zweischaligen Tunnelbauweise

Faserbewehrter Beton wird heute zunehmend auch bei Tunnelbauwerken (Tunnelinnenschalen, Tübbinge) eingesetzt. Wesentliche Vorteile sind das hohe Tragvermögen, das daraus entstehende Einsparungspotential an herkömmlicher stabförmiger Bewehrung (Biegebewehrung, Bügelbewehrung in der Randzone), die Aufnahme von Spaltzugbeanspruchungen durch die Fasern, Rissbreitenbegrenzung, erhöhte Dauerhaftigkeit, verbesserter Brandwiderstand (insbesondere bei Verwendung von Kunststofffasern), Optimierung der Arbeitsabläufe etc. Neue Entwicklungen in der Betontechnologie haben in den letzten Jahrzehnten den faserbewehrten ultrahochfesten Beton (engl. UHPFRC – Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete) hervorgebracht. Im Rahmen dieser Arbeit wird der Einsatz des ultrahochfesten, stahlfaserbewehrten Betons beim zweischaligen Tübbingausbau untersucht. Als Referenzobjekt dient die derzeit im Bau befindliche Tunnelkette Perschling, die im Zuge des viergleisigen Ausbaus der Westbahnstrecke der Österreichischen Bundesbahnen (ÖBB) in Niederösterreich errichtet wird. Ziel der statischen Untersuchung ist es, unter der Randbedingung, dass die maximalen Verformungen des C 40/50‐Normalbetontübbings gemäß Ausschreibungsstatik nicht überschritten werden, herauszufinden, inwieweit die Schalendicke durch Einsatz einer alternativen UHPFRC‐Tübbingschale reduziert und dadurch wirtschaftliche Vorteile generiert werden können. Investigations on the application of Ultra‐High‐Performance‐Fibre‐Reinforced‐Concrete (UHPFRC) tunnel segments at the double shell lining construction. Today fibre reinforced concrete is increasingly applied for tunnel construction (tunnel linings, tunnel segments). The essential benefits are e.g. the higher load bearing capacity, savings potential on the conventional bending and binder reinforcement, the absorption of splitting forces by the fibres, crack width limitation, higher durability, improved fire resistance, optimization of the workflow, etc. Beside the steel fibres carbon or glass fibres and polypropylene fibres are being added increasingly. Recent developments in concrete technology have produced the Ultra‐High‐Performance Fibre‐Reinforced‐Concrete. This work examines the use of UHPFRC at the double shell segmental lining system. As reference object serves the currently constructed tunnel chain Perschling which is part of the four track west railway route extension in Lower Austria. The aim of the analysis is the design of an alternative UHPFRC shell with minimum thickness while maintaining the constraint that the deformations are not exceeding those in the tender design with its C 40/50 reinforced concrete segments.