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EINE THEMENZEITUNG VON SMART MEDIA INGENIEURWESEN DIE ZUKUNFT GESTALTEN MAI 2013 Rolf Pfeifer Der Schöpfer von «Roboy» spricht über künstliche Intelligenz Smart Home Das Zuhause denkt mit Vernetztes Areal Energiekreislauf erweitern Recycling Mehr als PET und Alu Mobilität Neue Systeme Software IT-Innovationen Automation Ohne sie geht nichts FREIHEIT IST DIE VORAUSSETZUNG FÜR VIEL- FALT. DIE BIM-SOFTWARE AUTODESK REVIT ÜBERWINDET GRENZEN UND ERÖFFNET NEUE MÖGLICHKEITEN. DENN DER GEWÖHNLICHE STANDARD WIRD ÜBERSCHÄTZT. BIM – anders gesehen – Christian Stadler Architekturbüro Stadler, München Sehen Sie unser Thesen-Video unter: www.autodesk.de/thesen-mum Anzeige

EinE ThEmEnzEiTung von SmarT mEdia IngenIeurwesen · 2016-06-23 · EinE ThEmEnzEiTung von SmarT mEdia 4 Im Winter nicht zu lange lüften. Elek-trische Geräte nicht im Stand-by-Modus

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Page 1: EinE ThEmEnzEiTung von SmarT mEdia IngenIeurwesen · 2016-06-23 · EinE ThEmEnzEiTung von SmarT mEdia 4 Im Winter nicht zu lange lüften. Elek-trische Geräte nicht im Stand-by-Modus

E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a

IngenIeurwesenDIe zukunft gestalten mai 2013

Rolf PfeiferDer Schöpfer von «Roboy» spricht über künstliche Intelligenz

Smart Home Das Zuhause denkt mit

Vernetztes Areal Energiekreislauf erweitern

RecyclingMehr als PET und Alu

Mobilität neue Systeme

Software iT-innovationen

Automation ohne sie geht nichts

FREIHEITIST DIE VORAUSSETZUNG FÜR VIEL-FALT. DIE BIM-SOFTWARE AUTODESK REVIT ÜBERWINDET GRENZEN UND ERÖFFNET NEUE MÖGLICHKEITEN. DENN DER GEWÖHNLICHE STANDARD

WIRD ÜBERSCHÄTZT.

BIM – anders gesehen

– Christian Stadler Architekturbüro Stadler, München

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a2

Unsere Ingenieurinnen und Ingenieure leisten einen unverzichtbaren Beitrag bei der Bewältigung der Herausforderungen unserer Zeit. Denn wäre beispielsweise die Umsetzung der Energiestrategie 2050 ohne die Ingenieure machbar? Sicher nicht. Umso gravierender ist, dass wir seit Jahren mit einem Mangel an Ingenieuren konfrontiert sind, der sich in Zukunft in wichtigen Bereichen weiter akzentuieren könnte. Laut einer Studie von Swiss Engineering und eco-nomiesuisse fehlen in der Schweiz rund 15 000 Ingenieure. Der direkte Wert-schöpfungsverlust pro Jahr beläuft sich auf zwei bis drei Milliarden Franken. Wirtschaft, Politik, Hochschulen und Verbände haben dieses grosse Problem erkannt und engagieren sich mit vielen Initiativen, Kampagnen und Anlässen. Trotz dieser Bemühungen hat sich die Mangelsituation auf dem Arbeitsmarkt noch nicht markant verbessert. Aber es besteht Hoffnung: Wir dürfen fest-stellen, dass die Zahl der Studierenden der Ingenieurwissenschaften nach dem markanten Einbruch der 00er-Jahre wieder deutlich angezogen hat. Trotz-dem braucht es noch einen stärkeren Effort, um die Lücke mittelfristig zu schliessen. Hier ist das Bildungswesen mit einer schwierigen Aufgabe heraus-gefordert. Kinder und Jugendliche in Kindergarten, Primar-, Sekundar- und

Mittelschule müssen wieder vermehrt für die Technik- und Naturwissen-schaften begeistert werden. Die gezielte Förderung der MINT-Fächer (Mathe-matik, Informatik, Naturwissenschaften, Technik) in der obligatorischen Schule ist hier ein erster wichtiger Schritt. Dazu muss im neuen Lehrplan 21 der Anteil der MINT-Fächer substantiell erhöht werden. Besonders wichtig scheint mir, dass diese Förderung nicht erst in der Oberstufe passiert; denn wenn sich die Schülerinnen und Schüler bis ins Alter von 15 Jahren nicht für Mathematik,

Physik und Technik interessieren, ist es für den Ingenieurberuf schon zu spät. Wichtig ist deshalb, das Interes-se der Kinder für Technik und Natur bereits auf der Primarstufe zu wecken.

Das Engagement der Bildungs-institutionen ist ein wichtiger Faktor im Kampf gegen den Ingenieurmangel.

Auf der anderen Seite muss es uns aber auch gelingen, mehr Frauen für tech-nische Berufe zu begeistern, denn hier schlummert ein riesiges Potential. In der Schweiz ist die Ingenieurbranche nach wie vor zum grossen Teil eine Männerdomäne. Der Anteil der Frauen an der Gesamtzahl der Absolventen von Studiengängen der Informatik und der Ingenieurwissenschaften beträgt lediglich 16,3 Prozent und ist damit auch im internationalen Ver-gleich sehr tief. Es besteht also klarer Handlungsbedarf, diese Berufe für Frauen attraktiver zu machen.

Zu guter Letzt sollten wir alle darum besorgt sein, die Wertschät-zung für die Arbeit der Ingenieu-rinnen und Ingenieure und das Image dieses spannenden, kreativen Berufs zu stärken. Und hier wiederhole ich gerne die eingangs gestellte Frage: Was wären wir denn ohne unsere Ingenieurinnen und Ingenieure? Die hochtechnisierte Welt, in der wir heute leben, würde und könnte ohne sie gar nicht existieren. Sie sind die Innovationsmotoren des Werkplatzes und Wirtschaftsstandorts Schweiz. Umso wichtiger ist es, dass wir für genügend Nachwuchskräfte besorgt sind. Und dafür setzen wir uns von Swiss Engineering zusammen mit unseren Partnerorganisationen mit Überzeugung und Nachdruck ein.

Dringend gesucht:Ingenieurinnen und Ingenieure!Was wären wir ohne unsere Inge-nieurinnen und Ingenieure? Sie ermöglichen uns den hohen Le-bensstandard. Sie sorgen dafür, dass unsere Infrastruktur gebaut und weiter entwickelt wird. Ihre herausragenden Ingenieurleis-tungen und ihre Qualitätsarbeit sind weltberühmt. Und sie ent-wickeln stets neue Innovationen für den Werkplatz Schweiz.

Laurent Favrezentralpräsident Swiss Engineering

04 Smart Home

05 Vernetztes Quartier: Energie im Kreislauf

06 Mobilität

08 Interview mit Rolf Pfeifer

10 Recycling

11 Grüner Strom

12 Entwicklungen in der Automation

13 Softwareengineering

14 Fachbeitrag

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» Ingenieure/innen sind die Innovationsmotoren des Werkplatzes Schweiz.

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ingenieurweSenProjektleitung: isabel Wiser, [email protected]: matthias mehl, [email protected] Text: Claudia Benetti, rainer hofmann, matthias mehlGrafik und Layout: Benedikt Schmitt Titelbild: andri Pol Produktion: Smart media Publishing Schweiz gmbh Druck: Tamedia druckzentrum veröffentlicht mit dem Tages-anzeiger im mai 2013. Für mehr informationen, Fragen oder inserate: Charlotte von Knorring, [email protected], Smart media Publishing Schweiz gmbh, Tel. 044 258 86 00

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Bildquelle: awtec

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a4

Im Winter nicht zu lange lüften. Elek-trische Geräte nicht im Stand-by-Modus lassen, sondern ganz ausschalten. Und nicht die Abstellkammer, in der man sich kaum aufhält, auf 25 Grad Raumtem-peratur aufheizen. Jeder kennt diese ein-fachen Regeln, um den Energieverbrauch in den eigenen vier Wänden zu senken. Intelligentes Wohnen von heute sieht aber ganz anders aus. Denn das moderne Eigenheim denkt mit. «Ein intelligentes Haus kann auf Änderungen so reagieren, dass die individuellen Ansprüche der Hausbewohner möglichst optimal reali-siert werden»» erklärt René Senn, Leiter der «Fachgruppe Intelligentes Wohnen Schweiz», die Teil der Gebäude Netzwerk Initiative ist. Die Fachgruppe hat sich dem nachhaltigen und damit energieeffi-

zienten Wohnen verschrieben und bringt Anbieter und Interessierte zusammen und stellt Know-how zum Thema zur Verfügung. Senn ist zudem Unterneh-mensleiter von «Raum Consulting».

Ein Haus, das mitdenkt und es den Bewohnern in den eigenen vier Wänden besonders angenehm macht – das klingt nach Science-Fiction. Nicht für Senn und auch nicht für viele Bauherren: «Denn bereits heute kann ein intelligentes Haus, in welchem technische Geräte miteinander vernetzt sind, und sich unabhängig steuern lassen, seinen Bewohnern den Alltag deutlich erleichtern.»

Wenn inTeLLiGenz zusammen arbeiTeT

Ein wichtigerer Vorteil des vernetzten Hauses liegt in seiner Energieeffizienz. Denn Heizungen und damit Raumklima werden ebenfalls automatisch geregelt. Sensoren messen, ob ein Fenster geöffnet ist – und senken in diesem Fall die Hei-zung ab. Als Beispiel führt der Berater die Jalousiesteuerung an. «Während im Sommer die Jalousien so rasch wie mög-lich geschlossen werden, können diese im Winter die wohltuende Wärme der Sonne dosiert in den Raum lassen.» Möglich macht dies die Vernetzung der Jalousie-steuerung mit der Raumheizung. Der Informationsaustausch ermöglicht die Intelligenz. Der Standard beim Intelligen-ten Wohnen: die intelligente Beleuchtung.

Sie ist praktisch und komfortabel. Verlässt man das Haus, reicht ein Knopfdruck, um im ganzen Haus die Lichter zu löschen. Doch nicht nur die Beleuchtung, auch das Licht-Ambiente lässt sich regeln. Mit einem Tastendruck können am Abend spezielle Lichtszenen eingestellt werden,

führt Senn aus. Oder ein Orientierungs-licht schaltet sich automatisch ein, wenn man nachts das Bett verlässt. Und stellt man fest, dass jemand versucht, in die Wohnung einzudringen, lässt ein Druck auf den Panikknopf die ganze Wohnung in hellem Licht erstrahlen. Auf Wunsch lassen sich zudem gleichzeitig im ganzen Haus die Rollläden schliessen, nicht benötigte elektrische Geräte ausschalten oder die Heizung absenken.

«Ist der Bewohner unterwegs, kann er aus-serdem Statusmeldungen des Gebäudes auf dem Handy empfangen und visualisieren lassen.» Das ist nicht nur praktisch, sondern erhöht auch die Sicherheit. So kann es nämlich nicht passieren, dass ein Fenster noch offen steht, das Bügeleisen oder eine Herdplatte versehentlich angelassen wird, wenn sie das Haus verlassen.

Diese Energieeffizienz spielt für den Bund eine zentrale Rolle, wenn es um das Erreichen der nationalen Energieziele geht. Das bestätigt Matthieu Buchs vom Bundesamt für Energie: «Energieeffizienz im Gebäudebereich ist ein zentrales Thema im Hinblick auf die zukünftige Energie-versorgung.» Fast 50 Prozent des schwei-zerischen Energieverbrauchs entfallen auf die Gebäude, sei es für die Heizung, die Warmwasseraufbereitung oder die Klima-anlagen. «Die Energieeffizienz ist daher ein zentrales Anliegen an die Gebäudeintel-ligenz der Zukunft.»

Die selbstdenkenden Wohnräume sind ebenfalls eine Möglichkeit, eine zentrale Herausforderung anzugehen: die Über-alterung der Gesellschaft. Denn es ist eine Tatsache, dass die Menschen auch in der Schweiz immer älter werden und ihr Anteil an der Gesamtbevölkerung ansteigt. Gleich-zeitig fehlt in vielen Fällen das Geld für eine Rundum-Betreuung. Umso wichtiger ist es, älteren Menschen zu helfen, so lange wie möglich unabhängig zu leben. Dafür wird

aktuell viel geforscht. In der Zukunft wird es beispielsweise möglich sein, dass Sensoren im Haus registrieren, wenn jemand nach einem Sturz zu lange auf dem Boden liegt. Dann wird automatisch per Telefon der Nachbar oder ein Rettungsdienst alarmiert.

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Das Zuhause der Zukunft denkt immer mitdas clevere daheim kann zum Beispiel auf Wunsch die Jalousien hoch- oder runterlassen. Künftige Systeme sollen gar in der Lage sein, im notfall hilfe zu rufen.

Man stelle sich Folgendes vor: Ein Daheim, dass auf die Befindlichkeiten der Bewohner reagiert – indem es automatisch die Heizung reguliert oder Hilfe ruft, wenn jemand in Not ist. Klingt nach Zukunftsmusik, ist dank Technik-Innovatoren aber nicht mehr weit weg.TexT MaTTHIaS MEHL

TrEndS SMarT HoME

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»Mit einem einfachen Tastendruck können zum Beispiel am Abend spezielle Lichtszenen eingestellt werden.

Wie werden intelligente Systeme eigentlich installiert? Ein Systeminte-grator bringt es in der Wohnung oder dem Haus an. Die Einwohner können die Einstellungen an ihrer anlage selbst vornehmen oder Voreinstel-lungen verwenden. Die auswahl an Bedienelementen ist breit und reicht vom Taster an der Wand über berüh-rungsempfindliche Bildschirme an zentraler Stelle bis hin zum mobilen Minicomputer, der eine Steuerung aus der Ferne ermöglicht. Basis für ein intelligentes Gebäude ist eine geeig-nete elektrotechnische Infrastruktur. Neben den Leitungen für das Strom-netz, muss bei der Planung je nach System auch an die Datenleitungen für die Gebäudesteuerung sowie für die Multimedia- und Kommunikations-technik gedacht werden. Hier heisst es deshalb: «Leerrohre vorsehen ist eine intelligente Investition.»

smart Facts:

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a 5

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FoKuSENErGIE

Wie reduziert man den Energieverbrauch eines Gebäudes? Indem man die Gebäude-hülle gut dämmt oder energiesparende Geräte einsetzt. Vor allem in grösseren Gebäuden kann aber auch Energie gespart werden, indem die Abwärme von Geräten und Maschinen (z.B. aus einer Kältean-lage in einem Bürogebäude) genutzt wird, um die Räume zu beheizen oder Warm-wasser aufzubereiten. In diesem Fall wird von «Wärmerückgewinnung» gesprochen.

Der gleiche Ansatz kann auch auf Ebene «Areal» oder «Quartier» verfolgt werden: Einerseits sollen die einzelnen Gebäude möglichst energieeffizient betrieben werden. Anderseits kann die Abwärme des einen Gebäudes, z.B aus einem Rechenzentrum, zur Raumheizung oder Warmwasseraufbereitung eines anderen Objektes, wie einem Wohn-haus, genutzt werden. Die Energieflüsse werden nicht nur innerhalb des Gebäudes geschlossen sondern auch innerhalb des Areals oder Quartiers. So lässt sich der Energieeinsatz nochmals reduzieren.

Dieser Ansatz ist vor allem in Quartieren mit Gebäuden unterschiedlicher Nutzung sinnvoll: Es braucht zum einen Gebäude, die (Ab-)Wärme produzieren, wie Bürogebäude und zum anderen Gebäude mit einem hohen Wärmebedarf, sprich Wohngebäude, Schul-häuser oder Schwimmbäder. So können die einen Gebäude günstig ihre Abwärme «ent-sorgen» und bei den anderen Gebäuden lässt sich der Wärmebedarf relativ einfach decken.

Den Kreis schLiessen

Konkret entsteht ein solcher thermischer Verbund, indem die Gebäude ringförmig untereinander mittels eines Leitungssystems verbunden werden. In diesem Leitungssys-tem zirkuliert Wasser mit einer Temperatur von zwölf bis18 Grad. Mit Wasser dieser Temperatur können die einen Gebäude direkt gekühlt werden, die anderen werden damit mittels einer Wärmepumpe effizient beheizt. Um die Temperaturen im Wasser-netz ganzjährig im erwähnten Temperatur-

bereich halten zu können, wird das Netz zusätzlich mit einem Erdspeicher gekoppelt (Erdsondenfeld). Damit kann überschüssige Wärme vom Tag in die Nacht oder vom Sommer in den Winter «gerettet» werden.

Die Vernetzung findet aber nicht nur auf thermischer Ebene statt: Mit dem im Rahmen der Energiewende angestrebten Ausbau der erneuerbaren Energien wird die Stromproduktion und -speicherung immer mehr dezentralisiert. Technisch wäre es machbar, dass sich jedes einzelne Gebäude selber mit Strom versorgt. Praktisch ist das aber nicht umsetzbar und niemals wirt-schaftlich. Lösungsansätze, welche ganze Areale oder Quartiere betrachten, sind hingegen viel realistischer und auch noch ökonomischer: So eignen sich grossflächige Industriedächer besser für die Installation einer Photovoltaik-Anlage als feingliedrige Dächer von Wohnbauten. Aber auch weil sich die Versorgung eines ganzen Quartiers mit verschiedenen Nutzungen sowie unter-schiedlichen Strombedarfsprofilen besser organisieren lässt, wird ein hoher Eigen-versorgungsgrad erreicht. Die Abhängigkeit vom übergeordneten Stromnetz wird somit kleiner und dieses Netz wird entlastet.

DezenTraL isT – noch – nichT möGLich

Trotzdem: Ganz unabhängig von überregio-nalen Stromnetzen können solche Systeme nicht funktionieren. Die dezentrale Strom-speicherung ist heute noch nicht möglich oder nicht wirtschaftlich. Mittelfristig ist es

denkbar und wünschbar, dass auch die Elek-trizität dezentral gespeichert werden kann. In Forschungsprojekten und Pilotanlagen wird heute versucht, überschüssigen und erneuerbaren Strom in Gas zu wandeln, das einfacher gespeichert werden kann als Strom. Im Bedarfsfall wird dieses Gas zur Wär-meerzeugung genutzt oder kann auch wieder zur Stromherstellung eingesetzt werden.Die Transformation des «Gebäudeparks

Schweiz» in einen energieeffizienten und ressourcenschonenden Gebäudepark ist eine der zentralen Aufgaben der Ener-giewende. Der Denkansatz, nicht mehr nur das einzelne Gebäude zu betrachten, sondern die Energiebilanz über ein Areal oder ein Quartier zu ziehen, bietet hier neue Lösungen. Es ist ein Ding der Un-möglichkeit, jedes Gebäude auf maximale Energieeffizienz und einen sehr hohen Selbstversorgungsgrad zu trimmen. Über ein Quartier gesehen bieten sich aber oft einzelne Objekte an, die einen überpro-portionalen Beitrag zu einer hohen Effi-zienz leisten können und so den fehlen-den oder unterdurchschnittlichen Beitrag anderer Objekte kompensieren können.

JeDes GebäuDe sPieLT seine roLLe

Dieses Umdenken hat aber auch wieder konkrete Auswirkungen aufs einzelne Gebäude: Innerhalb eines Energienetzes hat jedes Gebäude zu unterschiedlichen Zeitpunkten andere Rollen. Einmal ist es Energieproduzent und gibt überschüssige Energie ab, ein anderes Mal kann es Ener-giespeicher sein und speichert im Quartier produzierte Energie und wieder ein anderes Mal ist es Energieverbraucher und konsumiert im Quartier produzierte oder gespeicherte Energie. Diesen Anforderun-gen muss mit angepassten Gebäudekon-zepten Rechnung getragen werden. Wichtig ist dabei vor allem ein übergeordnetes Energiemanagement, das die verschiedenen Energieflüsse (thermisch und elektrisch) intelligent steuert und regelt (Smartgrid).

Die Ausweitung der Betrachtungs-grenzen von der einzelnen Anlage über das Gebäude bis hin zum Areal oder Quartier – immer mit dem Ziel einer hohen Energieeffizienz – ist im Gang. Gleichzeitig wandeln sich auch die Beurtei-lungsgrössen: Stand bisher der Energiever-brauch im Betrieb im Vordergrund, wird in Zukunft vor allem der CO2-Ausstoss im Betrieb, aber auch für die Erstellung und den Rückbau an Bedeutung gewin-nen. Erste Quartiere und Areale, die mit diesem Denkansatz geplant wurden, sind bereits in Betrieb oder in Realisierung, wie z.B. das Richtiareal in Zürich oder das Suurstoffi in Risch/Rotkreuz.

*Die Autoren: Prof. Urs-Peter Menti, Leiter Zentrum für Integrale Gebäudetechnik

Matthias Sulzer, Dozent Gebäudetech-nik und Verantwortlicher Forschungs-thema «Energetische Vernetzung von Quartieren und Arealen», Hochschule Luzern – Technik & Architektur

Energieeffizienz dank Vernetzung im QuartierSeit jeher ist man es sich gewohnt, bei energetischen Betrachtungen das einzelne Gebäude als Systemgrenze zu verwenden. Heute werden aber die Betrachtungsgrenzen immer häufiger aufs areal oder Quartier ausgeweitet. Das hat zahlreiche Vorteile.TexT UrS-PETEr MENTI, MaTTHIaS SULZEr*

» Es wird nicht nur ein Gebäude, sondern ein ganzes Areal betrachtet.

Thermische und elektrische vernetzungen von Quartieren und arealen leisten einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Bild: metaloop, naters

Brücken schlagen zwischen Planern

Die Herausforderungen der raum-planung in der Schweiz sind gross: Steigende Bevölkerungszahlen, knapper raum, die Zersiedelung und das hohe Verkehrsaufkommen sind Themen, die Expertinnen und Experten beschäftigen. Und diese Probleme können nur gelöst werden, wenn viele Stellen zusammenarbeiten, weiss Prof. Barbara Emmenegger vom Institut für Soziokulturelle Entwicklung der Hochschule Luzern. «Die raum-planung ist sehr interdisziplinär, viele verschiedene akteure sind dabei eingebunden.» Neben Planern und architekten kommen auch Kulturwissenschaftler und Soziologen sowie Vertreter von Gemeinden und Städten dazu.

Sie verfolgen gemeinsam die Ziele einer nachhaltigen raumentwick-lung, nämlich «den Bedürfnissen der Menschen sowie der sozialen Entwicklung rechnung zu tragen.» Das ist in der Praxis nicht leicht: «Die Beteiligten kommen aus unterschiedlichen Bereichen, haben unterschiedliche Vorstellungen und Einstellungen.» Ein Dialog zwischen diesen Stellen kann an-spruchsvoll sein, auch deshalb, weil nicht alle die «gleiche Sprache» sprechen. «Eine Ökonomin und ein architekt verstehen sich nicht immer», führt Emmenegger aus.

Deshalb ist es nötig, dass Fachleute Brücken schlagen können zwischen den einzelnen Planungsstellen. Die Hochschule Luzern fördert dies mit der Weiterbildung MaS Gemeinde-, Stadt- und regionalentwicklung. «Wir lehren Planer, architekten sowie Ökonomen, die jeweils andere Sichtweise zu begreifen und so den interdisziplinären Planungsprozess voranzubringen.» Das Feedback der absolventinnen und absolventen sei sehr gut. «Sie betonen, dass wir ihnen neue Horizonte eröffnen konnten.» (red)

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a6

ChaLLEngE

Zürcher Fachhochschule

School of Engineering

Die School of Engineering setzt als eine der führenden technischen Hochschulen in der Schweiz auf zukunfts relevante Themen. 13 Institute und Zentren garantieren qualitativ hochstehende Ausbildung, Weiterbildung sowie Forschung und Entwicklung mit Schwerpunkt in den Bereichen Energie, Mobilität und Gesundheit. Zusammen mit zahlreichen Partnern aus der Wirtschaft entwickeln die Institute und Zentren innovative Lösungen und tragen so wesentlich zum Erfolg des Standorts Schweiz bei. www.engineering.zhaw.ch

Mit Innovationen die Zukunft gestalten.

Jeder, der sich jemals hinter ein Lenkrad gesetzt hat, kennt diese Probleme: Ver-stopfte Strassen, Stau, Parkplatzmangel. Sie gehören untrennbar zum Individual-verkehr in der Schweiz. Der Strassenver-kehr hat einen Umfang erreicht, den die Infrastrukturen kaum mehr schlucken können. Ein Ende der Zunahme ist nicht absehbar: Das Eidgenössische Departement für Umwelt, Verkehr, Energie und Kommu-nikation (UVEK) rechnet damit, dass der motorisierte Personenverkehr im Bereich bis 2030 um 20 Prozent zunehmen wird.

Die Aussichten sind also wenig rosig. Doch was kann man tun? «Für einen nachhaltigen Verkehr müssen Lang-samverkehr, ÖV sowie der MIV- und der Güterverkehr als Ganzes angeschaut werden», sagt Lorenz Raymann, Partner beim Planungsunternehmen Ernst Basler

+ Partner. Das Unternehmen ist unter anderem spezialisiert auf konzeptionelle Verkehrsplanung sowie Aspekte der nach-haltigen Entwicklung. Um Entlastung auf der Strasse zu schaffen, müssten Langsam-verkehr, sprich die Fortbewegung zu Fuss oder mit Fahrrad, auch kombiniert mit ÖV gefördert werden. «Denn Autoverkehr allein kann aus heutiger Sicht kaum je wirk-lich nachhaltig sein», erklärt der Planer.

Die schWeiz rücKT näher zusammen

Doch wie lässt sich der ÖV fördern? Eines der wichtigsten aktuellen Projekte in diesem Bereich ist die so genannte «Durchmesserli-nie Zürich». Das Vorhaben ist ambitioniert: Die Durchmesserlinie ist gemäss Angaben der SBB die grösste innerstädtische Bau-stelle der Schweiz. Sie wird die Bahnhöfe Altstetten, Hauptbahnhof sowie Oerlikon verbinden und für den Hauptbahnhof Zürich Entlastung und weitere Fahrplan-stabilität in der ganzen Schweiz bringen.

Die Vorteile liegen für die Bundes-bahnen klar auf der Hand: Dank der Durchmesserlinie können bestehende Ver-bindungen zwischen West- und Ostschweiz beschleunigt und neue Direktverbindungen geschaffen werden. Ein wesentliches Ele-ment der Durchmesserlinie ist ein zweiter unterirdischer «Durchgangsbahnhof Zürich Löwenstrasse». Er wird unter den bisheri-gen Gleisen 4 bis 9 des Hauptbahnhofs er-richtet, der Rohbau dazu konnte Ende letz-

ten Jahres fertiggestellt werden. Das ganze ist ein architektonisches Mammutprojekt: In Richtung Westen werden die Gleise der Durchmesserlinie über zwei neue Brücken von der Langstrasse bis Zürich Altstetten

führen. Bei der Unterführung Langstrasse wiederum beginnt die Kohlendreieckbrü-cke, die bis zur Hardbrücke reicht. Die Let-zigrabenbrücke schliesslich überquert die Gleise von der Hardbrücke bis Altstetten. In Richtung Osten verlassen die Züge den Durchgangsbahnhof auf zwei Spuren durch den Weinbergtunnel. Der Tunnel unterquert die Limmat und den Zürich-berg und mündet nach rund fünf Kilo-metern in den Bahneinschnitt Oerlikon. In Oerlikon wird das Gleisfeld zwischen dem Tunnelportal und dem Bahnhof Oerlikon

erweitert, um Platz für die zwei neuen Gleise zu schaffen. Dafür wurde in Oerlikon vergangenes Jahr sogar eine spektakuläre Gebäudeverschiebung vorgenommen. Insgesamt wird die Durchmesserlinie über zwei Milliarden Franken kosten.

Bereits nächstes Jahr sollte der neue Durchgangsbahnhof fertig sein, die gesamten Arbeiten dürften dann 2016 mit dem Ausbau des Bahn-hofs Oerlikon ihr Ende finden.

Kurze WeGe schaFFen

Der Ausbau des Schienenverkehrs erhöht die Attraktivität des ÖVs beträchtlich. Dennoch wird der motorisierte Indivi-dualverkehr (MIV) eine Herausforderung bleiben. «Wir müssen uns darum auch im Bereich Raum- und Stadtplanung Gedan-ken machen – und möglichst kurze Wege anstreben», betont Lorenz Raymann. Denn je kürzer ein Weg, desto grösser die Chan-ce, dass ihn die Leute mit dem Velo oder zu Fuss zurücklegen. Dies entlastet die Stras-sen wiederum. Beim MIV müsste es meist weniger darum gehen, möglichst schnell von A nach B zu kommen, als jederzeit sich darauf verlassen zu können, nach einer berechenbaren Zeit das Ziel zu erreichen.

Eine Möglichkeit, die Situation auf der Strasse zu verbessern, liegt in der Steuerung des Verkehrsflusses. Effizientere Beeinflussungssysteme, die schnell auf neue Gegebenheiten reagieren, können die

Verkehrseffizienz erhöhen und Verkehrs-zusammenbrüche vermeiden. Neue Erkenntnisse und Ansätze sind da und werden genutzt, weiss Raymann. Aber: «Die Entlastung hält sich in Grenzen.» Eine Effizienzsteigerung von vielleicht zehn Prozent erachtet er im Einzelfall als realistisch. «Mehr geht kaum, vielerorts sind die Möglichkeiten ausgereizt, denn schliesslich spielen viele Einflussgrössen zusammen.» Ein Problem, dass kein Am-pelsystem lösen kann, sind beispielsweisen die beschrankten Platzressourcen. «Diese Einschränkung ist einfach gegeben.»

Die planerische Komponente allein reicht für Raymann nicht, wenn es darum geht, Verkehr nachhaltig zu machen. «Im Automobilbereich muss es gelingen, mit neuen Technologien die Umweltbelastung zu senken.» Und von dieser Front gibt es durchaus Positives zu berichten: Das UVEK geht davon aus, dass sich der Trend zu immer sparsameren Motoren und alternativen Antriebsformen fortsetzen und verstärken wird. Eine wichtige Rolle spielt dabei der elektrische Antrieb, entweder in reiner Form für den städtischen Verkehr oder in Verbindung mit einem Ver-brennungsmotor für längere Strecken. Antriebe mit Polymerelektrolytbrenn-stoffzellen sind beispielsweise ein Ziel vieler Autobauer. Beim ÖV geht es unter dem Aspekt der Nachhaltigkeit darum, den Kostendeckungsgrad zu verbessern.

Die Mobilität der Zukunft muss neue Wege gehenDer Verkehr auf der Strasse nimmt stetig zu. Höchste Zeit also, sich Gedanken darüber zu machen, wie die Mobilität der Zukunft aussehen soll. Ingenieure arbeiten daran, den ÖV, Langsam- und Individual-verkehr sinnvoll zu verknüpfen.TexT MaTTHIaS MEHL

» AmbitioniertesProjekt: Die Durchmesser-linie ist die grössteinnerstädtische Baustelle der Schweiz.

die Krux: Einerseits sind die Strassensysteme an der Kapazitätsgrenze, gleichzeitig ist der Öv aber auch sehr ausgelastet. neue Konzepte und Lösungen sind daher gefragt.

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a8

inTErviEW

Der Junge hat grosse blaue Augen, mit denen er interessiert seine Umgebung beäugt. Hin und wieder, wenn er in der Stimmung ist, zwinkert er verschmitzt. Es sind menschliche Regungen, die sich in einem künstlichen Gesicht abspielen. Denn «Roboy» ist nicht aus Fleisch und Blut, sondern besteht aus Kunststoff, Federn und Motoren. Der Roboterjunge gehört zur neusten Generation humanoider Roboter und wurde in gerade einmal neun Monaten im Artificial Intelligence Lab (AIL) der Universität Zürich entwickelt und gebaut. Er kann auf seine Umwelt reagieren, sprechen, Hände schütteln und sich wie ein Mensch bewegen. Das öffent-liche Interesse war riesig, als der Roboter im März 2013 fertiggestellt wurde. Einer der «Väter» des Rotoberjungen ist Prof. Dr. Rolf Pfeifer, der Vorsteher des AIL.

Rolf Pfeifer, wie geht es «Roboy»?Ihm geht es gut, er kommt sehr viel herum. Vor kurzem präsentierten wir ihn an der ICRA, der weltgrössten Roboterkon-ferenz, in Karlsruhe. Dafür nahm ich ihn per Auto mit und setzte ihn bei mir auf den Rücksitz. Angeschnallt natürlich.

Und hat er den Ausflug unbeschadet überstanden?Ja, das hat eigentlich ganz gut geklappt. Als wir in Deutschland ankamen hatte er zumindest keinen Defekt.

Wie kamen Sie ursprünglich auf die Idee, einen Roboterjungen zu bauen?«Roboy» ist eigentlich ein Jubiläumsge-schenk, von uns an uns. Letztes Jahr durfte das AIL sein 25 Jahr-Jubiläum feiern. Ein Mitarbeiter kam auf die Idee, dass es doch cool wäre, wenn wir zu diesem Anlass einen Roboter bauen würden. Und wir taten es. Neun Monate später war «Roboy» da, also in der gleichen Zeit, die ein menschliches

Kind für seine Entwicklung im Mutterleib benötigt. Eigentlich waren wir sogar ein wenig schneller als die Natur – es hat bei uns nicht die vollen neun Monate gedauert.

Das erscheint ziemlich rasant für ein solch komplexes Projekt.Das ist es. Wir zeigen damit auch, dass es eben nicht mehr Jahre, sondern nur noch Monate dauert, um einen hochent-

wickelten humanoiden Roboter zu bauen. Das wollten wir mit «Roboy» klar demons-trieren. Und die Konstruktionsarbeit war nur ein Teil der Herausforderung: Wegen der Kurzfristigkeit des Projektes konnten wir nicht auf die bewährten Geldgeber wie die EU oder den Nationalfonds zurückgrei-fen, denn das wäre viel zu lange gegangen. Einen Teil der Kosten, die etwa eine halbe Million Franken betragen, generierten wir per «Crowd Funding», einen anderen Teil stellten uns Sponsoren zur Verfügung.

Und haben Sie den ganzen Betrag zusammen bekommen?Nicht ganz, wir müssen etwa noch 100 000 Franken an offenen Rechnungen beglei-chen. Deswegen hat es für uns hohe Priori-tät, dass es uns gelingt, aus «Roboy» Kapital zu schlagen. Wir planen dafür ein Spin-off Unternehmen zu gründen, in Zusammen-arbeit mit der Technischen Universität München. Die sind sehr gut, wenn es um den Wissenstransfer geht. Und wir avisieren auch den chinesischen Markt. Dieser Spin-

off soll natürlich nicht nur den fehlenden Geldbetrag reinbringen, sondern sich in ein florierendes Unternehmen entwickeln.

Wie könnte denn der praktische Einsatz von «Roboy» aussehen?«Roboy» ist in erster Linie ein Botschafter der Technologie, eine Wissenschaftsplatt-form. Das heisst, er zeigt auf, was in den Bereichen «Künstliche Intelligenz» sowie «Robotik» mit dem derzeitigen Stand der Technik möglich ist. Aus diesem Grund sind Forschungslabore, die weltweit in verschie-denen Bereichen tätig sind, eine zentrale Zielgruppe für «Roboy». Das gilt auch für Forscher, die nicht direkt in der Robotik oder der KI arbeiten. Zum Beispiel lässt sich anhand von «Roboy» wunderbar erkennen, wie die Mechanik des menschlichen Körpers funktioniert, da er genau auf diesen physika-lischen Prinzipien aufgebaut wurde. Biome-chaniker und Sportwissenschaftler könnten mit ihm also grosses Forschungspotenzial erschliessen. Dafür müssen wir aber noch einen «Roboy»-Bausatz entwickeln, den man zu einem guten Preis anbieten kann.

Was wäre denn ein guter Preis?Ich denke weniger als 20 000 Euro sollte sich eigentlich jedes Forschungslabor leisten können. Damit wir so günstig kommen, könnten wir beispielsweise die Bauteile ohne Motoren verschicken, dann kann jeder Empfänger den Antrieb wählen, der für ihn finanziell am besten passt. Wenn jemand ei-nen vollständigen «Roboy» von uns möchte, kostet das natürlich dann ein bisschen mehr. Aber das sind noch erste Ideen, ein fixfer-tiges Businessmodell gibt es noch nicht.

Wie sieht Ihr Tag als Leiter des Artifical Intelligence Labs aus, wenn Sie nicht gerade Roboter bauen? Ich reise sehr viel. Der Austausch mit ande-ren Forschungsinstitutionen und möglichen

»Wir waren ein bisschen schneller als die Natur.

Shake-hands mit «roboy»: rolf Pfeifer, Leiter des artificial intelligence Lab der uni zürich, präsentiert den roboterjungen der Öffentlichkeit.

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«Uns beschäftigen dieuniversellen Fragen»Mit «roboy» sorgten Prof. Dr. rolf Pfeifer sowie sein Team des artifical Intelligence Labs der Uni Zürich anfangs Jahr weltweit für aufsehen. In nur knapp neun Monaten bauten sie einen hochentwickelten humanoiden roboter. Pfeifer ist als Experte für künstliche Intelligenz davon überzeugt, dass unsere Umwelt in naher Zukunft von vielen robotern bevölkert wird – wie diese aber aussehen werden, ist offen.TexT MaTTHIaS MEHL biLD JaaN SPITZ / UNI ZH

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a 9

Shake-hands mit «roboy»: rolf Pfeifer, Leiter des artificial intelligence Lab der uni zürich, präsentiert den roboterjungen der Öffentlichkeit.

Investoren weltweit ist sehr wichtig. Gerade kam ich von der ICRA aus Karlsruhe zurück. An solchen Anlässen hält man Vorträge und lauscht diesen, tauscht Ideen aus und lernt die wichtigen internationalen Akteure per-sönlich kennen. Daneben halte ich regelmäs-sig Vorlesungen an der Universität Zürich, was ich sehr gerne tue. Bin ich im Labor, beantworte ich Medienanfragen, diskutiere mit meinen MitarbeiterInnen, oder führe Sitzungen durch. Heute kommt beispiels-weise eine Delegation aus Russland vorbei, um mit uns über «Roboy» zu sprechen. Am Nachmittag geht es dann nach Valencia, wo ich mehrere Gastvorlesungen halte. Tags darauf treffe ich unsere Sponsoren und wir präsentieren ihnen einen Roboterfisch.

Bitte was?In einer Spin-off Firma unseres Labors haben wir einen Roboterfisch gebaut, der schwimmen kann sowie – und das ist ganz schön knifflig – die Tiefe im Wasser kontrollieren kann. Für die Fort-bewegung haben wir ein japanisches Vorgehen übernommen, das extrem energieeffizient ist. Es geht uns darum, die Unterwasserfortbewegung zu erforschen.

Wie kamen Sie dazu, sich mit künstlicher Intelligenz auseinander zu setzen?Ich habe Physik und Mathe an der ETH studiert und wusste nach dem Studium nicht recht, was ich machen wollte. Ich arbeitete dann eine Weile bei IBM, was mir aber nicht lange zusagte. Danach organisierte ich im Rahmen der «Experimentierphase» der ETH Vorlesungsreihen. Es nahmen interessante Fachleute daran teil. Dabei lernte ich Ulrich Moser kennen, einen Psychoanalytiker und Professor für klinische Psychologie, der neu-rotische Abwehrprozesse aus der Freud’schen Theorie per Computersimulation abbilden wollte. Er fragte mich an, ob ich für ihn Träume simulieren wollte. Ich sagte zu. Um die Simulation aufzubauen, musste ich Prinzipien der künstlichen Intelligenz lernen und anwenden. Das war mein Einstieg.

Heute leiten Sie das Artifical Intelligence Labor der Uni Zürich. Welche Erkennt-nisse haben Sie seither gewonnen?Viele Forschungen von damals in diesem Be-reich ergaben wenig. Wir wollen erforschen, was Intelligenz ist und was sie ausmacht, wie

sie entsteht. Lange bediente man sich aber Modellen, welche die körperliche Kom-ponente ausser Acht liessen. Das funktioniert letztlich nicht, denn das, was wir «Denken» nennen, ist ein evolutionärer Prozess, der über Millionen Jahre an einen Organismus gekoppelt war. Das Hirn ist immer Teil eines Körpers, der in einer Umwelt über-leben muss. Zudem ist unser Körper die einzige Art, mit unserer Umgebung zu kom-munizieren. Darum spielen der Körper und damit die Robotik eine wichtige Rolle, wenn man natürliche Intelligenz ergründen will.

Klingt als ob Ihre Arbeit auch eine philosophische Komponente hat. Das ist sicherlich der Fall. Wenn man Roboter baut, stellt man sich plötzlich auch ganz existenzielle Grundsatzfragen, über die eigene Entstehung, Evolution und darüber, was das «Wesen» des Menschen ausmacht.

Wann dominieren Roboter unseren Alltag?Das kommt sehr darauf an, was man unter künstlicher Intelligenz und Roboter ver-steht. Die klassische künstliche Intelligenz ist nicht biologisch, sondern besteht aus cleveren Algorithmen, die eine Maschine auf verschiedene Situationen richtig reagieren lassen. Wir haben zudem auch jetzt schon viele Roboter in unserem Alltag. Ein unbe-mannter Zug am Flughafen oder die Metro Linie 14 in Paris können im weitesten Sinne als Roboter gesehen werden, da sie ja selbst-ständig in der realen Welt handeln. Ähnliche Systeme sollen in nicht allzu ferner Zukunft auch auf der Strasse eingesetzt werden, Autos also, die selber fahren. Aber die Roboter werden nur zum Teil humanoider Art sein.

Warum?Ein humanoider Roboter ist uns Menschen nachempfunden. Und wir können – über-spitzt gesagt – nichts richtig gut. Für sehr viele Tätigkeiten gibt es Maschinen, die das präziser, billiger, schneller und ohne Ermüdungserscheinungen durchführen. Wenn wir zum Beispiel von Hand eine Schraube eindrehen müssen ist das sehr inneffizient. Warum sollten wir einen Roboter machen, der damit die genau gleichen Probleme hat? Es gibt aber Bereiche, in den humanoide Roboter eingesetzt werden könnten. Etwa im Pflegesektor. Aber auch da sind letztlich Menschen notwendig.

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Innovation anschaulich erleben

Nach der zweiten Durchführung im Jahr 2011 findet die swissT.fair am 6./7. Juni 2013 bereits zum dritten Mal in Zürich statt. Sie gibt einen Eindruck über die Tech-nologie, die sich rasant entwickelt. Daher haben auch in diesem Jahr die Unternehmen an der swissT.fair viel Neues zu zeigen. rund 110 aussteller informieren in Zürich über ihre Innovationen und Visio-nen für die Zukunft. Neben vielen spezialisierten kleineren Unter-nehmen werden auch die wichtigs-ten Player und grossen anbieter der Branche vor ort sein. Fach-leute können sich über aktuelle Technologietrends informieren und ihr Wissen an Präsentationen vertiefen. Studierende erhalten die Möglichkeit, zu sehen, was ihre zukünftige Branche bewegt: Sie können die wichtigsten Unter-nehmen kennenlernen und sich in der job.box über die Chancen auf dem arbeitsmarkt informieren.

Die swissT.box robotics zieht mit Prof. rolf Pfeifer als Key-referent Besucher an. Er berichtet über den «roboy» und die Möglichkei-ten «künstlicher Intelligenz». ro-boy selbst ist während der ganzen Messe als Stargast dabei. Weiter präsentieren die aussteller des Bereichs Mess- und Prüftechnik interessante Fachbeiträge über die Möglichkeiten in Ihrer Branche. Die job.box bildet einen Hauptpro-grammpunkt für angehende Fach-kräfte. Die aussteller präsentieren ihre Stellenangebote – und erwar-ten die Interessierten an ihrem Stand, um sie im persönlichen Gespräch weiter zu informieren.

Die Messe in Zürich richtet sich an ein interessiertes Fach-publikum aus automation, Elek-tronik, Maschinen- und anlage-bau. Mehr Informationen sind unter swisstfair.ch zu finden.

» In einer Spin-off Firma haben wir einen Roboterfisch gebaut, der schwimmen und die Tiefe im Wasser kon-trollieren kann.

Die Schweiz ist eines der innovativsten Länder der Welt. Doch wer Neues erfindet, muss aufpassen: Unerlaubte Nachahmungen können den Unter-nehmenserfolg schmälern. Mit Copyrights, Marken und Patenten lässt sich dieses Problem lösen.

Christophe Saam arbeitet an der Grenze zwischen Technik und Recht: Als Anwalt für europäisches Patent-recht sorgt Saam täglich dafür, dass Innovationen aus der Schweiz und dem angrenzenden Ausland im in-ternationalen Umfeld geschützt sind. Ein teilweise sehr komplexes Unterfangen, wie Saam, der für P&TS Intellectual Property in Neuchâtel arbeitet, erklärt. «Der Prozess ändert sich jedes Mal, je nachdem, mit welcher Art von Innovation wir es zu tun haben.» Während man beispielsweise im Fall von künstlerischer Arbeit und Software ohne eine Anmeldung ein Copy-right erhält, muss man für technische Erfindungen, beispielsweise Maschinen, ein Patent anmelden.

Dieser Schutz ist entscheidend, um im heutigen Markt zu bestehen, erklärt Saam. «Viele Schweizer Unter-nehmen lassen gewisse Komponenten eines Produktes zum Beispiel in Asien herstellen. Das macht es nötig, dass diese Teile geschützt sind, auch gemäss dem im Ausland geltenden Recht.» Wird das versäumt, besteht die Gefahr, dass diese Komponenten einfach kopiert

werden. Hier kann Saam aber auch beruhigen: «Die Lage, zum Beispiel in China, ist nicht so schlimm, wie viele vielleicht glauben.» Die Zusammenarbeit mit den chinesischen Patentämtern funktioniert sehr gut.

Neben Partnerschaften in China unterhält P&TS In-tellectual Property ein Netzwerk mit 65 Ländern in der ganzen Welt. «Für uns ist zudem wichtig, dass wir für unsere Kunden in der Schweiz, Deutschland und Frankreich vor Ort erreichbar sind und auch zu ihnen kommen können.» Ein Grossteil dieser Kunden ist im IT-Bereich tätig, aber viele kommen auch aus der Maschi-nenindustrie und der Uhrenbranche. «Wir sind sehr stark aufgestellt, wenn es um den Schutz von technischen Entwicklungen geht.» Denn das Team von P&TS Intel-

lectual Property bringt auch das nötige Know-how mit: Es umfasst im Kern neun Ingenieure und Physiker mit Juraausbildung sowie zwei Juristen oder Rechtsanwälte. Und da das Patentbusiness sehr international ausgerich-tet ist, ist auch das Team multikulturell. So arbeiten Personen mit, deren Muttersprache Deutsch, Englisch, Französisch, Italienisch, Polnisch oder Chinesisch ist.

Eingehende Recherche ist wichtigWünscht ein Unternehmen eine Beratung, ist das erste Gespräch kostenlos. Darin untersuchen die Experten von P&TS Intellectual Property, um welche Art Innovation es sich handelt. «Wir müssen wirklich verstehen können, worum es bei der Idee geht, wie sie funktioniert und wel-chen Mehrwert sie bietet.» Daraus erschliessen sich dann die verschiedenen Möglichkeiten für den Schutz, auch im Bezug auf Produktions- und Zielmarkt. Kernfragen: Ist das Produkt wirklich neu? Lohnt sich der Schutz? Und welche Art des Schutzes ist geeignet? «Die eigentliche Abwicklung übernehmen dann wir», erklärt Saam. Ein wesentlicher Teil der Recherche ist auch, sicherzustellen, dass mit einem Produkt keine bestehenden Patente, Designs oder Marken verletzt werden. «Das kann schnell passieren und zwar unbeabsichtigt.» Ist das der Fall, ge-ben die Berater Vorschläge, wie man das Produkt anpas-sen kann, damit keine rechtlichen Probleme entstehen.

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Wer neue Ideen hat, sollte sie schützen

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a10

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Die Schweizerinnen und Schweizer sind die Weltmeister im Recycling von Ab-fällen. Seit 2010 werden mehr Abfälle der Wiederverwertung zugeführt als ver-brannt. Und das, obwohl die Menge Siedlungsabfälle in den letzten 35 Jahren kontinuierlich gewachsen ist: Haushalte und Gewerbetriebe produzieren heute mit rund 5,5 Millionen Tonnen doppelt so viel Kehricht wie noch 1980.

Der Erfolg ist laut Matthias Traber von Swiss Recycling, dem Dachverband der in der Separatsammlung tätigen Schweizer Recycling-Organisationen, hauptsächlich auf das Engagement der Privatwirtschaft zurückzuführen. Der Aufbau von effizien-ten Sammelsystemen wurde gefördert und stabile Finanzierungssysteme wurden etabliert. Zudem ist die Bevölkerung auf die Abfallthematik sehr gut sensibilisiert: Abfälle separat sammeln und umwelt-gerecht entsorgen ist für die Schweize-rinnen und Schweizer schon längst zu einer Selbstverständlichkeit geworden.

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Das Recycling ist keine neue Entwick-lung. Schon in der Antike wurden Abfälle wiederverwertet. «Nur die Motive haben sich verändert», so Traber. Führten früher Armut und ein erhöhter Rohstoffbedarf in Kriegszeiten zu einer Abfallverwertung, stehen heute Rohstoffknappheit, Kosten-einsparungen und die Reduktion von Schadstoffemissionen im Vordergrund.

Technische Entwicklungen in den letzten zwanzig Jahren führten dazu, dass immer mehr Faktionen der Wieder-verwertung zugeführt werden konnten. So werden heute nicht mehr nur grobe Teile wie Glas, Papier, Aludosen und PET-Flaschen aus dem Abfall sortiert, sondern auch kleine Partikel aus der Asche des verbrannten Kehrichts. Mit speziellen Magneten etwa werden heute Metalle wie Kupfer und Eisen aus den Verbrennungsrückständen in Kehrricht-verbrennungsanlagen zurückgewonnen.

Für eine schnelle, einfache und kostengünstige Abfallsortierung setzen Reyclingbetriebe heute zudem NIR-Geräte ein. Diese Apparate können mittels der Nahinfrarottechnologie kostengünstig grössere Gegenstände wie PET-Flaschen und Aludosen auf einem Laufband erkennen, so dass diese anschliessend me-chanisch getrennt werden können. Denn auch wenn PET-Flaschen und Alumini-

umdosen in der Schweiz getrennt ge-sammelt werden, kommt es immer wieder vor, dass Abfallmaterial in den falschen Separatsammelbehälter geworfen wird.

PhosPhor- unD

KunsTsToFFrecycLinG KommT baLD

Für weiter wachsende Recyclingraten in der Schweiz arbeiten Ingenieure und For-scher heute intensiv an neuen Innovationen

für die Branche. Vielversprechend sind die in Entwicklung stehenden Techniken, um Phosphor aus dem Klärschlamm zurück-zugewinnen. Phosphor kommt in Düngern vor und gehört zu den Rohstoffen, dessen Vorkommen weltweit wohl schon in wenigen Jahren erschöpft sein werden. Neue technische Möglichkeiten werden

es aber schon bald möglich machen, diesen für Gartenbau und Landwirtschaft wichtigen Mineralstoff fast vollständig aus dem Klärschlamm zu extrahieren und ihn wieder neuen Düngemitteln zuzuführen.

Ein grosses Potenzial hat auch das Recyceln von Kunststoffen. Mit Ausnahme der PET-Flaschen werden diese Materialien heute so gut wie nicht wiederverwertet. Denn Kunststoffe sind meist Verbundstoffe und bestehen aus mehreren Materialien, die oft so fest aneinanderkleben, dass sie nicht voneinander getrennt werden kön-nen. Die Trennung dieser Materialien aber ist fürs Recycling unumgänglich. «Doch es ist nur noch eine Frage der Zeit, bis auch Kunststoffe im grösseren Stil recycelt werden können», meint Patrik Geissel-hardt, Geschäftsführer von Swiss Recycling. Entwickler testen bereits entsprechende Verfahren in Versuchsanlagen, mit denen beispielsweise die in Tetrapacks oft enthal-tenen Materialien Polyethylen und Alumi-nium maschinell einfach voneinander ge-trennt und danach recycelt werden können.

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Für andere Kunststoffe, etwa für Hohlkör-perverpackungen, die für Waschmittel und Shampoos benutzt werden, gibt es bereits praxistaugliche Recycling-techniken. «Die Migros etwa führt die flächendeckende Separatsammlung für

diese Fraktion bis Ende 2013», so Geissel-hardt. Steigende Rohstoffpreise fördern das separate Sammeln und Recyceln.

Nicht nur technische Entwicklungen sind nötig, damit die schon hohe Recyc-lingrate in der Schweiz auch in Zukunft noch weiter wächst. Bevölkerung und Industrie müssen weiter sensibilisiert, politische Zielsetzungen für die Abfall-wirtschaft klar formuliert werden. «Zudem müssen Produkthersteller vermehrt schon beim Design an ein späteres Recycling der Verpackung denken», so Geissel-hardt. Beim Design von PET-Flaschen beispielsweise, wählten Produktdesigner bewusst von Anfang an nur recycelbare Etiketten, Deckel und Farben, damit diese nach Gebrauch leicht und kostengünstig wiederverwertet werden können.

Auch wenn technisch in der Recyc-lingindustrie heute vieles möglich ist, gibt es noch einige «Knacknüsse» für die Forscher. Ein solches Problem stellen beispielsweise die «Seltenen Erden» dar. Diese speziellen Metalle können heute noch nicht aus einem Stoffkonglomerat herausgelöst werden. Sie werden etwa für die Herstellung von Handys, Röhren- und Plasmabildschirmen gebraucht und sind Bestandteil von speziellen Magneten, wie sie etwa in Elektro- und Hybrid-motoren vorkommen. Viele dieser Seltenen Erden sind giftig und stellen eine ent-sprechende Belastung für die Umwelt dar.

«Schon beim Produktdesign ans Recycling denken»Nirgendwo auf der Welt wird so viel abfall wiederverwertet wie in der Schweiz. Mit neuen tech-nischen Entwicklungen soll die recyclingquote weiter wachsen.TexT CLaUDIa BENETTI

»Mit Ausnahme von PET-Flaschen werden Kunststoffe heuteso gut wie gar nicht wiederverwertet.

das reziklieren von Kunststoff hat noch viel Wachstumspotenzial. zudem soll es möglich werden, Phosphor aus Klärschlamm zu gewinnen.

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FoKuSENErGIE

Mit der «Energiestrategie 2050» will der Bundesrat den schrittweisen Aus-stieg aus der Atomenergie vorantreiben, den Energieverbrauch senken und die Nutzung erneuerbarer Energieträger fördern. Rund 40 Prozent der ver-brauchten elektrischen Energie in der Schweiz wird heute über mit Atom-strom gedeckt. Um diesen mit Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu ersetzen, braucht es eine Reihe von Massnahmen.

Im Fokus steht die Effizienzsteige-rung. Zudem dürfte die Umstellung auf eine nachhaltigere Stromversorgung in der Schweiz zu mehr verteilten Strom-quellen führen. All diese Entwicklungen stellen teilweise neue technische Anfor-derungen an die Stromversorgungs-einrichtungen. Um diesen gerecht zu werden, forschen Ingenieure und Wis-senschaftler im In- und Ausland an neu-en Technologien und Verbesserungen.

mehr eFFizienz bei

Der sTromProDuKTion

Bei der Stromproduktion aus erneuer-baren Energiequellen zielen die For-schungsarbeiten hauptsächlich darauf ab, den Wirkungsgrad der jeweiligen Technologie zu verbessern. Für eine effizientere Nutzung von Wasserkraft beispielsweise tüfteln Entwickler an Hochschulen und in der Industrie, mit Hilfe von Computersimulationen die Effizienz der Turbinen zu steigern und die Leistung von Generatoren zu verbes-sern. Für bessere Photovoltaikanlagen arbeiten sie an neuartigen Materialien, die eine höhere Ausbeutung bringen. In der Geothermie geht es vor allem darum, mit welchen technischen Mitteln die Erdwärme genutzt werden kann, um mit ihr nicht mehr nur Wärmepumpen zu betreiben, sondern auch Strom herzu-stellen. Dazu wird an einer Weiterent-wicklung der Bohrtechnologie gearbeitet, mit der künftig tiefer gebohrt werden kann, um höhere Temperaturen aus dem Erdinneren nutzen zu können.

sTromTransPorT

über Grosse DisTanzen

Ein weiterer Forschungsbereich ist das Stromnetz. Wissenschaftler prüfen bei-spielsweise, welche Rolle ein vermaschtes Hochspannungsgleichstromübertragungs-Netz (HGÜ-Netz) im Zusammenspiel mit bestehenden Wechselstromnetzen spielen kann und welchen Anforderungen es genügen müsste. Ein solches Kon-zept könnte einmal für ein europäisches Netz genutzt werden, um Strom aus erneuerbaren Energiequellen über längere Strecken vom Produktionsort zu den Verbrauchszentren transportiert werden könnte. Mit dem Anschluss an ein solches Netz könnte die Schweiz vielleicht einmal Strom aus Windkraftanlagen im Norden und Sonnenenergie aus dem Süden beziehen. Mit der HGÜ-Übertragungs-technik ist der Energieverlust bedeutend kleiner als in vergleichbaren Wechsel-stromnetzen. Sie wird bereits erfolg-reich in Windpark-Offshore-Anlagen im Norden und in China für den Strom-

transport über längere Strecken genutzt. Allerdings erfolgt der Stromtransport erst von Punkt zu Punkt und noch nicht in HGÜ-Netzwerken. «Mit der Entwicklung von extrem schnellen Leistungsschaltern ist aber auch der Bau von vermaschten Netzen absehbar», erklärt Michael Moser, Bereichsleiter im Bundesamt für Energie.

Die Entwicklung eines globalen grünen Stromnetzes wird im Ausland bereits vorangetrieben. Deutschland etwa hat kürzlich Korridore ausgeschieden, um spä-ter einmal Windkraftstrom vom Norden über das ganze Land bis in die Lastzentren im Süden des Landes zu transportieren.

inTeLLiGenT GesTeuerTe sTromneTze

Für effizientere lokale Stromnetze arbeiten Forscher an der Weiterentwicklung von Smart Grids. Damit sind intelligente Stromnetze gemeint, die die kommunikati-ve Vernetzung und Steuerung von Strom-erzeugern, Speichern, elektrischen Ver-brauchern umfassen. «Diesen Smart Grids kommt insbesondere bei der Integration

grosser Mengen erneuerbarer Energien ins Stromsystem eine wichtige Rolle zu», sagt Moser. Um einmal grosse Mengen Strom aus verschiedenen dezentralen Kraft-werken gleichzeitig ins lokale Stromnetz einspeisen zu können, braucht es zum

Beispiel eine intelligente Spannungs-reglung. Regelbare Ortsnetztrafos können sich durch eine dynamische Veränderung ihres Übersetzungsverhältnisses den aktuellen Bedürfnissen anpassen. Ausser der Erprobung in Pilotprojekten tüfteln Forscher daran, wie diese Technologie möglichst effektiv eingesetzt werden kann.

Die mengenmässig stark schwankende Stromproduktion aus erneuerbaren Ener-giequellen stellt auch neue technische Anforderungen an Speichergeräte. Ent-wickler arbeiten darum an der Weiter-entwicklung von Batterien, die vielleicht einmal dezentral eingesetzt werden und die grossen, zentralen Pumpspeicher-werke in der Schweiz ergänzen können.

Ausserdem arbeiten Industrie und Hochschulen an neuen Apparaturen, die die Spannungs- und Stromverläufe in den Stromnetzen künftig genauer messen und steuern können. Die Entwicklung von besseren Steuergeräten geht zudem hin zu neuartigen Systemen, die virtuell einmal viele kleine Stromanlagen zusammenschal-ten und wie eine grosse betreiben können.

auch eine FraGe Der KosTen

Vieles ist heute technisch schon machbar, um vermehrt Strom aus erneuerbaren Energiequellen zu produzieren und zu nut-zen. Dass es bei der Umsetzung noch ha-pert, hat Kostengründe. Auch fehlen noch die politischen Weichenstellungen, wie die Umstellung auf eine grünere Stromver-sorgung konkret bewerkstelligt werden soll. Hinzu kommt, dass das mittlerweile gut 40 Jahre alte Stromnetz in der Schweiz schon heute erneuert werden sollte, obschon noch nicht klar ist, wie der Strom in Zukunft tat-sächlich einmal erzeugt wird und welche Technologien sich durchsetzen werden.

Neue Technologien für grüne StromversorgungDie Energieversorgung der Schweiz ist im Umbruch. In-dustrie, Hochschulen und Bund arbeiten auf Hoch-touren an Konzepten und Innovationen für eine nach-haltige Stromversorgung.TexT CLaUDIa BENETTI » Die Entwicklung eines

globalen grünen Strom-netzes wird im Ausland bereits vorangetrieben.

das Stromnetz der zukunft ist flexibler und leistungsfähiger als das heutige.

Drei Fragen an Thomas Järmann*

Wie hat sich der Berufdes Ingenieurs gewandelt?Das aufgabenfeld ist breiter geworden. Dem tragen wir in der ausbildung rechnung. Gefragt sind analytiker, die in der Lage sind, komplexe Probleme anzugehen, Daten auszuwerten und geeignete Massnahmen abzuleiten. Zudem wird von Ingenieuren verlangt fachlich interdisziplinär zu arbeiten, das ist der heutige Praxisstandard. Der Informatiker muss mit dem Maschineningenieur zusammen-arbeiten und dessen Probleme auch verstehen. Nur so kann ein Team funktionieren. Das fördern wir in der ausbildung, nebst der Vermittlung von Fachwissen.

Wer sollte ein Ingenieurstudiumin Betracht ziehen?Grundsätzlich ist der Weg für alle geeignet, die Interesse am Ingenieurberuf mitbringen. Das analytische Wesen ist wichtigste Voraussetzung. Man muss kein Technikexperte sein, die Grund-lagen lernt man im Studium. Um die ausbildung beginnen zu können, sollte man eine Lehre in einem studium-nahen Beruf mit Berufsmatur abgeschlossen haben oder eine gymnasiale Matur mit einem einjährigen Praktikum.

Welche Herausforderungen erwarten Ingenieure?Ingenieure sind gefragte Fach-kräfte, die zukunftsrelevante Probleme zu lösen haben. Die drei grossen Themen sind: Energie, Mobilität und Gesundheit. Die Ent-wicklung von Lösungen für nach-haltige Energie ist eine zentrale Herausforderung. Die wachsende Bevölkerung erfordert u.a. neue Konzepte im ÖV. Und im Medizinal-bereich werden Innovationen nötig, auch wegen der Überalterung. auf diese Herausforderungen bereiten wir unsere Studierenden vor.

*Prof. Dr. Thomas Järmann, Leiter Lehre School of Engineering, ZHaW

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Es wird immer mehr automatisiert. Dieses Fazit ziehen die Verantwortlichen der Fachmesse «Automation Schweiz 2013», die anfangs Jahr in Winterthur über die Bühne ging. Eine Trend: Die Automatisierung erfasst immer mehr Lebensbereiche. So wird sich laut Exper-ten der Gesundheitsbereich stark ver-ändern. Die Pflege von Patienten wird mehr und mehr von Robotern erbracht. Führend in diesem Bereich ist Japan, das Land mit der höchsten Über-alterung überhaupt. Dort werden schon heute für die Bewohner beispielsweise künstliche Katzen und Robben einge-setzt, die den alten Menschen Gesell-schaft leisten. So wird versucht, den Mangel an Personal auszugleichen und den Auswirkungen des demogra-fischen Wandels entgegenzuwirken. Der nächste Schritt in Japan: Pflegeroboter, die verschiedene komplexe Tätigkeiten

selbstständig übernehmen können.In der Schweiz ist dies ist allerdings noch Zukunftsmusik. In anderen Be-reichen dagegen, wie etwa der Industrie, sieht das ganz anders aus, weiss Prof. Dr. Roland Anderegg, Leiter des Institutes für Automation der Fachhochschule Nordwestschweiz. «Es gibt heute eigent-lich kein industrielles Produkt mehr, das ohne automatische Prozesse entsteht.» Denn unter «Automation» werden ei-gentlich drei Begriffe zusammengefasst, die auch zusammenspielen: Maschinen-bau, Elektrotechnik sowie Informatik, gemeinsames Bindeglied ist die mess- und Regeltechnik (Systemtechnik).

Die maschine machT, Was

Der mensch nichT Tun soLLTe

Die Automation war und ist die Folge der zunehmenden Industrialisierung. Arbeitsprozesse, die stets gleich blieben und dazu repetitiv waren, wurden schnell an Maschinen «ausgelagert». Die Vorteile liegen auf der Hand: schnel-lere und präzisere Produktion, das Einsparen von Personalkosen und eine bessere Berechenbarkeit. Doch ging es damals wie heute nicht ausschliesslich um die Steigerung der Arbeitseffizienz. Maschinen werden auch eingesetzt, um Arbeiten zu erledigen, die man Menschen nicht zumuten kann, da sie schlicht zu gefährlich sind. Und

je häufiger Maschinen in der Indus-trie zum Einsatz kamen, desto besser und technisch vielseitiger wurden sie. Heutige Maschinen sind – je nachdem, in welchem Einsatzgebiet sie gebraucht werden– sehr komplex und können weit mehr, als einfach nur immer den gleichen Ablauf zu reproduzieren.

«Heute gibt es Baumaschienen, da drücken Sie auf einen einzigen Knopf und die Maschine führt dann ganze Arbeitsschritte autonom durch», führt

Anderegg aus. Zudem ist es möglich, dass ein System völlig ohne das Eingrei-fen von Menschen funktioniert oder den Menschen optimal bei seiner Arbeit un-terstützt. Heute gehe es beim Automati-sieren von Prozessen allerdings längst nicht mehr nur um eine schnellere oder präzisiere Produktion. «Ganz wichtig ist mittlerweile auch die Energieeffizienz.» Viele technische Innovationen der Auto-

mationstechnologie dienten nämlich dazu, den Energieverbrauch der einge-setzten Maschinen und angewendeten Prozesse zu reduzieren. Um die Ener-gieziele des Bundes zu erreichen, wird es eine zentrale Rolle spielen, dass die Industriebetriebe ihre Energieemis-sionen langfristig verringern können. Auch hier sind Ingenieure gefordert.

ein marKT miT KLarem

WachsTumsPoTenziaL

Roland Anderegg ist überzeugt davon, dass die Automation Zukunft hat. «Man benötigt sie überall.» In allen wichtigen Segmenten der verarbeitenden Industrie spielt sie eine Hauptrolle. Dieser Mei-nung ist auch Lukas Inderfurth, Leiter der Medienstelle von ABB Schweiz, einem Wegbereiter der Automation in der Schweiz und weltweit. Denn nicht nur grosse Konzerne generieren eine Nachfrage nach automatischen Pro-zessen, sondern auch KMU. «Wir haben für ein mittelständisches Unternehmen eine Lösung umgesetzt, die dazu geführt hat, dass dieser Betrieb trotz Standort in der Schweiz international wettbewerbs-fähig bleibt», sagt Inderfurth. Das zeigt, dass die Automatisierung auch genutzt werden kann, um den eigenen Produk-tionsstandort zu stärken und zu halten. Dies passt zu einer weiteren Be-obachtung, die man an der «Auto-

mation 2013» machte: Mechatronik und automatisierte Prozessabläufe bedeuten nicht zwingend weniger Arbeitsplätze, sie können sogar neue schaffen. Die Arbeit an den Maschinen verlagert sich aber zunehmend von

«Kontrollieren» hin zu «Überwachen». Damit dieser vorlaufende Automati-sierungs-Prozess durchgeführt werden kann, braucht es die nötigen Fachleute. Roland Anderegg merkt deutlich, das die Absolventen Hochschule für Technik der FHNW gefragt sind. «Unsere Absolventen finden auch alle sehr schnell einen Job.» Die Nachfrage sei klar zu spüren. Damit die Praxis-tauglichkeit der Ausbildung gewähr-leistet ist, arbeiten Hochschule sowie Industrie sehr eng zusammen, etwa im Rahmen von Dimplomarbeiten, die sich mit «echten» Fällen und Problemen aus der Praxis auseinandersetzen.

Auf Knopfdruck läuft alles vollautomatischohne automation funktioniert eigentlich nichts mehr. Sie er-möglicht es der hiesigen Indus-trie, Produkte schnell, qualitativ hochwertig und effizient zu produzieren. Das Potenzial ist gross und Fachleute gefragt.TexT MaTTHIaS MEHL

»Heutige Maschinen können je nach Einsatz-gebiet sehr komplex sein.

»Die Fachleute im Automatikbereich sindim Markt gefragt.

ohne den Einsatz von maschinen kann die industrie nicht funktionieren. neue geräte und Programme ermöglichen eine nachhaltige Produktion. doch dafür braucht es Fachleute, die die maschinen entwickeln.

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a 13

TrEndSSoFTWarEENTWICKLUNG

Jedes Bauprojekt kämpft mit dem gleichen Grundproblem: Hohe Qualität soll in kurzer Zeit und für wenig Geld geliefert werden. «Das war schon immer so und wird auch immer so sein», betont Christian Weiss von Autodesk, einem Hersteller von 3D-Software für Entwurf, Konstruktion und Design. Doch diesem Anspruch gerecht zu werden wird immer schwieriger. Denn: «Heute sind sehr viele Experten nötig, um ein Projekt zu realisieren.» Architekten, verschiedene Fach-Ingenieure, Brandschutzverant-wortliche sowie Behördenvertreter – sie alle nehmen Einfluss auf die Planung, schrauben hier und da, ändern um und verbessern. Und jedes Mal müssen die CAD-Pläne geändert werden, was wiederum die Umsetzbarkeit beeinflusst.

Das Ganze geht aber auch einfacher und effizienter. «Alle sollten immer gemeinsam an einem Modell arbeiten, das alle relevanten Daten eines Pro-jekts zusammenfasst und in Beziehung zueinander setzt.» Beispielsweise das architektonische Raummodell und die Gebäudetechnik. Nach diesem Prinzip funktioniert das sogenannte Building Information Modeling (BIM). Um dieses Planungsprinzip umzusetzen wird mit einer BIM-tauglichen Software wie Revit ein 3D-Modell des Gebäudes erstellt. Dieses Modell lässt sich in Echtzeit verän-dern. Möglich macht das eine Datenbank, die dem Programm zu Grunde liegt. In ihr können alle an der Bauplanung Betei-ligten die relevanten Daten erfassen und aktualisieren. Wo kommen die Wasseran-schlüsse hin, welche Wand ist tragend und wo wird ein Durchbruch vorgenommen? Diese und andere Kenngrössen werden in der Datenbank festgehalten. Der Clou: Nimmt zum Beispiel der Architekt Ver-änderungen am Modell vor, haben alle anderen Beteiligten per Visualisierung oder Datenpaket direkten Zugriff auf die neuste Version. «So lässt sich verhindern,

dass die verschiedenen Stellen aneinander vorbei planen und Parallelwelten ent-stehen», erklärt Weiss. Oder anders ausgedrückt: «Es ist Bauplanung 2.0.»

So sinnvoll eine vereinheitlichte Bau-planung erscheint – in der Schweiz fristet BIM bisher nur ein Schattendasein. Auch von offizieller Seite: «Das Prinzip findet bei Bauprojekten des Bundes bisher keine Anwendung, daher gibt es auch noch keine Richtlinien spezifisch dazu», sagt Jonas Spirig, Sprecher des Bundesamtes für Bauten und Logistik. In Zukunft soll die Technologie aber auch in Schweizer Bauprojekten vermehrt eingesetzt werden. In Basel steht beispielswiese in diesem Jahr der Neubau des Felix Platter-Spitals an. Für die Planung der neuen Anlage soll BIM eingesetzt werden.

Den WieDereinsTieG ins

Leben vereinFachen

Entscheidenden Einfluss auf das Leben von Menschen hat die medizinische Software. Das Frauenhofer Institut in Deutschland hat vor kurzem eine neue

Technologie vorgestellt. Laut einem Presseschreiben des Institutes soll diese Anwendung Patienten stärker motivieren, ihre Übungen durchzuführen – und Rehamassnahmen daheim oder unterwegs

ermöglichen, etwa in Pausen am Arbeits-platz. Experten sprechen hier von «Telere-habilitation». Die Grundlage dafür ist eine Technologie, die Forscher am Fraunhofer-Institut für Offene Kommunikationssys-teme FOKUS in Berlin entwickelt haben. Sie besteht aus einem Übungseditor, einer Reha-Box und einer mobilen Sensorein-heit, die an das Smartphone angeschlossen

wird. Der Therapeut konzipiert im Übungseditor ein Trainingsprogramm, das speziell auf den Patienten zugeschnitten ist und dessen Anspruch sich von Woche zu Woche steigert. Dieses Programm kann der Patient in seiner Wohnung nutzen – mit Hilfe der Reha-Box – einer Art Mini-PC für Fernsehgeräte. Der kleine Rechner verfügt über einen Internet-anschluss, eine Kamera und ein Mikrofon. Auf dem Fernsehbildschirm sieht der Patient Übungsabläufe, die er nachmachen kann. Die Reha-Box analysiert die Daten, die die Kamera vom übenden Patienten aufnimmt. Zuvor werden mit einer Soft-ware die Körperdaten jedes Patienten in drei Dimensionen modelliert und auf ein biomechanisches Computermodell über-tragen. Sind die Angaben ausgewertet, sendet die Box sie via Internet an das Reha-Zentrum, wo der Therapeut den Fortschritt des Patienten nachvollzieht und Übungen entsprechend anpasst.

Die iT WirD zunehmenD Grün

Auch in den IT-Bereich hat das Thema «Nachhaltigkeit» Einzug gehalten. Und es gibt Verbesserungspotenzial: Welt-weit trägt der ICT-Bereich mit ungefähr zwei Prozent zum globalen durch den Menschen verursachten CO2-Ausstoss bei, hält die «Fachgruppe Green IT» der Schweizerischen Informatikgesell-schaft auf ihrem Fact-Sheet fest (green.it-si-ch). Dies entspreche ungefähr dem des internationalen Flugverkehrs. In der Schweiz, mit ihrer hohen Dichte von ICT Anbietern und ICT Ver-brauchern, benötigt die ICT bereits ca. zehn Prozent des gesamten Strom-verbrauchs. Die Lösung liegt in der intelligenten «grünen» Informatik.

Doch was heisst das genau? Anbieter setzen auf eine eingehende Beratung im Vorfeld, gefolgt von einer Analyse der IT-Infrastruktur des jeweiligen Unter-nehmens, wo Sparpotenziale eruiert wer-den. Beispielsweise kann durch eine Ser-veroptimierung Strom gespart werden. Danach geht es unter anderem darum, die richtige technische Lösung auszu-wählen, etwa ein «Remote Infrastructure Management (RIM)». Dabei handelt es sich um ein System das «lernt» und autonom funktioniert. Dadurch kann es täglich anfallende statische Aufgaben erledigen, welche sonst durch die IT-Mitarbeiter erledigt werden müssten. «So fallen 50 bis 90 Prozent solcher Auf-gaben weg», sagt der Managing Director des Zuger IT-Unternehmens BORN Green Technologies, Christen Oesterbye.

Technische Innovation beginnt am Computerohne IT geht heute nichts mehr. Umso wichtiger ist es, dass Softwareingenieure stetig neue, bessere und einfachere Programme ent-wickeln. So entsteht in vielen Branchen neues Entwicklungs-potenzial. «Ingenieurswesen» zeigt drei aktuelle Beispiele.TexT raINEr HoFMaNN

» Der Patient kann die Reha-Übungen einfach daheim machen.

Branchen wie die medizin sind stets auf neue und verbesserte Software angewiesen.

«Fachliteratur light»

Wer Ingenieur werden will, muss sich ständig mit hochkomplexen Themen beschäftigen, muss sich technisches Verständnis an-eignen und in den naturwissen-schaftlichen Fächern reüssie-ren. Dass diese anforderungen sehr hoch sind und dass man dabei manchmal ein wenig Hilfe braucht, haben auch die Buch-verlage realisiert und die Inge-nieure zur Zielgruppe gemacht.

Ein konkretes Beispiel dafür ist die Publikation «Physik für Ingenieure – für Dummies». Die Dummy-Bücher sind welt-weit bekannt und bringen Lesern verschiedene Themen näher – auf möglichst einfache und verständliche Weise. Dass dies auch für die werdenden Ingenieure funktioniert, zeigen positive Kundenrezensionen des Buches auf verschiedenen Buchportalen. Die wohlwollen-den reaktionen verwundern auch nicht, denn geschrieben hat das Buch ein Fachmann: Christian Thomsen, Professor für Physik an der TU Berlin.

Es ist aber nicht die einzige Fachpublikation, die Ingenieu-ren auf die Sprünge helfen soll. So sind im gleichen Verlag auch Bücher erschienen wie «Chemie für Ingenieure für Dummies» oder «Mathematik für Ingenieu-re für Dummies». Und wer hin-gegen Bedarf an Nachhilfe im Bereich Statik und architektur hat, findet die Gedächtnisstütze in «Statik für Bauingenieure und architekten für Dummies».

an erklärender Literatur mangelt es also nicht. Dem Ingenieurstudium soll-te demnach nichts mehr im Wege stehen. (red)

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E i n E T h E m E n z E i T u n g v o n S m a r T m E d i a14

FaChBEiTrag NaCHWUCHS

Ohne technische Errungenschaften wäre unsere Welt eine völlig andere - unser Arbeitsleben würde stillstehen, die Indus-trie könnte die Produktion einstellen, die Wirtschaft würde stottern und auch unsere Freizeitaktivitäten wären nur mehr sehr eingeschränkt möglich. In den letzten Jahren ist die Vernetzung all dieser Lebensbereiche– nicht zuletzt aufgrund technischer Entwick-lungen - grösser geworden, die Komplexität vieler Systeme, die für uns selbstverständlich sind, ist immens und die Abhängigkeiten werden immer undurchschaubarer. Wer hat überhaupt noch den Durchblick? Wer weiss, was alles passiert, wenn die Rechenzentrale einer Bank oder eines Energiehandelsunter-nehmens ausfällt? Wer kennt alle Zusam-menhänge zwischen dem Mobilitätsverhalten

des Menschen, seinem Umweltbewusstsein und dem öffentlichen Verkehr? Wie beein-flussen sich Klimaveränderung, Landwirt-schaft und Wassernutzung gegenseitig?

GeFraGT auF Der Ganzen WeLT

Ingenieurinnen und Ingenieuren leisten bei all diesen Fragen einen wichtigen Beitrag. Sie sind wahrscheinlich in vielen Bereichen die einzigen, die Zusammenhänge erkennen und erklären können. Und die in der Lage sind, Lösungen zu entwickeln. Für den Berufs-stand – so müsste man meinen – eine gute Ausgangslage. Ingenieurinnen und Ingenieur sind gefragt, sie werden in allen Branchen und auf der ganzen Welt gebraucht. Doch leider, und dies ist die andere Seite der Medaille, ist der Beruf weniger attraktiv als man denken könnte. Während in den letzten Jahrzehnten fast alle Studienrichtungen ein grosses Wachstum verzeichneten, ist dies in den Ingenieurfächern nur moderat der Fall. Erst in den letzten Jahren kann man in einzelnen Fachrichtungen eine Trendwende erkennen. Aber: Es gibt sie noch immer in zu wenig grosser Anzahl, die Ingenieurinnen und Ingenieure fast aller Studienbereiche! Und dies nicht nur in der Schweiz, sondern in vielen Teilen Europas und der Welt.

breiTe PaLeTTe an TechniKProJeKTen

Was kann gegen diesen Mangel getan werden? Diverse Initiativen, Verbände und Institutionen auf unterschiedlichen Ebenen

setzen sich für die Nachwuchsförderung im Ingenieurbereich ein. Die internationale UNESCO Engineering Initiative, die staatliche American Competitiveness Initiative sowie Schweizer Verbände wie IngCH Engineers Shape our Future, SATW oder Swissmem ver-folgen das Ziel, den Bedarf an qualifizierten Ingenieurinnen und Ingenieuren zu decken.

Klar ist für alle, dass die Nachwuchsförderung früh angesetzt werden und die Freude an der Technik in jungen Jahren geweckt werden muss. So gibt es diverse Initiativen, die sich dafür einsetzen, dass mathematisch-naturwis-senschaftliche Fächer mehr Aufmerksamkeit erhalten und dass Jugendliche besser über das «Ingenieurwesen» informiert werden. Das Wissen um die Vielfältigkeit technischer Laufbahnen wird somit in das Bewusstsein von Schülern in der Berufs- und Studien-wahlphase gerückt. Die Initiativen sprechen junge Frauen und Männer an und räumen auf mit falschen Vorstellungen . Während den rund 35 Technik- und Informatikwochen, die IngCH seit über 20 Jahren jährlich in

der ganzen Schweiz durchführt, ziehen alle Beteiligten am selben Strang: So öffnen Unternehmen, die Nachwuchs benötigen, ihre Tore, Fachhochschulen und Universitäten stellen ihre Studiengänge vor, Workshopleiter zeigen den Gymnasiasten die Arbeitsweise im Ingenieurwesen und Forschungsinstitutionen erzählen von den neuesten Erfindungen. Diese Zusammenarbeit ist äusserst wichtig, um ein gesamtheitliches Bild zu erzeugen.

erFoLG Durch KonTinuiTäT

Schulen haben heute die Möglichkeit, eine Vielzahl von Technikprojekte durchzuführen bzw. ihre SchülerInnen zu animieren, daran teilzunehmen. Die Palette reicht vom ein-tägigen Grossevent über Wettbewerbe und praxisorientierte Unternehmensbesuche bis zu einwöchigen Intensivprojekten. Ein Kriterium ist allen Initiativen gemeinsam: Sie sind nur dann erfolgreich, wenn sie langfris-tig angelegt sind. Denn eines ist klar: In der technischen Nachwuchsförderung braucht es Ausdauer und Kontinuität. Auch wenn einige Projekte vor rund 20 Jahren mit Start-schwierigkeiten zu kämpfen hatten, ist die Nachfrage für diverse Projekte heute grösser als das Angebot. Dies zeigt, wie wichtig die Nachwuchsförderung im Ingenieurwesen ist.

*IngCH Engineers Shape our Future ist eine Vereinigung mit 27 Mitgliederfirmen, die sich seit 1987 für die Förderung eines qualitativ guten Ingenieurnachwuchses einsetzt.

Nachwuchsförderung braucht AusdauerSeit der Mensch das Leben auf unserem Planeten ak-tiv gestaltet, tut er dies mit Hilfe der Technik. Die tech-nische Weiterentwicklung geschieht heute schneller denn je – und genau dafür werden viele gute Ingenieurinnen und Ingenieure benötigt.TexT Dr. aNDrEa LEU,

GESCHäFTSFÜHrErIN INGCH*

» Freude an Technik soll früh geweckt werden.

damit die innovatoren von morgen neue Technologien und Systeme entwickeln können, müssen heute die idealen Bedingungen geschaffen werden.

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Wie die Technik spannend wird

Wissen vermitteln und dabei unterhalten – das ist das Kon-zept des Swiss Science Center Technorama. Und das zieht viele Wissensdurstige an: Mit jährlich über 270 000 Besuchern gehört das Technorama zu den meist-besuchten Kulturinstitutionen im Kanton Zürich. Es ist eines der zehn grössten Schweizer Museen, obgleich es in der Kategorie «Science Center» einmalig ist. Das Technorama gestaltet dabei nachhaltig die art und Weise, wie Naturwis-senschaften wahrgenommen, gelehrt und gelernt werden.

Eine zentrale Zielgruppe des Science Centers sind Schüler. Im vergangenen Jahr haben über 65 000 von ihnen das Technorama im Klassenverband besucht. Die-ser hohe Wert belegt das offen-sichtliche Bedürfnis von Lehrper-sonen, ihren Unterricht gezielt und stufengerecht (Volksschule, Sekundarstufe I und II) durch die angebote des Technorama zu ergänzen. Im Zusammenhang mit der sog. MINT-Problematik (Mathematik, Informatik, Natur-wissenschaften, Technik) spielt das Technorama somit eine Schlüsselrolle. Eine möglichst früh einsetzende Begegnung mit den Naturwissenschaften soll nicht nur einen humanen und demokratischen Fortschritt sichern, sondern auch den zu-künftigen Wohlstand der Schweiz gewährleisten. Diesen anspruch des Technorama und seinen Ein-fluss für den Werkplatz Schweiz haben auch führende Schweizer Unternehmen und Wirtschafts-verbände wie Swiss Engineering STV erkannt. Unter dem Dach der «Vereinigung Technorama und Wirtschaft VTW» unterstützen sie das Technorama und leisten damit einen aktiven Beitrag für die naturwissenschaftliche und technische Nachwuchs-förderung in der Schweiz.

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In vielen Unternehmungen wird das Büro-Netz-werk und das Produktions-Netzwerk nur sehr zurückhaltend oder gar nicht verknüpft. Die Gründe sind vielfältig. Dank der Technology kann heute sichergestellt werden, dass nur Be-rechtigte ins Produktionsnetzwerk Zugriff ha-ben. Aber wer kennt sich in beiden Welten aus? Viele Unternehmer sind skeptisch bei der Ver-knüpfung der beiden Welten. Beat Schneider, IT-Verantwortlicher bei M+S Industrielle Automation AG und ehemaliger SPS-Soft-ware-Programmierer, sieht einen Grund in den unterschiedlichen Anforderungen: «Der Produktionsleiter ist bestrebt, dass seine Anlage immer läuft. Der IT-Verantwortliche hat die Sicherheit des Netzwerkes zu gewähren.» Diese Ansicht teilt Marco Valsecchi, Pro-duktionsleiter bei der Fritz Schiess AG in Lichtensteig: «Am Anfang hatten wir Mühe mit dem Gedanken, dass unsere 120 PC‘s und 20 Server mit den Produktionsmaschinen ver-bunden sind. Weil M+S Maschinensteuerungen für uns realisiert und gleichzeitig auch das IT-Netzwerk betreut, haben wir uns zu diesem Schritt entschlossen. Ein guter Entscheid. Sicher auch darum, weil M+S beide Seiten – Automation & IT – kompetent vertritt.»

Der Knackpunkt bei einer Integration liegt beim gemeinsamen Kommunikationspro-tokoll und der Schutzeinrichtung, welche ein unerwünschter Zugriff auf die Pro-duktionsanlage verhindert. Dies unter-streicht Christian Saner, Leiter Control Systems von MAN Diesel & Turbo Schweiz AG: «Früher lieferten wir autonome oder wenig vernetzte Steuerungen für unsere Kompressoren. Heute will man auf unsere Anlagen von beinahe überall zugreifen. Somit werden wir mit Aufgaben wie Switch, Fernwartung aber auch Router respektive Firewall konfrontiert. Wir schätzen es mit M+S einen Partner zu haben der uns einer-seits Steuerschränke mit der zugehörigen Software liefert und uns andererseits bei den Vernetzungsaufgaben unterstützt.»

AUTOMATION ohne IT? Autonome Steuerun-gen wird es immer geben. Mit dem Ethernet-Stecker an den Steuerungen sind erste Voraussetzungen geschaffen, um die Büro-welt mit der Automationswelt zu verknüpfen. Für eine erfolgreiche Verknüpfung benötigt es grundlegende Kenntnisse in der Auto-mation und der IT. M+S Industrielle Auto-mation AG ist täglich in beiden Welten tätig.

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Es gibt viele Anbieter von Lösungen im Bereich Steuerung für die verschiedensten An-wendungen. Was nützt jedoch eine Steuerung, wenn sie nicht in ein übergeordnetes System wie zum Beispiel einem MES angebunden ist? Wie können Hürden zwischen der Steuerungsweltund der IT-Welt überwunden werden?

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