Universität Kaiserslautern

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Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik



Forschungsberichte 2001

Lehrstuhl für Regelungstechnik und Signaltheorie

Prof. Dr.-Ing. habil. Madhukar Pandit

 

Sekretariat: Elisabeth Rink, Michael Rink

Geb. 12, Raum 336, App. 2828

1 Wissenschaftliches und technisches Personal, Gäste

1.1 Personal

Dipl.-Math. Daniel Andres ** (bis 30.09.2001)

Swen Becker

Dipl.-Ing. Wolfgang Deis

Dipl.-Ing. Michael Feid * (ab 01.09.2001)

Dipl.-Ing. Heiko Hengen

Dipl.-Ing. Thomas Heger * (ab 01.04.2001)

Dipl.-Ing. Mark Müller *

Dipl.-Ing. Ralf Nonn * (bis 28.02.2001)

 

* = Drittmittelfinanzierung

** = Stipendiat

 

 

1.2 Gastaufenthalte auswärtiger Wissenschaftler und Stipendiaten

 

Gastwissenschaftler:

 

Prof. H.S. Jamadagni 11.06. - 31.07.2001

Indian Institute of Science, Bangalore

 

Prof. K.R. Ramakrishnan, 01.11. - 15.12.2001

Indian Institute of Science, Bangalore

 

MS. G. Sita 01.09. - 31.12.2001

Indian Institute of Science, Bangalore

 

Graduierten Studenten aus dem Indian Institute of Science

 

M. Sc. student Neelam Sinha 01.11.2001-31.01.2002

Indian Institute of Science, Bangalore

 

Ph.D. student Venkatesh Babu 01.11.2001-31.01.2002

Indian Institute of Science, Bangalore

 

 

 

2 Lehrveranstaltungen

 

2.1 Vorlesungen und Seminare

 

Teilnehmer/Anzahl

von Prüfungskandidaten

 

Vorlesungen: WS SS

     

2000-2001

2001

 

 

85-504 Regelungstechnik I (WS)14 39

85-505 Regelungstechnik II (SS) 6 7

      1. Abtastregelungen (WS) 3

85-304 Systemtheorie (in engl. Sprache) (SS)

85-430 Grundlagen und Anwendung der Theorie

stochastischer Prozesse (in engl. Sprache) (WS) 21

85-433 Theorie und Praxis der digitalen

Bildverarbeitung (in engl. Sprache) (SS) 2

85-241 Automatisierung in Kraftwerken (WS)

86-676 Regelungstechnische Instrumentierung (WS) 2

85-525 Kraftfahrzeugelektronik

85-434 Iterativ lernende Regelungen und

ihre Anwendungen in zyklischen

Produktionsprozessen (SS) 3

85-435 Object oriented Software Development for

Control Engineering and Signal Processing

Applications einmalig (WS+SS) ab sofort (SS) 15/15 10/4

Multimedia Systems (WS) 7

Data Communication (SS) 17

Data Compression (WS) 21

 

Labors: Gesamtteilnehmer:

 

Grundpraktikum "Energie- und Automatisierungstechnik" (SS)

1. Schwebende Kugel im Magnetfeld mit analoger Regelung

2. Drehzahlregelung eines Gleichstrommotors mit 20

geringer Leistung

 

Vertiefungspraktikum "Automatisierungstechnik" (WS

1. Digitale Regelung einer verfahrenstechnischen Anlage 15

2. Signalverarbeitung und Regelung in gravimetrischen 15

Dosiersystemen

3. Iterativ lernende Regelung 8

4. Regelung einer instabilen Strecke – Bildverarbeitung im 8

Regelkreis

 

Labor Mikroelektronik und Automatisierungstechnik

1. Schwebende Kugel im Magnetfeld mit analoger 10

Regelung

2. Iterativ lernende Regelung 8

 

Praktikumsteil

"Theorie und Praxis der digitalen Bildverarbeitung" 20

 

"Object oriented Software Development for

Control Engineering and Signal Processing" 20

 

85-432 Praktikum "CAE in der Regelungstechnik" 15

(SS + WS)

 

- Seminar Regelungstechnik und Signaltheorie

 

 

 

Mitbetreute Vorlesungen und Prüfungen von Lehrbeauftragten:

 

85-434 Dr. K. Buchheit Iterativ lernende Regelungen und ihre Anwen-

dungen in zyklischen Prozessen (SS)

86-676 Prof. Dr. H. Hoffmann Regelungstechnische Instrumentierung (SS)

85-525 Dr. F. Schmidt Kraftfahrzeugelektronik (SS)

85-435 Dipl.-Ing. H. Hengen Object oriented Software Development for

Control Engineering and Signal Processing
Applications einmalig (WS+SS) ab sofort (SS)

 

Prof. K.R.Ramakrishnan Multimedia Systems

Prof. Jamadagni Data Communication

 

 

3 Forschungsgebiete und Projekte

 

Iterativ lernende Regelungen

 

Für die Automatisierung "zyklischer" Prozesse können sogenannte iterativ lernende Regelungen (ILR) mit großem Vorteil eingesetzt werden, mit deren Hilfe der Prozessablauf von Zyklus zu Zyklus verbessert werden kann. Um den Verlauf der Regelgröße an einen vorgegebenen Sollverlauf anzugleichen, werden die Ein- und Ausgangsverläufe des vorangegangenen k-ten Zyklus verwendet, um den Stellgrößenverlauf uk+1(t) für den nächsten, den (k+1)-ten Zyklus so zu berechnen, so dass der Fehler zwischen Soll- und Istverlauf immer kleiner wird.

 

Iterativ lernende Regelungsverfahren können unter anderem bei der Führung von Batchprozessen, bei der Regelung von periodischen Systemen, bei der Automatisierung von Roboterarmbewegungen, für die Regelung der Profiltemperatur beim Strangpressen von Aluminium oder aber auch bei der Automatisierung des Hochfahrens eines verfahrenstechnischen Prozesses zu einem Betriebszustand eingesetzt werden. Diesen Prozessen ist gemeinsam, dass die Regelgröße ausgehend vom selben Anfangszustand immer wieder einer zeitlich begrenzten Solltrajektorie folgen soll, wobei diese Wiederholungen nicht zwingend in festen Abständen erfolgen müssen. Iterativ lernende Regelungen können auch dann eingesetzt werden, wenn die Strecke nichtlinear ist, und/oder nur ein mangelhaftes Prozessmodell bekannt ist.

 

Da die iterativ lernenden Regelungen die vollständigen Ein- und Ausgangsverläufe des vorangegangenen Zyklus für die Berechnung des neuen Stellverlaufes verwenden, können auch nichtkausale Algorithmen zur Verarbeitung der am Prozess gemessenen Signale verwendet werden. Damit ist zum Beispiel eine Tiefpassfilterung ohne Phasenverschiebung oder eine Kompensation der Totzeit der Strecke möglich. Damit wird die Voraussetzung für eine schnelle Regelung geschaffen - ein entscheidender Vorteil iterativ lernender Regelungen.

 

 

a) System- und signalorientierter Entwurf iterativ lernender Regelungen

Zeitdiskrete iterativ lernende Regelungen ermöglichen die Beherrschung komplexer, totzeitbehafteter Prozesse. Herkömmliche Ansätze für den Entwurf von iterativ lernenden Regelungen begnügen sich jedoch meist mit dem Nachweis der Konvergenz linearer ILR für kleine Klassen nichtlinearer Systeme oder der Verwendung von nichtlinearen Systemmodellen für den Entwurf des Lernoperators (numerische Suchverfahren). Um die bei den numerischen Suchverfahren auftretenden Problemstellungen zu umgehen, wird hier ein ausschließlich linearer Ansatz mit eindeutigem Fehlerminimum gewählt.

Die iterativ lernende Regelung kann aus mathematischer Sicht als Lösungsansatz einer inversen Problemstellung interpretiert werden. Dieses inverse Problem ist in vielen Fällen nicht gut konditioniert, Messrauschen stört die ermittelten Signale und eine direkte Inversion des Systemübertragungsoperators führt, angewandt an realen Strecken zur Divergenz der Regelung. Die Lösung besteht zunächst in der Einführung einer nur angenäherten Inversen zur Regularisierung des Problems. Jedoch stellt man fest, dass, je weiter man sich von der vollständigen Inversen entfernt, die Lernrate des ILR immer geringer wird, dafür jedoch die Robustheit gegenüber Störungen und Modellungenauigkeiten zunimmt.

 

Aus dieser Beobachtung resultieren zwei Forderungen: erstens die Forderung, einen ausreichend großen Regularisierungsfaktor zur Sicherung der Konvergenz des ILR zu wählen und gleichzeitig die Forderung, im Sinne einer hohen Lernrate des ILR den Regularisierungsfaktor so klein wie möglich zu halten. Dies impliziert, dass der Regularisierungsfaktor nach Möglichkeit nur die schlechte Kondition des Problems verbessert, jedoch nicht zur Beseitigung von Störeinflüssen und Modellfehlern herangezogen werden darf.

 

Der Entwurf iterativ lernender Regelungen mit besonders hohen Anforderungen an die Konvergenzgeschwindigkeit (wie sie z.B. für kleine Chargen beim Aluminium-Strangpressen benötigt werden) erfordert

 

Beim systemorientierten Entwurf iterativ lernender Regelungen werden lineare Zustandsraummodelle durch nichtlineare Erweiterungen ergänzt. Mit Hilfe von nichtlinearem Modell und zeitvarianter, entlang einer Trajektorien linearisiertem Systemoperator wird dann ein zyklenvarianter ILR entworfen.

 

ILR-Operatoren haben hochfrequentes Übertragungsverhalten, was sich aus der näherungsweisen Systeminversion durch den ILR-Operator erklären lässt; daher ist es sehr schwierig, einfache Tiefpassfilter zur Signalentstörung zu verwenden, da diese dem ILR-Operator direkt entgegenwirken. Einfache Tiefpassfilterung führt zu Konvergenzverschlechterung (-verlangsamung) bis hin zur Divergenz des ILR.

In vielen Fällen können jedoch zusätzliche Annahmen über die Störung gemacht werden, so z.B. sind viele Störungen in ihrem Auftreten auf bestimmte Bereiche des Signals beschränkt. Wird mittels eines zeitvarianten Optimalfilters die Störung aus dem Signal ausgeschnitten, bleiben die Konvergenzeigenschaften des ILR nahezu unverändert, da nur lokal in die Signalverläufe eingegriffen wird.

 

Als Mittel des Filterentwurfes wurde die Wavelettransformation in Kombination mit einem Optimalfilterentwurf angewandt und ein Schema erarbeitet, das die Integration von Waveletdekomposition, Filterung im Waveletbereich und Rücktransformation in Form eines Matrixoperators darstellbar macht, und damit die Führung eines Konvergenznachweises für den ILR möglich macht.

 

 

b) Konvergenz und Robustheit iterativ lernender Regelungen

Eine der Hauptschwierigkeiten beim Entwurf iterativ lernender Regelungen besteht darin, Regelgesetze zu finden, die die Konvergenz des Systemausgangs in einer gegebenen Norm sichern. Neben der reinen Konvergenz sind jedoch weitere Kriterien durch eine iterativ lernende Regelung zu erfüllen, wie hinreichend kleiner Restfehler, Robustheit bezüglich Modellungenauigkeiten und Initialisierungsfehlern, sowie ausreichend schnelles und gedämpftes Übergangsverhalten.

 

Am Lehrstuhl wurde die Konvergenz einer iterativ lernenden P-Regelung für Systeme untersucht, die sich durch stetige lineare Abbildungen zwischen Hilberträumen beschreiben lassen. Dabei wurde die Systemklasse identifiziert, für die die Hilbertraumnorm der Abweichung des Systemausgangs vom gewünschten Verlauf über die Zyklen monoton fällt. Da iterativ lernende P-Regelungen keine Beschränkungen der Steuerungen berücksichtigen können, müssen Steuerungen die außerhalb des Zulässigkeitsbereiches liegen in diesen projiziert werden, bevor sie auf das System aufgeschaltet werden. Es konnte gezeigt werden, dass die Konvergenz der iterativ lernenden P-Regelung erhalten bleibt, wenn die verwendete Projektion nicht expandierend ist, d.h. wenn sie den Abstand zweier Steuerungen bei der Projektion nicht vergrößert. Des Weiteren wurde gezeigt, dass die Regelung robust gegenüber beschränkten Störungen der Ausgangsgröße ist, wenn der Systemoperator auf einem endlichdimensionalen Hilbertraum definiert ist. Diese Situation liegt z.B. vor, wenn die Steuerungen aus endlich vielen Basisfunktionen aufgebaut werden.

 

c) MoMAS (Mobiles Mess- und Automatisierungssystem für Strangpressen)

Das Strangpressen ist ein zur Herstellung von Metallprofilen eingesetzter Produktionsprozess, der Gegenstand ständiger Verbesserungsbestrebungen ist. Eine der Hauptbestrebungen, die seit drei Jahrzehnten an Aktualität nicht verloren hat, betrifft die Entwicklung eines Verfahrens für die Regelung der Austrittstemperatur auf einen vorgegebenen Wert zum Erreichen des sogenannten isothermen Strangpressens.

Die optimierende iterativ lernende Regelung bietet in Verbindung mit den mittlerweile verfügbaren, ausreichend genauen Mehrfarbenpyrometern ein für den industriellen Einsatz geeignetes System für das isotherme Strangpressen. Grundlegend für das Verfahren ist die Betrachtung des Strangpressprozesses als zyklischen Prozess. Zu Beginn des k-ten Presszyklus wird ausgehend von der Kenntnis der Verläufe der Profilaustrittstemperatur, der Pressgeschwindigkeit und der Blocktemperatur in den vorhergehenden Zyklen der optimale Pressgeschwindigkeitsverlauf für diesen Zyklus berechnet und vorgegeben. Die Güte der Regelung wird zusätzlich erhöht, indem das Pyrometersignal durch Verwendung nichtkausaler Filterung verzögerungsfrei gefiltert wird. Impulsartige Störungen werden entdeckt und unterdrückt.

MoMAS wurde im Jahre 2001 erstmals bei Fa. SAPA/Offenburg im industriellen vollautomatischen Strangpressbetrieb eingesetzt; nach ausgiebigen Tests an der Produktionsanlage im Frühjahr 2001, die sehr erfolgreich verliefen, bewährt sich das System seither im Dauereinsatz. Neben den direkt messbaren Presszeitverkürzungen von ca. 8 % stellt die Steigerung der Produktqualität (annähernd gleiche Temperatur über den gesamten Strang) eine nur indirekt messbare Messgröße dar, die über die Reduzierung des Ausschussmaterials bestimmt werden kann. MoMAS steht mittlerweile als voll ausgereiftes Produkt in mehreren Ausführungsformen zur Verfügung: im Jahre 2001 wurde eine Interface-Einheit entwickelt, die die Signaltrennung der erfassten Analog- und Digitalsignale durchführt und für eine Signalkonditionierung sorgt. Mittels dieser Einheit kann eine Ankopplung von MoMAS an eine Anlage für den semiautomatischen Betrieb ohne Eingriff in die vorhandenen Steuerungsstrukturen durchgeführt werden.

 

Damit die Umbaumaßnahmen an der Zielanlage klein gehalten werden können, wurden Standard-Schnittstellen definiert, die nahezu an jeder Anlage vorhanden sind. Die Messgrößen Profiltemperatur, Stempelgeschwindigkeit und Pressdruck werden standardmäßig eingelesen und ausgewertet. Weitere Messgrößen können ebenfalls angezeigt werden. Die berechneten Stellgrößen (Stempelgeschwindigkeit und/oder Barrentemperatur) können wahlweise über Bildschirm ausgegeben oder via serielle Schnittstelle direkt zur Anlage übertragen werden.

 

Um den Einstieg des MoMAS an einer bestehenden Anlage zu erleichtern ist die Implementierung in drei Schritten vorgesehen:

1) Anbindung des MoMAS an die Anlage und Online-Anzeige der Prozessgrößen. Handoptimierung durch den Operateur möglich.

2) Berechnung der neuen optimalen Stellgrößen in der Prozessnebenzeit, Anzeige der optimalen Stellverläufe und manuelles Nachfahren der neuen Stellverläufe durch den Operateur 3). Einbinden der iterativ lernenden Regelung mit automatischem Übertragen der neuen Stellverläufe.

Das MoMAS greift nicht aktiv in den Prozess ein, sondern unterstützt den Operateur bei der Verbesserung seines Prozesses. Die Berechnungen werden in der Prozessnebenzeit gemacht und müssen vom Operateur explizit quittiert werden, bzw. können automatisch an die Anlage weitergegeben werden. So ist maximale Funktionsfähigkeit der Anlage gesichert.

 

Weitere Verbesserungen am realen Prozess lassen sich durch die Berechnung eines geeigneten Blocktemperaturprofils (Blocktaper) erzielen. Hierbei wird unter Ausnutzung der zur Verfügung stehenden Presskraft ein geeigneter Blocktaper derart berechnet und vorgegeben, dass die Pressgeschwindigkeit einen maximal zulässigen konstanten Wert über die gesamte Blocklänge annimmt. Als schwierig stellt sich hierbei die Einbindung in den Prozessablauf dar, da einige Nebenläufigkeiten im Prozess und insbesondere bei der Optimierung berücksichtigt werden müssen. Die neu entwickelten Methoden werden zur Zeit im Produktionsbetrieb getestet und weiter verbessert. Weitere Ziele im MoMAS-Projekt sind: Anbindung des vorhandenen Soft- und Hardware-Systems an weitere Anlagen, Minimierung des Hardwareaufwandes durch explizite Ausnutzung der vorhandenen Anlageninfrastrukturen, Erweiterung für das indirekte Strangpressen, sowie für das Pressen von Schwermetallen (Messing und Kupferlegierungen).

 

 

Prüfstand für die Automatisierung hydraulischer Anlagen (PAHYDRA)

 

Der "Prüfstand für die Automatisierung hydraulischer Anlagen" (PAHYDRA) dient der Untersuchung klassischer und neuer Regelungsverfahren für hydraulische Linearantriebe. Weitere Verwendungszwecke sind die Simulation verschiedener Lasten, die per Simulation eingespeist und unter realen Druckbedingungen (bis 300 bar) getestet werden können.

In früheren Arbeiten wurden einige klassische Regelungsverfahren (PI-Regelung, Zustandsregler, etc.) implementiert und auf ihre Tauglichkeit hin untersucht. In weiteren Arbeiten wurden Verfahren zur Positionsregelung des Hydraulikantriebs implementiert und untersucht. Als Regelungsverfahren kamen hierbei nichtlineare Regler wie Kennlinienregler und Sliding-Mode-Regler zum Einsatz. Weiterhin stehen iterativ lernende Regelungsverfahren zur Verfügung, die für den Einsatz in zyklischen Prozessen prädestiniert sind. Ferner steht der Aufbau einer Hardware-In-The-Loop-Umgebung zur gezielten Untersuchung geeigneter Regelstrategien an, mit dem auch auf andere Anlagen übertragbare Regelungen untersucht und entworfen werden können.

 

 

Entwicklung und Erprobung von Verfahren zur gütefunktionalen Optimierung einer Getriebesteuerung mit vorausliegenden Fahrzeugumfelddaten

 

Durch die zunehmende Vielfalt und Verfügbarkeit von Informationen im unmittelbaren Fahrzeugumfeld steigt die Aussicht, dass durch eine gezielte Ausnutzung dieser Daten für die Funktionen im Antriebsstrang Potentiale zur Kraftstoffverbrauchsenkung, Emissionsreduktion und Fahrkomfortsteigerung genutzt werden können. Quellen dieser Daten sind Telematik-, Navigations-, Verkehrsleitsysteme etc. Die Verarbeitung dieser zusätzlichen Daten ermöglicht und erfordert für das Motor- und Getriebemanagement im Kraftfahrzeugbereich neue regelungstechnische und informationelle Methoden. Es liegt sowohl im Interesse des Fahrers als auch des Fahrzeugherstellers, Kraftstoffverbrauch und Emissionen zu senken und den Komfort zu steigern.

 

Dies führt zu der Notwendigkeit, eingehende Untersuchungen bezüglich der Verwendbarkeit, Entwicklung, Optimierung und Implementierung prädiktiver Regelungsverfahren für den Kraftfahrzeugsektor durchzuführen. Das Projekt wird in Zusammenarbeit mit der Industrie durchgeführt.

Das Hauptaugenmerk liegt dabei auf dem Antriebsstrang des Pkw mit automatisiertem Schaltgetriebe oder Automatikgetriebe. Im Vergleich zu heute in Deutschland üblichen manuell oder mit Automatikprogramm geschalteten Fahrzeugen soll die Einbindung von Umgebungsdaten, die vor dem Fahrzeug liegen, in das Getriebesteuerungssystem einen wesentlichen Beitrag zur Entlastung des Fahrers in seinem Bemühen um vorausschauendes verbrauchsgünstiges Fahren bieten, ohne dabei den Komfort zu verringern.

 

Zu diesem Zweck wurde ein neuer Schaltalgorithmus entwickelt, der gezielt vorausliegende Daten verwendet, um die Schaltentscheidungen zu treffen. Dieser Schaltalgorithmus wird bisher mit verschiedenen Fahrzeugen und Antriebssträngen auf mehreren vermessenen Routen in der Simulation getestet. Dabei werden Untersuchungen zur nötigen Datenqualität und den optimalen Prädiktionsweiten vorgenommen.

Zur möglichst realitätsnahen Simulation wurde auch ein Simulationsmodell eines Fahrers für die Längsdynamik in Matlab/Simulink entwickelt, welches ebenfalls mit Hilfe vorausliegender Streckendaten vorausschauend die Geschwindigkeit des Fahrzeugmodells regelt.

 

Nächstes Ziel des Projektes ist, die Tauglichkeit und den Vorteil des prädiktiven Schaltalgorithmus exemplarisch in einem Versuchsträger zu demonstrieren.

 

 

Simulation Pneumatischer Stellantriebe (SIPS)

 

In der Verfahrenstechnik werden zur Regelung von Durchflüssen sehr häufig Regelventile mit pneumatischem Membranantrieb als Aktoren verwendet. Mit Hilfe eines am Antrieb befestigten Stellungsreglers wird hierbei die vom überlagerten Durchflussregler vorgegebene Ventilposition eingestellt. Eine Untersuchung der Eigenschaften (Positioniergenauigkeit, dynamisches Verhalten) von derartigen Stellungsreglern wird insbesondere durch die Reibungscharakteristik der Stopfbuchse, die das durch das Ventil strömende Medium gegen die Umgebung abdichtet, erschwert. Die Reibung der Stopfbuchse ist unter anderem abhängig von der Art der Stopfbuchsenpackung, vom Drehmoment, mit dem die Stopfbuchse angezogen wird, und vom Verschleiß.

Mit dem Ziel, einen Normantrieb für vergleichende Untersuchungen an Stellungsreglern zu bauen, wurde eine Versuchsplattform zur Simulation pneumatischer Stellantriebe erstellt. An einem fast reibungsfreien Stellantrieb werden der Antriebsdruck und die Position der Ventilspindel gemessen. Auf einem Rechner wird mit Hilfe dieser Messwerte und verschiedener Reibmodelle (Coulombsche Reibung, Striebeck-Kurve) die Position eines mit Stopfbuchse versehenen Antriebs simuliert.

 

Durch Vergleich des Modells mit einem realen Antrieb können die Reibungsparameter der Stopfbuchse ermittelt werden. Die so ermittelte Reibungskennlinie ist dann beliebig oft reproduzierbar, sodass vergleichende Untersuchungen an pneumatischen Stellungsreglern möglich werden. Die Versuchsplattform wurde in Zusammenarbeit mit Herstellern und Anwendern ausgebaut und zum Testen neuentwickelter Geräte der Industrie zur Verfügung gestellt.

 

Die in der ursprünglichen Arbeit verwendete Sensorik und die Eigenschaften des verwendeten Elektroantriebes führten beim Test sehr schneller neuer Stellungsregler mit hohen Kreisverstärkungen zu abweichenden Ergebnissen zwischen Simulation mit SIPS und Reglerverhalten am realen Stellantrieb

 

Um diese Diskrepanz zu eliminieren wurde eine dynamische Kompensation des elektrischen Servos, der die simulierte Position des SIPS-Systems zum Stellungsregler rückkoppelt, durchgeführt. Da diese Dynamikkorrektur hohe Anforderungen an die Rauschfreiheit der Messsignale stellt, wurden diese Signale unter Anwendung eines Multiratenansatzes (durch mehrfaches Oversampling zwischen den Systemabtastschritten, online) gewonnen. Mittels dieser Veränderungen liefern nun auch sehr schnelle Stellungsregler der neuesten Generation dieselben Ergebnisse wie am realen Antrieb.

 

Aktive Bildverarbeitung

 

Das Paradigma der aktiven Bildverarbeitung bedeutet die systematische Rückkopplung von Information innerhalb eines Bildverarbeitungssystems zur gezielten Beeinflussung von Teilstrukturen und deren Parametrisierung. Hierdurch werden derartige Systeme robust gegenüber Störungen einerseits und adaptiv in Bezug auf die Bildinhalte andererseits.

 

Der Schwerpunkt bei den Bildtransformationen auf Pixelebene liegt auf der Darstellung mittels algebraischer Ausdrücke (image algebra), insbesondere von morphologischen Verfahren. Zur Automatischen (Re-)Konfiguration des Systems werden einerseits problemangepasste Verfahren, wie die Verwendung von Grauwertgranulometrien zum Entwurf von Textursegmentierungsalgorithmen, als auch allgemeine Suchverfahren wie Evolutionäre Algorithmen und Neuronale Netze untersucht.

 

Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der intensiven Nutzung der Möglichkeiten zur Beeinflussung der Beleuchtung. Hierzu wurden zwei entsprechende Vorrichtungen entwickelt und in das Bildverarbeitungssystem Khoros2.2 eingebunden. Als Applikationen werden die Segmentierung von Prägeschriften als Beispiel für makroskopische Objekte und, in Zusammenarbeit mit dem Lehrstuhl für Produktionstechnik, die Lokalisierung von Körnern auf Schleifscheiben für hochharte Materialien betrachtet.

 

Die Steuerung des Systems basiert auf einer (regionenorientierten) idealisierten Repräsentation der Szene/Aufgabe, die über ein graphisches Interface eingegeben werden kann. Die Übersetzung in conceptual graphs ermöglicht dann eine formalisierte Darstellung von Bildrepräsentation und Algorithmen, die die Grundlage für eine Wiederverwertung bereits gefundener Lösungen, sowie für nicht-numerische Konfigurationsverfahren bildet.

 

 

Iterative Segmentierung unter Ausnutzung von Vorwissen

(Verschleißbeurteilung von Schleifscheiben für hochharte Materialien)

 

Die Segmentierung ist das zentrale Thema in der digitalen Bildverarbeitung. Nach der Aufnahme und der Bildverbesserung steht sie als Schlüssel zur Weiterverarbeitung der aufgenommenen Szene. Unabhängig von der eigentlichen Anwendung sollte ein Segmentierungs-Algorithmus ganz allgemein eingesetzt werden können, sei es in der Medizin zur Erkennung und Darstellung von Blutzellen, Hirntumoren oder Gallensteinen, oder in der Industrie zur Zählung und Qualitätsprüfung von Werkstücken oder zur Steuerung von Robotern.

Ziel dieses Forschungsprojektes ist es, das in den meisten Fällen vorhandene Vorwissen über die gesuchten Objekte (z.B. deren Geometrie) zur Segmentierung heran zu ziehen. Schließlich braucht auch ein Mensch zumindest eine Beschreibung des Objektes, das er finden soll. Zusätzlich sollen durch einen iterativen Ablauf, basierend auf den schon aufgenommenen Bildern, verschiedene Parameter (z.B. die Beleuchtung) gezielt beeinflusst werden, um so das Bildergebnis für die Segmentierung schrittweise zu optimieren. Als Ziel steht dabei die Selbstkonfiguration des Systems über die einzelnen Iterationen hinweg.

 

Eine konkrete Anwendung, anhand der die gefundenen Algorithmen auf Praxistauglichkeit geprüft werden können, ist die Verschleißbeurteilung der Oberflächen von Schleifscheiben für hochharte Materialien. An die Oberflächenbeschaffenheit von Schleifscheiben für hochharte Materialien wird ein hoher Anspruch gestellt, da das Schleifergebnis unmittelbar vom Zustand der Schleifschicht der Schleifscheibe abhängt. Eine genaue Kenntnis über die Beschaffenheit der Schleifschicht hilft damit, Ausschuss durch rechtzeitiges Wechseln oder Neukonditionieren der Schleifscheibe zu vermeiden. Durch die hohen Belastungen der Schleifscheibe während des Schleifens, kommt es mit der Zeit zu Kornanflächungen, -splitterungen oder gar zu Kornausbrüchen. Ein Maß zur Verschleißbeurteilung von Schleifscheiben ist deshalb u.a. die Anzahl und Beschaffenheit der Schleifkörner. In diesem Projekt soll ein Verfahren entwickelt werden, das mittels digitaler Bildverarbeitung die Anzahl der Körner ermittelt. In diesem Projekt wird das Problem mit Hilfe der aktiven Bildverarbeitung angegangen. Es werden dazu mittels einer Kamera mit Makro-Objektiv Aufnahmen von der Schleifschicht gemacht. Hierbei kommt der Art der Bildaufnahme, speziell der Beleuchtung, eine zentrale Rolle zu, da eine gezielte Beeinflussung der Beleuchtungsparameter notwendig ist, um ein größtmögliches Maß an Informationen von der Szene (der Schleifschicht) zu erhalten. Die Beleuchtungsquelle ist in der Lage, die interessierende Stelle aus verschiedenen Winkelpositionen mit verschiedenen Beleuchtungsintensitäten zu beleuchten. Dies wird durch eine bereits entsprechend aufgebaute Vorrichtung, das sog. Active Illumination Device (AID) bewerkstelligt. Aus den so aufgenommenen Einzelbildern wird schließlich ein fusioniertes Bild berechnet. Anhand dieses fusionierten Bildes kann eine Segmentierung der einzelnen Körner vorgenommen werden.

 

 

Leukämiediagnose mittels Digitaler Bildverarbeitung

Entwicklung von Verfahren und eines Systems zur Unterstützung der Frühdiagnose von Leukämie mit Hilfe von Methoden der Bildverarbeitung

 

In der Hämatologie werden Krankheiten der Blutbildung, der Lymphopoese und des Knochenmarkes diagnostiziert und behandelt. Die mikroskopische Untersuchung von Zellen aus dem Blut und Knochenmark ist für die Diagnostik und Verlaufskontrolle der Therapie essentiell. Die Vielfalt und Komplexität der mikroskopischen Bilder setzt beim Untersucher eine große Erfahrung voraus, um exakte Diagnosen stellen zu können. Die mikroskopische Bildanalyse durch den Arzt resultiert in einer Deskription, die bisher nur teilweise standardisiert ist. Daher gibt es regelmäßig Differenzen in der Befunderhebung und Mitteilung zwischen verschiedenen Befundern. Auch die Reproduzierbarkeit der deskriptiven Befunde ist nur partiell gesichert.

Die Analyse von Blutbildern mit dem Ziel eine Korrelation zwischen Bildmerkmalen und Leukämiebefund festzustellen ist Ziel der Untersuchungen. Im Gegensatz zu dem dort eingeschlagenen Weg, wird im Vorhaben die Untersuchung anhand von Knochenmarkzellen durchgeführt.

 

Ausgehend von diesem Stand ist im Rahmen des Medizin- Naturwissenschaft- Technik (MNT)- Schwerpunktes der Universität Kaiserslautern und des Westpfalz-Klinikums Kaiserslautern ein interdisziplinäres Projekt zum Thema Analyse von mikroskopischen Blutzellenbildern begonnen worden. Langfristig soll das System auch an normalen und pathologischen Knochenmarkzellen eingesetzt werden. Ziel dabei ist es, Verfahren zur Früherkennung von Leukämie zu untersuchen und die Grundlage für den Aufbau eines Systems zu schaffen, wodurch die Verfahren einem großen Kreis von Ärzten zugänglich gemacht werden können.

 

Das gesamte Projekt gliedert sich wie folgt:

• Aufbau einer Datenbank von mikroskopischen Aufnahmen und Merkmalen anhand vorhandenen Materials (Objektträger, elektronische Bilder).

• Aufbau der Technik für die mikroskopische Bildaufnahme und -weiterverarbeitung, bestehend aus Mikroskop, motorisiertem Motortisch für das Mikroskop, Interface und Archivierungssoftware .

• Entwicklung von Verfahren zur Merkmalsextraktion von Blutzellen in Mikroskopaufnahmen Verknüpfung von Merkmalen und Diagnosen mit Clusteringalgorithmen .

 

Im Jahr 2001 konnten wichtige Ergebnisse für die Übertragung der Verfahren auf die Knochenmarksanalyse gewonnen werden. So wurden Segmentierungsalgorithmen für die Auflösung von Zellzusammenballungen, wie sie im Knochenmark auftreten, entwickelt. Desweiteren wurden Form- und Texturmerkmale auf ihre Signifikanz bzgl. der Zellunterscheidung hin untersucht. Ein erster Satz dieser Merkmale wurde zusammengestellt. Neue Klassifikationsmethoden (Support Vector Machine) werden z. Zt. getestet und implementiert.

 

 

Rotationserkennung für die automatische Bearbeitung von Schuhlederstücken

 

Für die Aufgabenstellung wurden am Lehrstuhl Operatoren entwickelt, die eine Lageerkennung basierend auf Durchlichtaufnahmen des Werkstücks realisieren. Die Besonderheit der Lageerkennung besteht darin, dass Translation und Rotation auch beschädigter nicht formbeständiger Werkstücke noch ordnungsgemäß erkannt werden.

 

Die Implementierung der erarbeiteten Algorithmen erfolgte mit einem intelligenten Kamerasystem der VS 710 der Fa. Siemens.

 

In diesem Zusammenhang ist darauf zu achten, dass moderne Automatisierungssysteme in der Regel einen modularen Aufbau haben; die Tätigkeiten des Projektingenieurs beschränken sich in diesen Fällen zumeist auf die Lösung komplexer Aufgabenstellungen mittels der durch das Automatisierungssystem vorgegebenen Bausteintechnik.

Für bestimmte Problemstellungen stößt diese eigentlich sehr anschauliche Technik an ihre Grenzen. Deshalb wird von der Fa. Siemens für ihr Visionsystem VS 710 (intelligente Kamera)

nunmehr eine Programmierschnittstelle angeboten, die es erlaubt, neue Bausteine zu generieren und damit die Projektierflexibilität des Systems zu erhöhen. Diese Programmierschnittstelle, ihre Funktionalität und Dokumentation wurden verifiziert und auf ihre Nutzbarkeit an einer komplexen industriellen Problemstellung, der Lageerkennung von Schuhlederstücken verifiziert.

 

 

Entwicklung einer echtzeitfähigen objektorientierten Hardware-in-the-loop Simulationsumgebung auf Basis von RT-Linux

 

Die Hardware-in-the-loop (HWL) Simulation gewinnt in der Regelungstechnik immer weiter an Bedeutung. Mittels HWL-Techniken kann man effektiv große Systeme mit nur geringem Aufwand an Modellbildung regelungstechnisch behandeln. Nur die Simulation derjenigen Teile, deren Verhalten simuliert werden sollen, bzw. die Regelung selbst, wird mit einem Rechner durchgeführt, während die Reststrecke erhalten bleibt.

Eine große Problematik besteht darin, dass ein solches System echtzeitfähig sein muss (harte Echtzeit). Früher konnten diese Systeme unter DOS realisiert werden; mit steigenden Ansprüchen an Speicherbedarf (z.B. Wavelettransformation, kontinuierlich approximiert) und Rechenleistung scheidet jedoch DOS aufgrund der 16-bit Technologie aus. Windows ist allenfalls für die Realisierung weicher Echtzeitbedingungen geeignet.

Als Alternative wurde RT-Linux verwendet, ein freies Softwarepaket, das harte Echtzeit unter Linux ermöglicht. Unter Verwendung der RT-Linux-Funktionen wurde ein objektorientiertes Entwicklungssystem für Regelung und Signalverarbeitung realisiert, das ein Frontend für die Simulation und den Entwurf bietet und gleichzeitig die Möglichkeit bietet, Simulationen der selben, graphisch aufgebauten Blockstrukturen, auf Echtzeitbasis an der realen Anlage zu testen.

Im Vergleich mit industriellen Tools, die bereits käuflich erwerbbar sind, ist hier der große Vorteil einer einfachen Erweiterbarkeit sowie der Integrierbarkeit komplexer Signalverarbeitungsoperatoren möglich.

 

 

Fehlererkennung und -diagnose in technischen Systemen

 

Zunehmende Komplexität technischer Systeme macht es erforderlich, den Zustand der verwendeten Gerätschaft permanent zu überwachen. Besonders in der chemischen Industrie mit teilweise sehr aggressiven Substanzen ist die Notwendigkeit einer ständigen Überwachung gegeben.

 

Gründe sind z.B. Beeinflussung der Rezeptur eines Prozesses bei Undichtigkeiten in Ventilen, Explosionsgefahr bei Leckage in einer Rohrleitung mit brennbaren Flüssigkeiten oder Überhitzung eines Reaktors bei Ausfall der Kühlmittelpumpe.

Neben diesen Punkten sprechen auch wirtschaftliche Gründe wie Maschinenlaufzeiten und Reparaturdauer für eine Überwachung.

 

Ziel des Projektes ist der Entwurf einer Entwicklungsumgebung, die in der Lage ist, unter Echtzeitbedingungen verschiedene Verfahren der Fehlerdiagnose auf ihre Zuverlässigkeit hin zu untersuchen. Wurde die Anwendbarkeit der Verfahren nachgewiesen, kann das System in der Anlage implementiert werden. Des weiteren soll die Entwicklungsumgebung Werkzeuge beinhalten, mit denen die Implementierung der Software in das Zielsystem unmittelbar vollzogen werden kann.

Die Fehlerdiagnose selbst kann als ein dreistufiger Prozess betrachtet werden:

  1. Fehlerdetektion: Entdeckung des Auftretens von Unregelmäßigkeiten in der Anlage, die zu

einem unerwünschten Verhalten der Gesamtanlage führen.

 

2. Fehlerisolation: Lokalisierung des Fehlerortes

 

3. Fehleranalyse: Bestimmung der Fehlerart und Fehlerursachen zum Einleiten geeigneter
Gegenmaßnahmen.

 

Der erste Schritt besteht in der Generierung von Merkmalen (oder Symptomen). Als Merkmal sind die Abweichung eines Nominalverlaufes von einem Referenzverlauf zu nennen. Die wichtigsten hierbei sind die Auswertung gegebener Messsignale mit Methoden der Signalanalyse wie Autokorrelation, Leistungsdichtespektren oder Fourier-Transformation. Ein zweiter Ansatz ist die Generierung eines Modells (Beobachter, Neuronale Netze, Parametermodelle...) des zu überwachenden Systems. Anschließend wird das Ausgangssignal des Modells mit der realen Strecke verglichen. Die Abweichung (Residuum) des realen Verlaufes vom Referenzmodell dient als Merkmal für das Auftreten eines Fehlers. Versucht man mehrere gleichzeitig auftretende Fehler voneinander zu trennen, so benötigt man sogenannte strukturierte Residuen.

 

Der zweite Schritt tritt vor allem bei verteilten Systemen auf, wenn es gilt, aus einer Vielzahl von Einzelkomponenten die defekte Komponente zu erkennen.

 

Im letzten Schritt wird aus den gegebenen Merkmalen auf die Fehlerart und unter Umständen auch auf die Fehlerursache geschlossen. Es handelt sich hierbei um einen Klassifikationsprozess. In der Literatur werden mehrere Verfahren hierzu angegeben, unter anderem Neuronale Netze, Fuzzy Logic, Schwellwertüberwachung oder auch statistische Verfahren.

 

Eine Schwierigkeit in der Fehlerdiagnose ist die Gewährleistung der Robustheit des Systems gegenüber unbekannten Eingängen. Das bedeutet, das System soll in der Lage sein, auf bekannte Änderungen zu reagieren und unbekannte Störungen ignorieren. Praktisch bedeutet dies, dass die Fehlalarmrate zu minimieren ist, wobei die Wahrscheinlichkeit der richtigen Fehlerentdeckung oberhalb eines vorgegebenen Wertes liegt.

Abgeschlossene Projekte

 

  • Steer-by-wire für Pkw
  • Strukturierung von Aktiven Bildverarbeitungssystemen
  • Aufbau eines Geräts zur Überwachung von Luftembolien
  • Fehlerdetektion an pneumatischen Stellventilen mit Hilfe von Körperschall
  • Entwurf und Implementierung eines Systems für die Ermittlung der Rotation und
    Translation von Leder-Werkstücken mit Hilfe digitaler Bildverarbeitungsalgorithmen
  • Verbesserung der Dynamik einer CCD-Kamera mit einem iterativen Verfahren
  • Aufbau einer Anschaltbox für MoMAS

 

 

 

In Bearbeitung befindliche Projekte

 

  • MoMAS (Mobiles Mess- und Automatisierungssystem für Strangpressen):

Aufbau eines Stand-Alone-Gerätes zum Einsatz im Industriebetrieb

  • Erweiterung des Anwendungsgebiets des Mobilen Mess- und

Automatisierungssystems für Strangpressen (MoMAS) auf schwerpressbare Metalle

  • Auswertung von Ultraschall-Dopplerbildern transplantierter Nieren
  • Verarbeitung von mikroskopischen Blutzellenaufnahmen zur Diagnose von Leukämie
  • Überwachung von Abnutzung von Schleifscheiben mit Hilfe aktiver Bildverarbeitung
  • Analyse der SIPS-Problematik (Abtastrate)
  • Untersuchung der Einbindbarkeit von einfachen Iterativ Lernenden Regelungen in der
    Basisautomation von Produktionsanlagen
  • Aufbau einer Hardware-In-The-Loop Umgebung zur Untersuchung hydraulischer
    Regelungen
  • Erkennung dreidimensionaler Strukturen mit aktiven Konturen
  • Rekonstruktion einer Schleifscheibenoberfläche mit Beleuchtungsmodellen
  • Getriebe-Schaltstrategie mit vorausliegenden Umfelddaten für Pkw-Antriebsstränge

 

 

4 Akademische Examensarbeiten

 

4.1 Dissertationen

 

Dr.-Ing. Jens Racky: "Aktive Bildverarbeitung"

 

Mündliche Prüfung am 09.02.2001

 

4.2 Studien- und Diplomarbeiten

 

Studienarbeiten:

 

 

 

 

Diplomarbeiten:

 

 

 

 

 

In Bearbeitung befindliche Diplomarbeiten:

 

Spoor, Susanne Verfahren zur Segmentierung von mikroskopischen Blutzellenaufnahmen

Blauth, Markus Realisierung einer standardisieren Schnittstelle zur Anbindung

des MoMAS an die Pressensteuerung

Meisner, Robert Bildsegmentierung mit Hilfe der Wavelet-Analyse

 

5 Aufsätze, Patente, Vorträge

 

 

[1] H. Hengen, M. Pandit, Declustering Algorithms for the Analysis of Blood and Bone Marrow Smears,

IEEE SPCOM, Bangalore, July 2001

 

[2] M. Pandit, H. Hengen, Image Analysis of Blood and Bone Marrow Smears,

IEEE/BMESI BIOVISION, Bangalore, December 2001

 

[3] M. Pandit, H. Hengen, H. Link, F.-G. Hagmann, Computergestützte Diagnose von

Leukämien unter Anwendung von Verfahren der digitalen Bildverarbeitung, DGHO

Mannheim, Deutschland, Oktober 2001

 

[4] A. Föll, M. Müller, B. Martin, M. Pandit, M. Weber: Predictive Gear Scheduling –

Funktionsweise von prädiktiv geregelten Schaltprogrammen mit Berücksichtigung

von Fahrzeugumfelddaten, VDI-Berichte Nr. 1610, 2001, S. 417-436

 

[5] F. Amato, R. Iervolino, M. Pandit: Stability analysis of linear systems with actuator

amplitute and rate saturations, Proceedings of the European Control Conference,

Porto, Portugal, 4-7, pp. 366-371, Sept. 2001.

 

 

 

6 Lehrbuch

 

M. Pandit, unter Mitwirkung von H. Hengen, M. Pfeiffer, J. Racky, R. Nonn

Methoden der digitalen Bildverarbeitung für die Anwendung,

VDI-Verlag, Fortschritt-Berichte, Reihe 10, Nr. 669

 

  1. Technische Mitteilungen

 

 

 

  1. Mitarbeit in Gremien

 

M. Pandit:

GMA FA 3.7 "Digitale Bildverarbeitung für die Automatisierungstechnik"

 

M. Pandit:

Mitglied im Vorstand der Stiftung "Familie Klee"

 

W. Deis:

GMA FA 6.22 "Industrielle Anwendungen komplexer und adaptiver Regelungen"

 

Mitgliedschaft im LSA - Zentrum für lernende Systeme und Anwendungen der Universität Kaiserslautern

 

 

9 Besondere Ereignisse

 

Indien 2001!

Die Universität Kaiserslautern geht neue Wege des internationalen wissenschaftlichen Austauschs

 

Im Juni 2001 unternahm eine 20-köpfige Gruppe des Fachbereichs Elektrotechnik und Informationstechnik (EIT) der Universität Kaiserslautern im Rahmen eines Austausches mit zwei führenden wissenschaftlichen Institutionen eine 2-wöchige Studienreise nach Südindien. Die Reise, die von Herrn Prof. M. Pandit und seiner Arbeitsgruppe konzipiert, geplant und durchgeführt wurde, war ausgefüllt mit fachlichen Workshops, Firmenbesichtigungen und kulturellen Begegnungen. Die Teilnehmer setzten sich zusammen aus zwei Professoren des FB EIT, fünf wissenschaftlichen Mitarbeitern und dreizehn Studenten der Vertiefungsrichtungen Automatisierungstechnik, Nachrichtentechnik, Digitaltechnik, Mikroelektronik und Mikrosystemtechnik.

 

Großer Gewinn für beide Seiten

 

Wichtigster Aspekt der Reise waren die Besuche beim Indian Institute of Science (IISc), Bangalore, und beim Indian Institute of Technology (IIT), Madras. Auf Initiative von Herrn Prof. M. Pandit luden diese beiden führenden Institutionen Indiens zu einer in dieser Form völlig neuartigen Art des wissenschaftlichen Austauschs ein. Während jeweils zweitägiger Workshops stellten graduierte Studenten beider Nationen ihre Arbeiten und Projekte in Form von über 30 Vorträgen und Postern vor. Dadurch eröffnete sich für beide Seiten ein tiefer Einblick in die Arbeitsgebiete und Forschungsschwerpunkte am IISc, am IIT und natürlich an der Universität Kaiserslautern.

 

Die Begeisterung und Sorgfalt, mit der die Workshops von den beiden indischen Instituten organisiert und veranstaltet wurden, fiel sehr positiv auf. Vor allem die Teilnahme des amtierenden Generalkonsuls der Bundesrepublik Deutschland, Karsten Warnecke an der Abschlussdiskussion des Workshops im IIT, Madras, unterstreicht den Stellenwert, den diese neue Art des wissenschaftlichen Austauschs für die indisch-deutschen Beziehungen hatte.

Alle Teilnehmer waren sich darüber einig, dass diese Workshops nicht mit dieser Reise ein Ende finden, sondern den Anfang eines langfristig angelegten Austauschprogramms für Diplomanden und Doktoranden darstellen sollten.

Im Land der Softwareindustrie

 

Ein weiteres wichtiges Ziel der Gruppe war eine intensive Information über den technologischen Stand der Industrie in Bangalore und Madras, insbesondere der Softwareindustrie. Denn neugierig durch die andauernden Pressemeldungen über die führende Rolle der Softwareindustrie in Indien und die Green-Card Debatte, brannten einige Teilnehmer darauf, sich in Bangalore, das als Hochburg der indischen Softwareindustrie gilt, eine eigene Meinung über die Stand der Softwareindustrie in Indien zu bilden.

In Bangalore wurden deshalb die Firmen Robert Bosch India Ltd., Texas Instuments und Accord als Vertreter der Softwareindustrie, sowie Titan Watches und Jindal als Vertreter der "klassischen Industrie" besucht. In Madras waren der Software Park Tidel und die sich im Park angesiedelte Softwarefirma Sequenz Ziel eines Besuchs.

Was die Softwareindustrie betrifft, so kann man also ganz allgemein feststellen, dass bei technisch orientierten Firmen der Trend weg von der reinen Programmierung, hin zu kompletten Systemlösungen geht, um sich so aus der Menge der reinen Softwareanbieter herauszuheben. Die Umstellung der Belegschaft von reinen Programmierern hin zu hochqualifizierten Ingenieuren, die nicht nur Softwarekenntnisse sondern auch Prozesswissen besitzen müssen, ist hierbei die Folge. Insbesondere den Mangel an Ingenieuren zum Systementwurf, mitverursacht durch die Abwanderung einheimischer Fachkräfte in die USA, gaben beide Firmen als hemmenden Faktor bei der Unternehmensentwicklung an.

In den anderen, eher klassischen Industriezweigen, wie z.B. der Uhrenfertigung bei Titan Watches oder der Aluminiumverarbeitung bei Jindal, war festzustellen, dass in einem Land, wo preislich attraktive Arbeitskräfte im Überfluss zur Verfügung stehen, das Bedürfnis nach größtmöglicher Automatisierung der Produktionsprozesse gar nicht gegeben ist. Dies zeigte sich in einer, für europäische Verhältnisse, sehr hohen Zahl an Arbeitern, die Tätigkeiten ausübten, für die in Europa aufgrund weitaus höherer Lohnkosten weniger oder gar keine Arbeiter mehr zuständig sind.

 

Indien, ein Land zwischen Tradition und High-Tech

 

Neben dem fachlichen Programm mit den Vorträgen und dem Besichtigungsprogramm bei den Firmen, standen natürlich auch kulturelle Aspekte auf der Tagesordnung. Besuche der Tempel in Halebid, Belur, Mohabalipuram und der Paläste der Maharadschas von Mysore gaben einen kleinen Einblick in das Leben der Menschen und ihren Glauben. Sicherlich war die tägliche Teilnahme am äußerst chaotischen Straßenverkehr und die damit einhergehenden Verhandlungen mit den Rikshaw-Fahrern über den Fahrpreis eine der wichtigen Erfahrungen, bei denen die deutschen Teilnehmer lernten, dass nicht alles im täglichen Leben geregelt sein muss, sondern durchaus in manchen Belangen Verhandlungsspielraum bleibt.

Einen etwas bitteren Beigeschmack erhielten die kleineren Ausflüge in die Stadtteile von Bangalore und Madras immer wieder, da man erkennen musste, wie heterogen in Indien die Strukturen wachsen: eine immense und äußerst moderne High-Tech-Entwicklung steht neben anderen, z.T. rückständigen Branchen. So offenbart sich Indien dem Besucher als ein Land im Aufbruch ins 21. Jahrhundert, wo die Gräben für die Glasfaserleitungen zur High-Speed-Anbindung an das Internet von Frauen im Sari (traditionelles indisches Gewand) mit der Spitzhacke in der einen Hand und dem Kind an der anderen Hand gegraben werden.

Reise mit einer Vielzahl neuer Eindrücke

 

Betrachtet man die Reise im Nachhinein, so muss man sagen, dass sie zur Erweiterung des Horizonts eines jeden einzelnen, sowohl in wissenschaftlicher Hinsicht, was am ehesten zu erwarten war, aber besonders auch in menschlicher Hinsicht, diente. In wissenschaftlicher Hinsicht bot sie jedem Teilnehmer die Möglichkeit, sich über den Stand der Entwicklung in Indien zu informieren. Besonders fruchtbar war die Vorbereitung und der Vortrag eines wissenschaftlichen Themas in englischer Sprache vor internationalem Auditorium. In menschlicher Hinsicht hinterließ der direkte Kontakt zu einer dem Europäer völlig fremden Kultur und ihren Besonderheiten, besonders aber das Erleben des Augenblicks, bei dem einen oder anderen Teilnehmer unerwartete bleibende Eindrücke. Diese teilweise nicht beschreibbaren Erlebnisse sind ein wichtiger Bestandteil dieser Reise, und lassen unser eigenes Leben in mancherlei Hinsicht in einem ganz anderen Licht erscheinen.