High levels of mitochondrial DNA deletions have been found in dopaminergic neurons of Parkinson Disease patients, suggesting a role in the pathology. However, the reason for this accumulation of mtDNA deletions is unclear. In this work, dopamine was found to drive this phenomenon, probably through forcing continuous DNA strand-break repair events. The results also suggest that mtDNA deletions are acting in combination with other cell-specific factors, to promote neurodegeneration.

Damit montierende Unternehmen im volatilen Umfeld verkürzter Produktlebenszyklen, zunehmender Produktvarianz sowie schwer prognostizierbarer Absatzzahlen wettbewerbsfähig bleiben, sind wandlungsfähige Lösungen notwendig. In dieser Arbeit wird aufgezeigt, wie die Zusammenhänge zwischen potenziellen Wandlungstreibern und den relevanten Systemelementen eines Montagesystems in der Planung genutzt werden können. Anhand einer großen Bandbreite von Montagesystemen für Elektronikkomponenten bis hin zu Fahrzeugmodulen werden Ansätze zur Skalierung und Rekonfiguration vorgestellt.

Ziel dieser Dissertation ist die Erweiterung der bestehenden Prozessgrenzen des laserunterstützen Tape Placement Prozesses (TPP) auf ein 3D-Bauteilspektrum. Anhand einer Gaußgeometrie wird der TPP analysiert und system- und prozesstechnische Anforderungen abgeleitet. Ferner wird aufzeigt, wie diese Anforderungen in einem Tape Placement System umgesetzt werden können. Im Rahmen einer Prozessentwicklung erfolgt die Identifizierung der Prozess- und Verfahrensgrenzen mit der Gaußgeometrie.

Diese Dissertation greift den Lebenszykluskosten- (LCC) und Total Cost of Ownership-Gedanken (TCO) auf und setzt ihn anhand eines Zustandsüberwachungssystems (Condition Monitoring) auf Schlüsselkomponenten des Maschinenbaus, Profilschienenführungen und Kugelgewindetriebe um. Dieses Buch richtet sich an den interessierten Ingenieur und Wissenschaftler aus den Bereichen der Maschinenelemente, des allgemeinen Maschinenbaus, der Automatisierungstechnik, des Werkzeugmaschinenbaus und die Betreiber von Maschinen und Anlagen. Die Inhalte dieser Arbeit basieren auf langjähriger Forschungstätigkeit des Autors gemeinsam mit führenden deutschen Industrieunternehmen aus den Bereichen der Wälzlager-, Linear-, Kugelgewindetrieb- und Werkzeugmaschinen-Branche. Die dargestellten umfangreichen Untersuchungen wurden sowohl auf Prüfständen als auch auf modernen CNC-Werkzeugmaschinen des Werkzeugmaschinenlabors (WZL) der RWTH Aachen durchgeführt. Dem Leser werden neben einem aktuellen Stand der Technik und Wissenschaft die mechanischen, sensorischen und mathematischen Grundlagen zur Zustandserfassung detailliert erläutert. Die Inhalte sind klar strukturiert und ermöglichen eine individuelle Übertragung auf andere Maschinenelementtypen und -größen. Aus dem Inhalt: - Typische Schäden an Profilschienenführungen und Kugelgewindetrieben (Mangelschmierung, Verschmutzung, Pittings, Ausbrüche, Crashs, Montagefehler, Span- und Holzstaubkontamination) - Mechanische, sensorische und mathematische Grundlagen zur Zustandserfassung - Steuerungsbasierte Zustandserfassung - Formeln und Berechnungsgrundlagen zur Beurteilung des Komponenten-Zustands - Betrachtung des Schädigungsgrads und dessen Einfluss auf die Analyseergebnisse - Einfluss der Prozessparameter Verfahrgeschwindigkeit und Komponenten-Belastung auf die Analyseergebnisse - Condition Monitoring - Automatisierte Zustandsüberwachung - Umsetzung eines Zustandserfassungssystems an einer CNC-Werkzeugmaschine

Das Micro Master Printer-Projekt hat sich zum Ziel gesetzt Werkzeuge für das Folienziehen von Mikrostrukturen durch einen neuartigen 3D-Druckprozess zu erzeugen. Diese Folien sollen eine wirtschaftliche Fertigung von speziellen „Lab-On-Chip“-Analysesystemen ermöglichen. Dieser Bericht beschreibt den Gang der hierzu angestrengten Forschungsarbeiten.

Die vorliegende Arbeit zur adaptiven Regelung adressiert das Tiefbohren mit Einlippenbohrern kleiner Durchmesser. In dieser Arbeit werden Methoden zur Regelstreckenidentifikation entwickelt, die es ermöglichen, das aktuelle Prozessverhalten beim Tiefbohren entlang des Bohrwegs sicher zu identifizieren und geeignet zu modellieren. Um die Identifikationsmethoden für eine optimale Reglerparameteradaption nutzen zu können, wird eine Reglerauslegung entwickelt, die einen für kleine Werkzeugdurchmesser optimalen Regelverlauf hervorruft. Der Regelverlauf beinhaltet zunächst eine möglichst schnelle Reaktion auf große Regelabweichungen und ein im Folgenden eher konservatives Verhalten, um das Überschwingen der Regelgröße zu verhindern. Diese Reglerauslegung zeigt deutliche Vorteile hinsichtlich der quadratischen Regelfläche und ist für Produktionssysteme mit ausgeprägtem Totzeitverhalten geeignet. Sowohl die Methoden zur Regelstreckenidentifikation als auch die prozessspezifische Reglerauslegung werden in adaptiven Regelungssystemen implementiert. Die Systeme werden experimentell auf ihre Eignung zur Kompensation von massiven Störungseinflüssen durch Spänestaus untersucht. Insbesondere durch rekursive Algorithmen zur Regelstreckenidentifikation am geschlossenen Regelkreis ist es gelungen, den Prozess mit einem prädiktiven Regelungssystem sicher zu beherrschen. Trotz der erfolgreichen Störungskompensation mit Hilfe der adaptiven Regelung ist es technologisch erstrebenswert, das Störungsaufkommen aufgrund von Spänestaus zu reduzieren. Die automatisierte Beurteilung des Spanabtransports stellt hierzu eine wesentliche Voraussetzung dar. Daher werden eine Vorrichtung und ein Signalverarbeitungsverfahren zur Messung der Spanfrequenz bei kleinen Werkzeugdurchmessern entwickelt und experimentell untersucht. Basierend auf den Messergebnissen wird abschließend ein Konzept zur Störungsprävention skizziert.

Die Diamantzerspanung bietet prinzipiell die Möglichkeit, Strukturen mit Abmaßen unterhalb eines Mikrometers zu fertigen, was in der Praxis jedoch oft schwer umzusetzen ist. Im Rahmen dieser Dissertation werden daher Methoden erforscht, mit denen sich mittels Ultrapräzisionszerspanung Strukturdetails im Submikrometerbereich fertigen lassen. Dies wird durch praktische Versuche nachgewiesen, in denen Werkstücke mit Strukturtoleranzen von bis zu +/- 0,25 µm gefertigt werden.

Ganzheitliche Produktionssysteme werden ausgehend von dem Toyota Production System seit Ende des letzten Jahrhunderts sehr erfolgreich eingesetzt. Production Systems können jedoch nicht einfach kopiert werden, sondern müssen auf die individuellen Ziele und Anforderungen eines Unternehmens abgestimmt sein, um die Erfolgsposition wirklich zu stärken und die Synergieeffekte zwischen einzelnen Methoden auszuschöpfen. Aufgrund des hohen Konzeptions- und Einführungsaufwands werden solche ganzheitlichen Ansätze jedoch fast ausschließlich von großen Firmen und kaum von kleinen und mittleren Unternehmen geschweige denn Werkzeugbaubetrieben entwickelt und eingeführt. Die Vorteile wurden zwar von diesen erkannt, aber auf Grund von mangelnden Ressourcen haben sie entweder nur einzelne Methoden umgesetzt oder das ganzheitliche Produktionssystem des Mutterunternehmens adaptiert. Im Rahmen dieser Arbeit wurde daher ein dreischrittiges Vorgehen zur unternehmensindividuellen Gestaltung erarbeitet: In der Status quo-Analyse werden Production System relevante Kennzahlen definiert. Durch die Reduzierung auf wenige Kennzahlen sowie deren Überführung in ein Kennzahlensystem und die damit einhergehende visuelle Darstellung wird der Überblick über den aktuellen Stand und über Veränderungen über die Zeit erleichtert. Im zweiten Modul der Anforderungsdefinition wird den Werkzeugbaubetrieben über die Clusterung bestehender Geschäftsmodelle eine Anregung zur spezifischen Analyse der Ausrichtung bzw. des Soll-Zustands gegeben. Anhand von Production System relevanten Merkmalen wurden zwei Cluster aufgebaut, denen sich die Werkzeugbaubetriebe zur Orientierung zuordnen können. Aus dem Vergleich von Status quo und Anforderungen wird dann eine Leistungslücke sichtbar, die mit einem entsprechend aufgebauten ganzheitlichen Produktionssystem geschlossen werden kann. Das Vorgehen zur Produktionssystemkonfiguration wird im dritten Modul beschrieben: Zuerst wird aus erfolgreichen ganzheitlichen Produktionssystemen in der Praxis die Basis für ganzheitliche Produktionssysteme im Werkzeugbau abgeleitet. In dem zweiten Schritt werden für die identifizierten zwei Cluster die Methoden ausgewählt, die den Charakteristika des Clusters und dessen immanenten Zielkonflikt am ehesten entsprechen, und so zwei generische Typen für ganzheitliche Produktionssysteme im Werkzeugbau aufgebaut. Im dritten Schritt werden Wege zur Individualisierung der zwei Typen aufgezeigt.

Sollen Kinder im Kindergarten schon eine Fremdsprache lernen? Nach Meinung vieler Erzieherinnen sollten sie zunächst einmal richtig Deutsch lernen. Obwohl wissenschaftliche Erkenntnisse eindeutig zeigen, dass Mehrsprachigkeit bei Kindern keine Überforderung darstellt, entspricht in Deutschland ein Fremdsprachenfrühbeginn im Kindergarten bisher nicht der Regel. Frühes Fremdsprachenlernen im Kindergarten darf jedoch nicht als vorverlegter Fremdsprachenunterricht verstanden werden, sondern Ziele, Inhalte, Methoden und Vermittlungstechniken des Sprachangebots müssen auf junge Kinder zugeschnitten sein. Bislang wird nur das Konzept der Immersion von vielen Sprachwissenschaftlern als sinnvolle Vermittlungstechnik für das frühe Fremdsprachenlernen angesehen. Der Nutzen anderer Sprachvermittlungskonzepte wird in der Regel bestritten, zumal die Kinder eine lange Pause von der Sprachbegegnung im Kindergarten bis zum Beginn des Englischunterrichts in der Grundschule haben. Da in Deutschland weniger als 1% der Kindergärten nach der Immersionsmethode arbeiten, wird mit dem Nero-Konzept eine Alternative aufgezeigt, die ein freudvolles, nachhaltiges Lernen der Kinder ermöglicht. Eine wöchentliche spielerische Sprachbegegnung ist in drei Phasen unterteilt: Die erste Phase besteht aus wiederkehrenden Ritualen. In der zweiten Phase wird das Workbook und in der dritten Phase werden Bewegungsspiele, die der Festigung der Themengebiete dienen, eingesetzt. Einige einfache Sprachstrukturen werden in allen drei Phasen ständig wiederholt und auf immer neue Themengebiete bezogen. Neben der wöchentlichen Sprachbegegnung können viele Bausteine des Nero-Konzeptes aber auch direkt in den Kindergartenalltag einfließen. Um den Nutzen des Nero-Konzeptes zu belegen, wurde das Konzept einer Nachhaltigkeitsprüfung unterzogen. Die Leistungen der Kinder wurden mit Hilfe eines Beobachtungsbogens und einer Teststunde erfasst. Neben dieser systematischen Leistungsbeurteilung und -dokumentation flossen die Beurteilung der Kinder, die schon eine Sprachbegegnung Englisch im Kindergarten erhalten haben, sowie die Einschätzung ihrer Eltern mit in die Analyse ein.

In globalen Lieferketten und Produktentwicklungen geht der Trend zunehmend dahin, Netzwerkintegratoren zu nutzen. Deren Hauptaufgabe besteht darin, die Lieferkette optimal auszurichten und zu koordinieren. Diese Dissertation greift die drei wichtigsten Herausforderungen von Netzwerkintegratoren auf: * Absicherung kurzfristiger Änderungen während der unternehmensübergreifenden Produktentwicklung * Optimale Gestaltung der Lieferkette * Messung der aktuellen Lage und des Erfolgs des Netzwerkintegrators Im neu entwickelten und bereits in der Praxis erfolgreich eingesetzten Gesamtkonzept werden diese Herausforderungen in drei zentralen Modulen behandelt, die eng mit einander verzahnt sind. Kurzfristige Veränderungen im Produktentwicklungsprozess werden im ersten Modul durch die Rekursive Prozessstrukturanalyse systematisch abgesichert. Der Fokus dieser Methode liegt in der transparenten und gleichzeitig umfassenden Bewertung von Änderungen und deren Auswirkungen bis hin zur Maßnahmendefinition. Mit Hilfe des zweiten Moduls wird die Lieferkette an den Bedürfnissen des Netzwerkintegrators ausgerichtet. Kompetenzen werden systematisch verteilt und an die bestehenden Machtverhältnisse zwischen Kunde und Lieferant angepasst. Das dritte Modul beinhaltet ein Gestaltungskonzept für die Erstellung eines Kennzahlensystems. Mit diesem Konzept werden dem Netzwerkintegrator die wichtigsten Messgrößen an die Hand gegeben, mit denen er sowohl die eigenen Leistungen als auch die Leistungen seiner Lieferanten transparent bewerten kann. In der Gesamtheit bieten die drei mit einander verknüpften Module die Basis zur Beherrschung der wichtigsten Herausforderungen eines Netzwerkintegrators.