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Björn Kämper

M.Eng.
Fakultät für Anlagen, Energie- und Maschinensysteme

Björn Kämper

Campus Deutz
Betzdorfer Straße 2
50679 Köln
Raum HW 2-69 Postanschrift


  • Telefon+49 221-8275-4430

Sprechstunden

Messtechnik

Campus Deutz, Betzdorfer Str. 2, Raum HW-2-69
Bitte Terminvereinbarung per E-Mail oder Telefon.

Funktionen

  • Wissenschaftlicher Mitarbeiter
  • leitender Ingenieur für Forschung

Forschungsgebiete

  • Evaluierung, Konzeptionierung und Implementierung von Informationsmodellen und Anwendungen für Anlagenkomponenten im Kontext von Industrie 4.0
  • Gewinnung von Strukturinformationen aus semantisch heterogenen Gebäudeautomationsnetzen durch Mustererkennung mittels Künstlicher Intelligenz
  • VDMA-Pumpendemonstrator für die Hannover Messe 2019
    Als Fortführung der Entwicklung einer Industrie 4.0-Verwaltungsschale für Pumpen und Vakuumpumpen erfolgt zur Hannover Messe 2019 die Präsentation einer prototypischen Umsetzung der Verwaltungsschale. Der VDMA-Pumpendemonstrator umfasst hierbei die Ausprägung der Verwaltungsschale und deren kommunikationstechnische Anbindung über OPC-UA für sieben Pumpen unterschiedlichen Typs (Flüssigkeits- und Vakuumpumpen), sowie die automatisierte Einbindung (Plug&Produce) der Pumpen in eine Energiemanagement-Applikation. Der Pumpendemonstrator wird vom 1. – 5. April 2019 auf dem VDMA-Stand präsentiert. Projektpartner: Becker, Grundfos, Lewa, Leybold, KSB, SKF, Wilo Fördermittelgeber: Gesellschaft zur Förderung des Maschinenbaus (GzF) Laufzeit: 01.01.2019 bis 31.12.2019
  • Erweiterung des Messedemonstrators „Verwaltungsschale für Pumpen“
    Ziel des Projekts ist die Erweiterung des Messedemonstrators „Hannover Messe 2019“ für eine Präsentation auf den Konfe-renzen Rotating Equipment, September 2019, sowie der NAMUR Hauptsitzung, November 2019. Als Schwerpunkte der Erweiterungen enthält das Projekt folgende Arbeitspakete: Use Case Asset Monitoring: Entwicklung von Diagnosezuständen von Pumpen in Zusammenarbeit mit Anwendern (R. Schuhmann, BASF) - Manipulation der Demonstrator-Pumpen zur Erzeugung von Diagnoseinformationen - Integration und Visualisierung der Diagnoseinformationen in MS Azure Cloud zur Optimierung der Instandhaltung Use Case Energie Management: Optimierung der MS Azure Cloud-Anwendung - OPC UA Companion Specification - Im-plementierung des Ist-Stands der zeitgleich zu entwickelnden OPC UA-Companion Specification für die Abbildung der Demonstrator-Pumpen - Hardwareseitige Verbesserung des Demonstrators durch Einsatz eines Industrie PC als Basis für den zentralen OPC UA-Server / IoT Hub. Projektpartner: VDMA-Fachverbände Pumpen & Systeme und Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik Fördermittelgeber: FKM e.V Laufzeit: 01.08.2019 bis 30.11.2019
  • Abbildung der Industrie 4.0-Verwaltungsschale für Pumpen und Vakuumpumpen
    Ziel des Projekts ist die Abbildung der Verwaltungsschale für Pumpen und Vakuumpumpen auf den Kommunikationsstandard OPC UA. Hierzu erfolgt in einem erweiterten Arbeitskreis aus nationalen und internationalen Pumpenherstellern die Spezifikation einer OPC UA Companion Specification in Form eines VDMA-Einheitsblatts. Zur Unterstützung interessierter Mitgliedsfirmen bei der Implementierung der OPC UA-Abbildung in Produkte findet ein Workshop am Ende der Spezifikationsarbeiten statt. Die Abbildung der Verwaltungsschale in das semantische Online Repository eCl@ss (Advanced Structure) dient der Gewährleistung einer weltweiten Eindeutigkeit der spezifizierten Merkmale für Pumpen und Vakuumpumpen (zweites Projektziel). Die hierfür notwendige Konzeptionierung von Struktur und Positionierung der spezifizierten Teilmodelle in der Advanced Structure von eCl@ss, sowie der Auflösung von semantischen Konflikten, erfolgt in enger Zusammenarbeit mit Arbeitskreisen der eCl@ss-Organisation. Grundlegend für alle Spezifikationen im Umfeld von Industrie 4.0 ist gemeinsames Verständnis und Akzeptanz von entstehenden Standards – auch über die Grenzen von Herstellern und Anwendern der standardisierten Anlagenkomponenten hinweg. Diese Verankerung (drittes Projektziel) erfolgt durch Vorstellung und Diskussion der spezifizierten Teilmodelle in Arbeitskreisen von Industrie 4.0 und intensive Gremienarbeit (Plattform Industrie 4.0). Projektpartner: VDMA-Fachverbände Pumpen & Systeme und Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik Fördermittelgeber: FKM e.V Laufzeit: 01.08.2019 bis 30.06.2021
  • Specification of compressed air stations for applications related to Industry 4.0
    The aim of the project is a functional specification of compressed air systems (CAS) for applications in the environment of Industry 4.0 (I4.0). The functional description of the CAS as an I4.0 administration shell is carried out in close cooperation with working groups in the I4.0 environment. In the following project steps, a mapping of the administration shell is created in an OPC UA Companion Specification, as well as in the semantic online repository eCl@ss. As a typical compressed air station consists of several devices, such as compressors, dryers, filters, air quality monitoring units etc., it is commonly also equipped with a master control system (MCS). The latter is used to control the connected devices and gather information from the same. This aggregated information is often provided to higher level systems through existing field bus technology (e.g. Profibus, Modbus, CAN Bus), with the drawback that the content and structure of the provided information is highly dependent on the manufacturer of the MCS. Main scope is to transport condition data of a CAS vertically into higher level manufacturing systems (MES; etc.) for infor-mation and monitoring purposes and to set basic parameters regarding the target values of the respective CAS. The basic description of the CAS components is supplemented by selected use cases, e. g. device identification, configuration, general data acquisition, energy management. Within the first work package, the working group of national and international manufacturers defines and describes in detail use cases of compressed air systems for I4.0 applications. With the help of I4.0 sub models the use cases are specified in detail. It is necessary to check which sub models from the already available administration shell for vacuum pumps can been adopted and which specific functions of the compressed air systems additionally have to be developed. Basic project step: Functional description of a compressed air system by an I4.0 administration shell To consider intersections to existing specifications, standards, semantic pools, etc., this package provides an intensive anal-ysis of available semantics. Based on the functional description via administration shell, the next project step maps the sub models into an OPC UA Companion Specification (VDMA-Einheitsblatt). To support interested member companies in implementing the OPC UA mapping into products, a workshop will take place at the end of the specification work. Mapping of administration shell The mapping of the management shell into the semantic online repository eCl@ss (Advanced Structure) serves to ensure a worldwide uniqueness of the specified properties for compressed air systems. The necessary conceptual design of the structure and positioning of the specified sub models in the Advanced Structure of eCl@ss, as well as the resolution of se-mantic conflicts, takes place in close cooperation with working groups of the eCl@ss organization and the VDMA working group accompanying the project. Fundamental to all specifications in the environment of Industry 4.0 is a common understanding and acceptance of emerg-ing standards - even beyond the limits of manufacturers and users of standardized plant components. This anchoring takes place through presentation and discussion of the specified sub-models in working groups of Industry 4.0 and intensive com-mittee work (Plattform Industrie 4.0). Projektpartner: VDMA-Fachverband Kompressoren, Druckluft- und Vakuumtechnik Fördermittelgeber: FKM e.V Laufzeit: 01.09.2019 bis 30.06.2021
  • Gewinnung von Strukturinformationen aus semantisch heterogenen Gebäudeautomationsnetzen durch Mustererkennung mittels Künstlicher Intelligenz
    Die Mehrzahl der Gebäude werden unterhalb ihres Energieeffizienzpotenzials betrieben. Dies ist wegen des signifikanten Einflusses auf die Treibhausgasemissionen problematisch. Betreiber von Liegenschaften haben oftmals keinen Überblick über Energieflüsse und Betriebskenndaten in ihren Gebäuden und können somit keine geeigneten Lösungen zur Effizienzsteigerung oder Verlustminimierung entwickeln. Ein Grund hierfür sind fehlende Strukturinformationen und die heterogene Beschreibung von Datenpunkten innerhalb der technischen Gebäudeausrüstung (TGA) und der Gebäudeautomation (GA). Dadurch wird die Errichtung eines Technischen Monitoring (TMon) erschwert, welches als zentrale Informationsplattform des Anlagenbetriebs dienen kann. Der hohe Konfigurationsaufwand steht der breiten Verfügbarkeit dieser Anwendungen im Wege. In diesem Projekt wird eine Methodik für eine automatisierte Erkennung heterogener Kommunikationsprotokolle und deren Abbildung auf eine gemeinsame Struktur und Semantik entworfen. Dabei werden etablierte Technologien wie die Erkundung von GA-Netzwerken mit Entwicklungen aus dem Bereich Industrie 4.0 (I4.0) und Innovationen der künstlichen Intelligenz (KI) kombiniert. Ziel ist es, die heterogen vorliegende Struktur der Datenpunkte in Neubauten und bestehenden Gebäuden auf den Standard der I4.0-Verwaltungsschale zu mappen. Dadurch kann die Semantik der Datenpunkte durch bestehende Metainformationen, Verhaltensanalysen und KI-Algorithmen auf ein gemeinsames Vokabular abgebildet werden, um sie für die automatisierte Einbindung in Grafiken und Dashboards des TMon zur Verfügung zu stellen. Ein dedizierter und intuitiver Fragebogen über die installierte technische Ausrüstung grenzt vorab das mögliche Vokabular ein, um so Missklassifizierungen der Daten zu verhindern. Zudem wird untersucht, wie Dashboards des TMon automatisiert und passend zu den Bedürfnissen verschiedener Betreiber erstellt werden können, um diese optimal zu unterstützen.
    Projektinformationen:
  • Selbstorganisierender hydraulischer Abgleich auf Basis horizontal kommunizierender Verwaltungsschalen
    B. Kämper, J. Müller, AUTOMATION 2020, 21. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik, Hg.: VDI Verlag GmbH, ISBN 978-3-18-092375-8
  • Integration von Industrie 4.0 Teilmodellen in eCl@ss und OPC UA Companion Specifications
    D. Eichberger, B. Kämper, J. Müller, AUTOMATION 2020, 21. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik, Hg.: VDI Verlag GmbH, ISBN 978-3-18-092375-8
  • Digitization of pumps – Industry 4.0 submodels for liquid and vacuum pumps
    M. Both, B. Kämper, D. Eichberger, J. Müller, 4th International Rotating Equipment Conference, Wiesbaden, Sept. 2019, Hg.: VDMA
  • Prototypische Umsetzung eines Kommunikationskanals zwischen einer Industrie 4.0-Komponente und einer Cloud Anwendung
    B. Kämper, D. Eichberger, M. Both, J. Müller, AUTOMATION 2019, 20. Leitkongress der Mess- und Automatisierungstechnik, Hg.: VDI Verlag GmbH, ISBN 978-3-18-092351-2
  • Development of Industry 4.0 models and their applicability for BIM
    Both, M.; Kämper, B.; Müller, J., 27.05.2019, Hg.: 13th REHVA World Congress Clima 2019, E3S Web of Conferences, Bukarest
  • Mapping of an abstract PLC information model into different fields of application
    Björn Kämper, Maximilian Both, Nicolai Maisch, Jochen Müller, 2022, Hg.: CLIMA 2022 The 14th REHVA HVAC World Congress
    https://doi.org/10.34641/clima.2022.341
  • Automated classification of HVAC systems through analysis of system behaviour
    Björn Kämper, Maximilian Both, Nicolai Maisch, Jochen Müller, 2022, Hg.: CLIMA 2022 The 14th REHVA HVAC World Congress
    https://doi.org/10.34641/clima.2022.169
  • Deutschlandstipendiat
  • Preisträger beste Abschlussarbeit TGA 2020
    Selbstorganisierender hydraulischer Abgleich auf Basis horizontal kommunizierender Industrie 4.0 Verwaltungsschalen
    Artikel
2014 bis 2018 Technische Hochschule Köln
Energie- und Gebäudetechnik, Bachelor of Engineering
2018 bis 2020 Technische Hochschule Köln
Green Building Engineering, Master of Engineering
seit Januar 2019 Technische Hochschule Köln
Wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Technische Gebäudeausrüstung

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