Forschungsschwerpunkt Digital Labs & Production
Im Forschungsschwerpunkt Digital Labs & Production bringen wir Menschen, Räume und Prozesse zusammen. Von Mixed-Reality Digital Twins über progressive Webapplikationen bis zu Machine-to-Machine-Schnittstellen verbinden wir physische mit digitalen Welten durch Daten und Analysen.
Über uns
Der Schwerpunkt bündelt spezifische Methoden- und Technologiekompetenzen in der Digitalisierung und Virtualisierung von Laboren, Prozessen und Produktionsanlagen in den Life Sciences. Dazu gehört einerseits die Vernetzung von Geräten, Prozessen und Menschen über Schnittstellen, Datenpipelines und Datenmanagement und andererseits die Modellierung und Simulation von physischen Systemen und Infrastrukturen. Digitale Zwillinge sind ein gutes Beispiel für das Zusammenspiel dieser Themen.
Drei Forschungsgruppen sind auf diesem Gebiet aktiv.
Unsere Forschungsgruppen
Simulation & Optimization
Strategische, taktische und operative Prozessoptimierung mit Hilfe von Modellierungs- und Simulationswerkzeugen stehen im Fokus der Forschungsgruppe. Dies umfasst die Modellierung und Simulation der Dynamik heterogener, komplexer Systeme sowie die Untersuchung, Optimierung und Steuerung ihres Verhaltens.
Data Management & Visualization
Die Forschungsgruppe ist spezialisiert auf die Entwicklung von Systemen zur Datenaggregation, -transformation und -verwaltung. Verarbeitungspipelines werden so konzipiert und implementiert, dass sie Daten von ihren Quellen (z. B. grafische Benutzeroberflächen, tragbare Sensoren, Messsonden) über Vorbereitungsschritte (einschliesslich Qualitätskontrolle und Homogenisierung) bis hin zu Speicherlösungen, Analyse und Visualisierung von Ergebnissen und Erkenntnissen überführen.
Edge Computing & Interfaces
Die Forschungsgruppe verbindet dynamische physische Strukturen mit digitalen Umgebungen und Prozessen durch Sensoren, Aktuatoren und Edge Computing. Sie unterstützt die Automatisierung und dezentrale und intelligente Datenverarbeitung in den Life Sciences durch die Verbindung von Mensch, Maschine und Kontext.
Lehre
Der Forschungsschwerpunkt bietet Lehrangebote auf BSc- und MSc-Stufe in den Grundlagen der Data Science, in der mathematischen und physikalischen Modellierung (mit Fokus auf simulationsbasierter Prozessoptimierung), im Data Management (mit Fokus auf Datenbanktechnologien und Visualisierung), dem Physical Computing (Sensoren und Aktoren) sowie dem Cloud und Edge-Computing an.
Die Vertiefung Digital Labs & Production des BSc ADLS wird von diesem Forschungsschwerpunkt koordiniert und es werden entsprechende Bachelor- und Master-Arbeiten angeboten.
- Bachelor of Science (ZHAW) in Applied Computational Life Sciences
- Master of Science in Life Sciences - Vertiefung Applied Computational Life Sciences
Zudem engagiert sich der Schwerpunkt über die Fachhochschulstufe hinaus im Bereich der Science Education mit Programmen und Aktivitäten und bietet Weiterbildungskurse an.
Team Digital Labs & Production
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Schwerpunktleitung Digital Labs & Production, ...
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Stv. Schwerpunktleitung Digital Labs & Production, ...
Projekte
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Fighting bites with bytes: Promoting public health with crowdsourced tick prevention
Zecken sind auf dem Vormarsch und übertragen mehrere Infektionskrankheiten, die zu schweren Krankheiten oder sogar zum Tod führen. Die Smartphone-App «Zecke – Tick Prevention» hilft, sich an den Zeckenstich und die Kontrolle auf Symptome zu erinnern. Mit per App erfassten Daten können Wissenschaftler verschiedener ...
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Simulation Personenströme Einganszone JVA Pöschwies
Mit der Datenerhebung und Simulation soll ein Leistungsnachweis der neuen Eingangssituation erbracht und die Belastungsgrenze aufgezeigt werden. Daraus soll sich ein Betriebskonzept konsolidieren lassen. Das Resultat der Überprüfung bringt nicht nur Gewissheit, dass die neue Eingangszone funktioniert, sondern ist ...
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Simulation & Optimization needs HPC
Die Prozess-Simulation und Optimierung ist prädestiniert für High Performance Computing (HPC). Es sind sehr viele Rechenoperationen notwendig und es fallen Unmengen an Daten an. Die Anforderungen sind in den letzten Jahren mit komplexer werdenden Modellen zusätzlich gewachsen. Zudem ist die simulationsbasierte ...
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Optimierung Transportzeiten FTS-Anlage
Optimierung der Transportzeiten einer FTS-Anlage mittels Optimierungsalgorithmen. Das Ziel der Optimierung ist eine Glättung der durchschnittlichen Transportzeiten über den Tagesverlauf.
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Generisches Simulations- und Planungstool für Lackieranlagen
Lackieranlagen gehören zu den grössten Energieverbrauchern in der Schweizer Industrie. Für einen ökonomischen und ökologischen Betrieb muss die Anlagenkonfiguration und die Produktionsreihenfolge optimiert werden. Doch gibt es heute dafür kein zufriedenstellendes Werkzeug. Unser Ziel ist, dieses Optimierungsproblem ...
Publikationen
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Rüegg, Ramona; Schmid, Tamara; Hollenstein, Lukas; Müller, Nadina,
2022.
Effect of particle characteristics and foaming parameters on resulting foam quality and stability.
LWT - Food Science and Technology.
167(113859).
Verfügbar unter: https://doi.org/10.1016/j.lwt.2022.113859
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Gerber, Nicole; Hollenstein, Lukas,
2022.
Wie die Digitalisierung den Food Service im Care Bereich erreicht.
Clinicum.
2022(4), S. 79-80.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.21256/zhaw-25448
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Vorburger, Robert; Hollenstein, Lukas,
2021.
Neue Verrechnungsmodelle für die Maschinenindustrie.
Transfer.
2021(2), S. 5.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.21256/zhaw-23748
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Gerber, Nicole; Hollenstein, Lukas; Krähenbühl, Andrea,
2021.
Was wäre wenn?! Unsichtbares sichtbar machen mit Simulationen im Verpflegungsprozess.
In:
FM Perspektiven: FM Innovationen in HC digital, Wädenswil, 26. November 2021.
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Krähenbühl, Andrea; Gerber, Nicole; Höhener, Rebecca; Hollenstein, Lukas,
2021.
Simulationen von Verpflegungsprozessen : auf Knopfdruck zur richtigen Entscheidung.
fmpro service.
2021(4), S. 22-24.
Verfügbar unter: https://doi.org/10.21256/zhaw-23063