Forschungsschwerpunkte

Die interdisziplinäre Querschnittsforschung in zwei etablieren Forschungsschwerpunkten ermöglicht produktive Grenzüberschreitungen:

Energieeffiziente Gebäude und Nachhaltige Stadtentwicklung

Dieser Forschungsschwerpunkt verleiht der HFT Stuttgart ein besonderes Profil und bündelt forschungsaktive Professoren aus sechs Kompetenzzentren. Das Thema und die darin aktiven Professoren sind eng an das 2014 neu gegründete Baden-Württemberg Center for Applied Research (BW-CAR) gekoppelt. IAF-Leiterin Prof. Dr. habil. Ursula Eicker hat BW-CAR als Gründungsvorstand mitgestaltet und koordiniert darin einen der mitgliederstärksten Themencluster „Energiesysteme und Ressourceneffizienz“. So ist das Forschungsprofil der HFT Stuttgart optimal mit anderen Energieforschern aus baden-württembergischen Hochschulen für Angewandte Wissenschaften vernetzt, woraus sich weitere Synergien ergeben.

Interdisziplinäre Projekte gehören mehr und mehr zum Forschungsalltag. So kann beispielsweise ein Projekt der Nachhaltigen Stadtentwicklung durch ein integriertes Energiekonzept und simulationsgestützte Szenarienentwicklung erweitert werden (zafh.net) oder durch die Nutzung von GIS basierten 3D-Stadtmodellen planerisch unterstützt werden (Geodäsie und Geoinformatik).
Das Zentrum für Nachhaltiges Wirtschaften und Management ergänzt Lösungen für die Finanzierung, Akzeptanzanalysen und Strategien für die Bürgerbeteiligung.
Ein aktuelles Beispiel für die interdisziplinäre Forschung ist das rechts beschriebene EnSign RealLabor. In die Projektteams sind meist auch Partner aus der Praxis eingebunden, z.B. Planer, Energiedienstleister und Kommunalvertreter.

Die folgenden Kompetenzzentren sind in dem Forschungsschwerpunkt involviert:

Technologien für räumliche Daten und Simulation

Im Forschungsschwerpunkt "Technologien für räumliche Daten und Simulation" werden Forschungsthemen aus den Bereichen Geodäsie, Informatik und Mathematik bearbeitet. Der Fokus liegt auf der Entwicklung und Nutzung von innovativen Technologien, die in anwendungsnaher Forschung eingesetzt werden.

Räumliche Daten sind die Grundlage für viele Prozesse von der Raumplanung bis zum industriellen Produktentwurf. Der Forschungsschwerpunkt deckt die gesamte Verarbeitungskette räumlicher Daten von der Messung über die Modellierung und Nutzung bis zur Visualisierung ab. Algorithmen zur Datenmodellierung und Analyse werden entworfen und an die konkreten Fragestellungen angepasst. Eine große Bandbreite an Geometriedaten werden verarbeitet: diese reichen von Geodaten für Umwelt, Bauwesen und Logistik über Personenmodelle bis hin zu Geometriedaten einzelner Objekte in der Produktion. Dementsprechend stehen Messmethoden und Auswerteverfahren bereit, die Daten auf unterschiedlichen Skalen erfassen können, von sehr kleinen Objekten mit sehr hohen Genauigkeitsanforderungen bis zu größeren geographischen Gebieten. Bei vielen Fragestellungen reicht es nicht aus, allein die Geometrie zu bestimmen, oft müssen zusätzliche Objekteigenschaften vermessen und modelliert werden. Die Daten und Modelle werden dann beispielsweise für Untersuchungen bei der Stadt- und Gebäudeinventur, Konstruktionsprüfung, Mensch-Maschine-Interaktion oder in virtuellen Realitäten genutzt.

Eine zweite zentrale thematische Säule innerhalb des Schwerpunktes sind Simulationen unterschiedlichster Art. Simulationen liefern detaillierte Einblicke in komplexe Prozesse und ihre Ergebnisse unterstützen Entscheidungs- und Planungsprozesse. Sie liefern frühzeitig Anhaltspunkte für Optimierungspotenziale und sind damit effizient in unterschiedlichen Bereichen einsetzbar. Simulationen werden in der Praxis für die Modellierung von Gesamt- oder Teilprozessen der Produktion und Wirtschaft bis hin zum Entwurf von einzelnen Bauteilen und Prozessen verwendet. Viele der Prozesse haben einen expliziten Raum- und Zeitbezug, der in den Modellen parametrisiert und jeweils auf das konkrete Problem hin angepasst und gelöst werden muss. Aspekte der Berechenbarkeit, Numerik und algorithmischen Optimierung spielen hierbei eine Rolle, ebenso wie die Erstellung und Berechnung von Modellen, die komplexe Systeme mit teilweise dynamischem Verhalten beschreiben können. Die Methoden können über Simulationen hinaus zur Qualitätssicherung genutzt werden.

Die Expertise innerhalb des Forschungsschwerpunktes umspannt die theoretischen Grundlagen von der Mathematik und Informatik bis hin zu Ingenieurswissenschaften. Eine explizite technische Ausrichtung ist in vielen Forschungsaktivitäten prominent, und die Lösungsansätze werden mit Know-How über Hardware, Software und Informationssysteme entwickelt. An der Schnittstelle zu anderen Fachgebieten wird dieses Wissen eingesetzt, um problemangepasste Techniken zu entwickeln und zu testen. Forschungstätigkeiten und Kooperationen finden auf nationaler und internationaler Ebene statt.

Die folgenden Kompetenzzentren sind in dem Forschungsschwerpunkt involviert: