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Co-funded by the Intelligent Energy Europe
Programme of the European Union 1 Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung
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Überblick
Einführung
Theorie
Übungsaufgaben
Geschäftsfall
Zusammenfassung
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Die Situation
• Durch steigende Energiepreise wird es notwendig sich nach
Alternativen umzuschauen wie z.B. flexible Energiepreise
• Textilmaschinen bieten Energieeinsparpotentiale
• “Eine Einteilung der Textilmaschinen in Energieeffizienzklassen
[…] ist nicht ohne weiteres durchführbar“ [1, p.7]
• Nachhaltig produzierte Produkte werden immer wichtiger
• Betreiber von Anlagen müssen die EU-Richtlinien (2010/75/EU)
befolgen
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“Einfluss auf die Energieeffizienz haben der
Maschinenbetreiber, die Anforderungen an das textile Produkt, das
Material, der Faserlieferant und der
Maschinenhersteller.“.[1, p.7]
Dieses Problem betrifft die gesamte
Wertschöpfungskette
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Gründe für den Mehrverbrauch
I. Mehrverbrauch verursacht durch
technische Probleme
II. Mehrverbrauch verursacht durch
Verhaltens-/ organisatorische Probleme
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I. Mehrverbrauch verursacht durch technische
Probleme:
– Mehrfach am Tag werden Maschinen An & Aus geschaltet
– Der Nutzungsgrad wird nicht optimal ausgenutzt
– Häufige Maschinenstillstandszeiten
– Unsachgemäße Wartung von Maschinen
– Keine optimalen Maschineneinstellungen
– “Mangelnde Wartung von Textilmaschinen oder der Einsatz von
minderwertigen Verschleißteilen reduzieren deren Wirkungsgrad und
erhöhen den Energieverbrauch.” [1, p.9]
Gründe für den Mehrverbrauch
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I. Mehrverbrauch verursacht durch technische
Probleme (Fortsetzung):
– Verwendung von Motoren mit fester Drehzahl
– Verwendung von wenig effizienten Motoren
– Verwendung von Rückspulmotoren
– Verwendung von Motoren mit Direktstart
– Verwendung von Stern-/ Dreieckstarter in größeren Motoren
– Nicht kompensierte Blindenergie
– Phasenungleichgewicht aufgrund der schlechten Verteilung der
einphasigen Geräte
Gründe für den Mehrverbrauch
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I. Mehrverbrauch verursacht durch
Verhaltens-/ organisatorische Probleme:
– Schlechte Auftragsplanung
– Häufige Einzelbearbeitung der Aufträge
– Die Produktion erfolgt zu der Tageszeit,
wenn die Energiepreise am höchsten sind
– Unnötiges Laufen der Maschinen
– Niedriglastschema
– Hohe Ausfallzeiten zwischen den Aufträgen
Gründe für den Mehrverbrauch
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Politische Aspekte
• “Die klima- und energiepolitischen Ziele der Europäischen
Union bringen neue Herausforderungen […] Bis zum Jahr
2020 sollen die CO2-Emissionen um 20 Prozent reduziert
werden.”[17]
• Die Politik ermutigt die Industrie, sich strategisch dem
Energieverbrauch zu widmen
• Unter anderem sind Politik und Wirtschaft dazu verpflichtet,
die Energieeffizienz von Produkten zu kennzeichnen
• In der Europäischen Union basiert eine
Produktionsgenehmigung auf den besten verfügbaren
Techniken (BVT)
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Was muss getan werden?
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Die Herangehensweise
I. Technische Probleme
II. Verhaltens-/ organisatorische
Probleme
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Die Herangehensweise
I. Technische Probleme:
1. Vermeidung von unnötigem Ein/Ausschalten
der Maschinen
2. Korrekte Verwendung der Maschinen
3. Abfälle vermeiden/ Ausschussrate reduzieren
4. Vermeidung von Spitzenlasten
5. Bedienen von Maschinen bei Volllast
6. Aufrüsten der vorhandenen Systeme
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Die Herangehensweise
II. Verhaltens-/ organisatorische
Probleme :
1. Schichtarbeit
2. Schulung der Mitarbeiter
3. Definition von Messgrößen
4. Aufträge steuern
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I. Technische Probleme.
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1. Vermeidung von unnötigem Ein/Ausschalten der Maschinen
• “Durch die geeignete Koordinierung von An- und
Abfahrtszeiten der Maschinen sind:
– Amortisationszeiten von unter einem Jahr
– Rentabilität von weit mehr als 20% erreichbar”
[13, p.1]
• Kostenreduzierung und Emissionsreduzierung
durch Wärmeverbrauchsreduzierung
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2. Korrekte Verwendung der Maschinen
a) Genaue Produktionsparameter
b) Ordnungsgemäße, jährliche
Maschinenpflege
c) Geeignete Ersatzteile
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2a. Genaue Produktionsparameter
• Der Einsatz von drehzahlgeregelten Antrieben (FU) kann
zu erheblichen Energieeinsparungen führen.
• Die Anpassung der Verarbeitungsgeschwindigkeit an
den aktuellen Strombedarf ist am effizientesten mit
Regelmotoren, verbunden mit einer besseren
Prozesskontrolle, weniger Verschleiß der mechanischen
Ausrüstung und weniger Schallemissionen
• Verringerte Temperatureinstellungen während den nicht
Produktionszeiten (programmierbare Steuerung)
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2b. Maschinenpflege
• Regelmäßige und vorbeugende Wartung ist wichtig
• Studien aus Laboruntersuchungen bestätigen,
dass mangelhafte Motor Reparaturpraktiken die
Motorleistung reduzieren:
– Typischerweise zwischen 0,5 und 1%
– Manchmal bis zu 4 % oder sogar noch mehr, bei alten Motoren
• Das Zurückspulen eines Motors kann seine Effizienz dauerhaft um
mehr als 1% senken
• Genaue Aufmerksamkeit muss dem Reparaturprozess und der
Reparaturfirma entgegen gebracht werden
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2c. Ersatzteile
• Stellen Sie sicher, dass die Ersatzteile
perfekt passen
• Manchmal ist es besser Motoren zu
ersetzten, anstatt sie zu reparieren
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3. Abfälle vermeiden/ Ausschussrate reduzieren
• Materialeffizienz bedeutet auch Energieeffizienz
• Entwicklung von Prozessen, um Abfälle zu
vermeiden oder zumindest die Ausschussrate zu
reduzieren
• “Jeder Fehler, der direkt nach der Entstehung oder
in einem nachfolgenden Prozessschritt behoben
werden muss, kostet zusätzliche Energie“ [1, p.25]
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4. Vermeidung von Lastspitzen
• Lastspitzen werden durch unkontrollierte
An-und Abfahrzyklen verursacht
• Geeignete Koordinierung der An- und
Abfahrzyklen reduziert die Stromkosten
• ”Die Vermeidung von Lastspitzen kann
sich in weniger als einem Jahr
amortisieren” [6, p.2]
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5. Bedienen von Maschinen bei Volllast
• Beseitigung von unwirtschaftlichen Stand-by Perioden
• Aufrechterhaltung der Wärmezufuhr nur wenn absolut notwendig
• Vermeidung von langen Stillstandszeiten zwischen den Chargen
• Umgehung von Niedriglastsystemen
• Obwohl bei voller Leistung mehr Strom als im Teillastbetrieb erforderlich
ist, ist der Energieverbrauch pro Produktionseinheit niedriger
• Kostenreduzierung und Emissionsreduzierung durch
Wärmeverbrauchsreduzierung
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6. Aufrüsten der vorhandenen Systeme
• Effiziente Antriebe
• Verwendung moderner Geräte
• Einsatz von Sensoren und Messsysteme
“Neuinvestitionen oder die Nachrüstung bestehender Anlagen können
sich in 2-3 Jahren amortisieren“ [13, p.1]
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II.Verhaltens-/ organisatorische Probleme.
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1. Schichtarbeit
• Verlagerung von energieintensiven
Prozessen in Richtung von billigeren
Zeitnischen
• Schichtarbeit am Wochenende
• Zu der Tageszeit arbeiten, in der
Energiekosten am niedrigsten sind
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2. Schulung der Mitarbeiter
• Sicherstellen, dass jeder weiß: Maschinen nicht
einzuschalten ohne jegliche Notwendigkeit
• Sorgen Sie für eine optimale Nutzung der Maschinen
• Ernennen Sie einen Verantwortlichen, welcher
Maßnahmen im Bereich der Energieeffizienz initiiert
• Schulen Sie alle Mitarbeiter, manuelle Kontrollen zu
durchzuführen, um somit Möglichkeiten zur
Energieeinsparung zu erkennen
• Motivieren Sie ihre Mitarbeiter, energieeffizient zu
handeln
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3. Definition von Messgrößen
• Sammeln Sie Daten über:
– Motortyp
– Eingesetzte Leistung
– Energieeffizienzklasse (Zusammenstellung pro
Maschinentyp und Anzahl der pro Typ
installierten Maschinen)
– Durchschnittliche Maschinenlaufzeit
• Dieses Verfahren ist hilfreich um
Energieeinsparpotentiale oder
Verbrauchsoptimierungen zu identifizieren
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4. Aufträge steuern
• Wenn möglich Aufträge zusammenfassen
• Optimierung der Prozessabläufe
• “Berücksichtigen Sie bei der Planung von
Produktionsabläufen die dazugehörige
Energieversorgung“ [11,p.10]
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Übungsaufgaben.
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Welche Antwort ist ein Thema für den
technischen Mehrverbrauch?
a) Aufträge werden häufig einzeln
bearbeitet
b) Häufige Maschinenstillstandszeiten
c) Schlechte Auftragsplanung
Übung-1: Mehrverbrauch
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Welche Antwort ist ein Thema für den
technischen Mehrverbrauch?
a) Aufträge werden häufig einzeln
bearbeitet
b) Häufige Maschinenstillstandszeiten
c) Schlechte Auftragsplanung
Übung-1: Mehrverbrauch
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Übung-2: Maschinenlaufzeit
Ist es effizient Maschinen während
einer kurzen Kaffeepause
auszuschalten?
a) Es hängt davon ab: Ja (eine Bohrmaschine)
b) Es hängt davon ab: Nein (ein Stückfärbekessel)
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Übung-2: Maschinenlaufzeit
Ist es effizient Maschinen während
einer kurzen Kaffeepause
auszuschalten?
a) Es hängt davon ab: Ja (eine Bohrmaschine)
b) Es hängt davon ab: Nein (ein Stückfärbekessel)
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Übung-3: Die Wartung
Das Zurückspulen eines Motors kann
dauerhaft?:
a) Seine Effizienz um mehr als 1 % reduzieren.
b) Seine Effizienz um mehr als 10 % reduzieren.
c) Seine Effizienz um mehr als 0,4 % reduzieren.
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Übung-3: Die Wartung
Das Zurückspulen eines Motors kann
dauerhaft?:
a) Seine Effizienz um mehr als 1 % reduzieren.
b) Seine Effizienz um mehr als 10 % reduzieren.
c) Seine Effizienz um mehr als 0,4 % reduzieren.
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Lückentext
Tragen Sie die richtigen
fehlenden Worte ein.
Energieeffizienz ist ein Problem, welches
betrifft.
nur Unternehmen nur die Regierung
bloß den Maschinenbauer die gesamte Wertschöpfungskette
einzig die Industrie einzig die Zulieferer bloß den Verbraucher
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Lückentext
Tragen Sie die richtigen
fehlenden Worte ein.
Energieeffizienz ist ein Problem, welches
die gesamte Wertschöpfungskette betrifft.
nur Unternehmen nur die Regierung
bloß den Maschinenbauer die gesamte Wertschöpfungskette
einzig die Industrie einzig die Zulieferer bloß den Verbraucher
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Praxisbeispiel-1: Volllast
Energieeffizienz durch Volllast
Nicht nur weniger Energie, sondern auch weniger Arbeit pro
Produktionseinheit
Quelle: http://www.swisstextiles.ch/cms/upload/dokumente/umwelt/energie_textil.pdf
Volllast [kW] 50
oder
Teillast [kW] 35
Arbeitszeit [h] 4000 Arbeitszeit [h] 8000
[kWh/a] 200000 [kWh/a] 280000
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Volllast: 50 kW 200000 kWh/a
Arbeitszeit: 4000 h
Arbeitszeit: 8000 h
Teillast: 35 kW 280000 kWh/a
Praxisbeispiel-1: Volllast
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Tagesbedarfsprofile der elektrischen Leistung eines Textilbetriebes über einen Monat [6, p.4]
• Die Analyse des Strombedarfprofils gibt Aufschluss über Spitzenlastzeiten und
die Möglichkeiten zur Kostensenkung durch Lastmanagement
• Die größten Lastspitzen treten durchweg im Zeitraum von 10 bis 12 Uhr auf
• Wenn möglich sollten Produktionsprozesse aus dieser Zeit in den späten
Nachmittag verlagert werden
Quelle: Land und Wirtschaft NRW: Rationelle Energienutzung in der Textilindustrie
Praxisbeispiel-2: Lastspitzen
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Rückblick • Energieeffizienz ist seit langem zu einer politischen Leitlinie
geworden
• Überschüssiger Energieverbrauch durch Nutzung und
Produktionsmaschinen wird durch technische als auch
Verhaltens/ organisatorische Probleme verursacht
• “Ein effizienter Umgang mit Energie kann die
Wettbewerbsfähigkeit steigern und damit die Zukunft der
Betriebe sichern.” [7,p.2]
• Kleine, wirksame Sparmaßnahmen können an vielen Stellen
bereits durch kleine Verhaltensänderungen sowie Sanierungen
oder niedrige Investitionen erreicht werden
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Referenzen-1
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[2] CITEVE (2013): Critical Energy Saving Points for the Clothing Manufacturing Process/Factory
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[3] SESEC (2013): Savings potential, Deliverable D2.3
[4] SESEC (2013): Energy data, Deliverable D2.2 v0.2
[5] SESEC (2012): Energy Saving Methodology, Deliverable D2.1
[6] Land und Wirtschaft NRW: Rationelle Energienutzung in der Textilindustrie
[7] EnergieAgentur. NRW (2012): Leitfaden. Effiziente Energienutzung in der Textilveredlung
[8] SwissTextiles: Energie & Textil
URI: http://www.swisstextiles.ch/cms/upload/dokumente/umwelt/energie_textil.pdf
[9] Hasanbeigi, A.; Hasanabadi, A.; Abdorrazaghi, M.: Energy Efficiency Technologies and
Comparing the Energy Intensity in the Textile Industry
URI: http://www.aceee.org/files/proceedings/2011/data/papers/0085-000041.pdf
[10] Hasanbeigi, Ali (2010): Energy-Efficiency Improvement Opportunities for the Textile Industry
URI: http://escholarship.org/uc/item/6jw8s2gz#page-5
[11] Bayerisches Landesamt für Umwelt (LfU) (2009): Leitfaden für effiziente Energienutzung in
Industrie und Gewerbe
URI: http://www.muenchen.ihk.de/de/innovation/Anhaenge/Leitfaden-Energieeffizienz-in-
Industrie-und-Gewerbe.pdf
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Referenzen-2
[12] SUBRAMANIAM, S. K. ; HUSIN, S. H.; YUSOP, Y.; HAMIDON, A. H. : Machine efficiency and man
power utilization on production lines
URI: http://www.wseas.us/e-library/conferences/2008/tenerife/CD-CSECS/papers/CSECS05.pdf
[13] Rouette, H.K.; Tönsing, E. (1999): Rationelle Anwendung von Strom in der Textilindustrie
URI: mobile.energieverbraucher.de/files/download/file/0/1/0/230.pdf
[14] Amtsblattder EuropäischenUnion (2010): RICHTLINIE 2010/75/EU DES EUROPÄISCHEN PARLAMENTS
UND DES RATES
URI: http://eur-lex.europa.eu/LexUriServ/LexUriServ.do?uri=OJ:L:2010:334:0017:0119:de:PDF
[15] Umweltbundesamt (2011): UMWELTSTANDARDS IN DERTEXTIL- UND SCHUHBRANCHEEIN LEITFADEN
AUF BASIS DER BVT-MERKBLÄTTER DER EU
URI: http://www.umweltbundesamt.de/en/publikationen/umweltstandards-in-textil-
schuhbranche
[16] Europäische Kommission Generaldirektion Energie und Verkehr (2007): Vision 2020:
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URI: http://ec.europa.eu/energy/action_plan_energy_efficiency/doc/2007_eeap_de.pdf
[17] Enterprise Europe Network:
URI: http://www.steinbeis-europa.de/optimes.html
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• Folie 1
Thomas Totz: Vor dem Abriss - old factory
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• Folie 2
Calsidyrose: Vintage compass on a vintage map
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• Folie 3
Tony Hisgett: Old Engineering works bw
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• Folie 4
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• Folie 5
Flattop341: Guatemala tip #378 When there is a local demonstration blocking the highway follow the Chicken
Buses.
URI: http://www.flickr.com/photos/flattop341/12392909994/sizes/o/in/photostream/
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Children's Bureau Centennial: LC-DIG-nclc-02304 Boy Mill Doffer
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• Folie 7-10, 18+28
Ralphbijker: motion gears -team force
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License:CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
Watchsmart: Post it Notes
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• Folie 11
Children's Bureau Centennial: LC-DIG-nclc-01379 Child Labor Industrial
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• Folie 12
Children's Bureau Centennial: LC-DIG-nclc-02100 Girls Yarn Mill
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MCAD Library: In Politics
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• Folie 14
Véronique Debord-Lazaro: What?
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• Folie 15-17
Boston Public Library: Tourist guide post at Sarasota, Florida
URI: http://www.flickr.com/photos/boston_public_library/8071411571/sizes/l/in/photostream/
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• Folie 19
Cristian Menghi: ON-OFF
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• Folie 20
Evan Hahn: Thumbs Up (simple)
URI: http://www.flickr.com/photos/evanhahn/5245014492/sizes/l/in/photostream/
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• Folie 21
Andy Maguire: Numbers
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• Folie 22
Brewbooks: US Navy Cryptanalytic Bombe
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License: CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
• Folie 23
Frédéric BISSON: Machine à coudre Novella
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• Folie 24
Oatsy40: Rubbish
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• Folie 25
Arthur Chapman: Buffalo road sign at Delta Junction, Alaska
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Einführung - Theorie - Übungsaufgaben - Geschäftsfall - Zusammenfassung
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• Folie 26
Greg Walters: Full Load
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• Folie 27
Alex Roberts: System Update
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• Folie 29
Xiaojun Deng: Queue
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• Folie 30
Daniel R. Blume: Teaching
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• Folie 31
Aussiegall: Measuring time
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• Folie 32
Erix: A blessed appetit
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• Folie 33
Olga Filonenko: 16/365 - Old armchairs and books
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License: CC BY-SA 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by-sa/2.0/)
• Folie 42
Julian Jensen: 24. 20º
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• Folie 44
Cherif, Chokri (2011): Textile Werkstoffe für den Leichtbau (p.493)
• Folie 45
Land und Wirtschaft NRW: Rationelle Energienutzung in der Textilindustrie (p.4)
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• Folie 46
PhotoAtelier: Mission-Mill-8
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• Folie 47
Flattop341: Timeline
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License: CC BY 2.0 (http://creativecommons.org/licenses/by/2.0/)
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