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Entwicklung eines Kompaktantriebs auf Basis eines Zykloidgetriebes für den humanoiden Roboter Sweaty
(2021)
Besonders der Antrieb von nichtstationären Robotern stellt in der Praxis eine große Herausforderung dar. Es werden oft hohe Drehmomente bei relativ geringen Drehzahlen benötigt. Die Masse der Antriebe muss dabei so gering wie möglich sein. Es ist somit eine drehmomentstarke Kombination aus einem Motor und einem Getriebe unerlässlich. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines drehmomentstarken Kompaktantriebs auf Basis eines Zykloidgetriebes. Das Ziel ist es, Drehmomente von bis zu 30N·m mit einer Drehzahl von 0,5 s−1 bei einer möglichst geringen Masse zu erzielen. Es werden der Aufbau, die Funktionsweise und die Belastungsprinzipien von Zykloidgetrieben erklärt und mehrere Prototypen eines Getriebes angefertigt. Diese unterscheiden sich in der Fertigungstoleranz der Zykloidenscheibe so, dass der Einfluss der Toleranz auf das Getriebespiel untersucht werden kann. Bei einem Untermaß von −0,04mm ergibt sich dabei das geringste Spiel mit 0,83°.
Um die eine Aussage über die Festigkeit des Getriebes treffen zu können, wird zudem ein, auf der Hertzschen Flächenpressung basierendes, analytisches Berechnungsmodell entwickelt. Dieses wird in einem Python-Skript umgesetzt, sodass die Flächenpressungen des Prototypengetriebes berechnet werden können. Es zeigt sich hierbei, dass die Aufnehmertascheen der Zykloidenscheibe stärker belastet sind als die Verzahnung.
Mit Hilfe eines Prüfstands werden die Getriebe unter der Verwendung von unterschiedlichen Schmierstoffen getestet. Die Tests zeigen, dass die Schmierung des Getriebes einen starken Einfluss auf die Verschleißbildung hat. Bei einem niedrigviskosen Öl kommt es im Versuch zu einem Schmierfilmabriss und somit zu einem verstärkten Verschleiß im Getriebe. In den Tests kommt es zu keiner Grübchenbildung bei den Getrieben. Es zeigt sich jedoch, dass die Kugellager im Getriebe einer hohen Belastung ausgesetzt sind.
Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird final ein Kompaktantrieb entwickelt. Dieser besitzt zwei um 180° versetzte, optimierte Zykloidenscheiben mit einer geköpften und verkürzten Epizykloide. Um die Verschleißbildung zu minimieren, werden die beiden Scheiben gehärtet und manganphosphatiert. Zudem wird ein Getriebefließfett mit einer besonders niedrigen Viskosität eingesetzt. Das Ergebnis der Arbeit ist ein drehmomentstarker Kompaktantrieb mit einem Spitzendrehmoment von bis zu 42N · m bei einem Gewicht von nur 0,550 kg.
Möglichkeiten für die Verbesserung der Sicherheit von Endgeräten und Netzwerkstrukturen in der Cloud
(2021)
Meine Thesis soll sich mit dem Betrieb eines Unternehmens-Netzes mit Microsoft Tools mit und ohne Cloud beschäftigen. Dabei soll herausgearbeitet werden, in welchen Bereichen es Sinn ergibt, eine Cloudstrategie anzustreben und wo Unternehmen vielleicht empfohlen werden sollte, vorerst oder vielleicht auch langfristig bei der on-premise Variante zu bleiben.
Dafür werden Dinge wie rechtliche Aspekte, Datenschutz oder Kostenpunkte eher sekundär behandelt, da das Hauptaugenmerk auf der Sicherheit der Unternehmensdaten, Endgeräte und Server liegen soll.
Tatsächlich verfolgen bereits einige große Namen in Deutschland eine sogenannte "Cloud-first" Strategie, bei welcher versucht wird, alle möglichen Anwendungen in der Cloud unterzubringen. Auf Beweggründe und Motivation dieser Unternehmen wird kurz eingegangen.
Dann werden verschiedenste Bereiche behandelt, die im täglichen Unternehmensumfeld eine Rolle spielen, darunter fallen beispielsweise die Nutzung von Fileservern im Vergleich mit dem Cloud Ansatz OneDrive. Es soll die Frage beantwortet werden, ob eine vollständige Migration in die Cloud für verschiedene Bereiche Sinn ergibt, wie eben zum Beispiel den kompletten FileServer in die Cloud (im speziellen Fall OneDrive) umzuziehen.
Ein weiterer Unterpunkt ist die Nutzung eines Active Directorys bzw. von Domain Controllern in der Cloud über Azure AD. Hier wird insbesondere auch auf die Frage eingegangen, welche Unternehmen immer wieder beschäftigt, ob die, für die Konfiguration von Endgeräten sehr wichtigen, Group Policies in der Cloud erhalten bleiben bzw. ob und durch was sie ersetzt werden, oder ob und wie man sie migrieren kann.
Migration ist an dieser Stelle ein gutes Stichwort, denn ebenfalls soll aufgezeigt werden, wie herausfordernd die Migration verschiedenster on-premise Strukturen in die Cloud ist, und ob überhaupt bei allen Dingen eine Migration möglich ist. Interessant wird es hier möglicherweise bei legacy-Anwendungen.
Neben weiteren Themen wie dem sicherheitskritischen Allow-listing und verschiedenen Security-Ansätzen, denen mit einer Cloud-Strategie bessere Möglichkeiten gegeben werden kann, soll geklärt werden, welche Zusatzherausforderungen, aber auch Chancen die Cloud bieten kann und wird.
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Zusammengefasst soll am Ende klarer sein, für was sich die Microsoft Cloud Anwendungen momentan schon gut eignen, wo man abwägen muss, und in welchen Aspekten die Cloud sich zunächst noch weiterentwickeln muss, bevor sie sinnvoll und verlässlich nutzbar ist. Außerdem soll aufgeführt werden, in welchen Bereichen man in den nächsten Jahren, und vielleicht auch schon jetzt, kaum noch an der Cloud vorbeikommt, wenn man eine bestimmte Funktionalität, sei es nun eine Anwendung, die die Sicherheit des Unternehmens erhöht, oder eine die die Produktivität steigern soll, nutzen möchte.
Die Thesis soll also eine Möglichkeit für Unternehmen bieten, sich unabhängig über Cloudangebote, hier meist am Beispiel der Microsoft Cloud Services, zu informierten. Und außerdem einzuschätzen, wie komplex und realisierbar verschiedene Dinge sind.
Die Corona-Pandemie hat nicht nur tiefgreifende Auswirkungen auf das gesellschaftliche Leben, auch in der Wirtschaft sind die Folgen zu spüren. Dabei können diese Folgen in den einzelnen Branchen sehr unterschiedlich sein. Wo der E-Commerce eine steigende Nachfrage verzeichnen konnte, ist die Nachfrage im Kultur- und Freizeitsektor nahezu komplett eingebrochen. Aber nicht in allen Branchen sind die Auswirkungen so eindeutig. Diese Arbeit befasst sich deshalb mit den Auswirkungen der Corona-Pandemie auf die Werbefilmproduktionen in Deutschland. Dabei werden die folgenden beiden Forschungsfragen untersucht:
„Welche Gefahren birgt die wirtschaftliche Krise in Folge der Corona-Pandemie für die Werbefilmproduktionsbranche und wie kann diesen entgegengewirkt werden?“
„Welche Chancen ergeben sich aus der aktuellen Wirtschaftskrise und wie können diese für die Zukunft genutzt werden?“
Um diese Fragen zu beantworten, wurden zunächst die Begrifflichkeiten rund um das Thema genau definiert. Aufbauend auf der Literaturrecherche wurde zudem ein Leitfaden für Interviews mit drei Experten aus der Branche erstellt und diese anschließend durchgeführt. Dabei konnten neben einem detaillierteren Einblick in die Branche die Grundlagen für die ebenfalls durchgeführte quantitative Umfrage, die an eine repräsentative Stichprobe aus Unternehmen der Branche gestellt wurde, geschaffen werden.
Es zeigt sich, dass die Werbefilmproduktionen nach einem im ersten Lockdown nahezu kompletten Stillstand, durch schnelles Handeln, effektive Anpassungen in den Arbeitsabläufen vornehmen und dadurch zügig die Arbeit wieder aufnehmen konnten. Auch wenn die Unternehmen weiterhin Schwierigkeiten im Bereich der Planung und Produktion hatten und haben, konnten viele der Unternehmen durch die Verlagerung von Prozessen in die digitale Welt neue Geschäftsfelder erschließen und einen steigenden Umsatz verzeichnen. Schnelles Handeln und Innovationsbereitschaft zeigen sich dabei als zentrale Eigenschaften für eine positive Geschäftsentwicklung in der Krise.
Weiterführende Forschung kann sich mit dem Themenbereich effizientes Arbeiten im Home-Office beschäftigen. Auch im Bereich der Werbefilmproduktion für Social Media und Unternehmenshomepages und im Speziellen, welche Unternehmen diese in Zukunft vermehrt nachfragen, besteht noch Forschungsbedarf. Wie sich die fehlende praktische Erfahrung auf die Qualität der Lehre auswirkt, ist ebenfalls eine noch offene Fragestellung.
Die vorliegende Masterthesis erarbeitet eine Handlungsempfehlung für die erfolgreiche Umsetzung von Datenstrategien im strategischen Management. Dazu wird im Voraus eine Definition des Begriffs Datenstrategie erstellt und eine Einordnung in die Prozesse des strategischen Managements vorgenommen.
Im ersten Teil der empirischen Studien wird eine systematische Literaturrecherche zum Gegenstand der Arbeit durchgeführt, um einen Überblick des aktuellen Forschungsstands zu geben und eventuelle Forschungslücken aufzuzeigen. Ferner wird durch die Methodologie einer fallstudienbasierten Grounded Theory eine Theorie zur Entwicklung von Datenstrategien induktiv hergeleitet.
Das Ergebnis der Arbeit ist eine Handlungsempfehlung für die Entwicklung von Datenstrategien, die unabhängig von Branche und Unternehmensform angewandt werden kann. Sowohl die Definition als auch die Handlungsempfehlung zeigen deutlich, dass die Anwendungsbereiche, Funktionen und Prozesse, die zu einer Datenstrategie beitragen können, im Rahmen von Big Data und Strategietheorien bereits bekannt sind und in der Praxis Anwendung finden. Die Handlungsempfehlung verbindet demnach bestehende Methoden und bietet einen Leitfaden zu deren korrekten Anwendung innerhalb einer Datenstrategie.
In der vorliegenden Thesis werden Empfehlungsalgorithmen zur Verbesserung von Wein-Empfehlungen evaluiert. Der Algorithmus wird zur Entscheidung zwischen zwei Weinen eingesetzt, so dass der jeweils für den Kunden geeignetere Wein empfohlen wird. Das derzeitige System setzt Collaborative Filtering durch den Alternating Least Squares (ALS) Algorithmus um. Bei Kunden und Weinen, die nicht die notwendigen Bedingungen für die Anwendung von ALS erfüllen, wird durch Zufall entschieden.
Dem bestehenden Ansatz wurden folgenden Verfahren gegenübergestellt: Content-based Filtering mit einen Autoencoder und Hybrid Filtering mit einem neuronalen Netz sowie mit der Empfehlungsbibliothek LightFM. Die neuen Ansätze berücksichtigen immer die Weineigenschaften und können für noch nicht gekaufte Weine eingesetzt werden (Cold-Start Problem). Verglichen wurden die Ansätze durch zwei Ranking-Methoden und einen selbst-entwickelten offline A/B-Test.
Unter den neuen Ansätzen schnitt LightFM am besten ab. ALS lieferte insgesamt die besten Ranking-Werte. Durch ein online A/B-Test zwischen ALS und LightFM konnten keine signifikanten Ergebnisse ermittelt werden. Insgesamt konnte auf Basis der in den Tests gesammelten Daten keine Verbesserung der Empfehlungslogik gegenüber dem bestehenden Verfahren mittels ALS nachgewiesen werden. Für eine abschließende statistisch signifikante Beurteilung müssten mehr online A/B-Tests durchgeführt werden.
Kooperativer Unterricht im Kontext des Lernfeldkonzepts an beruflichen Schulen - Chancen und Grenzen
(2021)
Obwohl Lehrkräfte die Kooperation heutzutage als wichtig ansehen und diese durch das Lernfeldkonzept an Berufsschulen impliziert wird, ist es in der praktischen Umsetzung nach Aussagen der Lehrkräfte immer noch eine Ausnahme, mit Kollegen direkt zusammenzuarbeiten. An diesem Punkt setzt die Fragestellung dieser Arbeit an, in welcher geklärt werden soll, welche hemmenden Faktoren bei Lehrkräften an beruflichen Schulen im Rahmen von kooperativer Zusammenarbeit innerhalb des Kollegiums bestehen.
Die Grundlage meiner Masterarbeit ist die Musikvideoproduktion „Honey“ in Zusammenarbeit mit der Band Sebamana. Der vorliegende theoretische Teil der Arbeit ergänzt die Musikvideoproduktion auf wissenschaftlicher Ebene. Er soll die einzelnen Schritte einer Filmproduktion aufzeigen, vom Drehbuch bis zur Verwertung, und auf die Arbeits- und Rollenverteilung im Team eingehen.
Die verschiedenen Rollen innerhalb eines Projektes werden mit ihren jeweiligen Aufgabenbereichen vorgestellt. Dabei machen sich auch Unterschiede zwischen kleinen und großen Produktionen bemerkbar und ihre Vor- und Nachteile werden deutlich. Kommunikation und Transparenz zwischen den Departments ist die Voraussetzung für eine gute Zusammenarbeit im Team.
Im Rahmen dieser Masterarbeit soll ein Radträger für ein Leichtbaufahrzeug entwickelt werden. Dieser soll ein niedriges Gewicht sowie eine hohe Steifigkeit aufweisen und fertigbar sein.
Dabei wird über einen iterativen Prozess aus Simulation, Topologieoptimierung und Neukonstruktion ein neues Radträgerdesign entwickelt.
Zu Beginn der Arbeit wird auf die wissenschaftlichen Grundlagen eingegangen. Dabei spielen vor allem das Thema Leichtbau sowie die finite Elemente Methode eine Rolle. Es wird auf Prinzipien der Konstruktion eingegangen, um das Bauteil fertigungsgerecht und auch effizient zu gestalten.
Im nächsten Kapitel wird der aktuelle Stand der Technik genauer untersucht. Hierbei wird der Entwicklungsprozess der aktuellen Radträger-Varianten untersucht und diese mittels FEM nachgerechnet. Zuvor werden noch die für die Simulation benötigten wirkenden Kräfte berechnet und Plausibilitätstests durchgeführt, bei denen Computersimulationen mit realen Messwerten auf deren Richtigkeit überprüft werden.
In den letzten Kapiteln geht es um die Entwicklung des Radträgers. Hier werden einige Konzepte entwickelt und mittels FEM-Simulationen getestet. Durch den Einsatz von Topologieoptimierungen wird versucht, das Gewicht des Radträgers bei gleichbleibender Steifigkeit zu senken.
Der aktuell verbaute Hatz-Dieselmotors des Schluckspecht V soll durch einen leichten und effizienten Ottomotor ersetzt werden. Dieser Ottomotor wird zukünftig mit dem Alkohol Ethanol betrieben. Hierfür müssen, auch hinsichtlich des Wettbewerb-Einsatzes beim Shell Eco-marathon, einige Optimierungen durchgeführt werden.
Die hier vorliegende Master-Thesis behandelt den Aufbau und die Optimierung des Ver-suchsprüfstands, welcher für Testzwecke für den neuen Ottomotor entwickelt wurde. Im speziellen wird auf das Thema Kraftstoffsystem, welches für den Betrieb mit Ethanol aus-gelegt wird, eingegangen. Des Weiteren erfolgt die Konstruktion einer optimierten Ansaugstrecke, welche auf den Verbrennungsmotor appliziert werden soll. Hierfür werden mehrere Varianten strömungstechnisch untersucht und am Objekt getestet. Zudem soll die Verdichtung des Verbrennungsmotors durch einen optimierten Kolben erhöht und die Ventilsteuerzeiten durch eine optimierte Nockenkontur perfektioniert werden. Hierbei besteht die Aufgabe darin diese Bauteile zu besorgen und die Fertigung zu koordinieren. Eine weitere Tätigkeit ist die Aufnahme und Beseitigung von Fehlern des Versuchsprüfstands, welche einen reibungslosen Versuchsalltag verhindern bzw. erschweren. Die letzte Tätigkeit umfasst das Durchführen von experimentellen Untersuchungen des Verbrennungsmotors und das Anlegen von Kennfeldern, welche einen effizienten Motorlauf gewährleisten.
E-Learning hat als ergänzendes Erlösmodell ein hohes Potenzial im Online-Journalismus, findet bisher allerdings wenig Beachtung. Insbesondere Garten- und Pflanzenthemen lassen sich aufgrund ihrer Praxisnähe gut über Onlinekurse vermitteln. Die Arbeit untersucht die Ansprüche der gartenjournalistischen Zielgruppe an einen entsprechenden Onlinekurs sowie an das dazugehörige Erlösmodell. Dazu gibt die Masterthesis theoretische Einblicke in die Themen Online-Journalismus, Erlösmodelle und E-Learning und betrachtet diese im Kontext der Erfolgsfaktoren von Onlinekursen. Neben der Themenrelevanz und dem Anbietervertrauen wurden die Motivierung und der Unterhaltungswert, Verständlichkeit und Praxisbezug sowie Betreuungsleistung und Kollaborationsmöglichkeiten als Erfolgsfaktoren ermittelt. Be- züglich des Erlösmodells stellen der Leistungsumfang sowie die Erlösform und Preisattraktivität ele- mentare Faktoren dar. Mit Hilfe qualitativer Sozialforschung am Beispiel der Zielgruppe von Mein schö- ner Garten wurden die Aspekte analysiert und deren Bedeutsamkeit bestätigt. Besonders die Wissens- vermittlung durch eine kompetente Lehrkraft, eine individuelle Betreuung, Live-Events und Community-Aspekte stellen einen Mehrwert gegenüber anderen gartenjournalistischen Angeboten dar. Jedoch unterscheiden sich die konkreten Ansprüche an die Gestaltung der Faktoren und die Gewichtung ihrer Relevanz ist abhängig vom Lerntyp. Das zeigt sich auch in einer variierenden Zahlungsbereitschaft, die wesentlich von den persönlichen Erwartungen und dem gebotenen Zusatznutzen abhängt. Individuelle Tarife und eine ergänzende Werbefinanzierung sind deshalb sinnvoll.