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Total Cost of Ownership (TCO) is a key tool to have a complete understanding of the costs associated with an investment, as it allows to analyze not only the initial acquisition costs, but also the long-term costs related to operation, maintenance, depreciation, and other factors. In the context of the cement industry, TCO is especially important due to the complexity of the production processes and the wide variety of components and machinery involved in the process.
For this reason, a TCO analysis for the cement industry has been conducted in this study, with the objective of showing the different components of the cost of production. This analysis will allow the reader to gain knowledge about these costs, in the industrial model will be to make informed decisions on the adoption of technologies and practices that will allow them to reduce costs in the long run and improve their operational efficiency.
In particular, this study pursues to give visibility to technologies and practices that enable the reduction of carbon emissions in cement production, thus contributing to the sustainability of industry and the protection of the environment. By being at the forefront of sustainability issues, the cement industry can contribute to the achievement of environmentally friendly technologies and enable the development of people and industry.
The Oxyfuel technology has been selected as a carbon capture solution for the cement industry due to its practical application, low costs, and practical adaptation to non-capture processes. The adoption of this technology allows for a significant reduction in CO2 emissions, which is a crucial factor in achieving sustainability in the cement manufacturing process.
Carbon capture storage technologies represent a high investment, although these technologies increase the cost of production, the application of Oxyfuel technology is one of the most economically viable as the cheapest technology per capture according to the comparison. However, this price increase is a technical advantage as the carbon capture efficiency of this technology reaches 90%. This level of efficiency leads to a decrease in taxes for the generation of CO2 emissions, making the cement manufacturing process sustainable.
Go ist eine 2009 veröffentlichte Programmiersprache mit einem statischen Typsystem. Seit Version 1.18 sind auch Generics ein Teil der Sprache. Deren Übersetzung wurde im de facto Standard-Compiler mittels Monomorphisierung umgesetzt. Diese bringt neben einigen Vorteilen auch Nachteile mit sich. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Arbeit mit einer alternativen Übersetzungsstrategie für Generics in Go und implementiert diese in einem neuen Compiler für Featherweight Generic Go, einem Subset von Go. Zum Schluss steht damit ein nahezu funktionierender Compiler, welcher schließlich Racket-Code ausgibt. Eine Evaluierung der Performanz der Übersetzungsstrategie ist allerdings noch ausstehend.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Nutzung von Reinforcement Learning in der Informationsbeschaffungs-Phase eines Penetration Tests. Es werden Kernprobleme in den bisherigen Ansätzen anderer das Thema betreffender wissenschaftlicher Arbeiten analysiert und praktische Lösungsansätze für diese bisherigen Hindernisse vorgestellt und implementiert. Die Arbeit zeigt damit eine beispielhafte Implementierung eines Reinforcement Learning Agenten zur Automatisierung der Informationsbeschaffungs-Phase eines Penetration Tests und stellt Lösungen für existierende Probleme in diesem Bereich dar.
Eingebettet wird diese wissenschaftliche Arbeit in die Anforderungen der Herrenknecht AG hinsichtlich der Absicherung des Tunnelbohrmaschinen-Netzwerks. Dabei werden praktische Ergebnisse des eigen entwickelten Reinforcement Learning Modells im Tunnelbohrmaschinen-Test-Netzwerk der Herrenknecht AG vorgestellt.
Vorhofflimmern ist die häufigste tachykarde Herzrhythmusstörung weltweit. Dabei verliert das Herz seinen normofrequenten Sinusrhythmus und schlägt nicht mehr regelmäßig, sondern zu schnell und unregelmäßig. Vorhofflimmern ist normalerweise keine lebensbedrohliche Herzrhythmusstörung, aber es kann zu einem Schlaganfall führen. Die Ursache dieser Herzrhythmusstörung sind die Kreisende bzw. die fokalen Erregungen im linken Atrium, die hauptsächliche aus einer oder mehreren Pulmonalvenen kommen. Die übliche Therapieverfahren des Vorhofflimmerns ist die Pulmonalvenenisolation.
Diese Bachelorthesis beschäftigt sich daher mit der Modellierung unterschiedlicher linksatrialer Fokus-Modelle und intrakardialer Elektrodenkatheter für die Diagnostik und Terminierung von Vorhofflimmern mittels Pulmonalvenenisolation im Offenburger Herzrhythmusmodell nach Schalk, Krämer und Benke, welches in CST
Studio Suite realisiert wurde.
Zu Beginn wurden die verschiedenen linksatrialen fokalen Flimmerquellen modelliert und daraufhin simuliert. Hierbei wurde jeweils eine Simulation mit linksatrialen fokalen Flimmerquellen, die aus einzelnen, dualen oder allen vier Pulmonalvenen kommen, durchgeführt. Es wurde ebenfalls eine weitere Simulation mit Biosignalen (aus der Realität) erstellt. Mit diesen Simulationen konnte nun der elektrische Erregungsablauf sichtbar gemacht werden. Daraufhin wurden die Katheter für die Diagnostik und für die Pulmonalvenenisolation modelliert und in das bestehende Offenburger Herzrhythmusmodell integriert. Bei den Diagnostik-Kathetern handelte es sich um 10-polige Lasso® Katheter, zwei Varianten von PentaRay® NAV eco Katheter und 4-polige Diagnostik-Katheter „OSYPKA FINDER pure®“. Ablationskatheter sind zwei Varianten von Pentaspline Basket pose Katheter und HELIOSTAR™ Ablation Ballon. Abschließend wurden verschiedene Varianten von Isolationsverfahren der Pulmonalvenen modelliert und daraufhin die linksatrialen fokalen Flimmerquellen nach der Isolation der Pulmonalvenen simuliert.
Diese Bachelorthesis befasst sich mit der Testung eines an der TU München entwickelten Biosignalverstärkers zur Registrierung von auditorisch evozierten Potentialen. Ziel dieses Projekts ist die Charakterisierung dieses Verstärkers. Dabei soll geprüft werden, ob der Verstärker AEPs registrieren und um verstellbare Faktoren verstärken kann. Dafür wurde eine MATLAB – Software implementiert, die es erlaubt über eine Soundkarte akustische Signale mittels Kopfhörer auszugeben und zeitgleich die vom Verstärker registrierten Potentiale einzulesen, zu Mitteln und sie grafisch darzustellen.
Erste Versuche wurden mit der Loop Back Box von Interacoustics, einem Schwingkreis, der einen künstlichen Patienten simuliert, durchgeführt. Diese Versuchsreihen zeigten, dass reale Signale gemessen werden. Anschließend konnten Probandenmessungen mit dem Verstärker und Referenzmessungen mit der Eclipse von Interacoustics durchgeführt werden. Bei sämtlichen Messreihen zeigte sich im Vergleich der beiden Systeme hohe Ähnlichkeit der Kurvenverläufe. Insbesondere das zeitliche Auftreten der Jewett V, der größten gemessenen Amplitude, war nahezu identisch. Allerdings stimmen die Amplitudenwerte nicht überein. Während die Amplitude der Jewett V bei Messungen mit der Eclipse um die 1µV erreichte, war die Amplitude beim Verstärker nur ein bis zwei Nanovolt groß. Damit ist die Verstärkung um ein tausendfaches geringer als bei der Eclipse.
Anhand der gewonnenen Erkenntnisse konnten Hardware technische Optimierungen evaluiert und diskutiert werden.
Decarbonisation Strategies in Energy Systems Modelling: APV and e-tractors as Flexibility Assets
(2023)
This work presents an analysis of the impact of introducing Agrophotovoltaic technologies and electric tractors into Germany’s energy system. Agrophotovoltaics involves installing photovoltaic systems in agricultural areas, allowing for dual usage of the land for both energy generation and food production. Electric tractors, which are agricultural machinery powered by electric motors, can also function as energy storage units, providing flexibility to the grid. The analysis includes a sensitivity study to understand how the availability of agricultural land influences Agrophotovoltaic investments, followed by the examination of various scenarios that involve converting diesel tractors to electric tractors. These scenarios are based on the current CO2 emission reduction targets set by the German Government, aiming for a 65% reduction below 1990 levels by 2030 and achieving zero emissions by 2045. The results indicate that approximately 3% of available agricultural land is necessary to establish a viable energy mix in Germany. Furthermore, the expansion of electric tractors tends to reduce the overall system costs and enhances the energy-cost-efficiency of Agrophotovoltaic investments.
Konzeption und Erstellung einer Informationsplattform zur Darstellung von Smart Home Anwendungen
(2022)
Gegenstand dieser Bachelorarbeit ist die Konzeption und Erstellung einer digitalen Informati-onsplattform zur Darstellung von Smart Home Anwendungen und deren Funktionsweise.
Als Grundlage hierfür dient der von der Hahn-Schickard-Gesellschaft für angewandte For-schung errichtete und betriebene „Smarte Caravan (SmaC)“, in welchen zu Demonstrationszwecken einige Sensoren sowie Aktoren aus dem Smart Home Bereich eingebaut wurden.
Für die Erstellung der digitalen Informationsplattform wird daher zunächst eine Analyse sowie ein Vergleich der verschiedenen Möglichkeiten zur interaktiven Darstellung von Informationsinhalten durchgeführt.
Anschließend wird eine Aufstellung von Anwendungen und Szenarien gesammelt, welche in der interaktiven Darstellung integriert werden sollen.
Letztendlich liegt eine interaktive Smart Home Umgebung vor, mit der verschiedene Funktionalitäten des Smart Home erlebbar werden und Informationen darüber gewonnen werden können.
This thesis explores the feasibility and optimization of a solar-thermal sorption system mainly designed to provide cooling but also capable of heating functionalities. Through the development of a black-box model using Python programming, the study delves into the system's performance under various operation modes. Simulation results reveal the effectiveness of adaptive control strategies and pre-heating stages in optimizing efficiency, particularly in cooling modes. In heating assessments, superior performance is observed when utilizing the outdoor coil as the heat source for the heat pump. Challenges related to operational temperature bands are addressed, proposing parallel connections of the heat pump and outdoor coil to enhance performance. Future research directions include refining regression models and incorporating real-time measurement data for improved accuracy, as well as extending simulation duration for comprehensive evaluations. This study contributes valuable insights into the system’s capabilities and applications, laying the groundwork for advancements in heat-driven integrated sustainable energy systems.
Die Visualisierung von Programmabläufen ist ein zentraler Aspekt für Programmieranfänger, um das Verständnis von Codeabläufen zu erleichtern und den Einstieg in der Softwareentwicklung zu unterstützen. In dieser Masterthesis wird ein speziell auf die Bedürfnisse von Einsteigern zugeschnittenes generisches Framework vorgestellt, wobei der Fokus auf einer einfachen, verständlichen aber auch korrekten Darstellung der Programmausführung liegt. Das Framework integriert das Debugger Adapter Protocol, um den Debugger unterschiedlicher Sprachen ansprechen und verwenden zu können.
In dieser Arbeit werden zunächst die Anforderungen für das generische Framework diskutiert. Anschließend werden bestehende Ansätze zur Visualisierung von Programmabläufen ausführlich untersucht und analysiert. Die Implementierung des Frameworks wird daraufhin detailliert beschrieben, wobei besonderer Wert auf die Erweiterbarkeit unterschiedlicher Sprachen gelegt wird.
Um die Eignung des Frameworks zu evaluieren, werden mehrere Aufgaben aus dem ersten Modul mit der jeweiligen Programmiersprache des Studiengangs Angewandte Informatik der Hochschule Offenburg betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Framework mit den Aufgaben umgehen und diese korrekt und verständlich darstellen kann.
Smart Home Security
(2022)
Interoperabilität zwischen Kommunikationsstandards im Smart Home Umfeld wird durch die steigende Anzahl an Geräten und Herstellern zu einer immer größeren Herausforderung. Nutzer müssen genau darauf achten, dass keine Probleme durch die Nutzung mehrerer Kommunikationsstandards entstehen. Oft sind nur Geräte desselben Herstellers oder einer Gruppe von Herstellern vollständig kompatibel, sodass zwangsweise eine Bindung zu den Herstellern aufgebaut wird. Zusätzlich haben die bereits etablierten Standards zahlreiche bekannte Sicherheitslücken, die bei einer unsauberen Implementierung von Angreifern ausgenutzt werden können.
Der neue Kommunikationsstandard Matter der Connectivity Standards Alliance (CSA) verspricht, diese Probleme zu lösen. Matter basiert auf den bereits existierenden Protokollen WiFi, Bluetooth und Thread und zählt bereits viele der großen Smart Home Hersteller, wie Google, Amazon, Apple, Philips und Signify, zu seinen Partnern. Außerdem soll die Sicherheit Matters für den Endnutzer ein fundamentaler Grundsatz in der Entwicklung sein. Die finale Veröffentlichung des Matter-Standards wird laut der CSA im Herbst 2022 erwartet.
Diese Bachelorthesis hat zum Ziel, Matter anhand des Entwurfs und der bereits öffentlichen Referenzimplementierung auf Schwachstellen im Bereich der Informationssicherheit zu untersuchen. Zur Bewertung der konzeptionellen Sicherheitsmaßnahmen werden unter anderem die Funktionsweise, die Einschätzung der Bedrohungslage, die gewählten Sicherheitsprinzipien für die Entwicklung und die Rolle des Datenschutzes betrachtet.
Im Anschluss werden einerseits bestehende Sicherheitslücken und Schwachstellen in den genutzten Kommunikationsprotokollen betrachtet, aber auch praktische Angriffe gegen Matter werden auf Basis der Betrachtung durchgeführt. Dazu werden sowohl ein Replay Attack als auch ein Deauthentication Attack gegen die Referenzimplementierung
durchgeführt.
Abschließend soll die Frage geklärt werden, ob Matter ein ausreichendes Maß an Sicherheit bieten und für Nutzer einen Vorteil schaffen kann.