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Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Fragestellung, inwiefern sich der Einsatz und die Produktion von Lernvideos an baden-württembergischen Berufsschulen aus der Per-spektive von Lehrpersonen auf Lehr- und Lernprozesse auswirken. Auf den ersten Blick ein sehr fokussierter Blick auf ein Randthema, auf eine von vielen didaktischen Möglich-keiten des Unterrichtens. Lernvideos – also irgendeine Methode, die sich aus den tech-nischen Möglichkeiten der digitalen Medien ergeben und eine zeitgemäße Weiterent-wicklung von Overhead-Projektor und Lehrbuch bedeuten. Dies wäre ein sehr verkürzter Blick, ja ein falscher auf dieses Thema. Nicht die technische Umsetzung, nicht die Er-gänzung des didaktischen Methodenpools steht im Vordergrund. Es geht um eine ganz grundsätzliche Sicht auf das Lehren und Lernen an Schulen, um die Kompetenzen, die bei den Schülern als output angestrebt werden, um die Anforderungen und Erwartun-gen welche die Gesellschaft – und vor allem die Arbeitswelt - zukünftig an die heran-wachsenden Generationen stellt. DigitalPakt Schule der Bundesregierung , Industrie 4.0 , Berufsbildung 4.0 sind neue und umfassende Programme, um einen weiteren großen Schritt bei der so genannten digitalen Revolution zu gehen. Digitale Kompetenz, so formuliert das zuständige Minis-terium für Bildung und Forschung zur Begründung des DigitalPakts Schule, ist „[…] von entscheidender Bedeutung für jeden und jede Einzelne, um digitale Medien selbst-bestimmt und verantwortungsvoll nutzen zu können und um gute Chancen auf dem Ar-beitsmarkt zu haben; und für die Gesellschaft, um Demokratie und Wohlstand im 21. Jahr-hundert zu erhalten.“ Auch innerhalb des Schulsystems wird seit langem geforscht und werden Handlungsempfehlungen herausgearbeitet, wie das System Schule auf die Digitalisierung aller Lebensbereiche reagieren muss. Später wird darauf noch näher eingegangen. Beispielhaft eine Aussage einer vom zuständigen Ministerium in Auftrag gegebenen Studie die festhält: Statt Wissensanhäufung und ‚Lernen auf Vorrat‘ sind andere Kompetenzen gefragt: In praxisbezogenen Problemstellungen soll Wissen angewendet werden. Dazu muss neues Wissen selbständig erarbeitet, neue Informationen recherchiert werden. Lernen und Arbeiten wachsen daher immer stärker zusammen. Es geht also bei aller Integration der so genannten ‚Neuen Medien‘ in den Unterrichts-alltag an Schulen immer um die Prozess- und Ergebnisqualität des Lernprozesses. Diese Vorgehensweise bietet auch ein Korrektiv in diesem Tempo der Veränderung, damit nicht jegliche Form der Digitalisierung per se als fortschrittlich und gut bewertet wird, sondern auf den qualitativen Prüfstand gestellt wird. Nicht die technische Mach-barkeit bestimmt den Fortschritt, sondern die Gütekriterien für eine gute Didaktik. Ein weiterer Aspekt dieses Themenbereichs ist, dass bei der didaktischen Nut-zung von Lernvideos die Schule nicht Vorreiter oder gar Erfinder war. Die JIM-Studie aus dem Jahr 2016 zeigt, dass 87% der Jugendlichen und jungen Erwachsenen durchschnitt-lich 200 Minuten pro Tag im Internet surfen um sich zu informieren sowie zur Unterhal-tung. Weiter sehen sich 81% der Befragten mehrmals wöchentlich Videos im Internet an. Dabei steht die Nutzung des Online Portals YouTube an erster Stelle. Das Medium Film ist zusammenhängend als Leitmedium junger Erwachsener anzusehen und bedarf dementsprechend besonderer Aufmerksamkeit. Um nicht einer naiven Fortschrittsgläu-bigkeit zu verfallen soll daher der Einsatz von Lernvideos an baden-württembergischen Berufsschulen anhand einer qualitativen Forschung untersucht werden. Auch aufgrund der noch geringen Verbreitung dieser Lehr- und Lernform würde bei einer quantitativen Vorgehensweise kein ausreichendes Datenmaterial zur Verfügung stehen. Die vorlie-gende Arbeit fokussiert die Einbeziehung vorgefertigter Lernvideos in den Unterricht wie auch die eigene Herstellung und die damit verbundenen Lernprozesse. Da Lernvi-deos – zumindest von Ihrer Definition - eine sehr umfassende Möglichkeit selbstgesteu-erten Lernens beinhalten sollen, wird der Frage nachgegangen, ob Lernvideos auch im Rahmen von ‚Flipped Classroom‘ Anwendung finden können. Aufgrund bisheriger Erfahrungen und theoretischen Auseinandersetzungen des Autors mit den Themen Film und digitale Medien wird der Arbeit folgende Hypothese vorweg-gestellt: Der Einsatz und die Herstellung von Lernvideos im Unterricht an Berufsschu-len steigert die Prozess- wie auch die Ergebnisqualität des Unterrichts. Die Auswertung wird zeigen, ob diese Lehr- und Lernmethode ein Baustein ist, die di-daktische Qualität des Unterrichts an die Anforderungen der digitalen Revolution anzu-passen. Konkret soll die medienpädagogische Untersuchung auf Grundlage von 3 Forschungs-fragen durchgeführt werden. 1. Wie beeinflusst der Einsatz und die Herstellung von Lernvideos im Unterricht an beruflichen Schulen die Lehrer/Schüler Interaktion und wie verändert sich die Rolle der Lehrperson? 2. Wie wirken sich der Einsatz und die Herstellung von Lernvideos auf die Qualität des Unterrichts aus und lässt sich ein höherer Lernerfolg bei den Schülerinnen und Schülern feststellen? 3. Welche Rahmenbedingungen müssen an den Berufsschulen vorhanden sein, um diese Lehr- und Lernmethode gut integrieren zu können. Aufbau und Ablauf dieser medienpädagogischen Untersuchung gliedert sich wie folgt: In Kapitel 2 findet eine Auseinandersetzung mit den mannigfaltigen Begrifflichkeiten statt, die in der Diskussion verwendet werden. Digitale Kompetenz, Medienkompetenz, Medi-enbildung, Medienpädagogik, sind Begriffe, die teilweise synonym verwendet werden, dadurch aber nicht zu Klarheit und Präzision führen. Oftmals entstehen aufgrund dieses Problems Verwirrungen, die für den Bereich beruflicher Praxis wenig hilfreich sind. In Ableitung daraus soll das Thema in der bildungspolitischen Diskussion veror-tet werden, aber auch untersucht, inwieweit Gütekriterien für guten Unterricht in die Arbeit mit digitalen Medien integriert werden können. Im 3. Kapitel wird genauer auf die theoretischen Erkenntnisse und Forderungen der Lerntheorie eingegangen, mit Hilfe der Aspekte konstruktivistisches, kooperatives und selbstgesteuertes Lernen. Daraus folgernd, wie dieses Verständnis über Lernprozesse bei der Arbeit mit Lernvideos im Unterricht didaktisch umgesetzt werden kann. Im 4. Kapitel wird, ausgehend von einer kurzen theoretischen Begründung der qualitativen Sozialforschung, das Forschungsdes-ign beschrieben und ein Leitfaden für die Experteninterviews entwickeln. Nach Auswer-tung der transkribierten Gespräche werden die gewonnen Erkenntnisse auf die For-schungsfragen und die Erkenntnisse des Theorieteils bezogen. Wünschenswert wäre, wenn diese Arbeit einen kleinen Baustein in die Diskussion eingebringen kann, wie die Formen heutiger Wissens- und Informationsverarbeitung sowie die prognostizierten Anforderungen der Arbeitswelt, in die Didaktik schulischen Lernens eingehen können.

Diese Thesis befasst sich mit der Konzeption, Kommunikation und Umsetzung eines eigens ins Leben gerufenen Non-Profit Projekts namens green&easy. Der Name verdeutlicht den Ursprungsgedanken, aus dessen Überzeugung die Idee entstand: „green“ steht für einen nachhaltigen Lifestyle und „easy“ für den Gedanken, dass Umweltschutz nicht kompliziert oder belastend sein muss. Das Projekt ist der Versuch Umweltschutz mal anders anzugehen. Statt sich auf die Politik und wissenschaftliche Durchbrüche zu verlassen, setzt green&easy mit einem Buttom-Up-Ansatz bei den kleinen alltäglichen Handlungen an. Umweltschutz einfach und attraktiv zu machen, um den Einzelnen zum Handeln zu ermuti-gen – das ist das Ziel von green&easy.

Controlling ist ein Begriff aus der Wirtschaftslehre und bezeichnet nicht Kontrollle, sondern Prozeßsteuerung. Definierte Ziele werden durch kleinteilige Messungen und permanente Überwachung aller Arbeitsschritte und Handlungen der beteiligten Personen protokolliert und stetig optimiert. Dieses Konzept der Planungs-, Koordinations- und Kontrollaufgaben wird beim „Bildungs-Controlling“ auf Schulen und Hochschulen übertragen. Ziel ist dabei, entsprechend der Gary Beckerschen Humankapitaltheorie, die Produktion von Humankapital mit validierten Kompetenzen. Zwei Probleme gibt es dabei: Lernen und vor allem Verstehen lassen sich nicht automatisieren und auch nicht automatisiert prüfen. Und: Sozialsysteme unter dem Regime der Kennzahlen des Quality Management (QM) oder Total Quality Management (TQM) verlieren ihre Eigenschaft als soziale Systeme

Die Digitalisierung aller Lebensbereiche ist kein Technik-, sondern ein Systemwechsel. Alles, was wir im Netz tun, wird verdatet; idealiter prenatal bis postmortal. Dieser Datenpool wird mit immer ausgefeilteren Algorithmen des Big Data Mining analysiert und mit Methoden der Empirie, Statistik und Mustererkennung ausgewertet. Der Mensch wird zum Datensatz. Je früher Menschen psychometrisch vermessen werden können, desto exaktere Persönlichkeits-, Lern- und Leistungsprofile entstehen – und umso leichter ist die Einflussnahme. Das ist der Grund für die Forderung nach Digitaltechnik in KiTas und Grundschulen. Menschen werden daran gewöhnt zu tun, was Maschinen ihnen sagen. Das ist Gegenaufklärung aus dem Silicon Valley per App und Web. Wie Alternativen aussehen können, zeigt dieser Beitrag.

Dieses Lehrbuch stellt die Numerische Physik anhand einer Vielzahl von Beispielen aus den Bereichen Mechanik, Elektrodynamik, Optik, Statistischer Physik und Quantenmechanik dar. Der Leser lernt hier nicht nur die wichtigsten numerischen Techniken in der Programmiersprache C++ kennen, sondern erhält auch neue Einblicke in die Physik, die konventionelle Zugänge nicht bieten. Das Werk schließt damit eine Lücke zwischen den Standardlehrbüchern der Theoretischen Physik und denen der reinen Programmierung. Zu jedem der physikalischen Themen gibt es eine kurze Wiederholung des theoretischen Hintergrunds und anschließend werden ausgewählte Beispiele im Detail ausgearbeitet. Übungen am Ende des Kapitels bieten weitere Gelegenheit die Anwendungen des Gelernten zu vertiefen. Das Buch richtet sich vornehmlich an Physikstudierende höherer Semester, die bereits über eine Basis in Theoretischer Physik verfügen und auch Grundkenntnisse in der Programmierung in C++ mitbringen. Auf der Produktseite zum Buch auf springer.com finden sich alle Quelltexte zu den Programmen im Buchtext zum Download. Im Anhang erhalten Sie eine Zusammenstellung und Erläuterung frei verfügbarer Software, die sowohl dem Windows-Anwender als auch dem Linux-Freund alle Werkzeuge an die Hand gibt, die er zur Bearbeitung anspruchsvoller physikalischer Fragestellungen benötigt - von Compilern über numerische Bibliotheken bis hin zu Visualisierungstools.

Das Team "magmaOffenburg" nimmt seit 2009 an der 3D-Simulationsliga des RoboCups teil. Wie gut das Laufen auf zwei Beinen in der verwendeten Simulationsumgebung "SimSpark" funktioniert ist einer der zentralen Faktoren für ein erfolgreiches Abschneiden. Bisher wird für das Laufen ausschließlich eine inverskinematische Walk-Engine verwendet. In dieser Arbeit wird mit genetischen Algorithmen und einer modellfreien Parametrisierung Laufen komplett "from scratch" gelernt. Derselbe Ansatz wurde zuvor bereits erfolgreich für das Lernen von Kicks eingesetzt. Gegenüber der alten Walk-Engine zeichnet diesen Ansatz besonders aus, dass zum ersten Mal die Zehengelenke genutzt werden, welche eines der verfügbaren Robotermodelle besitzt. Dies ermöglicht einen natürlicheren und schnelleren Gang. Zwar ist die Stabilität des gelernten Laufens noch nicht vergleichbar mit dem bisherigen (der Spieler fällt etwa 26% häufiger hin), aber beispielsweise beim Vorwärtslaufen konnten mit einer Geschwindigkeit von 1.3 m/s statt 1 m/s Steigerungen von 30% erzielt werden. Darüber hinaus wurde untersucht, wie dem Agenten im Anschluss an das gelernte Laufen wieder ein Übergang zur alten Walk-Engine gelingen kann. Der erfolgreichste Ansatz basiert ebenfalls wieder auf einer mit genetischen Algorithmen trainierten Bewegung. Er ist in etwa der Hälfte der Fälle erfolgreich.

Webassembly is a new technology to create application in a new way. Webassembly is being developed since 2017 by the worldwide web consortium (w3c). The primary task of webassembly is to improve web applications. Today, more and more applications are being created as web applications. Web applications have some advantages - they are platform independent and even mobile platforms can run them, and no installation is needed apart from a modern web browser. Currently, web applications are being developed in JavaScript (JS), hypertext mark-up language 5 (HTML 5), and cascading style sheets (CSS). These technologies are not made for huge web applications, but they should not be replaced by webassembly; rather, webassembly is an extension to the currently existing technology. The purpose of webassembly is to fix or improve the problems in web applica- tion development. This master’s thesis reviews all of the aspects and checks whether the promises of webassembly are kept and where problems still exist.

Unternehmen erzielen durch den Einsatz von Big Data-Analyse bereits heute eine Umsatzsteigerung, bei gleichzeitiger Kostensenkung. Trotzdem setzen lediglich 36% der mittelständischen Unternehmen in Deutschland auf Big-Data Initiativen. Diese Unternehmen sind sich nicht bewusst, welchen Datenschatz sie bereits besitzen, allerdings nicht gewinnbringend nutzen. Ziel der Arbeit ist es, die Herausforderungen mit denen Unternehmen in der digitalen Transformation konfrontiert werden, sowie die Chancen, die sich durch den Einsatz von Datenanalyse ergeben, herauszuarbeiten. Die Arbeit stellt einen Leitfaden für kleine und mittelständische Unternehmen dar, die erste Erfahrungen mit Big Data-Analytics machen möchten.

Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Usability-Untersuchung des Zwischenstands der neuen Unternehmenswebseite www.dekoanddesign.de vom 30.01.2017. Das Ziel ist die Ermittlung von Schwierigkeiten im Hinblick auf die Gebrauchstauglichkeit der Webseite und die daraus resultierende Ableitung konkreter Handlungsempfehlungen. Die Autorin analysiert den zur Verfügung gestellten Untersuchungsgegenstand im Hinblick auf die theoretisch erarbeiteten Richtlinien und Qualitätskriterien der Web-Usability. Um die Webseite zusätzlich aus dem Blickwinkel potenzieller Nutzer betrachten zu können, wurde ein Usability-Test durchgeführt. Die Erkenntnisse aus der Analyse wurden hierbei anhand der Beobachtung und der direkten qualitativen Befragung der Probanden bestätigt, sowie weitere Probleme erfasst. Dabei konnte ermittelt werden, dass die Webseite zum Untersuchungszeitpunkt keine fundamentalen Barrieren beinhaltet hat, die eine kontinuierliche Verwendung der Seite behindern. Dennoch hat sich ergeben, dass einige Schwachstellen bezüglich der Gebrauchstauglichkeit bestehen, die für eine einwandfreie Nutzung optimiert werden sollten. Die Hauptproblematik liegt dabei in der Navigationsstruktur, die stellenweise unvollständig und nicht einheitlich strukturiert ist. Um die vorliegende Webseite anschließend im Sinne der Benutzerfreundlichkeit perfektionieren zu können, wurden daraus konkrete Handlungsempfehlungen abgeleitet. Bestehende Strukturen und Inhalte sollten an einigen Stellen neu organisiert und fehlende Komponenten ergänzt werden. Die Webseite sollte sich auf die Kerninhalte und -elemente konzentrieren und unnötige Informationen sowie Effekte sollten entfernt werden. Die optische Gestaltung von Texten und mehr sollte an die Anforderungen im Web angepasst werden. Die erarbeiteten Handlungsempfehlungen dienen als Grundlage für die geplante Optimierung der Webseite innerhalb des Usability Engineerings.

This paper describes a project absolved to increase the material flow through the LTCC production of the Bosch Anderson Plant in South Carolina, USA. To archive this goal the regarded value stream is introduced first. The bottleneck, which is limiting the material flow is found and eliminated in order to increase the output of the machine and consequently improve the material flow through the whole value stream. The completed projects made for this purpose result in a 13% increase. To control the material flow the inventory sizes are determined. The inventories, from which the size is desired to be determined, include climatization processes to dry the pastes that are applied in the previous process steps. Therefore, a separation of the parts in the production process climatization and the buffer is necessary first. After that the buffer can be eliminated and the inventory areas minimized. The results are smaller and controlled buffer sizes that make part of the floor space unnecessary. A welcomed side effect is the solution to a production problem of warped parts because of too long climatization times. Observations over time show that the results of the buffer limitations are just right to improve the material flow through the LTCC production.

Die folgende Arbeit stellt dar, wie die Installationstester C.A 6116N/6117 schnell und effizient kalibriert werden können. Es wird erklärt, wie die automatisierte Kalibrierroutine entworfen ist.

The development of secure software systems is of ever-increasing importance. While software companies often invest large amounts of resources into the upkeeping and general security properties of large-scale applications when in production, they appear to neglect utilizing threat modeling in the earlier stages of the software development lifecycle. When applied during the design phase of development, and continuously during development iterations, threat modeling can help in following a “Security by Design” approach. This approach allows issues relating to IT security to be found early during development, reducing the need for later improvement – and thus saving resources in the long term. In this thesis the current state of threat modeling is investigated. Based on this analysis, requirements for a new tool are derived. These requirements are then used to develop a new tool, called OVVL, which utilizes all main components of current threat modeling methodologies, as well as functionality not available in existing solutions. After documenting the development process and OVVL in general, this newly developed tool is used to conduct two case studies in the field of e-commerce and IoT.

Seit September 2018 ist die Hochschule Offenburg im Besitz einer Hörkabine, in der ein Schallquellenlokalisationstest im Rahmen dieser Bachelorarbeit aufgebaut wurde. Eine Schallquellenlokalisation ist im Alltag für Normalhörende in den meisten Fällen keine Schwierigkeit. Wir Menschen sind in der Lage mit einer Genauigkeit von 1° bis 2° eine Schallquelle zu lokalisieren (Feigenspan 2017,S.624). Entfällt jedoch das Hörvermögen auf einer Seite, so verschlechtert sich die Lokalisationsfähigkeit erheb-lich. Um Schallquellen präzise lokalisieren zu können, werden optimaler Weise beide Ohren benötigt. Heutzutage gibt es viele Hörsysteme, um diverse Hörstörungen zu therapieren. Den-noch bleibt die Lokalisationsfähigkeit für Menschen mit einseitiger Taubheit, bezie hungsweise asymmetrischen Hörverlust eine Herausforderung. Ein Schallquellenlo kalisationstest findet Anwendung in der Klinik, um eine bestmögliche Versor gung/Therapie durch Hörsysteme zu gewährleisten. Ziel dieser Bachelorarbeit war der Aufbau eines Lokalisationstestes nach Leitlinien einer wissenschaftlichen Publikation, sowie die Durchführung an fünf freiwilligen Normalhörenden. Die Realisierung umfasste den Aufbau der Lautsprecher, die An-steuerung mithilfe einer externen Soundkarte und MATLAB, eine Kalibrierung der Lautsprecher und die Durchführung der Tests.

Zum aktuellen Zeitpunkt sind alle Sensoren einer Herz-Lungen-Maschine des Unternehmens Getinge kabelgebunden. Dadurch besteht das Risiko, dass sich während einer OP Keime auf den Kabeln sammeln, die Kabel steigern den Zeitaufwand beim Reinigen und Konnektieren und lassen das Gesamtsystem unübersichtlich wirken. Das Ziel dieser Arbeit ist es, ein Konzept zu entwickeln, wie die Datenübertragung von einem Sensor zu einer Herz-Lungen-Maschine drahtlos erfolgen kann. Dazu wurden elf gewichtete Anforderungen an einen Funkstandard für eine drahtlose Datenübertragung definiert. Bezüglich dieser Anforderungen wurden 15 Funkstandards anhand einer Literaturrecherche analysiert. Es stellte sich heraus, dass sich ZigBee, IEEE 802.15.6, Z-Wave und EnOcean für diese Anwendung eignen, wobei ZigBee im Vergleich zu den anderen Funkstandards als am besten geeignet bewertet wurde. Um die Eigenschaften von ZigBee bezüglich der definierten Anforderungen zu verifizieren, wurde ein ZigBee-Prototyp implementiert und getestet. Für die Bereitstellung der Mess-Funktionalität für die Tests wurde ein Programm in C++ geschrieben. Mit Hilfe dieser Tests konnte die Erfüllung der Anforderungen von ZigBee bestätigt werden. Auf dieser Grundlage ist es möglich, die drahtlose Datenübertragung zwischen Sensor und Herz-Lungen-Maschine auf Basis des ZigBee-Funkstandards zu entwickeln. Ausblickend ist es für die Entwicklung von drahtlosen Sensoren einer Herz-Lungen-Maschine ratsam, die Akzeptanz der Anwender zu erfragen und die regulatorischen Anforderungen für Funk bei Medizinprodukten zu erläutern.

Die Arbeit verfolgt das Ziel zu eruieren, welche Visual-Social-Mediakommunikationsstrategie, insbesondere unter Beobachtung der Visual-Social-Plattformen, aktuell am erfolgversprechendsten für die Hochzeitsmedienbranche ist. Die neu gewonnenen Erkenntnisse der Ausarbeitung und die anschließenden Handlungsempfehlungen sollen als Leitfaden für eine sinnvolle und Erfolg versprechende Visual Social Marketingkommunikationsstrategie für Hochzeitsblogs/ -Blogazine genutzt werden können. Der Leitfaden soll auf die Entwicklungen in der Zielgruppe eine passende Reaktion bieten und die Online-Marketingkommunikationsstrategie insbesondere der von Hochzeitsblogs und – Blogazine zukunftsfähig bereichern.

In dieser Bachelor Thesis geht es um das Internet Protokoll Version 6, insbesondere um die Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC). Hierfür wurde ein Netzwerk aufgebaut und entsprechend konfiguriert. Zur Veranschaulichung wurde daraufhin ein Laborversuch über eine Webschnittstelle realisiert, der den Ablauf von SLAAC und die Adressauflösung durchläuft. Schritt für Schritt kann so die Adressvergabe und die einzelnen Vorgänge verfolgt und die jeweiligen Aufgaben bearbeitet werden.

Unternehmenswachstum mit begrenztem Working Capital

Vorrichtung (2) zur Analyse von Urin, umfassend: – eine Zuführ- und Abführeinrichtung (7), welche zur Zuführung einer bestimmten Urinmenge in eine wenigstens einen Analysebereich (8) aufweisende Analysekammer (9) eines Urinteststreifens (10) und zur Abführung einer bestimmten Urinmenge aus einer wenigstens einen Analysebereich (8) aufweisenden Analysekammer (9) eines Urinteststreifens (10) eingerichtet ist, wobei die Zuführ- und Abführeinrichtung (7) wenigstens ein bewegbar gelagertes Zuführ- und/oder Abführelement (28, 29) zum Zuführen einer bestimmten Urinmenge in einen Zuführbereich (33) der Analysekammer (9) des Urinteststreifens (10) und/oder zum Abführen einer bestimmten Urinmenge aus einem Abführbereich (34) der Analysekammer (9) des Urinteststreifens (10) aufweist, und – eine Erfassungseinrichtung (11), welche zur Erfassung einer zumindest abschnittsweisen Änderung wenigstens eines optisch erfassbaren Parameters, welcher sich in Abhängigkeit der Zusammensetzung einer diesen kontaktierenden Urinmenge optisch erfassbar verändert, des oder eines entsprechenden Analysebereichs (8) des oder eines entsprechenden Urinteststreifens (10) sowie zur Erzeugung einer Erfassungsinformation, welche wenigstens einen optisch erfassten Parameter des oder eines entsprechenden Analysebereichs (8) oder eine Änderung eines solchen beschreibt, eingerichtet ist.

In this paper, we establish a simple model for the exchange of messages in a vehicular network and we consider fundamental limits on the achievable data rate. For a vehicular network, the exchange of data with other nearby vehicles is particularly important for traffic safety, e.g. for collision avoidance, but also for cooperative applications like platooning. These use cases are currently addressed by standards building on IEEE 802.11p, namely ITS-G5 and DSRC (dedicated short range communication), which encounter saturation problems at high vehicle densities. For this reason, we take a step back and ask for the fundamental limits for the common data rate in a vehicular network. After defining a simple single-lane model and the corresponding capacity limits for some basic multiple- access schemes, we present results for a more realistic setting. For both scenarios, non-orthogonal multiple-access (NOMA) yields the best results.

Nonlinearity can give rise to intermodulation distortions in surface acoustic wave (SAW) devices operating at high input power levels. To understand such undesired effects, a finite element method (FEM) simulation model in combination with a perturbation theory is applied to find out the role of different materials and higher order nonlinear tensor data for the nonlinearities in such acoustic devices. At high power, the SAW devices containing metal, piezoelectric substrate, and temperature compensating (TC) layers are subject to complicated geometrical, material, and other nonlinearities. In this paper, third-order nonlinearities in TC-SAW devices are investigated. The materials used are LiNbO 3 -rot128YX as the substrate and copper electrodes covered with a SiO 2 film as the TC layer. An effective nonlinearity constant for a given system is determined by comparison of nonlinear P-matrix simulations to third-order intermodulation measurements of test filters in a first step. By employing these constants from different systems, i.e., different metallization ratios, in nonlinear periodic P-matrix simulations, a direct comparison to nonlinear periodic FEM-simulations yields scaling factors for the materials used. Thus, the contribution of the different materials to the nonlinear behavior of TC-SAW devices is obtained and the role of metal electrodes, substrate, and TC film are discussed in detail.

For an elastic medium containing a homogeneous distribution of micro-cracks, an effective one-dimensional stress-strain relation has been determined with finite element simulations. In addition to flat micro-cracks, voids were considered that contain a Hertzian contact, which represents an example for micro-cracks with internal structure. The orientation of both types of micro-cracks was fully aligned or, for flat micro-cracks, totally random. For micro-cracks with Hertzian contacts, the case of random orientation was treated in an approximate way. The two types of defects were found to give rise to different degrees of non-analytic behavior of the effective stress-strain relation, which governs the nonlinear propagation of symmetric (S0) Lamb waves in the long-wavelength limit. The presence of flat micro-cracks causes even harmonics to grow linearly with propagation distance with amplitudes proportional to the amplitude of the fundamental wave, and gives rise to a static strain. The presence of the second type of defects leads to a linear growth of all harmonics with amplitudes proportional to the power 3/2 of the fundamental amplitude, and to a strain-dependent velocity shift. Simple expressions are given for the growth rates of higher harmonics of S0 Lamb waves in terms of the parameters occurring in the effective stress-strain relation. They have partly been determined quantitatively with the help of the FEM results for different micro-crack concentrations.

This paper is discussing the development of a wireless Indoor Smart Gardening System with the focus on energy autonomous working. The Smart Gardening System, which is presented in this paper consists of a network of energy autonomous wireless sensor nodes which are used for monitoring important plant parameters like air temperature, soil moisture, pressure or humidity and in future to control an actuator for the plant irrigation and to measure further parameter as light and fertilizer level. Solar energy harvesting is used for powering the wireless nodes without the usage of a battery. Comparable Smart Gardening Systems are usually battery-powered. Furthermore, the overall Smart Gardening System consists of a battery powered gateway based on a Raspberry Pi 3 system, which controls the wireless nodes and collects their sensor data. The gateway is able to send the information to an internet server application and via Wi-Fi to mobile devices. Particularly the architecture of the energy autonomous wireless nodes will be considered because fully energy autonomous wireless networks could not be implemented without special concepts for the energy supply and architecture of the wireless nodes.

Der Entwurf und die Realisierung gedruckter Schaltungen oder Elektronikkomponenten stellt ein intensives Thema der Forschung dar. Forschungsgruppen beschäftigen sich zunehmend mit der Entwicklung von gedruckten Energy Harvestern, weil diese kostengünstig und einfach herstellbar sind. Das Energy Harvesting (EH) oder auch das ”Mikro Energy Harvesting“ (MEH) bezeichnet die Gewinnung von elektrischer Energie aus der Umgebung, um elektronische Verbraucher zu versorgen, kontinuierliche Leistungen zu erzeugen, das System energieeffizienter zu machen, sowie die Energiespeicherung im Mikrowattbereich zu gewährleisten. Energy Harvesting-Systeme stellen eine Alternative gegenüber der Energieversorgung autarker Low-Power-Elektronik mit Batterien dar. Das Energiemanagement solcher EH-Systeme ist jedoch eine Herausforderung aufgrund der Energieverfügbarkeit und der im Zeitablauf nicht konstanten Verlustleistung. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über die derzeit existierenden ultra low-power Energiemanagement Schaltungen für Energy Harvester. Dabei wird insbesondere der Fokus auf gedruckte Energy Harvester gelegt. Es soll aufgezeigt werden, welche Aspekte der vorgestellten Energieversorgungsschaltungen bei der Entwicklung eines Energieversorgungschips für gedruckte Energy Harvester berüucksichtigt werden sollen.

The economic dispatch (ED) problem is a large-scale optimization problem in electricity power grids. Its goal is to find a power output combination of all generator nodes that meet the demand of the customers at minimum operating cost. In recent years, distributed protocols have been proposed to replace the traditional centralized ED calculation for modern smart grid infrastructures with the most realistic being the one proposed by Binetti et al. (2014). However, we show that this protocol leaks private information of the generator nodes. We then propose a privacy-preserving distributed protocol that solves the ED problem. We analyze the security of our protocol and give experimental results from a prototype implementation to show the feasibility of the solution.

Optische Navigationssysteme weisen bisher eine eindeutige Trennung zwischen nachverfolgendem Gerät (Tool Tracker) und nachverfolgten Geräten (Tracked Tools) auf. In dieser Arbeit wird ein neues Konzept vorgestellt, dass diese Trennung aufhebt: Jedes Tracked Tool ist gleichzeitig auch Tool Tracker und besteht aus Marker-LEDs sowie mindestens einer Kamera, mit deren Hilfe andere Tracker in Lage und Orientierung nachverfolgt werden können. Bei Verwendung von nur einer Kamera geschieht dies mittels Pose Estimation, ab zwei Kameras werden die Marker-LEDs trianguliert. Diese Arbeit beinhaltet die Vorstellung des neuen Peer-To-Peer-Tracking-Konzepts, einen sehr schnellen Pose-Estimation-Algorithmus für beliebig viele Marker sowie die Klärung der Frage, ob die mit Pose Estimation erreichbare Genauigkeit vergleichbar mit der eines Stereo-Kamera-Systems ist und den Anforderungen an die chirurgische Navigation gerecht wird.

Nowadays, robotic systems are an integral part of many orthopedic interventions. Stationary robots improve the accuracy but also require adapted surgical workflows. Handheld robotic devices (HHRDs), however, are easily integrated into existing workflows and represent a more economical solution. Their limited range of motion is compensated by the dexterity of the surgeon. This work presents control algorithms for HHRDs with multiple degrees of freedom (DOF). These algorithms protect pre- or intraoperatively defined regions from being penetrated by the end effector (e.g., a burr) by controlling the joints as well as the device’s power. Accuracy tests on a stationary prototype with three DOF show that the presented control algorithms produce results similar to those of stationary robots and much better results than conventional techniques. This work presents novel and innovative algorithms, which work robustly, accurately, and open up new opportunities for orthopedic interventions.

The CAN bus still is an important fieldbus in various domains, e.g. for in-car communication or automation applications. To counter security threats and concerns in such scenarios we design, implement, and evaluate the use of an end-to-end security concept based on the Transport Layer Security protocol. It is used to establish authenticated, integrity-checked, and confidential communication channels between field devices connected via CAN. Our performance measurements show that it is possible to use TLS at least for non time-critical applications, as well as for generic embedded networks.

Die Sortimentskompetenz hat sich in vielen Studien als zentraler Erfolgsfaktor des Einzelhandels allgemein sowie des Mode-Einzelhandels im Besonderen herausgestellt. Der vorliegende Beitrag untersucht auf der Basis einer repräsentativen Online-Befragung bei 1000 Probanden, welche Einzeldimensionen die Sortimentskompetenz ausmachen und wie relevant sie für die Verbraucher sind. Darüber hinaus wird untersucht, welchen Einfluss generalistische Sortimentsstrategien auf die Beurteilung der Sortiments-kompetenz aufweisen.

Bei vielen Schulungen, Unterrichten und Weiterbildungen kommen PowerPoint-Präsentationen zum Einsatz, welche durch epische Länge, Unmengen von Informationen und Text charakterisiert sind. Zur Folge haben kann dies, dass die meisten Zuhörer binnen kürzester Zeit gedanklich abschalten, den Wortregen über sich ergehen lassen und dabei andere Dinge in den Fokus ihrer Aufmerksamkeit stellen. Die Autoren zeigen, wie und warum der »Zuhörer« zu einem »Zuschauer« werden sollte – sprich: die zu vermittelnden Aspekte und Informationen als einfache Bilder komprimiert darzustellen. Der folgende Beitrag setzt sich mit dieser Art von Perspektivenwechsel kontrovers auseinander und gibt für den Praxisalltag mögliche Lösungsansätze.

M2M-Kommunikation und Mobilfunk waren noch vor wenigen Jahren synonym. Als Alternative für die Datenübertragung in IoT-Applikationen wurden jüngst Low-Power-Wide-Area-Netzwerke entwickelt. Prof. Dr.-Ing. Axel Sikora kommentiert die neue Wettbewerbssituation.

Uncontrollable manufacturing variations in electrical hardware circuits can be exploited as Physical Unclonable Functions (PUFs). Herein, we present a Printed Electronics (PE)-based PUF system architecture. Our proposed Differential Circuit PUF (DiffC-PUF) is a hybrid system, combining silicon-based and PE-based electronic circuits. The novel approach of the DiffC-PUF architecture is to provide a specially designed real hardware system architecture, that enables the automatic readout of interchangeable printed DiffC-PUF core circuits. The silicon-based addressing and evaluation circuit supplies and controls the printed PUF core and ensures seamless integration into silicon-based smart systems. Major objectives of our work are interconnected applications for the Internet of Things (IoT).

The next generation cellular networks are expected to improve reliability, energy efficiency, data rate, capacity and latency. Originally, Machine Type Communication (MTC) was designed for low-bandwidth high-latency applications such as, environmental sensing, smart dustbin, etc., but there is additional demand around applications with low latency requirements, like industrial automation, driver-less cars, and so on. Improvements are required in 4G Long Term Evolution (LTE) networks towards the development of next generation cellular networks for providing very low latency and high reliability. To this end, we present an in-depth analysis of parameters that contribute to the latency in 4G networks along with a description of latency reduction techniques. We implement and validate these latency reduction techniques in the open-source network simulator (NS3) for narrowband user equipment category Cat-Ml (LTE-M) to analyze the improvements. The results presented are a step towards enabling narrowband Ultra Reliable Low Latency Communication (URLLC) networks.

The Datagram Transport Layer Security (DTLS) protocol has been designed to provide end-to-end security over unreliable communication links. Where its connection establishment is concerned, DTLS copes with potential loss of protocol messages by implementing its own loss detection and retransmission scheme. However, the default scheme turns out to be suboptimal for links with high transmission error rates and low data rates, such as wireless links in electromagnetically harsh industrial environments. Therefore, in this paper, as a first step we provide an analysis of the standard DTLS handshake's performance under such adverse transmission conditions. Our studies are based on simulations that model message loss as the result of bit transmission errors. We consider several handshake variants, including endpoint authentication via pre-shared keys or certificates. As a second step, we propose and evaluate modifications to the way message loss is dealt with during the handshake, making DTLS deployable in situations which are prohibitive for default DTLS.

The paper describes the methodology and experimental results for revealing similarities in thermal dependencies of biases of accelerometers and gyroscopes from 250 inertial MEMS chips (MPU-9250). Temperature profiles were measured on an experimental setup with a Peltier element for temperature control. Classification of temperature curves was carried out with machine learning approach. A perfect sensor should not have thermal dependency at all. Thus, only sensors inside the clusters with smaller dependency (smaller total temperature slopes) might be pre-selected for production of high accuracy inertial navigation modules. It was found that no unified thermal profile (“family” curve) exists for all sensors in a production batch. However, obviously, sensors might be grouped according to their parameters. Therefore, the temperature compensation profiles might be regressed for each group. 12 slope coefficients on 5 degrees temperature intervals from 0°C to +60°C were used as the features for the k-means++ clustering algorithm. The minimum number of clusters for all sensors to be well separated from each other by bias thermal profiles in our case is 6. It was found by applying the elbow method. For each cluster a regression curve can be obtained.

Es wird ein Verfahren zur Herstellung einer porösen Masse oder eines porösen Formkörpers aus anorganischem Polymer beschrieben, bei dem Wasserglas mit einem Carbonat in bestimmten Mengen gehärtet wird und dabei verschiedene weitere Stoffe zugesetzt werden können. Außerdem werden poröse Massen und Formkörper, die mit diesem Verfahren erhältlich sind, beschrieben und deren Verwendung.

Colored glass products with various printing technologies are becoming more important in industry. The aim is to achieve individual solution in a very short delivery time. Conventional thermal treatment of burning glasses in oven for tempered color printing has predominant issues with high time consumption, energy consumption and manufacturing cost. It requires alternative process development. This paper proposes laser process to overcome issues in conventional treatment with the latest results of tempering colored glass. Samples have been analyzed with the scanning electron microscope (SEM). Two different laser systems have been applied and the glass has been printed with black paste.

The implementation of new technologies in production plants often causes negative side effects and drawbacks. In this context, the prediction of the secondary problems and risks can be used advantageously for selecting best solutions for intensification of the processes. The proposed method puts primary emphasis on systematic and fast anticipation of secondary problems using patent documents, and on extraction and prediction of possible engineering contradictions within novel technical systems. The approach comprises three ways to find secondary problems: (a) direct knowledge-based identification of secondary problems in new technologies or equipment; (b) identification of secondary problems of prototypes mentioned in patent citation trees; and (c) prediction of negative side effects using the correlation matrix for invention goals and secondary problems in a specific engineering domain.

Process engineering (PE) focuses on the design, operation, control and optimization of chemical, physical and biological processes and has applications in many industries. Process intensification (PI) is the key development approach in the modern process engineering. The theory of inventive problem solving (TRIZ) is today considered as the most comprehensive and systematically organized invention knowledge and creative thinking methodology. This paper analyses the opportunities of TRIZ application in PE and especially in combination with PI. In this context the paper outlines the major challenges for TRIZ application in PE, conceptualizes a possible TRIZ-based approach for process intensification and problem solving in PE, and defines the corresponding research agenda. It also presents the results of the original empirical innovation research in the field of solid handling in the ceramic industry, demonstrates a method for identification and prediction of contradictions and introduces the concept of the probability of contradiction occurrence. Additionally, it describes a technique of process mapping that is based on the function and multi-screen analysis of the processes. This technique is illustrated by a case study dealing with granulation process. The research work presented in this paper is a part of the European project “Intensified by Design® platform for the intensification of processes involving solids handling”.

Economic growth and ecological problems motivate industries to apply eco-friendly technologies and equipment. However, environmental impact, followed by energy and material consumption still remain the main negative implications of the technological progress in process engineering. Based on extensive patent analysis, this paper assigns more than 250 identified eco-innovation problems and requirements to 14 general eco-categories with energy consumption and losses, air pollution, and acidification as top issues. It defines primary eco-engineering contradictions, in case eco-problems appear as negative side effects of the new technologies, and secondary eco-engineering contradictions, if eco-friendly solutions have new environmental drawbacks. The study conceptualizes a correlation matrix between the eco-requirements for prediction of typical eco-contradictions on example of processes involving solids handling. Finally, it summarizes major eco-innovation approaches including Process Intensification in process engineering, and chronologically reviews 66 papers on eco-innovation adapting TRIZ methodology. Based on analysis of 100 eco-patents, 58 process intensification technologies, and literature, the study identifies 20 universal TRIZ inventive principles and sub-principles that have a higher value for environmental innovation.

Accelerated transformation of the society and industry through digi-talization, artificial intelligence and other emerging technologies has intensified the need for university graduates that are capable of rapidly finding breakthrough solutions to complex problems, and can successfully implement innovation con-cepts. However, there are only few universities making significant efforts to com-prehensively incorporate creative and systematic tools of TRIZ (theory of in-ventive problem solving) and KBI (knowledge-based innovation) into their de-gree structure. Engineering curricula offer little room for enhancing creativity and inventiveness by means of discipline‐specific subjects. Moreover, many ed-ucators mistakenly believe that students are either inherently creative, or will in-evitably obtain adequate problem-solving skills as a result of their university study. This paper discusses challenges of intelligent integration of TRIZ and KBI into university curricula. It advocates the need for development of standard guidelines and best-practice recommendations in order to facilitate sustainable education of ambitious, talented, and inventive specialists. Reflections of educa-tors that teach TRIZ and KBI to students from mechanical, electrical, process engineering, and business administration are presented.