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Abstract: Impact of running speed and slope on instantaneous and average vertical loading rates
(2022)
The majority of anterior cruciate ligament (ACL) injuries in team sports are non-contact injuries, with cutting maneuvers identified as high-risk tasks. Young female handball players have been shown to be at greater risk for ACL injuries than males. One risk factor for ACL injuries is the magnitude of the knee abduction moment (KAM). Cutting technique variables on foot placement, overall approach and knee kinematics have been shown to influence the KAM. Since injury risk is believed to increase with increasing task complexity, the purpose of the study was to test the effect of task complexity on technique variables that influence the KAM in female handball players during fake-and-cut tasks.
Every new technology is used by us humans almost without hesitation. Usually the military use comes first. Examples from recent history are the use of chemical weapons by Germany in the First World War and of atomic bombs in the Second World War by the US. Now, with the rapid advances in microelectronics over the past few decades, a wave of its application, called digitization, is spreading around the world with barely any control mechanisms. In many areas this has simplified and enriched our lives, but it has also encouraged abuse. The adaptation of legislation to contain the obvious excesses of “digitization” such as hate mail and anonymous threats is lagging behind massively. We hear almost nothing about technology assessment through systematic research; it is demanded at most by a few, usually small groups in civil society, which draw attention to the threats to humankind—future and present—and the Earth's ecosystem. One such group, the Federation of German Scientists (VDW) e.V., in the spirit of the responsibility of science for the peaceful and considered application of the possibilities it creates, asked three of its study groups to jointly organize its 2019 Annual Conference. The study groups “Health in Social Change,” “Education and Digitization,” and “Technology Assessment of Digitization” formulated the following position paper for the 2019 VDW Annual Conference, entitled “Ambivalences of the Digital.”
In dem Projekt BioMeth wurde der Ansatz der Membranbegasung zur Erhöhung der Verfügbarkeit von gelöstem Wasserstoff für die biologische Methanisierung im Sinn der Etablierung eines Power-to-Gas-Konzeptes zur Energiespeicherung verfolgt. Übergeordnetes Ziel war die Entwicklung eines skalierbaren Verfahrenskonzeptes, dass sich zur Nutzung CO2-haltiger Gasvolumenström eignet. Geplant war es, das Verfahren am Beispiel der Biogasanlage der Biokäserei Monte-Ziego in Teningen zu demonstrieren und dort das bestehende Konzept der parallelen Abwasseraufbereitung und Energieerzeugung zu erweitern. Die ursprüngliche Struktur des Arbeitspaketplanes ist in nachfolgender Abbildung gezeigt.
Konstrukteure im Maschinenbau stehen häufig vor der Problemstellung, hochfest vorgespannte Schraubenverbindungen und einen durchgehenden Korrosionsschutz zu vereinen. Die einschlägigen Normen und Richtlinien bieten hierzu Stand heute keine ausreichende Hilfestellung. In diesem Beitrag werden an Versuchsblechen ermittelte Setzbeträge von maschinenbautypischen organischen Beschichtungssystemen unter Variation der Belastungshöhe und der Umgebungstemperatur präsentiert und mit in Bauteilversuchen gemessenen Vorspannkraftverlusten vergleichend bewertet.
Dort, wo Modelle der operativen Energiesystemanalyse untereinander Überschneidungen aufweisen, stellt sich zunächst die Frage, ob sie bei gleichgearteten Fragestellungen auch die gleichen Antworten liefern. Dies zu beantworten war erstes Ziel des hier beschriebenen Vorhabens. Das zweite Ziel war, im Falle von Differenzen zu ermitteln, worin diese begründet liegen. Es waren nicht nur die Modelle selbst, sondern auch das methodische Vorgehen zur Modellerstellung und Simulation in Betracht zu ziehen. Die darauf aufbauende Identifikation von individuellen Optimierungspotenzialen war das dritte Ziel. Da die operative Energiesystemanalyse noch ein recht junger Forschungsbereich ist, existiert darüber hinaus Klärungsbedarf, welches Modell sich für welche Untersuchungen besonders eignet und welches methodische Vorgehen sich empfiehlt. Die Beantwortung dieser Fragen stellte das vierte Ziel des Vorhabens dar.
To deal with frequent power outages in developing countries, people turn to solutions like uninterruptible power supply (UPS), which stores electric energy during normal operating hours and use it to meet energy needs during rolling blackout intervals. Locally produced UPSs of poorer power quality are widely accessible in the marketplaces, and they have a negative impact on power quality. The charging and discharging of the batteries in these UPSs generate significant amount of power losses in weak grid environments. The Smart-UPS is our proposed smart energy metering (SEM) solution for low voltage consumers that is provided by the distribution company. It does not require batteries, therefore there is no power loss or harmonic distortion due to corresponding charging and discharging. Through load flow and harmonic analysis of both traditional UPS and Smart-UPS systems on ETAP, this paper examines their impact on the harmonics and stability of the distribution grid. The simulation results demonstrate that Smart-UPS can assist fixing power quality issues in a developing country like Pakistan by providing cleaner energy than the battery-operated traditional UPSs.
Convolutional neural networks (CNN) define the state-of-the-art solution on many perceptual tasks. However, current CNN approaches largely remain vulnerable against adversarial perturbations of the input that have been crafted specifically to fool the system while being quasi-imperceptible to the human eye. In recent years, various approaches have been proposed to defend CNNs against such attacks, for example by model hardening or by adding explicit defence mechanisms. Thereby, a small “detector” is included in the network and trained on the binary classification task of distinguishing genuine data from data containing adversarial perturbations. In this work, we propose a simple and light-weight detector, which leverages recent findings on the relation between networks’ local intrinsic dimensionality (LID) and adversarial attacks. Based on a re-interpretation of the LID measure and several simple adaptations, we surpass the state-of-the-art on adversarial detection by a significant margin and reach almost perfect results in terms of F1-score for several networks and datasets. Sources available at: https://github.com/adverML/multiLID
TRIZ Inventive Principles
(2022)
The analysis of several thousand patents led to the conclusion that inventive engineering problems and technical contradictions in all kinds of industrial sectors could be solved by a limited number of basic Inventive Principles (Altshuller, 1984). The modern Theory of Inventive Problem Solving TRIZ (VDI 4521) contains 40 basic Inventive Principles (IP). These principles are simple to use or modify and can be easily integrated in brainstorming or daily engineer’s work. One established part of industrial practice is the composition of the specific groups of principles for solving different kinds of problems (Livotov, Petrov, 2011). Based on interdisciplinary experience of TRIZ application in the industrial companies in the last 25 years the a general order in the application of 40 Inventive Principles can be recommended for idea generation and problem solving (Livotov, Chandra, Mas'udah et al, 2019). This brochure presents an update of the 40 Inventive Principles extending the original version (Altshuller, 1984) with additional 70 sub-principles, resulting in the advanced set of 160 sub-principles, regarded as elementary inventive operators. These extended version of inventive principles finds its application in the AIDA Automatic IDEA & IP Generator https://www.tris-europe.com/eng/software/innovationssoftware.htm
VR-based implementation of interactive laboratory experiments in optics and photonics education
(2022)
Within the framework of a developed blended learning concept, a lot of experience has already been gained with a mixture of theoretical lectures and hands-on activities, combined with the advantages of modern digital media. Here, visualizations using videos, animations and augmented reality have proven to be effective tools to convey learning content in a sustainable way. In the next step, ideas and concepts were developed to implement hands-on laboratory experiments in a virtual environment. The main focus is on the realization of virtual experiments and environments that give the students a deep insight into selected subfields of optics and photonics.
With recent developments in the Ukrainian-Russian conflict, many are discussing about Germany’s dependency on fossil fuel imports in its energy system, and how can the country proceed with reducing that dependency. With its wide-ranging consumption sectors, the electricity sector comes as the perfect choice to start with. Recent reports showed that the German federal government is already intending to have a fully renewable electricity by 2035 while exploiting all possible clean power options. This was published in the federal government’s climate emergency program (Easter Package) in early 2022. The aim of this package is to initiate a rapid transition and decarbonization of the electricity sector. The Easter Package expects an enormous growth of renewable energies to a completely new level, with already at least 80% renewable gross energy consumption, with extensive and broad deployment of different generation technologies on various scales. This paper will discuss this ambitious plan and outline some insights into this huge and rapidly increasing step, and show how much will Germany need in order to achieve this huge milestone towards a fully green supply of the electricity sector. Different scenarios and shares of renewables will be investigated in order to elaborate on preponed climate-neutral goal of the electricity sector by 2035. The results pointed out some promising aspects in achieving a 100% renewable power, with massive investments in both generation and storage technologies.
DE\GLOBALIZE
(2022)
The artistic research cycle DE\GLOBALIZE is a media ecological search movement for the terrestrial. After examining matters of fact in India (2014-18), matters of concern in Egypt (2016-2019) and matters of care in the Upper Rhine (2018-22), the focus turns toward matters of violence in the Congo (2022). From matter to mater, mother-earth, the garden to exploitation. From science, water and climate to migration, oppression and extermination.
The long-term research is accessible through interactive web documentation. The platform serves as a continuous media-archaeological archive for a speculative ethnography. The relational structure of the videographic essay is enabling the forensic processing of single documents in the sense of the actor-network theory.
The subject of the presentation at IFM is a field trip to the Congo planned for March 2022, which will focus on the ambivalence of violence and care in collaboration with local artists. The field trip is based on the postcolonial reflection luderitzcargo by the author from 1996, in which a freight container was transformed into a translocal cinema in Namibia.
Through the journey to Congo, a group of media artists, a psychotherapist, a theater dramaturg, a filmmaker and a philosopher intend to explore the political, technological and psycho-geographic borders. By artistic interventions with locals, we want to interfere with relational string figures as part of the new Earth Politics. They are focusing on the displaced consumption of resources which are hard-fought and guarantee prosperity in the global north. The so-called ghost acreages are repressed and justified as part of a civilizational mission. With this trip, we want to confront our self-lies with the ones of our hosts. We want to confront ourselves with the foreign, the dark and the displaced ghosts within ourselves. In the presentation at the #IFM2022 Conference, the platform DE\GLOBALIZE will be problematized itself as an example of epistemic violence for the ethnographic memory of (Western) knowledge.
We are not the missionaries but the perplexed travellers. In our search movement, we are dealing with psychoanalysis, video, performance and trance. As disoriented white men we try the reversal of Black Skin and White Mask by Franz Fanon without blackfacing. We will not only care about the sensitivity of our skin but that of our g/hosts and the one of mother earth.
Die Erfindung betrifft eine Schaltungsanordnung (10) für ein Kraftfahrzeug, mit einer Hochvolt-Batterie (12) zum Speichern von elektrischer Energie, mit wenigstens einer elektrischen Maschine (14) zum Antreiben des Kraftfahrzeugs, mit einem Stromrichter (16), mittels welchem von der Hochvolt-Batterie (12) bereitstellbare Hochvolt-Gleichspannung in Hochvolt-Wechselspannung zum Betreiben der elektrischen Maschine (14) umwandelbar ist, und mit einem Ladeanschluss (20) zum Bereitstellen von elektrischer Energie zum Laden der Hochvolt-Batterie (12), wobei der Stromrichter (16) als ein Drei-Stufen-Stromrichter ausgebildet ist und wenigstens eine einer Phase (u) der elektrischen Maschine (14) zugeordnete Schaltereinheit (46) aufweist, welche zwei in Reihe geschaltete Schaltergruppen (52, 54) umfasst, die jeweils zwei in Reihe geschaltete IGBTs (T11, T12, T13, T14) aufweisen, wobei zwischen den IGBTs (T11, T12) einer der Schaltergruppen (52, 54) ein Anschluss (64) angeordnet ist, welcher direkt mit einer Leitung (34) des Ladeanschlusses (20) elektrisch verbunden ist.
A circuit arrangement of a motor vehicle includes a high-voltage battery for storing electrical energy, an electric machine for driving the motor vehicle, a converter via which high-voltage direct current voltage provided by the high-voltage battery is convertible into high-voltage alternating current voltage for operating the electric machine, and a charging connection for providing electrical energy for charging the high-voltage battery. The converter is a three-stage converter having a first switch unit which is assigned to a first phase of the electric machine. The first switch unit has two switch groups connected in series which each have two insulated-gate bipolar transistors (IGBTs) connected in series, where a connection is disposed between the IGBTs of one of the two switch groups, which connection is electrically connected directly to a line of the charging connection.
Running shoes were categorized either as motion control, cushioned, or minimal footwear in the past. Today, these categories blur and are not as clearly defined. Moreover, with the advances in manufacturing processes, it is possible to create individualized running shoes that incorporate features that meet individual biomechanical and experiential needs. However, specific ways to individualize footwear to reduce individual injury risk are poorly understood. Therefore, the purpose of this scoping review was to provide an overview of (1) footwear design features that have the potential for individualization; (2) human biomechanical variability as a theoretical foundation for individualization; (3) the literature on the differential responses to footwear design features between selected groups of individuals. These purposes focus exclusively on reducing running-related risk factors for overuse injuries. We included studies in the English language on adults that analyzed: (1) potential interaction effects between footwear design features and subgroups of runners or covariates (e.g., age, gender) for running-related biomechanical risk factors or injury incidences; (2) footwear perception for a systematically modified footwear design feature. Most of the included articles (n = 107) analyzed male runners. Several footwear design features (e.g., midsole characteristics, upper, outsole profile) show potential for individualization. However, the overall body of literature addressing individualized footwear solutions and the potential to reduce biomechanical risk factors is limited. Future studies should leverage more extensive data collections considering relevant covariates and subgroups while systematically modifying isolated footwear design features to inform footwear individualization.
Featherweight Generic Go (FGG) is a minimal core calculus modeling the essential features of the programming language Go. It includes support for overloaded methods, interface types, structural subtyping and generics. The most straightforward semantic description of the dynamic behavior of FGG programs is to resolve method calls based on runtime type information of the receiver.
This article shows a different approach by defining a type-directed translation from FGG to an untyped lambda-calculus. The translation of an FGG program provides evidence for the availability of methods as additional dictionary parameters, similar to the dictionary-passing approach known from Haskell type classes. Then, method calls can be resolved by a simple lookup of the method definition in the dictionary.
Every program in the image of the translation has the same dynamic semantics as its source FGG program. The proof of this result is based on a syntactic, step-indexed logical relation. The step-index ensures a well-founded definition of the relation in the presence of recursive interface types and recursive methods.
Modelbasierte Zustandsschätzung elektrischer Betriebsmittel der Mittel- und Niederspannungsebenen
(2022)
Im Projekt MOBCOM wird ein neues Verfahren zur Zustandsüberwachung von elektrischen Betriebsmitteln in Niederspannungsnetzen und Anlagen entwickelt. Mittels PLC (power line communication) Technologie werden hochfrequente transiente Vorgänge auf dem Stromkanal und dessen Übertragungseigenschaften erfasst und bewertet.
In dem Abschlussbericht wird ein Prototyp für Powerline-Kommunikation zur Netzüberwachung beschrieben. Der Prototyp basiert auf einem PLC-Empfänger, welcher den Kanal misst, um so Informationen über den PLC-Kanal und den aktuellen Zustand des Stromnetzes zu erhaltet. Der PLC-Empfänger verwendet das Kommunikationssignal, um eine genaue Schätzung des Stromkanals zu erhalten und liefert Informationen zur Erkennung von Teilentladungen und anderen Anomalien im Netz. Diese Überwachung des Stromnetzes macht sich die bestehende PLC-Infrastruktur zunutze und verwendet die ohnehin übertragenen Datensignale, um eine Echtzeitmessung der Kanalübertragungsfunktion und des empfangenen Rauschsignals zu erhalten. Da dieses Signal im Vergleich zu einfacheren Messsensoren mit einer hohen Abtastrate abgetastet wird, enthält es wertvolle Informationen über mögliche Beeinträchtigungen im Netz, die behoben werden müssen. Während die Kanalmessungen auf einem empfangenen PLC-Signal beruhen, können Informationen über Teilentladungen oder andere Störquellen allein durch einen PLC-Empfänger gesammelt werden, d. h. ohne eine PLC-Übertragung. Es wurde ein Prototyp auf Basis von Software Defined Radio entwickelt, der die gleichzeitige Kommunikation und Erfassung für ein Stromnetz implementiert.
The importance of machine learning has been increasing dramatically for years. From assistance systems to production optimisation to support the health sector, almost every area of daily life and industry comes into contact with machine learning. Besides all the benefits that ML brings, the lack of transparency and the difficulty in creating traceability pose major risks. While there are solutions that make the training of machine learning models more transparent, traceability is still a major challenge. Ensuring the identity of a model is another challenge. Unnoticed modification of a model is also a danger when using ML. One solution is to create an ML birth certificate and an ML family tree secured by blockchain technology. Important information about training and changes to the model through retraining can be stored in a blockchain and accessed by any user to create more security and traceability about an ML model.
Narrowband Internet-of-Things (NB-IoT) is a 3rd generation partnership project (3GPP) standardized cellular technology, adopted for 5G and optimized for massive Machine Type Communication (mMTC). Applications are anticipated around infrastructure monitoring, asset management, smart city and smart energy applications. In this paper, we evaluate the suitability of NB-IoT for private (campus) networks in industrial environments, including complex cloud-based applications around process automation. An end-to-end system has been developed, comprising of a sensor unit connected to a NB-IoT modem, a base station (gNodeB) equipped with a beamforming array and a local (private) network architecture comprising a sensor management system in the edge cloud. The experimental study includes field tests in realistic industrial environments with latency, reliability and coverage measurements. The results show a good suitability of NB-IoT for process automation with high scalability, low-power requirements and moderate latency requirements.
The identification of vulnerabilities is an important element in the software development life cycle to ensure the security of software. While vulnerability identification based on the source code is a well studied field, the identification of vulnerabilities on basis of a binary executable without the corresponding source code is more challenging. Recent research has shown, how such detection can be achieved by deep learning methods. However, that particular approach is limited to the identification of only 4 types of vulnerabilities. Subsequently, we analyze to what extent we could cover the identification of a larger variety of vulnerabilities. Therefore, a supervised deep learning approach using recurrent neural networks for the application of vulnerability detection based on binary executables is used. The underlying basis is a dataset with 50,651 samples of vulnerable code in the form of a standardized LLVM Intermediate Representation. The vectorised features of a Word2Vec model are used to train different variations of three basic architectures of recurrent neural networks (GRU, LSTM, SRNN). A binary classification was established for detecting the presence of an arbitrary vulnerability, and a multi-class model was trained for the identification of the exact vulnerability, which achieved an out-of-sample accuracy of 88% and 77%, respectively. Differences in the detection of different vulnerabilities were also observed, with non-vulnerable samples being detected with a particularly high precision of over 98%. Thus, the methodology presented allows an accurate detection of 23 (compared to 4) vulnerabilities.
Initially developed as a student project, a mobile ‘farm shop’ retail and freight service using a converted tram-train is being proposed for use on the regional rail network around Karlsruhe. This in turn could offer a more viable business model for other cargo tram initiatives.
In diesem Kapitel geht es um die Frage, welche systematischen Vorgehensmodelle dazu beitragen können, dass einzelne Bereiche in Industrieunternehmen auf ihrem Weg im Rahmen der digitalen Transformation unterstützt werden können. Die Darstellung erfolgt anhand eines Anwendungsbeispiels im Service-Sektor des Maschinenbaus.
Im Kern dieser Arbeit geht es um das Begreifen von Kognition. Der Kognitionsbegriff wird zur Schlüsselkategorie in den basalen Gedanken- bzw. Modellgebäuden und den daraus entwickelten Algorithmen. Es ist eine Arbeit, die unter anderem die philosophischen Positionen des Reduktionismus, Funktionalismus und Konstruktivismus mit einer kognitiven Theorie so in Verbindung bringt, um diese erkenntnistheoretischen Ismen mit den Erkenntnissen einer technologisierten Kognitionswissenschaft zu synchronisieren und als algorithmisierte Theorie im Rahmen eines Entwicklungsprojekt als artifizielle Kognition zu realisieren. Die Arbeit ist somit theoretisch fundiert und praktisch orientiert.
Das duale Krankenversicherungssystem, mit der Gesetzlichen und Privaten Krankenversicherung (GKV und PKV), ist sehr heterogen, und beide agieren in einem unterschiedlichen komplexen rechtlichen und strukturellen Rahmen. In der GKV sind rund 90 % der Bevölkerung versichert. Der folgende Beitrag zum Kundenmanagement in Krankenversicherungen fokussiert daher die GKV. Viele Maßnahmen des Kundenmanagements, insbesondere bezüglich der Services, haben jedoch trotz der unterschiedlichen Rahmenbedingungen sowohl in der GKV als auch in der PKV Relevanz und werden von Marktteilnehmern beider Systeme ergriffen.
Due to the Covid-19 pandemic, the RoboCup WorldCup 2021 was held completely remotely. For this competition the Webots simulator (https://cyberbotics.com/) was used, so all teams needed to transfer their robot to the simulation. This paper describes our experiences during this process as well as a genetic learning approach to improve our walk engine to allow a more stable and faster movement in the simulation. Therefore we used a docker setup to scale easily. The resulting movement was one of the outstanding features that finally led to the championship title.
This review provides an overview on the production and analysis techniques of antioxidative peptides from food proteins. Regarding the production of antioxidative peptides, interlinked factors must be considered. Depending on the protein substrate, different peptidases or peptidase systems containing multiple enzymes as well as a specific production process must be chosen. The antioxidative peptides might be produced in a batch process including multiple pre- and post-treatments, besides the hydrolyses with peptidases itself. As an alternative, the potential of continuous production systems is discussed in this review. Furthermore, robust analyses tools are needed to gain control of the process and final product properties. With no standardized methodology available for antioxidative peptide evaluation, pros and cons of various strategies for peptide separation and antioxidative measurement are discussed in this review. Therefore, this review provides a roadmap for antioxidative peptide generation from various sources for research and development as well as for potential industrial use.
Gas Analysis and Optimization of Debinding and Sintering Processes for Metallic Binder-Based AM*
(2022)
Binder-based additive manufacturing processes for metallic
AM components in a wide range of applications usually use
organic binders and process-related additives that must be
thermally removed before sintering. Debinding processes are
typically parameterized empirically and thus far from the optimum.
Since debinding based on thermal decomposition processes
of organic components and the subsequent thermochemical
reactions between process atmosphere and metal
powder materials make uncomplicated parameterization difficult,
in-situ instrumentation was introduced at Fraunhofer
IFAM. This measurement method relies on infrared spectroscopy
and mass spectrometry in various furnace concepts to
understand the gas processes of decomposition of organic
components and the subsequent thermochemical reactions
between the carrier gas atmosphere and the metal part, as well
as their kinetics. This method enables an efficient optimization
of the temperature-time profiles and the required atmosphere
composition to realize dense AM components with low contamination.
In the paper, the optimization strategy is presented,
and the achievable properties are illustrated using a fused
filament fabrication (FFF) component example made of 316L
stainless steel.
Synthesizing voice with the help of machine learning techniques has made rapid progress over the last years. Given the current increase in using conferencing tools for online teaching, we question just how easy (i.e. needed data, hardware, skill set) it would be to create a convincing voice fake. We analyse how much training data a participant (e.g. a student) would actually need to fake another participants voice (e.g. a professor). We provide an analysis of the existing state of the art in creating voice deep fakes and align the identified as well as our own optimization techniques in the context of two different voice data sets. A user study with more than 100 participants shows how difficult it is to identify real and fake voice (on avg. only 37% can recognize a professor’s fake voice). From a longer-term societal perspective such voice deep fakes may lead to a disbelief by default.
In the literature, many studies have described the 3D printing of ceramic-based scaffolds (e.g., printing with calcium phosphate cement) in the form of linear structures with layer rotations of 90°, although no right angles can be found in the human body. Therefore, this work focuses on the adaptation of biological shapes, including a layer rotation of only 1°. Sample shapes were printed with calcium phosphate cement using a 3D Bioplotter from EnvisionTec. Both straight and wavy spokes were printed in a round structure with 12 layers. Depending on the strand diameter (200 and 250 µm needle inner diameter) and strand arrangement, maximum failure loads of 444.86 ± 169.39 N for samples without subsequent setting in PBS up to 1280.88 ± 538.66 N after setting in PBS could be achieved.
Fusion 360 – kurz und bündig
(2022)
Dieses Lehrbuch ermöglicht dem Anfänger in der 3D-Modellierung einen schnellen Einstieg in die Arbeit mit dem cloudbasierten CAD-System Autodesk® Fusion 360TM. Der Schwerpunkt liegt dabei auf den grundlegenden Funktionen zur Modellierung von Einzelteilen und dem Zusammenbau von Produkten, sowie in der Erstellung von einfachen technischen Zeichnungen. Dabei werden bei jedem Schritt die besonderen Anforderungen an eine 3D-Druck-gerechte Gestaltung erläutert und umgesetzt. Somit ist das Ergebnis dieser „Schritt für Schritt“-Anleitung die vollständige Modellierung eines Miniatur-Automobils, das am 3D-Drucker in ein reales Modell umgesetzt werden kann. Das didaktische Konzept ist so ausgelegt, dass alle Schritte für ein Selbststudium geeignet sind.
In der vorliegenden Auflage wurde die Konstruktionsmethodik überarbeitet und einige Kapitel wurden ergänzt, beispielweise um das Erstellen von Teams.
Dieses Lehrbuch ermöglicht Anfängern in der 3D-Modellierung einen schnellen Einstieg in die Arbeit mit dem cloudbasierten praxisorientierten CAD-System Onshape. Dabei werden bei jedem Schritt die besonderen Anforderungen an eine 3D-Druck-gerechte Gestaltung erläutert und umgesetzt. Somit ist das Ergebnis dieser „Schritt für Schritt“-Anleitung die vollständige Modellierung eines Miniatur-Automobils, das am 3D-Drucker in ein reales Modell umgesetzt werden kann. Die vorliegende Auflage enthält nun eine Übersicht der 3D-Druckwerkstoffe und geht auf die aktuellen Weiterentwicklungen von Onshape ein. Die neue vereinfachte Anmeldung sowie die Erstellung einer Explosionsdarstellung werden in zwei neuen Kapiteln demonstriert.
Um die Geräuschanregung von Schneckengetrieben im Automobil möglichst gering zu halten, gilt es die dafür ausschlaggebenden Parameter der Schnecke zu untersuchen. Die primären Einflussfaktoren bilden die Schiefstellung sowie die Exzentrizität der Achse des Mittenzylinders der Schnecke. Diese beiden Werte werden aktuell im Rundlauf Fr zusammengefasst, welcher auf einer 3D-Koordinatenmessmaschine, durch vermessen der Schnecke bestimmt wird. Aufgrund des hohen Zeitaufwands von 20 Minuten pro Schnecke befindet sich zudem ein optischer Rundlaufprüfstand in der Entwicklung. Mit jenem ist es möglich die Schiefstellung und Exzentrizität in einem Bruchteil der Zeit zu bestimmen.
In dieser Arbeit wird in einer Problemanalyse zunächst untersucht, ob die alleinige Ausgabe des Rundlaufs den Anforderungen an die Vorhersage der Geräuschanregung genügt. Aus den daraus gewonnen Erkenntnissen wird mittels der Software MATLAB® ein Algorithmus entwickelt, welcher aus den Daten der 3D-Koordinatenmessmaschine die Schiefstellung und Exzentrizität auf unterschiedliche Weise berechnet. In mehreren Versuchsreihen werden FPS-Schnecken aus der Fertigung auf beiden Versuchsständen vermessen und die daraus gewonnenen Messwerte ausgewertet. Bei dieser Auswertung werden beide Versuchsstände miteinander, aber auch die Werte der Auswerteverfahren innerhalb der Algorithmen verglichen.
Bei diesem Vergleich stellt sich heraus, dass die Ergebnisse ähnliche Tendenzen aufzeigen. Die Abweichung der beiden Vergleichsprozesse ist vor allem beim Vergleich mit den Ergebnissen am Zahnkopf des optischen Rundlaufprüfstands meist gering. Große Abweichungen zwischen den Vergleichsprozessen lassen sich auch innerhalb der Auswertung des optischen Rundlaufprüfstandes erkennen, da hier die Differenz zwischen Zahnflanke und Zahnkopf ebenfalls bis zu 100 % betragen kann.
Das Thema Elektromobilität wird immer wichtiger, was unter anderem durch den Ausbau eines kabelgebunden Ladenetzes deutlich wird. Aber auch die Entwicklung berührungsloser Ladetechnologien schreitet voran. So existieren bereits zahlreiche Projekte, die das Laden von Elektrofahrzeugen untersuchen. Untersucht wird hierbei das induktive statische sowie induktive dynamische Laden. In Norwegen, als einer der am schnellsten wachsenden Märkte in Bezug auf die Elektromobilität, wurde im Rahmen dieser Entwicklungsarbeit im Jahr 2020 ein Projekt initiiert, welches das berührungslose Laden mittels Induktion in der Praxis untersucht.
Da die Elektromobilität auch regional ein wichtiges Thema ist und weiter voran gebracht wird, brachte das Induktionsprojekt aus Norwegen den Anstoß, ein derartiges Vorhaben in Offenburg zu initiieren. Ziel des Vorhabens ist dabei, an Taxiständen am Offenburger Bahnhof eine Infrastruktur für induktiv ladbare Taxen aufzubauen, damit Elektro-Taxen während sie auf Kunden warten, kabellos aufgeladen werden können. Da die Durchführung eines solchen Projekts möglicherweise sehr teuer ist, ist es sinnvoll zunächst zu überprüfen, ob einem derartigen Vorhaben etwas im Wege steht.
Daher ist das Ziel der vorliegenden Arbeit im Rahmen einer vorläufigen Machbarkeitsstudie die Frage zu erörtern, ob das Induktionsprojekt am Standort Offenburg eine detaillierte Machbarkeitsstudie rechtfertigt oder nicht und aufzuzeigen, welche noch zu klärenden Punkte es gibt.
Aus diesem Grund wurden sechs Bereiche einer Machbarkeitsstudie zur Analyse ausgewählt. Dabei wurden unter anderem die Themen Standortanalyse, Stakeholderanalyse oder die Technische Machbarkeit bearbeitet. Zur Veranschaulichung des Schwerpunkts des jeweiligen Analysebereichs, wurde zu Beginn jeden Analysebereichs eine oder mehrere Leitfragen gestellt. Weiterhin erfolgte eine Maßnahmenplanung, die den Erfolg des Projekts fördern könnte.
Das Ergebnis der vorläufigen Machbarkeitsstudie zeigt, dass keine Notwendigkeit zu einer detaillierten Machbarkeitsstudie besteht. Stattdessen könnte das Projekt direkt in die Projektvorbereitungs- bzw. Planungsphase übergehen, da über die wichtigsten Analysebereiche ausreichend Informationen gewonnen werden konnten und zu klärende Fragen aufgezeigt wurden. In einem nächsten Schritt könnte nun die konkrete Öffentlichkeitsarbeit und die Umsetzung der Maßnahmen durchgeführt werden.
Die Optimierung der Auftragsterminierung und Einsteuerungsreihenfolge hat großen Einfluss auf die Produktivität von Fertigungssystemen. Genetische Algorithmen und Simulation sind verbreitete Werkzeuge zur Optimierung. Dieser Beitrag beschreibt einen neuen Ansatz zur Optimierung durch einen genetischen Algorithmus und der Simulation in dynamischen Modellen. Eine illustrative Fallstudie validiert den Ansatz und zeigt das Potenzial zur ganzheitlichen Verbesserung von Fertigungssystemen auf.
Additive manufacturing offers completely new production technologies thanks to the layered structure and the simultaneous processing of several materials. In order to exploit the potential of this new technology, it is already necessary in product development to consider the components no longer as monolithic blocks, but as a structure of many layers and individual elements (voxels). Therefore, this paper will examine the current state of voxel-based CAD systems and the subsequent 3D multi-material printing of the designed components. Different voxel-based CAD systems are used and analyzed for component design and a sample component is additively manufactured. The results show that simple components can be designed using voxel-based CAD systems. With the application of 3D multi-material printing, different materials and thus functions can be assigned to the designed voxel-based CAD-model.
Digitalisierung ist ein populäres Wort mit diffuser Bedeutung. Aus der technischen Signalverarbeitung stammend, wird es heute in vielfältiger Form verwendet. Man kann damit einen gesellschaftlichen Megatrend beschreiben, die öffentliche Verwaltung zur Modernisierung auffordern oder produkt- wie prozessbezogene Veränderungen in Unternehmen begründen.
Die Kernfunktionen von Währungen sind daraufhin zu untersuchen, wie sie im Kontext der Digitalisierung bestmöglich erbracht werden können, und das schließt die Möglichkeit einer Entkoppelung der Funktionen mit ein. Die Instrumente, welche die Wertaufbewahrungsfunktion, die Abwicklung von Bezahlvorgängen und die Funktion als Rechen- und Bilanzierungseinheit optimal realisieren, könnten also in einer digitalisierten Wirtschaft auseinanderfallen und sich neu verknüpfen. Private und staatliche Digitalwährungen sind Konzepte, die solche Rekombinationen beinhalten.
„Alles, was digitalisiert werden kann, wird digitalisiert“ erklärte Carly Fiorina, ehemalige Chefin von Hewlett-Packard bereits vor Jahren. Betrachtet man die Bandbreite, in der Digitalisierung im Handel stattfindet, erscheint die obige Aussage nicht zu vermessen. Wie Graumann treffend in diesem Sammelband herausarbeitet, geht es beim Management der Digitalisierung im Kern um die Frage, wie Führungskräfte auf ihre Mitarbeiter in den Teilfunktionen des Unternehmens einwirken können, damit die Ressource der leistungsfähigen computerunterstützten Kommunikation zwischen Menschen oder Dingen in einen höheren Kundennutzen umgewandelt wird.
In this paper, a temperature-dependent viscoplasticity model is presented that describes thermal and cyclic softening of the hot work steel X38CrMoV5-3 under thermomechanical fatigue loading. The model describes the softening state of the material by evolution equations, the material properties of which can be determined on the basis of a defined experimental program. A kinetic model is employed to capture the effect of coarsening carbides and a new isotropic cyclic softening model is developed that takes history effects during thermomechanical loadings into account. The temperature-dependent material properties of the viscoplasticity model are determined on the basis of experimental data measured in isothermal and thermomechanical fatigue tests for the material X38CrMoV5-3 in the temperature range between 20 and 650 °C. The comparison of the model and an existing model for isotropic softening shows an improved description of the softening behavior under thermomechanical fatigue loading. A good overall description of the experimental data is possible with the presented viscoplasticity model, so that it is suited for the assessment of operating loads of hot forging tools.
Wandel und Krise im Gastronomiebereich: Herausforderungen und Handlungsempfehlungen für Restaurants
(2022)
Seit Februar 2020 fordert die Corona-Pandemie einen hohen Tribut von Wirtschaft und Gesellschaft. Unzählige Branchen standen plötzlich Herausforderungen gegenüber, die es so zuvor noch nicht gegeben hat. Insbesondere die Gastronomie wurde von dem Shutdown hart getroffen. Restaurants, Bars und Cafés mussten unerwartet schließen. Dies führte branchenweit zu wachsenden Herausforderungen und steigenden Existenzängsten. Für das Gaststättengewerbe bedeutet dies den größten Notstand der Nachkriegszeit. Die Branche musste sich innerhalb kürzester Zeit an die enormen Veränderungen, die diese Pandemie hervorbrachte, anpassen. Die Situation verlangte von Restaurantbetreibern, aktiv tätig zu werden, um sich der aus der Krise erwachsenden Probleme zu stellen und langfristig erfolgreich zu bleiben. Dieser Beitrag bietet einen Einblick in die Situation der Gastronomie in Deutschland und beleuchtet dazu die wesentlichen Herausforderungen dieser Branche. Dabei wird der Fokus auf die Lage von Restaurants während der Coronakrise gerichtet und konkrete Maßnahmen zur Sicherung der zukünftigen Existenz betrachtet.
Die Corona-Pandemie erforderte in kürzester Zeit die Übertragung der Lehrveranstaltungen in digitale Formate. Dieser Beitrag stellt vor, wie die Umstellung auf digitale Lehre an der Hochschule Offenburg gelingen konnte, wie sich die Situation aus Sicht der Studierenden und der Lehrenden darstellte und welche zukunftsweisenden Erkenntnisse aus den digitalen Semestern gewonnen werden konnten. Anhand eines Lehrbeispiels im Bereich Digitale Labore wird ein Weg aufgezeigt, der den Transfer und die Weiterentwicklung bewährter digitaler Lehrformate ermöglicht.
Eine Pandemie mit neuen Hygiene- und Abstandsregelungen ist vordergründig keine spezifische Herausforderung für den Bildungssektor auf den unterschiedlichen Ebenen. Da jedoch unsere Bildungseinrichtungen so angelegt sind, dass der persönliche Kontakt und Veranstaltungen in Präsenzform die Regel sind und auch unabdingbar erscheinen, waren alle Ebenen der Bildung massiv von den Einschränkungen der Jahre 2020 und 2021 betroffen. Systeme, die seit Jahren in der pädagogischen und/oder didaktischen Konzeption gefordert sind, neuen Herausforderungen gerecht zu werden und neue Impulse aufzunehmen, müssen im Sinne eines Corona-Managements nicht nur das aktuelle Risiko- und Krisenmanagement, sondern die digitale Transformation und die strategische Neuausrichtung im Rahmen der Schul- und Hochschulentwicklung bewältigen.
Rasch auftretende grundsätzliche Veränderungen der Rahmenbedingungen, wie sie durch die Corona-Pandemie für Unternehmen der Agentur- und Eventbranche spürbar wurden, stellen Unternehmen sowie Unternehmerinnen und Unternehmer vor besondere Herausforderungen. Zwei Vertreter aus Unternehmen dieser Branche – eine inhabergeführte Eventagentur und eine inhabergeführte Werbeagentur – zeigen in einem kurzen Interview auf, welche Erfahrungen sie gemacht haben und welche Herausforderungen sie daraus für die Zukunft ableiten.
Die Musik-, Kunst- und Kulturszene ist vielfältig und lebt von Individualität. An der Diskussionsrunde zum Thema „Überlebensstrategien während der Pandemie“ nehmen die Musiker*innen Lindy Huppertsberg, Pat Appleton, Martin Verdonk, Tommy Baldu und Markus Birkle am 10.05.2021 teil. Die Teilnehmer*innen der Diskussionsrunde erwirtschaften ihr Einkommen primär über Konzertgagen und sind als freischaffende Musiker*innen etabliert und erfolgreich in der Musikwelt tätig. Trotz großer Übereinstimmungen werden Strategien während der Krise bemerkenswert individuell gewählt. Ebenso vielschichtig ist der Fokus bei der Karriereplanung und Auswahl der musikalischen Projekte. Zwei essenzielle Themenbereiche kristallisieren sich im Verlauf der Unterhaltung heraus: Zum einen die persönlichen singulären Strategien für ein wirtschaftliches Überleben, zum anderen die Auseinandersetzung mit dem Verlust der Möglichkeit auf Resonanz und Empathie mit Mitmusiker*innen und dem Publikum. Die Frage wird aufgeworfen, ob Kulturschaffende einer Gesellschaft eine emotionale Stimme geben.
Die Pandemie brachte zunächst zahlreiche Beschränkungen bei Präsenzveranstaltungen mit sich, die sich rasch und unmittelbar auf unterschiedliche Bereiche der Kultur- und Kreativwirtschaft auswirkten. Neben der Frage des wirtschaftlichen Überlebens für Institutionen und Akteure stellt sich in diesem Zusammenhang auch die Frage nach der gesellschaftlichen Relevanz dieses Sektors.
Virtual Reality ist ein allgegenwärtiges Thema und wird aktuell in zahlreichen Medien als sehr erfolgversprechende zukunftsorientierte Technologie mit großem Potenzial diskutiert. In diesem Beitrag werden, nach einer Definition und einem Überblick der zentralen Einsatzfelder, Use Cases aus der betriebswirtschaftlichen Praxis vorgestellt. Diese Anwendungsbeispiele sollen dem Leser das Potenzial und die Vielfältigkeit von Virtual Reality für Organisationen verdeutlichen.
Pandemie und Moral
(2022)
In der Corona-Pandemie wandelte sich die Moral der Menschen. Während auf der einen Seite Solidaritätsbestrebungen verstärkt zu verzeichnen waren, war andererseits aber auch, oft aus Angst und Unsicherheit erwachsen, ein Extremverhalten zu beobachten. Soll moralischer Fortschritt zum Bestehen der großen Herausforderungen der Zukunft beitragen, sind eine Bildungsoffensive, vor allem aber auch Gerechtigkeit, die Voraussetzungen.
Große Wellen, die die Welt verändert haben: Nein, es ist nicht die Rede von Tsunamis oder ähnlichen Naturkatastrophen. Es geht um eine Pandemie, deren Anzahl nacheinander folgender Wellen leider derzeit noch nicht absehbar ist. Lockdown war die erste Maßnahme zur Eindämmung, die sich bis heute etabliert hat, aber an Zuspruch enorm verloren hat. Insbesondere den Handel hat diese Maßnahme getroffen: Einzelhandelsgeschäfte und Dienstleistungsbetriebe mussten schließen – trotz Hygienekonzepte immer wieder. Nun könnte es ein logischer Schluss sein, dass Unternehmen überlegen, die Waren des geschlossenen Ladens über andere erlaubte Kanäle zu verkaufen. Wäre diese Situation in den 80er-Jahren eingetreten, hätten höchstens Katalog- oder Teleshopping als Alternativen für die Direktvermarktung zur Verfügung gestanden. Nun aber – dank Internetverbindung in alle Welt – gibt es eine für jeden und jede verfügbare und schon etablierte digitale Schnittstelle zu den Kunden und Kundinnen: Doch wird diese vom stationären Einzelhandel genutzt? Das vorliegende Kapitel arbeitet aktuelle Erfahrungen und Wahrnehmungen auf, fasst die Herausforderungen zusammen und bietet direkt anwendbare Handlungsempfehlungen für die klassischen Face-to-Face-Handelsunternehmen an.
Die Corona-Pandemie stellte nicht nur die Gesellschaft und Politik, sondern viele Organisationen aus dem Feld der Unternehmen und öffentlichen Einrichtungen (siehe auch in den jeweiligen Kapiteln die Einrichtungen der Kultur und des Bildungswesens) vor neue Herausforderungen. Branchenunabhängig wurde im Zuge der Pandemie deutlich, wo etwa im Bereich der digitalen Transformation Nachholbedarf besteht. Dies erfordert von den Verantwortlichen ein klares Transformationsmanagement, das neben dem Krisen- und Risikomanagement eine Veränderung auf strategischer Ebene beinhaltet. Deshalb werden hier typischerweise unterschiedliche Elemente aus der Organisationsentwicklung und dem Changemanagement kombiniert und in ein Managementsystem integriert, um den Anforderungen eines Transformationsmanagements gerecht zu werden.
Covid-19 war mit Schulschließungen, Fernunterricht und Kontaktsperren ein bislang unbekannter Einschnitt für Bildungseinrichtungen. Zugleich wurden mit Laptops und Tablets, Web und App flächendeckend digitale Medien im Unterricht etabliert. Wird daraus jetzt das »neue Normal« oder müssen auf Basis aktueller Studien womöglich andere Schlüsse gezogen werden? Dieser Band versammelt Beiträge von Vertretern aus Wissenschaft, Schulpraxis und Kinderheilkunde. So entsteht ein faktenbasiertes und praxistaugliches Fundament für die Frage, was die zentralen Parameter für Schule und gelingenden Unterricht sind.
Es wird ein System zur Vorlesungsnachverfolgung (engl. Lecture Tracking) vorgestellt, das eine Kamera automatisch in Richtung des Vortragenden ausrichtet. Die kontinuierliche Positionsbestimmung der Kamera als auch die des Vortragenden erfolgt dabei durch Smartphones. Die Kamera und ein Smartphone sind an einen Roboter montiert, der als Schwenkeinheit dient. Das andere Smartphone trägt der Vortragende. Beide Smartphones können ihre Position im Raum bestimmen, sodass der erforderliche Drehwinkel berechnet und an den Roboter gesendet werden kann. Dieser führt dann die entsprechende Rotation durch, sodass der Vortragende immer in der Bildmitte zu sehen ist.
This work focuses on the dependencies between typical design parameters of surface acoustic wave (SAW) resonators and the nonlinear emitted signals of second and third order. The parameters metalization ratio and pitch are used as examples, but the approach can be extended to other design parameters as well. It is shown, that the interaction between the nonlinear current generation and the linear admittance is defining the measured nonlinear power signals. It is also discussed, that changes in linear properties get more pronounced in nonlinear responses. Therefore, slight effects on linear parameters will have significant influence on the observed nonlinearity.
Im Projekt „BioMeth“ wurden zwei neuartige und bislang noch nicht für die biologische Methanisierung beschriebene Anlagenkonzepte entwickelt. Der neuentwickelte Invers-Membranreaktor (IMR) ermöglicht es, den Eintrag der erforderlichen Eduktgase Wasserstoff H2 und Kohlendioxid CO2 über kommerziell erhältliche Ultrafiltrationsmembranen und den Entgasungsbereich für den Methanaustrag räumlich zu trennen und zusätzlich einen hydraulischen Druck zur Steigerung des Wasserstoffeintrages zu nutzen. Ein Vorteil des Verfahrens ist, dass perspektivisch sowohl das CO2 aus klassischem Biogas als auch CO2-Quellen aus industriellen Abluftströmen, z. B. aus der Zementindustrie als Kohlenstoffquelle genutzt werden können.
Über die biologische Methanisierung hinaus eignet sich der Invers-Membranreaktor der Einschätzung der Autoren nach auch generell zur biotechnologischen Herstellung nicht-flüchtiger Wertstoffe ausgehend von gasförmigen Substraten. Im IMR kann z. B. ein Membranmodul zum Eintrag der Eduktgase verwendet werden, während ein weiteres Hohlmembranmodul zur zyklischen oder kontinuierlichen Abtrennung der wertstoffhaltigen Reaktionslösung unter Rückhaltung der Mikrobiologie im Sinne eines In-situ Product Recovery (ISPR)-Konzeptes genutzt werden kann.
Als herausragendes Ergebnis erwies sich während der Untersuchung des IMR, dass mit dem Konzept der Membranbegasung CH4-Konzentrationen von > 90 Vol.-% über eine einjährige Versuchsreihe kontinuierlich und mit flexiblem Gaseintrag erzielt werden konnten. Nach Inbetriebnahme war dabei außer der Zugabe von H2 und CO2 als Energie- bzw. C-Quelle lediglich eine zweimalige Ergänzung von Supplementen erforderlich. Die maximal erreichte membranflächen-spezifische Methanbildungsrate ohne Gaszirkulation lag bei 83 LN Methan pro m2 Membranfläche und Tag bei einer Produktgaszusammensetzung von 94 Vol.% Methan, 2 Vol.% H2, und 4 Vol.% CO2.
Das zweite noch in der frühen Testphase befindliche Verfahren nutzt Druckunterschiede in einer 10 m hohen gepackten Gegenstromblasensäule, die mit einem ebenfalls 10 m hohen separaten Entgasungs-Reaktor kombiniert wurde. Diese Verfahrenskonzept soll es ermöglichen, eine hohe Wasserstofflöslichkeit aufgrund des am Säulenfuß vorliegenden hydrostatischen Druckes zu erreichen und dabei gleichzeitig den Energiebedarf zu minimieren, die Investitionskosten zu reduzieren und optimale zeitliche und räumlichen Bedingungen für die mikrobiologische Umsetzung von H2 und CO2 zu schaffen. Erste Untersuchungen am Gegenstromblasensäulenreaktor zum Stoffübergang von Luft bestätigten eine gute Anreicherung der im Kreislauf geführten Flüssigkeit bereits bei verhältnismäßig niedrigen Gasleerrohrgeschwindigkeiten. In der zweiten Säule des Reaktoraufbaus sollte am Kopf aufgrund der Druckentspannung ein Ausgasen der im Vergleich zu Atmosphärendruck mit Gas übersättigten Flüssigkeit erfolgen. Das Ausgasen der Flüssigkeit konnte ebenfalls am Beispiel des Lufteintrages bestätigt werden.
Digitalisierung und Visualisierung für die Lehre an Hochschulen am Beispiel der Medientechnik
(2022)
Ziel dieser Arbeit war die Erstellung eines Konzepts für die digitale Lehre am Beispiel der Medientechnik an der Hochschule Offenburg. Das Konzept sollte anhand der Funktionsweise von Digitalkameras und den Themengebieten Blende, Verschlusszeit, ISO und dem Crop-Faktor erstellt werden. Bei Konzepterstellung wurden insbesondere existierende, wissenschaftliche Erkenntnisse aus den Bereichen E-Learning, Blended-Learning und Visualisierung berücksichtigt. Darüber hinaus wurden für das Konzept Visualisierungen für die genannten Themengebiete erstellt. Vor Erstellung der Visualisierungen galt es, mögliche Vorteile der 3D-Visualisierung gegenüber der 2D-Visualisierung zu prüfen und eine Auswahl für das Konzept zu treffen. Als weiteres Ziel sollten die in der Arbeit gewonnenen Erkenntnisse, insbesondere bei der Konzepterstellung, anderen Hochschulen und Lehrenden als Grundlage für eigene Konzepte dienen, um eine digitale Lehre mit Online-Anteilen umsetzen zu können.
Diese Ziele werden im Verlauf der Arbeit uneingeschränkt erreicht.
Die in der Arbeit durchgeführte Literaturanalyse zeigt, dass der Einsatz von E-Learning und digitalen Medien zu einem besseren Lernerfolg bei Studierenden führt. Die Anwendung von Blended-Learning-Modellen, als Ergänzung zum E-Learning, können die Nachteile der Präsenzlehre ausgleichen.
Durch den Einsatz von Visualisierungen (Bilder und Animationen) kann in der Theorie belegt werden, dass sich beide Darstellungsformen positiv auf die Lernleistung von Studierenden auswirken. Insbesondere eigenen sich Animationen bei der Durchführung von Laboren zum Ausgleich unterschiedlicher Vorkenntnisse. Außerdem tragen Animationen dazu bei, die Fähigkeit zur eigenständigen Problemlösung zu verbessern, wenn Animationen gleichzeitig mit Erläuterungen eingesetzt werden.
Eine Vorteilhaftigkeit von 3D- gegenüber 2D-Visualisierungen in der Lehre, konnte in der Arbeit nicht bestätigt werden. Nicht zuletzt aufgrund eines erhöhten Aufwandes zur Erstellung und Anwendung von 3D-Visualisierungen, wurde für das Konzept eine 2D-Darstellung gewählt. Zwar werden 3D-Visualisierungen zur Wissensvermittlung an Hochschulen eingesetzt, es konnten jedoch keine wissenschaftlichen Erkenntnisse herangezogen werden, die eine verbesserte Lernleistung oder einen besseren Lernerfolg gegenüber 2D-Visualisierungen belegen. Diese Arbeit zeigt ebenfalls, dass die Anforderungen Expressivität, Effektivität und Angemessenheit für jede Visualisierung erfüllt werden müssen, damit eine Visualisierung im Kontext der Lehre vorteilhaft ist. Darüber hinaus müssen für jede Darstellung operationalisierte Lernziele definiert werden. Nur so kann eine Überprüfung und Beurteilung einer Visualisierung durchgeführt werden. Die Erfüllung dieser Anforderungen wurde für die selbsterstellten Illustrationen zu Blende, Verschlusszeit, ISO und dem Crop-Faktor berücksichtigt und kritisch geprüft. Die Anforderungen wurden vollumfänglich erfüllt.
Bei der Konzepterstellung wurden die in der Arbeit gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnisse berücksichtigt und am Beispiel der Vorlesung Digitale Medien 2 umgesetzt. Das Konzept zeigt in der Theorie, wie E-Learning, Blended-Learning und Visualisierungen bei dieser Vorlesung eingesetzt werden können.
Eine Erprobung in der praktischen Anwendung muss zwingend erfolgen, um die im Konzept definierten, operationalisierten Lernziele der Visualisierungen zu bestätigen. Ebenfalls gilt es den Einfluss des Konzepts auf den Lernerfolg von Studierenden an der Hochschule Offenburg zu prüfen.
Inadequate mechanical compliance of orthopedic implants can result in excessive strain of the bone interface, and ultimately, aseptic loosening. It is hypothesized that a fiber-based biometal with adjustable anisotropic mechanical properties can reduce interface strain, facilitate continuous remodeling, and improve implant survival under complex loads. The biometal is based on strategically layered sintered titanium fibers. Six different topologies are manufactured. Specimens are tested under compression in three orthogonal axes under 3-point bending and torsion until failure. Biocompatibility testing involves murine osteoblasts. Osseointegration is investigated by micro-computed tomography and histomorphometry after implantation in a metaphyseal trepanation model in sheep. The material demonstrates compressive yield strengths of up to 50 MPa and anisotropy correlating closely with fiber layout. Samples with 75% porosity are both stronger and stiffer than those with 85% porosity. The highest bending modulus is found in samples with parallel fiber orientation, while the highest shear modulus is found in cross-ply layouts. Cell metabolism and morphology indicate uncompromised biocompatibility. Implants demonstrate robust circumferential osseointegration in vivo after 8 weeks. The biometal introduced in this study demonstrates anisotropic mechanical properties similar to bone, and excellent osteoconductivity and feasibility as an orthopedic implant material.
Diese Arbeit befasst sich mit der Entwicklung von Full-Stack-Anwendungen im Bereich des Internets der Dinge mit JavaScript. Grundlegende Wissensbereiche, die für diese Entwicklung notwendig sind, werden vorgestellt und erklärt. Es werden ausgewählte JavaScript-Frameworks und -Interpreter im Bereich des Internets der Dinge vorgestellt, bewertet und miteinander verglichen. Mikrocontroller und Einplatinencomputer, welche von den vorgestellten JavaScript-Frameworks und -Interpretern unterstützt werden, werden vorgestellt.
Um die Entwicklung von Full-Stack-Anwendungen im Bereich des Internets der Dinge mit JavaScript bewerten zu können wird eine Anwendung zur Erfassung, Speicherung und Darstellung von Umgebungsvariablen mit Moddable SDK und dem MERN-Stack entwickelt. Vor der Entwicklung werden Anforderungen über eine Anforderungsanalyse definiert und die Anwendung konzipiert. Im Anschluss wird die Anwendung anhand der Anforderungen bewertet. Probleme, die während der Entwicklung der Anwendung auftreten, werden zusammen mit möglichen Lösungen vorgestellt und Full-Stack-Anwendungen im Bereich des Internets der Dinge mit JavaScript werden in diesem Schritt evaluiert.
JavaScript ist für die Entwicklung von Mikrocontrollern zum aktuellen Stand noch nicht ausgereift genug, jedoch bestehen aktuelle Anstrengungen die Entwicklung von JavaScript APIs für Embedded Systems zu vereinheitlichen und voranzutreiben. Dadurch hat die Entwicklung von Full-Stack-Anwendungen im Bereich des Internets der Dinge mit JavaScript Zukunftspotenzial.
Zu Beginn dieser Arbeit wurde das Problem beschrieben, dass das Ersetzen von einzelnen Modulen innerhalb TYPO3s durch React bisher nicht möglich war. Dadurch ergab sich die Aufgabe eine Lösung zu finden, mit der die Vorteile von React in TYPO3 eingebracht werden können, möglichst ohne große Veränderungen und Aufwände zu betreiben. Als zusätzliche Anforderung wurde definiert, dass React in TypeScript geschrieben werden soll.
Um dem Leser dieser Arbeit die Möglichkeit zu geben, den angefertigten Code verstehen und interpretieren zu können, wurden zunächst Grundlagen in TypeScript, React und TYPO3 geschaffen. Daraufhin wurde der Ist-Stand beschrieben, welcher ein simples TYPO3-Plugin beschreibt. Dies wurde für die grundsätzliche Umwandlung in React möglichst simpel gehalten, war dennoch mit einigen Grundsätzen wie AJAX und Rerendering ausgestattet, um gewisse Vorteile und Problematiken bei der Umsetzung aufzeigen zu können. Daraus ergab sich ein Soll-Stand, welcher zugleich weitere Anforderungen an die spätere Lösung definierte.
Um ein mögliches Lösungskonzept erarbeiten zu können wurden im Kapitel „Stand der Technik“ 2 verwandte Arbeiten und Möglichkeiten vorgestellt. Daraufhin wurden die beiden zu entwickelnden Plugins beschrieben, zunächst das Dummy-TYPO3-Plugin, gefolgt vom in React entwickelten Äquivalent.
In Kapitel 8 wurde ein Konzept erstellt und daraufhin die Umsetzung Schritt für Schritt durchgeführt. Dabei konnte erfolgreich React in TYPO3 aufgesetzt und zur Entwicklung genutzt werden. Das Dummy-Plugin konnte ohne größere Probleme umgesetzt werden und zeigte somit eine mögliche Lösung für die Umwandlung von TYPO3 zu React auf. Um diese Lösung zu validieren, wurde im Folgekapitel das ProofOfConcept entwickelt. Dabei handelte es sich um ein produktiv eingesetztes Projekt, welches auf einer älteren Version basiert und verschiedene Anforderungen mitbrachte. Dies wurde nach Vorstellung des Projektes und Lösungskonzept Schritt für Schritt umgesetzt.
Biodegradable metals have entered the implant market in recent years, but still do not show fully satisfactory degradation behaviour and mechanical properties. In contrast, it has been shown that pure molybdenum has an excellent combination of the required properties in this respect. We report on PM based screen printing of thin-walled molybdenum tubes as a processing step for medical stent manufacture. We also present data on the in vivo degradation and biocompatibility of molybdenum. The degradation of molybdenum wires implanted in the aorta of rats was evaluated by SEM and EDX. Biocompatibility was assessed by histological investigation of organs and analysis of molybdenum levels in tissue extracts and body fluids. Degradation rates of up to 13.5 μm/y were observed after 12 months. No histological changes or elevated molybdenum levels in organ tissues were observed. In summary, the results further underline that molybdenum is a highly promising biodegradable metallic material.
Maschinelles Lernen verändert zusehends die Arbeitswelt. Auch in der Produktionsplanung und -steuerung finden sich vielversprechende Anwendungsfälle. In diesem Beitrag sollen ausgewählte Anwendungsbereiche und Ansätze vorgestellt werden, die anhand einer umfangreichen Untersuchung wissenschaftlicher Veröffentlichungen identifiziert wurden. Als Strukturierungshilfe dient das Aachener PPS-Modell.
We consider large scale Peer-to-Peer Sensor Networks, which try to calculate and distribute the mean value of all sensor inputs. For this we design, simulate and evaluate distributed approximation algorithms which reduce the number of messages. The main difference of these algorithms is the underlying communication protocol which all use the random call model, where in discrete round model each node can call a random sensor node with uniform probability.The amount of data exchanged between sensor nodes and used in the calculation process affects the accuracy of the aggregation results leading to a trade-off situation. The key idea of our algorithms is to limit the sample size using the Finite Population Correction (FPC) method and collect the data using a distribution aggregation using Push-Pull Sampling, Pull Sampling, and Push Sampling communication protocols. It turns out that all methods show exponential improvement of Mean Squared Error (MSE) with the number of messages and rounds.
Beuys-Gespräch
(2022)
Jeder redet heutzutage von Digitalisierung. Und dass Unternehmen unter Digitalisierungsdruck stehen, ist ein geflügeltes Wort. Aber was heißt das konkret? Welche Aufgaben stellen sich Führungskräften und welche Lösungsansätze gibt es dafür? Um diese Fragen zu beantworten, klärt das Buch zunächst die Begriffe „Digitalisierung“ und „Management“. Auf dieser begrifflichen Grundlage werden dann wichtige Aspekte des Managements der Digitalisierung analysiert. Experten aus Wissenschaft und Wirtschaft zeigen, wie sich der Kundennutzen optimieren lässt, wie maschinelles Lernen das Entscheiden unterstützt und wie man virtuelle Realität im Unternehmen praktisch einsetzen kann. Vorgestellt werden außerdem neue Entwicklungen in Regulatorik und Berichtswesen sowie Möglichkeiten der IT-gestützten Wirtschaftsförderung. Führungskräfte erhalten so eine Fülle wertvoller Anregungen, um ihre Unternehmen längerfristig noch erfolgreicher zu machen.
Digitalisierung der Finanzberichterstattung – Ist die Unternehmenswelt bald ein transparentes Dorf?
(2022)
Das Dokument verdeutlicht die ESEF-Finanzberichterstattung in der Europäischen Union. Deren Umsetzung mit Hilfe von iXBRL-Finanzberichten sowie die Anforderungen an die Taxonomie. Eine kritische Analyse der Analysemöglichkeiten schließt das Dokument und öffnet Möglichkeiten für weitergehende Analysewerkzeuge der Zukunft.
Titanium and stainless steel are commonly known as osteosynthesis materials with high strength and good biocompatibility. However, they have the big disadvantage that a second operation for hardware removal is necessary. Although resorbable systems made of polymers or magnesium are increasingly used, they show some severe adverse foreign body reactions or unsatisfying degradation behavior. Therefore, we started to investigate molybdenum as a potential new biodegradable material for osteosynthesis in craniomaxillofacial surgery. To characterize molybdenum as a biocompatible material, we performed in vitro assays in accordance with ISO Norm 10993-5. In four different experimental setups, we showed that pure molybdenum and molybdenum rhenium alloys do not lead to cytotoxicity in human and mouse fibroblasts. We also examined the degradation behavior of molybdenum by carrying out long-term immersion tests (up to 6 months) with molybdenum sheet metal. We showed that molybdenum has sufficient mechanical stability over at least 6 months for implants on the one hand and is subject to very uniform degradation on the other. The results of our experiments are very promising for the development of new resorbable osteosynthesis materials for craniomaxillofacial surgery based on molybdenum.
Grundlagen der Logistik
(2022)
Logistikprozesse unterliegen einem ständigen Verbesserungs- und Optimierungsgebot. Lediglich den Status quo zu erhalten, ist keine Strategie und führt nicht zum Erfolg. Im Gegenteil: Gerade in der Logistik ist Stillstand ein sicheres Indiz dafür, dass man überholt wird. Zukunftsthemen wie die Digitalisierung und Automatisierung sind jedoch auch kein Allheilmittel. Sie bilden den Grundstein für die Transparenz von Logistikprozessen und -systemen, indem sie auf verbesserte Überwachung von Objekten und Prozessen setzen, die Vernetzung von Akteuren fördern, auch in Form von digitalen Zwillingen. Die Ansätze zur Verbesserung, Umgestaltung und Anpassung von Logistiksystemen und -operatoren kann auch in Zukunft nur durch eine(n) gut ausgebildete(n) Logistiker*in erfolgen.
Das vorliegende Buch soll deshalb als beispielhafte Anleitung und in diesem Sinne als Handwerkszeug für Logistiker*innen und -interessierte dienen. Die konkrete Umsetzung und Verbesserung, sei es in Richtung einer Effizienzsteigerung oder einer Neugestaltung, muss immer durch den Menschen selbst vorgenommen werden.
An import ban of Russian energy sources to Germany is currently being increasingly discussed. We want to support the discussion by showing a way how the electricity system in Germany can manage low energy imports in the short term and which measures are necessary to still meet the climate protection targets. In this paper, we examine the impact of a complete stop of Russian fossil fuel imports on the electricity sector in Germany, and how this will affect the climate coals of an earlier coal phase-out and climate neutrality by 2045.
Following a scenario-based analysis, the results gave a point of view on how much would be needed to completely rely on the scarce non-renewable energy resources in Germany. Huge amounts of investments would be needed in order to ensure a secure supply of electricity, in both generation energy sources (RES) and energy storage systems (ESS). The key findings are that a rapid expansion of renewables and storage technologies will significantly reduce the dependence of the German electricity system on energy imports. The huge integration of renewable energy does not entail any significant imports of the energy sources natural gas, hard coal, and mineral oil, even in the long term. The results showed that a ban on fossil fuel imports from Russia outlines huge opportunities to go beyond the German government's climate targets, where the 1.5-degree-target is achieved in the electricity system.
During the coronavirus crisis, labs had to be offered in digital form in mechanical engineering at short notice. For this purpose, digital twins of more complex test benches in the field of fluid energy machines were used in the mechanical engineering course, with which the students were able to interact remotely to obtain measurement data. The concept of the respective lab was revised with regard to its implementation as a remote laboratory. Fortunately, real-world labs were able to be fully replaced by remote labs. Student perceptions of remote labs were mostly positive. This paper explains the concept and design of the digital twins and the lab as well as the layout, procedure, and finally the results of the accompanying evaluation. However, the implementation of the digital twins to date does not yet include features that address the tactile experience of working in real-world labs.
The energy system is changing since some years in order to achieve the climate goals from the Paris Agreement which wants to prevent an increase of the global temperature above 2 °C [1]. Decarbonisation of the energy system has become for governments a big challenge and different strategies are being stablished. Germany has set greenhouse gas reduction limits for different years and keeps track of the improvement made yearly. The expansion of renewable energy systems (RES) together with decarbonisation technologies are a key factor to accomplish this objective.
This research is done to analyse the effect of introducing biochar, a decarbonisation technology, and study how it will affect the energy system. Pyrolysis is the process from which biochar is obtained and it is modelled in an open-source energy system model. A sensibility analysis is done in order to assess the effect of changing the biomass potential and the costs for pyrolysis.
The role of pyrolysis is analysed in the form of different future scenarios for the year 2045 to evaluate the impact when the CO2 emission limit is zero. All scenarios are compared to the reference scenario, where pyrolysis is not considered.
Results show that biochar can be used to compensate the emissions from other conventional power plant and achieve an energy transition with lower costs. Furthermore, it was also found that pyrolysis can also reduce the need of flexibility. This study also shows that the biomass potential and the pyrolysis costs can strongly affect the behaviour of pyrolysis in the energy system.
Eco-Feasibility Study and Application of Natural Inventive Principles in Chemical Engineering Design
(2022)
The early stages of the front-end process development are critical for the future success of projects involving new technologies. The application of eco-inventive principles identified in natural systems to the design of chemical processes and equipment allows one to find ways to mitigate or avoid secondary ecological problems such as, for example, higher consumption of raw materials or energy, generation of hazardous waste and pollution of the environment by toxic chemicals. However, before implementing a new technology in a real operational environment, it is necessary to completely investigate its undesirable ecological impact and to evaluate the future viability of this technology. Therefore, the research paper presents a study of ecological feasibility of an innovative process design utilising natural eco-inventive principles and analyses the correlations between applied inventive principles. Such eco-feasibility study can be considered as an important decision gate to determine whether the technology implementation should be moved forward. Furthermore, the study evaluates the practicability of natural inventive principles to the eco-friendly process design and is illustrated with an example of a sustainable technology for nickel extraction from pyrophyllite.
Digital transformation strengthens the interconnection of companies in order to develop optimized and better customized, cross-company business models. These models require secure, reliable, and traceable evidence and monitoring of contractually agreed information to gain trust between stakeholders. Blockchain technology using smart contracts allows the industry to establish trust and automate cross-company business processes without the risk of losing data control. A typical cross-company industry use case is equipment maintenance. Machine manufacturers and service providers offer maintenance for their machines and tools in order to achieve high availability at low costs. The aim of this chapter is to demonstrate how maintenance use cases are attempted by utilizing hyperledger fabric for building a chain of trust by hardened evidence logging of the maintenance process to achieve legal certainty. Contracts are digitized into smart contracts automating business that increase the security and mitigate the error-proneness of the business processes.
Rising societies’ demands require more sustainable products and technologies. Although numerous methods and tools have been developed in the last decades to support environmental-friendly product and process development, an interdisciplinary knowledge base of eco-innovative examples linked to the eco-innovative problems and solution principles is lacking. The paper proposes an ontology of examples for eco-friendly products and technologies assigned to the Inventive Principles (IPs) of the TRIZ methodology in accordance with the German TRIZ Standard VDI 4521. The examples of sustainable technologies and products build a database for sharing and reusing eco-innovation knowledge. The ontology acts as a tool for systematic solving of specific environmental problems in typical life cycle phases, for different environmental impact categories and engineering domains. Finally, the paper defines a future research agenda in the field of the TRIZ-based systematic eco-innovation.
Blockchain-IIoT integration into industrial processes promises greater security, transparency, and traceability. However, this advancement faces significant storage and scalability issues with existing blockchain technologies. Each peer in the blockchain network maintains a full copy of the ledger which is updated through consensus. This full replication approach places a burden on the storage space of the peers and would quickly outstrip the storage capacity of resource-constrained IIoT devices. Various solutions utilizing compression, summarization or different storage schemes have been proposed in literature. The use of cloud resources for blockchain storage has been extensively studied in recent years. Nonetheless, block selection remains a substantial challenge associated with cloud resources and blockchain integration. This paper proposes a deep reinforcement learning (DRL) approach as an alternative to solving the block selection problem, which involves identifying the blocks to be transferred to the cloud. We propose a DRL approach to solve our problem by converting the multi-objective optimization of block selection into a Markov decision process (MDP). We design a simulated blockchain environment for training and testing our proposed DRL approach. We utilize two DRL algorithms, Advantage Actor-Critic (A2C), and Proximal Policy Optimization (PPO) to solve the block selection problem and analyze their performance gains. PPO and A2C achieve 47.8% and 42.9% storage reduction on the blockchain peer compared to the full replication approach of conventional blockchain systems. The slowest DRL algorithm, A2C, achieves a run-time 7.2 times shorter than the benchmark evolutionary algorithms used in earlier works, which validates the gains introduced by the DRL algorithms. The simulation results further show that our DRL algorithms provide an adaptive and dynamic solution to the time-sensitive blockchain-IIoT environment.
Sequenzielle Schaltungen
(2022)
Taschenbuch Digitaltechnik
(2022)
Die Digitaltechnik bestimmt in zunehmendem Maß unser Lebensumfeld. Mit der Darstellung aller Größen ausschließlich durch die diskreten Werte 0 und 1 bietet sie eine ideale Basis sowohl für Speicherung, Verarbeitung und Übertragung von Informationen als auch für die Massenproduktion kostengünstiger und leistungsfähiger Schaltkreise.
Die Digitaltechnik – als komplexes und sehr breites Wissensgebiet – findet ihre Wurzeln in der Mathematik, speziell der Booleschen Algebra. Technisch nutzbar wurde sie in dem heute bekannten Maße durch die Einführung integrierter mikroelektronischer Schaltkreise, sodass eine komplette Darstellung beide Aspekte einbeziehen muss. Viele Anwendungsgebiete der Digitaltechnik, wie z. B. die digitale Signalverarbeitung oder die digitale Kommunikationstechnik, sind mittlerweile so eigenständig, dass kaum noch Gesamtdarstellungen zu finden sind. Die verteilte Darstellung erschwert jedoch in der Regel den Zugang zu einem hochkomplexen Fachgebiet wie der Digitaltechnik.
Das Taschenbuch Digitaltechnik erleichtert diesen Zugang und informiert in kompakter und zugleich fachübergreifender Form. Es wendet sich an Student:innen von Hochschulen und Universitäten, an Lehrer:innen und Schüler:innen von Berufs- und Technikerschulen, an Ingenieur:innen und Techniker:innen in der Praxis und an alle, die ein kompaktes Nachschlagewerk zur Digitaltechnik benötigen.
Für die vierte Auflage wurde das Taschenbuch umfassend aktualisiert und um neue Hardware-Architekturen ergänzt.
Zunehmender städtischer und regionaler Güterverkehr belastet die Anwohner, Verkehrsteilnehmer und die Umwelt. Das Projekt LogIKTram verfolgt das Ziel, regionalen Güterverkehr von der Straße auf die Schiene zu verlagern und somit eine Entlastung zu erzielen. Diese Idee soll am Beispiel einer Gütertram in der Region Karlsruhe erprobt werden. Dafür entwickelt die Hochschule Offenburg unter anderem ein Logistikkonzept und ein Planungsmodell. Beides wird in einer IKT-Plattform umgesetzt.
Bislang gibt es keine Güterstraßenbahnsysteme, die im urbanen Warentransport im Realbetrieb eingesetzt werden. Bestehende Konzepte sind auf einzelne Branchen, ausgewählte Transportgüter oder einzelne Verlader ausgerichtet. Untersuchungen zu Güterstraßenbahnprojekten konzentrieren sich auf individuelle Kunden (zum Beispiel "CarGo Tram" Dresden). Für die Realisierung einer Güterstraßenbahn im urbanen Raum wäre zu klären, welche Anforderungen potenzielle Nutzer haben und wie diese Anforderungen in ein logistisches Konzept integriert werden können. In einer multiplen Fallstudie werden drei Unternehmen aus verschiedenen Branchen analysiert. Aufgrund heterogener Anforderungen wird ein modulares Logistikkonzept vorgeschlagen. Der Beitrag entstand im Rahmen des Projektes "LogIKTram: Logistikkonzept und IKT-Plattform für stadtbahnbasierten Gütertransport".
Projektmanagement entwickelt sich kontinuierlich, auch in qualitativen Sprüngen und Zyklen. Planungsiterationen aus der Agilität und die coronabedingte Digitalisierung der Kommunikation sind nicht die einzigen aktuellen Entwicklungen. Nicht einmal die Wichtigsten. Es wird ein Überblick vermittelt, der nicht nur verstehen, sondern gestalten hilft.
Die Schaffung und Nutzung von Virtualität - jederzeit den Blick auf das Wesentliche fokussieren
(2022)
Fragt man Sportler nach ihren Ideen, was man alles mit einem Ball anstellen könne, so werden Fußballer, Handballer, Volleyballer und Basketballer jeweils sehr konkrete, aber ganz unterschiedliche Antworten geben. Fragt man nicht nach einem Ball, sondern allgemeiner nach einem kugelförmigen Spiel- und Sportgerät, so käme Boule, Billard, Tennis und das Jonglieren hinzu – vielfältige Möglichkeiten. Im technologischen Bereich ist es ähnlich. Mobiltelefone (heute: Smartphones) haben sich zu multifunktionalen Alleskönnern entwickelt, bei denen die Ursprungsfunktion, das Telefonieren, nur noch eine von zahlreichen Nutzungsmöglichkeiten ist.
Nonlinear acoustic waves are considered that have displacements localized at the tip of an elastic wedge. The evolution equation governing their propagation is discussed and compared with its analogues pertaining to nonlinear acoustic surface and bulk waves. Solitary wave solutions of the evolution equation have been determined numerically for the cases of two rectangular edges which may be viewed as generated by splitting a half-space, consisting of crystalline silicon, into two quarter-spaces. For these two geometries, the kernel in the nonlinear terms of the evolution equation has been calculated from the second-order and third-order elastic constants of silicon, and weak dispersion due to tip truncation has been considered. Solitary pulse shapes have been computed and collisions of solitary pulses have been simulated for various relative speeds of the two collision partners. Collision scenarios for the two wedge geometries were found to differ considerably. Special attention is paid to the peculiar interaction of two initially identical solitary pulses.
Acoustic waves are investigated which are guided at the edge (apex line) of a wedge-shaped elastic body or at the edge of an elastic plate. The edges contain a periodic sequence of modifications, consisting either of indentations or inclusions with a different elastic material which gives rise to high acoustic mismatch. Dispersion relations are computed with the help of the finite element method. They exhibit zero-group velocity points on the dispersion branches of edge-localized acoustic modes. These special points also occur at Bloch-Floquet wavenumbers away from the Brillouin zone boundary. Deep indentations lead to flat branches corresponding to largely non-interacting, Einstein-oscillator like vibrations of the tongues between the grooves of the periodic structure. Due to the nonlinearity of the elastic media, quantified by their third-order elastic constants, an acoustic mode localized at a periodically modified edge generates a second harmonic which partly consists of surface and plate modes propagating into the elastic medium in the direction vertical to the edge. This acoustic radiation at the second-harmonic frequency is investigated for an elastic plate and a truncated sharp-angle wedge with periodic inclusions at their edges. Unlike nonlinear bulk wave generation by surface acoustic waves in an interdigital structure, surface and plate mode radiation by edge-localized modes can be visualized directly in laser-ultrasound experiments.
Kenntnisse im internationalen Steuerrecht werden in der steuerlichen Ausbildung immer wichtiger. Mit dem „Wilke“ sichern Sie sich einen umfassenden und fundierten Einstieg in diese komplexe Materie. Leicht verständlich und anschaulich vermittelt dieses Standardlehrbuch Ihnen alle relevanten Grundlagen des internationalen Steuerrechts. Der Aufbau des Buchs orientiert sich dabei sowohl an den Bedürfnissen der Ausbildung als auch denen der Praxis. Als idealer Begleiter unterstützt es Sie in jeder Phase Ihrer beruflichen Entwicklung – von den ersten Schritten in der Steuerberater-Ausbildung bis hin zur erfolgreich abgeschlossenen Weiterbildung zum Fachberater für Internationales Steuerrecht. Die 16. Auflage berücksichtigt die Entwicklung auf dem Gebiet des internationalen Steuerrechts in Gesetzgebung, Rechtsprechung, Literatur und Verwaltung bis Ende Februar 2022.
Rechtsstand: 28.2.2022
The impact of the circular economy on sustainable development: A European panel data approach
(2022)
The circular economy (CE) has attracted considerable attention because of its potential to help achieve sustainable development (SD). This paper presents a comprehensive analysis of the effect of the CE on the three dimensions of SD at the country level. We analysed the impact of each CE source of value (renewable energy, reuse, repair, recycling) and the influence of an overall factor-analysis-derived measure of the CE on the economic, environmental and social dimensions of SD. The aim was to compare the individual impacts and outcomes of the CE and its sources of value in a single study. Panel data analysis was performed using a sample of 25 European countries for the period 2010 to 2019. The findings show a major impact of the CE on achieving SD, which has positive
effects on the economy, environment and society. However, the results show that the impact of each CE value source on the three SD dimensions varies. While renewable energies and reuse reduce the impact on the environment, recycling has no effect, and repair increases GHG emissions. However, repair is the only CE source with a positive economic impact at the country level. Finally, renewable energy, repair and recycling reduce unemployment. Decision makers should conduct impact analysis to design suitable, efficient and targeted measures depending on each country's specific objectives.
The aim of this study is to identify indicators at country level that could prove useful in improving the effectiveness of fraud detection in European Structural and Investment Funds. The chapter analyses EU funds, belonging to the period 2014–2020, from and the study suggests the convenience of tracking funds, especially in countries with higher GDP and higher transparency levels, and the lesser relevance of the number of irregularities for countries with higher GDP and those receiving larger funds. Fraud and fraud detection rates in individual funds vary significantly across states. Federal states, such as the Federal Republic of Germany, are comparatively successful in detecting fraud in EU funds.
Komplexe E-Commerce-Systeme müssen heutzutage immer schneller am Markt sein und sich an diesen anpassen. Dies wird durch SaaS-Services möglich, wodurch sich die Best-of-Breed-Lösungen einsetzen lassen. Der monolithische Ansatz der meisten E-Commerce-Systeme ist für diese Anwendungen nicht mehr geeignet. Abhilfe soll der Composable-Commerce-Ansatz schaffen. Für den Ansatz wird eine Integrationslösung benötigt. Ziel dieser Thesis ist es, Integrationslösungen zu evaluieren und mithilfe von Integration-Layer-Prototypen gegenüberzustellen. Es werden zwei Integrationslösungen ausgewählt, die als Prototyp implementiert werden. Für den ersten Prototypen wird Apache Camel in einem Spring-Boot-Server verwendet. Der zweite Prototyp setzt die AWS-eigenen Services für die Integration ein. Zum Schluss werden diese durch einen Last-Test auf ihre Performance geprüft.
Herr Vater & Ich
(2022)
Mein Vater wurde im Jahr 1952 geboren. Über das, was er in den 40 Jahren vor meiner Geburt erlebt hat, hat er mir immer wieder Geschichten erzählt, die mich unterhalten, belustigt oder verwundert haben. Geschichten, die mir immer wieder zeigten, dass ich ihn, abseits von seiner Rolle als Vater, gar nicht wirklich kenne. Dabei hat er mich in vielerlei Hinsicht geprägt. Mit der Musik, die er mit mir gemacht hat, den Bildern, die er mit mir gemalt hat, den Büchern, Platten und Filmen, die er mir geschenkt hat und mit den Geschichten, die er erzählt und vor allem wie er sie erzählt. Aber was für meine Person ist mein Vater eigentlich?
Ich sammle Anekdoten, die einen lebhaften Eindruck über seine Erfahrungen und Erlebnisse geben und erfahre mehr über den historischen Kontext und die gesellschaftliche Situation, die seine persönliche Lebensgeschichte prägten. Ich tauche ein, in ein Leben voll von Kindheitserinnerungen aus der Nachkriegszeit und zufälligen Begegnungen, aus denen sich langjährige Freundschaften ergeben. Ich lerne mehr über den Umgang mit dem Tod, darüber wie man Entscheidungen trifft und lausche Geschichten von jugendlichem Übermut und aufregenden Schiffsfahrten. Mit jeder dieser Geschichten lerne ich meinen Vater neu und besser kennen, sehe mich darin selbst wieder oder bin auch einfach nur überrascht.
Denn die Auseinandersetzung mit meinem Vater ist notwendigerweise eine Auseinandersetzung mit mir selbst. Wo finde ich mich in seinen Geschichten selbst wieder? Wo macht er Fehler, die ich auch gemacht hätte, aber wo trifft er auch Entscheidungen, die ich mir nicht zutrauen würde? Ich erfahre, was wir gemeinsam haben, aber auch wo wir uns unterscheiden. Wir als Person, aber auch wir in unserem historischen Kontext. Wo in ihm ein Seemanns-Lied aus einer Musiktruhe den Wunsch weckte, zur See zu fahren, da höre ich noch immer die Platten, die er mir als Kind vorgespielt hat. Dass er mit seinen Eltern und seinem Bruder in einem Zimmer geschlafen und aufgewachsen ist, scheint für mich heute undenkbar. Und zusammen versuchen wir den Weg seines Vaters, meines Opa, nach Deutschland nachzuvollziehen und ergründen die Wurzeln der Familie.
Bilder, Dokumente und Tape-Aufnahmen eines rumänischen Kirchenchors veranschaulichen Erzählungen, die bis vor den Zweiten Weltkrieg zurückreichen und werden ergänzt und erweitert durch Medien, die erst im Rahmen dieser Arbeit entstanden sind. Es entsteht eine digitale Ausstellung und weit mehr, als ein individuelles Porträt. „Herr Vater & Ich” ist eine Sammlung von Kurzgeschichten, eine Auseinandersetzung mit Geschichte und gesellschaftlicher Veränderung, eine Verständigung zwischen Generationen.
Eine Einladung zum Zuhören & Kennenlernen.