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Die vorliegende Bachelorthesis beschäftigt sich mit der Entwicklung einer Progressive Web App, einem neueren Entwicklungsansatz der Web Applikationen, die einige native Funktionen unterstützt. Dabei wird insbesondere auf die Funktionsweise der Progressive Web App eingegangen. Dazu zählen der Service Worker, das Web-App-Manifest und die Applikation-Shell-Architektur. Die Umsetzung wurde mit dem Javascript Framework Vue, dem UI Framework Vuetify und der App-Entwickler-Plattform Firebase realisiert.
Mass transfer phenomena in membrane fuel cells are complex and diversified because of the presence of complex transport pathways including porous media of very different pore sizes and possible formation of liquid water. Electrochemical impedance spectroscopy, although allowing valuable information on ohmic phenomena, charge transfer and mass transfer phenomena, may nevertheless appear insufficient below 1 Hz. Use of another variable, that is, back pressure, as an excitation variable for electrochemical pressure impedance spectroscopy is shown here a promising tool for investigations and diagnosis of fuel cells.
Silicon (Si) has turned out to be a promising active material for next‐generation lithium‐ion battery anodes. Nevertheless, the issues known from Si as electrode material (pulverization effects, volume change etc.) are impeding the development of Si anodes to reach market maturity. In this study, we are investigating a possible application of Si anodes in low‐power printed electronic applications. Tailored Si inks are produced and the impact of carbon coating on the printability and their electrochemical behavior as printed Si anodes is investigated. The printed Si anodes contain active material loadings that are practical for powering printed electronic devices, like electrolyte gated transistors, and are able to show high capacity retentions. A capacity of 1754 mAh/gSi is achieved for a printed Si anode after 100 cycles. Additionally, the direct applicability of the printed Si anodes is shown by successfully powering an ink‐jet printed transistor.
In Unternehmen entstehen beim Prozess der digitalen Transformation stetig neue Anwendungen und Auswertungen. Es wird viel Zeit und Geld in digitale Lösungen investiert, die das Arbeitsumfeld verbessern. Die Plattformen zur Verwaltung und Verteilung dieser werden dabei jedoch häufig vernachlässigt.
Ziel dieser Arbeit ist es eine solche Plattform in Form eines App-Stores für den Standort zu entwickeln. Dabei liegt der Fokus auf der Verbesserung der App-Nutzung, was durch eine nutzerfreundliche Oberfläche für Endanwender und Entwickler erreicht werden soll. Weiterhin ist eine hohe Wartbarkeit der Plattform notwendig, damit sie auch von einem kleinen Team betrieben werden kann.
Zunächst wurde analysiert, welche Architektur und Technologien für die Umsetzung gut geeignet und welche vom Unternehmen vorgegeben sind. Dabei stellte sich heraus, dass eine Microservice-Architektur am besten geeignet ist. Als Technologie stand lediglich das Framework zur Frontendimplementierung zur Wahl, hier war Angular am besten geeignet.
Durch die Verwendung eines iterativen Prozesses konnten bereits zu Beginn die späteren Nutzer in die Entwicklung eingebunden werden. Dies ermöglichte das Ermitteln aller Anforderungen und Entwerfen einer nutzerfreundlichen Oberfläche. Dieses iterative Vorgehen wurde auch während der Implementierung eingesetzt. Dazu wurden mit Testdaten befüllte Versionen bereitgestellt, damit Nutzer frühzeitig Rückmeldung geben konnten.
Der Fernsehmarkt im Bereich Live-Sport hat sich in den letzten Jahren verändert. Wir erleben das Vordringen eines neuen Mediums in den Sportsektor. Streaming-Plattformen etablierten sich bereits in den frühen 2010er Jahren in der Gesellschaft. Online-Plattformen, mit Fokus auf Unterhaltungsformate wie Filmen und Serien, stellen eine moderne Form der heutzutage bereits fast ausgestorbenen Video-Mediatheken dar. Doch auch der Sport und vor allem der Fußball erweist sich als interessantes Produkt für die Online-Streaming-Anbieter. Fußball wird in der heutigen Zeit nicht mehr nur im klassischen, linearen Fernsehen konsumiert, sondern auch im Internet. Dabei zeichnen sich signifikante Unterschiede zwischen den beiden Medienkanälen ab. Im Laufe der Zeit kommt es vor, dass ein altes Medium von einem neuen Medium komplett verdrängt oder in den Hintergrund gerückt wird. Das Radio nimmt beispielsweise in der heutigen Zeit eine komplett andere Rolle ein als noch vor 80 Jahren. Es wird in gewisser Weise vom Fernsehen abgelöst und muss sich neu positionieren. Das Ziel dieser Arbeit ist es, die Frage zu klären, ob eine ähnliche Entwicklung auch für den Sport- Fernsehmarkt denkbar ist. Außerdem soll die aktuelle Marktsituation analysiert und das Konsumverhalten der Menschen erleuchtet werden. Hinzu kommt eine qualitative Befragung, die neue Aspekte zur Forschung liefern soll. Basierend auf dieser Analyse und auf einer empirischen Datenerhebung, soll eine Prognose für die Zukunft getroffen werden.
Fast charging of lithium-ion batteries remains one of the most delicate challenges for the automotive industry, being seriously affected by the formation of lithium metal in the negative electrode. Here we present a physicochemical pseudo-3D model that explicitly includes the plating reaction as side reaction running in parallel to the main intercalation reaction. The thermodynamics of the plating reaction are modeled depending on temperature and ion concentration, which differs from the often-used assumption of a constant plating condition of 0 V anode potential. The reaction kinetics are described with an Arrhenius-type rate law parameterized from an extensive literature research. Re-intercalation of plated lithium was modeled to take place either via reverse plating (solution-mediated) or via an explicit interfacial reaction (surface-mediated). At low temperatures not only the main processes (intercalation and solid-state diffusion) become slow, but also the plating reaction itself becomes slower. Using this model, we are able to predict typical macroscopic experimental observables that are indicative of plating, that is, a voltage plateau during discharge and a voltage drop upon temperature increase. A spatiotemporal analysis of the internal cell states allows a quantitative insight into the competition between intercalation and plating. Finally, we calculate operation maps over a wide range of C-rates and temperatures that allow to assess plating propensity as function of operating condition.
Die vorliegende Bachelorthesis befasst sich mit der Reproduktion der ersten „eisernen Hand“ des Götz von Berlichingen. Die Aufgabenstellung ist es, einen Öffnungsmechanismus zu entwickeln, welcher die zwei Fingerblöcke in die geöffnete Grundstreckstellung zurückführt, wenn die Finger zur Handinnenfläche eingefahren sind. Außerdem sollen die Fingerblöcke in drei verschiedenen Positionen einrasten können, wenn sie nach innen gedrückt werden. Insgesamt soll die Mechanik der Fingerblöcke durch 3D-unterstützte Optimierung von Bauteilen verbessert und unterstützt werden.
Der neukonstruierte Öffnungsmechanismus beinhaltet eine Drehfeder pro Fingerblock. Zudem begünstigt die CAD-Optimierung des Daumensystems und des Fingersystems die Mechanik der Fingerblöcke.
Marketing-Kommunikationsstrategie zur Erschließung der Best Ager am Beispiel von Fitnessstudios
(2020)
Die vorliegen Bachelorarbeit befasst sich mit den Marketing-Kommunikationsstrategien in Fitnessstudios und wie ihnen es gelingt die Best Ager anzusprechen.
Das Primäre Ziel dieser Arbeit besteht darin, Fitnessstudio-Inhaber ein Leitfaden bereitzustellen, womit sie die Chancen des demografischen Wandels für Ihr Fitnessstudios nutzen und Best Ager überzeugen können.
Energie aus erneuerbaren Ressourcen ist nicht immer beliebig verfügbar. Je nach Jahreszeit und Witterung variiert beispielsweise die durch Solarparks oder Windkraftanlagen zur Verfügung gestellte Leistung. Durch den kontinuierlichen Ausbau der erneuerbaren Energien wird sich die Volatilität im Energiesystem in Zukunft immer stärker ausprägen. Die Industrie auf die sich ändernden Versorgungsstrukturen vorzubereiten und anzupassen ist eine große Herausforderung der nächsten Jahrzehnte. Unternehmen müssen zukünftig ihre Prozesse und Betriebsorganisation so gestalten können, dass sich der Energieverbrauch zumindest in Teilen flexibel an das volatile Energieangebot anpassen kann. Neben der Entwicklung von Technologien, Konzepten und Maßnahmen zur energetischen Flexibilisierung von industriellen Prozessen liegt ein zweiter Schwerpunkt zukünftiger Arbeiten auf der Entwicklung einer durchgängigen IT-Infrastruktur, mit der Unternehmen und Energieanbieter in Zukunft Informationen von der Produktionsmaschine bis zu den Energiemärkten bereitstellen und austauschen können. Dies führt zu einem Paradigmenwechsel im Betrieb industrieller Prozesse - weg vom kontinuierlichen und rein nachfragegetriebenen Energieverbrauch hin zum anpassbaren, energieflexiblen Betrieb industrieller Anlagen. Dieses Nachschlagewerk stellt die wichtigsten Ergebnisse der Forschung im Rahmen des Kopernikus-Projekts Synergie vor und verdeutlicht richtungsweisende Erkenntnisse für weitere Entwicklungen in dem noch jungen Feld der industriellen Energieflexibilität.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Performanz grundlegender Bildverarbeitungsalgorithmen wie einem Gaußfilter und Farbraumkonvertierung, aber auch der Feature Detection-Algorithmen Scale Invariant Feature Transform (SIFT) und Speeded-Up Robust Features (SURF) auf einem Raspberry Pi 4 unter Verwendung von openCV unter Variation der Parameter untersucht. Ein Algorithmus zur Farberkennung der Würfelsteine des Rubik's Cube wurde entwickelt, implementiert und evaluiert. Die Laufzeiten der Algorithmen wurden mit dem Raspberry Pi 4 und einem Lenovo P12.Gen Notebook mit Intel-i9 Prozessor gemessen. Die Ergebnisse wurden verglichen und diskutiert.
Um die Akzeptanz und Relevanz von Mailings zu steigern, ist es für Unternehmen wichtig, die Kundeninteressen möglichst gezielt anzusprechen. Bereits jetzt wird die E-Mail-Marketing Lösung Inxmail Professional zusammen mit Recommender Systemen eingesetzt, was das Erstellen und Versenden von E-Mails mit personalisierten Produktempfehlungen ermöglicht. Das notwendige Wissen für den Aufbau und den Betrieb dieser Recommender Systeme liegt dabei jedoch bei (externen) Technologie-Partnern, wodurch höhere Kosten und zusätzliche Abhängigkeiten für Inxmail und seine Kunden entstehen.
Mit dieser Arbeit wurde erforscht, was es für das Unternehmen Inxmail bedeutet, mit Open-Source-Software ein eigenständiges Recommender System aufzubauen und in die E-Mail-Marketing Lösung Inxmail Professional zu integrieren. Hierfür wird Inxmail Professional in einem typischen Kontext mit einem angebundenen Onlineshop System betrachtet. Das Recommender System soll anhand der Daten, die es aus dem Onlineshop System bekommt, individuelle Produktempfehlungen berechnen, um diese automatisiert beim Versand für jeden Empfänger abfragen und in die E-Mail integrieren zu können.
Auf Basis des Machine Learning Servers Harness und der integrierten Universal Recommender Engine wurde ein Recommender System aufgebaut.
Für die Integration des Onlineshop Systems Shopware wurde ein Plugin entwickelt, welches das Recommender System über alle relevanten Benutzeraktionen benachrichtigt. Die Inxmail Professional Integration basiert auf einem Webservice, der implementiert wurde, um die individuellen Produktempfehlungen für einen Kunden/Empfänger beim Recommender System abzufragen und mit den Detailinformationen zu den Produkten aus dem Onlineshop aufzubereiten.
Es konnte gezeigt werden, dass auf der Grundlage von Open-Source-Technologien ein eigenständiges Recommender System aufgebaut, evaluiert und in Inxmail Professional mit angebundenem Onlineshop System integriert werden kann. Der Gesamtprozess für die Evaluation des Systems wurde weitestgehend automatisiert, wodurch viele manuelle und zeitintensive Schritte über Steuerungsskripte abgehandelt werden können. Das System erlaubt die reibungslose Verarbeitung großer Datenmengen (> 19.000.000 Events) auf einem einzelnen Server. Die Vorhersagequalität wurde anhand realer Interaktionsdaten aus öffentlichen E-Commerce-Datensätzen mit Offline-Tests gemessen. Dadurch wurde sichergestellt, dass das System in der Lage ist, bei stetig wachsender Eventmenge zuverlässige aufempfehlungen zu berechnen. Die Tests haben gezeigt, dass bei mehreren Millionen Events von mehreren Tausend Benutzern für mehrere Tausend Produkte, 13 % bis
15 % aller tatsächlichen Käufe in den Top-10 der vom System vorgeschlagenen Empfehlungen enthalten waren.
Damit wurde die Grundlage für den selbstständigen Aufbau und Betrieb eines Recommender Systems gelegt, was eine sinnvolle und kostengünstige Alternative zu externen Systemen sein kann.
Neurostimulation durch Musik
(2020)
Was ist die Musik und wie wirkt sie sich auf den menschlichen Körper aus? Historisch betrachtet wird die Musik als etwas Göttliches aufgefasst, da sie eine äußerst große Wirkung auf die Emotionen des Menschen besitzt. Dieser Effekt wirkt sich auch psychosomatisch aus und kann das Denken und Handeln des Zuhörers beeinflussen und steuern. So lässt sich beispielsweise das Kaufverhalten allein durch die musikalische Begleitung deutlich manipulieren. Selbst die Motivation lässt sich mit passender Vertonung entweder steigern oder reduzieren. In der heutigen Zivilisation begleitet die Musik den Menschen alltäglich und wird zu vielen verschiedenen Zwecken verwendet. Somit ist die musikalische Stimulation als eine Art Psychotherapie zu werten, die häufig gezielt angewendet wird, aber im Beeinflussten unterbewusst stattfindet. Da natürlich immer noch offene Fragen bezüglich der genauen Wirkung von Musik auf das Gehirn bestehen, werden derzeit im Bereich der Neurowissenschaften viele Studien durchgeführt, um dieses Phänomen nachvollziehen zu können.
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Wahrnehmung von Websites im One-Page-Design und der Verbesserung der User Experience mit Hilfe von Blickaufzeichnung und weiteren Methoden.
Für ein Unternehmen ist eine Website mittlerweile ein zentrales Marketinginstrument. Eine gute Umsetzung der Website ist maßgeblich am Unternehmenserfolg beteiligt.
Eine bedeutende Rolle für eine Website spielt das Webdesign. Dies beeinflusst entscheidend, ob das Interesse des Nutzers geweckt wird und er auf der Website verweilt oder diese direkt wieder verlässt. Doch das Webdesign verändert sich laufend. Ein neuer Trend ist die Website im One-Page-Design. Diese bietet neue Möglichkeiten der Gestaltung, stellt Webdesigner jedoch auch bei der Umsetzung vor neue Herausforderungen. Mit der vorliegenden Arbeit sollen deshalb Websites im One-Page-Design hinsichtlich ihrer Wirkung auf den Nutzer analysiert werden. Zu diesem Zweck werden mit ausgewählten Probanden User Experience Tests durchgeführt, die Aufschluss darüber geben sollen, wie die Zielgruppe mit der Website interagiert. Durch die Analyse der gewonnenen Daten und die daraus abgeleiteten Handlungsempfehlungen kann die User Experience von Websites im One-Page-Design gesteigert werden. Neben der Eyetracking-Methode (Blickaufzeichnung) wird die Think Aloud-Methode, der Interview-Leitfragen sowie die Mimikmessung eingesetzt.
In letzter Zeit sind einige neue, hochintegrierte Einchip-Radarsensoren auf den Markt gekommen. Die enormen Fortschritte im Bereich des autonomen Fahrens hat diese Sensoren hervorgebracht. Mit ihnen lassen sich diverse Anwendungen, wie zum Beispiel eine Abstandsmessung, Kollisionserkennung oder Geschwindigkeitserfassung realisieren.
Für die Nutzung eines solchen modernen Radarsensors spricht viel, jedoch besitzen alle eine differenzielle Ausgangsschnittstelle, die nicht mit den üblichen Mikrocontrollersystemen eingelesen werden kann. Darum war das Ziel der Arbeit, die Entwicklung eines Schnittstellenwandlers auf einem Low-Power-FPGA, zur Anbindung eines Radarchips an einen klassischen Mikrocontroller.
Der Lösungsweg war demnach schon vorgegeben, es folgte die konkrete Umsetzung mit der Modellierung der Hardware in VHDL. Der FPGA liest die differenzielle Schnittstelle ein, parallelisiert die Daten und speichert sie zwischen. Sobald die Messdaten vollständig sind, können sie über die serielle SPI-Schnittstelle angefordert werden. Als Gegenstelle kommt ein Mikrocontroller zum Einsatz, der die Messdaten wiederum gemäß eines definierten Protokolls zur Auswertung an einen Computer weiterleitet.
Die Machbarkeit dieser Anwendung wurde kontrolliert, indem die Messdaten vom Radarchip, übermittelt durch den FPGA und Mikrocontroller, auf dem Computer mithilfe eines Analyseprogramms bewertet wurden. Die Auswertung der Messergebnisse entspricht in vollem Umfang den Erwartungen. Der Ressourcenverbrauch im FPGA wurde hierbei ebenfalls als kritisch betrachtet, was sich im Nachhinein jedoch nicht bestätigte. Es ist sogar das Gegenteil der Fall, mit den übrigen freien Ressourcen steht einer möglichen Signalverarbeitung nichts im Wege.
Eine funktionelle Beschreibung des tibialis anterior in Abhängigkeit der unteren Sprunggelenksachse
(2019)
Das Ziel in dieser Bachelorarbeit war es, die Achse des unteren Sprunggelenks mit zwei Methoden zu ermitteln und mit Angaben der Literatur zu vergleichen. Des Weiteren sollte der Musculus tibialis anterior stimuliert und die Ergebnisse in Abhängigkeit der Methoden gestellt werden.
Zur Ermittlung der Achse wurde, aus Gründen der Ökonomie, eine modifizierte Methode nach Kirby und eine Methode mit Sensoren angewandt, bei Letzteren handelt es sich um sogenannte IMUs. Bei der modifizierten Kirby-Methode wurde gegen eine Plexiglasplatte gedrückt, die an der Fußsohle angebracht war, um Punkte zu finden, an denen der Fuß nicht rotiert. Anschließend wurden diese Punkte digitalisiert und ausgewertet. Bei der IMU-Methode wurden zwei IMUs an der Plexiglasplatte und der Tibia-Kante angebracht. Beim Bewegen des Fußes, in maximaler Dorsalflexion, in Richtung Pro- und Supination wurden die Daten der Sensoren aufgezeichnet und anschließend ausgewertet. Dabei stieg die Stimulationsstärke bis zum Erreichen von neunzig Prozent des max. Dorsalflexionswinkels, der zuvor willkürlich erreicht wurde. Die Stimulationen wurden aufgezeichnet und in Pronation und Dorsalflexion kategorisiert.
Es wurden 44 Sprunggelenke mit der modifizierten Kirby-Methode und 18 Sprunggelenke mit der IMU-Methode gemessen und stimuliert. Wie auch in der Literatur bestätigt wird, konnte mit keiner der beiden Methoden ein Zusammenhang zwischen rechter und linker Achse gemessen werden. Es zeigte sich bei der modifizierten Kirby-Methode keine Abhängigkeit zur Stimulation. Jedoch konnte mit der IMU-Methode eine untere Sprunggelenksachse ermittelt werden, unter der es bei der Stimulation zur Supination kam bzw. über der eine Pronation auftrat. Der Bland-Altman-Plot hat gezeigt, dass die modifizierte Kirby-Methode im Vergleich zur IMU-Methode unterbestimmt und es mit steigender Achse zu höheren Differenzen der beiden Methoden kommt. Die Stimulation des Musculus tibialis anterior hat gezeigt, dass bei den Probanden sowohl Pronation als auch reine Dorsalflexion festgestellt wurde.
Die Ergebnisse der Modifizierten Kirby-Methode sind aus vielerlei Hinsicht nicht plausibel und stimmen nicht mit den gemessenen Achsen in der Literatur überein. Die Ergebnisse der IMU-Methode haben in Abhängigkeit zur Stimulation gezeigt, dass eine Ausrichtung der USG-Achse einen Einfluss auf die Bewegung des Musculus tibialis anterior hat. Dieser Sachverhalt und auch die unterschiedlichen Funktionen des Musculus tibialis anterior wurden in der Literatur bisher nicht beschrieben.
Die vorliegende Bachelor-Thesis wurde im Rahmen des Bachelorstudiengangs an der Hochschule Offenburg in der Sparte S der Fertigungsplanung der Hugo Kern und Liebers GmbH und Co. KG verfasst. Ziel dieser Abschlussarbeit ist es, die Lagerung der vorderen Kettenumlenkung weiter zu optimieren, um die Standzeit zu verbessern. Der Fokus der Arbeit liegt dabei in der Optimierung des Seriengleitlagers, bzw. der Entwicklung und Herstellung eines speziell gekapselten Gleitlagers.
Als Optimierungen im seriennahen Bereich, das heißt möglichst ohne große Änderungen am Fertigungs- bzw. Montageablauf, findet vor allem das Borieren der Reibpartner be-sondere Beachtung. Durch erste Feldversuche zeigte sich, dass das Borieren des Um-lenksterns positive Auswirkungen auf die Reibung hat und den Widerstand gegen abra-siven Verschleiß durch Erhöhung der Randschichthärte deutlich verbessert. Zusätzlich zum Einsatz eines borierten Umlenksterns wird untersucht, ob das zusätzliche Borieren des HM-Rings weitere Vorteile bringt, vor allem hinsichtlich der entstehenden zusätzli-chen Notlaufeigenschaften durch die Boridschicht.
Als weitere Variante wird der eingesetzte Hartmetallring, welcher aktuell lediglich eine einzige Schmiernut enthält, mit optimierten Schmiernuten hergestellt. Als Vorbild hierfür wird die Gestaltungsrichtlinie von Schmiernuten von hydrodynamischen Gleitlagern ver-wendet.
Der größte Block und damit auch der, welcher am vielversprechendsten ist, ist die Neu-entwicklung und Herstellung einer gekapselten Gleitlagervariante. Diese soll es ermögli-chen, dass die Reibpartner komplett von Öl umschlossen sind und so eine Verbesserte und dauerhafte Schmierung erreicht werden soll. Außerdem soll die gekapselte Gleitla-gerung so gestaltet werden, dass eine Nachförderung von Öl aus einem in den Bolzen angebrachten Schmiermittelreservoir ermöglicht wird und so eine Lebensdauerschmie-rung erreicht werden kann.
Um die unterschiedlichen Mustervariationen bewerten zu können, werden jeweils Prüf-standversuche durchgeführt, bei dem die entstehenden Drehmomente und die Tempera-tur gemessen werden. Als Vergleich dient jeweils der Serienstand mit seinen festgelegten Grenzen.
Außerdem wird für jede Variante ein Sägeversuch durchgeführt, bei welchem die Bau-gruppen bei den beiden kritischen Sägerichtungen Rückwärts und Einstechen überprüftwird. Auch hier erfolgt die Beurteilung über etwaige Verbesserungen mit den Ergebnissen der Sägesysteme aus dem aktuellen Serienzustand.
Bei der Prüfung der Musterbaugruppen zeigt sich, dass vor allem das Borieren der Reib-partner Vorteile gegenüber der Serie bringt und durchaus die Möglichkeit der Umsetzung in der Serienbaugruppe besteht. Die Tests verliefen äußerst positiv, vor allem im Bereich höherer Belastungen zeigt sich, dass das Borieren des Umlenksterns deutliches Verbes-serungspotenzial im Vergleich zum aktuellen Serienstand zeigt.
An ein Umsetzen der Baugruppen mit gekapselter Gleitlagervariante ist aktuell nicht zu denken. Die geprüften Baugruppen zeigen deutliche Schwächen bei den Prüfstandsver-suchen. Die Ergebnisse der Sägeversuche stellen sich jedoch noch deutlich schlechter dar. Unabhängig vom verwendeten Schmieröl, bzw. den darin enthaltenen Festschmier-stoffpartikeln, besteht keine einzige Baugruppe auch nur annähernd die festgelegten Min-destanforderungen.
Um die gekapselte Gleitlagervariante auf einen Stand zu bringen, bei welchem an ein Umsetzen in die Serienbaugruppe gedacht werden kann, bedarf es noch weiterem Ent-wicklungsaufwand. Das Aufbiegen des Schwertes während des Sägens muss verhindert werden. Außerdem muss die Materialpaarung, die Härte und die Oberflächenqualität von Umlenkstern und Bolzen angepasst werden, um die Ausbildung von Kaltverschweißun-gen zu vermeiden. Die Kaltverschweißungen zwischen Umlenkstern und Bolzen bewir-ken, dass der Bolzen nicht mehr drehbar ist was unmittelbar zum Ausfall der Baugruppen führt.
Die vorliegende Bachelor-Thesis ist bei der Firma AUMA in Müllheim in der Abteilung Testing
entstanden.
Diese Arbeit ist in zwei Teile unterteilt. Im ersten Teil wird näher auf den Entwurf eines Motorenprüfstands
und dessen Realisierung eingegangenen, während sich der zweite Teil damit
befasst, wie dieser für die Ausbildung – und die Einarbeitung in Mess- und Steuerungstechnik –
von Auszubildenden genutzt werden soll. In diesem Versuchsaufbau wird vorrangig ein Gleichstrommotor
getestet.
Die Begründung für die Erstellung eines Motoren-Bremsprüfstands liegt darin, dass es eine der
Hauptaufgaben der Abteilung Testing ist, in Labor-Prüfeinrichtungen Antriebe der AUMA
Gruppe zu testen. Diese Prüfeinrichtungen arbeiten in der Regel mit gefährlichen Spannungen
und dürfen nur von Fachkräften in Betrieb genommen werden. In Zukunft sollen Auszubildende
im Zuge einer praxisnahen und handlungsorientierten Ausbildung die Möglichkeit haben, sich
selbstständig in die Bereiche der Mess- und Steuerungstechnik einzuarbeiten.
Mit dem realisierten Motoren-Bremsprüfstand ist es in der Abteilung Testing möglich, in Zukunft
Auszubildende ressourcenschonend und in einem gefahrenfreien Umfeld in die Aufgaben
der Abteilung Testing einzuarbeiten. Somit reduziert sich die benötigte Einarbeitungszeit, in der
ein Mitarbeiter die Auszubildenden betreuen muss. Mit dem gebauten Prüfstand können Auszubildende
die Charakteristik eines Gleichstrommotors verstehen und die Messmethoden, zur Erfassung
von Drehmoment, Drehwinkel, Temperatur, sowie elektrische Größen, anwenden. Diese
Erkenntnisse lassen sich optimal auf größere Prüfstände übertragen und bereiten die Auszubildenden
auf spätere Aufgaben im Unternehmen AUMA und der Abteilung Testing vor.
Die Schaltvorgänge in einem Doppelkupplungsgetriebe werden neben den Hardwarekomponenten hauptsächlich von den Parametern beeinflusst, welche in der Software des Steuergerätes festgelegt sind. Darin werden unter anderem Schaltpunkte, Steuerzeiten und Kupplungsraten festgelegt. Diese Parameter tragen maßgeblich zur Schaltdynamik bei und beeinflussen sowohl den Kraftstoffverbrauch als auch den Fahrkomfort während der Schaltung. Da die Motivation Kraftstoff zu sparen bzw. den Schadstoffausstoß zu reduzieren aufgrund der aktuellen Situation in der Automobilindustrie immer mehr steigt, nimmt auch die Wichtigkeit der Schaltungsoptimierung zu. Aufgrund der beim Schaltvorgang auftretenden Verlustleistung, welche durch Reibung hervorgerufen wird, bietet die Optimierung dieser Vorgänge großes Potential um Kraftstoff einzusparen und damit die Emissionen zu reduzieren.
Aufgabe ist es, die Parameter der Getriebesoftware dahingehend zu optimieren, dass die Reibleistung beim Schaltvorgang minimiert wird. Dies wird durch die Verkürzung der Phasen erreicht, aus welchen eine Schaltung besteht. Die Dauer des Schaltvorgangs ist allerdings mit dem Fahrkomfort verknüpft. Eine zu starke Verkürzung kann daher zu großen Änderungen in der Beschleunigung führen, was für den Kunden als ruckartige Bewegung des Fahrzeugs spürbar ist und dadurch die Akzeptanz der Optimierung nicht mehr gegeben ist. Aus diesem Grund darf die Dauer des Schaltvorgangs nur so stark verkürzt werden, dass sie den Grenzwert, der für diese Beschleunigungsänderung vorgegeben ist, nicht überschreitet. Zusammengefasst müssen folgende Punkte bearbeitet werden:
- Optimierung des Schaltvorgangs hinsichtlich des Verbrauchs
- Überprüfung der optimierten Einstellung auf Konformität mit dem Grenzwerten des Fahrkomforts
Durch diese Optimierungen ist es möglich, die im Schaltvorgang durch Dissipation auftretenden Verluste deutlich zu reduzieren, ohne dabei den Fahrkomfort und somit die Akzeptanz des Kunden zu beeinträchtigen.
In dieser Bachelorthesis wurde ein Funktionsmuster eines energieautarken elektronischen Türschildes mit einem 7,8” großen E-Paper-Display und NFC-Konfigurationsschnittstelle entwickelt, auf dem per Smartphone-App und NFC einfach Informationen wie Abwesendheitsnachrichten angezeigt werden können. Hierzu wird ein Kommunikationsprotokoll entwickelt, welches die Kommunikation zwischen App und Türschild spezifiziert, und einen Befehlssatz zur Konfiguration des Türschildes bereitstellt. Das System wird aus amorphen Silizium-Solarzellen versorgt und verfügt über einen LiPo-Akku als Energiespeicher. Durch sorgfältiges Hardware- und Software-seitiges Low-Power-Design beträgt die Leistungsaufnahme im Ruhemodus lediglich 1, 5 μW. Bedingt durch den anwenderfreundlichen, jedoch für Low-Power-Designs ungeeigneten Display-Controller, beträgt der Energieverbrauch während eines Updates 300 mW. Trotzdem zeigt sich, dass das System bei einer Zellfläche von knapp 220 cm2 auch bei schlechter Beleuchtung von 10 lx in dunklen Gängen mehrere Türschild-Updates pro Tag bereitstellen kann.
Plant oils may be used as a sustainable, nearly CO2neutral fuel for diesel engines. This work investigates experimentally the particulate and gaseous emissions of diesel engines fuelled with different non-esterified, pure plant oils. The data are collected from three engines: a) Common rail 1.7 liter passenger car engine from Opel AG b) 12.8 liter truck engine from VOLVO c) Truck engine from MAN AG.
The emissions of the MAN engine have been used to perform AMES tests to analyze possible health impacts of plant oil operation. Finally, all emission results with plant oils have been compared to traditional gas oils.
Non-esterified plant oils gain ecological and economical importance, particularly in the EU where it is intended to increase the share of renewable energies. Plant oils do not require any chemical treatment so do not cause secondary pollution. The importance of plant oil will increase in Germany for mobile and stationary applications. The generation co-generation of heat and power is subsidized by the German “Erneuerbares Energiegesetz” and the “Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz” when renewable fuels are used such as plant oils..
Plant oils have a much higher viscosity than conventional gas oil. It is mandatory to decrease the oil viscosity by heating prior to injection to assure proper injection and to avoid engine damage due to coke formation in the combustion chamber and at the injection nozzle. The German quality standard of Weihenstephan (RK-Qualitätsstandard 05/2000) for rape seed oil should be followed for use as diesel fuel. The chemical composition of plant oils is appreciably different in comparison to diesel fuels derived from mineral oils suggesting also different emission behavior.
Wirtschaftsunternehmen Verlag ist ein praxisorientiertes Lehr- und Arbeitsbuch für angehende Medienkaufleute und Seiteneinsteiger in Verlagen. Das Werk orientiert sich an den Inhalten und Kompetenzanforderungen, die 2006 in der Ausbildungsordnung für Medienkaufleute formuliert worden sind, und erklärt branchenrelevante Zusammenhänge.
Wirtschaftsunternehmen Verlag versucht, produktübergreifend den unterschiedlichen Bedürfnissen der Zeitungs-, Zeitschriften- und Buchverlage gerecht zu werden. Denn trotz vieler Differenzen im Detail gibt es eine Grundgemeinsamkeit: Alle Verlage wollen durch Content und hieraus resultierende Produkte und Dienstleistungen innovative Akzente in der heutigen vielschichtigen Medienkultur setzen. Hiervon, von der Planung, Umsetzung und Vermarktung der Ideen handeln die Ausführungen.
Die fünfte Auflage des Standardwerks schließt nahtlos an die Vorgängerauflage an. Aufgrund aktualisierter Textstellen in fast allen Kapiteln hat sich der Umfang vergrößert. Neu aufgenommen sind u. a. Passagen über das Self Publishing und die digitale Verlagsauslieferung. Das Werk ist und bleibt damit ein aktuelles Kompendium des Meidenmarktes und als solches auch für Entscheidungsträger relevant, die sich – nicht nur in Sachen Ausbildung – dem Strukturwandel der Medienbranche stellen.
Das umfangreiche Sachregister macht das Lehrbuch gleichzeitig zu einem Nachschlagewerk des verbreitenden Buchhandels. In dem umfangreichen Anhang finden sich alle verlagsrelevanten Textdokumente zu Vertriebsrichtlinien, zur Preisbindung, zur IVW-Auflagenkontrolle sowie ein umfangreiches Englisch-Deutsches Fachvokabular. Fragen am Ende jedes Kapitels ermöglichen eine individuelle Lernkontrolle.
Since direct current high energy shock fulguration was initially performed in the mid 1980s, ablation of cardiac arrhythmias has come to widespread use. Today the most frequently used energy source for catheter ablation is radio frequency (RF). It was the German engineer Peter Osypka who made available the HAT 100 as the first simple commercial RF ablator.
Nevertheless, in the first years of ablation, physicians were effectively working in the dark. Until today with an increasing understanding of arrhythmia mechanisms, both at the atrial and ventricular levels, this curative technology has made tremendous progress. Now, due to crucial improvement of RF ablation generators, temperature and contact force sensor catheters in combination with non-flouroscopic electroanatomical mapping technologies, computerized temperature and impedance controlled radiofrequency catheter ablation can be used to cure all types of arrhythmias including atrial and ventricular fibrillation. For the latter, cooled ablation by saline solution irrigated catheters has been developed to a widely used standard method. This procedure resulting in pulmonary vein isolation requires transseptal puncture and is technically demanding. Nevertheless, it has shown to be more effective than antiarrhythmic drug therapy.
While earliest RF ablations were performed with non-steerable catheters, today are used steerable sensor catheters without or with external and internal cooling and tips of 4mm or 8mm length. Further innovations like integration of mapping and cardiac imaging give exact information of the number of pulmonary veins and branching patterns and help to correlate electrical signals with anatomical structures.
The magnetic navigation significantly improved the success rates and safety of catheter ablation. Thus, in most cases RF catheter ablation has developed in the treatment of supraventricular arrhythmias from an alternative approach to drug therapy into the first therapeutic choice providing low complication rates.
In future, robotic navigation will further simplify procedures and reduce radiation exposure of this curative approach.
Introduction: Despite lots of developments in the last years, radiofrequency ablation of rhythm diseases is a safe but still complex procedure that requires special experience and expertise of the physicians and biomedical engineers. Thus, there is a need of special trainings to become familiar with the different equipment and to explain several effects that can be observed during clinical routine.
Methods: The Offenburg University of Applied Sciences offers a biomedical engineering study path specialized in the fields of cardiology, electrophysiology and cardiac electronic implants. It`s Peter Osypka Institute for Pacing and Ablation provides teaching following the slogan “Learning by watching, touching and adjusting”. It conducts lots of trainings for students as well as young physicians interested in electrophysiology and radiofrequency ablation.
Results: In-vitro trainings will be provided using the Osypka HAT 200 and HAT300s, Stockert EPshuttle and SmartAblate system as well as the Boston EPT-1000XP and Maestro 3000 and the Radionics RFG-3E cardiac radio frequency ablation generators. All of them require different handling as well as special accessories like catheter connection cables or boxes and back plates. The participants will be trained in the setup of temperature, power and cut-off impedance dependent on different ablation catheters. Furthermore troubleshooting in hard- and software is part of the program. Performing procedures in pork or animal protein and using physiological saline solution to simulate the blood flow, they can study the influence of contact force and impedance on lesion geometry etc. and to avoid adverse effects like “plops”. Lots of catheter types are available: 4mm tip, 8mm standard and gold tip, open and closed irrigated tip ablation catheters of different companies. The experiments will be completed by measuring the lesion size dependent on the used catheter type and ablation settings.
Conclusion: In-vitro training in radiofrequency ablation is a challenge for biomedical engineering students and young physicians.
Dieses Buch erklärt, wie Führungskräfte reflektiert und verantwortungsvoll mit ihrer Macht umgehen können, und zeigt die Zusammenhänge zwischen Gestaltungsfeldern der Macht und Führungserfolg auf. Denn Macht ist eine entscheidende Größe, um innerhalb von sozialen Systemen Veränderungen durchzusetzen und Entwicklungen voranzutreiben oder gar erst zu ermöglichen.
Gerade in Unternehmen ist der bewusste und konstruktive Umgang mit Macht oft einer der Erfolgsfaktoren für Entscheider und Führungskräfte. Sie kann dabei nur durch die Menschen ausgeübt werden, denen sie durch andere zugesprochen oder auch zugebilligt wird. Deshalb kommt dem Verständnis von Macht eine entscheidende Bedeutung zu.
Der Autor beschreibt neben den Grundlagen 20 konkrete Anwendungsfelder im Arbeitsalltag von Führungskräften, ergänzt durch Beispiele, Checklisten und Handlungsempfehlungen.
Introduction: Patient selection for cardiac resynchronization therapy (CRT) requires quantification of left ventricular conduction delay (LVCD). After implantation of biventricular pacing systems, individual AV delay (AVD) programming is essential to ensure hemodynamic response. To exclude adverse effects, AVD should exceed individual implant-related interatrial conduction times (IACT). As result of a pilot study, we proposed the development of a programmer-based transoesophageal left heart electrogram (LHE) recording to simplify both, LVCD and IACT measurement. This feature was implemented into the Biotronik ICS3000 programmer simultaneously with 3-channel surface ECG.
Methods: A 5F oesophageal electrode was perorally applied in 44 heart failure CRT-D patients (34m, 10f, 65±8 yrs., QRS=162±21ms). In position of maximum left ventricular deflection, oesophageal LVCD was measured between onsets of QRS in surface ECG and oesophageal left ventricular deflection. Then, in position of maximum left atrial deflection (LA), IACT in VDD operation (As-LA) was calculated by difference between programmed AV delay and the measured interval from onset of left atrial deflection to ventricular stimulus in the oesophageal electrogram. IACT in DDD operation (Ap-LA) was measured between atrial stimulus and LA..
Results: LVCD of the CRT patients was characterized by a minimum of 47ms with mean of 69±23ms. As-LA and Ap-LA were found to be 41±23ms and 125±25ms, resp., at mean. In 7 patients (15,9%), IACT measurement in DDD operation uncovered adverse AVD if left in factory settings. In this cases, Ap-LA exceeded the factory AVD. In 6 patients (13,6%), IACT in VDD operation was less than or equal 10ms indicating the need for short AVD.
Conclusion: Response to CRT requires distinct LVCD and AVD optimization. The ICS3000 oesophageal LHE feature can be utilized to measure LVCD in order to justify selection for CRT. IACT measurement simplifies AV delay optimization in patients with CRT systems irrespective of their make and model.
In-vivo and in-vitro comparison of implant-based CRT optimization - What provide new algorithms?
(2011)
Introduction: In cardiac resynchronization therapy (CRT), individual AV delay (AVD) optimization can effectively increase hemodynamics and reduce non-responder rate. Accurate, automatic and easily comprehensible algorithms for the follow-up are desirable. QuickOpt is the first attempt of a semi-automatic intracardiac electrogram (IEGM) based AVD algorithm. We aimed to compare its accuracy and usefulness by in-vitro and in-vivo studies.
Methods: Using the programmable ARSI-4 four-chamber heart rhythm and IEGM simulator (HKP, Germany), the QuickOpt feature of an Epic HF system (St. Jude, USA) was tested in-vitro by simulated atrial IEGM amplitudes between 0.3 and 3.5mV during both, manual and automatic atrial sensing between 0.2 and 1.0mV. Subsequently, in 21 heart failure patients with implanted biventricular defibrillators, QuickOpt was performed in-vivo. Results of the algorithm for VDD and DDD stimulation were compared with echo AV delay optimization.
Results: In-vitro simulations demonstrated a QuickOpt measuring accuracy of ± 8ms. Depending on atrial IEGM amplitude, the algorithm proposed optimal AVD between 90 and 150ms for VDD and between 140 and 200ms for DDD operation, respectively. In-vivo, QuickOpt difference between individual AVD in DDD and VDD mode was either 50ms (20pts) or 40ms (1pt). QuickOpt and echo AVD differed by 41 ± 25ms (7 – 90ms) in VDD and by 18 ± 24ms (17-50ms) in DDD operation. Individual echo AVD difference between both modes was 73 ± 20ms (30-100ms).
Conclusion: The study demonstrates the value of in-vitro studies. It predicted QuickOpt deficiencies regarding IEGM amplitude dependent AVD proposals constrained to fixed individual differences between DDD and VDD mode. Consequently, in-vivo, the algorithm provided AVD of predominantly longer duration than echo in both modes. Accepting echo individualization as gold standard, QuickOpt should not be used alone to optimize AVD in CRT patients.
Introduction: To simplify AV delay (AVD) optimization in cardiac resynchronization therapy (CRT), we reported that the hemodynamically optimal AVD for VDD and DDD mode CRT pacing can be approximated by individually measuring implant-related interatrial conduction intervals (IACT) in oesophageal electrogram (LAE) and adding about 50ms. The programmer-based St Jude QuickOpt algorithm is utilizing this finding. By automatically measuring IACT in VDD operation, it predicts the sensed AVD by adding either 30ms or 60ms. Paced AVD is strictly 50ms longer than sensed AVD. As consequence of those variations, several studies identified distinct inaccuracies of QuickOpt. Therefore, we aimed to seek for better approaches to automate AVD optimization.
Methods: In a study of 35 heart failure patients (27m, 8f, age: 67±8y) with Insync III Marquis CRT-D systems we recorded telemetric electrograms between left ventricular electrode and superior vena cava shock coil (LVtip/SVC = LVCE) simultaneously with LAE. By LVCE we measured intervals As-Pe in VDD and Ap-Pe in DDD operation between right atrial sense-event (As) or atrial stimulus (Ap), resp., and end of the atrial activity (Pe). As-Pe and Ap-Pe were compared with As-LA an Ap-LA in LAE, respectively.
Results: End of the left atrial activity in LVCE could clearly be recognized in 35/35 patients in VDD and 29/35 patients in DDD operation. We found mean intervals As-LA of 40.2±24.5ms and Ap-LA of 124.3±20.6ms. As-Pe was 94.8±24.1ms and Ap-Pe was 181.1±17.8ms. Analyzing the sums of As-LA + 50ms with duration of As-Pe and Ap-LA + 50ms with duration of Ap-Pe, the differences were 4.7±9.2ms and 4.2±8.6ms, resp., only. Thus, hemodynamically optimal timing of the ventricular stimulus can be triggered by automatically detecting Pe in LVCE.
Conclusion: Based on minimal deviations between LAE and LVCE approach, we proposed companies to utilize the LVCE in order to automate individual AVD optimization in CRT pacing.
Time-of-Flight Cameras Enabling Collaborative Robots for Improved Safety in Medical Applications
(2020)
Human-robot collaboration is being used more and more in industry applications and is finding its way into medical applications. Industrial robots that are used for human-robot collaboration, cannot detect obstacles from a distance. This paper introduced the idea of using wireless technology to connect a Time-of-Flight camera to off-the-shelf industrial robots. This way, the robot can detect obstacles up to a distance of five meters. Connecting Time-of-Flight cameras to robots increases the safety in human-robot collaboration by detecting obstacles before a collision. After looking at the state of the art, the authors elaborated the different requirements for such a system. The Time-of-Flight camera from Heptagon is able to work in a range of up to five meters and can connect to the control unit of the robot via a wireless connection.
Da die hohe Anzahl an Steuergeräten in einem Fahrzeug von den unterschiedlichsten Automobilzulieferern entwickelt und produziert werden, ist es den einzelnen Steuergeräte-Herstellern nicht möglich, diese während des Entwicklungsprozesses in einem realen Fahrzeug zu testen. Restbussimulationen, womit Fahrzeugnetzwerke softwaretechnisch nachgebaut werden, schaffen hierbei Abhilfe.
Für die Entwicklung konkurrenzfähiger, effizienter und wirtschaftlicher Steuergerätesoftware wird die Embedded Software in einzelne Module unterteilt. Dieser modulare Prozess ermöglicht das Implementieren der Embedded Softwaremodule in Steuergeräte unterschiedlicher Fahrzeughersteller, sodass es zu Kosteneinsparungen während der Entwicklung und Wartung kommt. Steuergeräte, welche in unterschiedlichen Fahrzeugen zum Einsatz kommen und eine hohe Anzahl an gleichen Softwaremodulen besitzen, werden in sogenannten „Plattformen“ gehandelt.
Im Rahmen dieser Arbeit wird, analog zu der Plattformsoftware der Steuergeräte eine Plattform-Restbussimulation entworfen. Sie stellt dem Softwareentwickler während des kompletten Entwicklungszyklus eine lauffähige Testumgebung zur Verfügung, welche wichtige Steuergeräte eines Fahrzeugnetzwerks nachbildet. So werden in dieser Arbeit Konzepte erstellt und implementiert, welche eine effiziente und intuitive Benutzung der Plattform-Restbussimulation ermöglichen und alle Plattformkunden mit einer einzigen Simulationsumgebung abdecken. Dies führt zu einer zeitlichen Einsparung bei der Implementierung, Verwaltung und Bedienung.
Die Kombination von Reibung und Kompressibilität wird bei der Rohrströmung, der Kugelumströmung und der laminaren und turbulenten Plattengrenzschicht untersucht. Das Auftreten von Verdichtungsstößen führt zur Stoß-Grenzschicht-Interferenz und auf den Tsien-Parameter. Die Mach-Reynoldszahl Ähnlichkeit in der Gasdynamik führt zur Abgrenzung der verschiedenen Strömungsbereiche. Resultate von Windkanaluntersuchungen sowie analytischen und numerischen Berechnungen werden für das Rhombusprofil und das NACA 0012 Profil analysiert.
Ausgehend von eindimensionalen reibungsfreien Strömungen wird die Bernoulli-Gleichung und die Energiebilanz hergeleitet. Mit der Eulerschen Betrachtungsweise wird der Unterschied zwischen stationären und zeitabhängigen Strömungen verdeutlicht und an zahlreichen Beispielen angewandt. Die zweidimensionalen reibungsfreien und inkompressiblen Strömungen werden mit der Potenzialtheorie behandelt. Die Lösungseigenschaften werden am Beispiel der Zylinderumströmung ohne und mit Zirkulation aufgezeigt.
Die Navier-Stokes Gleichungen bilden mit der Energiegleichung die Basis zur Beschreibung reibungsbehafteter Strömungen. Kennzahlen bilden die Grundlage der Ähnlichkeitsbetrachtungen und Modellgesetze. Lösungen werden für laminare und turbulente Strömungen ermittelt. Der Impulssatz dient zur Berechnung von Kraftwirkungen. Druckverluste bei Durchströmungen und Strömungswiderstände bei Umströmungen werden an Beispielen ermittelt. Die Grenzschichttheorie findet bei hohen Reynoldszahlen Anwendung.
Die Eigenschaften von Fluiden sind zur Beschreibung von Strömungsvorgängen mit den Erhaltungssätzen für Masse, Impuls und Energie notwendig. Für inkompressible Fluide wird die Grenze der Dichteänderung in Abhängigkeit der Machzahl angegeben. Die Rheologie behandelt die Fließeigenschaften der Fluide bei Deformationen in Strömungen. Die Viskosität tritt beim newtonschen Schubspannungsansatz auf. Das Verhalten von Druck und Dichte in der Hydro- und Aerostatik wird beschrieben.
Gasdynamik
(2004)
The Future of FDI: Achieving the Sustainable Development Goals 2030 through Impact Investment
(2019)
Publicized as a global call for action in 2015, the United Nations General Assembly passed a resolution on the Sustainable Development Goals 2030 (SDGs). Before issuing the SDGs in 2015, the United Nations Conference on Trade and Development (UNCTAD) has already identified in 2014, as part of their World Investment Report, that especially developing countries are facing an estimated USD 2.5 trillion funding gap annually in the efforts to achieve the SDGs. Yet, the investment opportunities and challenges for investors, when contributing to the closure of this funding gap while benefiting from its economic potential have not been widely discussed. Despite that Foreign Direct Investments (FDI) are a key driver to sustainable economic growth and prosperity of a nation, policies and a holistic framework linking the 2030 Agenda to actionable investment opportunities for private investors are missing. Furthermore, a global platform capturing, channeling and promoting investment projects aiming to achieve the SDGs through impact investment has not been established. Utilizing global financial resources more effectively while developing new approaches and tools to promote impact investments, which demonstrate the benefits for investors to tap into the funding gap of the 2030 Agenda, will have the potential to significantly shape and influence the future of FDI.
Die Logistikforschung unterstützt das Logistikmanagement in der Praxis, analysiert die Logistik in Umfang und Bedeutung für die Wirtschaft und schafft ein grundlegendes Selbstverständnis der Logistiker. In der vorliegenden Festschrift für Professor Peter Klaus werden wichtige Forschungsergebnisse der Nürnberger Logistikforschung zusammengestellt. Ehemalige Doktoranden und Habilitanden von Peter Klaus reflektieren ihre jeweiligen Forschungsarbeiten vor dem Hintergrund aktueller Entwicklungen und ihrer Praxissicht. Das Spektrum der Beiträge reicht von Studien zur Quantifizierung von Logistikaktivitäten und Logistikmärkten über Konzepte für das Management von Logistikunternehmen bis zum Einsatz unterstützender Technologien in der Logistik.
Verlage, die ihr Kernverbreitungsgebiet in lokalen oder regionalen Märkten haben, sind bereits seit Jahrzehnten in diesen Märkten im Werbe- und Nutzermarkt verankert. Beim Aufbau digitaler Geschäftsfelder können die bestehenden Kundenbeziehungen und Erfahrungen dazu benutzt werden, neue Dienste aufzubauen, die die Entwicklung zu mobilen Anwendungen, mit sozialem und lokalem Bezug für Anwendungen (z. B. Apps) mit echtem Informations- oder Gebrauchsmehrwert nutzen.
Zeitungsverlage haben jahrzehntelang in einem sehr stabilen Marktumfeld agiert, sodass die Kunst darin bestand, das Umfeld möglichst weiterhin konstant zu halten und die bestehenden Märkte und Produkte zu optimieren. Die neuen Medien- und Produktformen, die in dieser Zeit im Publikums- und Werbemarkt aufkamen, wurden bei den lokalen und regionalen Verlagen in das eigene Angebotsspektrum integriert, sodass am Ende im Regelfall ein oftmals kleiner, aber hochprofitabler Medienkonzern ins Internetzeitalter eintrat. Hier kommen nun zunehmend Anforderungen an digitale Geschäftsmodelle auf, die neue Geschäftsmodelle erfordern, die skalierbar sind.
Dieses Lehrbuch ermöglicht dem Anfänger 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 aktuelle Auflage wurde zugunsten besserer Lesbarkeit in ein größeres Format gebracht, die Inhalte wurden neu gegliedert und aktualisiert und um das Kapitel „Blechbauteile für CNC-Biegen" erweitert.
A new concept for robust non-invasive optical activation of motorized hand prostheses by simple and non-contactcommands is presented. In addition, a novel approach for aiding hand amputees is shown, outlining significantprogress in thinking worth testing. In this, personalized 3D-printed artificial flexible hands are combined withcommercially available motorized exoskeletons, as they are used e.g. in tetraplegics.
Geschichte(n) der Medizin
(2016)
Nach dem großen Erfolg der beiden ersten Bände liegt jetzt der Abschluss der Trilogie vor. Renommierte Autorinnen und Autoren erzählen einmal mehr lebendige und mitreißende Geschichte(n) der Medizin über Krankheiten, Ärzte und Forscher. Wie kam es beispielsweise zur Entdeckung der "Perkussion"? Wer war Avicenna? Warum wurde der Name Goldberg so berühmt? Was haben Rembrandt und Schiller gemeinsam? Welchen Einfluss nahm deutsche Medizin auf den Fernen Osten? Die populärwissenschaftlich aufbereitete Welt der Medizingeschichte(n) fasziniert nicht nur, sie sorgt auch immer wieder für überraschende Erkenntnisse und Aha-Erlebnisse. Das Buch richtet sich daher gleichermaßen an medizinische Laien wie Fachleute.
Energietechnik
(2019)
Kurz und prägant werden die Energieumwandlungsprozesse dargestellt. Die Schwerpunkte reichen von der kompletten Beschreibung der nachhaltigen, erneuerbaren Energietechniken, über Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke sowie Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen bis hin zur Energieverteilung und zum Kyoto-Protokoll. Zu allen Kapiteln gibt es Aufgaben mit vollständigen Lösungen im Anhang. In der aktuellen Auflage sind die Grundlagen der Energiewandlung deutlich um verfügbare Energiequellen, Energieträger und den globalen Energiebedarf erweitert. Das Kapitel 19 wurde von seinem neuen Autor grundlegend neu gefasst und heißt nun „Marktliberalisierung und Energiewende“. Alle Kapitel wurden aktualisiert und die Inhalte didaktisch noch verständlicher dargestellt.
Energietechnik
(2015)
Kurz und prägant werden die Energieumwandlungsprozesse dargestellt. Die Schwerpunkte reichen von der kompletten Beschreibung der nachhaltigen, erneuerbaren Energietechniken, über Gas- und Dampfturbinen-Kraftwerke sowie Kraft-Wärme-Kälte-Kopplungsanlagen bis hin zur Energieverteilung und zum Kyoto-Protokoll. Zu allen Kapiteln gibt es Aufgaben mit vollständigen Lösungen im Anhang. In der aktuellen Auflage wurden in den Kapiteln 3 und 15 die Zahlenwerte aktualisiert. Kapitel 9 wurde entsprechend der neuen Anbieterstruktur überarbeitet und Kapitel 10 um die Adsorptionstechniken ergänzt. Die Kapitel 17-20 wurden vollständig überarbeitet und stellen den aktuellen Stand der globalen politischen Aspekte dar.
A new yield function for lamellar gray cast iron materials is proposed. The new model is able to describe the results of recently performed microstructure-based finite-element computations that resolve the three dimensional yield surface of three different gray cast irons. The yield function requires only the yield stress in tension and compression of the respective material as model parameters. Furthermore, the algorithmic formulation of the new model is assessed for numerical robustness and efficiency.
Das vorliegende Buch richtet sich vorwiegend an Webentwickler und Webinteressierte. Zunächst wird ein Überblick über Digital Storytelling, seine Geschichte und die verschiedenen heutigen Ausprägungen gegeben. Dabei liegt der Fokus auf Digital Storytelling im Web auf Basis von Animation.
Besonders die Idee der scroll-activated animation als zeitgemäßes Konzept für das Storytelling wird in diesem Buch in den Mittelpunkt gestellt.
Als technische Möglichkeiten zur Umsetzung von Webanimationen werden CSS3, SVG und HTML5-Canvas vorgestellt und diese in der Folge detailliert beschrieben.
Im Rahmen eines umfangreich dokumentierten Demoprojekts wird intensiv auf die Konzeption einer scroll-actived animation basierten Website und deren technische Umsetzung mittels HTML5, CSS3, JavaScript/jQuery und ScrollMagic sowie die damit verbundenen Herausforderungen eingegangen. Dies erlaubt dem Leser das detaillierte Nachvollziehen der Erstellung und die davon abgeleitete Entwicklung eigener Projekte.
Der Inhalt des Buches
- Definition, Entwicklung und psychologische Wirkungsweisen
- Medienformen
- Digital Storytelling
- Animationen im Web
- Technische Umsetzung
Die Zielgruppen des Buches
- Konzepter
- Webentwickler
- Mediengestalter
- Studenten, Azubis
- Webinteressierte
Die Industrie wird mehr denn je konfrontiert mit verkürzten Durchlaufzeiten, zunehmenden Forderungen im Hinblick auf die Produkthaftung und steigenden Ansprüchen an das Qualitäts-Management wie z.B. DIN/ISO 9001. Hinzu kommen Faktoren wie die Globalisierung. Internationale Kooperationen führen zu einer parallelen und koordinierten Zusammenarbeit verschiedener Einheiten eines Unternehmens einerseits und verschiedener Unternehmen andererseits. Ein probater Ansatz, diesen Herausforderungen mit Hilfe von Softwarelösungen gerecht zu werden, verbirgt sich hinter dem Kürzel PLM (Product-Lifecycle-Management). PLM soll ermöglichen, die Produkte schneller und besser zur Marktreife zu bringen, indem allgegenwärtig Informationen zu Produkt und Produktion bereitstehen, Entscheidungen und Abläufe besser abgesichert und zudem die Kosten gesenkt werden können. PLM umfasst das Cross Enterprise Engineering als Nachfolger von Simultaneous Engineering und Concurrent Design sowie das Management der auf das Produkt bezogenen geistigen Eigentumsrechte. Beide Methoden basieren darauf, die Engineering-Tätigkeiten über den gesamten Produktlebenszyklus organisatorisch und systemtechnisch zu unterstützen. PLM reiht sich zusammen mit CRM (Customer-Relationship-Management), SCM (Supply-Chain-Management), MRP (Material Resource Planning) und ERM (Enterprise-Resource-Management) in die strategischen Backbones eines Unternehmens ein. Um PLM zu verstehen, muss man sich zunächst mit den Funktionen eines Systems zum Produktdaten-Management (PDM) befassen: Diese beinhalten im Wesentlichen die Verwaltung von Produktdaten und Konstruktionsprozessen, die Gruppentechnik und Klassifikation, das Ein- und Ausgabe-Management sowie die Integration mit den Erzeugersystemen (CAD-M, CAD-E, Office etc.) und mit der Produktplanung und -steuerung (PPS). PLM-Systeme sind evolutionär aus den existierenden PDM-Systemen entstanden, enthalten immer deren gesamte PDM-Funktionen als Basis. PLM integriert darüber hinaus alle produktrelevanten Informationen und Prozesse innerhalb eines Unternehmens über verschiedene Standorte hinweg und außerhalb mit Zulieferern, Partnern und Kunden, wobei hierfür das Internet eine wesentliche Rolle spielt.
The following contribution deals with the experimental investigation and theoretical evaluation of fatigue crack growth under isothermal and non-isothermal conditions at the nickel alloy 617. The microstructure and mechanical properties of alloy 617 are influenced significantly by the thermal heat treatment and the following thermal exposure in service. Hence, a solution annealed and a long-time service exposed material condition is studied. The crack growth measurement is carried out by using an alternate current potential drop system, which is integrated into a thermomechanical fatigue (TMF) test facility. The measured fatigue crack growth rates results in a function of material condition, temperature and load waveform. Furthermore, the results of the non-isothermal tests depend on the phase between thermal and mechanical load (in-phase, out-of-phase). A fracture mechanic based, time dependent model is upgraded by an approach to consider environmental effects, where almost all model parameters represent directly measureable values. A consistent description of all results and a good correlation with the experimental data can be achieved.
China ist eine aufstrebende Volkswirtschaft. Das Wirtschaftswachstum im Land führt zu einer steigenden Kaufkraft und der digitale Fortschritt verändert die Kaufgewohnheiten und die komplette Customer Journey. Einheitliche Online Marketing-Ansätze sind dabei längst überholt. Die Konsumierenden erwarten eine persönliche Customer Experience mit Integration von neuesten Technologien, die ihren mobilen Lebensstil effizienter gestaltet.
Deutsche Unternehmen erkennen die Auswirkungen dieser Veränderungen und stehen vor der Herausforderung die neuen, anspruchsvollen Verbraucher/innen mit innovativen Online Marketing-Maßnahmen anzusprechen.
Für die eigene Studie wurden deutsche Unternehmen befragt, die bereits erfolgreiches Online Marketing in China betreiben. Anhand der Online-Befragung und Experten-/Expertinneninterviews sollen die wichtigsten Online Marketing-Instrumente, deren Plattformen, Ziele und Herausforderungen ermittelt werden.
Vorgestellt wird ein Konzept zur biologischen Methanisierung von Wasserstoff direkt in Biogasreaktoren, mit dem durch Membranbegasung der Methangehalt des Biogases auf > 96 % erhöht werden kann. Essentiell zum Erreichen solch hoher Methanwerte sind die Einhaltung eines optimalen pH-Bereichs und die Vermeidung von H2-Akkumulation. Im Falle einer Limitierung der Methanbildungsrate durch den eigentlichen anaeroben Abbauprozess der Biomasse ist auch eine externe Zufuhr von CO2 zur weiteren Methanbildung denkbar. Das Verfahren soll weiter optimiert und in einem von der Deutschen Bundesstiftung Umwelt geförderten Projekt in der Biogasanlage einer regionalen Käserei in der Praxis getestet werden. Die hier angestrebte Kombination aus dezentraler Abfallverwertung und Eigenenergieerzeugung eines lebensmittelverarbeitenden Betriebs unter Einbindung in ein intelligentes Erneuerbare Energien - Konzept soll einen zusätzlichen Mehrwert liefern.
In the area of cloud computing, judging the fulfillment of service-level agreements on a technical level is gaining more and more importance. To support this we introduce privacy preserving set relations as inclusiveness and disjointness based ao Bloom filters. We propose to compose them in a slightly different way by applying a keyed hash function. Besides discussing the correctness of set relations, we analyze how this impacts the privacy of the sets content as well as providing privacy on the sets cardinality. Indeed, our solution proposes to bring another layer of privacy on the sizes. We are in particular interested how the overlapping bits of a Bloom filter impact the privacy level of our approach. We concretely apply our solution to a use case of cloud security audit on access control and present our results with real-world parameters.
This work discusses several use cases of post-mortem mobile device tracking in which privacy is required e.g. due to client-confidentiality agreements and sensibility of data from government agencies as well as mobile telecommunication providers. We argue that our proposed Bloomfilter based privacy approach is a valuable technical building block for the arising General Data Protection Regulation (GDPR) requirements in this area. In short, we apply a solution based on the Bloom filters data structure that allows a 3rd party to performsome privacy saving setrelations on a mobiletelco’s access logfile or other mobile access logfile from harvesting parties without revealing any other mobile users in the proximity of a mobile base station but still allowing to track perpetrators.
Finding clusters in high dimensional data is a challenging research problem. Subspace clustering algorithms aim to find clusters in all possible subspaces of the dataset, where a subspace is a subset of dimensions of the data. But the exponential increase in the number of subspaces with the dimensionality of data renders most of the algorithms inefficient as well as ineffective. Moreover, these algorithms have ingrained data dependency in the clustering process, which means that parallelization becomes difficult and inefficient. SUBSCALE is a recent subspace clustering algorithm which is scalable with the dimensions and contains independent processing steps which can be exploited through parallelism. In this paper, we aim to leverage the computational power of widely available multi-core processors to improve the runtime performance of the SUBSCALE algorithm. The experimental evaluation shows linear speedup. Moreover, we develop an approach using graphics processing units (GPUs) for fine-grained data parallelism to accelerate the computation further. First tests of the GPU implementation show very promising results.
In many application domains, in particular automotives, guaranteeing a very low failure rate is crucial to meet functional and safety standards. Especially, reliable operation of memory components such as SRAM cells is of essential importance. Due to aggressive technology downscaling, process and runtime variations significantly impact manufacturing yield as well as functionality. For this reason, a thorough memory failure rate assessment is imperative for correct circuit operation and yield improvement. In this regard, Monte Carlo simulations have been used as the conventional method to estimate the variability induced failure rate of memory components. However, Monte Carlo methods become infeasible when estimating rare events such as high-sigma failure rates. To this end, Importance Sampling methods have been proposed which reduce the number of required simulations substantially. However, existing methods still suffer from inaccuracies and high computational efforts, in particular for high-sigma problems. In this paper, we fill this gap by presenting an efficient mixture Importance Sampling approach based on Bayesian optimization, which deploys a surface model of the objective function to find the most probable failure points. Its advantages include constant complexity independent of the dimensions of design space, the potential to find the global extrema, and higher trustworthiness of the estimated failure rate by accurately exploring the design space. The approach is evaluated on a 6T-SRAM cell as well as a master-slave latch based on a 28nm FDSOI process. The results show an improvement in accuracy, resulting in up to 63× better accuracy in estimating failure rates compared to the best state-of-the-art solutions on a 28nm technology node.
Oxide semiconductors have the potential to increase the performance of inkjet printed microelectronic devices such as field-effect transistors (FETs), due to their high electron mobilities. Typical metal oxides are n-type semiconductors, while p-type oxides, although realizable, exhibit lower carriermobilities. Therefore, the circuit design based on oxide semiconductors is mostly in n-type logic only. Here we present an inkjet printed pn-diode based on p- and n-type oxide semiconductors.Copper oxide or nickel oxide is used as p-typesemiconductor whereas n-typesemiconductor is realized with indium oxide. Themeasurements show that the pn-diodes operate in the voltage window typical for printed electronics and the emission coefficient is 1.505 and 2.199 for the copper oxide based and nickel oxidebased pn-diode, respectively.Furthermore, a pn-diode model is developed and integrable into a circuit simulator.
Printed systems spark immense interest in industry, and for several parts such as solar cells or radio frequency identification antennas, printed products are already available on the market. This has led to intense research; however, printed field-effect transistors (FETs) and logics derived thereof still have not been sufficiently developed to be adapted by industry. Among others, one of the reasons for this is the lack of control of the threshold voltage during production. In this work, we show an approach to adjust the threshold voltage (Vth) in printed electrolyte-gated FETs (EGFETs) with high accuracy by doping indium-oxide semiconducting channels with chromium. Despite high doping concentrations achieved by a wet chemical process during precursor ink preparation, good on/off-ratios of more than five orders of magnitude could be demonstrated. The synthesis process is simple, inexpensive, and easily scalable and leads to depletion-mode EGFETs, which are fully functional at operation potentials below 2 V and allows us to increase Vth by approximately 0.5 V.
Development of Fully Printed Oxide Field-Effect Transistors using Graphene Passive Structures
(2019)
During the past decade to the present time, the topic of printed electronics has gained a lot of attention for their potential use in a number of practical applications, including biosensors, photovoltaic devices, RFIDs, flexible displays, large-area circuits, and so on. To fully realize printed electronic components and devices, effective techniques for the printing of passive structures and electrically and chemically compatible materials in the printed devices need to be developed first. The opportunity of using electrically conducting graphene inks will enable the integration of passive structures into active devices, as for example, printed electrolyte-gated transistors (EGTs). Accordingly, in this study, we present the parametric results obtained on fully printed electrolyte-gated transistors having graphene as the passive electrodes, an inorganic oxide semiconductor as the active channel, and a composite solid polymer electrolyte (CSPE) as the gate insulating material. This configuration offers high chemical and electrical stability while at the same time allowing EGT operation at low potentials, implying the distinct advantage of operation at low input voltages. The printed in-plane EGTs we developed exhibit excellent performance with device mobility up to 16 cm2 V–1 s–1, an ION/IOFF ratio of 105, and a subthreshold slope of 120 mV dec–1.
Printed electronics (PE) circuits have several advantages over silicon counterparts for the applications where mechanical flexibility, extremely low-cost, large area, and custom fabrication are required. The custom (personalized) fabrication is a key feature of this technology, enabling customization per application, even in small quantities due to low-cost printing compared with lithography. However, the personalized and on-demand fabrication, the non-standard circuit design, and the limited number of printing layers with larger geometries compared with traditional silicon chip manufacturing open doors for new and unique reverse engineering (RE) schemes for this technology. In this paper, we present a robust RE methodology based on supervised machine learning, starting from image acquisition all the way to netlist extraction. The results show that the proposed RE methodology can reverse engineer the PE circuits with very limited manual effort and is robust against non-standard circuit design, customized layouts, and high variations resulting from the inherent properties of PE manufacturing processes.
Printed electronics (PE) is a fast growing technology with promising applications in wearables, smart sensors and smart cards since it provides mechanical flexibility, low-cost, on-demand and customizable fabrication. To secure the operation of these applications, True Random Number Generators (TRNGs) are required to generate unpredictable bits for cryptographic functions and padding. However, since the additive fabrication process of PE circuits results in high intrinsic variation due to the random dispersion of the printed inks on the substrate, constructing a printed TRNG is challenging. In this paper, we exploit the additive customizable fabrication feature of inkjet printing to design a TRNG based on electrolyte-gated field effect transistors (EGFETs). The proposed memory-based TRNG circuit can operate at low voltages (≤ 1 V ), it is hence suitable for low-power applications. We also propose a flow which tunes the printed resistors of the TRNG circuit to mitigate the overall process variation of the TRNG so that the generated bits are mostly based on the random noise in the circuit, providing a true random behaviour. The results show that the overall process variation of the TRNGs is mitigated by 110 times, and the simulated TRNGs pass the National Institute of Standards and Technology Statistical Test Suite.
Embedded Analog Physical Unclonable Function System to Extract Reliable and Unique Security Keys
(2020)
Internet of Things (IoT) enabled devices have become more and more pervasive in our everyday lives. Examples include wearables transmitting and processing personal data and smart labels interacting with customers. Due to the sensitive data involved, these devices need to be protected against attackers. In this context, hardware-based security primitives such as Physical Unclonable Functions (PUFs) provide a powerful solution to secure interconnected devices. The main benefit of PUFs, in combination with traditional cryptographic methods, is that security keys are derived from the random intrinsic variations of the underlying core circuit. In this work, we present a holistic analog-based PUF evaluation platform, enabling direct access to a scalable design that can be customized to fit the application requirements in terms of the number of required keys and bit width. The proposed platform covers the full software and hardware implementations and allows for tracing the PUF response generation from the digital level back to the internal analog voltages that are directly involved in the response generation procedure. Our analysis is based on 30 fabricated PUF cores that we evaluated in terms of PUF security metrics and bit errors for various temperatures and biases. With an average reliability of 99.20% and a uniqueness of 48.84%, the proposed system shows values close to ideal.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Methanisierung von Kohlenstoffdioxid mittels methanogener Mikroorganismen durch Umsetzung von Wasserstoff und Kohlenstoffdioxid die Folgendes aufweist: (a) einen Reaktor; (b) ein in dem Reaktor bereitgestelltes Medium mit methanogenen Mikroorganismen; (c) eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines H2-enthaltenden Gases in das Medium; wobei (d) die Zuführeinrichtung eine Mehrzahl an Gasführungseinheiten umfasst, wobei jede der Gasführungseinheiten eine Mehrzahl an Begasungseinheiten aufweist, die jeweils eine Vielzahl an Auslassöffnungen zum Zuführen des H2-enthaltenden Gases in das Medium aufweist, wobei die Zuführeinrichtung derart ausgestaltet ist, dass das Zuführen des H2-enthaltenden Gases durch sukzessive Beaufschlagung der Gasführungseinheiten erfolgen kann. Weiterhin betrifft die Erfindung auch ein Verfahren zur biologischen Methanisierung von Kohlenstoffdioxid in einer Reaktorvorrichtung mittels methanogener Mikroorganismen als Teil eines in einem Reaktor bereitgestellten Mediums, dadurch gekennzeichnet, dass ein H2-enthaltendes Gas über eine Mehrzahl an Gasführungseinheiten dem Medium zugeführt wird, wobei jede der Gasführungseinheiten eine Mehrzahl an Begasungseinheiten aufweist, die jeweils eine Vielzahl an Auslassöffnungen aufweisen, wobei das Zuführen des H2-enthaltenden Gases durch sukzessive Beaufschlagung der Gasführungseinheiten erfolgt. Dem H2-enthaltenden Medium kann nach Bedarf Kohlenstoffdioxid beigemischt werden.
Die Erfindung betrifft eine Photovoltaik-Stromversorgungsvorrichtung, insbesondere vom öffentlichen Stromnetz unabhängige Photovoltaik-Stromversorgungsvorrichtung, mit einem positiven (204) und einem negativen (206) Lastanschluss für den Anschluss einer elektrischen Last, mit einer Mehrzahl von photovoltaischen Zellen (104) und einer wiederaufladbaren Batterie (5), welche wenigstens zwei in Serie geschaltete Batteriezellen (112) umfasst. Nach der Erfindung sind die photovoltaischen Zellen (104) zu einer der Anzahl der Batteriezellen (112) entsprechenden Anzahl von seriell verbundenen Teilstrings (108) verschaltet und jeder Teilstring (108) ist mit einem positiven Teilstringanschluss mit einem Pluspol und mit einem negativen Teilstringanschluss mit einem Minuspol einer zugeordneten Batteriezelle (112) oder mehreren zugeordneten parallel geschalteten Batteriezellen (112) verbunden. Dabei kann jeder Teilstring (108) zwischen dem positiven und negativen Teilstringanschluss eine maximale Leerlaufspannung erzeugen, die kleiner oder gleich einer vorgegebenen Ladeschlussspannung der zugeordneten Batteriezelle (112) oder der zugeordneten parallel geschalteten Batteriezellen (112) ist. Weiterhin betrifft die Erfindung eine Schaltungsanordnung zum Laden einer wiederaufladbaren Batterie, die zur Realisierung einer derartigen Photovoltaik-Stromversorgungsvorrichtung geeignet ist.
Printed Electronics is perceived to have a major impact in the fields of smart sensors, Internet of Things and wearables. Especially low power printed technologies such as electrolyte gated field effect transistors (EGFETs) using solution-processed inorganic materials and inkjet printing are very promising in such application domains. In this paper, we discuss a modeling approach to describe the variations of printed devices. Incorporating these models and design flows into our previously developed printed design system allows for robust circuit design. Additionally, we propose a reliability-aware routing solution for printed electronics technology based on the technology constraints in printing crossovers. The proposed methodology was validated on multiple benchmark circuits and can be easily integrated with the design automation tools-set.
Printed electrolyte-gated oxide electronics is an emerging electronic technology in the low voltage regime (≤1 V). Whereas in the past mainly dielectrics have been used for gating the transistors, many recent approaches employ the advantages of solution processable, solid polymer electrolytes, or ion gels that provide high gate capacitances produced by a Helmholtz double layer, allowing for low-voltage operation. Herein, with special focus on work performed at KIT recent advances in building electronic circuits based on indium oxide, n-type electrolyte-gated field-effect transistors (EGFETs) are reviewed. When integrated into ring oscillator circuits a digital performance ranging from 250 Hz at 1 V up to 1 kHz is achieved. Sequential circuits such as memory cells are also demonstrated. More complex circuits are feasible but remain challenging also because of the high variability of the printed devices. However, the device inherent variability can be even exploited in security circuits such as physically unclonable functions (PUFs), which output a reliable and unique, device specific, digital response signal. As an overall advantage of the technology all the presented circuits can operate at very low supply voltages (0.6 V), which is crucial for low-power printed electronics applications.
Electrolyte-gated, printed field-effect transistors exhibit high charge carrier densities in the channel and thus high on-currents at low operating voltages, allowing for the low-power operation of such devices. This behavior is due to the high area-specific capacitance of the device, in which the electrolyte takes the role of the dielectric layer of classical architectures. In this paper, we investigate intrinsic double-layer capacitances of ink-jet printed electrolyte-gated inorganic field-effect transistors in both in-plane and top-gate architectures by means of voltage-dependent impedance spectroscopy. By comparison with deembedding structures, we separate the intrinsic properties of the double-layer capacitance at the transistor channel from parasitic effects and deduce accurate estimates for the double-layer capacitance based on an equivalent circuit fitting. Based on these results, we have performed simulations of the electrolyte cutoff frequency as a function of electrolyte and gate resistances, showing that the top-gate architecture has the potential to reach the kilohertz regime with proper optimization of materials and printing process. Our findings additionally enable accurate modeling of the frequency-dependent capacitance of electrolyte/ion gel-gated devices as required in the small-signal analysis in the circuit simulation.
In the domain of printed electronics (PE), field-effect transistors (FETs) with an oxide semiconductor channel are very promising. In particular, the use of high gate-capacitance of the composite solid polymer electrolytes (CSPEs) as a gate-insulator ensures extremely low voltage requirements. Besides high gate capacitance, such CSPEs are proven to be easily printable, stable in air over wide temperature ranges, and possess high ion conductivity. These CSPEs can be sensitive to moisture, especially for high surface-to-volume ratio printed thin films. In this paper, we provide a comprehensive experimental study on the effect of humidity on CSPE-gated single transistors. At the circuit level, the performance of ring oscillators (ROs) has been compared for various humidity conditions. The experimental results of the electrolyte-gated FETs (EGFETs) demonstrate rather comparable currents between 30%-90% humidity levels. However, the shifted transistor parameters lead to a significant performance change of the RO frequency behavior. The study in this paper shows the need of an impermeable encapsulation for the CSPE-gated FETs to ensure identical performance at all humidity conditions.
Die Wörz´sche Heuristik
(2019)
Radio frequency identification (RFID) antennas are popular for high frequency (HF) RFID, energy transfer and near field communication (NFC) applications. Particularly for wireless measurement systems the RFID/NFC technology is a good option to implement a wireless communication interface. In this context, the design of corresponding reader and transmitter antennas plays a major role for achieving suitable transmission quality. This work proves the feasibility of the rapid prototyping of a RFID/NFC antenna, which is used for the wireless communication and energy harvesting at the required frequency of 13.56 MHz. A novel and low-cost direct ink writing (DIW) technology utilizing highly viscous silver nanoparticle ink is used for this process. This paper describes the development and analysis of low-cost printed flexible RFID/NFC antennas on cost-effective substrates for a microelectronic vital parameter measurement system. Furthermore, we compare the measured technical parameters with existing copper-based counterparts on a FR4 substrate.
Smart Home or Smart Building applications are a growing market. An increasing challenge is to design energy efficient Smart Home applications to achieve sustainable and green homes. Using the example of the development of an Indoor Smart Gardening system with wireless monitoring and automated watering this paper is discussing in particular the design issue of energy autonomous working sensors and actuators for home automation. Most important part of the presented Smart Gardening system is a 3D printed smart flower pot for single plants. The smart flower pot has integrated a water reservoir for automated plant irrigation and an electronic for monitoring important plant parameters and the water level of the water reservoir. Energy harvesting with solar cells enables energy autonomous working of the flower pot. A low-power wireless interface also integrated in the flowerpot and an external gateway based on a Raspberry Pi 3 enables wireless networking of multiple of those flower pots. The gateway is used for evaluating the plant parameters and as a user interface. Particularly the architecture of the energy autonomous wireless flower pot will be considered, because fully energy autonomous sensors and actuators for home automation could not be implemented without special concepts for the energy supply and the overall electronic.
Printed electronics can benefit from the deployment of electrolytesas gate insulators,which enables a high gate capacitance per unit area (1–10 μFcm−2) due to the formation of electrical double layers (EDLs). Consequently, electrolyte-gated field-effect transistors (EGFETs) attain high-charge carrier densities already in the subvoltage regime, allowing for low-voltage operation of circuits and systems. This article presents a systematic study of lumped terminal capacitances of printed electrolyte-gated transistors under various dc bias conditions. We perform voltage-dependent impedancemeasurements and separate extrinsic components from the lumped terminal capacitance.
The proposed Meyer-like capacitance model, which also accounts for the nonquasi-static (NQS) effect, agrees well with experimental data. Finally, to verify the model, we implement it in Verilog-A and simulate the transient response of an inverter and a ring oscillator circuit. Simulation results are in good agreement with the measurement data of fabricated devices.
ABSCHIED VOM AUSSEN
(2019)
Emotionen sind im heutigen Konsumgütermarketing weit verbreitet. Egal, ob es EDEKA mit seinem „Wir lieben Lebensmittel“-Slogan und emotionalen Werbeclips, die den Rezipienten rühren sollen, Coca-Cola mit der suggeriert puren Lebensfreude oder Mercedes-Benz mit einem einzigartigen Fahrgefühl ist – Emotionen lassen sich überall ausmachen.
Doch wie sieht es damit im B2B-Marketing aus?
Wo oftmals noch die Überzeugung herrscht, dass Fakten und Zahlen die wichtigsten Faktoren für Beschaffungen sind. Dieser Eindruck scheint sich zu bestätigen, wirft man einen Blick auf den durchschnittlichen Messestand von Industrieanbietern auf der EMO, BAUMA oder Hannover Messe. Dort wird - im Vergleich zu Konsumgütermessen - schnell bewusst, dass viele Unternehmen das Potenzial emotionaler Werbung noch nicht oder nicht konsequent ausschöpfen. Dies erweist sich insofern als problematisch, weil durch eine allgemein steigende Produkthomogenität die Austauschbarkeit einzelner Marken sowie Produkte und mit ihr logischerweise auch der Wettbewerbsdruck bzw. Preisdruck auf die Anbieter wächst, da viele Anbieter vermeintlich das gleiche Produkte anbieten.
Daher wird im Rahmen dieser Arbeit aufgezeigt, wie Marken und Produkte auch im B2B-Bereich emotional inszeniert werden können, um - im Sinne einer Differenzierung vom Wettbewerb - einen positiven Einfluss auf Kaufentscheidungen potenzieller Nachfrager nehmen zu können. Dazu wird herausgearbeitet, mit welchen konkreten Marketinginstrumenten und Emotionen unter Beachtung der Besonderheiten des B2B-Marketings sowie der Markenführung im Industriegütermarketing gearbeitet werden kann.
With this generation of devices, Virtual Reality (VR) has actually made it into the living rooms of end-users. These devices feature 6-DOF tracking, allowing them to move naturally in virtual worlds and experience them even more immersively. However, for a natural locomotion in the virtual, one needs a corresponding free space in the real environment. The available space is often limited, especially in everyday environments and under normal spatial conditions. Furnishings and objects of daily life can quickly become obstacles for VR users if they are not cleared away. Since the idea behind VR is to place users into a virtual world and to hide the real world as much as possible, invisible objects represent potential obstacles. The currently available systems offer only rudimentary assistance for this problem. If a user threatens to leave the space previously defined for use, a visual boundary is displayed to allow orientation within the space. These visual metaphors are intended to prevent users from leaving the safe area. However, there is no detection of potentially dangerous objects within this part of space. Objects that have not been cleared away or that have been added in the meantime may still become obstacles. This thesis shows how possible obstacles in the environment can be detected automatically with range imaging cameras and how users can be effectively warned about them in the virtual environment without significantly disturbing their sense of presence. Four different interactive visual metaphors are used to signalize the obstacles within the VE. With the help of a user study, the four signaling variants and the obstacle detection were evaluated and tested.
Dissertation D. Dongol
Process engineering industries are now facing growing economic pressure and societies' demands to improve their production technologies and equipment, making them more efficient and environmentally friendly. However unexpected additional technical and ecological drawbacks may appear as negative side effects of the new environmentally-friendly technologies. Thus, in their efforts to intensify upstream and downstream processes, industrial companies require a systematic aid to avoid compromising of ecological impact. The paper conceptualises a comprehensive approach for eco-innovation and eco- design in process engineering. The approach combines the advantages of Process Intensification as Knowledge-Based Engineering (KBE), inventive tools of Knowledge-Based Innovation (KBI), and main principles and best-practices of Eco-Design and Sustainable Manufacturing. It includes a correlation matrix for identification of eco-engineering contradictions and a process mapping technique for problem definition, database of Process Intensification methods and equipment, as well as a set of strongest inventive operators for eco-ideation.
As engineering graduates and specialists frequently lack the advanced skills and knowledge required to run eco-innovation systematically, the paper proposes a new teaching method and appropriate learning materials in the field of eco-innovation and evaluates the learning experience and outcomes. This programme is aimed at strengthening student’s skills and motivation to identify and creatively overcome secondary eco-contradictions in case if additional environmental problems appears as negative side effects of eco-friendly solutions.
Based on a literature analysis and own investigations, authors propose to introduce a manageable number of eco-innovation tools into a standard one-semester design course in process engineering with particular focus on the identification of eco-problems in existing technologies, selection of the appropriate new process intensification technologies (knowledge-based engineering), and systematic ideation and problem solving (knowledge-based innovation and invention).
The proposed educational approach equips students with the advanced knowledge, skills and competences in the field of eco-innovation. Analysis of the student’s work allows one to recommend simple-to-use tools for a fast application in process engineering, such as process mapping, database of eco-friendly process intensification technologies, and up to 20 strongest inventive operators for solving of environmental problems. For the majority of students in the survey, even the small workload has strengthened their self-confidence and skills in eco-innovation
Growing demands for cleaner production and higher eco-efficiency in process engineering require a comprehensive analysis of technical and environmental outcomes of customers and society. Moreover, unexpected additional technical or ecological drawbacks may appear as negative side effects of new environ-mentally friendly technologies. The paper conceptualizes a comprehensive ap-proach for analysis and ranking of engineering and ecological requirements in process engineering in order to anticipate secondary problems in eco-design and to avoid compromising the environmental or technological goals. For this purpose, the paper presents a method based on integration of the Quality Func-tion Deployment approach with the Importance-Satisfaction Analysis for the requirements ranking. The proposed method identifies and classifies compre-hensively the potential engineering and eco-engineering contradictions through analysis of correlations within requirements groups such as stakehold-er requirements (SRs) and technical requirements (TRs), and additionally through cross-relationship between SRs and TRs.
The 40 Altshuller Inventive Principles with numerous sub-principles remain over decades the most frequently applied tool of the Theory of Inventive Problem Solving TRIZ for systematic idea generation. However, their application often requires a concentrated, creative and abstract way of thinking that can be fairly challenging for the newcomers to TRIZ. This paper describes an approach to reduce the abstraction level of inventive sub-principles and presents the results of the idea generation experiment conducted with three groups of undergraduate and graduate students from different years of study in mechanical and process engineering. The students were asked to generate and to record their individual ideas for three design problems using a pre-defined set of classical and modified sub-principles within 10 minutes. The overall outcomes of the experiment support the assumption that the less abstract wording of the modified sub-principles leads to higher number of ideas. The distribution of ideas between the fields of MATCHEM-IBD (Mechanical, Acoustic, Thermal, Chemical, Electrical, Magnetic, Intermolecular, Biological and Data processing) differs significantly between groups using modified and abstract sub-principles.
Internationale Projektarbeit
(2019)
Die Einführung von Projektmanagementstandards kostet nachweislich Zeit und Geld, bringt vorübergehende Unruhe in die Organisation und ist nicht selten durch eine lästige Kundenforderung initiiert. Durch die Beschränkung der Sichtweise auf diese Aspekte wird das Thema häufig als unangenehm empfunden. Wir möchten die Implementierung von PM-Standards aber als lohnende Investition vorstellen, Potenziale, Chancen und Synergien aufzeigen und eine solide Basis für zahlreiche Organisations- und Verbesserungsprojekte zur Einführung von PM-Standards schaffen.
Die erste Auflage von "Ausführung von Stahlbauten" wurde – trotz ihres erheblichen Umfangs – zu einem sehr beliebten Nachschlagewerk und unverzichtbaren Praxishelfer in vielen Bereichen des Stahlbaus. Nachdem die Normen, auf die sich die erste Auflage bezieht, grundlegend überarbeitet wurden, entstand mit dem hier vorliegenden Buch auch eine aktualisierte Nachfolgeausgabe der Kommentare. Das Werk profitiert davon, dass es von den im Normungsausschuss federführenden Spezialisten ausgearbeitet wurde: Die Autoren liefern also zuverlässig die korrekten Interpretationen der Normentexte. Damit ist auch diese zweite Auflage von "Ausführung von Stahlbauten" eine gute Wahl, um mit den Normen DIN EN 1090-2 und DIN EN 1090-4 sicher und professionell arbeiten zu können. Da sich die Norm DIN EN 1090-1 aktuell in Überarbeitung befindet, ist diese nicht Teil der zweiten Auflage der Stahlbauten-Kommentare.
Im Beitrag werden nach einer kurzen Einführung zu hochfesten Stählen und dem Schweißen von hochfesten Stählen die gültigen und zukünftigen Bemessungsregeln von Schweißverbindungen mit hochfesten Stählen behandelt und an Beispielen erläutert. Es werden die für den Schweißprozess wichtigen Material‐ und Gefügeeingeschaften und Herstellungsverfahren von höherfesten Stählen beschrieben und die sich daraus einstellenden Anforderungen während des Schweißvorgangs dargelegt. Anhand von Beispielen werden die derzeit gültigen Bemessungsregeln für Schweißverbindungen mit höherfesten Stählen erläutert und ein neues durch Versuche abgesichertes Bemessungsmodell für Kehlnähte vorgestellt, das es erlaubt, gezielt den wichtigen Einfluss des Schweißzusatzwerkstoffs zu erfassen. Abschließend werden die aus numerischen Schweißsimulationen gewonnenen Erkentnisse hinsichtlich Temperatur, Gefüge, Eigenspannungszustand und auch Tragverhalten einer Schweißnaht beschrieben und durch Beispiele veranschaulicht.
Deep generative models have recently achieved impressive results for many real-world applications, successfully generating high-resolution and diverse samples from complex datasets. Due to this improvement, fake digital contents have proliferated growing concern and spreading distrust in image content, leading to an urgent need for automated ways to detect these AI-generated fake images.
Despite the fact that many face editing algorithms seem to produce realistic human faces, upon closer examination, they do exhibit artifacts in certain domains which are often hidden to the naked eye. In this work, we present a simple way to detect such fake face images - so-called DeepFakes. Our method is based on a classical frequency domain analysis followed by basic classifier. Compared to previous systems, which need to be fed with large amounts of labeled data, our approach showed very good results using only a few annotated training samples and even achieved good accuracies in fully unsupervised scenarios. For the evaluation on high resolution face images, we combined several public datasets of real and fake faces into a new benchmark: Faces-HQ. Given such high-resolution images, our approach reaches a perfect classification accuracy of 100% when it is trained on as little as 20 annotated samples. In a second experiment, in the evaluation of the medium-resolution images of the CelebA dataset, our method achieves 100% accuracy supervised and 96% in an unsupervised setting. Finally, evaluating a low-resolution video sequences of the FaceForensics++ dataset, our method achieves 91% accuracy detecting manipulated videos.
Recent studies have shown remarkable success in image-to-image translation for attribute transfer applications. However, most of existing approaches are based on deep learning and require an abundant amount of labeled data to produce good results, therefore limiting their applicability. In the same vein, recent advances in meta-learning have led to successful implementations with limited available data, allowing so-called few-shot learning.
In this paper, we address this limitation of supervised methods, by proposing a novel approach based on GANs. These are trained in a meta-training manner, which allows them to perform image-to-image translations using just a few labeled samples from a new target class. This work empirically demonstrates the potential of training a GAN for few shot image-to-image translation on hair color attribute synthesis tasks, opening the door to further research on generative transfer learning.
In this preliminary report, we present a simple but very effective technique to stabilize the training of CNN based GANs. Motivated by recently published methods using frequency decomposition of convolutions (e.g. Octave Convolutions), we propose a novel convolution scheme to stabilize the training and reduce the likelihood of a mode collapse. The basic idea of our approach is to split convolutional filters into additive high and low frequency parts, while shifting weight updates from low to high during the training. Intuitively, this method forces GANs to learn low frequency coarse image structures before descending into fine (high frequency) details. Our approach is orthogonal and complementary to existing stabilization methods and can simply plugged into any CNN based GAN architecture. First experiments on the CelebA dataset show the effectiveness of the proposed method.
Recent deep learning based approaches have shown remarkable success on object segmentation tasks. However, there is still room for further improvement. Inspired by generative adversarial networks, we present a generic end-to-end adversarial approach, which can be combined with a wide range of existing semantic segmentation networks to improve their segmentation performance. The key element of our method is to replace the commonly used binary adversarial loss with a high resolution pixel-wise loss. In addition, we train our generator employing stochastic weight averaging fashion, which further enhances the predicted output label maps leading to state-of-the-art results. We show, that this combination of pixel-wise adversarial training and weight averaging leads to significant and consistent gains in segmentation performance, compared to the baseline models.
Current training methods for deep neural networks boil down to very high dimensional and non-convex optimization problems which are usually solved by a wide range of stochastic gradient descent methods. While these approaches tend to work in practice, there are still many gaps in the theoretical understanding of key aspects like convergence and generalization guarantees, which are induced by the properties of the optimization surface (loss landscape). In order to gain deeper insights, a number of recent publications proposed methods to visualize and analyze the otimization surfaces. However, the computational cost of these methods are very high, making it hardly possible to use them on larger networks. In this paper, we present the GradVis Toolbox, an open source library for efficient and scalable visualization and analysis of deep neural network loss landscapes in Tesorflow and PyTorch. Introducing more efficient mathematical formulations and a novel parallelization scheme, GradVis allows to plot 2d and 3d projections of optimization surfaces and trajectories, as well as high resolution second order gradient information for large networks.