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In the course of the last few years, our students are becoming increasingly unhappy. Sometimes they stop attending lectures and even seem not to know how to behave correctly. It feels like they are getting on strike. Consequently, drop-out rates are sky-rocketing. The lecturers/professors are not happy either, adopting an “I-don’t-care” attitude.
An interdisciplinary, international team set in to find out: (1) What are the students unhappy about? Why is it becoming so difficult for them to cope? (2) What does the “I-don’t-care” attitude of professors actually mean? What do they care or not care about? (3) How far do the views of the parties correlate? Could some kind of mutual understanding be achieved?
The findings indicate that, at least at our universities, there is rather a long way to go from “Engineering versus Pedagogy” to “Engineering Pedagogy”.
Im Jahr 1504 verlor der deutsche Ritter Gottfried („Götz“) von Berlichingen seine
rechte Hand. Schon während seiner Genesung dachte er daran, die Hand zu ersetzen,
und beauftragte bald darauf die erste Handprothese, die sogenannte „Eiserne Hand“.
Jahre später wurde die aufwändigere zweite „Eiserne Hand“ gebaut. Wir haben die erste
Prothese auf der Basis früherer Literaturdaten von
Quasigroch (1982) mit Hilfe von 3-D
Computer-Aided Design (CAD) rekonstruiert. Dazu mussten einige Abmessungen angepasst
und ein paar Annahmen für das CAD-Modell gemacht werden. Die historische passive
Prothese des Götz von Berlichingen ist für die moderne Neuroprothetik interessant, da sie
eine Alternative zu komplexen invasiven Brain-Machine-Interface-Konzepten darstellen
könnte, wo diese Konzepte nicht notwendig, möglich oder vom Patienten gewünscht sind.
In this study, we tested the function of a replica of the over 500-year-old original of the
famous Franconian Imperial Knight Götz von Berlichingen’s first “iron hand”, which we
reconstructed by computer-aided design (CAD) and recently printed using a multi-material
3D printer. In different everyday tasks, the artificial hand prosthesis proved to be remarkably
helpful. Thus, the hand could hold a wine glass, some grapes, or a smartphone. With a
suitable pencil, even writing was possible without any problem. Although for all these
functions the healthy other hand was necessary to assist at the beginning, the artificial hand
is an astonishing mechanical aid with many possibilities. Therefore, in certain cases, the
non-invasive approach of a passive mechanical hand replacement, which is an individual,
quick and cheap solution due to modern 3D printing, may always be worth considering
also for today’s requirements.
One of the challenges in humanoid robotics is motion control. Interacting with humans requires impedance control algorithms, as well as tackling the problem of the closed kinematic chains which occur when both feet touch the ground. However, pure impedance control for totally autonomous robots is difficult to realize, as this algorithm needs very precise sensors for force and speed of the actuated parts, as well as very high sampling rates for the controller input signals. Both requirements lead to a complex and heavy weight design, which makes up for heavy machines unusable in RoboCup Soccer competitions.
A lightweight motor controller was developed that can be used for admittance and impedance control as well as for model predictive control algorithms to further improve the gait of the robot.
A novel approach of a testbed for embedded networking nodes has been conceptualized and implemented. It is based on the use of virtual nodes in a PC environment, where each node executes the original embedded code. Different nodes are running in parallel and are connected via so-called virtual interfaces. The presented approach is very efficient and allows a simple description of test cases without the need of a network simulator. Furthermore, it speeds up the process of developing new features.
In medical applications wireless technologies are not widely spread. Today they are mainly used in non latency-critical applications where reliability can be guaranteed through retransmission protocols and error correction mechanisms. By using retransmission protocols within the disturbed shared wireless channel latency will increase. Therefore retransmission protocols are not sufficient for removing latency-critical wired connections within operating rooms such as foot switches. Todays research aims to improve reliability through the physical characteristics of the wireless channel by using diversity methods and more robust modulation. In this paper an Architecture for building up a reliable network is presented. The Architecture offers the possibility for devices with different reliability, latency and energy consumption requirements to participate. Furthermore reliability, latency and energy consumption are scalable for every single participant.
With increasing flexible AC transmission system (FACTS) devices in operation, like the most versatile unified power flow controller (UPFC), the AC/DC transmission flexibility and power system stability have been suffering unprecedented challenge. This paper introduces the user-defined modeling (UDM) method into the UPFC dynamic modeling process, to deal with the challenging requirements of power system operation. This has also been verified using a leading-edge stability analysis software named DSATools TM in the IEEE-39 bus benchmark system. The characteristics of steady-state and dynamic responses are compared and analyzed under different conditions. Furthermore, simulation results prove the feasibility and effectiveness of the proposed UPFC in terms of both the independent regulation of power flow and the improvement of transient stability.
The DMFC is a promising option for backup power systems and for the power supply of portable devices. However, from the modeling point of view liquid-feed DMFC are challenging systems due to the complex electrochemistry, the inherent two-phase transport and the effect of methanol crossover. In this paper we present a physical 1D cell model to describe the relevant processes for DMFC performance ranging from electrochemistry on the surface of the catalyst up to transport on the cell level. A two-phase flow model is implemented describing the transport in gas diffusion layer and catalyst layer at the anode side. Electrochemistry is described by elementary steps for the reactions occurring at anode and cathode, including adsorbed intermediate species on the platinum and ruthenium surfaces. Furthermore, a detailed membrane model including methanol crossover is employed. The model is validated using polarization curves, methanol crossover measurements and impedance spectra. It permits to analyze both steady-state and transient behavior with a high level of predictive capabilities. Steady-state simulations are used to investigate the open circuit voltage as well as the overpotentials of anode, cathode and electrolyte. Finally, the transient behavior after current interruption is studied in detail.
This chapter portrays the historical and mathematical background of dynamic and procedural content generation (PCG). We portray and compare various PCG methods and analyze which mathematical approach is suited for typical applications in game design. In the next step, a structural overview of games applying PCG as well as types of PCG is presented. As abundant PCG content can be overwhelming, we discuss context-aware adaptation as a way to adapt the challenge to individual players’ requirements. Finally, we take a brief look at the future of PCG.
In dieser Arbeit werden die außentemperaturgeführte Vorlauftemperaturregelung (Standard-TABS-Strategie), ein Verfahren das auf einer multiplen linearen Regression basiert (AMLR-Strategie) und ein Verfahren, das unter dem Obergriff der modellprädiktiven Regelung (MPC-Strategie) zusammengefasst werden kann, untersucht. Anhand der Simulationsergebnisse und des Integrationsaufwandes in die Gebäudeautomation des Seminargebäudes wurde eine Fokussierung auf die AMLR-Strategie vorgenommen.
Process engineering focuses on the design, operation, control and optimization of chemical, physical and biological processes and has applications in many industries. Process Intensification is the key development approach in the modern process engineering. The proposed Advanced Innovation Design Approach (AIDA) combines the holistic innovation process with the systematic analytical and problem solving tools of the theory of inventive problem solving TRIZ. The present paper conceptualizes the AIDA application in the field of process engineering and especially in combination with the Process Intensification. It defines the AIDA innovation algorithm for process engineering and describes process mapping, problem ranking, and concept design techniques. The approach has been validated in several industrial case studies. The presented research work is a part of the European project “Intensified by Design® platform for the intensification of processes involving solids handling”.
The Advanced Innovation Design Approach is a holistic methodology for enhancing innovative and competitive capability of industrial companies. AIDA can be considered as an open mindset, an individually adaptable range of strongest innovation techniques such as comprehensive front-end innovation process, advanced innovation methods, best tools and methods of the TRIZ methodology, organizational measures for accelerating innovation, IT-solutions for Computer-Aided Innovation, and other innovation methods, elaborated in the recent decade in the industry and academia
Am Buffet des Lebens
(2017)
Objective: This paper deals with the design and the optimization of mechatronic devices.
Introduction: Comparing with existing works, the design approach presented in this paper aims to integrate optimization in the design phase of complex mechatronic systems in order to increase the efficiency of this method.
Methods: To solve this problem, a novel mechatronic system design approach has been developed in order to take the multidisciplinary aspect and to consider optimization as a tool that can be used within the embodiment design process to build mechatronic solutions from a set of solution concepts designed with innovative or routine design methods.
Conclusions: This approach has then been applied to the design and optimization of a wind turbine system that can be implemented to autonomously supply a mountain cottage.
In der Planungs- und Betriebspraxis herrscht im Bereich der Betriebsführung von thermisch aktivierten Bauteilsystemen und insbesondere der thermisch trägen Bauteilaktivierung noch große Unsicherheit. Trotz einer weiten Verbreitung dieser Systeme im Neubau von Nichtwohngebäuden hat sich bis heute keine einheitliche Betriebsführungsstrategie durchgesetzt. Vielmehr kritisieren Bauherren und Nutzer regelmäßig zu hohe bzw. niedrige Raumtemperaturen in den Übergangsjahreszeiten und bei Wetterwechsel sowie generell eine mangelhafte Regelbarkeit. Demgegenüber weisen Monitoringprojekte immer wieder einen hohen thermischen Komfort in diesen Gebäuden nach. Offensichtlich unterscheiden sich hier subjektiv empfundene Behaglichkeit und objektiv gemessener Komfort. Gleichzeitig sind Heiz- und Kühlkonzepte mit Flächentemperierung dann besonders energieeffizient, wenn das Regelkonzept auf deren thermische Trägheit angepasst ist. Eine gute Regelung gewährleistet also einen hohen thermischen Komfort und sorgt für einen möglichst niedrigen Energieeinsatz. Das Rechenverfahren mit Anlagenaufwandszahlen (in Anlehnung an DIN V 18599) bietet eine gute Möglichkeit, Anlagenkonzepte inklusive deren Betriebsführungsstrategie zu bewerten. Damit ist es möglich, eine auf das Gebäude angepasste Betriebsführungsstrategie für die Bauteilaktivierung zu finden und einheitlich zu bewerten.
Die Globalisierung, der technische Fortschritt, sowie die politischen Entwicklungen weltweit führen dazu, dass heute kaum ein Unternehmen existiert, das nicht internationale Geschäftsbeziehungen mit ausländischen Unternehmen aufrecht erhält, unabhängig davon, ob als Exporteur oder Importeur. Grenzüberschreitend tätige Unternehmen sehen sich dabei fremden Rechtsordnungen gegenüberstehend. Dies kann Konflikte mit sich bringen und den Handelsverkehr beeinträchtigen. Dabei stellen neben unterschiedlichen Rechtssystemen auch die kulturellen Differenzen und die räumliche Distanz der beteiligten Länder Hindernisse dar. Zumindest auf dem Gebiet der Gesetzgebung gab es Bemühungen nach Vereinheitlichung. So kam das Übereinkommen der Vereinten Nationen über Verträge über den internationalen Warenkauf, kurz UN-Kaufrecht, das den internationalen Warenhandel vereinfachen soll, zustande. Dieses Regelwerk, sowie die Analyse möglicher Vorteile für den deutschen Exporteur sind Thema dieses Arbeitspapieres. Dabei soll die Analyse nicht nur auf der Literaturrecherche beruhen, sondern sich auch damit auseinandersetzen, wie die Handhabung des UN-Kaufrechts in der Praxis durch Unternehmen erfolgt.
The present-day methods of numerical simulation offer a great variety of options for optimizing metal forming processes. Although it is possible to simulate complex forming processes, the results are typically available only as 2D projections on screens. Some forming processes have reached a level of complexity beyond the level of spatial sense, which makes it necessary to use physical 3D representations to develop a deeper understanding of the material flow, microstructural processes, process and design limits, or to design the required tooling. Physical 3D models can be produced in a short amount of time using 3D printing, and indexed with a wide range of colors. In this paper, the additive manufacturing of 3D color models based on simulation results are explored by means of examples from metal forming. Different 3D-printing processes are compared on the basis of quality as well as technical and economic criteria. Other examples from the fields joining by upset-bulging of tubes and microstructure simulation are also analyzed. This paper discusses the possibilities offered by the rapid progress and wide availability of 3D printers for the design and optimization of complex metal forming processes.
Um sicherzustellen, dass vom Unternehmen keine Verstöße gegen gesetzliche Vorschriften und Regeln erfolgen, ist es unabdingbar, dass die Mitarbeiter des Unternehmens den aufgestellten Pflichten nachkommen und diese befolgen. Dabei kann dies nur verwirklicht werden, wenn die Regelungen für die Arbeitnehmer verbindlich werden und bei Fehlverhalten auch arbeitsrechtliche Sanktionen als Konsequenz durchgesetzt werden können. Damit die Verhaltensrichtlinien und -grundsätze für die Arbeitnehmer verbindlich werden, müssen diese arbeitsrechtlich im Unternehmen implementiert werden. Die Implementierung kann dabei grundsätzlich durch unterschiedliche arbeitsrechtliche Instrumente umgesetzt werden, wobei sowohl das Individual- als auch das Kollektivarbeitsrecht verschiedene Optionen anbietet, welche im Folgenden näher erläutert werden.
In safety critical applications wireless technologies are not widely spread. This is mainly due to reliability and latency requirements. In this paper a new wireless architecture is presented which will allow for customizing the latency and reliability for every single participant within the network. The architecture allows for building up a network of inhomogeneous participants with different reliability and latency requirements. The used TDMA scheme with TDD as duplex method is acting gentle on resources. Therefore participants with different processing and energy resources are able to participate.
Automatic Identification of Travel Locations in Rare Books - Object Oriented Information Management
(2017)
The digital content of the Internet is growing exponentially and mass digitization of printed media opens access to literature, in particular the genre of travel literature from the 18th and 19th century, which consists of diaries or travel books describing routes, observations or inspirations. The identification of described locations in the digital text is a long-standing challenge which requires information technology to supply dynamic links to sources by new forms of interaction and synthesis between humanistic texts and scientific observations.
Using object oriented information technology, a prototype of a software tool is developed which makes it possible to automatically identify geographic locations and travel routes mentioned in rare books. The information objects contain properties such as names and classification codes for populated places, streams, mountains and regions. Together, with the latitudes and longitudes of every single location, it is possible to geo-reference this information in order that all processed and filtered datasets can be displayed by a map application. This method has already been used in the Humboldt Digital Library to present Alexander von Humboldt’s maps and was tested in a case study to prove the correctness and reliability of the automatic identification of locations based on the work of Alexander von Humboldt and Johann Wolfgang von Goethe.
The results reveal numerous errors due to misspellings, change of location names, equality of terms and location names. But on the other hand it becomes very clear that results of the automatic object detection and recognition can be improved by error-free and comprehensive sources. As a result an increase in quality and usability of the service can be expected, accompanied by more options to detect unknown locations in the descriptions of rare books.
Cellular phone antennas are generally designed to have radiation patterns that are as omnidirectional as possible. Omnidirectional antennas allow a phone’s radio to work well for many orientations of the phone with respect to the cellular base station. Recent studies, however, are generating uncertainty about the health effects of prolonged exposure to electromagnetic (EM) radiation from cellular phones. In this paper, an antenna array is designed primarily to minimize users’ exposure to EM radiation. The antenna comprises a beamforming 4 by 3 array of microstrip patch antennas that is controlled by an accelerometer-only inertial navigation system. The proposed design reduces radiated power directed toward the user to below 10% of the total in the worst case.
BGH "kinox.to"
(2017)
Das normalhörende auditorische System ist in der Lage, interaurale Zeit- bzw. Phasendifferenzen zur verbesserten Signaldetektion im Störgeräusch zu nutzen. Dieses Phänomen wird häufig als binaurale Entmaskierung bezeichnet und ist sowohl bei einfachen Signalen wie Sinustönen, als auch bei Sprachsignalen im Störgeräusch wirksam. Vorangegangene Studien haben gezeigt, dass binaurale Entmaskierung eingeschränkt auch bei bilateralen CI-Trägern beobachtbar ist (Zirn et al., 2016).
Aktuelle Ergebnisse zeigen, dass die binaurale Entmaskierung sensitiv gegenüber der bilateralen CI-Anpassung ist. So lässt sich der Effekt durch tonotopen Abgleich und Herausstellen eines apikalen Feinstrukturkanals modulieren. Steigerungen der binauralen Entmaskierung um bis zu 1,5 dB sind auf diese Weise gegenüber der konventionellen CI-Anpassung möglich. Allerdings variiert der Einfluss der CI-Anpassung interindividuell erheblich.
Biological in situ methanation: Gassing concept and feeding strategy for enhanced performance
(2017)
The expansion of fluctuating renewable electricity production from wind and solar energy requires huge storage capacities. Power-to-gas (PtG) can contribute to tackle that issue via a two-step process, the electrolytic production of hydrogen and a subsequent methanation step (with additional CO2). The resulting fully grid compatible methane, also known as synthetic natural gas (SNG), can be both stored and transported in the vast existing natural gas infrastructure.
To overcome current major drawbacks of PtG, the relatively low efficiency and the high costs, we developed an improved method for the methanation step. In our approach we use a further development of the biological in situ methanation of hydrogen in biogas plants. Because this strategy uses directly internal residual CO2 from the biogas process in the biogas plant, you neither need additional external CO2 nor special reactors. Thus, PtG is combined with the production of an upgraded highly methane rich raw biogas.
However, the low solubility of hydrogen in aqueous solutions and the exploitation of the maximum biological production rates are still an engineering challenge for high performance biological in situ methanation.
In our experiments a setup with membrane gassing turned out to be most promising to ensure a sufficient gas liquid mass transfer of the hydrogen. The monitoring of hydrogenotrophic and aceticlastic archaea showed some adaption of these microbial subgroups to the hydrogen feed.
In order to achieve high methane concentrations of more than 90 % in the raw biogas a CO2-controlled hydrogen feed flow rate is suggested. For methane concentrations lower than 90 % simple current controlled hydrogen supply can be applied.
Campus Sommer 2017
(2017)
Campus Winter 2017/2018
(2017)
Comparison of Time Warping Algorithms for Rail Vehicle Velocity Estimation in Low Speed Scenarios
(2017)
Compliance Due Diligence
(2017)
Nahezu jedes Unternehmen hat heute auf seiner Homepage einen eigenen Bereich integriert, in welchem Compliance- und Integrity-Maßnahmen vorgestellt werden. Auslöser hierfür dürften wohl nicht nur die immer strengeren Gesetze sein, sondern vielmehr Unternehmensskandale, welche in den Unternehmen für Unruhe sorgten. Man denke hierbei beispielsweise an die Korruptionsskandale bei MAN oder Siemens sowie aktuell der Volkswagen Abgas-Skandal. Die Folgen können weitreichend sein. Schadensersatzzahlungen, Auftragsverluste oder auch große Image-Schäden sind die Folgen. Zu erkennen ist ebenfalls, dass auch immer mehr mittelständische Unternehmen das Thema Compliance für sich entdecken. Es ist also keinesfalls davon auszugehen, dass nur die großen Unternehmen hohen Haftungsrisiken ausgesetzt sind. Dennoch sind konkrete Compliance-Programme in diesen meist eher vorhanden und konkret ausgestaltet.
Computing Aggregates on Autonomous, Self-organizing Multi-Agent System: Application "Smart Grid"
(2017)
Decentralized data aggregation plays an important role in estimating the state of the smart grid, allowing the determination of meaningful system-wide measures (such as the current power generation, consumption, etc.) to balance the power in the grid environment. Data aggregation is often practicable if the aggregation is performed effectively. However, many existing approaches are lacking in terms of fault-tolerance. We present an approach to construct a robust self-organizing overlay by exploiting the heterogeneous characteristics of the nodes and interlinking the most reliable nodes to form an stable unstructured overlay. The network structure can recover from random state perturbations in finite time and tolerates substantial message loss. Our approach is inspired from biological and sociological self-organizing mechanisms.
Wer sich mit Digitalisierungsbestrebungen an Schulen befasst, stellt fest, dass die Tragweite der intendierten Transformation von Bildungseinrichtungen zu automatisierten Lernfabriken durch Digitaltechnik nur von Wenigen realisiert wird. Viele Beteiligte (wollen) glauben, es ginge nur um eine bessere technische Ausstattung der Lehreinrichtungen zur Unterstützung der Lehrkräfte – und übersehen, dass mit Kybernetik und Behaviorismus zwei den Menschen determinierende Theorien eine Renaissance erleben. Vertreter dieser Disziplinen glauben daran, dass sowohl der einzelne Mensch wie ganze Gesellschaften oder Sozialgemeinschaften wie ein Maschinenpark programmiert und gesteuert werden könne. Dabei werden Lernprozesse zu Akten der systematischen Selbstentmündigung umdefiniert: die Zurichtung der Lernenden auf abfragbare Kompetenzen mit Hilfe von Algorithmen und Software.
Defining Recrutainment: A Model and a Survey on the Gamification of Recruiting and Human Resources
(2017)
Recrutainment, is a hybrid word combining recruiting and entertainment. It describes the combination of activities in human resources and gamification. Concepts and methods from game design are now used to assess and select future employees. Beyond this area, recrutainment is also applied for internal processes like professional development or even marketing campaigns. This paper’s contribution has four components: (1) we provide a conceptual background, leading to a more precise definition of recrutainment; (2) we develop a new model for analyzing solutions in recrutainment; (3) we present a corpus of 42 applications and use the new model to assess their strengths and potentials; (4) we provide a bird’s eye view on the state of the art in recrutainment and show the current weighting of gamification and recruiting aspects.
We present the design outline of a context-aware interactive system for smart learning in the STEM curriculum (science, technology, engineering, and mathematics). It is based on a gameful design approach and enables "playful coached learning" (PCL): a learning process enriched by gamification but also close to the learner's activities and emotional setting. After a brief introduction on related work, we describe the technological setup, the integration of projected visual feedback and the use of object and motion recognition to interpret the learner's actions. We explain how this combination enables rapid feedback and why this is particularly important for correct habit formation in practical skills training. In a second step, we discuss gamification methods and analyze which are best suited for the PCL system. Finally, emotion recognition, a major element of the final PCL design not yet implemented, is briefly outlined.
Designing Authentic Emotions for Non-Human Characters. A Study Evaluating Virtual Affective Behavior
(2017)
While human emotions have been researched for decades, designing authentic emotional behavior for non-human characters has received less attention. However, virtual behavior not only affects game design, but also allows creating authentic avatars or robotic companions. After a discussion of methods to model and recognize emotions, we present three characters with a decreasing level of human features and describe how established design techniques can be adapted for such characters. In a study, 220 participants assess these characters' emotional behavior, focusing on the emotion "anger". We want to determine how reliable users can recognize emotional behavior, if characters increasingly do not look and behave like humans. A secondary aim is determining if gender has an impact on the competence in emotion recognition. The findings indicate that there is an area of insecure attribution of virtual affective behavior not distant but close to human behavior. We also found that at least for anger, men and women assess emotional behavior equally well.
For the RoboCup Soccer AdultSize League the humanoid robot Sweaty uses a single fully convolutional neural network to detect and localize the ball, opponents and other features on the field of play. This neural network can be trained from scratch in a few hours and is able to perform in real-time within the constraints of computational resources available on the robot. The time it takes to precess an image is approximately 11 ms. Balls and goal posts are recalled in 99 % of all cases (94.5 % for all objects) accompanied by a false detection rate of 1.2 % (5.2 % for all). The object detection and localization helped Sweaty to become finalist for the RoboCup 2017 in Nagoya.
Objectives: Speech recognition on the telephone poses a challenge for patients with cochlear implants (CIs) due to a reduced bandwidth of transmission. This trial evaluates a home-based auditory training with telephone-specific filtered speech material to improve sentence recognition. Design: Randomised controlled parallel double-blind. Setting: One tertiary referral centre. Participants: A total of 20 postlingually deafened patients with CIs. Main outcome measures: Primary outcome measure was sentence recognition assessed by a modified version of the Oldenburg Sentence Test filtered to the telephone bandwidth of 0.3-3.4 kHz. Additionally, pure tone thresholds, recognition of monosyllables and subjective hearing benefit were acquired at two separate visits before and after a home-based training period of 10-14 weeks. For training, patients received a CD with speech material, either unmodified for the unfiltered training group or filtered to the telephone bandwidth in the filtered group. Results: Patients in the unfiltered training group achieved an average sentence recognition score of 70.0%±13.6% (mean±SD) before and 73.6%±16.5% after training. Patients in the filtered training group achieved 70.7%±13.8% and 78.9%±7.0%, a statistically significant difference (P=.034, t10 =2.292; two-way RM ANOVA/Bonferroni). An increase in the recognition of monosyllabic words was noted in both groups. The subjective benefit was positive for filtered and negative for unfiltered training. Conclusions: Auditory training with specifically filtered speech material provided an improvement in sentence recognition on the telephone compared to training with unfiltered material.
Architecture models are an essential component of the development process and enable a physical representation of virtual designs. In addition to the conventional methods of model production using the machining of models made of wood, metal, plastic or glass, a number of additive manufacturing processes are now available. These new processes enable the additive manufacturing of architectural models directly from CAAD or BIM data. However, the boundary conditions applicable to the ability to manufacture models with additive manufacturing processes must also be considered. Such conditions include the minimum wall thickness, which depends on the applied additive manufacturing process and the materials used. Moreover, the need for the removal of support structures after the additive manufacturing process must also be considered. In general, a change in the scale of these models is only possible at very high effort. In order to allow these restrictions to be adequately incorporated into the CAAD model, this contribution develops a parametrized CAAD model that allows such boundary conditions to be modified and adapted while complying with the scale. Usability of this new method is illustrated and explained in detail in a case study. In addition, this article addresses the additive manufacturing processes including subsequent post-processing.
The Thread protocol is a recent development based on 6LoWPAN (IPv6 over IEEE 802.15.4), but with extensions regarding a more media independent approach, which – additionally – also promises true interoperability. To evaluate and analyse the operation of a Thread network a given open source 6LoWPAN stack for embedded devices (emb::6) has been extended in order to comply with the Thread specification. The implementation covers Mesh Link Establishment (MLE) and network layer functionality as well as 6LoWPAN mesh under routing mechanism based on MAC short addresses. The development has been verified on a virtualization platform and allows dynamical establishment of network topologies based on Thread's partitioning algorithm.
Minderjährige genießen in diversen Rechtsgebieten zu Recht besonderen Schutz. Dazu gehören das allgemeine Vertragsrecht des Bürgerlichen Gesetzbuchs (BGB), das Lauterkeitsrecht des UWG1 und auch das Datenschutzrecht, wo dies in der Datenschutz-Grundverordnung (DS-GVO) ausdrücklich festgeschrieben wird. Der Beitrag diskutiert einige der relevanten Fragen.
In der genossenschaftlichen FinanzGruppe werden neben Verbundunternehmen wie zum Beispiel der DZ Bank rund 45 bis 50 Genossenschaftsbanken von der künftigen Berichtspflicht nach der sogenannten CSR-Richtlinie betroffen sein. Dieser Artikel gibt Hinweise zu Auswirkungen der neuen Gesetzeslage, aber auch zu Chancen und Potenzialen. Diskutiert wird insbesondere, was das neue Gesetz bzw. der Regierungsentwurf von 2016 besagt, und was die Vorgaben konkret für Genossenschaftsbanken bedeuten. Der Beitrag diskutiert zudem Synergien, Chancen und Potenziale: Das Thema Nachhaltigkeit kann wertvolle Impulse für eine zielgerichtete Weiterentwicklung des eigenen Geschäftsmodells bieten, beispielsweise wie neue Kundengruppen und/oder neue Ertragspotenziale mit Hilfe von neuen Produkten beziehungsweise Geschäftsfeldern erschlossen werden können.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum digitalen Drucken einer Keramikfarbe auf einem Substrat, wobei die Keramik der Keramikfarbe auf mindestens den Schmelzpunkt der Keramik mittels eines Laserstrahls simultan zu dem Aufbringen der Keramikfarbe auf ein Substrat mittels eines Druckkopfes erwärmt wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines Laserstrahls in einer Vorrichtung zum digitalen Drucken einer Keramikfarbe auf einem Substrat, wobei der Laserstrahl die Keramik der Keramikfarbe auf mindestens den Schmelzpunkt der Keramik simultan zu dem Aufbringen der Keramikfarbe auf ein Substrat mittels eines Druckkopfes der Vorrichtung erwärmt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch eine Vorrichtung zum digitalen Drucken einer Keramikfarbe auf einem Substrat, die einen Druckkopf zum Aufbringen einer Keramikfarbe auf ein Substrat sowie einen Laser zum Erwärmen der Keramik der Keramikfarbe auf mindestens den Schmelzpunkt der Keramik mittels eines Laserstrahls umfasst.
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum digitalen Drucken einer Keramikfarbe auf einem Substrat, wobei die Keramik der Keramikfarbe auf mindestens den Schmelzpunkt der Keramik mittels eines Laserstrahls simultan zu dem Aufbringen der Keramikfarbe auf ein Substrat mittels eines Druckkopfes erwärmt wird. Weiterhin betrifft die vorliegende Erfindung auch die Verwendung eines Laserstrahls in einer Vorrichtung zum digitalen Drucken einer Keramikfarbe auf einem Substrat, wobei der Laserstrahl die Keramik der Keramikfarbe auf mindestens den Schmelzpunkt der Keramik simultan zu dem Aufbringen der Keramikfarbe auf ein Substrat mittels eines Druckkopfes der Vorrichtung erwärmt. Die vorliegende Erfindung betrifft weiterhin auch eine Vorrichtung zum digitalen Drucken einer Keramikfarbe auf einem Substrat, die einen Druckkopf zum Aufbringen einer Keramikfarbe auf ein Substrat sowie einen Laser zum Erwärmen der Keramik der Keramikfarbe auf mindestens den Schmelzpunkt der Keramik mittels eines Laserstrahls umfasst.
Wenn man die Verlautbarungen aus dem Wissenschafts- und Kultusministerien verfolgt (oder den Beitrag von Saskia Esken in „Schule im Blickpunkt“ liest), scheint es für Bildungseinrichtungen nur noch ein Thema und nur noch ein Ziel zu geben: die Digitalisierung. Dabei reicht bereits die einfache Frage des „cui bono“ (wem nützt es), um zu zeigen: Die einzigen Nutznießer von Digitalagenda und Digitalpakt sind IT-Firmen – auf Kosten der Schülerinnen und Schüler, zu Lasten ihrer Selbständigkeit und damit ihrer Zukunftsperspektiven – und zum Schaden öffentlicher Bildungseinrichtungen.
Applications helping us to maintain the focus on work are called “Zenware” (from concentration and Zen). While form factors, use cases and functionality vary, all these applications have a common goal: creating uninterrupted, focused attention on the task at hand. The rise of such tools exemplifies the users’ desire to control their attention within the context of omnipresent distraction. In expert interviews we investigate approaches in the context of attention-management at the workplace of knowledge workers. To gain a broad understanding, we use judgement sampling in interviews with experts from several disciplines. We especially explore how focus and flow can be stimulated. Our contribution has four components: a brief overview on the state of the art (1), a presentation of the results (2), strategies for coping with digital distractions and design guidelines for future Zenware (3) and an outlook on the overall potential in digital work environments (4).
OPC UA (Open Platform Communications Unified Architecture) is already a well-known concept used widely in the automation industry. In the area of factory automation, OPC UA models the underlying field devices such as sensors and actuators in an OPC UA server to allow connecting OPC UA clients to access device-specific information via a standardized information model. One of the requirements of the OPC UA server to represent field device data using its information model is to have advanced knowledge about the properties of the field devices in the form of device descriptions. The international standard IEC 61804 specifies EDDL (Electronic Device Description Language) as a generic language for describing the properties of field devices. In this paper, the authors describe a possibility to dynamically map and integrate field device descriptions based on EDDL into OPCUA.
Die Entwicklung von neuartigen Elektrodentypen und die Weiterentwicklung bestehender Produkten machen einen großen Teil der entstehenden Kosten für ein Unternehmen aus. Mithilfe geeigneter Software können Änderungen der Konstruktionen erfasst und bestimmte Simulationen, bspw. das Auftreten von Wechselwirkungen im elektrischen Feld, vor der eigentlichen Prototypenerstellung durchgeführt werden. Das Ziel der Studie besteht in der Modellierung unterschiedlicher Schrittmacher- und Ablationselektroden und deren Integration in das Offenburger Herzrhythmusmodell (HRM) zur statischen und dynamischen Simulation der biventrikulären Stimulation und HF Ablation bei Vorhofflimmern (AF).
Within this work, the benefits of using predictive control methods for the operation of Adsorption Cooling Machines (ACMs) are shown on a simulation study. Since the internal control decisions of series-manufactured ACMs often cannot be influenced, the work focuses on optimized scheduling of an ACM considering its internal functioning as well as forecasts for load and driving energy occurrence. For illustration, an assumed solar thermal climate system is introduced and a system model suitable for use within gradient-based optimization methods is developed. The results of a system simulation using a conventional scheme for ACM scheduling are compared to the results of a predictive, optimization-based scheduling approach for the same exemplary scenario of load and driving energy occurrence. The benefits of the latter approach are shown and future actions for application of these methods for system control are addressed.
Manuelle Montagen erfahren eine zunehmende Variantenvielfalt und abnehmende Losgrößen, und das bei steigenden Anforderungen bezüglich Qualität und Produktivität. Statische Montageanweisungen kommen hierbei an ihre Grenzen. Doch welche Systeme bieten für manuelle Montagen eine geeignete Assistenz an? Im vorliegenden Artikel werden auf dem Markt vorhandene Montageassistenzsysteme eingeteilt und bewertet, um Aussagen zu ihrer Eignung zu treffen. Anschließend wird ihr Unterstützungspotenzial am Beispiel eines Arbeitsplatzes untersucht und bewertet.
Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a widely-used diagnostic technique to characterize electrochemical processes. It is based on the dynamic analysis of two electrical observables, that is, current and voltage. Electrochemical cells with gaseous reactants or products (e.g., fuel cells, metal/air cells, electrolyzers) offer an additional observable, that is, the gas pressure. The dynamic coupling of current and/or voltage with gas pressure gives rise to a number of additional impedance definitions, for which we have introduced the term electrochemical pressure impedance spectroscopy (EPIS) [1,2]. EPIS shows a particular sensitivity towards transport processes of gas-phase or dissolved species, in particular, diffusion coefficients and transport pathway lengths. It is as such complementary to standard EIS, which is mainly sensitive towards electrochemical processes. This sensitivity can be exploited for model parameterization and validation. A general analysis of EPIS is presented, which shows the necessity of model-based interpretation of the complex EPIS shapes in the Nyquist plot (cf. Figure). We then present EPIS simulations for two different electrochemical cells: (1) a sodium/oxygen battery cell and (2) a hydrogen/air fuel cell. We use 1D or 2D electrochemical and transport models to simulate current excitation/pressure detection or pressure excitation/voltage detection. The results are compared to first EPIS experimental data available in literature [2,3].
Electrolyte-Gated Field-Effect Transistors Based on Oxide Semiconductors: Fabrication and Modeling
(2017)
Hintergrund: Das elektrische interventrikuläre Delay (IVD) ist bei Patienten (P) mit Herzinsuffizienz (HF), reduzierter linksventrikulärer (LV) Funktion und verbreitertem QRS Komplex von Bedeutung für den Erfolg der kardialen Resynchronisationstherapie (CRT). Die transösophageale LV Elektrokardiographie (EKG) ermöglicht die Bestimmung des elektrischen IVD und linksventrikulären Delays (LVD). Das Ziel der Studie besteht in der Untersuchung des transösophagealen elektrischen IVD, LVD und deren Verhältnis zur QRS Dauer bei rechtsventrikulärer (RV) Stimulation vor Aufrüstung auf eine biventrikuläre (BV) Stimulation.
Methoden: Bei 11 HF P (Alter 69,0 ± 7,9 Jahre; 10 Männer und 1 Frau) mit DDD Schrittmacher (n=10), DDD Defibrillator (n=1) und RV Stimulation, New York Heart Association (NYHA) Klasse 3,0 ± 0,2, LV Ejektionsfraktion 24,5 ± 4,9 % und QRS-Dauer 228,2 ± 44,8 ms wurden das elektrische IVD als Intervall zwischen Beginn des QRS-Komplexes im Oberflächen EKG und Beginn des LV Signals im transösophagealen LV EKG und das elektrische LVD als Intervall zwischen Beginn und Ende des LV Signals im transösophagealen LV EKG präoperativ vor Aufrüstung auf CRT Defibrillator (n=8) und CRT Schrittmacher (n=3) bestimmt. Der Anstieg des arteriellen Pulse Pressure (PP) wurde zwischen RV Stimulation und transösophagealer LV Stimulation mit unterschiedlichem AV-Delay (n=5) vor Aufrüstung von RV auf BV Stimulation getestet.
Ergebnisse: Bei RV Stimulation betrugen IVD 86,54 ± 32,80 ms, LVD 94,45 ± 23,80 ms, QRS-IVD-Verhältnis 2,63 ± 0,81 mit negativer Korrelation zwischen IVD und QRS-IVD-Verhältnis (r=-0,668 P=0,0248) (Fig.) und QRS-LVD-Verhältnis 2,33 ± 0,73. Vorhofsynchrone ventrikuläre Stimulation führte zu 63,6 ± 27,7 mmHg PP bei RV Stimulation und 80,6 ± 38,5 mmHg PP bei LV Stimulation und der PP erhöhte sich bei LV Stimulation mit optimalem AV Delay um 17 ± 11,2 mmHg gegenüber RV Stimulation (P<0,001). Nach Aufrüstung von RV Stimulation auf BV Stimulation verbesserten sich die NYHA Klasse von 3,1 ± 0,2 auf 2,2 ± 0,3 während 30,4 ± 29,6 Monaten CRT.
Schlussfolgerungen: Das transösophageale LV EKG ermöglicht die Bestimmung des elektrischen IVD und LVD bei RV Stimulation zur Evaluierung der interventrikulären und linksventrikulären elektrischen Desynchronisation. IVD, LVD und deren Verhältnis zur QRS Dauer können möglicherweise zur Vorhersage einer CRT Response vor Aufrüstung von RV auf BV Stimulation genutzt werden.
eLetter zum Artikel "How hair can reveal a history" von Hanae Armitage & Nala Rogers, veröffentlicht in Science, Vol. 351, Issue 6278, Seite 1134 (doi.org/10.1126/science.351.6278.1134)
Das Projektvorhaben "Energienetzmanagement dezentraler KWK‐Anlagen mit diversen Verbraucherstrukturen", das vom Innovationsfonds der badenova AG & Co KG von Mai 2012 bis Juli 2016 unter der Fördernummer 2012‐09 gefördert wurde kann aus Sicht des Projektnehmers Hochschule Offenburg und seiner Partner Stadt Offenburg und G. und M. Zapf Energie GbR mbH als sehr erfolgreich umgesetztes Fördervorhaben bezeichnet werden. Während der ca. vier Jahre Projektlaufzeit konnten mehrere Reallabore geschaffen werden, die an die Eigenschaften eines Subnetzes in einem Smart Grid sehr nah herangeführt wurden. Alle Objekte bzw. Netzstrukturen verfügen über typische Komponenten eines Microgrids mit Energiequellen, Speichern und Senken. Auch wurde die Trigeneration als Netzvariante mit Strom‐ Wärme und Kältebereitstellung aufgegriffen und für Verteilnetzmodelle der Niederspannungsebene beschrieben. Ausgehend von einem Mikronetzmodell für jede Energieart kann hinter jeder Trafostation eine beliebig komplexe Energieversorgungsstruktur aufgespannt werden.
Due to climate change and scarcity of water reservoirs, monitoring and control of irrigation systems is now becoming a major focal area for researchers in Cyber-Physical Systems (CPS). Wireless Sensor Networks (WSNs) are rapidly finding their way in the field of irrigation and play the key role as data gathering technology in the domain of IoT and CPS. They are efficient for reliable monitoring, giving farmers an edge to take precautionary measures. However, designing an energy-efficient WSN system requires a cross-layer effort and energy-aware routing protocols play a vital role in the overall energy optimization of a WSN. In this paper, we propose a new hierarchical routing protocol suitable for large area environmental monitoring such as large-scale irrigation network existing in the Punjab province of Pakistan. The proposed protocol resolves the issues faced by traditional multi-hop routing protocols such as LEACH, M-LEACH and I-LEACH, and enhances the lifespan of each WSN node that results in an increased lifespan of the whole network. We used the open-source NS3 simulator for simulation purposes and results indicate that our proposed modifications result in an average 27.8% increase in lifespan of the overall WSN when compared to the existing protocols.
Die drei großen Hersteller von Cochlea-Implantat (CI)-Systemen ermöglichen es klinischen Audiologen, die Mikrofoneigenschaften der meisten CI-Sprachprozessoren zu prüfen. Dazu können bei diesen Sprachprozessoren Monitorkopfhörer angeschlossen und das/die Mikrofon(e) inklusive eines Teils der Signalvorverarbeitung abgehört werden. Präzise Angaben dazu, mit welchen Stimuli, bei welchem Pegel und nach welchem Kriterium diese Prüfung stattfinden soll, machen die CI-Hersteller nicht. Auf Basis dieser Prüfung soll der Audiologe dann über die Funktion der Mikrofone und damit darüber entscheiden, ob der betreffende Sprachprozessor an den Hersteller eingeschickt wird oder nicht.
Zur Objektivierung der CI-Sprachprozessor-Mikrofon-Prüfung haben wir eine Testbox entwickelt, mit der alle abhörbaren aktuellen CI-Sprachprozessoren der drei großen Hersteller geprüft werden können. Die Box wurde im 3D-Druck-Verfahren hergestellt. Der zu prüfende Sprachprozessor wird in die Messbox eingehängt und über einen darin verbauten Lautsprecher mit definierten Prüfsignalen (Sinustöne unterschiedlicher Frequenz) beschallt. Das Mikrofonsignal wird über das Kabel der Monitorkopfhörer herausgeführt und mit einer Shifting- and Scaling-Schaltung in einen Spannungsbereich transformiert, der für die AD-Wandlung mit einem Mikrokontroller (ATmega1280 verbaut auf einem Arduino Mega) geeignet ist. Derselbe Mikrokontroller übernimmt über einen eigens gebauten DA-Wandler die Ausgabe der Sinustöne über den Lautsprecher. Signalaufnahme und –wiedergabe erfolgen mit jeweils 38,5 kHz Samplingrate. Der für jede Frequenz über mehrere Perioden des Prüfsignals ermittelte Effektivwert wird mit dem Effektivwert, der mit einem neuwertigen Referenzprozessor für diese Frequenz gemessen wurde, verglichen. Die Messergebnisse werden graphisch auf einem Display ausgegeben.
Derzeit läuft eine erste Datenerhebung mit in der Klinik subjektiv auffällig gewordenen CI-Sprachprozessoren, die anschließend in der Messbox untersucht werden. So sollen realistische Schwellen für kritische Abweichungen von den Referenz-Effektivwerten ermittelt werden. Im weiteren Verlauf sollen dann Hit und False Alarm-Raten der subjektiven Prüfung bestimmt werden.
Entwicklung und Evaluierung eines adaptiv-prädiktiven Algorithmus für thermoaktive Bauteilsysteme
(2017)
Der Gebäudesektor ist einer der Hauptverbraucher von Energie und somit mitverantwortlich für einen wesentlichen Anteil an CO2-Emissionen. Heiz- und Kühlkonzepte, die erneuerbare Energiequellen nutzen können, gewinnen daher immer mehr an Bedeutung. Hierfür besonders geeignet sind Niedertemperatursysteme, wie beispielsweise Thermoaktive Bauteilsysteme (TABS). Die große thermische Trägheit und die geringe Leistung dieser Systeme verhindern eine schnelle Reaktion auf Raumtemperaturänderungen. Bisherige Steuer- und Regelstrategien für TABS können nur sehr schlecht mit der thermischen Trägheit umgehen, da diese in der Regel keine Prädiktionen verwenden. Hinzu kommt eine aufwändige Parametrierung dieser TABS-Strategien, was in der Praxis zu Inbetriebnahmephasen von oft mehreren Jahren führt. Die Möglichkeit TABS als einen Kurzzeitenergiespeicher für das durch die wachsende Einspeisung aus fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen belastete Stromnetz nutzbar zu machen, spielt bei diesen Standard-TABS-Strategien bisher keine Rolle.
In dieser Arbeit wurde ein neuartiger Algorithmus für die Steuerung von TABS entwickelt, der hier durch die Abkürzung AMLR gekennzeichnet wird. Die AMLR nutzt Vorhersagen der Hauptstörgrößen einer TABS-Zone zur Berechnung eines innerhalb des nächsten Tages zuzuführenden Energiepaketes. Zu den Hauptstörgrößen zählen die tagesgemittelte Außentemperatur, die tagesgemittelte globale Einstrahlung sowie ein Belegungsplan jeder TABS-Zone. Die AMLR verwendet ein dynamisches und ein stationäres Widerstands-Kapazitäten(RC)-Modell mit einem Verzögerungsglied erster Ordnung (PT1). Das stationäre TABS- und Raummodell wird für eine Adaptionsfähigkeit und das dynamische Modell für die zeitdiskrete Berechnung von Leistungen genutzt. Es wird gezeigt, dass die Genauigkeit eines Modells mit PT1-Glied für die Steuerung von TABS ausreichend ist. Durch die Adaptionfähigkeit kann sich der Algorithmus automatisiert an unterschiedliche Gebäude, Standorte und Nutzungsprofile anpassen. Auf die Erstellung eines Gebäudemodells inklusive dessen technischer Gebäudeausrüstung (TGA), der Wärmelasten sowie der Wettereinflüsse kann somit verzichtet werden. Weiterhin können mit der AMLR mittlere Soll-Raumtemperaturen pro TABS-Zone vorgegeben werden, was bei Standard-TABS-Strategien nicht möglich ist. Dem Autor stehen als Testumgebungen zur Evaluierung der AMLR die Triple-Klimakammer des Instituts für Energiesystemtechnik (INES) der Hochschule Offenburg sowie zwei reale Gebäude und deren Simulationsmodelle zur Verfügung. Bei den Gebäuden handelt es sich um das in Basel befindliche IWB CityCenter sowie das Seminargebäude der Hochschule Offenburg.
Mit Hilfe der Triple-Klimakammer werden die verwendeten RC-Modelle sowie das TRNSYS-Simulationsmodell der Kammer selbst validiert. Durch den direkten Vergleich der AMLR zu Standard-TABS-Strategien kann in Model-in-the-Loop (MiL) Simulationen, Laborversuchen und Pilotanlagen gezeigt werden, dass die AMLR insbesondere dann thermische Energie einsparen kann, wenn es bei der Standardstrategie zu Überhitzungen im Heizfall und Unterkühlungen im Kühlfall kommt. Des Weiteren zeigen sich Energieeinsparpotenziale durch die Möglichkeit der zonenspezifischen Beladung der TABS. Anhand von Messdaten einer Pilotanlage kann eine Reduktion des thermischen TABS-Energiebedarfs von über 41 % belegt werden. In allen Testumgebungen kann eine Einsparung an Hilfsenergie von bis zu 86 % für die TABS-Pumpen bei gleichzeitiger Verbesserung des thermischen Komforts nachgewiesen werden. Neben Energieeinsparungen sind durch den Einsatz der AMLR Investitionseinsparungen durch eine vereinfachte TABS-Hydraulik möglich, da keine konstanten Vorlauftemperaturen notwendig sind. Weiterhin kann gezeigt werden, dass die Leistung eines Zusatzkühlsystems durch den Einsatz der AMLR im Vergleich zur Standard-TABS-Strategie reduziert werden kann, ohne den thermischen Komfort zu beeinträchtigen. Anhand von Simulationsrechnungen wird das Potenzial von TABS für Lastverschiebemaßnahmen quantifiziert. Durch die Verwendung der AMLR mit dynamischen Strompreisen ist im gezeigten Beispiel eine Einsparung an monetären Kosten von 38 % möglich. Weiterhin konnten Anfragen zur Abschaltung der Beladung der TABS zum Ausgleich fluktuierender erneuerbarer Energieerzeuger durch die AMLR unter Einhaltung des thermischen Komforts durchgeführt werden.
Erfinderisches Problemlösen mit TRIZ : Zielbeschreibung, Problemdefinition und Lösungspriorisierung
(2017)
Die Theorie des erfinderischen Problemlösens, TRIZ, ist eine Systematik von Annahmen, Regeln, Methoden und Werkzeugen zur innovativen Systemverbesserung z.B. von Produkten, Prozessen, Dienstleistungen oder Organisationen. Diese Richtlinie erläutert TRIZ-Werkzeuge und -Methoden, die insbesondere in den Phasen "Zielbeschreibung", "Problemdefinition" und "Lösungspriorisierung" des Problemlösungsprozesses eingesetzt werden. Die Detailtiefe der Beschreibung erlaubt eine Einschätzung der Werkzeuge und Methoden hinsichtlich Einsatzzwecken, Ergebnissen und Funktionsweise. Die jeweilige Beschreibung der Methoden und Werkzeuge enthält konkrete Aussagen über Zielsetzung und Ergebnis ihres Einsatzes.
Durch die fortschreitende Globalisierung der Märkte verschiebt sich der Schwerpunkt der Nachfrage nach Investitionsgütern deutlich in die Emerging Markets, welche mittelfristig an Bedeutung die stagnierenden westlichen Märkte übertreffen werden. In letzter Zeit zeichnet sich dabei eine konjunkturelle Erholung, ein sogenanntes Comeback, in diesen Schwellenländern ab. Im Mittelpunkt steht dabei vor allem auch Indien. Indien ist mittelfristig einer der größten Investitionsgütermärkte und damit ein erfolgversprechender Standort bei der im deutschen Maschinenbau notwendigen Internationalisierung. Allerdings sind deutsche Unternehmen in Indien auch mit Herausforderungen konfrontiert, die in der unternehmerischen Praxis oftmals zum Scheitern einer Markterschließung geführt haben. Vor diesem Hintergrund stellt sich die Frage nach denjenigen Faktoren, die den Erfolg einer Erschließung des indischen Marktes durch den deutschen Maschinenbau bestimmen.
Warmumformwerkzeuge unterliegen während des Betriebes komplexen thermischen und mechanischen Beanspruchungen. In kritischen Bereichen können dadurch lokal Spannungen entstehen, die die Fließgrenze überschreiten. Bei der Serienproduktion führt dies zu zyklischen plastischen Verformungen und zur thermomechanischen Ermüdung, welche die Lebensdauer der Warmumformwerkzeuge maßgeblich bestimmen kann. Zur Bewertung der thermomechanischen Ermüdung der Warmumformwerkzeuge gibt es jedoch heute keine etablierten Konzepte, da dieser Aspekt erst durch die Notwendigkeit einer höheren Ressourcen- und Energieeffizienz und optimierter Produktionsprozesse (beispielsweise im Rahmen von Industrie 4.0) eine höhere Aufmerksamkeit erreicht. In dieser Arbeit wird zum einen die aktuell industriell angewandte Vorgehensweise zur Auslegung von Warmumformwerkzeugen hinsichtlich der Lebensdauer erläutert. Des Weiteren wird ein Überblick über existierende Plastizitätsmodelle und Lebensdauermodelle gegeben. Dabei wird zwischen rein phänomenologischen und mechanismenbasierten Modellen unterschieden. Aus der betriebenen Recherche wird ersichtlich, dass weiterer Forschungsbedarf auf diesem Gebiet notwendig ist.
Für die genaue Positionsbestimmung in Innenräumen, beispielsweise in Bahnhöfen oder Einkaufszentren, soll in dem beschriebenen Projekt untersucht werden, inwiefern lokale Magnetfelder genutzt werden können, um Genauigkeit und Robustheit zu erhöhen. Hierzu wird untersucht, ob und wie kostengünstige Magnetfeldsensoren und mobile Roboterplattformen genutzt werden können, um Karten zu erstellen, die eine spätere Navigation, beispielsweise mit Smartphones oder mit anderen mobilen Geräten.
eTPL: An Enhanced Version of the TLS Presentation Language Suitable for Automated Parser Generation
(2017)
The specification of the Transport Layer Security (TLS) protocol defines its own presentation language used for the purpose of semi-formally describing the structure and on-the-wire format of TLS protocol messages. This TLS Presentation Language (TPL) is more expressive and concise than natural language or tabular descriptions, but as a result of its limited objective has a number of deficiencies. We present eTPL, an enhanced version of TPL that improves its expressiveness, flexibility, and applicability to non-TLS scenarios. We first define a generic model that describes the parsing of binary data. Based on this, we propose language constructs for TPL that capture important information which would otherwise have to be picked manually from informal protocol descriptions. Finally, we briefly introduce our software tool etpl-tool which reads eTPL definitions and automatically generates corresponding message parsers in C++. We see our work as a contribution supporting sniffing, debugging, and rapid-prototyping of wired and wireless communication systems.
EuGH "comtech"
(2017)
Microscale trigeneration systems are highly flexible in their operation and thus offer the technical possibility for peak load shifting in building demand side management. However to harness their potential modern control methods such as model predictive control must be implemented for their optimal scheduling. In literature the need for experimental investigation of microscale trigeneration systems to identify typical characteristics of the components and their interactions has been identified. On a real-life setup control specific information of the components is collected and lessons learnt during commissioning of the equipment is shared. The data is analysed to draw the vital characteristics of the system and it will be used for creating models of the components that can be utilised for optimal control.
The following contribution deals with the growth of cracks in low-cycle fatigue (LCF) and thermomechanical fatigue (TMF) tested specimens of Inconel 718 measured by using the replica method. The specimens are loaded with different strain rates. The material shows a significantly higher crack growth rate if the strain rate is decreased. Electron backscatter diffraction (EBSD) is adopted to identify the failure mechanism and the misorientation relationship of failed grain boundaries in secondary cracks. The analyzed cracks propagated mainly transgranular but also intergranular failure can be observed in some areas. It is found that grain boundaries with coincidence site lattice (CSL) boundary structure are generally less susceptible for intergranular failure than grain boundaries with random misorientation. For modeling the experimentally identified crack behavior an existing model for fatigue crack growth based on the mechanism of time dependent elastic–plastic crack tip blunting is enhanced to describe environmental effects based on the mechanism of oxygen diffusion at the crack tip. For the diffusion process the temperature dependent parabolic diffusion law is assumed. As a result, the time dependent cyclic crack tip opening displacement (DCTOD) is used as representative value to describe both mechanisms. Thus, most
of the included model parameters characterize the deformation behavior of the material and can be determined by independent material tests. With the determined material properties, the proposed model describes the experimentally measured crack growth curves very well. The model is validated based on predictions of the number of cycles to failure of LCF as well as in-phase and out-of-phase TMF tests in the temperature range between room temperature and 650 °C.
Die in diesem Aufsatz angesprochenen drei Skype-Performances, die wir im Zeitraum von 2010 bis 2013 durchgeführt haben, fokussieren nicht auf die trennenden Momente der handelnden Subjekte und ihrer Medien, sondern verfolgen eine radikal verkörperte, techno-ökologische Sichtweise. Im Kern untersuchen wir erweiterte Phänotypen , die durch das fortlaufende Parasitiert-Werden unserer Organismen durch die elektronischen Kanäle entstehen. So gesehen verbinden sich via Skype keine getrennten Personen und Orte, sie bilden vielmehr über die Präsenzerfahrung u.a. von Stimme, Haut und Rhythmus eine gemeinsame Umwelt und öffnen temporär einen ‚Dritten Raum‘ bzw. einen ‚Dritten Körper‘. Mensch, Maschine und Umwelt entwickeln durch die Medialisierung eine emergente Bezogenheit organischer und anorganischer Milieus, eine taktil/haptisch-mediale, verkörperte Ökologie. Das ist eine zentrale Annahme unserer Versuchsreihen.
Exploiting Dissent: Towards Fuzzing-based Differential Black Box Testing of TLS Implementations
(2017)
The Transport Layer Security (TLS) protocol is one of the most widely used security protocols on the internet. Yet do implementations of TLS keep on suffering from bugs and security vulnerabilities. In large part is this due to the protocol's complexity which makes implementing and testing TLS notoriously difficult. In this paper, we present our work on using differential testing as effective means to detect issues in black-box implementations of the TLS handshake protocol. We introduce a novel fuzzing algorithm for generating large and diverse corpuses of mostly-valid TLS handshake messages. Stimulating TLS servers when expecting a ClientHello message, we find messages generated with our algorithm to induce more response discrepancies and to achieve a higher code coverage than those generated with American Fuzzy Lop, TLS-Attacker, or NEZHA. In particular, we apply our approach to OpenssL, BoringSSL, WolfSSL, mbedTLS, and MatrixSSL, and find several real implementation bugs; among them a serious vulnerability in MatrixSSL 3.8.4. Besides do our findings point to imprecision in the TLS specification. We see our approach as present in this paper as the first step towards fully interactive differential testing of black-box TLS protocol implementations. Our software tools are publicly available as open source projects.
Elastic constants of components are usually determined by tensile tests in combination with ultrasonic experiments. However, these properties may change due to e.g. mechanical treatments or service conditions during their lifetime. Knowledge of the actual material parameters is key to the determination of quantities like residual stresses present in the medium. In this work the acoustic nonlinearity parameter (ANP) for surface acoustic waves is examined through the derivation of an evolution equation for the amplitude of the second harmonic. Given a certain depth profile of the third-order elastic constants, the dependence of the ANP with respect to the input frequency is determined and on the basis of these results, an appropriate inversion method is developed. This method is intended for the extraction of the depth dependence of the third-order elastic constants of the material from second-harmonic generation and guided wave mixing experiments, assuming that the change in the linear Rayleigh wave velocity is small. The latter assumption is supported by a 3D-FEM model study of a medium with randomly distributed microcracks as well as theoretical works on this topic in the literature.
Viele hochbeanspruchte Bauteile müssen zur Erfüllung ihres konstruktiven Zwecks mit Durchdringungskerben versehen werden. Infolge der gegenseitigen Wechselwirkung gelten für die Kerbwirkung dieser Art von Mehrfachkerben andere Gesetzmäßigkeiten als bei Einzelkerben. Die Weiterentwicklung der Lehre von der Tragfähigkeitsberechnung höchstbeanspruchter Maschinenelemente macht es notwendig, sich mit der Durchdringungskerbwirkung eingehend zu befassen. Thum und Svenson [1] entwickelten im Jahr 1949 ein Näherungsverfahren zur Abschätzung der Formzahl an einem zugbelasteten Stab mit Durchdringungskerben. In vielen Lehrbüchern findet dieses Verfahren Anwendung. Aus heutiger Sicht erscheint die Eignung der aus diesem Ansatz erzielten Ergebnisse als dringend überprüfungswürdig. Das thum’sche Verfahren wird unter die Lupe genommen. Der hier vorliegende Beitrag präsentiert mit Hilfe der Finiten-Elemente-Methode (FEM) neue Untersuchungsergebnisse an zugbeanspruchten Stäben mit Halbkreisnut und überlagerter Querbohrung. Diese ergaben, dass die Berechnung nach [1] Lücken aufweist. Ihr Ansatz stellt für den heutigen Entwicklungsstand eine mit zu großen Abweichungen behaftete Näherungshypothese dar.
Economic growth is usually driven by improvements in productivity, economic efficiency, trade and innovation. Increasing efficiency means to produce larger output using the same amount of factors for production such as raw materials, labour, and capital. However, regardless of the driver, growth is often investment-hungry and it is not rare to find an economy with potential for growth but lacking locally available investment. In this scenario, Foreign Direct Investment (FDI) can fill the gap between investment needed to promote economic growth and locally available investments.
Forschung im Fokus 2017
(2017)