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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Maximieren der von einer analogen Entropiequelle abgeleiteten Entropie, wobei das Verfahren folgende Schritte aufweist:- Bereitstellen von Eingabedaten für die analoge Entropiequelle (2);- Erzeugen von Rückgabewerten durch die analoge Entropiequelle basierend auf den Eingabedaten (3); und- Gruppieren der Rückgabewerte, wobei das Gruppieren der Rückgabewerte ein Anwenden von Versätzen auf Rückgabewerte aufweist (4).
With recent developments in the Ukrainian-Russian conflict, many are discussing about Germany’s dependency on fossil fuel imports in its energy system, and how can the country proceed with reducing that dependency. With its wide-ranging consumption sectors, the electricity sector comes as the perfect choice to start with. Recent reports showed that the German federal government is already intending to have a fully renewable electricity by 2035 while exploiting all possible clean power options. This was published in the federal government’s climate emergency program (Easter Package) in early 2022. The aim of this package is to initiate a rapid transition and decarbonization of the electricity sector. The Easter Package expects an enormous growth of renewable energies to a completely new level, with already at least 80% renewable gross energy consumption, with extensive and broad deployment of different generation technologies on various scales. This paper will discuss this ambitious plan and outline some insights into this huge and rapidly increasing step, and show how much will Germany need in order to achieve this huge milestone towards a fully green supply of the electricity sector. Different scenarios and shares of renewables will be investigated in order to elaborate on preponed climate-neutral goal of the electricity sector by 2035. The results pointed out some promising aspects in achieving a 100% renewable power, with massive investments in both generation and storage technologies.
Method and system for extractin metal and oxygen from powdered metal oxides (EP000004170066A2)
(2023)
A method for extracting metal and oxygen from powdered metal oxides in electrolytic cell is proposed, the electrolytic cell comprising a container, a cathode, an anode and an oxygen-ion-conducting membrane, the method comprising providing a solid oxygen ion conducting electrolyte powder into a container, providing a feedstock comprising at least one metal oxide in powdered form into the container, applying an electric potential across the cathode and the anode, the cathode being in communication with the electrolyte powder and the anode being in communication with the membrane in communication with the electrolyte powder, such that at least one respective metallic species of the at least one metal oxide is reduced at the cathode and oxygen is oxidized at the anode to form molecular oxygen, wherein the potential across the cathode and the anode is greater than the dissociation potential of the at least one metal oxide and less than the dissociation potential of the solid electrolyte powder and the membrane.
Following their success in visual recognition tasks, Vision Transformers(ViTs) are being increasingly employed for image restoration. As a few recent works claim that ViTs for image classification also have better robustness properties, we investigate whether the improved adversarial robustness of ViTs extends to image restoration. We consider the recently proposed Restormer model, as well as NAFNet and the "Baseline network" which are both simplified versions of a Restormer. We use Projected Gradient Descent (PGD) and CosPGD for our robustness evaluation. Our experiments are performed on real-world images from the GoPro dataset for image deblurring. Our analysis indicates that contrary to as advocated by ViTs in image classification works, these models are highly susceptible to adversarial attacks. We attempt to find an easy fix and improve their robustness through adversarial training. While this yields a significant increase in robustness for Restormer, results on other networks are less promising. Interestingly, we find that the design choices in NAFNet and Baselines, which were based on iid performance, and not on robust generalization, seem to be at odds with the model robustness.
State-of-the-art models for pixel-wise prediction tasks such as image restoration, image segmentation, or disparity estimation, involve several stages of data resampling, in which the resolution of feature maps is first reduced to aggregate information and then sequentially increased to generate a high-resolution output. Several previous works have investigated the effect of artifacts that are invoked during downsampling and diverse cures have been proposed that facilitate to improve prediction stability and even robustness for image classification. However, equally relevant, artifacts that arise during upsampling have been less discussed. This is significantly relevant as upsampling and downsampling approaches face fundamentally different challenges. While during downsampling, aliases and artifacts can be reduced by blurring feature maps, the emergence of fine details is crucial during upsampling. Blurring is therefore not an option and dedicated operations need to be considered. In this work, we are the first to explore the relevance of context during upsampling by employing convolutional upsampling operations with increasing kernel size while keeping the encoder unchanged. We find that increased kernel sizes can in general improve the prediction stability in tasks such as image restoration or image segmentation, while a block that allows for a combination of small-size kernels for fine details and large-size kernels for artifact removal and increased context yields the best results.
Blockchain-IIoT integration into industrial processes promises greater security, transparency, and traceability. However, this advancement faces significant storage and scalability issues with existing blockchain technologies. Each peer in the blockchain network maintains a full copy of the ledger which is updated through consensus. This full replication approach places a burden on the storage space of the peers and would quickly outstrip the storage capacity of resource-constrained IIoT devices. Various solutions utilizing compression, summarization or different storage schemes have been proposed in literature. The use of cloud resources for blockchain storage has been extensively studied in recent years. Nonetheless, block selection remains a substantial challenge associated with cloud resources and blockchain integration. This paper proposes a deep reinforcement learning (DRL) approach as an alternative to solving the block selection problem, which involves identifying the blocks to be transferred to the cloud. We propose a DRL approach to solve our problem by converting the multi-objective optimization of block selection into a Markov decision process (MDP). We design a simulated blockchain environment for training and testing our proposed DRL approach. We utilize two DRL algorithms, Advantage Actor-Critic (A2C), and Proximal Policy Optimization (PPO) to solve the block selection problem and analyze their performance gains. PPO and A2C achieve 47.8% and 42.9% storage reduction on the blockchain peer compared to the full replication approach of conventional blockchain systems. The slowest DRL algorithm, A2C, achieves a run-time 7.2 times shorter than the benchmark evolutionary algorithms used in earlier works, which validates the gains introduced by the DRL algorithms. The simulation results further show that our DRL algorithms provide an adaptive and dynamic solution to the time-sensitive blockchain-IIoT environment.
Linux and Linux-based operating systems have been gaining more popularity among the general users and among developers. Many big enterprises and large companies are using Linux for servers that host their websites, some even require their developers to have knowledge about Linux OS. Even in embedded systems one can find many Linux-based OS that run them. With its increasing popularity, one can deduce the need to secure such a system that many personnel rely on, be it to protect the data that it stores or to protect the integrity of the system itself, or even to protect the availability of the services it offers. Many researchers and Linux enthusiasts have been coming up with various ways to secure Linux OS, however new vulnerabilities and new bugs are always found, by malicious attackers, with every update or change, which calls for the need of more ways to secure these systems.
This Thesis explores the possibility and feasibility of another way to secure Linux OS, specifically securing the terminal of such OS, by altering the commands of the terminal, getting in the way of attackers that have gained terminal access and delaying, giving more time for the response teams and for forensics to stop the attack, minimize the damage, restore operations, and to identify collect and store evidence of the cyber-attack. This research will discuss the advantages and disadvantages of various security measures and compare and contrast with the method suggested in this research.
This research is significant because it paints a better picture of what the state of the art of Linux and Linux-based operating systems security looks like, and it addresses the concerns of security enthusiasts, while exploring new uncharted area of security that have been looked at as a not so significant part of protecting the OSes out of concern of the various limitations and problems it entails. This research will address these concerns while exploring few ways to solve them, as well as addressing the ideal areas and situations in which the proposed method can be used, and when would such method be more of a burden than help if used.
Soiling is an important issue in the renewable energy sector since it can result in significant yield losses, especially in regions with higher pollution or dust levels. To mitigate the impact of soiling on photovoltaic (PV) plants, it is essential to regularly monitor and clean the panels, as well as develop accurate soiling predictions that can affect cleaning strategies and enhance the overall performance of PV power plants. This research focuses on the problem of soiling loss in photovoltaic power plants and the potential to improve the accuracy of soiling predictions. The study examines how soiling can affect the efficiency and productivity of the modules and how to measure and predict soiling using machine learning (ML) algorithms. The research includes analyzing real data from large-scale ground-mounted PV sites and comparing different soiling measurement methods. It was observed that there were some deviations in the real soiling loss values compared to the expected values for some projects in southern Spain, thus, the main goal of this work is to develop machine learning models that could predict the soiling more accurately. The developed models have a low mean square error (MSE), indicating the accuracy and suitability of the models to predict the soiling rates. The study also investigates the impact of different cleaning strategies on the performance of PV power plants and provides a powerful application to predict both the soiling and the number of cleaning cycles.
Femtosecond (fs) time-resolved magneto-optics is applied to investigate laser-excited ultrafast dynamics of one-dimensional nickel gratings on fused silica and silicon substrates for a wide range of periodicities Λ = 400–1500 nm. Multiple surface acoustic modes with frequencies up to a few tens of GHz are generated. Nanoscale acoustic wavelengths Λ/n have been identified as nth-spatial harmonics of Rayleigh surface acoustic wave (SAW) and surface skimming longitudinal wave (SSLW), with acoustic frequencies and lifetimes being in agreement with theoretical calculations. Resonant magnetoelastic excitation of the ferromagnetic resonance (FMR) by SAW’s third spatial harmonic, and, most interestingly fingerprints of the parametric resonance at 1/2 SAW frequency have been observed. Numerical solutions of Landau–Lifshitz–Gilbert (LLG) equation magnetoelastically driven by complex polychromatic acoustic fields quantitatively reproduce all resonances at once. Thus, our results provide a solid experimental and theoretical base for a quantitative understanding of ultrafast fs-laser-driven magnetoacoustics and tailoring the magnetic-grating-based metasurfaces at the nanoscale.
AI-based Ground Penetrating Radar Signal Processing for Thickness Estimation of Subsurface Layers
(2023)
This thesis focuses on the estimation of subsurface layer thickness using Ground Penetrating Radar (GPR) A-scan and B-scan data through the application of neural networks. The objective is to develop accurate models capable of estimating the thickness of up to two subsurface layers.
Two different approaches are explored for processing the A-scan data. In the first approach, A-scans are compressed using Principal Component Analysis (PCA), and a regression feedforward neural network is employed to estimate the layers’ thicknesses. The second approach utilizes a regression one-dimensional Convolutional Neural Network (1-D CNN) for the same purpose. Comparative analysis reveals that the second approach yields superior results in terms of accuracy.
Subsequently, the proposed 1-D CNN architecture is adapted and evaluated for Step Frequency Continuous Wave (SFCW) radar, expanding its applicability to this type of radar system. The effectiveness of the proposed network in estimating subsurface layer thickness for SFCW radar is demonstrated.
Furthermore, the thesis investigates the utilization of GPR B-scan images as input data for subsurface layer thickness estimation. A regression CNN is employed for this purpose, although the results achieved are not as promising as those obtained with the 1-D CNN using A-scan data. This disparity is attributed to the limited availability of B-scan data, as B-scan generation is a resource-intensive process.
Purpose
Although start-ups have gained increasing scholarly attention, we lack sufficient understanding of their entrepreneurial strategic posture (ESP) in emerging economies. The purpose of this study is to examine the processes of ESP of new technology venture start-ups (NTVs) in an emerging market context.
Design/methodology/approach
In line with grounded theory guidelines and the inductive research traditions, the authors adopted a qualitative approach involving 42 in-depth semi-structured interviews with Ghanaian NTV entrepreneurs to gain a comprehensive analysis at the micro-level on the entrepreneurs' strategic posturing. A systematic procedure for data analysis was adopted.
Findings
From the authors' analysis of Ghanaian NTVs, the authors derived a three-stage model to elucidate the nature and process of ESP Phase 1 spotting and exploiting market opportunities, Phase II identifying initial advantages and Phase III ascertaining and responding to change.
Originality/value
The study contributes to advancing research on ESP by explicating the process through which informal ties and networks are utilised by NTVs and NTVs' founders to overcome extreme resource constraints and information vacuums in contexts of institutional voids. The authors depart from past studies in demonstrating how such ties can be harnessed in spotting and exploiting market opportunities by NTVs. On this basis, the paper makes original contributions to ESP theory and practice.
One of the main problematics of the seals tests is the time and money consuming they are. Up to now, there are few tries to do a digitalisation of a test where the seals behaviour can be known.
This work aims to digitally reproduce a seal test to extract their behaviour when working under different operation conditions to see their impact on the pimp’s efficiency. In this thesis, due to the Lomaking effect, the leakage and the forces applied on the stator will be the base of analysis.
First of all, among all the literature available for very different kind of seals and inner patterns, it has been chosen the most appropriate and precise data. The data chosen is “Test results for liquid Damper Seals using a Round-Hole Roughness Pattern for the Stator” from Fayolle, P. and “Static and Rotordynamic Characteristics of Liquid Annular Seals with Circumferentially/Grooved Stator and Smooth Rotor using three levels of circumferential Inlet-Fluid” from Torres J.M.
From the literature, dimensions of the test rig and the seals will be extracted to model them into a 3D CAD software. With the 3D CAD digitalisation, the fluid volumes for a rotor-centred position, meaning without eccentricity, will be extracted, and used. The following components have been modelled:
- Smooth Annular Liquid Seal (Grooved Rotor)
- Grooved Annular Liquid Seal (Smooth Rotor)
- Round-Hole Pattern Annular Liquid Seal (𝐻𝑑=2 𝑚𝑚) (Smooth Rotor)
- Straight Honeycomb Annular Liquid Seal (Smooth Rotor)
- Convergent Honeycomb Annular Liquid Seal (Smooth Rotor)
- Smooth Rotor / Smooth Annular Liquid Seal (Smooth Rotor)
As there is just one test rig, all the components have been adapted to the different dimensions of the seals by referencing some measures. This allows to test any seal with the same test rig.
Afterwards a CFD simulation that will be used to obtain leakage and stator forces. The parameters that will be changed are the rotational velocity of the fluid (2000 rpm, 4000 rpm, and 6000 rpm) and the pressure drop (2,068 bar, 4,137 bar, 6,205 bar, and 8,274 bar).
Those results will be compared to the literature ones, and they will determine if digitalisation can be validated or not. Even though the relative error is higher than 5% but the tendency is the same and it is thought that by changing some parameters the test results can be even closer to the literature ones.
Subjects utilizing a cochlear implant (CI) in one ear and a hearing aid (HA) on the contralateral ear suffer from mismatches in stimulation timing due to different processing latencies of both devices. This device delay mismatch leads to a temporal mismatch in auditory nerve stimulation. Compensating for this auditory nerve stimulation mismatch by compensating for the device delay mismatch can significantly improve sound source localization accuracy. One CI manufacturer has already implemented the possibility of mismatch compensation in its current fitting software. This study investigated if this fitting parameter can be readily used in clinical settings and determined the effects of familiarization to a compensated device delay mismatch over a period of 3–4 weeks. Sound localization accuracy and speech understanding in noise were measured in eleven bimodal CI/HA users, with and without a compensation of the device delay mismatch. The results showed that sound localization bias improved to 0°, implying that the localization bias towards the CI was eliminated when the device delay mismatch was compensated. The RMS error was improved by 18% with this improvement not reaching statistical significance. The effects were acute and did not further improve after 3 weeks of familiarization. For the speech tests, spatial release from masking did not improve with a compensated mismatch. The results show that this fitting parameter can be readily used by clinicians to improve sound localization ability in bimodal users. Further, our findings suggest that subjects with poor sound localization ability benefit the most from the device delay mismatch compensation.
Social-Media-Content - Auswirkungen auf Fear of Missing Out und den Selbstwert junger Nutzer*innen
(2023)
Social-Media-Marketing ist ein wichtiger Baustein einer erfolgreichen Content-Strategie. Insbesondere jüngere Zielgruppen sind auf Social Media anzutreffen – und das oftmals über viele Stunden täglich. Neben den Vorteilen, die Social Media den Nutzer*innen bietet, gibt es aber auch Schattenseiten. Zwei negative Aspekte, die sogenannte Fear of Missing Out und ein verminderter Selbstwert, wurden im Frühjahr 2022 in einer empirischen Befragung von 1338 Personen zwischen 14 und 30 Jahren untersucht. Daneben wurden auch Daten zum grundsätzlichen Social-Media-Nutzungsverhalten erhoben. Die zentralen Erkenntnisse, die sich aus der Studie ableiten, werden in diesem Kapitel vorgestellt und mit Bezug auf ihre Relevanz für das Content-Marketing hin eingeordnet.
Investigation on Bowtie Antennas Operating at Very Low Frequencies for Ground Penetrating Radar
(2023)
The efficiency of Ground Penetrating Radar (GPR) systems significantly depends on the antenna performance as the signal has to propagate through lossy and inhomogeneous media. GPR antennas should have a low operating frequency for greater penetration depth, high gain and efficiency to increase the receiving power and should be compact and lightweight for ease of GPR surveying. In this paper, two different designs of Bowtie antennas operating at very low frequencies are proposed and analyzed.
The objective of this project is to enhance the operations of a micro-enterprise that deals with food ingredients. The emphasis is on streamlining procedures and executing effective tactics. By utilizing tools like SWOT analysis, evaluations, and strategy development, the company's strengths, weaknesses, opportunities, and threats were assessed. The company developed business-level and functional-level strategies to expedite growth and attain objectives based on the findings. Moreover, precise suggestions were given to minimize the quantity of SKUs and optimize operations. The work highlighted the significance of developing a process map for streamlining operations, boosting efficiency, and elevating customer contentment. Through the implementation of said recommendations and strategies, the company can strategically position itself for success within the highly competitive food ingredients industry.
The progress in machine learning has led to advanced deep neural networks. These networks are widely used in computer vision tasks and safety-critical applications. The automotive industry, in particular, has experienced a significant transformation with the integration of deep learning techniques and neural networks. This integration contributes to the realization of autonomous driving systems. Object detection is a crucial element in autonomous driving. It contributes to vehicular safety and operational efficiency. This technology allows vehicles to perceive and identify their surroundings. It detects objects like pedestrians, vehicles, road signs, and obstacles. Object detection has evolved from being a conceptual necessity to an integral part of advanced driver assistance systems (ADAS) and the foundation of autonomous driving technologies. These advancements enable vehicles to make real-time decisions based on their understanding of the environment, improving safety and driving experiences. However, the increasing reliance on deep neural networks for object detection and autonomous driving has brought attention to potential vulnerabilities within these systems. Recent research has highlighted the susceptibility of these systems to adversarial attacks. Adversarial attacks are well-designed inputs that exploit weaknesses in the deep learning models underlying object detection. Successful attacks can cause misclassifications and critical errors, posing a significant threat to the functionality and safety of autonomous vehicles. With the rapid development of object detection systems, the vulnerability to adversarial attacks has become a major concern. These attacks manipulate inputs to deceive the target system, significantly compromising the reliability and safety of autonomous vehicles. In this study, we focus on analyzing adversarial attacks on state-of-the-art object detection models. We create adversarial examples to test the models’ robustness. We also check if the attacks work on a different object detection model meant for similar tasks. Additionally, we extensively evaluate recent defense mechanisms to see how effective they are in protecting deep neural networks (DNNs) from adversarial attacks and provide a comprehensive overview of the most commonly used defense strategies against adversarial attacks, highlighting how they can be implemented practically in real-world situations.
Much of the research in the field of audio-based machine learning has focused on recreating human speech via feature extraction and imitation, known as deepfakes. The current state of affairs has prompted a look into other areas, such as the recognition of recording devices, and potentially speakers, by only analysing sound files. Segregation and feature extraction are at the core of this approach.
This research focuses on determining whether a recorded sound can reveal the recording device with which it was captured. Each specific microphone manufacturer and model, among other characteristics and imperfections, can have subtle but compounding effects on the results, whether it be differences in noise, or the recording tempo and sensitivity of the microphone while recording. By studying these slight perturbations, it was found to be possible to distinguish between microphones based on the sounds they recorded.
After the recording, pre-processing, and feature extraction phases we completed, the prepared data was fed into several different machine learning algorithms, with results ranging from 70% to 100% accuracy, showing Multi-Layer Perceptron and Logistic Regression to be the most effective for this type of task.
This was further extended to be able to tell the difference between two microphones of the same make and model. Achieving the identification of identical models of a microphone suggests that the small deviations in their manufacturing process are enough of a factor to uniquely distinguish them and potentially target individuals using them. This however does not take into account any form of compression applied to the sound files, as that may alter or degrade some or most of the distinguishing features that are necessary for this experiment.
Building on top of prior research in the area, such as by Das et al. in in which different acoustic features were explored and assessed on their ability to be used to uniquely fingerprint smartphones, more concrete results along with the methodology by which they were achieved are published in this project’s publicly accessible code repository.
This paper presents a system that uses a multi-stage AI analysis method for determining the condition and status of bicycle paths using machine learning methods. The approach for analyzing bicycle paths includes three stages of analysis: detection of the road surface, investigation of the condition of the bicycle paths, and identification of substrate characteristics. In this study, we focus on the first stage of the analysis. This approach employs a low-threshold data collection method using smartphone-generated video data for image recognition, in order to automatically capture and classify surface condition and status.
For the analysis convolutional neural networks (CNN) are employed. CNNs have proven to be effective in image recognition tasks and are particularly well-suited for analyzing the surface condition of bicycle paths, as they can identify patterns and features in images. By training the CNN on a large dataset of images with known surface conditions, the network can learn to identify common features and patterns and reliably classify them.
The results of the analysis are then displayed on digital maps and can be utilized in areas such as bicycle logistics, route planning, and maintenance. This can improve safety and comfort for cyclists while promoting cycling as a mode of transportation. It can also assist authorities in maintaining and optimizing bicycle paths, leading to more sustainable and efficient transportation system.
Total Cost of Ownership (TCO) is a key tool to have a complete understanding of the costs associated with an investment, as it allows to analyze not only the initial acquisition costs, but also the long-term costs related to operation, maintenance, depreciation, and other factors. In the context of the cement industry, TCO is especially important due to the complexity of the production processes and the wide variety of components and machinery involved in the process.
For this reason, a TCO analysis for the cement industry has been conducted in this study, with the objective of showing the different components of the cost of production. This analysis will allow the reader to gain knowledge about these costs, in the industrial model will be to make informed decisions on the adoption of technologies and practices that will allow them to reduce costs in the long run and improve their operational efficiency.
In particular, this study pursues to give visibility to technologies and practices that enable the reduction of carbon emissions in cement production, thus contributing to the sustainability of industry and the protection of the environment. By being at the forefront of sustainability issues, the cement industry can contribute to the achievement of environmentally friendly technologies and enable the development of people and industry.
The Oxyfuel technology has been selected as a carbon capture solution for the cement industry due to its practical application, low costs, and practical adaptation to non-capture processes. The adoption of this technology allows for a significant reduction in CO2 emissions, which is a crucial factor in achieving sustainability in the cement manufacturing process.
Carbon capture storage technologies represent a high investment, although these technologies increase the cost of production, the application of Oxyfuel technology is one of the most economically viable as the cheapest technology per capture according to the comparison. However, this price increase is a technical advantage as the carbon capture efficiency of this technology reaches 90%. This level of efficiency leads to a decrease in taxes for the generation of CO2 emissions, making the cement manufacturing process sustainable.
In Zeiten großer Veränderungen haben genossenschaftlich organisierte KMU die Möglichkeit, auf komplexe Herausforderungen mit kooperativen Lösungsansätzen zu reagieren, vor allem wenn dabei die Kraft und Kreativität der Gemeinschaft genutzt wird. Getreu dem Motto „Was einer alleine nicht schafft, das schaffen viele“ des Genossenschaftsvorreiters Friedrich Wilhelm Raiffeisen ist gemeinschaftliches unternehmerisches Handeln identitätsstiftend und motivierend, woraus wiederum eine sich selbst verstärkende Eigendynamik entstehen kann. Wie Mittelstand, Politik und Gesellschaft davon profitieren, stellen Prof. Dr. Tobias Popovic und Prof. Dr. Thomas Baumgärtler in diesem Beitrag dar.
In this paper, the J-integral is derived for temperature-dependent elastic–plastic materials described by incremental plasticity. It is implemented using the equivalent domain integral method for assessment of three-dimensional cracks based on results of finite-element calculations. The J-integral considers contributions from inhomogeneous temperature fields and temperature-dependent elastic and plastic material properties as well as from gradients in the plastic strains and the hardening variables. Different energy densities are considered, the Helmholtz free energy and the stress-working density, providing a physical meaning of the J-integral as a fracture criteria for crack growth. Results obtained for a plate with two different crack configurations each loaded by a cool-down thermal shock show domain-independence of the incremental J-integral for different energy densities even for high temperature gradients and significant temperature-dependence of the yield stress and the hardening exponent in the presence of large scale yielding. Hence, the derived J-integral is an appropriate parameter for the assessment of cracks in thermomechanically loaded components.
Zur ergonomischen Unterstützung von Industriearbeitern werden zunehmend Exoskelette eingesetzt. Studien über die Wirkung und den Einfluss von Exoskeletten auf den Körper sind jedoch rar. Diese Arbeit beschäftigt sich daher mit der Wirkung des Rückenexoskeletts BionicBack des deutschen Exoskelett Herstellers hTRIUS auf die Wirbelsäulenkrümmung bei industriellen Hebearbeiten. Im Speziellen wird die Wirbelsäulenkrümmung beim Umpalettieren aus drei verschiedenen Hebehöhen (91 cm, 59 cm, 15 cm) mit Hilfe eines markerbasierten 3D Motion Capture Systems untersucht. Um den Versuchsaufbau alltagsnah und realistisch zu gestalten, wurde diese Pilotstudie in Kooperation mit der Firma Zehnder am Standort Lahr durchgeführt, die sowohl die Probanden als auch den Versuchsaufbau zur Verfügung stellte. Vier gesunde männliche Probanden mit einem durchschnittlichen Alter von 39,5 Jahren (SD = 6,5), einem durchschnittlichen Körpergewicht von 72,75 kg (SD = 7,1) und einer durchschnittlichen Körpergröße von 175 cm (SD = 2,6) wurden in zwei Schichten eingeteilt. Mit den Probanden wurden vor und nach der Schicht sowie an zwei aufeinander folgenden Tagen Messungen durchgeführt, wobei an einem Tag das BionicBack während der Arbeit und der Messung getragen wurde und am an-deren Tag nicht. Während einer Messung nahmen die Testpersonen ein Paket mit einem Gewicht von 21,1 kg dreimal von jeder Hebehöhe von einer Palette auf und legten es auf einer anderen ab. Anschließend wurde die Krümmung der Wirbelsäule am tiefsten Punkt der Hebebewegung untersucht, wobei die Gesamtkrümmung in dieser Position durch die Addition von drei repräsentativen Segmentwinkeln dargestellt wird. Die Abweichung dieser Gesamtkrümmungen in der tiefsten Beugeposition von der individuellen neutralen Wirbelsäulenstellung der Probanden im Stehen ergeben die Werte, die zwischen den einzelnen Versuchsbedingungen verglichen werden. Die Ergebnisse zeigen, dass das BionicBack den Abstand zur Neutralstellung bzw. die Gesamtkrümmung des Rückens im Vergleich zu ohne BionicBack bis zu -11,5° (Median: -11,5° (SD = 5,2); Mittelwert: -8,4° (SD = 6,4)) entsprechend -30% vor der Schicht und bis zu -5,6° (Median: -5,6° (SD = 3,5); Mittelwert: -4,1° (SD = 5,4)) ent-sprechend -17% nach der Schicht reduzieren kann. Die Betrachtung der einzelnen Segmentwinkel zeigt, dass die Reduzierung des Abstandes von der Neutralstellung hauptsächlich im Lendenwirbelbereich stattfindet. Der Vergleich der Wirbelsäulen-krümmung vor und nach der Schicht ohne BionicBack zeigt, dass die Wirbelsäulen-krümmung nach der Schicht, mit Ausnahme der tiefsten Hebehöhe, eine größere Abweichung von der Neutralstellung aufweist als vor der Schicht. Der Vergleich mit BionicBack zeigt, dass die Wirbelsäulenkrümmung nach der Schicht mit Ausnahme der niedrigsten Hubhöhe nicht bzw. weniger von der Neutralstellung abweicht als vor der Schicht. Aufgrund der Ergebnisse wird vermutet, dass das BionicBack durch die Unterstützung einer neutraleren Rückenhaltung das Verletzungsrisiko reduzieren kann. Des Weiteren wird vermutet, dass die Muskelermüdung während einer Arbeitsschicht einen Einfluss auf die Wirbelsäulenkrümmung beim Heben hat. Es wird angenommen, dass dieser Einfluss durch das BionicBack reduziert werden kann. Allerdings dürfen die Grenzen dieser Pilotstudie nicht außer Acht gelassen werden. Sei es die Anzahl der Versuchspersonen, die keine Aussage über die Allgemeingültigkeit zu-lässt und keine effektive statistische Analyse erlaubt, oder systematische Fehler, die aufgrund der Modellvereinfachung und der Methodik auftreten können. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Ergebnisse zu validieren. Diese Arbeit soll die Grundlage für weitere Studien mit einer weiterentwickelten Methodik und einer größeren Anzahl von Probanden bilden.
A balcony photovoltaic (PV) system, also known as a micro-PV system, is a small PV system consisting of one or two solar modules with an output of 100–600 Wp and a corresponding inverter that uses standard plugs to feed the renewable energy into the house grid. In the present study we demonstrate the integration of a commercial lithium-ion battery into a commercial micro-PV system. We firstly show simulations over one year with one second time resolution which we use to assess the influence of battery and PV size on self-consumption, self-sufficiency and the annual cost savings. We then develop and operate experimental setups using two different architectures for integrating the battery into the micro-PV system. In the passive hybrid architecture, the battery is in parallel electrical connection to the PV module. In the active hybrid architecture, an additional DC-DC converter is used. Both architectures include measures to avoid maximum power point tracking of the battery by the module inverter. Resulting PV/battery/inverter systems with 300 Wp PV and 555 Wh battery were tested in continuous operation over three days under real solar irradiance conditions. Both architectures were able to maintain stable operation and demonstrate the shift of PV energy from the day into the night. System efficiencies were observed comparable to a reference system without battery. This study therefore demonstrates the feasibility of both active and passive coupling architectures.
Bilder und Filme sind aus dem modernen Leben nicht mehr wegzudenken. Besonders die Präsenz im Internet – die Webseite der Firma, der persönliche Blog oder der Auftritt in sozialen Medien – kommt nicht mehr ohne die richtige Visualisierung aus. Wer entsprechende Fähigkeiten und Ausrüstung besitzt, erstellt sich seine benötigten Inhalte selbst. Wer diese Möglichkeit nicht hat, muss auf Werke anderer zurückgreifen. Einfach aus dem Internet herunterladen und benutzen darf man diese allerdings nicht, denn sie sind in den meisten Fällen urheberrechtlich geschützt. Große Firmen und Personen mit entsprechendem Budget buchen für diese Zwecke deshalb extra Fotografen oder kaufen ihre gewünschten Inhalte auf beliebten Stock-Plattformen wie Shutterstock oder Getty Images. Diese Abschlussarbeit richtet sich an diejenigen, die das nicht können: (Werk-)Studenten im Bereich Medien, Gestaltung oder Onlinemarketing sowie kleinere Firmen und Einzelpersonen, welche Bilder und Filme für private, schulische, redaktionelle oder kommerzielle Zwecke benötigen.
Ziel dieser Arbeit ist das Vorstellen der zahlreichen Möglichkeiten, im Internet Bilder und Filme für die kostenlose und rechtssichere Nutzung zu recherchieren. Dabei werden verschiedene Arten der kommerziellen und nichtkommerziellen Nutzung berücksichtigt, sodass möglichst viele Leser einen Nutzen aus dieser Abschlussarbeit ziehen können. Hierzu wird zunächst die Rechtslage in Deutschland geklärt und anschließend 7 Plattformen sowie 2 Suchmaschinen für Bilder und 7 Plattformen für Filme untersucht und miteinander verglichen. Für jede Plattform werden ihre typischen Features vorgestellt und ihre Bedeutung für die Recherche aufgezeigt. Dies soll als Hilfestellung für einen effizienten Recherche-Arbeitsablauf auf der jeweiligen Plattform dienen. Anschließend wird die jeweilige Bild- und Videoauswahl anhand beispielhafter Suchbegriffe dargestellt.
To date, many experiments have been performed to study how the internal geometrical shapes of the annular liquid seal can reduce internal leakage and increase pump efficiency. These can be time-consuming and expensive as all rotordynamic coefficients must be determined in each case.
Nowadays, accurate simulation methods to calculate rotordynamic coefficients of annular seals are still rare. Therefore, new numerical methods must be designed and validated for annular seals.
The present study aims to contribute to this labour by providing a summary of the available test rig and seals dimensions and experimental results obtained in the following experiments:
− Kaneko, S et al., Experimental Study on Static and Dynamic Characteristics of Liquid Annular Convergent-Tapered Seals with Honeycomb Roughness Pattern (2003) [1] − J. Alex Moreland, Influence of pre-swirl and eccentricity in smooth stator/grooved rotor liquid annular seals, static and rotordynamic characteristics (2016) [2]
A 3D CAD simulation with Siemens NX Software of the test rig used in J. Alex Moreland’s experiment has been made. The following annular liquid seals have also been 3D modelled, as well as their fluid volume:
− Smooth Annular Liquid Seal (SS/GR) (J. Alex Moreland experiment)
− Grooved Annular Liquid Seal (GS/SR)
− Round-Hole Pattern Annular Liquid Seal (𝐻𝑑=2 mm) (GS/SR)
− Straight Honeycomb Annular Liquid Seal (GS/SR)
− Convergent Honeycomb Annular Liquid Seal (No. 3) (GS/SR)
− Smooth Annular Liquid Seal (SS/SR) (S. Kaneko experiment)
In the case of the seals used in S. Kaneko’s experiments, the test rig has been adapted to each seal, defining interpart expressions which can be easily modified.
Afterwards, it has been done a CFD simulation of the Smooth Annular Liquid Seal using Ansys CFX Software. To do so, the fluid volume geometry has been simplified to do a first approximation. Results have been compared for an eccentricity 𝜀0=0.00 for the following ranges of rotor speeds and differential of pressure:
− Δ𝑃= 2.07, 4.14, 6.21, and 8.27 bar,
− 𝜔= 2, 4, 6 and 8 krpm.
Even results obtained have the same trend as the one proportionated by the literature, they cannot be validated as the error is above 5%. It is also observed that as the pressure drop increases, the relative error decreases considerably.
Der Heel-Rise Test (HRT) wird in der Klinik und der Therapie benutzt, um die Funktionsfähigkeit der Wadenmuskulatur einzuschätzen. Eine Orientierung am Normwert von 25 Wiederholungen hilft dabei, die Muskulatur als normal oder anormal einzustufen. Dieser Wert beruht jedoch auf eine älteren und nicht mehr zeitgemäßen Studie. Auch ist fraglich, ob der absolut erreichte Wert eines HRTs eine direkte Aussage über die Funktionsfähigkeit der Plantarflexoren geben kann.
Das Ziel dieser Arbeit ist somit den HRT mit einer Maximalkraftmessung auf dem Isokineten zu vergleichen und diese auf einen möglichen Zusammenhang zu prüfen. Dazu kann folgende Forschungsfrage aufgestellt werden: „Können die Messergebnisse des HRT eine positive Korrelation mit einer Maximalkraftmessung am Isokineten eingehen?“
Für die Beantwortung der Forschungsfrage ist eine quantitative Untersuchung der beidseitigen Wadenkraft von 20 jungen und gesunden Teilnehmer*innen durchgeführt worden. Dabei wurde das Bein, mit dem die Kraftuntersuchung beginnt, randomisiert. Da ein linearer Zusammenhang zwischen den HRT-Messwerten und einer Maximalkraftmessung auf dem Isokineten vermutet wird, wird dieser durch eine Korrelationsanalyse nach Bravais-Pearson geprüft.
Der Vergleich der Kraftmessungen zeigt, dass die HRT-Ergebnisse eine moderate bis hohe positive Korrelation mit den Maximalkraftwerten auf dem Isokineten eingehen. Dabei hat die Beindominanz sowie die Testreihenfolge der Beine keinen großen Einfluss auf die Ergebnisse. Untersucht man Männer und Frauen getrennt, hebt sich jedoch die positive Korrelation auf und es kann ein geringer, bis kein Zusammenhang zwischen dem HRT und der Maximalkraft auf dem Isokineten festgestellt werden. Zudem ist zu erkennen, dass Männer in allen Kraftuntersuchungen höhere Kraftergebnisse erzielt haben. Da die Stichprobe nur junge, gesunde und aktive Menschen umfasst, sind Aussagen über erkrankte Personen, ältere Menschen oder den Einfluss der Leistungsfähigkeit nicht möglich.
Durch die positive Korrelation des HRT mit dem Goldstandard der Kraftdiagnostik, der Isokinetitk, scheint die Kritik am HRT entkräftet zu werden. Jedoch sind die Ergebnisse mit Vorsicht zu betrachten, da sich bei Betrachtung des Geschlechts die positive Korrelation aufhebt. Das Ergebnis der Arbeit soll, im Anbetracht der Limitation, trotzdem ermutigen, den HRT weiterhin für die Kraftdiagnostik der Wadenmuskulatur zu nutzen. Die eingeschränkte Stichprobengröße, eine fehlende Standardisierung der HRT-Durchführung, sowie die vielen Auswahlwahlmöglichkeiten in der Isokinetik machen es kompliziert die Ergebnisse dieser Arbeit auf andere Personengruppen oder Messmethoden zu übertragen. Dennoch gibt die Untersuchung einen ersten Einblick und ermöglicht die Aussagekraft des HRT zu stützen und somit seine Bedeutung und Qualität für die Kraftdiagnostik zu verbessern.
For the treatment of bone defects, biodegradable, compressive biomaterials are needed as replacements that degrade as the bone regenerates. The problem with existing materials has either been their insufficient mechanical strength or the excessive differences in their elastic modulus, leading to stress shielding and eventual failure. In this study, the compressive strength of CPC ceramics (with a layer thickness of more than 12 layers) was compared with sintered β-TCP ceramics. It was assumed that as the number of layers increased, the mechanical strength of 3D-printed scaffolds would increase toward the value of sintered ceramics. In addition, the influence of the needle inner diameter on the mechanical strength was investigated. Circular scaffolds with 20, 25, 30, and 45 layers were 3D printed using a 3D bioplotter, solidified in a water-saturated atmosphere for 3 days, and then tested for compressive strength together with a β-TCP sintered ceramic using a Zwick universal testing machine. The 3D-printed scaffolds had a compressive strength of 41.56 ± 7.12 MPa, which was significantly higher than that of the sintered ceramic (24.16 ± 4.44 MPa). The 3D-printed scaffolds with round geometry reached or exceeded the upper limit of the compressive strength of cancellous bone toward substantia compacta. In addition, CPC scaffolds exhibited more bone-like compressibility than the comparable β-TCP sintered ceramic, demonstrating that the mechanical properties of CPC scaffolds are more similar to bone than sintered β-TCP ceramics.
Ultra-low-power passive telemetry systems for industrial and biomedical applications have gained much popularity lately. The reduction of the power consumption and size of the circuits poses critical challenges in ultra-low-power circuit design. Biotelemetry applications like leakage detection in silicone breast implants require low-power-consuming small-size electronics. In this doctoral thesis, the design, simulation, and measurement of a programmable mixed-signal System-on-Chip (SoC) called General Application Passive Sensor Integrated Circuit (GAPSIC) is presented. Owing to the low power consumption, GAPSIC is capable of completely passive operation. Such a batteryless passive system has lower maintenance complexity and is also free from battery-related health hazards. With a die area of 4.92 mm² and a maximum analog power consumption of 592 µW, GAPSIC has one of the best figure-of-merits compared to similar state-of-the-art SoCs. Regarding possible applications, GAPSIC can read out and digitally transmit the signals of resistive sensors for pressure or temperature measurements. Additionally, GAPSIC can measure electrocardiogram (ECG) signals and conductivity.
The design of GAPSIC complies with the International Organization for Standardization (ISO) 15693/NFC (near field communication) 5 standard for radio frequency identification (RFID), corresponding to the frequency range of 13.56 MHz. A passive transponder developed with GAPSIC comprises of an external memory storage and very few other external components, like an antenna and sensors. The passive tag antenna and reader antenna use inductive coupling for communication and energy transfer, which enables passive operation. A passive tag developed with GAPSIC can communicate with an NFC compatible smart device or an ISO 15693 RFID reader. An external memory storage contains the programmable application-specific firmware.
As a mixed-signal SoC, GAPSIC includes both analog and digital circuitries. The analog block of GAPSIC includes a power management unit, an RFID/NFC communication unit, and a sensor readout unit. The digital block includes an integrated 32-bit microcontroller, developed by the Hochschule Offenburg ASIC design center, and digital peripherals. A 16-kilobyte random-access memory and a read-only 16-kilobyte memory constitute the GAPSIC internal memory. For the fabrication of GAPSIC, one poly, six-metal 0.18 µm CMOS process is used.
The design of GAPSIC includes two stages. In the first stage, a standalone RFID/NFC frontend chip with a power management unit, an RFID/NFC communication unit, a clock regenerator unit, and a field detector unit was designed. In the second stage, the rest of the functional blocks were integrated with the blocks of the RFID/NFC frontend chip for the final integration of GAPSIC. To reduce the power consumption, conventional low-power design techniques were applied extensively like multiple power supplies, and the operation of complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) transistors in the sub-threshold region of operation, as well as further innovative circuit designs.
An overvoltage protection circuit, a power rectifier, a bandgap reference circuit, and two low-dropout (LDO) voltage regulators constitute the power management unit of GAPSIC. The overvoltage protection circuit uses a novel method where three stacked transistor pairs shunt the extra voltage. In the power rectifier, four rectifier units are arranged in parallel, which is a unique approach. The four parallel rectifier units provide the optimal choice in terms of voltage drop and the area required.
The communication unit is responsible for RFID/NFC communication and incorporates demodulation and load modulation circuitry. The demodulator circuit comprises of an envelope detector, a high-pass filter, and a comparator. Following a new approach, the bandgap reference circuit itself acts as the load for the envelope detector circuit, which minimizes the circuit complexity and area. For the communication between the reader and the RFID/NFC tag, amplitude-shift keying (ASK) is used to modulate signals, where the smallest modulation index can be as low as 10%. A novel technique involving a comparator with a preset offset voltage effectively demodulates the ASK signal. With an effective die area of 0.7 mm² and power consumption of 107 µW, the standalone RFID/NFC frontend chip has the best figure-of-merits compared to the state-of-the-art frontend chips reported in the relevant literature. A passive RFID/NFC tag developed with the standalone frontend chip, as well as temperature and pressure sensors demonstrate the full passive operational capability of the frontend chip. An NFC reader device using a custom-built Android-based application software reads out the sensor data from the passive tag.
The sensor readout circuit consists of a channel selector with two differential and four single-ended inputs with a programmable-gain instrumentation amplifier. The entire sensor readout part remains deactivated when not in use. The internal memory stores the measured offset voltage of the instrumentation amplifier, where a firmware code removes the offset voltage from the measured sensor signal. A 12-bit successive approximation register (SAR) type analog-to-digital-converter (ADC) based on a charge redistribution architecture converts the measured sensor data to a digital value. The digital peripherals include a serial peripheral interface, four timers, RFID/NFC interfaces, sensor readout unit interfaces, and 12-bit SAR logic.
Two sets of studies with custom-made NFC tag antennas for biomedical applications were conducted to ascertain their compatibility with GAPSIC. The first study involved the link efficiency measurements of NFC tag antennas and an NFC reader antenna with porcine tissue. In a separate experiment, the effect of a ferrite compared to air core on the antenna-coupling factor was investigated. With the ferrite core, the coupling factor increased by four times.
Among the state-of-the-art SoCs published in recent scientific articles, GAPSIC is the only passive programmable SoC with a power management unit, an RFID/NFC communication interface, a sensor readout circuit, a 12-bit SAR ADC, and an integrated 32-bit microcontroller. This doctoral research includes the preliminary study of three passive RFID tags designed with discrete components for biomedical and industrial applications like measurements of temperature, pH, conductivity, and oxygen concentration, along with leakage detection in silicone breast implants. Besides its small size and low power consumption, GAPSIC is suitable for each of the biomedical and industrial applications mentioned above due to the integrated high-performance microcontroller, the robust programmable instrumentation amplifier, and the 12-bit analog-to-digital converter. Furthermore, the simulation and measurement data show that GAPSIC is well suited for the design of a passive tag to monitor arterial blood pressure in patients experiencing Peripheral Artery Disease (PAD), which is proposed in this doctoral thesis as an exemplary application of the developed system.
Team description papers of magmaOffenburg are incremental in the sense that each year we address a different topic of our team and the tools around our team. In this year’s team description paper we focus on the architecture of the software. It is a main factor for being able to keep the code maintainable even after 15 years of development. We also describe how we make sure that the code follows this architecture.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2 mittels methanogener Mikroorganismen durch Umsetzung von H2 und CO und/oder CO2, die eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne, jeweils mit einer Bodenseite und einer der Bodenseite gegenüberliegenden oberen Seite, ein in der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne bereitgestelltes Medium mit methanogenen Mikroorganismen, eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines H2 enthaltenden Gases in das Medium der Begasungskolonne, eine Abführeinrichtung zum Abführen eines CH4 enthaltenden Gases aus der Entgasungskolonne, eine Verbindungsleitung zwischen Begasungskolonne und Entgasungskolonne im Bereich der Bodenseiten, eine Pumpe zum Überführen von Medium über die Verbindungsleitung von der Begasungskolonne in die Entgasungskolonne, und eine Rückführleitung zwischen der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne im Bereich der oberen Seiten zum Rückführen von Medium aus der Entgasungskolonne in die Begasungskolonne aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2 in einer Vorrichtung mittels methanogener Mikroorganismen als Teil eines in der Vorrichtung bereitgestellten Mediums, wobei das Medium in einem Kreislauf über eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne geführt wird, wobei die Kolonnen jeweils über eine Verbindungsleitung im Bereich ihrer Bodenseiten und über eine Rückführleitung im Bereich der den Bodenseiten gegenüberliegenden oberen Seiten miteinander verbunden sind, worin das Medium sich in der Begasungskolonne absteigend und in der Entgasungskolonne aufsteigend bewegt, worin dem Medium in der Begasungskolonne ein H2 enthaltendes Gas zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2 mittels methanogener Mikroorganismen durch Umsetzung von H2 und CO und/oder CO2, die eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne, jeweils mit
einer Bodenseite und einer der Bodenseite gegenüberliegenden oberen Seite, ein in der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne bereitgestelltes Medium mit methanogenen Mikroorganismen, eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines H2 enthaltenden Gases in das Medium der Begasungskolonne, wobei die Zuführeinrichtung im Bereich der Bodenseite der Begasungskolonne angeordnet ist, eine Abführeinrichtung zum Abführen eines CH4 enthaltenden Gases aus der Entgasungskolonne, eine Verbindungsleitung zwischen Begasungskolonne und Entgasungskolonne im Bereich der Bodenseiten, eine Pumpe zum Überführen von Medium über die Verbindungsleitung von der Begasungskolonne in die Entgasungskolonne, und eine Rückführleitung zwischen der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne im Bereich der oberen Seiten zum Rückführen von Medium
aus der Entgasungskolonne in die Begasungskolonne aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2 in einer Vorrichtung mittels methanogener Mikroorganismen als Teil eines in der Vorrichtung bereitgestellten Mediums, wobei das Medium in einem Kreislauf über eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne geführt wird, wobei die Kolonnen jeweils über eine Verbindungsleitung im Bereich ihrer Bodenseiten und über eine Rückführleitung im Bereich der den Bodenseiten gegenüberliegenden oberen Seiten miteinander verbunden sind, worin das Medium sich in der Begasungskolonne absteigend und in der Entgasungskolonne aufsteigend bewegt, worin dem Medium im Bereich der Bodenseite der Begasungskolonne ein H2 enthaltendes Gas zugeführt wird.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2mittels methanogener Mikroorganismen durch Umsetzung von H2und CO und/oder CO2, die eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne, jeweils mit einer Bodenseite und einer der Bodenseite gegenüberliegenden oberen Seite, ein in der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne bereitgestelltes Medium mit methanogenen Mikroorganismen, eine Zuführeinrichtung zum Zuführen eines H2enthaltenden Gases in das Medium der Begasungskolonne, eine Abführeinrichtung zum Abführen eines CH4enthaltenden Gases aus der Entgasungskolonne, eine Verbindungsleitung zwischen Begasungskolonne und Entgasungskolonne im Bereich der Bodenseiten, eine Pumpe zum Überführen von Medium über die Verbindungsleitung von der Begasungskolonne in die Entgasungskolonne, und eine Rückführleitung zwischen der Begasungskolonne und der Entgasungskolonne im Bereich der oberen Seiten zum Rückführen von Medium aus der Entgasungskolonne in die Begasungskolonne aufweist. Die Erfindung betrifft auch ein Verfahren zur biologischen Methanisierung von CO und/oder CO2in einer Vorrichtung mittels methanogener Mikroorganismen als Teil eines in der Vorrichtung bereitgestellten Mediums, wobei das Medium in einem Kreislauf über eine Begasungskolonne und eine Entgasungskolonne geführt wird, wobei die Kolonnen jeweils über eine Verbindungsleitung im Bereich ihrer Bodenseiten und über eine Rückführleitung im Bereich der den Bodenseiten gegenüberliegenden oberen Seiten miteinander verbunden sind, worin das Medium sich in der Begasungskolonne absteigend und in der Entgasungskolonne aufsteigend bewegt, worin dem Medium in der Begasungskolonne ein H2enthaltendes Gas zugeführt wird.
Landing heel first has been associated with elevated external knee abduction moments (KAM), thereby potentially increasing the risk of sustaining a non-contact ACL injury. Apart from the foot strike angle, knee valgus angle (VAL) and vertical center of mass velocity at initial ground contact (IC) have been associated with increased KAM in females across different sidestep cuts. While real-time biofeedback training has been proven effective for gait retraining [4], the highly dynamic, non-cyclical nature of cutting maneuvers makes real-time feedback unsuitable and alternative approaches necessary. This study aimed at assessing the efficacy of immediate software-aided feedback on cutting technique in reducing KAM during handball-specific cutting maneuvers.
Das Ziel der vorliegenden Bachelorarbeit ist die Implementierung und Verbesserung der nichtmodellbasierten und pixelweisen Kalibrierung von Industriekameras in MATLAB. Hierfür wird eine homogene Helligkeitsregulierung zwischen Monitor und Kamera mittels Randfindung, Einstellen der Belichtungszeit und Regulierung der Monitorgrauwerte entwickelt, um systembasierte Fehler der Kamera wie die Vignettierung ausgleichen zu können. In mehreren Versuchen wird die Implementierung validiert. Im Rahmen der Bachelorarbeit wird herausgefunden, dass die homogene Helligkeitsregelung die Ergebnisse in einer orthogonalen Positionierung zum Monitor nicht wesentlich verändert. Vor allem aber wird die Kalibrierung bei größeren Winkeln robuster. Neben der Implementierung wird eine Benutzeroberfläche eingebunden, die auch Anwenderfehler in Bezug auf die Linearführungsschiene verhindern soll.
Cloud computing is a combination of technologies, including grid computing and distributed computing, that use the Internet as a network for service delivery. Organizations can select the price and service models that best accommodate their demands and financial restrictions. Cloud service providers choose the pricing model for their cloud services, taking the size, usage, user, infrastructure, and service size into account. Thus, cloud computing’s economic and business advantages are driving firms to shift more applications to the cloud, boosting future development. It enlarges the possibilities of current IT systems.
Over the past several years, the ”cloud computing” industry has exploded in popularity, going from a promising business concept to one of the fastest expanding areas of the IT sector. Most enterprises are hosting or installing web services in a cloud architecture for management simplicity and improved availability. Virtual environments are applied to accomplish multi-tenancy in the cloud. A vulnerability in a cloud computing environment poses a direct threat to the users’ privacy and security. In our digital age, the user has many identities. At all levels, access rights and digital identities must be regulated and controlled.
Identity and access management(IAM) are the process of managing identities and regulating access privileges. It is considered as a front-line soldier of IT security. It is the goal of identity and access management systems to protect an organization’s assets by limiting access to just those who need it and in the appropriate cases. It is required for all businesses with thousands of users and is the best practice for ensuring user access control. It identifies, authenticates, and authorizes people to access an organization’s resources. This, in turn, enhances access management efficiency. Authentication, authorization, data protection, and accountability are just a few of the areas in which cloud-based web services have security issues. These features come under identity and access management.
The implementation of identity and access management(IAM) is essential for any business. It’s becoming more and more business-centric, so we need more than technical know-how to succeed. Organizations may save money on identity management and, more crucially, become much nimbler in their support of new business initiatives if they have developed sophisticated IAM capabilities. We used these features of identity and access management to validate the robustness of the cloud computing environment with a comparison of traditional identity and access management.
In 2015, Google engineer Alexander Mordvintsev presented DeepDream as technique to visualise the feature analysis capabilities of deep neural networks that have been trained on image classification tasks. For a brief moment, this technique enjoyed some popularity among scientists, artists, and the general public because of its capability to create seemingly hallucinatory synthetic images. But soon after, research moved on to generative models capable of producing more diverse and more realistic synthetic images. At the same time, the means of interaction with these models have shifted away from a direct manipulation of algorithmic properties towards a predominance of high level controls that obscure the model's internal working. In this paper, we present research that returns to DeepDream to assess its suit-ability as method for sound synthesis. We consider this research to be necessary for two reasons: it tackles a perceived lack of research on musical applications of DeepDream, and it addresses DeepDream's potential to combine data driven and algorithmic approaches. Our research includes a study of how the model architecture, choice of audio data-sets, and method of audio processing influence the acoustic characteristics of the synthesised sounds. We also look into the potential application of DeepDream in a live-performance setting. For this reason, the study limits itself to models consisting of small neural networks that process time-domain representations of audio. These models are resource-friendly enough to operate in real time. We hope that the results obtained so far highlight the attractiveness of Deep-Dream for musical approaches that combine algorithmic investigation with curiosity driven and open ended exploration.
Als Bachelorarbeit wurde ein Drehbuch ausgearbeitet. Hierbei handelt es sich um die Pilotfolge einer selbst konzipierten Serie.
Kurzzusammenfassung:
Anna, Tess, Felix und Vincent sind in ihren Zwanzigern und treten alle zur gleichen Zeit in einem Unternehmen ihre erste Stelle an. Neben den Unsicherheiten und Problemen, die mit einer neuen Stelle auftreten, müssen sich die vier auch mit ihren privaten Konflikten auseinandersetzen.
Viralität auf TikTok
(2023)
Die Social Media Plattform TikTok erfreut sich spätestens seit der Corona-Pandemie einer immer größer werdenden Gemeinschaft. Mittlerweile verfügt die App über mehr als 20 Millionen Nutzer:innen - alleine in Deutschland. Virale Videos sprießen förmlich aus dem Boden. Diese Masterarbeit beschäftig sich mit der Frage, welche Faktoren der Viralität zu Grunde liegen und ob man die Viralität maßgeblich beeinflussen kann. Dies erfolgt mittels theoretischer Grundlagen, einer quantitativen Nutzerumfrage und Experteninterivews mit erfolgreichen deutschen Creatorn. Abschließend werden Videos für TikTok konzipiert und analysiert.
This paper presents the new Deep Reinforcement Learning (DRL) library RL-X and its application to the RoboCup Soccer Simulation 3D League and classic DRL benchmarks. RL-X provides a flexible and easy-to-extend codebase with self-contained single directory algorithms. Through the fast JAX-based implementations, RL-X can reach up to 4.5x speedups compared to well-known frameworks like Stable-Baselines3.
The use of renewable energy sources for heating and cooling in buildings today offers the best opportunities to avoid the use of fossil fuels and the associated climate-damaging emissions. However, unlike fossil fuels, renewable energy sources such as solar radiation are not available at the push of a button, but occur uncontrollably depending on weather conditions, the location of the building and the time of year. Their use is free of charge. However, complex converters and systems usually have to be installed in order to use them. These must be carefully planned and operated in order to avoid unnecessary costs and to generate the maximum possible yield. The regenerative energy systems are usually integrated into existing conventional systems. When designing the control and regulation equipment, it is crucial to design the automation of the systems in such a way that primarily renewable energy sources are used and the share of fossil energy sources is minimized.
Automation devices or automation stations (AS) take on the task of controlling, regulating, monitoring and, if necessary, optimising building systems and their system components (e.g. pumps, compressors, fans) based on recorded process variables. For this purpose, a wide range of control and regulation methods are used, starting with simple on/off controllers, through classic PID controllers, to higher-order controllers such as adaptive, model-predictive, knowledge-based or adaptive controllers.
Starting with a brief introduction to automation technology (Sect. 7.1), the chapter goes into the structure and functionality of the usual compact controllers using the application examples of solar thermal systems and heat pump systems (Sect. 7.2). Finally, the integration of system automation into a higher-level building automation system and into the building management system is described using specific application examples (Sect. 7.3).
This central book chapter now details the implementation of automation of solar domestic hot water systems, solar assisted building heating, rooms, solar cooling systems, heat pump heating systems, geothermal systems and thermally activated building component systems. Hydraulic and automation diagrams are used to explain how the automation of these systems works. A detailed insight into the engineering and technical interrelationships involved in the use of these systems, as well as the use of simulation tools, enables effective control and regulation. System characteristic curves and systematic procedures support the automation engineer in his tasks.
Renewable energy sources such as solar radiation, geothermal heat and ambient heat are available for energy conversion. With the help of special converters, these resources can be put to use. These include solar collectors, geothermal probes and chillers. They collect the energy and convert it to a temperature level high enough to be suitable for heat purposes. In the case of refrigeration machines, a distinction is made between electrically and thermally driven machines.
Der vorliegende Leitfaden entstand im Rahmen der wissenschaftlichen Querspange »LowEx-Bestand Analyse« des thematischen Projektverbunds »LowEx-Konzepte für die Wärmeversorgung von Mehrfamilien-Bestandsgebäuden (LowEx-Bestand)« zusammen. In diesem Verbund arbeiteten die drei Forschungsinstitute Fraunhofer ISE, KIT und Universität Freiburg (INATECH) mit Herstellern von Heizungs- und Lüftungstechnik und mit Unternehmen der Wohnungswirtschaft zusammen. Gemeinsam wurden Lösungen entwickelt, analysiert und demonstriert, die den effizienten Einsatz von Wärmepumpen, Wärmeübergabesystemen und Lüftungssystemen bei der energetischen Modernisierung von Mehrfamiliengebäuden zum Ziel haben.
LowEx-Konzepte für die Wärmeversorgung von Mehrfamilien-Bestandsgebäuden ("LowEx-Bestand Analyse")
(2023)
Der vorliegende Abschlussbericht fasst die Ergebnisse der wissenschaftlichen Querspange »LowEx-Bestand Analyse« des thematischen Projektverbunds »LowEx-Konzepte für die Wärmeversorgung von Mehrfamilien-Bestandsgebäuden (LowEx-Bestand)« zusammen. In diesem Verbund arbeiteten drei Forschungsinstitute mit Herstellern von Heizungs- und Lüftungstechnik und mit Unternehmen der Wohnungswirtschaft zusammen. Gemeinsam wurden Lösungen entwickelt, analysiert und demonstriert, die den effizienten Einsatz von Wärmepumpen, Wärmeübergabesystemen und Lüftungssystemen bei der energetischen Modernisierung von Mehrfamiliengebäuden zum Ziel haben. LowEx-Systeme arbeiten durch geringe Temperaturdifferenzen zwischen Heizmedium und Nutzwärmebesonders effizient. Wärmepumpen haben dabei erhebliches Potenzial zur Absenkung der spezifischen CO2-Emissionen bei der Wärmebereitstellung. Für die energetische Modernisierung von Mehrfamiliengebäuden ist der Einsatz solcher Systeme mit besonderen Herausforderungen und Anforderungen an die Übergabe der Raumwärme, die Warmwasserbereitung und die Nutzung von Umweltwärme verbunden. Diese Herausforderungen werden in LowEx-Bestand adressiert.
Wärmepumpen sind eine Schlüsseltechnologie der Wärmewende. Durch die Nutzbarmachung von Umweltwärme und den Antrieb mit Elektrizität, die zunehmend aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, kann die CO2-Intensität der Wärmeversorgung gesenkt werden. Eine Herausforderung besteht in der Anwendung in größeren Mehrfamilienbestandsgebäuden. Lösungsansätze und beispielhafte Umsetzungen werden hierzu vorgestellt.
Die vorliegende Pilotstudie untersucht die Anwendbarkeit von Mixed Reality zur Applikation eines externen Fokus während spezifischen Bewegungsaufgaben mit dem Ziel der Verbesserung des Return to Sport Testings. In einem ersten Schritt nahmen daher 9 gesunde FußballerInnen an der Studie teil.
Es wurden Sprünge mittels der speziell entwickelten Mixed Reality Anwendung MotumXR, in drei verschiedenen Bedingungen verglichen. Die erste Bedingung entspricht einem standardisierten vertikalen Sprung ohne spielspezifischen externen Fokus, während die zweite und dritte Bedingung einen Sprung mit spielspezifischem externem Fokus, im Sinne eines simulierten Kopfballs, darstellt. Bedingung zwei und drei unterscheiden sich in der Position der einwerfenden Person, welche den virtuellen Ball leicht versetzt von links oder rechts einwirft. Als Sprungform wurde der Counter Movement Jump gewählt. Es wurden kinetische und kinematische Parameter ermittelt, die es ermöglichen, die Auswirkungen des externen Fokus auf die Sprungbewegung zu erfassen.
Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede zwischen den Bedingungen in folgenden biomechanischen Parametern: Absprungzeit, vertikale maximale Bodenreaktionskraft, maximale Kraftanstiegsrate, maximaler Knieflexionswinkel und maximales Knieflexionsmoment. Die Kopfballsituation mit externem spielspezifischem Fokus weißen höhere maximale vertikale Bodenreaktionskräfte und gesteigerte maximale Knieflexionsmomente auf im Vergleich zu der Bedingung des maximalen Sprungs. Diese Befunde deuten darauf hin, dass die Sprungstrategie entsprechend der Aufgabenstellung angepasst wurde und die Kopfballsituation in der Mixed Reality Umgebung eine realitätsnähere Testung ermöglichen könnte. Die Position des Einwerfers zeigt keinen Einfluss auf die Beinsymmetrie. Das deutet darauf hin, dass die Anwendung MotumXR vielversprechende Möglichkeiten für die Weiterentwicklung von RTS-Testungen bietet. Weiterführende Untersuchung, die Personen mit Kreuzbandverletzungen mit einbeziehen, sind nötig, um die Ergebnisse dieser Pilotstudie kritisch zu überprüfen.
A report from the World Economic Forum (2019) stated loneliness as the third societal stressor in the world, mainly in western countries. Moreover, research shows that loneliness tends to be experienced more severely by young adults than other age groups (Rokach, 2000), which is the case of university students who face profound periods of loneliness when attending university in a new place (Diehl et al., 2018). Digital technology, especially mental health apps (MHapps), have been viewed as promising solutions to address this distress in universities, however, little evidence on this topic reveals uncertainty around how these resources impact individual well-being. Therefore, this research proposed to investigate how the gamified social mobile app Noneliness reduced loneliness rates and other associated mental health issues of students from a German university. As little work has focused on digital apps targeting loneliness, this project also proposed to describe and discuss the app’s design and development processes. A multimethod approach was adopted: literature review on high-efficacy MHapps design, gamification for mental health and loneliness interventions; User Experience Design and Human-centered Computing. Evaluations occurred according to the app’s development iterations, which assessed four versions (from prototype to Beta) through quantitative and qualitative studies with university students. The main results obtained regarding the design aspects were: users' preference for minimalistic interfaces; importance in maintaining privacy and establishing trust among users; students' willingness to use an online support space for emotional and educational support. Most used features were those related to group discussions, private chats and university social events. Preferred gamification elements were those that provided positive reinforcement to motivate social interactions (e.g. Points, Levels and Achievements). Results of a pilot randomized controlled trial with university students (N = 12), showed no statistically significant interactions in reducing loneliness among experimental group members (n = 7, x² = 3.500, p-value = 0.477, Cramer’s V = 0.27) who made continued use of the app for six weeks. On the other hand, the app showed effects of moderate magnitude on loneliness reduction in this group. The app also demonstrated relatively strong magnitude effects on other associated variables, such as depression and stress in the experimental group. In addition to motivating the conduct of further studies with larger samples, the findings point to a potential app effectiveness not only to reduce loneliness, but also other variables that may be associated with the distress.
Die rasante Digitalisierung verändert die Hochschule Offenburg nachhaltig. Jedes Semester entstehen zahlreiche akademische Arbeiten und Prüfungsdaten, die von hoher Bedeutung für die Qualitätssicherung und den Bildungsprozess sind. Bisher fehlte jedoch eine effiziente Lösung zur Archivierung dieser Daten. Meine Masterarbeit präsentiert ein neues Archivierungskonzept, das eine zentrale, digitale Plattform schafft. Diese ermöglicht es Lehrenden und Studierenden, leicht auf ihre Daten zuzugreifen, sei es für Projektarbeiten, Seminarleistungen oder Prüfungen. Ich stelle nicht nur das Konzept vor, sondern auch die Umsetzung eines Prototyps auf Intrexx, einer Low-Code-Entwicklungsplattform. Mein Ziel ist es, ein Handbuch für zukünftige Entwickler zu hinterlassen, um zur digitalen Transformation der Hochschule beizutragen und die Bildungsprozesse zu optimieren.
Go ist eine 2009 veröffentlichte Programmiersprache mit einem statischen Typsystem. Seit Version 1.18 sind auch Generics ein Teil der Sprache. Deren Übersetzung wurde im de facto Standard-Compiler mittels Monomorphisierung umgesetzt. Diese bringt neben einigen Vorteilen auch Nachteile mit sich. Aus diesem Grund beschäftigt sich diese Arbeit mit einer alternativen Übersetzungsstrategie für Generics in Go und implementiert diese in einem neuen Compiler für Featherweight Generic Go, einem Subset von Go. Zum Schluss steht damit ein nahezu funktionierender Compiler, welcher schließlich Racket-Code ausgibt. Eine Evaluierung der Performanz der Übersetzungsstrategie ist allerdings noch ausstehend.
In this paper we present the concept of the "KI-Labor Südbaden" to support regional companies in the use of AI technologies. The approach is based on the "Periodic Table of AI" and is extended with both new dimensions for sustainability, and the impact of AI on the working environment. It is illustrated on the basis of three real-world use cases: 1. The detection of humans with lowresolution infrared (IR) images for collaborative robotics; 2. The use of machine data from specifically designed vehicles; 3. State-of-the-art Large Language Models (LLMs) applied to internal company documents. We explain the use cases, thereby demonstrating how to apply the Periodic Table of AI to structure AI applications.
Marketing and sales have high expectations of new methods such as Big Data, artificial intelligence, machine learning, and predictive analytics. But following the “garbage in—garbage out” principle, the results leave much to be desired. The reason is often insufficient quality in the underlying customer data. This article sheds light on this problem using the data quality and value pyramid as an example. The higher up the value-added pyramid the data is located, the higher its quality and the more value it generates for a company. In addition, we show how the use of monitoring systems, such as a data quality scorecard, makes data quality visible and improvements measurable. In this way, the actual value of data for companies becomes obvious and manageable.
Kundendaten im E-Commerce – Optimierungspotenzial im Checkout-Prozess des deutschen Online-Handels
(2023)
Die Gestaltung eines benutzungsfreundlichen Checkout-Prozesses ist für den Erfolg des E-Commerce von großer Bedeutung. Die Abfrage der Kundendaten bildet einen wichtigen Teil der Customer Journey. Auf der einen Seite wollen die Handelsunternehmen so viel wie möglich über ihre Kundschaft erfahren, um möglichst zielgenaue Angebote und Marketingmaßnahmen ausspielen und das perfekte Einkaufserlebnis generieren zu können. Auf der anderen Seite möchten sich die Kundinnen und Kunden beim Online-Shopping auf den Kauf konzentrieren und erwarten einen reibungslosen Ablauf. Der Checkout-Prozess ist in diesem Zusammenhang ein kritischer Punkt. Dies spiegelt sich auch in den hohen Warenkorbabbruchraten wider. Um Online-Shoppende nachhaltig zu begeistern, gibt es noch viel Raum für Verbesserungen. Mit dem Ziel, den Status quo im deutschen Online-Handel besser zu verstehen und Usability und User Experience für eine höhere Konvertierungsrate zu optimieren, untersuchte die hier vorgestellte Forschungsarbeit den Anmelde- und Checkout-Prozess der 100 umsatzstärksten Online-Shops in Deutschland. Es werden die Ergebnisse der Studie präsentiert und aufgezeigt, an welchen Stellen Optimierungspotenzial besteht – bspw. bei zu komplizierten Formularen, unnötigen Datenabfragen oder erzwungenen Registrierungen – sowie Vorschläge für die Praxis des Online-Handels diskutiert.
Die Kundenbindung ist für Publisher aus dem Pressesektor seit Jahrzehnten ein Thema, da nicht nur bei auf Wiederholkäufe angelegten Einzelverkaufstiteln, sondern gerade bei Abonnementprodukten neben der erfolgreichen konzeptionellen Ausrichtung der Produkte an den Kundenbedürfnissen der Kontakt zu den Leser*innen zunehmend an Bedeutung gewonnen hat. Produkte, die im Zeitungsbereich oft mit Tradition und Gewohnheit verbunden waren, stehen im digitalen Wettbewerbsumfeld in einem sehr viel intensiveren direkten Wettbewerb, sodass die traditionellen Marketingmaßnahmen der Kundenbindung und -gewinnung für Subscriber-Pakete, aber auch die Maßnahmen der customer centricity in der digitalen Live-Optimierung der Produkte zur entscheidenden Kompetenz werden, um mit Methoden des Content-Marketings und Engagement-Marketings oder mit gänzlich anderen Ansätzen wie Membership-Modellen die Verluste des auslaufenden klassischen Print-Abonnements zu kompensieren.
Schulen müssen bei ihrer Profilbildung mehr leisten als die reine Marketingpositionierung erfordert. Sie müssen für alle am Schulleben Beteiligten einen Sinn stiften. Es geht letztlich um eine Veränderung der Schulkultur, indem die Grundüberzeugungen und der Sinn und Zweck der Schule klar herausgearbeitet werden. Methoden aus dem Bereich der Entwicklung von Unternehmens- und Organisationskultur können hier wirksam zum Einsatz kommen.
Medienunternehmen befassen sich von ihrer Grunddefinition her mit dem Erzeugen, Bündeln und Distribuieren von Inhalten. Content-Marketing ist daher von je her ein Geschäftsfeld, das in Medienunternehmen in unter¬schiedlichen Konstellationen (vom Corporate Publishing mit klassischen Kundenzeitschriften bis zur Sonderthemenredaktion) seit Jahrzehnten in unterschiedlichen Organisationseinheiten etabliert wurde und im Rahmen der neuen digitalen Kommunikationsformen eine deutliche Aufwertung erfahren hat. Zugleich nutzen Medienunternehmen die Methoden des Con¬tent-Marketing für eigene Zwecke, wenn es aus Vertriebssicht darum geht, die notwendige Aufmerksamkeit auf die eigenen redaktionellen Kompeten¬zen zu lenken, um contentgetriebene Geschäftsmodelle zu realisieren.
Krisenkommunikation bezeichnet ein besonderes Kommunikationsszena¬rio, bei dem im Rahmen des Managements einer aktuellen, existenzbedro¬henden Krise durch den Dialog mit den entscheidenden internen und externen Stakeholdern die Bewältigung der Krise im Sinne des Krisenma¬nagements unterstützt oder überhaupt erst ermöglicht wird. Content-Mar¬keting kann hier einen wertvollen Beitrag leisten, wenn bereits der Bedarf der Zielgruppen an Information aktiviert und damit der Boden für einen Wertbeitrag des Contents geschaffen ist. Damit ist auch klar, dass Content-Marketing nur ein Instrument im Rahmen der Krisenkommunikation sein kann, das neben anderen Kommunikationsformaten der Werbung und Öf¬fentlichkeitsarbeit zum Einsatz kommt.
Herausforderungen der Zeitungsbranche im Kontext steigender Abopreise und erhöhter Preissensibilität
(2023)
Die Zuversicht, mit der nicht nur die Zeitungsbranche in das Jahr 2022 gestartet war, wich bereits nach wenigen Wochen einer zunehmenden Alarm- und Krisenstimmung. Nicht zuletzt die Verunsicherung der Verbraucherinnen und Verbraucher hatte dazu geführt, dass eine ganze Reihe von Planungen sowohl im Vertriebs- als auch Werbegeschäft nicht umsetzbar waren. Zugleich befindet sich die Branche nach wie vor in der Phase der digitalen Transformation, da zahlreiche Marktstrukturen sich mit steigender Dynamik verändert haben und auch im Sinne einer Transition weiter verändern. Als Ergänzung zu den bekannten Branchenstudien hat der Bereich Medienmanagement der Hochschule Offenburg zum Jahreswechsel eine Umfrage durchgeführt, aus der hervorgeht, welche Schwerpunkte die Expertinnen und Experten der Verlage 2023 im Lesermarkt setzen wollen.
Die Bildungswelt ist im Wandel. Soziale Umbrüche, Digitalisierung, nicht zuletzt die Folgen von Corona-Pandemie und globalen Krisen zwingen Bildungseinrichtungen in Veränderungsprozesse, die neue Anforderungen an Planung, Organisation und Durchführung des Lehrbetriebs stellen. Schulleitungen stehen vor der Herausforderung, die Gegenwart und Zukunft mit allen Unsicherheiten und Einschränkungen neu zu gestalten. Das Buch erläutert die Rahmenbedingungen für eine bewusste Führungskultur, die den Rahmen für eine zukunftsorientierte Organisations- und Lernkultur bildet. Es richtet sich sowohl an Mitglieder von Schulleitungsteams als auch an alle Mitwirkenden im pädagogischen Bereich von Bildungseinrichtungen sowie an Studierende, Referendarinnen und Referendare.
Veränderte Umweltbedingungen für Organisationen haben die Notwendigkeit für Anpassungen und Weiterentwicklungen zur Folge. Das ist bei Unternehmen bereits ein etablierter Prozess und wird auf Ebene der Schulen im Rahmen der Schulentwicklung thematisiert. Die lang- und kurzfristigen Veränderungen, ob Migrationsentwicklungen oder Pandemie, sorgen für die Notwendigkeit, auch die Führungskultur als das Selbstverständnis einer professionellen Führung und Zusammenarbeit im Kollegialsystem Schule entsprechend weiterzuentwickeln. Hier können Leitbilder zu Führung und Zusammenarbeit und gezielte umsetzungsorientierte Entwicklungsprozesse dem Transformationsprozess an Schulen dauerhaft Schub verleihen.
Entrepreneurial Leadership
(2023)
Die Medienbranche ist seit Jahren von disruptiven Veränderungen betroffen, sodass die Unternehmen und zentralen Akteure in einem dauerhaften Veränderungsmodus sind. Gestiegene Anforderungen an Führungskräfte, Kostendruck und geringe Zeitbudgets für Weiterbildung reduzieren die Möglichkeiten für umfassende Ausbildungsmöglichkeiten. Dieser Beitrag beschreibt einen Lösungsansatz, wie trotz begrenzter Budget- und Zeitressourcen eine individuelle Begleitung von Führungskräften möglich wird. Mit einer Kombination von stärkenorientierter Selbstreflexion und gezielten Impulsen werden Führungskräfte in ihrer Entwicklung als selbstverantwortliche, unternehmerisch denkende Führungskraft gestärkt.
There is an ongoing debate about the use and scope of Clayton M. Christensen´s idea of disruptive innovation, including the question of whether it is a management buzz phrase or a valuable theory. This discussion considers the general question of how innovation in the field of management theories and concepts finds its way to the different target groups. This conceptual paper combines the different concepts of the creation and dissemination of management trends in a basic framework based on a short review of models for the dissemination of management ideas. This framework allows an analysis of the character of new management ideas like disruptive innovation. By measuring the impact of the theory on the academic sphere using a bibliometric statistic of the number of academic publications on Google scholar and Scopus and a meta-analysis of research papers, we show the significant influence of disruptive innovation beyond pure management fads.
Bio, vegan – oder was?
(2023)
Nachhaltigkeit als gesellschaftlicher Wert beeinflusst auch die Haltung der Konsumierenden gegenüber Fleisch- und Wurstkonsum und kann zum Umkippen bisheriger Konsummuster führen (Tipping-Point). Für EDEKA Südwestfleisch und Schwarzwaldhof erfordert dies – aufbauend auf der bisherigen Ausrichtung an Nachhaltigkeit – eine zukunftsorientierte Planung des Sortiments im veganen, vegetarischen, hybriden Sektor und im Bereich Bio-Produkte und Tierwohl. Hierfür muss auch die Kommunikationspolitik angepasst werden, um jüngere Zielgruppen zu erreichen, damit das Dilemma der Fleischwirtschaft (Tierwohl wird gefordert, aber nicht in gleichem Masse gekauft) nicht zu Lasten des Markterfolgs geht.
Scheinselbständigkeit
(2023)
Im Rahmen dieser Untersuchung sollen Maßnahmen zur Reduzierung des Risikos von Scheinselbständigkeit für Unternehmen identifiziert und analysiert werden. Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Erstellung einer zweiteiligen Checkliste für Unternehmen, die als Hilfsmittel bei der Beauftragung externer Drittdienstleister herangezogen werden kann.
Lithium-ion batteries exhibit slow voltage dynamics on the minute time scale that are usually associated with transport processes. We present a novel modelling approach toward these dynamics by combining physical and data-driven models into a Grey-box model. We use neural networks, in particular neural ordinary differential equations. The physical structure of the Grey-box model is borrowed from the Fickian diffusion law, where the transport domain is discretized using finite volumes. Within this physical structure, unknown parameters (diffusion coefficient, diffusion length, discretization) and dependencies (state of charge, lithium concentration) are replaced by neural networks and learnable parameters. We perform model-to-model comparisons, using as training data (a) a Fickian diffusion process, (b) a Warburg element, and (c) a resistor-capacitor circuit. Voltage dynamics during constant-current operation and pulse tests as well as electrochemical impedance spectra are simulated. The slow dynamics of all three physical models in the order of ten to 30 min are well captured by the Grey-box model, demonstrating the flexibility of the present approach.
Das Ziel der Bachelorthesis ist die Beantwortung folgender Fragestellung: Wie sieht ein Newsletter aus, der Leads generiert und in zahlende Kundschaft verwandelt? Um die Fragestellung zu beantworten, wurden zahlreiche aktuelle Fachliteraturen, Berichte, Statistiken, Studien und weitere Quellen analysiert und die wichtigsten Erkenntnisse zusammengefasst. Dabei wurden Konzepte aus verschiedenen Bereichen kombiniert und spezifisch auf die Anwendung eines Newsletters ausgerichtet.
Die Bachelorarbeit beantwortet die Fragestellung so, dass sie einen Überblick gibt, was die Unternehmensberatung Schritt für Schritt tun muss, um einen erfolgreichen Newsletter zu planen und umzusetzen. Dafür sind gemäß dieser Bachelorarbeit die folgenden sechs Schritte notwendig: Die Definition der Zielgruppe durch eine Persona und Customer Journey, die Ziele des Newsletters definieren, den Content planen, erstellen und organisieren, E-Mail-Adressen von potenziellen Interessenten sammeln, die Gestaltung der Newsletter-Mails und das Controlling sowie die Optimierung des Newsletters.
Des Weiteren zeigt die Bachelorthesis insgesamt zehn Kriterien auf, die definieren, wie ein Newsletter aussieht, der Leads generiert und in zahlende Kundschaft verwandelt. Diese zehn Kriterien sind die folgenden: zielgruppenspezifische Ausrichtung, Integration in die Customer Journey, Zieldefinition anhand des Back-Planning-Verfahren, hochwertiger Content, Leadmagneten für die Gewinnung von E-Mail-Adressen, strukturierter Aufbau der Mails inklusive Call-to-Action, Storytelling, kreative Gestaltung, professionelle technische Umsetzung durch E-Mail-Marketing-Software und regelmäßiges Controlling und Tests.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit war es, den Kopplungskoeffizienten (KK) zwischen der Calcaneus Inversion/Eversion und der Tibia Innen-/Außenrotation zu ermitteln. Dabei wurde die Bewegung beim Barfußlaufen ohne Tape, mit frischem Tape und gebrauchtem Tape verglichen.
Die Durchführung erfolgte mit Hilfe eines markerbasierten Kamerasystems von Qualisys (Qualisys AB, Göteborg, Schweden). Diese Studie wurde mit 10 Probanden (Männer: 5; Frauen: 5, Alter: 24,3 ± 1,49 Jahre) durchgeführt. Zu Beginn wurde die Sprunggelenksstabilität der Probanden getestet, da Probanden mit einer Instabilität nicht miteingeschlossen werden sollten. Die Aufgabe bestand darin, barfuß unter drei Bedingungen (ohne Tape, mit frischem Tape, mit gebrauchtem Tape) mit einer Geschwindigkeit von 4,5 m/s zu laufen. Jede Bedingung hatte drei Durchgänge.
Die Auswertung wurde mit Hilfe von Matlab und statistischer Analyse durchgeführt. Matlab führte die Berechnung des KK zwischen Calcaneus Inversion/Eversion und der Tibiarotation aus. Die statistische Analyse beschrieb die Signifikanz der Werte.
Die Ergebnisse zeigten, dass der KK einen signifikanten Anstieg vom Barfußlaufen ohne Tape zum Laufen mit frischem und gebrauchtem Tape aufwies. Der KK ohne Tape lag bei 0,98 ± 0,38, bei frischem Tape von 1,28 ± 0,42 und bei gebrauchtem Tape bei 1,3 ± 0,42.
Zusammenfassend kann gesagt werden, dass eine signifikante Veränderung des KK bei getaptem Sprunggelenk besteht. Dadurch kann es zu einer verstärkten Rotation der Tibia kommen, was zu einer Überlastung der Strukturen des Kniegelenks und damit zu Knieverletzungen führen kann.
Erstellung eines Zuverlässigkeitskonzepts für die Welle-Nabe-Verbindung kleiner Elektromotoren
(2023)
Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung eines Zuverlässigkeitskonzepts für die Welle-Nabe-Verbindung mit gekerbten Wellen, die innerhalb kleiner Elektromotoren für unterschiedliche Anwendungen mit spezifischen Anforderungen eingesetzt werden. Die Arbeit kann in vier Schritte unterteilt werden.
Im ersten Schritt werden die relevanten Schädigungsmechanismen bestimmt, die während der Betriebszeit der Verbindung für ein Ausfall der Baugruppe sorgen können.
Anschließend wurde aus der Baukastenannahme des Geschäftsbereichs Electrical Drives der Robert Bosch GmbH die Anforderungen an die jeweilige Ausführung abgeleitet und aufgeführt.
Um zu überprüfen, ob die eingesetzten Welle-Nabe-Verbindung die entstehenden Belastungen übersteht, wurde anschließend ein Berechnungskonzept durch Anpassungen an die spezielle eingesetzte Welle-Nabe-Verbindung erstellt, wodurch der Anwender die Möglichkeit hat, die zu erwartenden Fügekräfte bei der Herstellung der Verbindung, sowie das jeweilige übertragbare Drehmoment.
Im letzten Schritt werden die gesammelten berechneten Ergebnisse mit bereits vorhandenen Versuchsdaten der Ausführungen mit Einsatz einer 8 mm Welle aus C60 +C und einer Kerbanzahl von 8 symmetrisch angeordneten Kerben und einer Paketlänge von 18 mm , sowie einer Ausführung mit 8 mm Wellen aus C45 +AC, die lokal induktiv vergütet wurden, mit einer Kerbanzahl von 4 symmetrischen Kerben mit einer Paketlänge von 23 mm verglichen und evaluiert.
Decentralized applications (dApp) have proliferated in recent years, but their long-term viability is a topic of debate. However, for dApps to be sustainable, and suitable for integration into a larger service networks, they need to attract users and promise reliable availability. Therefore, assessing their longevity is crucial. Analyzing the utilization trajectory of a service is, however, challenging due to several factors, such as demand spikes, noise, autocorrelation, and non-stationarity. In this study, we employ robust statistical techniques to identify trends in currently popular dApps. Our findings demonstrate that a significant proportion of dApps, across a range of categories, exhibit statistically significant positive overall trends, indicating that success in decentralized computing can be sustainable and transcends specific fields. However, there is also a substantial number of dApps showing negative trends, with a disproportionately high number from the decentralized finance (DeFi) category. Furthermore, a more detailed inspection of time series segments shows a clearly diminishing proportion of positive trends from mid-2021 to the present. In summary, we conclude that the dApp economy might have lost some momentum, and that there is a strong element of uncertainty regarding its future significance.
When a patient with hearing aids needs to partake in audiometry procedures they need to visit a specialist which costs both time and money. Ideally, the patient should be able to conduct these tests alone, during their own time, and without additional costs. With this idea comes the question of if whether this is possible or not, and, if it is, how.
This thesis explores the throughput of Bluetooth Low Energy and if it is configurable to have a high enough data rate to send high quality audio data with a lossless audio codec while communicating with a low end device. Additionally, this thesis will show that using Rust to develop embedded software is possible and how using it can make the process of doing so easier.
Empfehlungssysteme sind auf E-Commerce-Webseiten omnipräsent und unterstützen die Nutzer an bestimmten Touchpoints beim Onlineshopping, indem sie auf Produkte aufmerksam machen. In den meisten Anwendungsfällen werden Produkte empfohlen, die den Interessen der Nutzer entsprechen oder einen Warenkorb komplettieren sollen. Während klassische Empfehlungssysteme die Nutzer meistens zu Beginn oder zum Ende einer Produktannäherung erreichen, finden sie dazwischen selten Anwendung. Dabei könnten Empfehlungssysteme bereits in die Navigations-Journey der Nutzer integriert werden und so maßgeblich zur Produktauffindbarkeit beitragen. Trotz der Tatsache, dass Empfehlungssysteme maßgeblich zum Geschäftserfolg im Online-Handel beitragen, ist ihre Integration in die Navigation von E-Commerce-Plattformen noch wenig erforscht.
Ziel dieser Arbeit ist es daher zu ergründen, wie ein Empfehlungssystem in der lokalen Navigation von E-Commerce-Plattformen ausgestaltet sein sollte. Dabei soll der Prototyp eines Empfehlungssystems in der lokalen Navigation konzipiert werden, indem einerseits echte Warenkorbdaten einer E-Commerce-Plattform und andererseits Nutzerpräferenzen untersucht werden. Die Untersuchung umfasst die algorithmische Datenverarbeitung von Warenkorbdaten und die Durchführung einer quantitativen Befragung. Darüber hinaus wurde domänenspezifisches Wissen über die Verfahren, Algorithmen, Designkriterien und weitere Erfolgsfaktoren recherchiert.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die alleinige Verarbeitung von Warenkorbdaten nicht ausreichend für ein navigatorisches Empfehlungssystem ist, obwohl sich die Alternating Least Squares Matrixfaktorisierung als geeignetes Verfahren herausgestellt hat. Des Weiteren können Empfehlungssysteme in der lokalen Navigation sowohl einen positiven als auch einen negativen Einfluss auf die Nutzerzufriedenheit haben. Aus den Ergebnissen konnte ein detaillierter Prototyp konzipiert und vorgestellt werden. Bei diesem Prototyp handelt es sich um ein Session-basiertes Empfehlungssystem, das den Onlineshopping-Kontext der Nutzer ermitteln kann. Auf dieser Basis kann das System Produktkategorien in Echtzeit empfehlen, die zu diesem Kontext komplementär sind oder einen Social Proof abbilden.
Ziel dieser Arbeit ist die Modellierung und Nutzung eines digitalen Zwillings am Beispiel eines realen Tiny-Houses. Dazu werden für die Komponenten der technischen Gebäudeausrüstung Wärmepumpe, thermische Speicher, thermoaktives Bauteilsystem, PVT-Kollektoren und Batterie als Grey-Box-Modelle modelliert und in der Python-Umgebung umgesetzt. In dieser Arbeit wird auf die physikalischen Hintergründe und mathematischen Formulierungen für jede Komponente eingegangen.
In einem automatisierten Programm werden die digitalen Komponenten mit Messwerten aus dem realen Anlagenbetrieb verknüpft. Dieses Skript wird zu Fehlererkennung verwendet. Dabei konnte ein fehlerhafter Betrieb der PVT-Kollektoren bewiesen werden.
Die Verknüpfung der einzelnen Komponenten zum digitalen Zwilling wird zur Betriebsoptimierung verwendet. Hierzu wird die Simulation des Ausgangszustands mit verschiedenen Optimierungsstrategien verglichen. Dabei konnte der Anlagenbetrieb hinsichtlich Komfortbedingungen und Energieeffizienz deutlich optimiert werden. Die finale Optimierungsstrategie basiert auf einereinfachen Wettervorhersage.
Mit der Modellierung und Nutzung eines digitalen Zwillings trägt diese Arbeit dazu bei, innovative Lösungen für die zukünftige Entwicklung und Gestaltung von Gebäuden sowie die Optimierung bereits bestehender Gebäude mithilfe digitaler Zwillinge voranzutreiben.
This article presents the development, parameterization, and experimental validation of a pseudo-three-dimensional (P3D) multiphysics aging model of a 500 mAh high-energy lithium-ion pouch cell with graphite negative electrode and lithium nickel manganese cobalt oxide (NMC) positive electrode. This model includes electrochemical reactions for solid electrolyte interphase (SEI) formation at the graphite negative electrode, lithium plating, and SEI formation on plated lithium. The thermodynamics of the aging reactions are modeled depending on temperature and ion concentration and the reactions kinetics are described with an Arrhenius-type rate law. Good agreement of model predictions with galvanostatic charge/discharge measurements and electrochemical impedance spectroscopy is observed over a wide range of operating conditions. The model allows to quantify capacity loss due to cycling near beginning-of-life as function of operating conditions and the visualization of aging colormaps as function of both temperature and C-rate (0.05 to 2 C charge and discharge, −20 °C to 60 °C). The model predictions are also qualitatively verified through voltage relaxation, cell expansion and cell cycling measurements. Based on this full model, six different aging indicators for determination of the limits of fast charging are derived from post-processing simulations of a reduced, pseudo-two-dimensional isothermal model without aging mechanisms. The most successful aging indicator, compared to results from the full model, is based on combined lithium plating and SEI kinetics calculated from battery states available in the reduced model. This methodology is applicable to standard pseudo-two-dimensional models available today both commercially and as open source.
Gamification is increasingly successful in the field of education and health. However, beyond call-centers and applications in human resources, its utilization within companies remains limited. In this paper, we examine the acceptance of gamification in a large company (with over 17,000 employees) across three generations, namely X, Y, and Z. Furthermore, we investigate which gamification elements are suited for business contexts, such as the dissemination of company principles and facts, or the organization of work tasks. To this end, we conducted focus group discussions, developed the prototype of a gamified company app, and performed a large-scale evaluation with 367 company employees. The results reveal statistically significant intergenerational disparities in the acceptance of gamification: younger employees, especially those belonging to Generation Z, enjoy gamification more than older employees and are most likely to engage with a gamified app in the workplace. The results further show a nuanced range of preferences regarding gamification elements: avatars are popular among all generations, badges are predominantly appreciated by Generations Z and Y, while leaderboards are solely liked by Generation Z. Drawing upon these insights, we provide recommendations for future gamification projects within business contexts. We hope that the results of our study regarding the preferences of the gamification elements and understanding generational differences in acceptance and usage of gamification will help to create more engaging and effective apps, especially within the corporate landscape.
It is generally agreed that the development and deployment of an important amount of IoT devices throughout the world has revolutionized our lives in a way that we can rely on these devices to complete certain tasks that may have not been possible just years ago which also brought a new level of convenience and value to our lives.
This technology is allowing us in a smart home environment to remotely control doors, windows, and fridges, purchase online, stream music easily with the use of voice assistants such as Amazon Echo Alexa, also close a garage door from anywhere in the world to cite some examples as this technology has added value to several domains ranging from household environments, cites, industries by exchanging and transferring data between these devices and customers. Many of these devices’ sensors, collect and share information in real-time which enables us to make important business decisions.
However, these devices pose some risks and also some security and privacy challenges that need to be addressed to reach their full potential or be considered to be secure. That is why, comprehensive risk analysis techniques are essential to enhance the security posture of IoT devices as they can help evaluate the robustness and reliability towards potential susceptibility to risks, and vulnerabilities that IoT devices in a smart home setting might possess.
This approach relies on the basis of ISO/IEC 27005 methodology and risk matrix method to highlight the level of risks, impact, and likelihood that an IoT device in smart home settings can have, map the related vulnerability, threats and risks and propose the necessary mitigation strategies or countermeasures that can be taken to secure a device and therefore satisfying some security principles. Around 30 risks were identified on Amazon Echo and the related IoT system using the methodology. A detailed list of countermeasures is proposed as a result of the risk analysis. These results, in turn, can be used to elevate the security posture of the device.
Due to its performance, the field of deep learning has gained a lot of attention, with neural networks succeeding in areas like Computer Vision (CV), Neural Language Processing (NLP), and Reinforcement Learning (RL). However, high accuracy comes at a computational cost as larger networks require longer training time and no longer fit onto a single GPU. To reduce training costs, researchers are looking into the dynamics of different optimizers, in order to find ways to make training more efficient. Resource requirements can be limited by reducing model size during training or designing more efficient models that improve accuracy without increasing network size.
This thesis combines eigenvalue computation and high-dimensional loss surface visualization to study different optimizers and deep neural network models. Eigenvectors of different eigenvalues are computed, and the loss landscape and optimizer trajectory are projected onto the plane spanned by those eigenvectors. A new parallelization method for the stochastic Lanczos method is introduced, resulting in faster computation and thus enabling high-resolution videos of the trajectory and secondorder information during neural network training. Additionally, the thesis presents the loss landscape between two minima along with the eigenvalue density spectrum at intermediate points for the first time.
Secondly, this thesis presents a regularization method for Generative Adversarial Networks (GANs) that uses second-order information. The gradient during training is modified by subtracting the eigenvector direction of the biggest eigenvalue, preventing the network from falling into the steepest minima and avoiding mode collapse. The thesis also shows the full eigenvalue density spectra of GANs during training.
Thirdly, this thesis introduces ProxSGD, a proximal algorithm for neural network training that guarantees convergence to a stationary point and unifies multiple popular optimizers. Proximal gradients are used to find a closed-form solution to the problem of training neural networks with smooth and non-smooth regularizations, resulting in better sparsity and more efficient optimization. Experiments show that ProxSGD can find sparser networks while reaching the same accuracy as popular optimizers.
Lastly, this thesis unifies sparsity and neural architecture search (NAS) through the framework of group sparsity. Group sparsity is achieved through ℓ2,1-regularization during training, allowing for filter and operation pruning to reduce model size with minimal sacrifice in accuracy. By grouping multiple operations together, group sparsity can be used for NAS as well. This approach is shown to be more robust while still achieving competitive accuracies compared to state-of-the-art methods
The use of artificial intelligence continues to impact a broad variety of domains, application areas, and people. However, interpretability, understandability, responsibility, accountability, and fairness of the algorithms' results - all crucial for increasing humans' trust into the systems - are still largely missing. The purpose of this seminar is to understand how these components factor into the holistic view of trust. Further, this seminar seeks to identify design guidelines and best practices for how to build interactive visualization systems to calibrate trust.
Die akustischen Emissionen von Wasserinstallationsgeräten, insbesondere während der nächtlichen Ruhezeit in angrenzenden Räumen, können erhebliche Störungen verursachen. Die primäre Ursache dieser Belästigungen liegt in der spezifischen Funktionsweise von Wasserarmaturen, welche somit als Hauptquelle der Lärmemissionen identifiziert werden können. Hydrodynamische und -akustische Simulationen erweisen sich in diesem Zusammenhang als wertvolle Werkzeuge zur Identifikation von kritischen Bereichen, welche für die Schallabstrahlung verantwortlich sind.
In dieser vorliegenden Arbeit werden die hydrodynamischen und -akustischen Eigenschaften eines Installationsgeräuschnormals mithilfe numerischer Methoden untersucht, wobei gleichzeitig ein kommerzielles Berechnungswerkzeug zur Vorhersage von akustischen Schallfeldern in Bezug auf ein hybrides Verfahren evaluiert und validiert wird. Das Installationsgeräuschnormal dient dabei als Testfall, um die Leistungsfähigkeit des hybriden Akustikmodells in Verbindung mit einem RANS- sowie RANS/LES-Ansatz zu überprüfen. Es werden verschiedene Varianten des Installationsgeräuschnormals untersucht und mit experimentellen Messdaten validiert.
Die hydrodynamischen Simulationsergebnisse der verschiedenen Varianten zeigen eine hervorragende Übereinstimmung mit den experimentellen Daten bei der Verwendung eines RANS/LES-Ansatzes. Der Einsatz eines solchen Hybrid-Modells zur Turbulenzmodellierung hat gezeigt, dass eine verbesserte Wiedergabe von zeitabhängigen Phänomenen in der Strömung erreicht werden kann, welche in direktem Zusammenhang mit der Vorhersage der Schallausbreitung stehen und somit eine bedeutende Auswirkung darauf haben.
Die akustische Untersuchung der verschiedenen Varianten des Installationsgeräuschnormals zeigt, dass die Schallabstrahlung ausschließlich in breitbandigen Frequenzspektren erfolgt. Im Rahmen des Vergleichs mit den Messdaten lässt sich erkennen, dass eine akustische Analyse auf Basis eines hybriden Modells in Verbindung mit dem Akustikmodell vielversprechende Ergebnisse bezüglich der Vorhersage des Schallfelds liefern kann und dabei im Vergleich zu einfachen RANS-Modellen Vorteile aufweist.
Diese Thesis beschäftigt sich mit den Techniken von Code Injection und API Hooking, die von Malware verwendet werden, um sich in laufende Prozesse einzuschleusen und deren Verhalten zu manipulieren. Darüber hinaus erklärt sie die Grundlagen der Betriebssystemarchitektur, der DLLs, der Win32 API und der PE-Dateien, die für das Verständnis dieser Techniken notwendig sind. Die Thesis stellt verschiedene Methoden von Code Injection und API Hooking vor, wie z.B. DLL Injection, PE Injection, Process Hollowing, Inline Hooking und IAT Hooking, und zeigt anhand von Codebeispielen, wie sie funktionieren. Des Weiteren wird auch beschrieben, wie man Code Injection und API Hooking mithilfe verschiedene Tools und Techniken wie VADs, Speicherforensik und maschinelles Lernen erkennen und verhindern kann. Die Thesis diskutiert außerdem mögliche Gegenmaßnahmen, die das Betriebssystem oder die Anwendungen anwenden können, um sich vor Code Injection und API Hooking zu schützen, wie z.B. ASLR, DEP, ACG, IAF und andere. Zuletzt wird mit einer Zusammenfassung und einem Ausblick auf die zukünftigen Herausforderungen und Möglichkeiten in diesem Bereich abgeschlossen.
As the population grows, so does the amount of biowaste. As demand for energy grows, biogas is a promising solution to the problem. Lignocellulosic materials are challenged of slow degradability due to the presence of polymers such as cellulose, lignin and hemicellulose. There are several pretreatment methods available to enhance the degradability of such materials, including enzymatic pretreatment. In this pretreatment, there are few parameters that can influence the results, the most important being the enzyme to solid ratio and the solid to liquid ratio. During this project, experiments were conducted to determine the optimal conditions for those two factors. It was discovered that a solid to liquid ratio of 31 g of buffer per 1 gram of organic dry matter produced the highest reducing sugar release in flasks when combined with 34 mg of protein per 1 gram of organic dry mass. Additionally, another experiment was carried out to investigate the impact of enzymatic pretreatment on biogas production using artificial biowaste as a substrate. Artificial biowaste produced 577,9 NL/kg oDM, while enzymatically pretreated biowaste produced 639,3 NL/kg oDM. This resulted in a 10,6% rise in cumulative biogas production compared to its use without enzymatic pretreatment. By the conclusion of the investigation, specific cumulative dry methane yields of 364,7 NL/kg oDM and 426,3 NL/kg oDM were obtained from artificial biowaste without and with enzymatic pretreatment, respectively. This resulted in a methane production boost of 16,9%. Additionally in case of the reactors with enzymatically pretreated substrate kinetic constant was lower more than double, where maximum volume of biogas increased, comparing to the reactors without enzymatic pretreatment.
The paper will focus on the activities of the International Year of Light and Optical Technologies 2015 (IYL) with their impact in life, science, art, culture, education and outreach as well as the importance in promoting the objectives for sustainable development. It describes our activities carried out in the run-up to or during the IYL, as well as reports on the generic projects that led to the success of the IYL. The success of the IYL is illustrated by examples and statistics. Relating to the potential and success of the IYL, the impact and the genesis of the International Day of Light (IDL) is presented. Impressions from the opening ceremony of the IYL in Paris at UNESCO headquarters and the Inaugural Ceremony of the IDL will then be covered. A second focus is placed on the interdisciplinary media projects realized by the students of our university dedicated to these events. Finally, an analysis of the impact and legacy of IYL and IDL will be presented.
In this paper we report on further success of our work to develop a multi-method energy optimization which works with a digital twin concept. The twin concept serves to replicate production processes of different kinds of production companies, including complex energy systems and test market interactions to then use them for model predictive optimizing. The presented work finally reports about the performed flexibility assessment leading to a flexibility audit with a list of measures and the impact of energy optimizations made related to interactions with the local power grid i.e., the exchange node of the low voltage distribution grid. The analysis and continuous exploration of flexibilities as well as the exchange with energy markets require a “guide” leading to continuous optimization with a further tool like the Flexibility Survey and Control Panel helping decision-making processes on the day-ahead horizon for real production plants or the investment planning to improve machinery, staff schedules and production
infrastructure.
One of the most critical areas of research and expansion has been exploiting new technologies in supply chain risk management. One example of this is the use of Digital Twins. The performance of physical systems can be analyzed and simulated using digital twins, virtual versions of these systems that use real-time data, and sophisticated algorithms. Inside the supply chain risk management field, digital twins present a one-of-a-kind opportunity to improve an organization's ability to anticipate, address, and react to the possibility of problems within the supply chain.
The objective of this study is to identify and assess the advantages that accrue to supply chain risk management as a result of Digital Twins' adoption into the system, as well as to identify the challenges associated with achieving those benefits. In the context of supply chain risk management, a thorough literature study is conducted to analyze the essential traits and capabilities of digital twins and how these qualities lead to enhanced risk management methods. This study investigates the essential properties and capacities of digital twins. In addition, the state of digital twin technology and its applications in supply chain risk management are evaluated, and prospective areas for further study and development are highlighted.
The primary purpose of this investigation is to provide a comprehensive and in-depth analysis of the digital twins' role in supply chain risk management through the utilization of digital twins, as well as to highlight the potential benefits and challenges associated with the implementation of digital twins. The research was carried out based on the existing body of written material and the replies of 27 individuals who had previous experience making use of digital twins and took part in an online questionnaire.
The results of this study will be relevant to a diverse group of stakeholders, including specialists in risk management and researchers, amongst others.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines batterieelektrischen Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs und einem Inverter (1) zum Ansteuern der elektrischen Maschine, wobei der Inverter (1) eine dreiphasige Brückenschaltung mit einer Anzahl von als Halbleiter ausgebildeten Schaltern (3) umfasst, wobei im Inverter (1) entstehende Verluste zum Heizen eines Innenraums des Fahrzeugs und/oder zum Temperieren einer Batterie und/oder zum Temperieren von Getriebeöl verwendet werden, wobei der Inverter (1) mittels Raumzeigermodulation gesteuert wird, wobei ein nicht-optimales Schaltverhalten des Inverters (1) herbeigeführt wird, indem nicht optimale Spannungs-Raumzeiger (e, eu, ev, ew, e1, e2, -e1, -e2) eingestellt werden, wobei eine Skalierung der Spannungs-Raumzeiger (e, e1, e2) über die Schaltung von Nullspannungsvektoren, die je nach zeitlichem Anteil die Spannung reduzieren, oder durch Zuhilfenahme eines jeweils gegenüberliegenden Spannungs-Raumzeigers (-e1, - e2) erfolgt, so dass eine Schaltfolge mit einer maximalen Anzahl von Schaltzyklen realisiert wird, wobei in der Mitte einer Schaltperiode (Tp) keine Symmetrie erzeugt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines batterieelektrischen Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs und einem Inverter (1) zum Ansteuern eine Stators (2) der elektrischen Maschine, wobei der Inverter (1) eine dreiphasige Brückenschaltung mit einer Anzahl von als Halbleiter ausgebildeten Schaltern (3) umfasst, wobei im Inverter (1) und/oder in der elektrischen Maschine entstehende Verluste zum Heizen eines Innenraums des Fahrzeugs und/oder zum Temperieren einer Batterie und/oder zum Temperieren von Getriebeöl verwendet werden, wobei während des Stillstands des Fahrzeugs ein von einem Permanentmagneten der elektrischen Maschine verursachter Permanentmagnetfluss durch Einstellen einer nichtdrehmomentbildenden Statorstromkomponente (Id) in Höhe des negativen Quotienten aus einem Statorfluss (&psgr;PM) und einer d-Komponente einer Statorinduktivität (Ld) so stark geschwächt wird, dass der magnetische Fluss kompensiert wird, wobei ein sehr hochfrequenter Wechselstrom als drehmomentbildende Statorstromkomponente (Iq) eingestellt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betrieb eines batterieelektrischen Fahrzeugs mit einer elektrischen Maschine zum Antrieb des Fahrzeugs und einem Inverter (1) zum Ansteuern eines Stators (2) der elektrischen Maschine, wobei der Inverter (1) eine dreiphasige Brückenschaltung mit einer Anzahl von als Halbleiter ausgebildeten Schaltern (3) umfasst, wobei im Inverter (1) und/oder in der elektrischen Maschine entstehende Verluste zum Heizen eines Innenraums des Fahrzeugs und/oder zum Temperieren einer Batterie und/oder zum Temperieren von Getriebeöl verwendet werden, wobei eine als Wechselstrom ausgebildete nichtdrehmomentbildende Statorstromkomponente (Id) in die elektrische Maschine eingeprägt wird, wobei im Stillstand eine drehmomentbildende Statorstromkomponente (Iq) zu Null geregelt wird, wobei im Fahrbetrieb ein Kompensationsstrom als drehmomentbildende Statorstromkomponente (Iq) eingeprägt wird, der ein durch die Variation der nichtdrehmomentbildenden Statorstromkomponente (Id) entstehendes Drehmoment kompensiert.
The present work describes an extension of current slope estimation for parameter estimation of permanent magnet synchronous machines operated at inverters. The area of operation for current slope estimation in the individual switching states of the inverter is limited due to measurement noise, bandwidth limitation of the current sensors and the commutation processes of the inverter's switching operations. Therefore, a minimum duration of each switching state is necessary, limiting the final area of operation of a robust current slope estimation. This paper presents an extension of existing current slope estimation algorithms resulting in a greater area of operation and a more robust estimation result.
With the function RooTri(), we present a simple and robust calculation method for the approximation of the intersection points of a scalar field given as an unstructured point cloud with a plane oriented arbitrarily in space. The point cloud is approximated to a surface consisting of triangles whose edges are used for computing the intersection points. The function contourc() of Matlab is taken as a reference. Our experiments show that the function contourc() produces outliers that deviate significantly from the defined nominal value, while the quality of the results produced by the function RooTri() increases with finer resolution of the examined grid.
Voice User Experience
(2023)
Sprachassistenten wie Alexa, Google Assistant, Siri, Cortana, Magenta und Bixby erfreuen sich dank ihrer intuitiven, schnellen und bequemen Interaktionsmöglichkeiten zunehmender Beliebtheit und bieten deshalb spannende Möglichkeiten für die Weiterentwicklung des digitalen Kundendialogs. Doch ob die Technologie wirklich breite Akzeptanz finden wird, hängt nicht nur mit ihrer technischen Qualität oder Usability zusammen. Auch die User Experience, die neben den Reaktionen der Nutzer*innen während der Anwendung auch ihre Erwartungen und Wahrnehmungen vor und nach der Anwendung umfasst, spielt eine zentrale Rolle. Die Messung der Qualität der Voice User Experience (Voice UX) ist daher von großem Interesse für die Bewertung und Optimierung von Sprachapplikationen. Die Frage, wie die Voice UX von sprachgesteuerten Systemen gemessen werden kann, ist jedoch noch offen. Aktuelle Methoden stützen sich häufig auf UX-Forschung zu grafischen Benutzeroberflächen, obwohl die sprachbasierten Interaktionsformen in der Regel weder visuell noch haptisch greifbar sind. In unserem Beitrag möchten wir den aktuellen Status quo der deutschen Voice User Experience untersuchen. Folgende Fragen stehen dabei im Mittelpunkt: Wie können Sprachanwendungen zu einem erfolgreichen Kundendialog beitragen? Welche Nutzerirritationen treten aktuell bei der Anwendung von Sprachassistenten auf? Mit welchen Methoden lässt sich die Voice User Experience messen?
In order to attract new students, German universities must provide quick and easy access to relevant information. A chatbot can help increase the efficiency in academic advising for prospective students. In this study we evaluate the acceptance and effects of chatbots in German student-university communication. We conducted a qualitative UX-Study with the chatbot prototype of Offenburg University of Applied Sciences (HSO), in order to determine which features are particularly relevant and which requirements are made by the users. The results show that acceptance increases if the chatbot offers quick and adequate assistance, furthermore, our participants preferred an informal communication style and valued friendly and helpful personality traits for chatbots.