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(2022)
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(2022)
Generative machine learning models for creative purposes play an increasingly prominent role in the field of dance and technology. A particularly popular approach is the use of such models for generating synthetic motions. Such motions can either serve as source of ideation for choreographers or control an artificial dancer that acts as improvisation partner for human dancers. Several examples employ autoencoder-based deep-learning architectures that have been trained on motion capture recordings of human dancers. Synthetic motions are then generated by navigating the autoencoder's latent space. This paper proposes an alternative approach of using an autoencoder for creating synthetic motions. This approach controls the generation of synthetic motions on the level of the motion itself rather than its encoding. Two different methods are presented that follow this principle. Both methods are based on the interactive control of a single joint of an artificial dancer while the other joints remain under the control of the autoencoder. The first method combines the control of the orientation of a joint with iterative autoencoding. The second method combines the control of the target position of a joint with forward kinematics and the application of latent difference vectors. As illustrative example of an artistic application, this latter method is used for an artificial dancer that plays a digital instrument. The paper presents the implementation of these two methods and provides some preliminary results.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Dynamik der Konsensbildung in sozialen Netzwerken mit unterschiedlichen Strukturen. Dafür wird mittels des Naming Games die Kommunikation mit dem Ziel der Konsensbildung simuliert und analysiert. Es geht dabei um die Frage, welchen Einfluss die unterschiedlichen Netzwerkstrukturen auf die Dynamik der Simulationen haben. Neben den unterschiedlichen Netzwerkstrukturen werden weitere Faktoren gesucht und analysiert, welche die Dynamik der Konsensfindung beeinflussen. Dafür werden die Simulationen unter bestimmten Parametern und Eigenschaften mehrfach wiederholt. Aus diesen mehrfachen Durchführungen wird eine repräsentative Simulation ausgewählt und untersucht. Hinsichtlich der Frage nach dem Einfluss der Netzwerkstruktur auf die Dynamik, konnte festgestellt werden, dass die Dichte des dem Netzwerk zugrundeliegenden Graphen einen erheblichen Einfluss auf die Effizienz der Kommunikation hat. Mit steigender Dichte steigt auch die Effizienz der Kommunikation. Zudem konnten zwei weitere wesentliche Einflussfaktoren ausgemacht werden: sogenannte Autoritäten und Announcements. Bei Autoritäten handelt es sich um Teilnehmer, welche besonders viele weitere Teilnehmer der Simulation kennen und bei Announcements handelt es sich um eine Form der Kommunikation, die zu einem Zeitpunkt zwischen mehr als zwei Teilnehmern stattfinden kann. Das Hinzufügen dieser Parameter führt wieder zu einer veränderten, effizienteren Dynamik.
Mit der wachsenden Bedeutung von Nachhaltigkeit im Alltag von Konsument*innen, werden ökologische Aspekte zunehmend zum Kaufentscheidungsfaktor. Damit steigt auch das Angebot nachhaltiger Produkte am Markt. Immer mehr Unternehmen neh-men ökologische Alternativen mit in ihr Sortiment auf. Wie nachhaltig einzelne Güter tatsächlich sind, kann für Verbraucher*innen nur schwer ersichtlich sein.
Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit ist die Analyse der Auswirkungen von Green-washing auf das Konsumverhalten deutscher Verbraucher*innen am Markt für nach-haltige Lebensmittel. Innerhalb eines Fragebogens wird zunächst der Lebensmittel-konsum eines Probandenkreises erfasst. Dabei wird zudem erfasst, welche Bedeutung Gütezeichen als Beurteilungshilfe hinsichtlich der Nachhaltigkeit eines Produkts in der Lebensmittelbranche innehalten. Dazu werden zunächst einige Öko-Siegel bzgl. ihrer Seriosität bewertet. In einem weiteren Schritt werden die Ergebnisse dieser Bewertung mittels empirische Forschung der Einschätzung des Probandenkreises gegenüberge-stellt.
Aus der Befragung ist hervorgegangen, dass Greenwashing eines Unternehmens durchaus Veränderungen in der Kaufbereitschaft der betroffenen Produkte sowie – zu einem geringeren Ausmaß – Produkte innerhalb der gleichen Kategorie betrifft. Wei-terhin wurde identifiziert, dass die Einschätzungen des Probandenkreises hinsichtlich der Seriosität und der Vertrauenswürdigkeit maßgeblich von der – innerhalb dieser wissenschaftlichen Arbeit – durchgeführten Bewertung abweichen. Die Einschätzung hinsichtlich der Seriosität und Vertrauenswürdigkeit von Seiten der Proband*innen, scheint zu großen Teilen von der Bekanntheit des betreffenden Gütezeichens abzu-hängen.
Die vorliegende Bachelorarbeit gibt einen Überblick über verschiedene Java Game Engines und wie diese über ein Konzept in die aktuelle Informatik Vorlesung integriert werden können, um dadurch die Motivation der Studierenden signifikant zu steigern. Dabei wurde in den Grundlagen das Lernpotenzial von Computerspielen untersucht sowie der allgemeine Aufbau von Game Engines definiert. Diese Ergebnisse flossen im Anschluss in die Untersuchung ein und führten zu einer Auswahl der geeigneten Java Game Engine. Über eine SWOT-Analyse, welche nach V. Wollny und H. Paul durchgeführt wurde, konnte eine gut geeignete Engine ermittelt werden. Auf der Basis des Buches von Michael Kölling wurde ein Konzept für die Informatik - Vorlesung entwickelt, welches im letzten Kapitel der Arbeit mit passenden Aufgaben beschrieben wurde. Die Bachelorarbeit ist sowohl für Studierende der Informatik als auch für Lehrende in diesem Bereich interessant und bietet neue Einblicke in ein Nischengebiet.
Die Analyse von biomechanischen Parametern erlangt in der Sportwissenschaft und der Biomechanik eine immer größere Bedeutung. Daraus entwickelten sich mit der Zeit neue Analysemethoden, die sich zum Ziel gesetzt haben, eine bessere, schnellere und einfachere Analyse der biomechanischen Parameter zu ermöglichen.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es zu evaluieren, ob die Sensor-Technologie für die Analyse von biomechanischen Parametern im Bereich des Skisprungs und Skilanglaufs eingesetzt werden kann und dabei einen Vorteil gegenüber den derzeitig verwendeten Analysemethoden mit sich bringt. Dabei soll ein Lösungskonzept entwickelt werden, welches gezielt die Geschwindigkeiten und Zeiten, im Skisprung und Skilanglauf analysieren kann.
Für die Auswahl der Sensoren, wurden zu Beginn Randbedingungen festgelegt, die ein Sensor erfüllen muss, um für den Einsatz im Skisprung und Langlauf geeignet zu sein. Dabei stehen vor allem die Outdoorfähigkeit, Scanfrequenz und die Reichweite im Fokus der Evaluierung. Auf Basis der Randbedingungen wurden diese mit den Eigenschaften der Sensoren verglichen und eine Vorauswahl getroffen. Dabei kam man zu dem Ergebnis, dass fünf Sensoren für den Einsatz im Skisprung und Skilanglauf geeignet sind. Die Sensoren kommen jeweils aus dem Bereich der LiDAR- (light detection and ranging), RFID- (Radio-Frequency Identification), und Radar-Technologie. Im Anschluss wurde für jeden Sensor ein Lösungskonzept zur Bestimmung von Geschwindigkeiten und Zeiten, unabhängig von dem zu messenden Objekt, erstellt und abschließend auf ihre Verwendbarkeit im Skisprung und Skilanglauf bewertet. Dadurch stellte sich heraus, dass die Kombination aus einem LiDAR-Sensor (LMS5xx) und einem RFID-Sensor (RFU63x) am besten für den Skilanglauf geeignet ist. Für die Verwendung im Skisprung zeigte sich ebenfalls eine Kombination aus dem RFID-Sensor (RFU63x) und einem Radar-Sensor (RMS1000) als bestmögliches Lösungskonzept zur Analyse von Geschwindigkeiten und Zeiten.
Die Arbeit hat gezeigt, dass die Sensor-Technologie in Zukunft eine schnellere, unabhängigere und einfache Methode zur Analyse von biomechanischen Parametern ermöglicht. Dabei muss berücksichtigt werden, dass es sich um eine theoretische Untersuchung handelt, welche als Vorlage für weitere Untersuchungen dienen soll.
Entwicklung und Realisierung eines Konzepts zur Erweiterung des Messbereichs einer Druckmesszelle
(2022)
Die Messung, von Prozessdrücken in industriellen Anlagen, ist heutzutage nicht mehr wegzudenken. Hierbei können während des Betriebs gelegentlich ungewollte Überdrücke auftreten, welche über dem Messbereich der eingesetzten Sensorik liegen. Mit den bisher bekannten Drucksensoren können solche Überdrücke daher nicht detektiert werden. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines Konzepts, welches eine Messbereichserweiterung hervorbringt. Mit diesem sollen Drücke bis zu einer messbereichsspezifischen Grenze detektiert werden können.
Im ersten Schritt werden die Kapazitäten der Messzellen der aktuell bestehenden Sensorelektronik aufgenommen und ausgewertet. Aufgrund der Verläufe der gemessenen Kapazitäten, wird der Fokus auf die Auswertung der Referenzkapazität gelegt. Anschließend folgt das Approximieren des Verlaufs der Referenzkapazität durch geeignete mathematische Funktionen und das Entwickeln eines messbereichsübergreifenden Algorithmus. Hierfür wird die Methode der kleinsten Fehlerquadrate angewandt. Nachdem sich ein vielversprechendes Fitting, mittels zwei Polynomen herauskristallisiert hat, erfolgt die softwareseitige Implementierung des Algorithmus für einen Mikrocontroller auf der Sensorelektronik. Im letzten Teil der Arbeit werden Testmessungen durchgeführt, um die approximierten Polynome zu validieren.
Am Ende der Arbeit entsteht eine funktionierende Messbereichserweiterung zur Detektion von Drücken im Überlastbereich. Hierbei wird eine verhältnismäßig hohe Genauigkeit mit wenigen zusätzlichen Messpunkten erzielt.
Es werden die aktuellen Studien über Fußformen auf signifikante Unterschiede zwischen Männer und Frauen, Einflussfaktoren wie das Alter, die Körpergröße, das Gewicht und den BMI untersucht. Weiter werden die Unterschiede zwischen verschiedenen Ethnien, Belastungen und dem Aufwachsen mit oder ohne Schuhe analysiert. Die Studien werden über PubMed und ConnectedPapers gesucht und die Daten mit Excel ausgewertet und graphisch dargestellt. Folgendes hat sich ergeben: das Alter hat im Wachstum des Fußes einen Einfluss auf die Fußlänge und die Fußbreite. Außerhalb des Wachstums hat das Alter Einfluss auf die fibulare Bogenlänge und die Bogenhöhe. Die Körpergröße hat Einfluss auf die Fußlänge, die fibulare Bogenhöhe, die distale Knöchelhöhe und den Ballenumfang. Das Gewicht hat im Fußwachstum einen Einfluss auf die Fußlänge. Außerhalb des Wachstums hat das Gewicht einen Einfluss auf die fibulare Bogenhöhe, die Höhe des distalen Knöchels, die Zehenhöhe und den Ballenumfang. Der BMI hat einen Einfluss auf die fibulare Bogenlänge, die mediale und distale Knöchelhöhe und die Zehenhöhe. Für die Fersenbreite und die Risthöhe wurden keine Einflussfaktoren gefunden.
Die hohen Produktionskosten verhindern derzeit weitere industrielle Anwendungen des Rührreibschweißens (engl. friction stir welding, FSW), selbst wenn eine deutlich höhere Ermüdungsfestigkeit der Verbindungen im Vergleich zum konventionellen Lichtbogenschweißen erreicht werden kann. Eine höhere Schweißgeschwindigkeit kann zwar die Kosten senken, wirkt sich aber negativ auf die Ermüdungsfestigkeit der FSW-Verbindungen aus. Als mögliche Lösung wurde das hydrostatische Festwalzen angewandt, um die Ermüdungsfestigkeit artgleicher und ungleicher FSW-Verbindungen aus den Legierungen EN AW 5083 und EN AW 6082 zu verbessern, die mit unterschiedlichen Schweißgeschwindigkeiten hergestellt wurden. Zusätzlich wurde die Ermüdungsfestigkeit direkt mit konventionell durch Metall-Inertgasschweißen (MIG) hergestellten Verbindungen und mit Grundwerkstoffproben aus EN AW 5083 verglichen. Die Oberflächenbeschaffenheit im geschweißten Zustand wurde durch Messungen der Oberflächenrauigkeit und der Eigenspannung charakterisiert. Ermüdungsversuche wurden durchgeführt, um die Ermüdungsfestigkeit der Verbindungen zu quantifizieren. Nach dem Festwalzen wurden ähnliche Druckeigenspannungen für artgleiche und ungleiche Verbindungen ermittelt. Für festgewalzte artgleiche Verbindungen aus EN AW 5083 wurde keine Verbesserung der Ermüdungsfestigkeit festgestellt. In diesem Zustand lag die Ermüdungslebensdauer der Probe jedoch im Bereich des Grundmaterials. Somit wurde eine signifikant niedrigere Ermüdungslebensdauer und eine hohe Verbesserung der Ermüdungslebensdauer durch Festwalzen für ungleiche Verbindungen erreicht. Eine Erhöhung der Schweißgeschwindigkeit von 300 mm/min auf 800 mm/min verringerte die Ermüdungsfestigkeit von Mischschweißverbindungen in diesem Fall stark.
This work addresses the conceptualization, design, and implementation of an Application Programming Interface (API) for the Common Security Advisory Framework (CSAF) 2.0, introducing another method for distributing CSAF documents in addition to two already existing methods. These don't allow the use of flexible queries as well as filtering, which makes it difficult for operators of software and hardware to use CSAF. An API is intended to simplify this process and thus advance the automation goal of CSAF.
First, it is evaluated whether the current standard allows the implementation of an API. Any conflicts are highlighted and suggestions for standard adaptations are made. Based on these results, the API is designed to meet the previously defined requirements. Subsequently, a proof of concept is successfully developed according to the design and extensively tested with specially prepared test data. Finally, the results and the necessary standard adjustments are summarized and justified.
The conceptual design and the implementation were successfully completed. However, during the implementation of the proof of concept, some routes could not be fully implemented.
Forschung im Fokus 2022
(2022)
The present document is aimed to propose a suitable thermal model for the cooling down process of a one piston air cooled reciprocating compressor. In order to achieve this, a thermographic camera is used to record the temperature of different measuring points throughout different operating conditions. This data is later analyzed, with statistical tools and graphical visualization. The thermal phenomena present in the thermal process is characterized according to the compressors' geometry. Finally, using the analysis and taking into consideration the thermal phenomena the optimal thermal model is selected. This paper belongs to a bigger project and the last step is to simulate the compressor and the accuracy of the proposed model.
In den letzten Jahren haben Recommender Systeme zunehmend an Bedeutung gewonnen. Diese Systeme sind meist für Bereiche des E-Commerce konzipiert und berücksichtigen oftmals nicht den aktuellen Kontext der nutzenden Person. Recommender Systeme können allerdings nicht nur im E-Commerce zum Einsatz kommen, sondern finden ihren Anwendungszweck auch im Gesundheitswesen. Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, ein Recommender System zu entwickeln, das den aktuellen Kontext der nutzenden Person (Chatverlauf, demografische Daten) besser berücksichtigen kann. Dazu befasst sich diese Arbeit mit der Konzeption und prototypischen Umsetzung eines kontextsensitiven Recommender Systems für einen bereits existierenden Chatbot aus dem Gesundheitswesen. Das in dieser Arbeit konzipierte und entwickelte Recommender System soll Mitarbeitende aus dem Gesundheits- und Sozialwesen entlasten und ihnen hilfreiche sowie thematisch sinnvolle Informationen zur Verfügung stellen. Basierend auf festgelegten Anforderungen wurde ein Konzept für das Recommender System entwickelt und zu Teilen als Prototyp umgesetzt. Abschließend wurde der Prototyp im Hinblick auf die Anforderungen evaluiert. Zudem fand eine technische Evaluation und eine Evaluation mithilfe von Anwendenden statt, welche den implementierten Prototypen bereits existierenden Systemen gegenüberstellte. Die von dem Prototyp empfohlenen Textausschnitte erzielten in der Evaluation mit nutzenden Personen eine thematisch signifikant höhere Übereinstimmung mit den Chatdaten.
As society continues to age, the implementation of hip stems increases every year. However, there are a variety of different hip stem designs.
The aim of this project is to analyze which hip stem design implemented in a femur is most effective under different static loading conditions such as gait and sideways falling. In addition, a four-point-bending test was carried out. Therefore, the tech-niques were simulated in silico by FEA with Abaqus/CAE 2019.
A short stem, a straight stem and an anatomical stem were tested. All prosthesis are cementless press-fit stems. Each hip stem was examined in physiological and osteoporotic bone applying all three tests. To compare the stems the tests were also applied on a native bone model as a reference. Boundary conditions were used in order to simulate the tests.
The average von Mises stress, tension, compression and the risk of fracture were extracted and compared.
Biomechanical results show that the straight stem induces higher von Mises stresses compared to the anatomical stem. The risk of fracture is higher for osteo-porotic bone than for physiological bone. However, there is no risk of fracture as all the results are below the risk of value.
Lithium-ion batteries exhibit a dynamic voltage behaviour depending nonlinearly on current and state of charge. The modelling of lithium-ion batteries is therefore complicated and model parametrisation is often time demanding. Grey-box models combine physical and data-driven modelling to benefit from their respective advantages. Neural ordinary differential equations (NODEs) offer new possibilities for grey-box modelling. Differential equations given by physical laws and NODEs can be combined in a single modelling framework. Here we demonstrate the use of NODEs for grey-box modelling of lithium-ion batteries. A simple equivalent circuit model serves as a basis and represents the physical part of the model. The voltage drop over the resistor–capacitor circuit, including its dependency on current and state of charge, is implemented as a NODE. After training, the grey-box model shows good agreement with experimental full-cycle data and pulse tests on a lithium iron phosphate cell. We test the model against two dynamic load profiles: one consisting of half cycles and one dynamic load profile representing a home-storage system. The dynamic response of the battery is well captured by the model.
Die Bachelorarbeit umfasst die Entwicklung einer Pendelhubstichsäge für die Verwendung in CNC-Bearbeitungszentren. Der Entwicklungsprozess durch läuft alle vier Phasen: Planung, Konzeption, Konstruktion, Ausarbeitung. Endergebnis der Bachelorarbeit ist ein vollständiges 3D-Modell mit allen fertigungsrelevanten Dokumenten.
Introduction The use of scaffolds in tissue engineering is becoming increasingly important as solutions need to be found for the problem of preserving human tissue, such as bone or cartilage. In this work, scaffolds were printed from the biomaterial known as polycaprolactone (PCL) on a 3D Bioplotter. Both the external and internal geometry were varied to investigate their influence on mechanical stability and biocompatibility. Materials and Methods: An Envisiontec 3D Bioplotter was used to fabricate the scaffolds. First, square scaffolds were printed with variations in the strand width and strand spacing. Then, the filling structure was varied: either lines, waves, and honeycombs were used. This was followed by variation in the outer shape, produced as either a square, hexagon, octagon, or circle. Finally, the internal and external geometry was varied. To improve interaction with the cells, the printed PCL scaffolds were coated with type-I collagen. MG-63 cells were then cultured on the scaffolds and various tests were performed to investigate the biocompatibility of the scaffolds. Results: With increasing strand thickness and strand spacing, the compressive strengths decreased from 86.18 + 2.34 MPa (200 µm) to 46.38 + 0.52 MPa (600 µm). The circle was the outer shape with the highest compressive strength of 76.07 + 1.49 MPa, compared to the octagon, which had the lowest value of 52.96 ± 0.98 MPa. Varying the external shape (toward roundness) geometry, as well as the filling configuration, resulted in the highest values of compressive strength for the round specimens with honeycomb filling, which had a value of 91.4 + 1.4 MPa. In the biocompatibility tests, the round specimens with honeycomb filling also showed the highest cell count per mm2, with 1591 ± 239 live cells/mm2 after 10 days and the highest value in cell proliferation, but with minimal cytotoxic effects (9.19 ± 2.47% after 3 days).
The use of biochar is an important tool to improve soil fertility, reduce the negative environmental impacts of agriculture, and build up terrestrial carbon sinks. However, crop yield increases by biochar amendment were not shown consistently for fertile soils under temperate climate. Recent studies show that biochar is more likely to increase crop yields when applied in combination with nutrients to prepare biochar-based fertilizers. Here, we focused on the root-zone amendment of biochar combined with mineral fertilizers in a greenhouse trial with white cabbage (Brassica oleracea convar. Capitata var. Alba) cultivated in a nutrient-rich silt loam soil originating from the temperate climate zone (Bavaria, Germany). Biochar was applied at a low dosage (1.3 t ha−1). The biochar was placed either as a concentrated hotspot below the seedling or it was mixed into the soil in the root zone representing a mixture of biochar and soil in the planting basin. The nitrogen fertilizer (ammonium nitrate or urea) was either applied on the soil surface or loaded onto the biochar representing a nitrogen-enhanced biochar. On average, a 12% yield increase in dry cabbage heads was achieved with biochar plus fertilizer compared to the fertilized control without biochar. Most consistent positive yield responses were observed with a hotspot root-zone application of nitrogen-enhanced biochar, showing a maximum 21% dry cabbage-head yield increase. Belowground biomass and root-architecture suggested a decrease in the fine root content in these treatments compared to treatments without biochar and with soil-mixed biochar. We conclude that the hotspot amendment of a nitrogen-enhanced biochar in the root zone can optimize the growth of white cabbage by providing a nutrient depot in close proximity to the plant, enabling efficient nutrient supply. The amendment of low doses in the root zone of annual crops could become an economically interesting application option for biochar in the temperate climate zone.
Für die Prognose von Zeitreihen sind bezüglich der Qualität der Vorhersagen heutzutage neuronale Netze und Deep Learning das Mittel der Wahl. LSTM-Netzwerke etablierten sich dazu als eine gut funktionierende Herangehensweise. 2017 wurde der auf Attention basierende Transformer für die Übersetzung von Sprache vorgestellt. Aufgrund seiner Fähigkeit mit sequenziellen Daten zu arbeiten, ist er auch für Zeitreihenprobleme interessant. Diese wissenschaftliche Arbeit befasst sich mit der Vorhersage von Zeitreihen mit einem Transformer. Es wird analysiert, inwiefern sich ein Transformer für Zeitreihenvorhersagen von einem Transformer für Sprachübersetzungen unterscheidet und wie gut die Vorhersagen im Vergleich zu denen eines LSTM-Netzwerkes abschneiden. Dazu werden ein LSTM- und ein Transformer-Netzwerk auf Luftqualitäts- und Wetterdaten in Berlin trainiert, um den Feinstaubgehalt (PM25) in der Luft vorherzusagen. Die Ergebnisse werden mit einem Benchmark-Modell anhand von Evaluationsmetriken verglichen. Anschließend wird evaluiert, wie die Fehler des Transformers reduziert werden können und wie gut der Transformer generalisiert.
Diese Arbeit befasst sich mit der Redigitalisierung von ausgedruckten Architektur-zeichnungen mit möglichst einfachen Mitteln. So sollen Fotos von herkömmlichen Smartphones die Grundlage für die Extraktion von Maßstab und Raumgeometrien sein.
Der erste der drei Schritte, die das Foto dabei durchläuft, ist die Beseitigung von perspektivischen Verzerrungen (Rektifizierung). Die hierfür benötigten Punkte werden durch ein, in dieser Arbeit trainiertes, Convolutional Neural Network (CNN) detektiert. Die so ermittelten Positionen stellen im zweiten Schritt, der Ermittlung eines Maßstabes, die Grundlage für das Auslesen der Maßzahlen mittels optical character recognition (OCR) dar. Da Räume nicht als solche in Bauzeichnungen eingezeichnet sind, werden im letzten Schritt, zuerst Wände, Türen und Fenster, durch mehrere mathematische Faltungen (convolutions) lokalisiert und innerhalb dieser Elemente, mittels wachsender Regionen, nach Räumen und Fluren gesucht.
Nach dem ein Foto diese Schritte durchlaufen hat, werden die ermittelten Geometrien sowie der Maßstab in einer Liste abgespeichert und im rektifizierten Bild, zusammen mit den berechneten Flächeninhalten, visualisiert. So kann ein Anwender schnell und einfach den Erfolg des Programmoutputs beurteilen.
Eine Versuchsreihe mit einigen Fotos ergab, dass ein Schattenwurf auf dem Papierplan bei Aufnahme des Lichtbildes zu vermeiden ist, da dieser sowohl bei der Auswertung durch das CNN, als auch innerhalb des OCR-Vorgangs zu Problemen führt, die in einigen Fällen eine Rektifizierung oder Maßstabsermittlung verhinderten.
Bei den übrigen fünf Fotos wurden durchschnittlich 31,8 von 32 Räumen detektiert, dabei wurde zwischen zwei und zwölf mal fälschlicherweise die Fensterbank als Fußboden detektiert. Die Standardabweichung der Flächeninhalte aller Räume betrug dabei 0,66 m², werden nur die Räume betrachtet, bei denen die Fensterbank korrekt erkannt wurde, beträgt die Standardabweichung lediglich 0,25 m².
Insgesamt werden die in dieser Arbeit erzielten Ergebnisse als „gut“ eingestuft, es bleiben jedoch auch einige Optimierungsmöglichkeiten an verschiedenen Stellen, besonders bei der Suche nach Räumen, bestehen.
Aufgrund der verstärkten Bedeutung von Datenschutz in der modernen Gesellschaft und der verstärkten Nutzung von markerlosen Systemen wird es zunehmend interessant, ob ein solches System zuverlässige Werte auch bei noch unpopuläreren Bewegungen, wie der Kopfbewegung, liefert. Diese treten, bei der heute vorwiegend sitzenden Gesellschaft und im Zeitalter von Nackenverspannungen und der daraus resultierenden Bewegungseinschränkungen, mehr in den Fokus. Auch unter dem Gesichtspunkt des Datenschutzes ist es wichtig, nicht nur die Namen der Probanden, sondern auch deren
Gesichter in den Aufzeichnungen zu anonymisieren.
In der vorliegenden Arbeit wird daher evaluiert, ob das markerlose Bewegungsanaylsesystem Theia mit anonymisierten Dateien ähnliche Ergebnisse erzeugt, wie mit den originalen Dateien. Für diese Studie wurden sechs verschiedene Bewegungen bis zu ihrem Maximalausschlag des jeweiligen Probanden aufgezeichnet. Die Bewegungen hierbei sind Flexion und Extension des Kopfes, Lateralflexion sowie Rotation zu beiden Seiten. Zusätzlich wurde noch ein Durchgang Kopfkreisen aufgezeichnet. Dieser bestand aus dreimaligem Kopfkreisen, welches eine Kombination aus den vorherigen Bewegungen ist.
Die anonymisierten Daten wurden mittels eines Algorithmus bearbeitet, welcher das Gesicht der Probanden unkenntlich macht. Dies geschah durch das Schwärzen des Gesichtes oder einem Verschwimmen des Gesichts. Danach wurden die drei Datensätze in Theia verarbeitet und in EXCEL ausgewertet. Dabei kam es vor allem bei der geschwärzten Version bei Flexion und Extension zu großen systematischen und zufälligen Fehlern. Der Mittelwert des systematischen Fehlers ist die Abweichung von 13,62 Grad zu den Originalwerten. Der zufällige Fehler ist im Mittel mit 170,57 Grad stärker abweichend. Im Vergleich dazu liegt der Mittelwert des systematischen Fehlers bei der geblurrten Versionen im Vergleich zu den Originalwerten bei 5,17 Grad. Die geblurrte Version weist zudem seltener signifikante Unterschiede und einen mittleren zufälligen Fehler von 23,43 Grad auf, weshalb diese Version unter geringem Vorbehalt verwendbar ist, die geschwärzte Version jedoch nicht.
Printmedien befinden sich in der Krise. Durch die Fülle an frei zugänglichen Inhalten im Internet, verlieren immer mehr Printmedien an Leser. Mediale Inhalte sind nicht mehr nur über die klassischen Vertriebskanäle abrufbar, sondern auch digital. Dennoch zeigen hohe Reichweiten, dass Zeitungen und Zeitschriften noch eine Relevanz am deutschen Markt besitzen.
In der vorliegenden Arbeit wird untersucht, wie sich der Markt in den letzten 15 Jahren verändert hat. Durch die Digitalisierung entstehen neue Märkte und Endgeräte, wodurch sich neue crossmediale Medienangebote bilden. Die Rolle der Printmedien hat sich verändert und das Internet wird bereits von vielen Unternehmen als zusätzlicher Medienkanal für die Distribution von Druckprodukten genutzt. Anhand des Magazins GEO wird die Veränderung des Printproduktes Zeitschrift verdeutlicht. Wie haben sich die Auflagen und Reichweiten entwickelt? Es wird ebenfalls beleuchtet, inwieweit sich die Zugänglichkeit und Darstellung des Produktes verändert hat.
Digitalisierung und Visualisierung für die Lehre an Hochschulen am Beispiel der Medientechnik
(2022)
Ziel dieser Arbeit war die Erstellung eines Konzepts für die digitale Lehre am Beispiel der Medientechnik an der Hochschule Offenburg. Das Konzept sollte anhand der Funktionsweise von Digitalkameras und den Themengebieten Blende, Verschlusszeit, ISO und dem Crop-Faktor erstellt werden. Bei Konzepterstellung wurden insbesondere existierende, wissenschaftliche Erkenntnisse aus den Bereichen E-Learning, Blended-Learning und Visualisierung berücksichtigt. Darüber hinaus wurden für das Konzept Visualisierungen für die genannten Themengebiete erstellt. Vor Erstellung der Visualisierungen galt es, mögliche Vorteile der 3D-Visualisierung gegenüber der 2D-Visualisierung zu prüfen und eine Auswahl für das Konzept zu treffen. Als weiteres Ziel sollten die in der Arbeit gewonnenen Erkenntnisse, insbesondere bei der Konzepterstellung, anderen Hochschulen und Lehrenden als Grundlage für eigene Konzepte dienen, um eine digitale Lehre mit Online-Anteilen umsetzen zu können.
Diese Ziele werden im Verlauf der Arbeit uneingeschränkt erreicht.
Die in der Arbeit durchgeführte Literaturanalyse zeigt, dass der Einsatz von E-Learning und digitalen Medien zu einem besseren Lernerfolg bei Studierenden führt. Die Anwendung von Blended-Learning-Modellen, als Ergänzung zum E-Learning, können die Nachteile der Präsenzlehre ausgleichen.
Durch den Einsatz von Visualisierungen (Bilder und Animationen) kann in der Theorie belegt werden, dass sich beide Darstellungsformen positiv auf die Lernleistung von Studierenden auswirken. Insbesondere eigenen sich Animationen bei der Durchführung von Laboren zum Ausgleich unterschiedlicher Vorkenntnisse. Außerdem tragen Animationen dazu bei, die Fähigkeit zur eigenständigen Problemlösung zu verbessern, wenn Animationen gleichzeitig mit Erläuterungen eingesetzt werden.
Eine Vorteilhaftigkeit von 3D- gegenüber 2D-Visualisierungen in der Lehre, konnte in der Arbeit nicht bestätigt werden. Nicht zuletzt aufgrund eines erhöhten Aufwandes zur Erstellung und Anwendung von 3D-Visualisierungen, wurde für das Konzept eine 2D-Darstellung gewählt. Zwar werden 3D-Visualisierungen zur Wissensvermittlung an Hochschulen eingesetzt, es konnten jedoch keine wissenschaftlichen Erkenntnisse herangezogen werden, die eine verbesserte Lernleistung oder einen besseren Lernerfolg gegenüber 2D-Visualisierungen belegen. Diese Arbeit zeigt ebenfalls, dass die Anforderungen Expressivität, Effektivität und Angemessenheit für jede Visualisierung erfüllt werden müssen, damit eine Visualisierung im Kontext der Lehre vorteilhaft ist. Darüber hinaus müssen für jede Darstellung operationalisierte Lernziele definiert werden. Nur so kann eine Überprüfung und Beurteilung einer Visualisierung durchgeführt werden. Die Erfüllung dieser Anforderungen wurde für die selbsterstellten Illustrationen zu Blende, Verschlusszeit, ISO und dem Crop-Faktor berücksichtigt und kritisch geprüft. Die Anforderungen wurden vollumfänglich erfüllt.
Bei der Konzepterstellung wurden die in der Arbeit gewonnenen wissenschaftlichen Erkenntnisse berücksichtigt und am Beispiel der Vorlesung Digitale Medien 2 umgesetzt. Das Konzept zeigt in der Theorie, wie E-Learning, Blended-Learning und Visualisierungen bei dieser Vorlesung eingesetzt werden können.
Eine Erprobung in der praktischen Anwendung muss zwingend erfolgen, um die im Konzept definierten, operationalisierten Lernziele der Visualisierungen zu bestätigen. Ebenfalls gilt es den Einfluss des Konzepts auf den Lernerfolg von Studierenden an der Hochschule Offenburg zu prüfen.
Gesetzliche Auflagen, Kundenanforderungen sowie das Risiko von finanziellen Folgen und Imageschäden durch Rückrufaktionen zwingen die Automobilhersteller und ihre Lieferanten eine lückenlose Rückverfolgbarkeit der Produkte zu gewährleisten.
Darüber hinaus ist es nicht möglich, die Qualität von Klebverbindungen zu überprüfen, ohne dabei die Bauteile zu zerstören. Daher ist es bei Klebverbindungen mit hohen Sicherheitsanforderungen umso wichtiger, eine lückenlose Nachweisführung und Rückverfolgbarkeit zu gewährleisten. Ziel dieser Masterthesis ist es, ein Konzept zu erstellen, welches die Rückverfolgbarkeit von Klebverbindungen mit hohen Sicherheitsanforderungen sicherstellt. Dieses Konzept berücksichtigt die Norm DIN 2304-1, in welcher Qualitätsanforderungen an Klebprozesse definiert sind.
Die Ausarbeitung des Rückverfolgbarkeitskonzepts basiert neben den Anforderungen der DIN 2304-1 auf den gesetzlichen Vorgaben und den Kundenanforderungen. Darüber hinaus werden zunächst die Methodik und die technischen Lösungen des Unternehmens dargestellt.
Das im Rahmen dieser Masterthesis entwickelte Konzept beinhaltet sowohl eine Beschreibung zur technischen Umsetzung der Anforderungen als auch die Definition der für die Nachweisführung relevanten Daten.
Diese Bachelorarbeit befasst sich mit den Entwicklungen des Webdesigns in den letzten zehn Jahren und den daraus resultierenden Anforderungen an eine erfolgreiche Webseite. Außerdem werden Grundlagen des Webdesign und die aktuellsten Webtrends betrachtet, um ein umfassendes Bild des Erfolges einer Webseite zu erhalten.
Im Rahmen der Thesis wurde außerdem ein interner StyleGuide für die Webseite des Softwareunternehmens „sevDesk“ aus Offenburg erstellt. Dieser bietet eine Übersicht der vorhandenen Komponenten in allen deren Varianten, sowie den allgemeingültigen StylingRichtlinien, welche das Design der kompletten Webseite definieren.
The lifetime of a battery is affected by various aging processes happening at the electrode scale and causing capacity and power fade over time. Two of the most critical mechanisms are the deposition of metallic lithium (plating) and the loss of lithium inventory to the solid electrolyte interphase (SEI). These side reactions compete with reversible lithium intercalation at the graphite anode. Here we present a comprehensive physicochemical pseudo-3D aging model for a lithium-ion battery cell, which includes electrochemical reactions for SEI formation on graphite anode, 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. The model includes also the positive feedback of plating on SEI growth, with the presence of plated lithium leading to a higher SEI formation rate compared to the values obtained in its absence at the same operating conditions. The model is thus able to describe cell aging over a wide range of temperatures and C-rates. In particular, it allows to quantify capacity loss due to cycling (here in % per year) as function of operating conditions. This allows the visualization of aging colormaps as function of both temperature and C-rate and the identification of critical operation conditions, a fundamental step for a comprehensive understanding of batteries performance and behavior. For example, the model predicts that at the harshest conditions (< –5 °C, > 3 C), aging is reduced compared to most critical conditions (around 0–5 °C) because the cell cannot be fully charged.
To achieve its climate goals, the German industry has to undergo a transformation toward renewable energies. To analyze this transformation in energy system models, the industry’s electricity demands have to be provided in a high temporal and sectoral resolution, which, to date, is not the case due to a lack of open-source data. In this paper, a methodology for the generation of synthetic electricity load profiles is described; it was applied to 11 industry types. The modeling was based on the normalized daily load profiles for eight electrical end-use applications. The profiles were then further refined by using the mechanical processes of different branches. Finally, a fluctuation was applied to the profiles as a stochastic attribute. A quantitative RMSE comparison between real and synthetic load profiles showed that the developed method is especially accurate for the representation of loads from three-shift industrial plants. A procedure of how to apply the synthetic load profiles to a regional distribution of the industry sector completes the methodology.
The significant market growth of stationary electrical energy storage systems both for private and commercial applications has raised the question of battery lifetime under practical operation conditions. Here, we present a study of two 8 kWh lithium-ion battery (LIB) systems, each equipped with 14 lithium iron phosphate/graphite (LFP) single cells in different cell configurations. One system was based on a standard configuration with cells connected in series, including a cell-balancing system and a 48 V inverter. The other system featured a novel configuration of two stacks with a parallel connection of seven cells each, no cell-balancing system, and a 4 V inverter. The two systems were operated as part of a microgrid both in continuous cycling mode between 30% and 100% state of charge, and in solar-storage mode with day–night cycling. The aging characteristics in terms of capacity loss and internal resistance change in the cells were determined by disassembling the systems for regular checkups and characterizing the individual cells under well-defined laboratory conditions. As a main result, the two systems showed cell-averaged capacity losses of 18.6% and 21.4% for the serial and parallel configurations, respectively, after 2.5 years of operation with 810 (serial operation) and 881 (parallel operation) cumulated equivalent full cycles. This is significantly higher than the aging of a reference single cell cycled under laboratory conditions at 20 °C, which showed a capacity loss of only 10% after 1000 continuous full cycles.
Sensomotorische Einlagen nach Jahrling streben eine gezielte Verbesserung muskulärer Dysbalancen und der Körperstatik an. Anhand ganganalytischer Untersuchungen wurden im Zuge dieser Arbeit Daten von 19 Patient*innen beim Gehen ohne und mit Einlagen erfasst und analysiert. Ergänzend wurde zu Vergleichszwecken eine Kontrollgruppe von sieben gesunden Proband*innen herangezogen. Ziel war es, weitere Erkenntnisse über den Einfluss der Einlagenversorgung auf die Kinetik und Kinematik der unteren Extremität zu erlangen. Hierbei standen insbesondere die Kräfte und Drehmomente am Kniegelenk im Fokus.
Mittels der instrumentellen Ganganalyse wurden die Teilnehmenden im Abstand von zwei Wochen vermessen. Alle zeigten Einlagenversorgung einen erhöhten Valguswinkel am Kniegelenk während der Standbeinphase des Gehens, wiesen darüber hinaus jedoch keine neurologischen oder muskuloskelettalen Erkrankungen auf. Die Patient*innen absolvierten die Untersuchungen mit frei gewählter Ganggeschwindigkeit und auf ebener, freier Gehstrecke. Die erhobenen Daten wurden gemittelt, normiert und statistisch ausgewertet. Untersuchte Variablen sind Raum- / Zeitparameter und Verläufe der Gelenkwinkel und -momente am Kniegelenk, sowie am Sprunggelenk und dem Fußkomplex.
Die Ergebnisse lassen auf signifikante Effekte der Einlage auf die Kinematik des Kniegelenks in frontaler Ebene schließen. Der Abduktionswinkel der Teilnehmenden bei Toe-off wurde, durch die Versorgung mit sensomotorischen Einlagen, beispielsweise um 3,6° reduziert. Der Vergleich mit Personen ohne Beinachsfehlstellung zeigte zudem eine Annäherung des Verlaufs des Valguswinkel über nahezu den gesamten Gangzyklus. Es konnten zudem vereinzelt signifikante Unterschiede anhand des Extremwertvergleichs der Dorsal- und Plantarflexion des oberen Sprunggelenks nachgewiesen werden. Die Zeit- / Distanz- Parameter und Momentenverläufe blieben jedoch unverändert.
Die Arbeit zeigt, dass die sensomotorischen Einlagen Einfluss auf die Kinematik der Gelenke der unteren Extremität haben. Es wird allerdings auch deutlich, dass die Komplexität der Wirkmechanismen und deren Auswirkung durch die recht einfach gehaltene Ganganalyse nicht gänzlich erfasst werden kann. Weitere Untersuchungen sind erforderlich, um die Beobachtungen zu stützen und die Ergebnisse differenzierter erklären und bewerten zu können. Hierfür erscheint es sinnvoll, die Anzahl an Patient*innen zu erhöhen und die instrumentelle Ganganalyse mit EMG-Aufzeichnungen und einem detaillierteren Markermodell zu ergänzen.
Kurzfassung
Hintergrund: Eine Methode, mit der Richtungswechsel (COD) im Sport erkannt und quantifiziert werden können, kann eine weitere wichtige Variable bei der Überwachung von Belastungen sein und so Einfluss auf die Belastungssteuerung nehmen.
Zielsetzung: Die Überprüfung der Genauigkeit und Übereinstimmung einer GNSS-Trackingeinheit (Catapult OptimEye S5) bei vorgegebenen CODs im Bereich zwischen 45° und 180° nach links und rechts im Vergleich zu einem Bewegungserfassungssystem.
Stichprobe: 20 junge und zum Zeitpunkt der Messung gesunde Fußballer (10 Männer/10 Frauen; Alter: 25.3 ± 3.5 Jahre; Größe: 173 ± 8.5 cm; Gewicht: 66 ± 9.3 kg)
Methodik: Gleichzeitige Aufnahme von Positionsdaten (Catapult OptimEye S5) und Bewegungserfassungsdaten (Theia3D Markerless Motion-Capture) während je drei aufeinanderfolgenden Läufen pro vorgegebenen Winkel (180°, 135°, 90°, 45°) in beide Richtungen.
Ergebnisse: Eine gute Genauigkeit ist für 180°-CODs in beide Richtungen ermittelt worden. Deutlich unterschätzt sind die 45°-CODs in beide Richtungen und der 90°-COD nach links, weniger unterschätzt ist der 90°-COD nach rechts. Der 135°-COD ist für beide Richtungen deutlich nach oben verzerrt. Die Übereinstimmung ist für beide 180° Winkel und die 135°- und 45° Winkel nach links zufriedenstellend. Alle Ergebnisse werden über den Mittelwert ± Standardabweichung und der Bland-Altman 95%-Grenzen dargestellt.
Schlussfolgerung: Die Ergebnisse zeigen, dass die GNSS-Technologie bei CODs an ihre Grenzen stößt. Dennoch können mit einem Kompromiss in Bezug auf die Genauigkeit, unterschiedliche Winkel bei CODs bestimmt werden.
Die Hohlprobentechnik soll als Alternative zur Autoklavtechnik eingesetzt werden,
um Werkstoffe unter Druckwasserstoffeinfluss charakterisieren zu können. Daher
wird in dieser Arbeit die Hohlprobengeometrie unter LCF-Belastung mit Hilfe
der Finite-Elemente-Methode untersucht. Dabei wird besonders auf den Einfluss
des Innendrucks, der Belastung und der Temperatur eingegangen. Die Ergebnisse
werden mit der Vollprobengeometrie verglichen, um die Eignung der Hohlprobe als
Alternative zur Vollprobe zu untersuchen. Ohne Innendruck ist kein Unterschied
im Verformungsverhalten zwischen Voll- und Hohlprobe zu erkennen. Bei hohen
Innendrücken kann die Hohlprobe ihre Formstabilität verlieren. Daher können in
Experimenten nicht alle Kombinationen aus Temperatur und Innendruck untersucht
werden.
Im zweiten Teil der Arbeit wird die belastungsabhängige Wasserstoffdiffusion an einer
angerissenen Hohlprobe numerisch untersucht. Durch die Spannungsgradienten an der
Rissspitze wird die Wasserstoffkonzentration beeinflusst. Um einen Zusammenhang
zwischen der Plastizität und der Diffusion zu untersuchen, wird eine plastische und
eine Diffusionszone ausgewertet. Hier zeigt sich, dass die Diffusionszone hauptsächlich
von der Risslänge und weniger von der Belastung abhängt.
Die vorliegende Masterarbeit setzt sich mit dem Thema „Digitale Medien und soziale Anerkennung“ auseinander. Dabei wird der Frage nachgegangen, welchen Einfluss die Nutzung digitaler Medien auf das Selbstbild junger Erwachsener, auf das Thema Cybermobbing und den zwischenmenschlichen Umgang in der Gesellschaft hat. Als Praxisbeispiel wurde exemplarisch die Folge „Nosedive“ der dystopischen Sci-Fi-Serie „Black Mirror“ ausgewählt, in der eine Gesellschaft porträtiert wird, deren Leben durch ein soziales Bewertungssystem bestimmt wird. Im Zuge dessen soll ein Bezug zu realen Sozialkredit-Systemen hergestellt werden. Das Ziel der Forschung ist es, eine umfangreiche Analyse der Auswirkungen des Medienkonsums von Fiktion und Realität vor dem Hintergrund sozialer Anerkennung durchzuführen.
Im theoretischen Teil der Arbeit soll allgemein auf digitale Medien, das Nutzungsverhalten von Jugendlichen sowie auf die Bedeutung von Identität und Selbstbild (im Netz) eingegangen werden. Sowohl die Einflüsse der digitalen Mediennutzung auf die Identität, das Selbstbild sowie die Selbstdarstellung als auch die allgemeinen positiven und negativen Auswirkungen durch exzessiven Medienkonsum von Jugendlichen sollen in dieser Arbeit näher beleuchtet und einander gegenübergestellt werden. Im nächsten Schritt sollen die Auswirkungen auf die Bereiche Cybermobbing sowie die zwischenmenschliche Kommunikation und soziale Beziehungen untersucht werden. Nach Abhandlung der Einflüsse und Auswirkungen auf die Jugendlichen unserer Gesellschaft folgt der praktische Teil der Arbeit, in dem zunächst die Anthologie-Serie „Black Mirror“ und die Inhalte der Folge „Nosedive“ vorgestellt werden sollen. Anhand ausgewählter Merkmale soll die fiktionale Welt mit unserer modernen Gesellschaft analysiert und verglichen werden. Abschließend soll auf die Sozialkredit-Systeme in China eingegangen und ein Bezug zur Folge hergestellt werden. In der Analyse sollen die Ergebnisse der vorangegangenen Kapitel miteinbezogen werden. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass digitale Medien einen weitreichenden sowohl positiven als auch negativen Einfluss auf Jugendliche haben. Die Nutzung hat viele Bereiche unseres Lebens bereits verändert. Besonders soziale Medien hinterlassen ihre Spuren in der Identität und Werteentwicklung von Kindern und Jugendlichen. Obwohl sie in der jüngeren Generation hohes Ansehen genießen, bestimmen sie jedoch (noch) nicht über andere Bereiche des Lebens.
Die Suchmaschinenoptimierung (SEO) ist von zunehmender Bedeutung für ContentErsteller:innen. Ziel dieser Forschung ist das Erstellen eines strukturierten und übersichtlichen SEO-Leitfadens für Redakteur:innen. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: ‚Welche Elemente der Suchmaschinenoptimierung spielen im redaktionellen Prozess eine wesentliche Rolle, um erfolgreiche SEO-Texte zu erstellen?’
Um die Forschungsfrage zu beantworten wurde eine qualitative Studie zu SEO in Bezug auf Redaktuer:innen durchgeführt. Daran nahmen sieben Auskunftspersonen teil, mitunter: erfahrene Redakteur:innen, Informatiker:innen, Online Marketing Expert:innen und SEOs. Konkret beschäftigt sich die Studie mit dem Erstellen von Texten und Artikeln für WebMagazine und Blogs. In der qualitativen Studie wurden offene Fragen durch die Interviewtechnik des problemzentrierten Interviews gestellt. Das erhobene Material wurde dann durch eine qualitative Inhaltsanalyse ausgewertet.
Die Analyse des Materials erlaubte die Schritte Keyword-Recherche, Themensuche, Keyword-Analyse, SEO-Briefing und Text-Schreiben zu definieren, um sie danach in eine sinnvolle Reihenfolge zu ordnen. Der Leitfaden soll Redakteur:innen dabei helfen, einen besseren Überblick zum SEO-Prozess zu erlangen und das selbständige Durcharbeiten der Schritte vor dem Schreiben eines SEO-Artikels oder -Texts ermöglichen.
A novel method for quasi-continuous tar monitoring in hot syngas from biomass gasification is reported. A very small syngas stream is extracted from the gasifier output, and the oxygen demand for tar combustion is determined by a well-defined dosage of synthetic air. Assuming the total oxidation of all of the combustible components at the Pt-electrode of a lambda-probe, the difference of the residual oxygen concentrations from successive operations with and without tar condensation represents the oxygen demand. From experiments in the laboratory with H2/N2/naphthalene model syngas, the linear sensitivity and a lower detection limit of about 70 ± 5 mg/m3 was estimated, and a very good long-term stability can be expected. This extremely sensitive and robust monitoring concept was evaluated further by the extraction of a small, constant flow of hot syngas as a sample (9 L/h) using a Laval nozzle combined with a metallic filter (a sintered metal plate (pore diameter 10 µm)) and a gas pump (in the cold zone). The first tests in the laboratory of this setup—which is appropriate for field applications—confirmed the excellent analysis results. However, the field tests concerning the monitoring of the tar in syngas from a woodchip-fueled gasifier demonstrated that the determination of the oxygen demand by the successive estimation of the oxygen concentration with/without tar trapping is not possible with enough accuracy due to continuous variation of the syngas composition. A method is proposed for how this constraint can be overcome.
Simulation based studies for operational energy system analysis play a significant role in evaluation of various new age technologies and concepts in the energy grid. Various modelling approaches already exist and in this original paper, four models representing these approaches are compared in two real-world hybrid energy system scenarios. The models, namely TransiEnt, µGRiDS, and OpSim (including pandaprosumer and mosaic) are classified into component-oriented or system-oriented approaches as deduced from the literature research. The methodology section describes their differences under standard conditions and the necessary parameterization for the purpose of creating a framework facilitating a closest possible comparison. A novel methodology for scenario generation is also explained. The results help to quantify primary differences in these approaches that are also identified in literature and qualify the influence of the accuracy of the models for application in a system-wide analysis. It is shown that a simplified model may be sufficient for the system-oriented approach especially when the objective is an optimization-based control or planning. However, from a field level operational point of view, the differences in the time series signify the importance of the component-oriented approaches.
Smart Home Security
(2022)
Interoperabilität zwischen Kommunikationsstandards im Smart Home Umfeld wird durch die steigende Anzahl an Geräten und Herstellern zu einer immer größeren Herausforderung. Nutzer müssen genau darauf achten, dass keine Probleme durch die Nutzung mehrerer Kommunikationsstandards entstehen. Oft sind nur Geräte desselben Herstellers oder einer Gruppe von Herstellern vollständig kompatibel, sodass zwangsweise eine Bindung zu den Herstellern aufgebaut wird. Zusätzlich haben die bereits etablierten Standards zahlreiche bekannte Sicherheitslücken, die bei einer unsauberen Implementierung von Angreifern ausgenutzt werden können.
Der neue Kommunikationsstandard Matter der Connectivity Standards Alliance (CSA) verspricht, diese Probleme zu lösen. Matter basiert auf den bereits existierenden Protokollen WiFi, Bluetooth und Thread und zählt bereits viele der großen Smart Home Hersteller, wie Google, Amazon, Apple, Philips und Signify, zu seinen Partnern. Außerdem soll die Sicherheit Matters für den Endnutzer ein fundamentaler Grundsatz in der Entwicklung sein. Die finale Veröffentlichung des Matter-Standards wird laut der CSA im Herbst 2022 erwartet.
Diese Bachelorthesis hat zum Ziel, Matter anhand des Entwurfs und der bereits öffentlichen Referenzimplementierung auf Schwachstellen im Bereich der Informationssicherheit zu untersuchen. Zur Bewertung der konzeptionellen Sicherheitsmaßnahmen werden unter anderem die Funktionsweise, die Einschätzung der Bedrohungslage, die gewählten Sicherheitsprinzipien für die Entwicklung und die Rolle des Datenschutzes betrachtet.
Im Anschluss werden einerseits bestehende Sicherheitslücken und Schwachstellen in den genutzten Kommunikationsprotokollen betrachtet, aber auch praktische Angriffe gegen Matter werden auf Basis der Betrachtung durchgeführt. Dazu werden sowohl ein Replay Attack als auch ein Deauthentication Attack gegen die Referenzimplementierung
durchgeführt.
Abschließend soll die Frage geklärt werden, ob Matter ein ausreichendes Maß an Sicherheit bieten und für Nutzer einen Vorteil schaffen kann.
In asymmetric treatment of hearing loss, processing latencies of the modalities typically differ. This often alters the reference interaural time difference (ITD) (i.e., the ITD at 0° azimuth) by several milliseconds. Such changes in reference ITD have shown to influence sound source localization in bimodal listeners provided with a hearing aid (HA) in one and a cochlear implant (CI) in the contralateral ear. In this study, the effect of changes in reference ITD on speech understanding, especially spatial release from masking (SRM) in normal-hearing subjects was explored. Speech reception thresholds (SRT) were measured in ten normal-hearing subjects for reference ITDs of 0, 1.75, 3.5, 5.25 and 7 ms with spatially collocated (S0N0) and spatially separated (S0N90) sound sources. Further, the cues for separation of target and masker were manipulated to measure the effect of a reference ITD on unmasking by A) ITDs and interaural level differences (ILDs), B) ITDs only and C) ILDs only. A blind equalization-cancellation (EC) model was applied to simulate all measured conditions. SRM decreased significantly in conditions A) and B) when the reference ITD was increased: In condition A) from 8.8 dB SNR on average at 0 ms reference ITD to 4.6 dB at 7 ms, in condition B) from 5.5 dB to 1.1 dB. In condition C) no significant effect was found. These results were accurately predicted by the applied EC-model. The outcomes show that interaural processing latency differences should be considered in asymmetric treatment of hearing loss.
Das Unternehmen adam medien produziert für kleine und mittelständische Unternehmen Telefonansagen wie Begrüßungsansagen, Warteschleifen oder Ansagen zu Anrufen außerhalb der Geschäftszeiten. Zu seinem Service gehört es die Texte die Kunden zu erstellen, zu optimieren und eventuell zu übersetzen. Bisher wird dieser Teil des Workflows durch eine eigene Webseite realisiert, in welche eine externe Webseite integriert ist.
Um den Kunden eine bessere Lösung mit mehr Funktionen im firmeneigenen Design und der Corporate Identity bieten zu können, soll ein eigene Webanwendung entwickelt werden. Dadurch entsteht eine Unabhängigkeit von Google, Google Tabellen und dessen Updates. Zusätzlich möchte man den Kunden einen besseren Datenschutz bieten, da man selbst die Kontrolle über alle Daten besitzt und diese nicht an Google abgibt.
Die Webanwendung soll die Telefonansagetexte anzeigen und Kunden sowie Mitarbeitenden die Möglichkeit bieten diese anzupassen. Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen Prototyp zu konzipieren und zu implementieren, welcher den Arbeitsablauf der Agentur bei der Erstellung der Telefonansagetexte auf eigenen Webseiten unterstützt.
The present essay discusses several channels of social policy on climate mitigation and utilizes the Universal Basic Income (UBI) scheme as an example for endowment increasing and inclusive social policy instruments. UBI comprises the payment of a fixed amount of money to every member of a society from birth to death and is not bounded to any precondition. It is expected to increase resilience of individuals against disruptive and unexpected processes, such as climate change, digitization, aging population and the changing world of work, rather than particular life-trajectories. UBI is found to be a social policy instrument whose effects can contribute to climate mitigation. This essay is far from being conclusive and rather aims to raise questions which require further analysis.
Der Onlinehandel gewinnt stetig an Relevanz und die Anzahl der Onlineshops in der Modebranche nimmt zu. Dies führt zu einer Steigerung der Marktmacht der Kundschaft. Für Onlineshops wird es daher immer wichtiger, die Anforderungen der Kunden und Kundinnen zu berücksichtigen und sich an ihnen auszurichten.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, die Anforderungen von Kunden und Kundinnen an
Fashion-Onlineshops zu ermitteln. Dazu wird die folgende Forschungsfrage gestellt: Welche kundenzentrierten Anforderungen sollten Fashion-Onlineshops erfüllen, um eine bestmögliche User Experience zu erzielen?
Aus den resultierenden Ergebnissen einer Best Practice-Analyse zweier Onlineshops im Bereich Fashion und der Durchführung von Remote Usability-Tests werden Handlungsempfehlungen abgeleitet. Diese beziehen sich ausschließlich auf die Zielgruppe der Studierenden im Alter von 19 bis 26 Jahren. Die Ergebnisse der Evaluation stellen Empfehlungen dar, welche Fashion-Onlineshops nutzen können, um die Nutzerfahrungen im Onlineshop kundenzentriert
zu optimieren.
The increase of the Internet of Things (IoT) calls for secure solutions for industrial applications. The security of IoT can be potentially improved by blockchain. However, blockchain technology suffers scalability issues which hinders integration with IoT. Solutions to blockchain’s scalability issues, such as minimizing the computational complexity of consensus algorithms or blockchain storage requirements, have received attention. However, to realize the full potential of blockchain in IoT, the inefficiencies of its inter-peer communication must also be addressed. For example, blockchain uses a flooding technique to share blocks, resulting in duplicates and inefficient bandwidth usage. Moreover, blockchain peers use a random neighbor selection (RNS) technique to decide on other peers with whom to exchange blockchain data. As a result, the peer-to-peer (P2P) topology formation limits the effective achievable throughput. This paper provides a survey on the state-of-the-art network structures and communication mechanisms used in blockchain and establishes the need for network-based optimization. Additionally, it discusses the blockchain architecture and its layers categorizes existing literature into the layers and provides a survey on the state-of-the-art optimization frameworks, analyzing their effectiveness and ability to scale. Finally, this paper presents recommendations for future work.
Electrochemical pressure impedance spectroscopy (EPIS) has recently been developed as a potential diagnosis tool for polymer electrolyte membrane fuel cells (PEMFC). It is based on analyzing the frequency response of the cell voltage with respect to an excitation of the gas-phase pressure. We present here a combined modeling and experimental study of EPIS. A pseudo-twodimensional PEMFC model was parameterized to a 100 cm2 laboratory cell installed in its test bench, and used to reproduce steady-state cell polarization and electrochemical impedance spectra (EIS). Pressure impedance spectra were obtained both in experiment and simulation by applying a harmonic pressure excitation at the cathode outlet. The model shows good agreement with experimental data for current densities ⩽ 0.4 A cm−2. Here it allows a further simulative analysis of observed EPIS features, including the magnitude and shape of spectra. Key findings include a strong influence of the humidifier gas volume on EPIS and a substantial increase in oxygen partial pressure oscillations towards the channel outlet at the resonance frequency. At current densities ⩾ 0.8 A cm−2 the experimental EIS and EPIS data cannot be fully reproduced. This deviation might be associated with the formation and transport of liquid water, which is not included in the model.
Um mit einer Marketing- oder Werbemaßnahme erfolgreich zu sein, muss ein Unternehmen die Bedürfnisse und Wünsche der anzusprechenden Zielgruppen kennen. Da
die Generation Z in den kommenden Jahren im Vergleich zu vorangegangenen Generationen einen immer größeren Anteil der Weltbevölkerung und somit der zukünftigen
Konsument*innen ausmachen wird, stellt sie die Zielgruppe der Zukunft dar. Für diese
Generation ist der Umgang mit dem Internet, Smartphones und Apps alltäglich und hat
sich in ihrem Leben bereits fest etabliert. Die vorliegende Bachelorarbeit behandelt basierend auf dieser Tatsache die Frage, ob Mitglieder der Generation Z noch von klassischer Werbung erreicht werden können und wie ein Unternehmen die eigenen Werbemaßnahmen gestalten sollte, um die Generation Z anzusprechen. Damit Rückschlüsse
auf die zielgruppengerechte Marketingkommunikation eines Unternehmens mit der Generation Z gezogen werden konnten, wurden Werke der Fachliteratur und nationale sowie internationale Studien über das Konsument*innenverhalten der Generation Z herangezogen. Um die Erkenntnisse der Literaturrecherche zu untermauern, wurde zusätzlich eine Gruppendiskussion mit Vertreter*innen der Generation Z durchgeführt. Die
qualitative Studie manifestierte die im Theorie-Teil herausgearbeiteten Informationen
und half somit maßgeblich bei der Beantwortung der Forschungsfragen. Im Rahmen
dieser Arbeit konnte festgestellt werden, dass die Generation Z grundsätzlich nicht mehr
von klassischer Werbung erreicht wird, da sie klassische Medien nur noch selten nutzt.
Um Mitglieder der Generation Z als Zielgruppe für sich zu gewinnen, bedarf es einer
Marketingkommunikation, die vorwiegend online und bestenfalls über Social Media
stattfindet und die Konsument*innen individuell mit relevanten Inhalten anspricht.
Patienten mit neurologischen Erkrankungen, die Auswirkungen auf die Muskelaktivität der unteren Extremitäten haben, leiden oft an Gangstörungen in der Schwung- und Standphase. Um diesen Gangstörungen entgegenzuwirken und einzelne Muskeln zu unterstützen oder zu ersetzen, stellt die Versorgung mit Unterschenkelorthesen eine Behandlungsoption dar. Den Ärzten steht dabei eine Vielzahl an Orthesentypen mit verschiedenen mechanischen Eigenschaften zur Verfügung. Zur Beurteilung der Wirksamkeit einer Orthesenversorgung werden dreidimensionale Ganganalysen mit und ohne Orthese durchgeführt. Die Entscheidungsfindung wird durch eine Simulation des Bewegungsapparates, dem muskuloskelettalen Modelling, unterstützt. Aus den Messdaten der Ganganalyse mit Orthese wird mittels der inversen Dynamik auf die bewegungserzeugenden Muskelkräfte im Körper zurückgerechnet. Der-zeit wird das Gesamtmoment um das Sprunggelenk in die Berechnung mit einbezogen, welches sich aus dem internen Moment, erzeugt von Muskeln, Sehnen und Bändern der unteren Extremitäten des Patienten und dem externen Orthesenmoment zusammensetzt. Durch eine isolierte Ermittlung des Unterstützungsmoments einer Unterschenkelorthese kann durch das muskuloskelettale Modelling eine genauere Aussage über die Auswirkungen einer Unterschenkelorthese auf die Muskelaktivität der unteren Extremitäten und die Funktionalität des Bewegungsapparates des Patienten getroffen werden. Zur Bestimmung des Orthesenmoments wird die Rotationssteifigkeit, die wichtigste mechanische Eigenschaft einer Unterschenkelorthese mithilfe einer Testvorrichtung gemessen. Denn diese beschreibt das Widerstandsmoment der Orthese, das sie bei der Deformation in Plantar- oder Dorsalflexion er-zeugt, um eine gewisse Biegung um die Sprunggelenksachse freizugeben. Die Literaturrecherche ergibt, dass die Rotationssteifigkeit einer Unterschenkelorthese auf einem Prüfstand mit einem physischen Ersatzbeinmodell zur Fixierung der Orthese gemessen wird. In der bestehenden Testvorrichtung am Kinderspital Basel werden die Orthesen allerdings ohne Ersatzbeinmodell untersucht. Das Ziel dieser Arbeit ist daher die Ermittlung der Eignung der bestehenden Vorrichtung ohne Ersatzbeinmodell zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit. Dazu werden eine steife und drei Karbonfederorthesen auf der Testvorrichtung und am Bein eines gesunden Probanden in vergleichbaren Auslenkungen gemessen. Die Bewegung der Orthese wird mittels dreidimensionalem markerbasiertem Kameramesssystem aufgenommen und die kinetischen Daten über dreidimensionale Kraftmessplatten erfasst.
Für den Vergleich der beiden Testkonditionen werden drei Parameter definiert. Der Erste ist das Deformationsmaß der Orthese. Dieses beschreibt die Deformationslinie des Orthesenschafts in Sagittalebene. Der Vergleich zeigt, dass dieses bei allen getesteten Orthesentypen in starkem Maß zwischen beiden Testkonditionen variiert und damit nicht vergleichbar ist. Der zweite Parameter ist die Betrachtung eines vereinfachten Modells für das Verhalten des Rotationspunkts in der Sagittalebene, um den der Orthesenschaft bei der Verformung rotiert. Hierzu werden Geraden durch die Marker des Schafts und des Fußes gelegt und deren Schnittpunktverhalten bei der Deformation analysiert. Die Bewegung des Schnittpunkts variiert je nach Testkondition, jedoch wird das Maß der Bewegung im Vergleich zu anderen Einflussfaktoren als vernachlässigbar eingestuft. Hier gleichen sich somit die beiden Testkonditionen. Der dritte Parameter ist die Rotationssteifigkeit der Orthese. Hierzu werden mit den Kraftmessplatten die Kräfte gemessen und mit den Positionsdaten der Marker ein Hebelarm und der Deformationswinkel definiert. Die ermittelten Daten weichen zwischen den Testkonditionen in großem Maß voneinander ab. Eine direkte Aussage über die Eignung der Testvorrichtung kann nicht getroffen werden.
Die Ergebnisse zeigen, dass die Messung am Bein des Probanden keine realistischen und da-mit verwertbaren Messdaten zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit liefert. Schlussfolgernd sind die Messdaten beider Testkonditionen mit den angewandten Mess- und Berechnungsmethoden nicht vergleichbar. Die Eignung der Testvorrichtung lässt sich somit nur bedingt beurteilen. Einerseits liefert der Aufbau der Vorrichtung und die Messdurchführung Messda-ten zur Bestimmung der Rotationssteifigkeit, andererseits kann noch keine Aussage darüber getroffen werden, ob die Messdaten zu einer qualitativen Ermittlung der Rotationssteifigkeit der Orthese führen können. In zukünftigen Studien muss die Messung am Bein des Proban-den optimiert werden, um Referenzwerte für die Messung auf der Testvorrichtung bereitstellen zu können.
Das tiefe Lernen und die daraus entstehenden Technologien bieten eine neue Herausforderung für Unternehmen und privat Personen beiderlei. Deepfakes sind schon seit über vier Jahren im Internet verbreitet und in dieser Zeit wurden hauptsächlich politische Figuren Opfer der Technologie. Diese Arbeit nimmt sich das Ziel, die möglichen Attacken zu beschreiben und Gegenmaßnahmen dafür vorzustellen. Es wird zunächst Social Engineering erläutert und die technischen Grundlagen von Deepfakes gelegt. Daraufhin folgt ein Fallbeispiel, welches genauer aufzeigt, wie auch Unternehmen Opfer von Deepfake Attacken werden können. Diese Attacken fügen einen erheblichen finanziellen sowie Reputationsschaden an. Daher müssen verschiedene technische und organisatorische Maßnahmen gegenüber Deepfakes im Social Engineering Umfeld eingeführt werden. Durch die ständige Entwicklung der Technik werden diese Attacken in der Zukunft an Komplexität und Häufigkeit zunehmen. Unternehmen, Forscher und IT-Sicherheitsspezialisten müssen daher die Entwicklung dieser Attacken beobachten.
The impact of the circular economy on sustainable development: A European panel data approach
(2022)
The circular economy (CE) has attracted considerable attention because of its potential to help achieve sustainable development (SD). This paper presents a comprehensive analysis of the effect of the CE on the three dimensions of SD at the country level. We analysed the impact of each CE source of value (renewable energy, reuse, repair, recycling) and the influence of an overall factor-analysis-derived measure of the CE on the economic, environmental and social dimensions of SD. The aim was to compare the individual impacts and outcomes of the CE and its sources of value in a single study. Panel data analysis was performed using a sample of 25 European countries for the period 2010 to 2019. The findings show a major impact of the CE on achieving SD, which has positive
effects on the economy, environment and society. However, the results show that the impact of each CE value source on the three SD dimensions varies. While renewable energies and reuse reduce the impact on the environment, recycling has no effect, and repair increases GHG emissions. However, repair is the only CE source with a positive economic impact at the country level. Finally, renewable energy, repair and recycling reduce unemployment. Decision makers should conduct impact analysis to design suitable, efficient and targeted measures depending on each country's specific objectives.
During the coronavirus crisis, labs had to be offered in digital form in mechanical engineering at short notice. For this purpose, digital twins of more complex test benches in the field of fluid energy machines were used in the mechanical engineering course, with which the students were able to interact remotely to obtain measurement data. The concept of the respective lab was revised with regard to its implementation as a remote laboratory. Fortunately, real-world labs were able to be fully replaced by remote labs. Student perceptions of remote labs were mostly positive. This paper explains the concept and design of the digital twins and the lab as well as the layout, procedure, and finally the results of the accompanying evaluation. However, the implementation of the digital twins to date does not yet include features which address the tactile experience of working in real-world labs.
This paper has the objective of creating a framework for a different cultural dimension of corporate entrepreneurship leading to corporate entrepreneurial culture (CEC). The analysis of CEC is based on a review of existing concepts of organisational culture and entrepreneurship. They are combined to create a framework of CEC, including macro- and microlevels and examples of subcultures. Core ideas of the framework are validated by qualitative interviews with ten experts. The identified organisational category of the CEC framework is defined by the levels of micro-cultures or subcultures and includes the upper levels of the hierarchy, including the industry level. Geographic categories such as regional or national culture are also part of the system. The individual category of the CEC framework is characterised by competencies (including aspects such as motivation, creativity, mobilising others, coping with uncertainty, teamwork and social competencies) and entrepreneurial personalities. The results of the interviews show the importance of these individual competencies for a lively CEC. The different levels, such as national and professional cultures, as a dimension of the organisational category of the framework are also confirmed by the interviews. The findings indicate that the individual category of CEC could be used for job satisfaction or engagement and the degree of CEC of an organisation could be defined and developed by the organisational category. The identified framework contributes to an understanding of this complex topic and supports companies in the implementation of entrepreneurial ideas in different organisational contexts.
Teaching and learning concepts that are adapted to the constantly evolving requirements due to rapid technological progress are essential for teaching in media photonics technology. After the development of a concept for research-oriented education in optics and photonics, the next step will be a conceptual restructuring and redesign of the entire curriculum for education in media photonics technology. By including typical research activities as essential components of the learning process, a broad platform for practical projects and applied research can be created, offering a variety of new development opportunities.
Beuys-Gespräch
(2022)
Die vorliegende Bachelorthesis setzt sich mit dem Einsatz von digitalen Medien in den Bildungseinrichtungen Hochschule und Berufsschule auseinander. Zunächst werden grundlegende Begrifflichkeiten und digitale Medien beschrieben. Anschließend wird der Gerätebesitz Jugendlicher und die Ausstattung der Bildungsinstitute gezeigt. Im Folgenden wird auf den Einfluss der Coronapandemie in Bezug auf die Digitalisierung eingegangen. Anschließend folgen zwei Konzepte, die einen sinnvollen Einsatz von digitalen Medien in der Bildung gewährleisten sollen.
Durch ein wachsendes Bewusstsein für soziale und nachhaltige Konflikte spielt verantwortungsvolles unternehmerisches Handeln eine zunehmend große Rolle für potenzielle Kund*innen. Viele Unternehmen entscheiden sich daher für Corporate-Social-Responsibility-Marketing: Sie greifen wichtige gesellschaftliche Themen in ihren Kampagnen auf. Nicht immer steckt dahinter ein edles Motiv. Wirtschaftliches Interesse steht häufig über ethischem Antrieb. Doch in einigen Fällen durchschauen Kund*innen diese Irreführung.
Ziel dieser wissenschaftlichen Arbeit ist die Analyse der Auswirkungen von unglaubwürdigem Corporate-Social-Responsibility-Marketing auf die Kaufbereitschaft von Studierenden. Die Untersuchung wird anhand des Unternehmens Nike durchgeführt. Hierfür wird den Proband*innen zunächst ein Corporate-Social-Responsibility-Werbespot von Nike gezeigt. Anschließend wird ihnen ein Skandal präsentiert, der eben diesen Werbespot als reine Marketing-Masche enttarnt. Zwischenzeitlich wird die Kaufbereitschaft der Studierenden mit einem Fragebogen gemessen. Zusätzlich werden die Teilnehmer*innen zu ihren Gedanken und Gefühlen befragt, die Kampagne und Skandal hinterlassen.
Aus dem Experiment ging hervor, dass die Teilnehmer*innen nach der Präsentation des Skandals eine signifikant niedrigere Kaufbereitschaft zeigten. Außerdem wurde ein leicht erhöhtes Interesse an Nikes Tätigkeiten als Sponsor ermittelt. Mehr als die Hälfte der Befragten äußerten zudem ihre Enttäuschung und einen veränderten Blick auf das Unternehmen Nike.
Heutzutage befindet sich die Menschheit in einem Zeitalter des Bewegungsmangels. Körperliche Aktivitäten dringen immer weiter in den Hintergrund. Dadurch wird die Gesundheit deutlich beeinträchtigt. Es entstehen vermehrt Krankheiten wie Diabetes und Schädigungen des Herz-Kreislauf-Systems. An diesem Beispiel lässt sich verdeutlichen, wie wichtig körperliche Bewegung ist. Die gängigste Art ist das Laufen und das Gehen. Dazu wurden Laufschuhe entwickelt. Jedoch ist die Passform oft nicht so ausgestattet, um für eine perfekte Laufperformance und ein möglichst geringes Verletzungsrisiko zu sorgen. Es entsteht ein Spiel zwischen Laufschuh und dem Fuß. Um dieses Spiel zu minimieren bzw. für eine verbesserte Laufperformance zu sorgen werden Gurtsysteme bzw. Schnürsysteme entwickelt. Das Ziel hierbei ist es zu prüfen, ob diese Gurtsysteme auch wirklich einen signifikanten Vorteil erweisen und ob es Unterschiede zwischen den einzelnen Schnürungen, sowie dem Schuh ohne Schnürung gibt.
In dieser Studie wurden 5 Probanden rekrutiert. Im Biomechanik Labor wird jeder Proband einzeln gemessen. Dabei positionieren die messenden Personen einen Schuh an den Probanden. Anschließend wird ein Gurtsystem befestigt. Es handelt sich hierbei um 4 verschiedene Schnürungen, die jeweils einmal um den Schuh gewickelt werden. Die Gurtsysteme sind dieselben, jedoch an einer anderen Position von proximal nach distal entlang des Fußes positioniert. Zusätzlich werden die Bewegungen noch mit dem Schuh ohne das Schnürsystem durchgeführt. Es handelt sich hierbei um 5 verschiedene Bewegungen. Das Gehen, das Laufen, das Springen, sowie das Abstoppen aus dem Gehen und dem Laufen. Ziel dabei ist es die horizontale Bewegung der Ferse nach vorne relativ zur Sohle, sowie die Verschiebung der Ferse relativ zur Sohle in vertikaler Richtung zu untersuchen und rauszufinden, ob es einen grundlegenden Unterschied zwischen den einzelnen Schnürungen gibt. Die einzelnen Messwerte beschreiben den Abstand zwischen dem Marker an der Ferse sowie auf dem Schuh, die gemeinsam ein Koordinatensystem aufspannen.
Die Messwerte der maximalen horizontalen Fersenbewegung bei der Bewegung Abstoppen aus dem Gehen zeigen, dass eine Signifikanz beim Friedman-Test vorhanden ist. Hierbei sind bei dem Vorzeichentest die Messungen D1 und D2, D1 und D3, D3 und D4, sowie D3 und Ohne, signifikant.
Die Messwerte der maximalen vertikalen Fersenbewegung bei der Bewegung Gehen zeigen, dass eine Signifikanz beim Friedman-Test vorhanden ist. Hierbei sind bei dem Vorzeichentest die Messungen D1 und Ohne, D2 und Ohne, D3 und Ohne, sowie D4 und Ohne, signifikant.
Die Messwerte der maximalen horizontalen Fersenbewegung bei der Bewegung Laufen zeigen, dass eine Signifikanz beim Friedman-Test vorhanden ist. Hierbei sind bei dem Vorzeichentest die Messungen D1 und D2, D1 und D4, sowie D3 und Ohne, signifikant.
Zu den Messungen Abstoppen aus dem Gehen MVF, Abstoppen aus dem Laufen MHF, Gehen MHF, Laufen MVF, Springen MHF und Springen MVF zeigt das Ergebnis des Friedmann Tests einen niedrigeren Wert als den Kritische Wert von 9,49. Somit haben diese Messungen untereinander keine Signifikanz und werden somit nicht für den Vorzeichentest verwendet.
Die Verletzung des Sprunggelenks ist eine der häufigsten Verletzungen bei vielen Sportarten. Um diese Verletzungen zu verringern und zu verhindern, werden immer neuere Gelenkschutzarten oder Schuhe entwickelt. Dafür sind vor allem Dehnungen am Schuhobermaterial interessant, für die es noch keine Studie gegeben hat.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, eine Studie im Motion Capture Labor der Hochschule Offenburg durchzuführen und die maximale Dehnungen bzw. Längenänderungen im Vor- und Mittelfußbereich bei einem Schuh mit elastischem Obermaterial zu bestimmen. Dabei sollen auch die vertikale Kraft und die Zeitpunkte der maximalen Längenänderung gemessen werden.
Die Studie wurde mit 22 Probanden durchgeführt und es wurden eine statische Aufnahme und acht Bewegungen aufgenommen. Die relevanten Bewegungen für diese Arbeit sind Laufen, Gehen, Abstoppen aus schnellem Laufen und Abstoppen aus Gehen. Dabei wurde ein Motion Capture System und eine Kraftmessplatte genutzt, bei der die Probanden mit dem linken Fuß auftreten mussten. Der Vorfußbereich war mit fünf Markern und der Mittelfußbereich mit sieben Markern besetzt, die jeweils eine Querlinie über den Fuß bildeten. Die Kameras des Motion Capture Systems haben das reflektierende Infrarotlicht der Marker aufgenommen und das System die 3D-Daten gespeichert. Mit diesen Daten wurden alle Ergebnisse berechnet.
Es wurden hohe maximale Längenänderungen und vertikale Kräfte beim Abstoppen aus schnellem Laufen gefunden. Außerdem weisen Laufen und Gehen eine sehr niedrige vertikale Kraft beim Mittelfußbereich auf. Die Zeitpunkte der maximalen Längenänderungen sind für den Vor- und Mittelfußbereich bei jeder Bewegung sehr ähnlich. Der Vorfußbereich dehnt maximal am Anfang jeder Bewegung bzw. am Anfang des Auftretens des Fußes, während der Mittelfußbereich am Ende jeder Bewegung maximal dehnt.
Ein Testsystem zum Prüfen neuer Komponenten elektromagnetischer Positionsmesssysteme soll durch eine Eigenkalibrierung des gesamten Systems stetig auf seine Genauigkeit geprüft werden, sodass nur noch eine periodische Rekalibrierung des Referenzgerätes erforderlich ist. Mittels Signal-Routing Software soll über die nationale Instrumentenkarte PCIe-6509 des Computers Spannungssignale an eine Hardware Under Test geleitet werden. Über diese Signale können Transistoren auf der Hardware angesteuert werden, die jeweils einem Relais Spannung übergeben können. Je nachdem welches Relais durchgeschalten werden soll, kann der Messwiderstand des gesamten Testsystems oder das Testsystems kalibriert werden. Um tatsächlich Kalibrierungen durchzuführen, wird eine Software erstellt. Mit der Software können die zu benutzenden Gerätschaften eingelesen und über eine Benutzeroberfläche eine Toleranzprüfung der Komponenten vollzogen werden. Hier gilt es eine Toleranzprüfung für den Messwiderstand zu erstellen und den Code dann auf Komponenten des Testsystems zu erweitern. Dafür wird ein kalibriertes Referenzmessgerät benötigt. Dabei wird ein Digitalmultimeter DAQ6510 verwendet, das über ein Multiplex Modul 7708 mit der Hardware verbunden wird. Um später Komponenten des Testsystems wie Frequenz kalibrieren zu können, wird ebenfalls ein Funktionsgenerator integriert und die Software-Codes darauf erweitert. Besteht das Grundkonzept, werden Funktionstests mit einer Messsystemanalyse erbracht und die Leistungsfähigkeit des Konstruktes beurteilt. Anschließend können neue Entwicklungsansätze und Optimierungskonzepte für weitere Abschlussarbeiten erstellt werden.
Die vorliegende Abschlussarbeit wurde intern an der Hochschule Offenburg angefertigt. Gegenstand der Untersuchung ist der Einsatz von cloudbasierten Business-Intelligence-Systemen in der Lehre.
Die Arbeit befasst sich zu Beginn mit der Anbindung einer externen Datenquelle in SAP Data Warehouse Cloud (DWC). Diese basiert auf einer relationalen Datenbank. Hierfür wer- den drei unterschiedliche Lösungen untersucht und miteinander verglichen. Außerdem werden Lernszenarien für die Arbeit mit der SAP Analytics Cloud (SAC) entworfen. Die Lernszenarien beinhalten jeweils ein Vertriebsdashboard, welches zuvor konzipiert und in SAP Analytics Cloud (SAC) implementiert wird. Die Dashboards sollen durch das Absolvieren von Lernszenarien durch Studierende an der Hochschule Offenburg unter Einhaltung von Prinzipien guter Visualisierung nachgebaut werden. Beide Produkte von SAP sind momentan Teil von Laboren an der Hochschule Offenburg, um Prinzipien von Business Intelligence (BI) praktisch anzuwenden. Mit Hilfe von SAP Data Warehouse Cloud (DWC) wird ein Datenmodell entworfen. Dieses wird in SAP Analytics Cloud (SAC) verwendet, um die Daten zu visualisieren. Die Grundlage für die Arbeiten bilden die Daten der Global Bike Group. Hierbei handelt es sich um eine Referenzfirma von SAP, die es ermöglicht, anhand von geschäftlichen Testdaten einen Eindruck von den Funktionen der SAP-Produkte zu erlan- gen.
Die Arbeit orientiert sich an zwei Forschungsfragen. Die erste Forschungsfrage behandelt die Anbindung einer Datenquelle in SAP Data Warehouse Cloud (DWC). Die zweite Forschungsfrage betrifft den Entwurf von Lernszenarien mit unterschiedlichem Umfang und unterschiedlicher Zielgruppe in SAP Analytics Cloud (SAC). Beide Fragen konnten erfolg- reich beantwortet werden. Die Ziele der Arbeit wurden erreicht
Das Ziel ist es, einen Workflow zu erstellen, mit dem Produkte von Kunden im 3D-Format aufbereitet und in einer webbasierten Echtzeit-360°-Anwendung zur Schau gestellt werden. Dabei können Betrachter mit dem Produkt interagieren und sich darüber informieren.
Dabei soll sich der Workflow auf den 3D-Artist richten und der Aufwand des Entwicklers möglichst minimiert werden.
Mit dem Öffnen der Webseite wird eine ThreeJS-Anwendung geladen. Die Anwendung enthält eine Szenendatei, in welcher sich eine GLB-Datei (Graphics Language Binary) des 3D-Modells befindet. Diese Datei wurde in 3DsMax, einem gängigen 3D-Programm, aufbereitet und exportiert. Neben der GLB-Datei enthält die Webseite ein Lichtsetting und ein Environment mit separatem Background.
Making innovation, trade, investment and environment policy goals mutually supportive creates challenges for internationally‐oriented firms, financial institutions, governments and other stakeholders. Will the Ukraine war derail the green energy transition? How can governments and the financial system work together to broaden, deepen, and accelerate the global transition to net‐zero? What are innovation, trade and investment opportunities for green growth? How to refocus government financing instruments to support countries and trade partners meet their climate targets in times of crisis? The IfTI Global Symposium 2022 hosted by the Institute of Trade and Innovation (IfTI) at Offenburg University discussed challenges to trade in a new global order, as well as opportunities and threats of the green transition. This Special Section brings together practitioner commentaries of key symposium speakers.
As emissions reach record levels, governments must implement and strengthen climate policies for the global pathway to net‐zero emissions by 2050. Climate finance plays a crucial role in the net‐zero transition. It refers to local, national, or transnational financing seeking to support mitigation and adaptation actions that address climate change. Public export–import banks (EXIMs) and government export credit agencies (ECAs) are highly influential actors for climate action. Although there is no consensus among EXIMs and ECAs on how to define climate finance, 20 institutions assessed in this research give evidence that they strongly support climate‐action‐related transactions: EXIM and ECA financing, guarantees, and insurance amounted to EUR 6.7–8.4 billion in 2020, much more than estimated by the Climate Policy Initiative (CPI). However, the results also reveal that EXIM and ECA lending, guarantee, and insurance activities must rise substantially in order to contribute to climate finance volumes required by 2030 as estimated by CPI. To retain their current proportion relative to other climate finance flows, assessed institutions would need to increase their climate financing 6.8 times to up to EUR 57.4 billion by 2030.
Lithium-ion batteries show strongly nonlinear behaviour regarding the battery current and state of charge. Therefore, the modelling of lithium-ion batteries is complex. Combining physical and data-driven models in a grey-box model can simplify the modelling. Our focus is on using neural networks, especially neural ordinary differential equations, for grey-box modelling of lithium-ion batteries. A simple equivalent circuit model serves as a basis for the grey-box model. Unknown parameters and dependencies are then replaced by learnable parameters and neural networks. We use experimental full-cycle data and data from pulse tests of a lithium iron phosphate cell to train the model. Finally, we test the model against two dynamic load profiles: one consisting of half cycles and one dynamic load profile representing a home-storage system. The dynamic response of the battery is well captured by the model.
Herr Vater & Ich
(2022)
Mein Vater wurde im Jahr 1952 geboren. Über das, was er in den 40 Jahren vor meiner Geburt erlebt hat, hat er mir immer wieder Geschichten erzählt, die mich unterhalten, belustigt oder verwundert haben. Geschichten, die mir immer wieder zeigten, dass ich ihn, abseits von seiner Rolle als Vater, gar nicht wirklich kenne. Dabei hat er mich in vielerlei Hinsicht geprägt. Mit der Musik, die er mit mir gemacht hat, den Bildern, die er mit mir gemalt hat, den Büchern, Platten und Filmen, die er mir geschenkt hat und mit den Geschichten, die er erzählt und vor allem wie er sie erzählt. Aber was für meine Person ist mein Vater eigentlich?
Ich sammle Anekdoten, die einen lebhaften Eindruck über seine Erfahrungen und Erlebnisse geben und erfahre mehr über den historischen Kontext und die gesellschaftliche Situation, die seine persönliche Lebensgeschichte prägten. Ich tauche ein, in ein Leben voll von Kindheitserinnerungen aus der Nachkriegszeit und zufälligen Begegnungen, aus denen sich langjährige Freundschaften ergeben. Ich lerne mehr über den Umgang mit dem Tod, darüber wie man Entscheidungen trifft und lausche Geschichten von jugendlichem Übermut und aufregenden Schiffsfahrten. Mit jeder dieser Geschichten lerne ich meinen Vater neu und besser kennen, sehe mich darin selbst wieder oder bin auch einfach nur überrascht.
Denn die Auseinandersetzung mit meinem Vater ist notwendigerweise eine Auseinandersetzung mit mir selbst. Wo finde ich mich in seinen Geschichten selbst wieder? Wo macht er Fehler, die ich auch gemacht hätte, aber wo trifft er auch Entscheidungen, die ich mir nicht zutrauen würde? Ich erfahre, was wir gemeinsam haben, aber auch wo wir uns unterscheiden. Wir als Person, aber auch wir in unserem historischen Kontext. Wo in ihm ein Seemanns-Lied aus einer Musiktruhe den Wunsch weckte, zur See zu fahren, da höre ich noch immer die Platten, die er mir als Kind vorgespielt hat. Dass er mit seinen Eltern und seinem Bruder in einem Zimmer geschlafen und aufgewachsen ist, scheint für mich heute undenkbar. Und zusammen versuchen wir den Weg seines Vaters, meines Opa, nach Deutschland nachzuvollziehen und ergründen die Wurzeln der Familie.
Bilder, Dokumente und Tape-Aufnahmen eines rumänischen Kirchenchors veranschaulichen Erzählungen, die bis vor den Zweiten Weltkrieg zurückreichen und werden ergänzt und erweitert durch Medien, die erst im Rahmen dieser Arbeit entstanden sind. Es entsteht eine digitale Ausstellung und weit mehr, als ein individuelles Porträt. „Herr Vater & Ich” ist eine Sammlung von Kurzgeschichten, eine Auseinandersetzung mit Geschichte und gesellschaftlicher Veränderung, eine Verständigung zwischen Generationen.
Eine Einladung zum Zuhören & Kennenlernen.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der simulativen Untersuchung von Strömung und Wärmeübergang im Kontext von Vorkammerzündsystemen. Dies geschieht im Rahmen der Entwicklung eines Gasmotors mit gasgespülter Vorkammer. Entscheidene Größen für die Strömung und Arbeitsweise in einer Vorkammerzündkerze sind die Geometrie und Anordnung der Überströmbohrungen, das Vorkammervolumen und die Form der Vorkammer. Die Betrachtung wird dafür aufgeteilt in die Themen Spaltströmungen, Wärmeübergang und drallbehaftete Strömungen. Diese werden zunächst isoliert betrachtet und letztendlich in einem Anwendungsfall zusammengeführt. Für die Betrachtung von Spaltströmungen werden unterschiedliche Platten mit Bohrlöchern zu verschiedenen Drücken, Durchmessern und Plattenstärken durchströmt und der Wärmeübergang und der Drall werden mithilfe einer durch Leitbleche gelenkte Strömung in einem beheizten Rohr untersucht. Die Zusammenführung der Themen wird anhand einer Anströmvorrichtung für Brenngase auf Motorzylinder durchgeführt. Dabei erreichen die Gase hohe Temperaturen und aufgrund von hohen Drücken und Spaltströmungen große Geschwindigkeiten.
Für die Simulation werden die Programme Ansys Fluent und Ansys Forte verwendet. Während ersteres primär für die Simulation von Strömungen verwendet wird, ist Forte speziell aufgebaut, um in Verbrennungsmotoren neben der Berechnung der Strömung auch die Einspritzung von Kraftstoff, die Verbrennung dessen und die resultierenden Schadstoffe zu berechnen. Da die Ergebnisse aus Forte eine große Gewichtung in der Beurteilung der Entwicklungsarbeit des Gasmotors hat, muss Forte selbst validiert werden. Dies wird durchgeführt anhand der angesprochenen Teilthemen und verglichen mit Messungen aus der Literatur und Simulationsergebnissen in Fluent.
In this paper, a concept for an anthropomorphic replacement hand cast with silicone with an integrated sensory feedback system is presented. In order to construct the personalized replacement hand, a 3D scan of a healthy hand was used to create a 3D-printed mold using computer-aided design (CAD). To allow for movement of the index and middle fingers, a motorized orthosis was used. Information about the applied force for grasping and the degree of flexion of the fingers is registered using two pressure sensors and one bending sensor in each movable finger. To integrate the sensors and additional cavities for increased flexibility, the fingers were cast in three parts, separately from the rest of the hand. A silicone adhesive (Silpuran 4200) was examined to combine the individual parts afterwards. For this, tests with different geometries were carried out. Furthermore, different test series for the secure integration of the sensors were performed, including measurements of the registered information of the sensors. Based on these findings, skin-toned individual fingers and a replacement hand with integrated sensors were created. Using Silpuran 4200, it was possible to integrate the needed cavities and to place the sensors securely into the hand while retaining full flexion using a motorized orthosis. The measurements during different loadings and while grasping various objects proved that it is possible to realize such a sensory feedback system in a replacement hand. As a result, it can be stated that the cost-effective realization of a personalized, anthropomorphic replacement hand with an integrated sensory feedback system is possible using 3D scanning and 3D printing. By integrating smaller sensors, the risk of damaging the sensors through movement could be decreased.
Durch die Fortschritte im Bereich der Quantencomputer rückt der Zeitpunkt näher, dass Quantencomputer die bestehenden mathematischen Probleme lösen können, welche in den aktuellen Public-Key-Verschlüsselungsverfahren verwendet werden. Als Reaktion darauf wurde ein Standardisierungsprozess für quantensichere Public-Key-Verschlüsselungsverfahren gestartet. Diese Arbeit analysiert diese und vergleicht sie untereinander, um Stärken und Schwächen der einzelnen Verfahren aufzuzeigen.
An organized strategy to ensure the security of an organization is an information security management system. During various security crises, hazards, and breaches, this strategy aids an organization in maintaining the confidentiality, integrity, and accessibility of information. Organizations are getting ready to comply with information security management system criteria. Despite this, security concerns continue to plague ineffective controls, have poor connectivity, or cause a silo effect, which is a common cause. One of the causes is a low maturity model that is not synchronized with the organization’s business processes. For a higher level of maturity, it is best to evaluate the practices.
Different maturity models on information security and cyber security capacity, management processes, security controls, implementation level, and many more have already been developed by numerous international organizations, experts, and scholars. The present models, however, do not assess a particular organization's particular practices. The evaluation of the business process is frequently neglected because measurement requirements for models are typically more concentrated on examining specific elements. For this reason, it caused the maturity assessment to not be executed explicitly and broadly.
We developed an organizational information security maturity model, a combination of work of different maturity models currently existing. While making this model, we considered that any size or type of organization could use this model. The model considers the success elements of the information security management system when assessing the implementation's effectiveness. We employed a mixed-method strategy that included both qualitative and quantitative research. With the help of a questionnaire survey, we evaluated the previous research using a qualitative methodology. In the quantitative method, we'll figure out how mature the information security management system is now. The proposed model could be used to reduce security incidents by improving implementation gaps.
Ziel des Beitrages ist es, die geschäftspolitischen Entscheidungen der Reedereien in dem extrem volatilen Umfeld einer Pandemie, geprägt von regulatorischen und operativen Schwierigkeiten, zu analysieren, um anschließend nachzuvollziehen, wie die gesamte Branche der Containerlinienreedereien einen derartigen Aufschwung erreichen konnte. Dabei wird eruiert, ob die Sonderprivilegien der Reedereien, wie der jüngst verlängerten Gruppenfreistellung für Konsortien und die hohen Subventionen, unter den aktuellen Bedingungen noch Rechtfertigung finden können.
Hiervon losgelöst wird zudem analysiert, wie die einst florierende Branche der Kreuzfahrtreedereien mit den pandemiebedingten Herausforderungen, wie den ausbleibenden Buchungen, notwendigen Routenänderungen und Rücktrittswellen, umgegangen ist.
Digitales Engineering wird zunehmend wichtiger in unserer digitalen Welt. Auch die Hochschule und im speziellen der Bildungscampus Gengenbach hat den Anspruch, sich stets weiterzuentwickeln und den Studierenden die fortschreitende Technik greifbar und praxisnah zu vermitteln. Das digitale Engineering bietet dazu Möglichkeiten, neue studentische Lehrkonzepte zu entwickeln und umzusetzen, die beispielsweise aus neuartiger Software besteht. Durch den demografischen Wandel und den zunehmenden Kostendruck sind immer mehr Industrieunternehmen gezwungen, ihre Prozesse zu digitalisieren und neuste Software im Bereich Engineering einzusetzen. Deswegen müssen die zukünftigen Studierenden auf die neue Rolle optimal vorbereitet werden.
Die Herausforderung ist dabei, eine geeignete Software zu finden und zu analysieren. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich diese Arbeit zuerst mit einer Softwareanalyse. Zunächst gilt es, nach einer Einarbeitungsphase in die verschiedensten Engineering Softwaretools One Pager mit den wichtigsten Informationen zu erstellen. Danach wird eine Nutzwertanalyse durchgeführt, um zu definieren, welche Software den Ansprüchen gerecht wird.
Danach wird eine Planung und Auslegung eines Kollaborativen Engineering Laborkonzeptes durchgeführt. Dabei wird unterschieden in eine Planung auf einer grünen Wiese, das bedeutet es gibt keine Flächenbegrenzung und als weitere Variante mit der Planung auf der Fläche des derzeitigen Virtual Engineering Labors im Bildungscampus Gengenbach.
Anschließend wird ein Lehrkonzept für das neue Labor und entsprechenden Engineering Tools erarbeitet. Dabei geht es hauptsächlich um die Machbarkeit und der Definition der möglichen Potenziale und Umsetzung der Kollaboration.
Robust scheduling problem is a major decision problem that is addressed in the literature, especially for remanufacturing systems; this problem is complex because of the high uncertainty and complex constraints involved. Generally, the existing approaches are dedicated to specific processes and do not enable the quick and efficient generation and evaluation of schedules. With the emergence of the Industry 4.0 paradigm, data availability is now considered an opportunity to facilitate the decision-making process. In this study, a data-driven decisionmaking process is proposed to treat the robust scheduling problem of remanufacturing systems in uncertain environments. In particular, this process generates simulation models based on a data-driven modeling approach. A robustness evaluation approach is proposed to answer several decision questions. An application of the decision process in an industrial case of a remanufacturing system is presented herein, illustrating the impact of robustness evaluation results on real-life decisions.
The laser ultrasound (LU) technique has been used to determine dispersion curves for surface acoustic waves (SAW) propagating in AlScN/Al2O3 systems. Polar and non-polar Al0.77Sc0.23N thin films were prepared by magnetron sputter epitaxy on Al2O3 substrates and coated with a metal layer. SAW dispersion curves have been measured for various propagation directions on the surface. This is easily achieved in LU measurements since no additional surface structures need to be fabricated, which would be required if elastic properties are determined with the help of SAW resonators. Variation of the propagation direction allows for efficient use of the system’s anisotropy when extracting information on elastic properties. This helps to overcome the complexity caused by a large number of elastic constants in the film material. An analysis of the sensitivity of the SAW phase velocities (with respect to the elastic moduli and their dependence on SAW propagation direction) reveals that the non-polar AlScN films are particularly well suited for the extraction of elastic film properties. Good agreement is found between experiment and theoretical predictions, validating LU as a non-destructive and fast technique for the determination of elastic constants of piezoelectric thin films.
Privacy is the capacity to keep some things private despite their social repercussions. It relates to a person’s capacity to control the amount, time, and circumstances under which they disclose sensitive personal information, such as a person’s physiology, psychology, or intelligence. In the age of data exploitation, privacy has become even more crucial. Our privacy is now more threatened than it was 20 years ago, outside of science and technology, due to the way data and technology highly used. Both the kinds and amounts of information about us and the methods for tracking and identifying us have grown a lot in recent years. It is a known security concern that human and machine systems face privacy threats. There are various disagreements over privacy and security; every person and group has a unique perspective on how the two are related. Even though 79% of the study’s results showed that legal or compliance issues were more important, 53% of the survey team thought that privacy and security were two separate things. Data security and privacy are interconnected, despite their distinctions. Data security and data privacy are linked with each other; both are necessary for the other to exist. Data may be physically kept anywhere, on our computers or in the cloud, but only humans have authority over it. Machine learning has been used to solve the problem for our easy solution. We are linked to our data. Protect against attackers by protecting data, which also protects privacy. Attackers commonly utilize both mechanical systems and social engineering techniques to enter a target network. The vulnerability of this form of attack rests not only in the technology but also in the human users, making it extremely difficult to fight against. The best option to secure privacy is to combine humans and machines in the form of a Human Firewall and a Machine Firewall. A cryptographic route like Tor is a superior choice for discouraging attackers from trying to access our system and protecting the privacy of our data There is a case study of privacy and security issues in this thesis. The problems and different kinds of attacks on people and machines will then be briefly talked about. We will explain how Human Firewalls and machine learning on the Tor network protect our privacy from attacks such as social engineering and attacks on mechanical systems. As a real-world test, we will use genomic data to try out a privacy attack called the Membership Inference Attack (MIA). We’ll show Machine Firewall as a way to protect ourselves, and then we’ll use Differential Privacy (DP), which has already been done. We applied the method of Lasso and convolutional neural networks (CNN), which are both popular machine learning models, as the target models. Our findings demonstrate a logarithmic link between the desired model accuracy and the privacy budget.
When people with hearing loss are provided with different devices in each ear, these devices usually have different processing latencies. This leads to static temporal offsets between both ears in the order of several milliseconds. This thesis measured effects of such offsets in stimulation timing on mechanisms of binaural hearing, such as sound localization and speech understanding in noise in hearing-impaired and normal-hearing listeners.
Nowadays decarbonisation of the energy system is one of the main concerns for most governments. Renewable energy technologies, such as rooftop photovoltaic systems and home battery storage systems, are changing the energy system to be more decentralised. As a consequence, new ways of energy business models are emerging, e.g., peer-to-peer energy trading. This new concept provides an online marketplace where direct energy exchange can occur between its participants. The purpose of this study is to conduct a content analysis of the existing literature, ongoing research projects, and companies related to peer-to-peer energy trading. From this review, a summary of the most important aspects and journal papers is assessed, discussed, and classified. It was found that the different energy market types were named in various ways and a proposal for standard language for the several peer-to-peer market types and the different actors involved is suggested. Additionally, by grouping the most important attributes from peer-to-peer energy trading projects, an assessment of the entry barrier and scalability potential is performed by using a characterisation matrix.
In the last years, social robots have become a trending topic. Indeed, robots which communicate with us and mimic human behavior patterns are fascinating. However, while there is a massive body of research on their design and acceptance in different fields of application, their market potential has been rarely investigated. As their future integration in society may have a vast disruptive potential, this work aims at shedding light on the market potential, focusing on the assistive health domain. A study with 197 persons from Italy (age: M = 67.87; SD = 8.87) and Germany (age: M = 62.15; SD = 6.14) investigates cultural acceptance, desired functionalities, and purchase preferences. The participants filled in a questionnaire after watching a video illustrating some examples of social robots. Surprisingly, the individual perception of health status, social status as well as nationality did hardly influence the attitude towards social robots, although the German group was somewhat more reluctant to the idea of using them. Instead, there were significant correlations with most dimensions of the Almere model (like perceived enjoyment, sociability, usefulness and trustworthiness). Also, technology acceptance resulted strongly correlated with the individual readiness to invest money. However, as most persons consider social robots as “Assistive Technological Devices” (ATDs), they expected that their provision should mirror the usual practices followed in the two Countries for such devices. Thus, to facilitate social robots’ future visibility and adoption by both individuals and health care organisations, policy makers would need to start integrating them into official ATDs databases.
Young female handball players represent a high-risk population for anterior cruciate ligament (ACL) injuries. While the external knee abduction moment (KAM) is known to be a risk factor, it is unclear how cutting technique affects KAMs in sport-specific cutting maneuvers. Further, the effect of added game specificity (e.g., catching a ball or faking defenders) on KAMs and cutting technique remains unknown. Therefore, this study aimed: (i) to test if athletes grouped into different clusters of peak KAMs produced during three sport-specific fake-and-cut tasks of different complexities differ in cutting technique, and (ii) to test whether technique variables change with task complexity. Fifty-one female handball players (67.0 ± 7.7 kg, 1.70 ± 0.06 m, 19.2 ± 3.4 years) were recruited. Athletes performed at least five successful handball-specific sidestep cuts of three different complexities ranging from simple pre-planned fake-and-cut maneuvers to catching a ball and performing an unanticipated fake-and-cut maneuver with dynamic defenders. A k-means cluster algorithm with squared Euclidean distance metric was applied to the KAMs of all three tasks. The optimal cluster number of koptimal = 2 was calculated using the average silhouette width. Statistical differences in technique variables between the two clusters and the tasks were analyzed using repeated-measures ANOVAs (task complexity) with nested groupings (clusters). KAMs differed by 64.5%, on average, between clusters. When pooling all tasks, athletes with high KAMs showed 3.4° more knee valgus, 16.9% higher downward and 8.4% higher resultant velocity at initial ground contact, and 20.5% higher vertical ground reaction forces at peak KAM. Unlike most other variables, knee valgus angle was not affected by task complexity, likely due to it being part of inherent movement strategies and partly determined by anatomy. Since the high KAM cluster showed higher vertical center of mass excursions and knee valgus angles in all tasks, it is likely that this is part of an automated motor program developed over the players' careers. Based on these results, reducing knee valgus and downward velocity bears the potential to mitigate knee joint loading and therefore ACL injury risk.
Die Corona-Krise hat viele Bereiche getroffen und verändert. Unter anderem auch die Digitalisierung in verschiedenen Branchen. Nicht nur die Wirtschaft, sondern auch Strukturen und Prozesse innerhalb von Unternehmen wurden beeinflusst. Darunter auch die Lernstrukturen. Zwar gab es zu dieser Zeit bereits erste Ansätze vom digitalen Lernen, jedoch hauptsächlich in der Form Lerninhalte digital zur Verfügung zu stellen, ergänzend zur Präsenzlehre.
Durch die Kontaktbeschränkungen während der Pandemie konnten Arbeitsprozesse nicht mehr wie gewohnt ablaufen. Plötzlich waren Lösungen gefragt, welche die räumliche Distanz beim Lehren und Lernen überwinden können.
Lernprozesse wurden also durch eine digitale Hürde erschwert. Auch das gemeinsame Lernen über Präsenzseminare und Schulungen vor Ort wurden unterbunden. Die Leute sahen sich gezwungen sich digital zu vernetzen.
An dieser Stelle rückten sogenannte Kollaborationstools für Arbeits- und Lernprozesse stärker in den Fokus. Kollaborationstools sind Softwarelösungen, die digitale Zusammenarbeit an Projekten, Dokumenten und die gemeinsame Kommunikation, sowohl in der Arbeitswelt, als auch im Bereich Bildung fördern. Prozesse wurden nach und nach auf die Notwendigkeit der digitalen Gegebenheiten angepasst. Lerneinheiten zwischen Lernenden und Lehrenden fanden vermehrt über Videoanrufe statt, Inhalte wurden digital ausgetauscht und Ergebnisse wurden über digitale Wege geteilt, kontrolliert und korrigiert.
Die vorliegende Masterarbeit hatte zum Ziel, die Effektivität des Influencer Marketings auf der Livestreaming-Plattform Twitch.tv zu untersuchen, da diesbezüglich zum einen bisher kaum geforscht wurde und zum anderen die Influencer Marketing Industrie weiterhin von Jahr zu Jahr wächst. Mittels eines Experiments basierend auf einem Forschungsmodell zweier norwegischer Masterstudentinnen wurde ein randomisiertes Zwei-Gruppen-Experiment durchgeführt, um die Effektivität des Influencer Marketings zu messen, sowie den Einfluss von Parasozialen Interaktionen auf die Effektivität des Influencer Marketings zu analysieren. Außerdem wurde ein Vergleich zwischen dem Influencer Marketing und einer regulären Online-Werbung gezogen. Für die Durchführung des Experiments konnten 184 Probanden gewonnen werden, welche randomisiert einem Treatment in Form eines gesponserten Twitch-Streams oder einem Videospieltrailer ausgesetzt waren. Trotz dieser Anzahl konnten im Laufe der Analyse keine signifikanten Ergebnisse erzielt werden. Jedoch konnten diverse Erkenntnisse gewonnen und Empfehlungen für zukünftige Forschung mit dem Fokus Influencer Marketing auf Twitch.tv ausgesprochen werden.
Diese Bachelorarbeit behandelt die Konstruktion eines Vakuumtisches, welcher zum Fixieren dünner, flexibler Materialien in Lasermaschinen verwendet wird. Das Hauptaugenmerk der Arbeit liegt auf der methodischen Konstruktion des Vakuumtisches, welche anhand einer detaillierten Anforderungsliste erfolgt. Es wird eine Konzeptidee ausgearbeitet, welche den preislichen Rahmen nicht einhalten kann. Durch Vereinfachung der in der Baugruppe enthaltenen Komponenten wie auch der physikalischen Wirkprinzipien in der Baugruppe kann in einem zweiten Konzept eine deutlich preiswertere Konstruktion realisiert werden. Anhand eines Prototypen wird die Funktion und das Verhalten des Vakuumtisches erprobt und bewertet.
Anterior cruciate ligament (ACL) ruptures are frequent in the age group of 15–19 years, particularly for female athletes. Although injury-prevention programs effectively reduce severe knee injuries, little is known about the underlying mechanisms and changes of biomechanical risk factors. Thus, this study analyzes the effects of a neuromuscular injury-prevention program on biomechanical parameters associated with ACL injuries in elite youth female handball players. In a nonrandomized, controlled intervention study, 19 players allocated to control (n = 12) and intervention (n = 7) group were investigated for single- and double-leg landings as well as unanticipated side-cutting maneuvers before and after a 12-week study period. The lower-extremity motion of the athletes was captured using a three-dimensional motion capture system consisting of 12 infrared cameras. A lower-body marker set of 40 markers together with a rigid body model, including a forefoot, rearfoot, shank, thigh, and pelvis segment in combination with two force plates was used to determine knee joint angles, resultant external joint moments, and vertical ground reaction forces. The two groups did not differ significantly during pretesting. Only the intervention group showed significant improvements in the initial knee abduction angle during single leg landing (p = 0.038: d = 0.518), knee flexion moment during double-leg landings (p = 0.011; d = −1.086), knee abduction moment during single (p = 0.036; d = 0.585) and double-leg landing (p = 0.006; d = 0.944) and side-cutting (p = 0.015;d = 0.561) as well as vertical ground reaction force during double-leg landing (p = 0.004; d = 1.482). Control group demonstrated no significant changes in kinematics and kinetics. However, at postintervention both groups were not significantly different in any of the biomechanical outcomes except for the normalized knee flexion moment of the dominant leg during single-leg landing. This study provides first indications that the implementation of a training intervention with specific neuromuscular exercises has positive impacts on biomechanical risk factors associated with ACL injury risk and, therefore, may help prevent severe knee injuries in elite youth female handball players.
In this project, different calcification methods for collagen and collagen coatings were compared in terms of their applicability for 3D printing and production of collagen-coated scaffolds. For this purpose, scaffolds were printed from polycaprolactone PCL using the EnvisionTec 3D Bioplotter and then coated with collagen. Four different coating methods were then applied: hydroxyapatite (HA) powder directly in the collagen coating, incubation in 10× SBF, coating with alkaline phosphatase (ALP), and coating with poly-L-aspartic acid. The results were compared by ESEM, µCT, TEM, and EDX. HA directly in the collagen solution resulted in a pH change and thus an increase in viscosity, leading to clumping on the scaffolds. As a function of incubation time in 10× SBF as well as in ALP, HA layer thickness increased, while no coating on the collagen layer was apparently observed with poly-L-aspartic acid. Only ultrathin sections and TEM with SuperEDX detected nano crystalline HA in the collagen layer. Exclusively the incubation in poly-L-aspartic acid led to HA crystals within the collagen coating compared to all other methods where the HA layers formed in different forms only at the collagen layer.
This paper will introduce the open-source model MyPyPSA-Ger, a myopic optimization model developed to represent the German energy system with a detailed mapping of the electricity sector, on a highly disaggregated level, spatially and temporally, with regional differences and investment limitations. Furthermore, this paper will give new outlooks on the German federal government 2050 emissions goals of the electricity sector to become greenhouse gas neutral by proposing new CO2 allowance strategies. Moreover, the regional differences in Germany will be discussed, their role and impact on the energy transition, and which regions and states will drive the renewable energy utilization forward.
Following a scenario-based analysis, the results point out the major keystones of the energy transition path from 2020 to 2050. Solar, onshore wind, and gas-fired power plants will play a fundamental role in the future electricity systems. Biomass, run of river, and offshore wind technologies will be utilized in the system as base-load generation technologies. Solar and onshore wind will be installed almost everywhere in Germany. However, due to the nature of Germany’s weather and geographical features, the southern and northern regions will play a more important role in the energy transition.
Higher CO2 allowance costs will help achieve the 1.5-degree-target of the electricity system and will allow for a rapid transition. Moreover, the more expensive, and the earlier the CO2 tax is applied to the system, the less it will cost for the energy transition, and the more emissions will be saved throughout the transition period. An earlier phase-out of coal power plants is not necessary with high CO2 taxes, due to the change in power plant’s unit commitment, as they prioritize gas before coal power plants. Having moderate to low CO2 allowance cost or no clear transition policy will be more expensive and the CO2 budget will be exceeded. Nonetheless, even with no policy, renewables still dominate the energy mix of the future.
However, maintaining the maximum historical installation rates of both national and regional levels, with the current emissions reduction strategy, will not be enough to reach the level of climate-neutral electricity system. Therefore, national and regional installation requirements to achieve the federal government emission reduction goals are determined. Energy strategies and decision makers will have to resolve great challenges in order to stay in line with the 1.5-degree-target.
An import ban of Russian energy sources to Germany is currently being increasingly discussed. We want to support the discussion by showing a way how the electricity system in Germany can manage low energy imports in the short term and which measures are necessary to still meet the climate protection targets. In this paper, we examine the impact of a complete stop of Russian fossil fuel imports on the electricity sector in Germany, and how this will affect the climate coals of an earlier coal phase-out and climate neutrality by 2045.
Following a scenario-based analysis, the results gave a point of view on how much would be needed to completely rely on the scarce non-renewable energy resources in Germany. Huge amounts of investments would be needed in order to ensure a secure supply of electricity, in both generation energy sources (RES) and energy storage systems (ESS). The key findings are that a rapid expansion of renewables and storage technologies will significantly reduce the dependence of the German electricity system on energy imports. The huge integration of renewable energy does not entail any significant imports of the energy sources natural gas, hard coal, and mineral oil, even in the long term. The results showed that a ban on fossil fuel imports from Russia outlines huge opportunities to go beyond the German government's climate targets, where the 1.5-degree-target is achieved in the electricity system.
Auswirkung eines Importstopps russischer Energieträger auf die Klimaschutzziele in Deutschland
(2022)
Ein Importstopp russischer Energieträger nach Deutschland wird derzeit vermehrt diskutiert. Wir wollen die Diskussion unterstützen, indem wir einen Weg zeigen, wie das Elektrizitätssystem in Deutschland kurzfristig mit geringen Energieimporten auskommt und welche Maßnahmen notwendig sind, um die Klimaschutzziele trotzdem einzuhalten. Die Ergebnisse eines solchen Energiewendeszenarios mit reduzierter Importabhängigkeit werden mit dem Energiesystemmodell MyPyPSA-Ger berechnet. Die wichtigsten Erkenntnisse sind, dass ein zügiger Ausbau Erneuerbarer Energien und von Speichertechnologien • die Abhängigkeit des deutschen Elektrizitätssystems von Energieimporten deutlich reduziert. • auch langfristig keine wesentlichen Importe der Energieträger Erdgas, Steinkohle und Mineralöl nach sich zieht. • über die Klimaziele der Bundesregierung hinaus das 1,5-Grad-Ziel im Elektrizitätssystem erreicht wird.
Peer-to-peer energy trading and local electricity markets have been widely discussed as new options for the transformation of the energy system from the traditional centralized scheme to the novel decentralized one. Moreover, it has also been proposed as a more favourable alternative for already expiring feed in tariff policies that promote investment in renewable energy sources. Peer-to-peer energy trading is usually defined as the integration of several innovative technologies, that enable both prosumers and consumers to trade electricity, without intermediaries, at a consented price. Furthermore, the techno-economic aspects go hand in hand with the socio-economic aspects, which represent at the end significant barriers that need to be tackled to reach a higher impact on current power systems. Applying a qualitative analysis, two scalable peer-to-peer concepts are presented in this study and the possible participant´s entry probability into such concepts. Results show that consumers with a preference for environmental aspects have in general a higher willingness to participate in peer-to-peer energy trading. Moreover, battery storage systems are a key technology that could elevate the entry probability of prosumers into a peer-to-peer market.
In the railway technical centers, scheduling the maintenance activities is a very complex task, it consists in ordering, in the time, all the maintenance operations on the workstations, while respecting the number of resources, precedence constraints, and the workstations' availabilities. Currently, this process is not completely automatic. For improving this situation, this paper presents a mathematical model for the maintenance activities scheduling in the case of railway remanufacturing systems. The studied problem is modeled as a flexible job-shop, with the possibility for a job to be executed several times on a stage. MILP formulation is implemented with the Makespan as an objective, representing the time for remanufacturing the train. The aim is to create a generic model for optimizing the planning of the maintenance activities and improving the performance of the railway technical centers. At last, numerical results are presented, discussing the impact of the instances size on the computing time to solve the described problem.
Die messbaren Elemente aus dem Film werden analysiert und bewertet. Dahingehend werden drei Dimensionen betrachtet: Die Textebene, die technische Ebene, sowie eine Metaebene. Diese Kategorien werden im Anschluss noch dem Marketingmaterial gegenübergestellt.Durch die modulare Art der Kriterien und die Vergleichbarkeit untereinander können Aussagen über den Erfolg eines Films getätigt werden.
To achieve Germany's climate targets, the industrial sector, among others, must be transformed. The decarbonization of industry through the electrification of heating processes is a promising option. In order to investigate this transformation in energy system models, high-resolution temporal demand profiles of the heat and electricity applications for different industries are required. This paper presents a method for generating synthetic electricity and heat load profiles for 14 industry types. Using this methodology, annual profiles with a 15-minute resolution can be generated for both energy demands. First, daily profiles for the electricity demand were generated for 4 different production days. These daily profiles are additionally subdivided into eight end-use application categories. Finally, white noise is applied to the profile of the mechanical drives. The heat profile is similar to the electrical but is subdivided into four temperature ranges and the two applications hot water and space heating. The space heating application is additionally adjusted to the average monthly outdoor temperature. Both time series were generated for the analysis of an electrification of industrial heat application in energy system modelling.