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This thesis deals with the creation of a cross-platform application using Xamarin.Forms. The cross-platform application will cover three different platforms android, iOS, and UWP.
The application is the first concept of a possible feature for a companion application for LS telcom. There, the user can identify cell antennas using a map-view and a camera-view making the application an augmented reality application. Thus, the user can search for a specific cell and access various information that he would not be able to see with his eyes like for example the frequency of the transmitting cells.
The cell data is generated from three different sources, Cartoradio, OpenCelliD, and the LS telcom databrowser. Eventually, the decision was taken, that the main source should be the LS telcom databrowser which has multiple advantages over the other cell sources.
The cells on the map-view are placed using the extracted coordinates from the source data. However, the cells on the camera-view are placed with complex calculations using different formulas like the Haversine formula to calculate the distance between the cell and the user and the bearing to calculate the angle between the cell and the user. Various settings will allow the user to personalize the application according to his wishes.
In previous work we [1] and other authors (e.g. [2]) have shown that agent-based systems are successful in optimizing delivery plans of single logistics companies and are meanwhile successfully productive in industry. In this paper we show that agent-based systems are particularly useful to also optimize transport across logistics companies. In intercompany optimization, privacy is of major importance between the otherwise competing companies. Some data has to be treated strictly private like the cost model or the constraint model. Other data like order information has to be shared. However, typically the amount of orders released to other companies has also to be limited. We show that our agent-based approach can be easily fine tuned to trade off privacy against the benefit of cooperation.
Mit Hilfe eines Präzisionsmessplatzes soll es ermöglicht werden, automatisierte Tests mit optischen Distanzsensoren der Firma SICK durchzuführen. Hierbei handelt es sich um applikationsbezogene Vergleichsmessungen. Für die Realisierung einer erweiterbaren, automatischen Ansteuerung wird mit LabVIEW eine Software entwickelt, die unterschiedliche Distanzsensoren für Displacement Anwendungen (kurze Reichweite) einbindet. Zur Bewertung von Sensoren werden unterschiedliche Messmodi bereitgestellt. Hierbei werden motorisierte Linearachsen angesteuert, wodurch dynamische 2D-, bzw. 3D Messungen von unterschiedlichen Materialproben ermöglicht werden. Außerdem können Messergebnisse verschiedener Materialproben visuell verglichen werden. Des Weiteren besteht die Möglichkeit, aufgenommene Messdaten zu exportieren.
Mit der realisierten Ansteuerungssoftware ist es möglich, in Zukunft Mitarbeiter der global agierenden Sales & Service Units ressourcenschonend und in einem anwendungsbezogenen Kontext in die Benutzung und Bewertung von Dis-placementsensoren einzuarbeiten. Für diese Maßnahme der betrieblichen Weiterbildung ist eine Lerneinheit konzipiert. Hier geht es hauptsächlich darum, dass Mitarbeiter die Eigenschaften und Konfigurationsmöglichkeiten von Displacementsensoren verstehen und für unterschiedliche Testobjekte anwenden. Für die Lerneinheit sind Unterrichtsmaterialien erstellt sowie ein vollständiger Unterrichtsentwurf erarbeitet. Der Unterrichtsentwurf orientiert sich an dem Perspektivenschema nach Klafki (vgl. 1994, S. 270ff.).
Entwicklung und Implementierung einer Methode zur Funktions- und Verschleißprüfung von Sägeanlagen
(2019)
Die Firma KASTO Maschinenbau produziert Lagersysteme und Sägemaschinen und möchte in Zukunft mit Hilfe von prädiktiver Wartung einen Mehrwert für den Kunden, die firmeneigenen Servicetechniker und die Inbetriebnehmer generieren. Für diesen Weg in Richtung prädiktive Wartung werden in der vorliegenden Arbeit, zunächst mittels Recherche, Grundlagen definiert. Die anschließende Analyse verschiedener Bauteile und Baugruppen in der Lagertechnik und im Sägemaschinenbau führt zur Konkretisierung der Umsetzungsmöglichkeiten.
Im weiteren Verlauf der Arbeit werden die verschleißkritischen Bauteile eines KASTOwin-Bandsägeautomats behandelt. Durch die Analyse der einzelnen Verschleißformen und -erscheinungen an dessen Komponenten können Parameter zur Verschleiß-überwachung ermittelt werden. Die Überwachung dieser Prozesse soll dabei mit bestehender Sensorik durchgeführt werden und beschränkt sich deshalb hauptsächlich auf die Messeinrichtung der Frequenzumformer. Für die Komponenten Sägebandantrieb, Sägevorschubantrieb, Materialvorschubantrieb, Bandverlaufsensor, sowie das Hydrauliksystem werden entsprechende Methoden zur Funktions- und Verschleiß-prüfung ausgearbeitet.
Auf Basis dieser Methoden wird dann die Implementierung in Form eines SPS-Programms und einer dazu passenden, grafischen Benutzeroberfläche durchgeführt. Das bestehende SPS-Programm und die Benutzeroberfläche werden durch zusätzliche Programmteile ergänzt. Sämtliche Ergänzungen sind portabel und modular ausgelegt, sodass diese problemlos auch in anderen Sägemaschinen ergänzt werden können. Um kritische Verschleißsituationen nach deren Eintritt zu analysieren und daraus Schlüsse im Sinne der prädiktiven Wartung zu ziehen, ist die Sicherung aller Langzeitdaten von enormer Bedeutung. Da der remanente Speicher der SPS jedoch begrenzt ist, werden sämtliche Daten über die Visualisierung gesichert. Alle aufgenommen Daten werden sowohl grafisch als auch in Form von Werten visualisiert und können dem Kunden und Servicetechniker, sowie dem Inbetriebnehmer Aufschluss über den Zustand der Komponenten geben.
Letztlich werden die implementierten Abläufe an einer Vorführmaschine getestet. Es kann dabei die Funktion sämtlicher Prüfungen bestätigt werden
This thesis deals with the implementation of the SUBSCALE algorithm in the Python programming language. First, the current state of research and the needs of the target group are considered. Then, the choice of language is decided based on the findings. On the basis of self-generated requirements, the implementation is carried out.
Finally, the code is evaluated for accuracy, consistency, and execution time, as well as its applicability in practice.
Since the implementation of the current work proved to be unconvincing, an approach is tested in which Python is used only as a front-end.
Bei der Produktion von Solarzellen aus multikristallinem Silizium haben Defekte aus der Kristallisationsphase starken Einfluss auf die Materialqualität der Wafer und damit auf den Wirkungsgrad der späteren Solarzelle. Ein Verständnis des Kornwachstums in multikristallinem Silizium während des Kristallisationsprozesses kann zur Optimierung desselben beitragen. In dieser Arbeit werden Methoden untersucht, optische Flüsse zwischen Korngrenzenbildern multikristalliner Si-Wafer mittels neuronaler Netze zu berechnen. Hierfür wird die Architektur eines ausgereiften faltungsbasierten neuronalen Netzes zur optischen Fluss-Berechnung genutzt und durch angepasstes Training auf Waferstrukturen zugeschnitten. Dies umfasst die Synthese eigener, auf Waferbilder basierender Trainingsdaten und das Training mit einer angepassten Fehlerfunktion zur Bewertung der Zuordnungsgenauigkeit von Körnern zwischen Wafern durch den optischen Fluss. Beide Maßnahmen zusammen führen zu einer Reduktion des Zuordnungsfehlers von Körnern zwischen Waferbildern um 45 % gegenüber einem hochoptimierten, auf allgemeine optische Flüsse trainierten Modell basierend auf demselben Netzwerk. Die geschätzte Zuordnungsgenauigkeit des besten Modells beträgt 92,4 % der Pixel der Korngrenzenbilder eines Wafers. Weiteres Verbesserungspotenzial ist vorhanden.
Am Buffet des Lebens
(2017)
In letzter Zeit sind einige neue, hochintegrierte Einchip-Radarsensoren auf den Markt gekommen. Die enormen Fortschritte im Bereich des autonomen Fahrens hat diese Sensoren hervorgebracht. Mit ihnen lassen sich diverse Anwendungen, wie zum Beispiel eine Abstandsmessung, Kollisionserkennung oder Geschwindigkeitserfassung realisieren.
Für die Nutzung eines solchen modernen Radarsensors spricht viel, jedoch besitzen alle eine differenzielle Ausgangsschnittstelle, die nicht mit den üblichen Mikrocontrollersystemen eingelesen werden kann. Darum war das Ziel der Arbeit, die Entwicklung eines Schnittstellenwandlers auf einem Low-Power-FPGA, zur Anbindung eines Radarchips an einen klassischen Mikrocontroller.
Der Lösungsweg war demnach schon vorgegeben, es folgte die konkrete Umsetzung mit der Modellierung der Hardware in VHDL. Der FPGA liest die differenzielle Schnittstelle ein, parallelisiert die Daten und speichert sie zwischen. Sobald die Messdaten vollständig sind, können sie über die serielle SPI-Schnittstelle angefordert werden. Als Gegenstelle kommt ein Mikrocontroller zum Einsatz, der die Messdaten wiederum gemäß eines definierten Protokolls zur Auswertung an einen Computer weiterleitet.
Die Machbarkeit dieser Anwendung wurde kontrolliert, indem die Messdaten vom Radarchip, übermittelt durch den FPGA und Mikrocontroller, auf dem Computer mithilfe eines Analyseprogramms bewertet wurden. Die Auswertung der Messergebnisse entspricht in vollem Umfang den Erwartungen. Der Ressourcenverbrauch im FPGA wurde hierbei ebenfalls als kritisch betrachtet, was sich im Nachhinein jedoch nicht bestätigte. Es ist sogar das Gegenteil der Fall, mit den übrigen freien Ressourcen steht einer möglichen Signalverarbeitung nichts im Wege.
Introduction: Patient selection for cardiac resynchronization therapy (CRT) requires quantification of left ventricular conduction delay (LVCD). After implantation of biventricular pacing systems, individual AV delay (AVD) programming is essential to ensure hemodynamic response. To exclude adverse effects, AVD should exceed individual implant-related interatrial conduction times (IACT). As result of a pilot study, we proposed the development of a programmer-based transoesophageal left heart electrogram (LHE) recording to simplify both, LVCD and IACT measurement. This feature was implemented into the Biotronik ICS3000 programmer simultaneously with 3-channel surface ECG.
Methods: A 5F oesophageal electrode was perorally applied in 44 heart failure CRT-D patients (34m, 10f, 65±8 yrs., QRS=162±21ms). In position of maximum left ventricular deflection, oesophageal LVCD was measured between onsets of QRS in surface ECG and oesophageal left ventricular deflection. Then, in position of maximum left atrial deflection (LA), IACT in VDD operation (As-LA) was calculated by difference between programmed AV delay and the measured interval from onset of left atrial deflection to ventricular stimulus in the oesophageal electrogram. IACT in DDD operation (Ap-LA) was measured between atrial stimulus and LA..
Results: LVCD of the CRT patients was characterized by a minimum of 47ms with mean of 69±23ms. As-LA and Ap-LA were found to be 41±23ms and 125±25ms, resp., at mean. In 7 patients (15,9%), IACT measurement in DDD operation uncovered adverse AVD if left in factory settings. In this cases, Ap-LA exceeded the factory AVD. In 6 patients (13,6%), IACT in VDD operation was less than or equal 10ms indicating the need for short AVD.
Conclusion: Response to CRT requires distinct LVCD and AVD optimization. The ICS3000 oesophageal LHE feature can be utilized to measure LVCD in order to justify selection for CRT. IACT measurement simplifies AV delay optimization in patients with CRT systems irrespective of their make and model.
In-vivo and in-vitro comparison of implant-based CRT optimization - What provide new algorithms?
(2011)
Introduction: In cardiac resynchronization therapy (CRT), individual AV delay (AVD) optimization can effectively increase hemodynamics and reduce non-responder rate. Accurate, automatic and easily comprehensible algorithms for the follow-up are desirable. QuickOpt is the first attempt of a semi-automatic intracardiac electrogram (IEGM) based AVD algorithm. We aimed to compare its accuracy and usefulness by in-vitro and in-vivo studies.
Methods: Using the programmable ARSI-4 four-chamber heart rhythm and IEGM simulator (HKP, Germany), the QuickOpt feature of an Epic HF system (St. Jude, USA) was tested in-vitro by simulated atrial IEGM amplitudes between 0.3 and 3.5mV during both, manual and automatic atrial sensing between 0.2 and 1.0mV. Subsequently, in 21 heart failure patients with implanted biventricular defibrillators, QuickOpt was performed in-vivo. Results of the algorithm for VDD and DDD stimulation were compared with echo AV delay optimization.
Results: In-vitro simulations demonstrated a QuickOpt measuring accuracy of ± 8ms. Depending on atrial IEGM amplitude, the algorithm proposed optimal AVD between 90 and 150ms for VDD and between 140 and 200ms for DDD operation, respectively. In-vivo, QuickOpt difference between individual AVD in DDD and VDD mode was either 50ms (20pts) or 40ms (1pt). QuickOpt and echo AVD differed by 41 ± 25ms (7 – 90ms) in VDD and by 18 ± 24ms (17-50ms) in DDD operation. Individual echo AVD difference between both modes was 73 ± 20ms (30-100ms).
Conclusion: The study demonstrates the value of in-vitro studies. It predicted QuickOpt deficiencies regarding IEGM amplitude dependent AVD proposals constrained to fixed individual differences between DDD and VDD mode. Consequently, in-vivo, the algorithm provided AVD of predominantly longer duration than echo in both modes. Accepting echo individualization as gold standard, QuickOpt should not be used alone to optimize AVD in CRT patients.
Introduction: To simplify AV delay (AVD) optimization in cardiac resynchronization therapy (CRT), we reported that the hemodynamically optimal AVD for VDD and DDD mode CRT pacing can be approximated by individually measuring implant-related interatrial conduction intervals (IACT) in oesophageal electrogram (LAE) and adding about 50ms. The programmer-based St Jude QuickOpt algorithm is utilizing this finding. By automatically measuring IACT in VDD operation, it predicts the sensed AVD by adding either 30ms or 60ms. Paced AVD is strictly 50ms longer than sensed AVD. As consequence of those variations, several studies identified distinct inaccuracies of QuickOpt. Therefore, we aimed to seek for better approaches to automate AVD optimization.
Methods: In a study of 35 heart failure patients (27m, 8f, age: 67±8y) with Insync III Marquis CRT-D systems we recorded telemetric electrograms between left ventricular electrode and superior vena cava shock coil (LVtip/SVC = LVCE) simultaneously with LAE. By LVCE we measured intervals As-Pe in VDD and Ap-Pe in DDD operation between right atrial sense-event (As) or atrial stimulus (Ap), resp., and end of the atrial activity (Pe). As-Pe and Ap-Pe were compared with As-LA an Ap-LA in LAE, respectively.
Results: End of the left atrial activity in LVCE could clearly be recognized in 35/35 patients in VDD and 29/35 patients in DDD operation. We found mean intervals As-LA of 40.2±24.5ms and Ap-LA of 124.3±20.6ms. As-Pe was 94.8±24.1ms and Ap-Pe was 181.1±17.8ms. Analyzing the sums of As-LA + 50ms with duration of As-Pe and Ap-LA + 50ms with duration of Ap-Pe, the differences were 4.7±9.2ms and 4.2±8.6ms, resp., only. Thus, hemodynamically optimal timing of the ventricular stimulus can be triggered by automatically detecting Pe in LVCE.
Conclusion: Based on minimal deviations between LAE and LVCE approach, we proposed companies to utilize the LVCE in order to automate individual AVD optimization in CRT pacing.
Das Projekt PHOTOPUR soll die Reduzierung von Pestiziden in Oberflächengewässern ermöglichen. In dieser Arbeit wird eine Automatisierung eines ersten Demosystems entwickelt, welches den gesamten Reinigungsprozess abbildet. Eine Projektierung der Automatisierung des Systems wird mit den dafür vorgesehenen Fließschemas und Gerätelisten durchgeführt. Darauf aufbauend wird die Ablaufsteuerung des Demosystems durch einen Ablauf-Funktionsplan umgesetzt. Um eine Systemüberwachung der Anlage zu gewährleisten wurde dazu eine Visualisierung ausgearbeitet. Zusätzlich wurden die Regelstrecken der Durchflussregelungen in den zwei Teilprozessen des Reinigungsprozesses bestimmt und durch unterschiedliche Einstellregeln der optimale Regler der Regelkreise ermittelt.
Die in dieser Arbeit entwickelte Software, beinhaltet die drei folgenden Umsetzungen: Realisierung der Ablaufsteuerung, Implementierung der Reglerparameter durch einen vorhandenen Regelalgorithmus und die Visualisierung des Demosystems.
Message co chairmen
(2017)
In this study, a high-performance controller is proposed for single-phase grid-tied energy storage systems (ESSs). To control power factor and current harmonics and manage time-shifting of energy, the ESS is required to have low steady-state error and fast transient response. It is well known that fast controllers often lack the required steady-state accuracy and trade-off is inevitable. A hybrid control system is therefore presented that combines a simple yet fast proportional derivative controller with a repetitive controller which is a type of learning controller with small steady-state error, suitable for applications with periodic grid current harmonic waveforms. This results in an improved system with distortion-free, high power factor grid current. The proposed controller model is developed and design parameters are presented. The stability analysis for the proposed system is provided and the theoretical analysis is verified through stability, transient and steady-state simulations.
Exploiting Dissent: Towards Fuzzing-based Differential Black Box Testing of TLS Implementations
(2017)
The Transport Layer Security (TLS) protocol is one of the most widely used security protocols on the internet. Yet do implementations of TLS keep on suffering from bugs and security vulnerabilities. In large part is this due to the protocol's complexity which makes implementing and testing TLS notoriously difficult. In this paper, we present our work on using differential testing as effective means to detect issues in black-box implementations of the TLS handshake protocol. We introduce a novel fuzzing algorithm for generating large and diverse corpuses of mostly-valid TLS handshake messages. Stimulating TLS servers when expecting a ClientHello message, we find messages generated with our algorithm to induce more response discrepancies and to achieve a higher code coverage than those generated with American Fuzzy Lop, TLS-Attacker, or NEZHA. In particular, we apply our approach to OpenssL, BoringSSL, WolfSSL, mbedTLS, and MatrixSSL, and find several real implementation bugs; among them a serious vulnerability in MatrixSSL 3.8.4. Besides do our findings point to imprecision in the TLS specification. We see our approach as present in this paper as the first step towards fully interactive differential testing of black-box TLS protocol implementations. Our software tools are publicly available as open source projects.
The instability of ultra-thin films of an electrolyte bordering a dielectric gas in an external tangential electric field is scrutinized. The solid wall is assumed to be either a conducting or charged dielectric surface. The problem has a steady one-dimensional solution. The theoretical results for a plug-like velocity profile are successfully compared with available experimental data. The linear stability of the steady-state flow is investigated analytically and numerically. Asymptotic long-wave expansion has a triple-zero singularity for a dielectric wall and a quadruple-zero singularity for a conducting wall, and four (for a conducting wall) or three (for a charged dielectric wall) different eigenfunctions. For infinitely small wave numbers, these eigenfunctions have a clear physical meaning: perturbations of the film thickness, of the surface charge, of the bulk conductivity, and of the bulk charge. The numerical analysis provides an important result: the appearance of a strong short-wave instability. At increasing Debye numbers, the short-wave instability region becomes isolated and eventually disappears. For infinitely large Weber numbers, the long-wave instability disappears, while the short-wave instability persists. The linear stability analysis is complemented by a nonlinear direct numerical simulation. The perturbations evolve into coherent structures; for a relatively small external electric field, these are large-amplitude surface solitary pulses, while for a sufficiently strong electric field, these are short-wave inner coherent structures, which do not disturb the surface.
A wide range catalyst screening with noble metal and oxide catalysts for a metal–air battery with an aqueous alkaline electrolyte was carried out. Suitable catalysts reduce overpotentials during the charge and discharge process, and therefore improve the round-trip efficiency of the battery. In this case, the electrodes will be used as optimized cathodes for a future lithium–air battery with an aqueous alkaline electrolyte. Oxide catalysts were synthesized via atmospheric plasma spraying. The screening showed that IrO2, RuO2, La0.6Ca0.4Co3, Mn3O4, and Co3O4 are promising bi-functional catalysts. Considering the high price for the noble metal catalysts further investigations of the oxide catalysts were carried out to analyze their electrochemical behavior at varied temperatures, molarities, and in case of La1−x Ca x CoO3 a varying calcium content. Additionally all catalysts were tested in a longterm test to proof cyclability at varied molarities. Further investigations showed that Co3O4 seems to be the most promising bi-functional catalyst of the tested oxide catalysts. Furthermore, it was shown that a calcium content of x = 0.4 in LCCO has the best performance.