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- Fakultät Maschinenbau und Verfahrenstechnik (M+V) (46)
- Fakultät Medien (M) (ab 22.04.2021) (43)
- Fakultät Wirtschaft (W) (43)
- Fakultät Medien und Informationswesen (M+I) (bis 21.04.2021) (20)
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- INES - Institut für nachhaltige Energiesysteme (13)
- POIM - Peter Osypka Institute of Medical Engineering (10)
- ivESK - Institut für verlässliche Embedded Systems und Kommunikationselektronik (10)
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MINT-College TIEFE
(2021)
Das Projekt MINT-College TIEFE konnte in der zweiten Förderperiode die verschiedenen Maßnahmen der vorangegangenen Förderperiode weiter ausbauen und verstetigen. Die Angebote im Rahmen des Projekts MINT-College TIEFE begleiteten die Studierenden über den Student-Life-Cycle hinweg über das komplette Studium der technischen Studiengänge, beginnend in der Schule und endend beim Übergang in den Beruf. Um die Qualität der Lehre an der Hochschule Offenburg zu verbessern, wurden darüber hinaus verschiedene digital unterstützte Lehrformate weiterentwickelt und ausgebaut. Zentrale Angebote des MINT-College, das 2019 zentrale Einrichtung der Hochschule Offenburg wurde, sind die für die Studieneingangsphase entwickelten Angebote der Einführungstage, des Mentorenprogramms, der Brückenkurse, des Lernzentrums und Angebote für den Übergang in den Beruf, wie das Gründerbüro. Die mediendidaktischen Unterstützungsangebote für Lehrende unterstützten den Lernkulturwandel an der Hochschule. Es wurden systematisch nachhaltige Strukturen aufgebaut, um Innovationen für das Lehren und das Lernen auch künftig entwickeln, erproben und etablieren zu können.
Synthesizing voice with the help of machine learning techniques has made rapid progress over the last years [1]. Given the current increase in using conferencing tools for online teaching, we question just how easy (i.e. needed data, hardware, skill set) it would be to create a convincing voice fake. We analyse how much training data a participant (e.g. a student) would actually need to fake another participants voice (e.g. a professor). We provide an analysis of the existing state of the art in creating voice deep fakes and align the identified as well as our own optimization techniques in the context of two different voice data sets. A user study with more than 100 participants shows how difficult it is to identify real and fake voice (on avg. only 37 percent can recognize a professor’s fake voice). From a longer-term societal perspective such voice deep fakes may lead to a disbelief by default.
Sowohl die Entwicklung neuer als auch die Weiterentwicklung bestehender Quartiere sind mit vielfältigen Herausforderungen verbunden. Durch weitere Klimaschutzmaßnahmen und ein zunehmendes Umweltbewusstsein steigen die energetischen Anforderungen an Wohn- und Gewerbeimmobilien. Die besonders für Deutschland ungünstige demografische Entwicklung bedingt eine weiter zunehmende Urbanisierung, bedingt durch Migration und Zuzug älterer Menschen in Städte, die künftig noch mehr altersgerechte Wohnungen und Pflegeeinrichtungen etablieren müssen. Hinzu kommen die steigenden Anforderungen aus der digitalen Transformation und einer Informationsgesellschaft, die sich mit Konnektivität, Schnelllebigkeit, Individualisierungstendenzen und veränderten Konsumgewohnheiten auseinandersetzen muss.
The increasing use of artificial intelligence (AI) technologies across application domains has prompted our society to pay closer attention to AI’s trustworthiness, fairness, interpretability, and accountability. In order to foster trust in AI, it is important to consider the potential of interactive visualization, and how such visualizations help build trust in AI systems. This manifesto discusses the relevance of interactive visualizations and makes the following four claims: i) trust is not a technical problem, ii) trust is dynamic, iii) visualization cannot address all aspects of trust, and iv) visualization is crucial for human agency in AI.
Ziel der Investitionsmaßnahme Enerlab 4.0 war die Bereitstellung einer umfangreichen in-operando und post-mortem Diagnostik für dezentrale Energieerzeuger und -Speicher, z. B. Batteriezellen und Photovoltaikzellen. Diese sind wichtige Komponenten für verschiedene Bereiche der Industrie 4.0 – von autonomen Sensoren über energieautarke Produktion bis hin zur Qualitätskontrolle. Zu diesem Zweck wurde die apparative Ausstattung der Hochschule Offenburg erweitert, und zwar sowohl für in-operando Diagnostik (elektrische Zyklierer, Impedanzspektrometer, Temperaturprüfschränke) als auch für post-mortem Diagnostik (Glovebox, Probenpräparationen für vorhandene Werkstoffanalytik und chemische Analytik). Be-reits vorhandene Geräte aus anderen laufenden oder abgeschlossenen Projekten wurden in die neue Infrastruktur integriert. Im Ergebnis entstand ein modernes und leistungsfähiges Batterie- und Photovoltaiklabor, welches in zahlreichen laufenden und neuen Vorhaben genutzt wird.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Ladezustandes (SOC) einer aufladbaren Batterie (106) eines vorgegebenen Batterietyps oder eines damit in einem physikalischen Zusammenhang stehenden Parameters, insbesondere einer in der Batterie enthaltenen Restladungsmenge Q, wobei das Verfahren mittels eines spannungsgeführten Batteriemodells (102) arbeitet, welches für die betreffende Batterie (106) oder einen entsprechenden Batterietyp parametriert wird. Es muss lediglich die Batteriespannung Umess gemessen und dem Batteriemodell (102) als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Gesundheitszustandes (SOH) einer Batterie (102), wobei das Batteriemodell (102), das auch zur Bestimmung des SOC verwendet wird, einen modellierten Batteriestrom Imodliefert. Aus diesem können modellierte Ladungsmengen während Lade- und Entladephasen der Batterie (106) bestimmt und mit gemessenen Ladungsmengen, die aus dem gemessenen Batteriestrom Imessbestimmt werden, verglichen werden. Da das Batteriemodell (102) nicht altert, kann hierdurch der SOH der Batterie bestimmt werden.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Ladezustandes (SOC) einer aufladbaren Batterie (106) eines vorgegebenen Batterietyps oder eines damit in einem physikalischen Zusammenhang stehenden Parameters, insbesondere einer in der Batterie enthaltenen Restladungsmenge Q, wobei das Verfahren mittels eines spannungsgeführten Batteriemodells (102) arbeitet, welches für die betreffende Batterie (106) oder einen entsprechenden Batterietyp parametriert wird. Es muss lediglich die Batteriespannung Umess gemessen und dem Batteriemodell (102) als Eingangsgröße zur Verfügung gestellt werden. Weiterhin betrifft die Erfindung ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung des Gesundheitszustandes (SOH) einer Batterie (102), wobei das Batteriemodell (102), das auch zur Bestimmung des SOC verwendet wird, einen modellierten Batteriestrom Imodliefert. Aus diesem können modellierte Ladungsmengen während Lade- und Entladephasen der Batterie (106) bestimmt und mit gemessenen Ladungsmengen, die aus dem gemessenen Batteriestrom Imessbestimmt werden, verglichen werden. Da das Batteriemodell (102) nicht altert, kann hierdurch der SOH der Batterie bestimmt werden.
The invention relates to a method and to a device for determining the state of charge (SOC) of a rechargeable battery (106) of a specified battery type or a parameter physically related thereto, in particular a remaining charge amount Q contained in the battery, the method operating by means of a voltage-controlled battery model (102), which is parameterized for the battery (106) in question or a corresponding battery type. It is merely necessary to measure the battery voltage Umess and to provide said battery voltage to the battery model (102) as an input variable. The invention further relates to a method and to a device for determining the state of health (SOH) of a battery (102), wherein the battery model (102) also used to determine the SOC provides a modeled battery current Imod. Modeled charge amounts during charging and discharging phases of the battery (106) can be determined from said modeled battery current and can be compared with measured charge amounts, which are determined from the measured battery current Imess. Because the battery model (102) does not age, the SOH of the battery can thereby be determined.
Passive hybridization refers to a parallel connection of photovoltaic and battery cells on the direct current level without any active controllers or inverters. We present the first study of a lithium-ion battery cell connected in parallel to a string of four or five serially-connected photovoltaic cells. Experimental investigations were performed using a modified commercial photovoltaic module and a lithium titanate battery pouch cell, representing an overall 41.7 W-peak (photovoltaic)/36.8 W-hour (battery) passive hybrid system. Systematic and detailed monitoring of this system over periods of several days with different load scenarios was carried out. A scaled dynamic synthetic load representing a typical profile of a single-family house was successfully supplied with 100 % self-sufficiency over a period of two days. The system shows dynamic, fully passive self-regulation without maximum power point tracking and without battery management system. The feasibility of a photovoltaic/lithium-ion battery passive hybrid system could therefore be demonstrated.
Im Rahmen des Forschungsvorhabens GeoSpeicher.bw wurden mehrere Demostandorte in Baden-Württemberg intensiv durch die Projektpartner untersucht bzw. begleitet. Die Forschungsergebnisse zeigen, dass bestehende Geothermieanlagen gut funktionieren und durch den Betrieb auch klimaschädliche Gasemissionen eingespart werden können. Leider konnte im Rahmen des Vorhabens kein Demoprojekt für einen Aquiferspeicher am städtischen Klinikum Karlsruhe oder auch am Campus Nord des Karlsruhe Instituts für Technologie (KIT) trotz des Nachweises der effektiven Kostenersparnisse und CO2-Einsparungen verwirklicht werden.
Sollte sich die Aquiferspeichertechnologie in Baden-Württemberg etablieren, müsste unbedingt ein Demoprojekt für einen flachen Niedrigtemperatur-Aquiferspeicher entwickelt und gefördert werden. Die Rahmenbedingungen für solch einen Aquiferspeicher wären am Campus Nord grundsätzlich gegeben. Dieser Nachweis wurde durch zahlreiche Untersuchungen im Rahmen von GeoSpeicher.bw eindeutig erbracht.
Energiemanagement im Betrieb
(2021)
Dieses Fachbuch gibt einen vertieften Einblick in das dynamische Verhalten von thermoaktiven Bauteilsystemen. Es wird eine neu entwickelte und vielfach erprobte, selbstlernende und vorausschauende TABS-Steuerung vorgestellt. Dazu wird auf die Erfordernisse einer effektiven TABS-Steuerung eingegangen und die Grundlagen und Funktionsweise der neu entwickelten AMLR-Steuerung erläutert. Anhand mehrerer Anwendungsbeispiele wird die Umsetzung in die bauliche Praxis erläutert und mit Hilfe von umfangreichen Messergebnissen die Funktion der neuen AMLR-Steuerung nachgewiesen. Abschließend werden Empfehlungen für die Anwendung von AMLR in der baulichen TABS-Praxis hinsichtlich Anlagenhydraulik und Umsetzung in der Gebäudeautomation gegeben.
Über zwei Jahrzehnte hat sich an der Hochschule Offenburg im Umfeld von Professor Elmar Bollin eine Forschungsgruppe etabliert, die die Bereiche Gebäudeautomation und nachhaltige Energietechnik zusammenführten. Anfänglich ging es darum die Potenziale der internetbasierten Wetterprognostik und modell-basierten Anlagensteuerung für die Verbesserung des Komforts und der Energieeffizienz im Gebäude zu nutzen. Im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mit Einsatz von dynamischen Gebäudesimulationen konnte schließlich ein Algorithmus gefunden werden, der es ermöglichte auf Basis von prognostizierter Außentemperatur und Sonneneinstrahlung den Energiebedarf eines Bürogebäudes für den Folgetag vorherzusagen. In Verbindung mit der Gebäudeautomation entstand so die adaptive und prädiktive TABS-Steuerung AMLR.
Über zwei Jahrzehnte hat sich an der Hochschule Offenburg eine Forschungsgruppe etabliert, die die beiden Bereiche Gebäudeautomation und nachhaltige Energietechnik zusammenführte. Anfangs ging es darum, Potentiale der internetbasierten Wetterprognostik und modell-basierten Anlagensteuerung für die Verbesserung des Komforts und der Energieeffizienz im Gebäude zu nutzen. Im Rahmen von Forschungs- und Entwicklungsarbeiten mit Einsatz von dynamischen Gebäudesimulationen konnte ein Algorithmus gefunden werden, der es ermöglichte auf Basis von prognostizierter Außentemperatur und Sonneneinstrahlung den Energiebedarf eines Bürogebäudes für den Folgetag vorherzusagen. In Verbindung mit der Gebäudeautomation entstand so die adaptive und prädiktive TABS-Steuerung AMLR.
The transition from college to university can have a variety of psychological effects on students who need to cope with daily obligations by themselves in a new setting, which can result in loneliness and social isolation. Mobile technology, specifically mental health apps (MHapps), have been seen as promising solutions to assist university students who are facing these problems, however, there is little evidence around this topic. My research investigates how a mobile app can be designed to reduce social isolation and loneliness among university students. The Noneliness app is being developed to this end; it aims to create social opportunities through a quest-based gamified system in a secure and collaborative network of local users. Initial evaluations with the target audience provided evidence on how an app should be designed for this purpose. These results are presented and how they helped me to plan the further steps to reach my research goals. The paper is presented at MobileHCI 2020 Doctoral Consortium.
Loneliness, an emotional distress caused by the lack of meaningful social connections, has been increasingly affecting university students who need to deal with everyday situations in a new setting, especially those who have come from abroad. Currently there is little work on digital solutions to reduce loneliness. Therefore, this work describes the general design considerations for mobile apps in this context and outlines a potential solution. The mobile app Noneliness is used to this end: it aims to reduce loneliness by creating social opportunities through a quest-based gamified system in a secure and collaborative network of local users. The results of initial evaluations with the target audience are described. The results informed a user interface redesign as well as a review of the features and the gamification principles adopted.
In die neuen Verfahren, wie Big Data, Machine Learning und Predictive Analytics, werden von Marketing und Vertrieb hohe Erwartungen gesetzt. Doch dem „Garbage in – Garbage out“-Prinzip folgend lassen die Ergebnisse zu wünschen übrig. Grund hierfür ist häufig eine nicht ausreichende Qualität in den zugrunde liegenden Kundendaten. Dieser Beitrag beleuchtet diese Problematik anhand der Wert-Pyramide. Je weiter oben die Daten in der Wertschöpfungskette angesiedelt sind, desto höher ist deren Qualität und umso mehr Wert haben sie für das Unternehmen. Darüber hinaus wird aufgezeigt, wie sich mit Hilfe von Monitoring-Systemen, wie einer Datenqualitäts-Scorecard, Aussagen zur Datenqualität treffen und Verbesserungen derselben messen lassen. So wird der tatsächliche Wert von Daten für Unternehmen ersichtlich.
Duplikaterkennung, -suche und -konsolidierung für Kunden- und Geschäftspartnerdaten, sog. „Identity Resolution“, ist die Voraussetzung für erfolgreiches Customer Relationship Management und Customer Experience Management, aber auch für das Risikomanagement zur Minimierung von Betrugsrisiken und Einhaltung regulatorischer Vorschriften und viele weitere Anwendungsfälle. Diese Systeme sind jedoch hochkomplex und müssen individuell an die kundenspezifischen Anforderungen angepasst werden. Der Einsatz lernbasierter Verfahren bietet großes Potenzial zur automatisierten Anpassung. In diesem Beitrag präsentieren wir für ein KMU praxisfähige, lernbasierte Verfahren zur automatischen Konfiguration von Business-Regeln in Duplikaterkennungssystemen. Dabei wurden für Fachanwender Möglichkeiten entwickelt, um beispielgetrieben das Match-System an individuelle Business-Regeln (u.a. Umzugserkennung, Sperrlistenabgleich) anzupassen und zu konfigurieren. Die entwickelten Verfahren wurden evaluiert und in einer prototypischen Lösung integriert. Wir konnten zeigen, dass unser Machine-Learning-Verfahren, die von einem Domainexperten erstellten Business-Regeln für das Duplikaterkennungssystem „identity“ verbessern konnte. Zudem konnte der hierzu erforderliche Zeitaufwand verkürzt werden.
Die Mehrheit der deutschen Unternehmen verspricht sich aus KI-gestützter Datenanalyse einen großen Geschäftsvorteil. Doch gerade das Thema Datenbestand ist eine der größten, immer noch häufig unterschätzten Hürde beim Trainieren und Einführen von KI-Algorithmen. Im Folgenden sind vier konkrete Erfahrungen und Tipps für KI- & Datenanalyseprojekte in Unternehmen aufgeführt.
Datenanalyse mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) – für 70 Prozent der von den Beratern von PWC befragten Unternehmen ist dies das vielversprechendste Einsatzszenario. Doch so attraktiv die Vision erscheint, mittels KI das eigene Geschäft oder gar eine ganze Branche zu revolutionieren, so handfest sind die Herausforderungen, die sich in der Praxis ergeben. Ein häufiges Problem ist ein bereits beim Start eines Projekts mangelhafter Datenbestand. Die KI mit qualitativ schlechten Daten zu trainieren, macht keinen Sinn, da sie falsche Informationen lernt. Ohne den Einsatz gewisser Automatisierungen und KI ist es wiederum mühsam, die unzureichende Datenbasis zu verbessern.
Eine Frage der Qualität
(2021)
Künstliche Intelligenz (KI) kommt laut einer Interxion-Studie bei 96 Prozent der Schweizer Unternehmen zum Einsatz. Allerdings gaben nur 22 Prozent der Schweizer IT-Entscheider an, dass sie KI bereits für einen ersten Anwendungsfall einsetzen. Dabei ist KI etwa im Datenmanagement sehr hilfreich – sofern Qualität und Quantität der Trainingsdaten stimmen.
Onlineshops in Deutschland verschenken sehr viel Potenzial im Registrierungs- und Bestellprozess. Dabei lässt sich mit wenigen gezielten Verbesserungen der Checkout barrierefrei und smart gestalten. Zu diesem Ergebnis kommt eine heuristische Untersuchung der Top 100 Onlineshops von Uniserv gemeinsam mit der Hochschule Offenburg. Die Eingabe und Qualität von Adressdaten spielen dabei eine besondere Rolle.
SchulverwaltungSpezial
(2021)
Die Corona-Krise ist eine Herausforderung, bei der Schulleitungen nicht nur im Rahmen des Krisenmanagements und insbesondere der Krisenkommunikation gefordert sind, sondern darüber hinaus, ausgehend von der akuten Krisenbewältigung, auch ein proaktives Risikomanagement vornehmen müssen. Die Prinzipien Klarheit, Transparenz und Partizipation sowie die günstige Kombination von Zentralität und Dezentralität im Rahmen des Krisenmanagements sind die Voraussetzung für den Übergang in ein strategisch orientiertes proaktives Transformationsmanagement.
Im Jahr 2020 sollten für den Zeitungssektor im Rahmen der coronabedingten Neuordnung der Bundesförderungen40 Mio. Euro für die Zustellförderung bereitgestellt werden. Im Rahmen der kontroversen Diskussion um diese direkte staatliche Förderung der Zeitungsbranche wandelte sich die geplante Förderung in ein 220 Mio. Euro-Pogramm zur Unterstützung der digitalen Transformation von Presseverlagen (Deutscher Bundestag 2020c). Im April 2021 erklärte das Bundeswirtschaftsministerium die geplante 220-Millionen-Presseförderung für gescheitert – es wolle das Hilfspaket „nach intensiver Prüfung“ nicht weiterverfolgen. Der vorliegende Beitrag gibt Einblick in die kontroverse Diskussion um die Frage einer direkten staatlichen Pressförderung und stellt sie in den Kontext der wirtschaftlichen und medienpolitischen Kernfrage, „wie sich publizisitsche Inhalte in Zeiten der Disruption etablierter Geschäftsmodelle noch finanzieren lassen“ (Jarren, Künzler & Puppis 2019: 421).
Social Media und die Kommentarmöglichkeiten auf lokalen, redaktionellen digitalen Plattformen sind nicht nur eine Chance für die zielgerichtete Kommunikation von Städten und Gemeinden, sondern auch eine Herausforderung, insbesondere im kontroversen kommunalpolitischen Alltag. Die Dialogmöglichkeiten haben die Möglichkeiten der Bürger*innen gestärkt, sich mit ihren Interessen, Anliegen und Meinungen Gehör zu verschaffen und die von der Verwaltung und den politischen Akteuren gesetzten Themen zu diskutieren und zu hinterfragen. Nicht immer findet hier in der kommunalen Praxis jedoch ein positiver und sachorientierter Dialog statt, so dass es gerade in der Kleinräumigkeit des kommunalen Geschehens auch zu sehr unangenehmen Szenarien kommen kann. Dies beruht dann meist auf einem unterschiedlichen Rollenkonzept der Akteure bis hin zu Abweichungen im Demokratieverständnis. Daher soll hier zunächst das Prinzip der repräsentativen Demokratie in Abgrenzung zu populistischen Rollenverständnissen dargestellt werden, bevor die konkreten Kommunikationsthemen analysiert werden.
Social-Media-Kanäle spielen nicht nur für die Kommunikation von kommunalen Gremien, sondern vor allem im Wahlkampf für kommunale Spitzenämter eine besondere Rolle und erfordern die Berücksichtigung der Grundsätze authentischer Kommunikation.
Bevor man der Frage nachgeht, wie und in welcher Form am besten unterschiedliche Social-Media-Kanäle für die Kommunikation kommunaler Themen eingesetzt werden und somit ein wirksames Tool für die Interaktion der Kommunen mit ihren spezifischen Zielgruppen darstellen können, muss man sich ein paar generelle Gedanken machen, welche Stakeholder und Zielgruppen überhaupt auf diesem Weg bei welchen Themenkategorien erreichbar sind. Gerade aktuelle Fälle wie die Kommunikation während der Corona-Krise zeigen, wie man im Rahmen der Mediaplanung digitale Kanäle in das Gesamtspektrum der Kommunikationskanäle einordnen kann.
Medienmarketing-Controlling
(2021)
Dieses Kapitel beschäftigt sich mit dem Controlling im Rahmen des Medienmarketings und zeigt damit die Strukturen auf, mit denen im Medienunternehmen Marketingprozesse verankert sind und nach welchen Zielgruppen, Märkten und Kennzahlen die Steuerung dieser Marketingaufgaben erfolgt. In Medienunternehmen ist Marketing in der Regel einer der erfolgsentscheidenden Funktionsbereiche, der daher einer detaillierten und permanenten Begleitung und Steuerung nicht nur durch die Fachinstanzen, sondern auch durch das Top-Management bedarf. Gleichzeitig sind Medienunternehmen in vielen Fällen auch publizistische Unternehmen, die neben der kennzahlenorientierten Ausrichtung an den Markt- und Kundenbedürfnissen einer inhaltlichen Leitidee folgen und dadurch in vielen Fällen erst in der Lage sind, tatsächlich neue und überdurchschnittlich erfolgreiche Produkte zu etablieren. Zugleich wird es seit der Jahrtausendwende durch die Transformation und Disruption der Medienmärkte zunehmend schwieriger, Marktsegmente und Medienunternehmen von anderen Branchensegmenten abzugrenzen. Die medienökonomischen Besonderheiten führen zu einer Steigerung der Marktdynamik (beispielsweise durch die Interdependenz von Werbe- und Rezipientenmarkt), sodass den unterschiedlichen Performance-Kennziffern in den vier Hauptfeldern des klassischen Marketingmixes hier eine besondere Bedeutung zukommt.
IoT-Plattformen stellen ein zentrales Element für die Vernetzung von physischen Objekten und die Bereitstellung deren Daten für digitale Zwillinge dar. Der Markt für solche Plattformen ist in den vergangenen Jahren stark gewachsen. Bei inzwischen über 600 Anbietern ist die Wahl der „richtigen“ Plattform für das eigene Unternehmen keine triviale Aufgabe mehr. Dieser Beitrag soll Unternehmen im Auswahlprozess unterstützen, indem gängige Funktionen von IoT-Plattformen und Kriterien für die Auswahl von IoT-Plattformen aufgezeigt werden.
Herzfehler sind weltweit die häufigste Form von angeborenen Organdefekten. In unterschiedlichen Studien wird die Inzidenz zumeist zwischen vier und elf von 1.000 Lebendgeburten angegeben (1–5). Im Rahmen der multizentrischen PAN-Studie (PAN: Prävalenz angeborener Herzfehler bei Neugeborenen), welche die Häufigkeit angeborener Herzfehler bei Neugeborenen in Deutschland zwischen Juli 2006 und Juni 2007 untersuchte, ergab sich eine Gesamtprävalenz von 107,6 pro 10.000 Lebendgeburten. Gegenstand dieser Arbeit sind Untersuchungen an Implantaten zur Behandlung von Atriumseptumdefekten (ASD). Vorhofseptumdefekte machen mit 17,0%, nach den Ventrikelseptumdefekten (VSD) mit 48,9%die zweithäufigste Art von Herzfehlern aus (6, 7).Als Vorhofseptumdefekte werden Öffnungen in der Scheidewand zwischen den Herzvorhöfen bezeichnet. Bei der Therapie eines ASD ist der minimalinvasive Verschluss mittels sogenannter Okkluder heute das Mittel der Wahl. Diese werden über einen femoralen Zugang im Rahmen einer Herzkatheteruntersuchung unter Ultraschallkontrolle und Durchleuchtung an die Implantationsstelle vorgeschoben und dort platziert(8). Die Okkluder bestehen in der Regel aus einem Drahtgeflecht aus Nitinol und haben die typische Form eines sogenannten Doppelschirmchens. Dabei weichen die unterschiedlichen Okkluder der einzelnen Firmen hinsichtlich Form und Beschaffenheit oft erheblich voneinander ab. Derzeit gibt es keine Untersuchungsmethode, die die auf dem Markt befindlichen Okkluder hinsichtlich ihrer mechanischen Eigenschaften vergleichbar macht. Diese Arbeit solleinen Beitrag erbringen, um grundlegende, die Okkludermodelle charakterisierende Parameter zu schaffen, um so deren interindividuelle Vergleichbarkeit zu ermöglichen. Hierzu werden in-vitro Messungen durchgeführt, welche geeignet sind das Verhalten der untersuchten Modelle unter unterschiedlichen Bedingungen und bei variierenden Defektgrößen zu charakterisieren.
Die Serie Kurzes Tutorium Statistik bemüht sich primär um die Vermittlung des Sinnes statistischer Methoden. Die Gestaltung der auf YouTube veröffentlichten Lernvideos folgt der Idee, dass anhand einer einfachen, alltäglichen Problemstellung ein praktisches Verständnis konkreter quantitativer Lösungsansätze besonders gut erzeugt werden kann. Studierende sollen hierdurch motiviert werden, sich intensiv mit den behandelten Verfahren auseinanderzusetzen. In dem Beitrag werden die Rahmenbedingungen und die grundlegende Konzeption des „Kurzen Tutoriums Statistik“ erläutert sowie die konkrete Umsetzung des Videos zu Streumaßen exemplarisch vorgestellt.
Cryptographic protection of messages requires frequent updates of the symmetric cipher key used for encryption and decryption, respectively. Protocols of legacy IT security, like TLS, SSH, or MACsec implement rekeying under the assumption that, first, application data exchange is allowed to stall occasionally and, second, dedicated control messages to orchestrate the process can be exchanged. In real-time automation applications, the first is generally prohibitive, while the second may induce problematic traffic patterns on the network. We present a novel seamless rekeying approach, which can be embedded into cyclic application data exchanges. Although, being agnostic to the underlying real-time communication system, we developed a demonstrator emulating the widespread industrial Ethernet system PROFINET IO and successfully use this rekeying mechanism.
Lithium-ion batteries play a vital role in a society more and more affected by the spectre of climate change: hence the need of lowering CO2 emissions and reducing the fossil fuel consumption. At the moment, lithium-ion batteries appear as the ideal candidates for this challenge but further research and development is required to understand their behaviour, predict their issues and therefore improve their performance. In this regard, mathematical modelling and numerical simulation have become standard techniques in lithium-ion battery research and development and have proven to be highly useful in supporting experimental work and increasing the predictability of model-based life expectancy.
This study focuses on the electrochemical ageing reactions at the anode, especially on the topic of lithium plating and its interaction with the solid electrolyte interface (SEI). The purpose of this work is a deeper understanding of these degradation processes through the construction of refined modelling frameworks and the analysis of simulations carried out over a wide range of operating conditions. The governing equations are implemented in the in-house multiphysics software package DENIS, while the electrochemistry model is based on the use of the open-source chemical kinetics code CANTERA.
The development, parameterisation and experimental validation of a comprehensive pseudo-three-dimensional multiphysics model of a commercial lithium-ion cell with blend cathode and graphite anode is presented. This model is able to describe and simulate both multiscale heat and mass transport and complex electrochemical reaction mechanisms, including also as extra feature the capability of reproducing a composite electrode where multiple active materials are subject to intercalation/deintercalation reaction.
A further extension to include reversible lithium plating process and predict ageing behaviour over a wide range of conditions, with a focus on the high currents and low temperatures particularly interesting for the fast charging topic, follows. This extended model is verified by comparison with published experimental data showing voltage plateau and voltage drop as plating indicators and optionally includes an explicit re-intercalation reaction that is shown to suppress macroscopic plating hints in the specific case of a cell not showing evident plating signs. This model is used to create degradation maps over a wide range of conditions and an in-depth spatiotemporal analysis of the anode behaviour at the mesoscopic and microscopic scales, demonstrating the dynamic and nonlinear interaction between the intercalation and plating reactions.
A deeper outlook on the SEI formation and growth is presented, together with the qualitative description of three different 1D-models with a decreasing level of detail, developed with the purpose of ideally being included in future in more comprehensive multiscale frameworks.
Finally, the extended model is successfully coupled with a previously developed SEI model to result in an original modelling framework able to simulate both degradation processes and their continuous positive feedback.
We demonstrate how to exploit group sparsity in order to bridge the areas of network pruning and neural architecture search (NAS). This results in a new one-shot NAS optimizer that casts the problem as a single-level optimization problem and does not suffer any performance degradation from discretizating the architecture.
Wood juice, a liquid produced during wood processing, is a harmful waste that requires utilization. To achieve a circular economy, biowastes should be recycled, reducing fossil carbon usage. Therefore, the objective of this work was to examine the potential of wood juice as a feedstock for bioplastic synthesis by Bacillus sp. G8_19. Polyhydroxyalkanoate (PHA) syntheses using wood juice from Douglas fir trees and that from a mixture of spruce/fir trees were compared. It was found that the PHA content was higher after using wood juice from spruce/fir trees than that from Douglas fir trees (18.0% vs 6.1% of cell dry mass). Gas chromatography analysis showed that, with both wood juices, Bacillus sp. G8_19 accumulated poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate). The content of 3-hydroxyvalerate (3HV) monomers was higher when spruce/fir wood juice was used (10.7% vs 1.9%). The C/N ratio did not have a statistically significant effect on the copolymer content in biomass, but it did significantly influence the 3HV content. The proposed concept may serve as an approach to wood waste valorization via production of biodegradable materials.
The twin concept is increasingly used for optimization tasks in the context of Industry 4.0 and digitization. The twin concept can also help small and medium-sized enterprises (SME) to exploit their energy flexibility potential and to achieve added value by appropriate energy marketing. At the same time, this use of flexibility helps to realize a climate-neutral energy supply with high shares of renewable energies. The digital twin reflects real production, power flows and market influences as a computer model, which makes it possible to simulate and optimize on-site interventions and interactions with the energy market without disturbing the real production processes. This paper describes the development of a generic model library that maps flexibility-relevant components and processes of SME, thus simplifying the creation of a digital twin. The paper also includes the development of an experimental twin consisting of SME hardware components and a PLC-based SCADA system. The experimental twin provides a laboratory environment in which the digital twin can be tested, further developed and demonstrated on a laboratory scale. Concrete implementations of such a digital twin and experimental twin are described as examples.
The following describes a new method for estimating the parameters of an interior permanent magnet synchronous machine (IPMSM). For the estimation of the parameters the current slopes caused by the switching of the inverter are used to determine the unknowns of the system equations of the electrical machine. The angle and current dependence of the machine parameters are linearized within a PWM cycle. By considering the different switching states of the inverter, several system equations can be derived and a solution can be found within one PWM cycle. The use of test signals and filter-based approaches is avoided. The derived algorithm is explained and validated with measurements on a test bench.
Wie entscheiden Helden?
(2021)
Der verstärkte Einsatz von Wärmepumpen bei der Realisierung einer klimaneutralen Wärmeversorgung führt zu einer signifikanten Zunahme und Änderung der elektrischen Lasten in den Verteilnetzen. Daher gilt es, Wärmepumpen so zu steuern, dass sie Verteilnetze wenig belasten oder sogar unterstützen.
Inhalt des Projekts „PV²WP - PV Vorhersage für die netzdienliche Steuerung von Wärmepumpen“ (Projektlaufzeit 1.07.2018 – 30.06.2021) war die Demonstration eines neuen Ansatzes zur Steuerung von Heizungssystemen, die auf Wärmepumpen und thermischen Speichern basieren und in Kombination mit einer Photovoltaikanlage betrieben werden. Das übergeordnete Ziel war dabei die Verbesserung der Netzintegration und Smart-Grid-Tauglichkeit entsprechender Heizungssysteme durch eine kostengünstige Technologie bei gleichzeitiger Erhöhung der Wirtschaftlichkeit.
Dabei wurden drei zukunftsweisende Technologien in Kombination genutzt und demonstriert: wolkenkamerabasierte Kurzfristprognosen, prädiktive Steuerung und Regelung sowie machinelearning-basierte Systemmodellierung als Basis für die Optimierung. Als Demonstrationsumgebung diente mit dem Projekthaus Ulm ein real bewohntes Einfamilienhaus.Umweltforschung
Datenanalysen gibt es schon immer, auch wenn statistische Verfahren, Optimierungsmodelle, Regressionsanalysen oder Zeitreihenmodelle in allen möglichen Publikationen neu aufbereitet und unter dem Titel Business Analytics verkauft werden. Der entscheidende Unterschied liegt jedoch darin, dass heute größere und vor allem andere Datenmengen sowie leistungsfähigere Verarbeitungs- und Speicherkapazitäten zur Verfügung stehen, die zusammen mit bestehenden und neu entwickelten Methoden erhebliche Einsichten ermöglichen. Erfolgversprechend sind Ansätze, die eine komplette Einbettung von Business Analytics in den strategischen Managementprozess garantieren und die optimale Ausschöpfung operationaler Exzellenz über ein Alignment ermöglichen. Die funktionale Perspektive bildet hier das Marketing mit einer konkreten Betrachtung der Kundenloyalität und deren Profitabilität. Dieser Zusammenhang wird über ein Monte-Carlo Simulationsmodell hergestellt. Das darf aber nicht darüber hinwegtäuschen, dass die Breite und die Tiefe der Methoden erheblich sind, vermehrt zu Spezialisierungen führen und andere Analyse-Optionen zur Wahl stehen. Letztendlich müsste es aber deutlich werden, dass das Thema Business Analytics technologische, Domain-spezifische, methodologische und methodische Kenntnisse erfordert, die selten nur durch eine Person erbracht werden können.