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Industrie 4.0 bedeutet nicht nur einen Wandel der technischen Möglichkeiten und Arbeitsbedingungen, sondern auch einen Bedarf an neuen, sich kontinuierlich weiterentwickelnden Kompetenzen und die Bereitschaft der Beschäftigten, Veränderungen mitzugestalten. Spielerische Ansätze der Kompetenzentwicklung können v.a. bei weiterbildungsfernen Mitarbeitern hilfreich sein, um das komplexe Thema verständlich zu vermitteln. Der Beitrag beschreibt ein Seminarkonzept mit integriertem Brettspiel, mit dem Teilnehmer anhand eines fiktiven Unternehmens (Müller GmbH) die Transformation eines Unternehmens in die Industrie 4.0 spielerisch nachvollziehen. Dieses Konzept erweist sich in einer ersten Evaluation als durchaus vielversprechend.
Diese Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Vorstellung und Anwendung von Maßnahmen des Suchmaschinenmarketings, um die Positionierung der Website www.phoenix-biker-tours.de auf den Suchergebnisseiten von Google zu optimieren. Phoenix-Biker-Tours ist ein kleiner Reiseanbieter für geführte Motorradtouren welt-weit. Das Unternehmen verfügt über eine Website, die jedoch bisher für Suchmaschinen nicht optimiert wurde.
Ausgehend von eindimensionalen reibungsfreien Strömungen wird die Bernoulli-Gleichung und die Energiebilanz hergeleitet. Mit der Eulerschen Betrachtungsweise wird der Unterschied zwischen stationären und zeitabhängigen Strömungen verdeutlicht und an zahlreichen Beispielen angewandt. Die zweidimensionalen reibungsfreien und inkompressiblen Strömungen werden mit der Potenzialtheorie behandelt. Die Lösungseigenschaften werden am Beispiel der Zylinderumströmung ohne und mit Zirkulation aufgezeigt.
Die Navier-Stokes Gleichungen bilden mit der Energiegleichung die Basis zur Beschreibung reibungsbehafteter Strömungen. Kennzahlen bilden die Grundlage der Ähnlichkeitsbetrachtungen und Modellgesetze. Lösungen werden für laminare und turbulente Strömungen ermittelt. Der Impulssatz dient zur Berechnung von Kraftwirkungen. Druckverluste bei Durchströmungen und Strömungswiderstände bei Umströmungen werden an Beispielen ermittelt. Die Grenzschichttheorie findet bei hohen Reynoldszahlen Anwendung.
Die Eigenschaften von Fluiden sind zur Beschreibung von Strömungsvorgängen mit den Erhaltungssätzen für Masse, Impuls und Energie notwendig. Für inkompressible Fluide wird die Grenze der Dichteänderung in Abhängigkeit der Machzahl angegeben. Die Rheologie behandelt die Fließeigenschaften der Fluide bei Deformationen in Strömungen. Die Viskosität tritt beim newtonschen Schubspannungsansatz auf. Das Verhalten von Druck und Dichte in der Hydro- und Aerostatik wird beschrieben.
Die Kombination von Reibung und Kompressibilität wird bei der Rohrströmung, der Kugelumströmung und der laminaren und turbulenten Plattengrenzschicht untersucht. Das Auftreten von Verdichtungsstößen führt zur Stoß-Grenzschicht-Interferenz und auf den Tsien-Parameter. Die Mach-Reynoldszahl Ähnlichkeit in der Gasdynamik führt zur Abgrenzung der verschiedenen Strömungsbereiche. Resultate von Windkanaluntersuchungen sowie analytischen und numerischen Berechnungen werden für das Rhombusprofil und das NACA 0012 Profil analysiert.
Leuchtturmmarketing
(2019)
Vor dem Hintergrund wachsender Herausforderungen wird ein professionelles Marketing für Städte und Gemeinden immer wichtiger. Zentrales Ziel dabei ist es, die Attraktivität einer Stadt für die eigene Bevölkerung, Unternehmen und Touristen zu erhöhen. Im vorliegenden Beitrag sollen zunächst einige Rahmenbedingungen des Stadtmarketing skizziert werden. Im Mittelpunkt steht die Vorstellung eines Prozesses, der eine strukturierte Planung und Durchführung des Stadtmarketing ermöglicht.
Das Markenmanagement spielt für das Stadtmarketing eine immer wichtigere Rolle. Im vorliegenden Beitrag wird dabei zunächst auf die Bedeutung und die Besonderheiten des Markenmanagements für Städte eingegangen. Im Mittelpunkt des Beitrages steht ein kompakter Überblick über die zentralen Aspekte des Markenmanagements für Städte. Schließlich wird in einem Exkurs die Bedeutung von Global Cities im Zusammenhang mit dem Markenmanagement vorgestellt.
Städte und Gemeinden müssen sich heute den veränderten Informations- und Kommunikationsverhalten in der Gesellschaft anpassen und entsprechend den Kommunikationsmix erweitern beziehungsweise neu ausrichten. Dabei bieten insbesondere die Online-Kommunikationsmaßnahmen zahlreiche neue Möglichkeiten, zum Beispiel das Targeting. Der folgende Beitrag gibt zunächst einen Überblick über den Kommunikationsprozess und das Content-Marketing. Im Anschluss werden einige wichtige Kommunikationsinstrumente für das Stadtmarketing näher vorgestellt.
The Internet of Things (IoT) application has becoming progressively in-demand, most notably for the embedded devices (ED). However, each device has its own difference in computational capabilities, memory usage, and energy resources in connecting to the Internet by using Wireless Sensor Networks (WSNs). In order for this to be achievable, the WSNs that form the bulk of the IoT implementation requires a new set of technologies and protocol that would have a defined area, in which it addresses. Thus, IPv6 Low Power Area Network (6LoWPAN) was designed by the Internet Engineering Task Force (IETF) as a standard network for ED. Nevertheless, the communication between ED and 6LoWPAN requires appropriate routing protocols for it to achieve the efficient Quality of Service (QoS). Among the protocols of 6LoWPAN network, RPL is considered to be the best protocol, however its Energy Consumption (EC) and Routing Overhead (RO) is considerably high when it is implemented in a large network. Therefore, this paper would propose the HRPL to enchance the RPL protocol in reducing the EC and RO. In this study, the researchers would present the performance of RPL and HRPL in terms of EC, Control traffic Overhead (CTO) and latency based on the simulation of the 6LoWPAN network in fixed environment using COOJA simulator. The results show HRPL protocol achieves better performance in all the tested topology in terms of EC and CTO. However, the latency of HRPL only improves in chain topology compared with RPL. We found that further research is required to study the relationship between the latency and the load of packet transmission in order to optimize the EC usage.
Analyse der Anwendbarkeit des Dynamische Fähigkeiten-Konzepts am Beispiel von Großhandelsunternehmen
(2019)
Eine Anpassung aufgrund sich schnell verändernder Geschäftsumgebungen an aktuelle Gegebenheiten ist für alle Unternehmen sowohl in der freien Wirtschaft als auch staatlichen Ursprungs relevant. Diese kann durch starke dynamische Fähigkeiten der involvierten Unternehmen erfolgen. Zur Validierung des theoretischen Konzepts der dynamischen Fähigkeiten werden Großhandelsunternehmen herangezogen und deren Unternehmensaktivitäten im Hinblick auf die erste dynamische Fähigkeit in Gesprächen ermittelt. Die Ausführungen der vier Großhändler zielen in einem ersten Teil darauf ab, die grundsätzliche Anwendbarkeit des Konzepts in der Praxis zu bestätigen. In einem zweiten Teil wird analysiert in welchem Umfang sie für die betrachtete Branche beschrieben werden kann. Es zeigt sich, dass das Dynamische Fähigkeiten-Konzept nicht ohne Einschränkungen auf die Praxis übertragen werden kann, wenngleich die Ausprägungen dem Konzept zugrundeliegender Elemente bei allen Firmen ähnlich sind. Trotz dieser Ähnlichkeit konnten keine festen Muster bzw. Interdependenzen erkannt werden, die die Integration, den Aufbau und/oder die Neukonfiguration von Fähigkeiten zuverlässig fördern. Die Resultate ermöglichen es dennoch in einem letzten Teil zu beurteilen, welche Indikatoren eine Basis zur strategischen Anpassung an den Strukturwandel schaffen. Sie sind Teil der formulierten Hypothesen zu den einzelnen Elementen der ersten dynamischen Fähigkeit. Mit der Summe der Erkenntnisse konnte in gewisser Hinsicht eine Transparenz des Konzepts erreicht werden – mit Hilfe des entwickelten Interviewleitfadens kann analog zum Vorgehen in dieser Arbeit für die zweite und dritte dynamische Fähigkeit verfahren werden, sodass in einem breiteren Kontext erneut eine Aussage über die Anwendbarkeit des Konzepts getroffen werden kann.
Walking interfaces offer advantages in navigation of VE systems over other types of locomotion. However, VR helmets have the disadvantage that users cannot see their immediate surroundings. Our publication describes the prototypical implementation of a virtual environment (VE) system, capable of detecting possible obstacles using an RGB-D sensor. In order to warn users of potential collisions with real objects while they are moving throughout the VE tracking area, we designed 4 different visual warning metaphors: Placeholder, Rubber Band, Color Indicator and Arrow. A small pilot study was carried out in which the participants had to solve a simple task and avoid any arbitrarily placed physical obstacles when crossing the virtual scene. Our results show that the Placeholder metaphor (in this case: trees), compared to the other variants, seems to be best suited for the correct estimation of the position of obstacles and in terms of the ability to evade them.
With this generation of devices, Virtual Reality (VR) has actually made it into the living rooms of end-users. These devices feature 6-DOF tracking, allowing them to move naturally in virtual worlds and experience them even more immersively. However, for a natural locomotion in the virtual, one needs a corresponding free space in the real environment. The available space is often limited, especially in everyday environments and under normal spatial conditions. Furnishings and objects of daily life can quickly become obstacles for VR users if they are not cleared away. Since the idea behind VR is to place users into a virtual world and to hide the real world as much as possible, invisible objects represent potential obstacles. The currently available systems offer only rudimentary assistance for this problem. If a user threatens to leave the space previously defined for use, a visual boundary is displayed to allow orientation within the space. These visual metaphors are intended to prevent users from leaving the safe area. However, there is no detection of potentially dangerous objects within this part of space. Objects that have not been cleared away or that have been added in the meantime may still become obstacles. This thesis shows how possible obstacles in the environment can be detected automatically with range imaging cameras and how users can be effectively warned about them in the virtual environment without significantly disturbing their sense of presence. Four different interactive visual metaphors are used to signalize the obstacles within the VE. With the help of a user study, the four signaling variants and the obstacle detection were evaluated and tested.
Die vorliegende Bachelorarbeit erstellt ein Konzept für eine Sozialmarketingkampagne zur Senkung des Fleischkonsums anhand einer Sekundärforschung. Damit verfolgt die Arbeit das Ziel, Handlungsempfehlungen für die Praxis abzuleiten.
Im Teil der Literaturarbeit werden relevante Einflussfaktoren auf den Fleischkonsum und mögliche Ansätze für eine Verhaltensänderung analysiert. Die Ergebnisse der Recherche deuten auf eine teilweise fehlerhafte Umsetzung von Kampagnen zur Reduktion des Fleischkonsums hin.
Die Kampagne der Fifty/Fifty Challenge setzt die Erkenntnisse beispielhaft um. Als Ansatzpunkt dient ein Segment, in dem die größte Offenheit gegenüber einem reduzierten Fleischkonsum besteht. Als Zielgruppe sind expeditiv und sozialökologisch eingestellte Studierende ausgewählt worden. Die Kampagne verfolgt das Ziel, eine Halbierung des Fleischkonsums bei der Zielgruppe zu erreichen. Die Kommunikationsmaßnahmen sind rund um eine Aktionswoche in den Mensen von 20 Studierenden- werken geplant. Die strategische Umsetzung wird exemplarisch anhand der Albert Schweitzer Stiftung aufgezeigt. Die Laufzeit der Kampagne beträgt ein Jahr und benötigt ein Budget von 220.000 €, um rund 780.000 Studierende zu erreichen.
Die Ergebnisse der Arbeit bieten eine Grundlage für die Umsetzung des Themas in der Kampagnenarbeit von Nichtregierungsorganisationen.
In dieser Bachelor Thesis geht es um das Internet Protokoll Version 6, insbesondere um die Stateless Address Autoconfiguration (SLAAC). Hierfür wurde ein Netzwerk aufgebaut und entsprechend konfiguriert. Zur Veranschaulichung wurde daraufhin ein Laborversuch über eine Webschnittstelle realisiert, der den Ablauf von SLAAC und die Adressauflösung durchläuft. Schritt für Schritt kann so die Adressvergabe und die einzelnen Vorgänge verfolgt und die jeweiligen Aufgaben bearbeitet werden.
Die Mittelbayerische Zeitung ist ein Verlagsbeispiel, das deutlich macht, wie mithilfe einer kontinuierlichen und systematischen Marktbearbeitung auch in stagnierenden Printmärkten eine Stabilisierung der Kundenstruktur möglich ist. Die Kombination mit digitalen Angeboten und die ebenfalls kombinierte Nutzung von unterschiedlichen, teilweise digitalen Kommunikations- und Absatzkanälen sind dabei zentrale Erfolgsfaktoren.
Numerische Physik
(2019)
Dieses Lehrbuch stellt die Numerische Physik anhand einer Vielzahl von Beispielen aus den Bereichen Mechanik, Elektrodynamik, Optik, Statistischer Physik und Quantenmechanik dar. Der Leser lernt hier nicht nur die wichtigsten numerischen Techniken in der Programmiersprache C++ kennen, sondern erhält auch neue Einblicke in die Physik, die konventionelle Zugänge nicht bieten. Das Werk schließt damit eine Lücke zwischen den Standardlehrbüchern der Theoretischen Physik und denen der reinen Programmierung.
Zu jedem der physikalischen Themen gibt es eine kurze Wiederholung des theoretischen Hintergrunds und anschließend werden ausgewählte Beispiele im Detail ausgearbeitet. Übungen am Ende des Kapitels bieten weitere Gelegenheit die Anwendungen des Gelernten zu vertiefen.
Das Buch richtet sich vornehmlich an Physikstudierende höherer Semester, die bereits über eine Basis in Theoretischer Physik verfügen und auch Grundkenntnisse in der Programmierung in C++ mitbringen.
Auf der Produktseite zum Buch auf springer.com finden sich alle Quelltexte zu den Programmen im Buchtext zum Download. Im Anhang erhalten Sie eine Zusammenstellung und Erläuterung frei verfügbarer Software, die sowohl dem Windows-Anwender als auch dem Linux-Freund alle Werkzeuge an die Hand gibt, die er zur Bearbeitung anspruchsvoller physikalischer Fragestellungen benötigt - von Compilern über numerische Bibliotheken bis hin zu Visualisierungstools.
In many application domains, in particular automotives, guaranteeing a very low failure rate is crucial to meet functional and safety standards. Especially, reliable operation of memory components such as SRAM cells is of essential importance. Due to aggressive technology downscaling, process and runtime variations significantly impact manufacturing yield as well as functionality. For this reason, a thorough memory failure rate assessment is imperative for correct circuit operation and yield improvement. In this regard, Monte Carlo simulations have been used as the conventional method to estimate the variability induced failure rate of memory components. However, Monte Carlo methods become infeasible when estimating rare events such as high-sigma failure rates. To this end, Importance Sampling methods have been proposed which reduce the number of required simulations substantially. However, existing methods still suffer from inaccuracies and high computational efforts, in particular for high-sigma problems. In this paper, we fill this gap by presenting an efficient mixture Importance Sampling approach based on Bayesian optimization, which deploys a surface model of the objective function to find the most probable failure points. Its advantages include constant complexity independent of the dimensions of design space, the potential to find the global extrema, and higher trustworthiness of the estimated failure rate by accurately exploring the design space. The approach is evaluated on a 6T-SRAM cell as well as a master-slave latch based on a 28nm FDSOI process. The results show an improvement in accuracy, resulting in up to 63× better accuracy in estimating failure rates compared to the best state-of-the-art solutions on a 28nm technology node.
Auf Grundlage der Computer-Aided-Design (CAD)-rekonstruierten ersten „Eisernen Hand“ des Götz von Berlichingen wird ein umgebautes, controllergesteuertes sensomotorisches Fingersystem auf seine Funktionalität beim Greifen von unterschiedlichen Gegenständen beschrieben und geprüft. Die elektronischen Finger, die den „Pinzettengriff“ nachahmen und automatisch bei dem zuvor eingestellten Anpressdruck abschalten, bewiesen eine bemerkenswerte Alltagstauglichkeit. Das vorgestellte Grundkonzept könnte eine Alternative bei der Entwicklung einfacher und kostengünstiger, aber dennoch gut einsatzfähiger bionischer Hände sein und zeigt einmal mehr, wie historische Ideen in die Gegenwart transferiert werden können.
Heat generation that is coupled with electricity usage, like combined heat and power generators or heat pumps, can provide operational flexibility to the electricity sector. In order to make use of this in an optimized way, the flexibility that can be provided by such plants needs to be properly quantified. This paper proposes a method for quantifying the flexibility provided through a cluster of such heat generators. It takes into account minimum operational time and minimum down-time of heat generating units. Flexibility is defined here as the time period over which plant operation can be either delayed or forced into operation, thus providing upward or downward regulation to the power system on demand. Results for one case study show that a cluster of several smaller heat generation units does not provide much more delayed operation flexibility than one large unit with the same power, while it more than doubles the forced operation flexibility. Considering minimum operational time and minimum down-time of the units considerably limits the available forced and delayed operation flexibility, especially in the case of one large unit.
This paper describes a project absolved to increase the material flow through the LTCC production of the Bosch Anderson Plant in South Carolina, USA. To archive this goal the regarded value stream is introduced first. The bottleneck, which is limiting the material flow is found and eliminated in order to increase the output of the machine and consequently improve the material flow through the whole value stream. The completed projects made for this purpose result in a 13% increase. To control the material flow the inventory sizes are determined. The inventories, from which the size is desired to be determined, include climatization processes to dry the pastes that are applied in the previous process steps. Therefore, a separation of the parts in the production process climatization and the buffer is necessary first. After that the buffer can be eliminated and the inventory areas minimized. The results are smaller and controlled buffer sizes that make part of the floor space unnecessary. A welcomed side effect is the solution to a production problem of warped parts because of too long climatization times. Observations over time show that the results of the buffer limitations are just right to improve the material flow through the LTCC production.
Die vorliegende Bachelorarbeit beschäftigt sich mit der Evaluation einer Simulationssoftware anhand unterschiedlichen Roboterkinematiken sowie einer virtuellen Inbetriebnahme einer speicherprogrammierbaren Steuerung (SPS) mittels OPC-UA-Kommunikation.
Für die Evaluation der Simulationssoftware wurden drei Roboter verschiedener Hersteller, die die gleiche Aufgabe erfüllen, mit der Simulationssoftware Visual Components simuliert und anschließend in einer realen Umgebung getestet. Für die virtuelle Inbetriebnahme einer SPS mittels OPC-UA-Kommunikation wurde eine virtuelle SPS-gesteuerte Roboter-Fertigungslinie implementiert.
Ergebnis dieser Arbeit sind detaillierte Einarbeitung in die Simulationssoftware Visual Components, strukturierte Offline und Online Roboterprogrammierung und somit Auswertung der Simulationssoftware anhand unterschiedlicher Roboterkinematiken. Bewertung des Datenaustauschs (via OPC-UA) zwischen einer SPS und der Simulationssoftware Visual Components.
When designing and installing Indoor Positioning Systems, several interrelated tasks have to be solved to find an optimum placement of the Access Points. For this purpose, a mathematical model for a predefined number of access points indoors is presented. Two iterative algorithms for the minimization of localization error of a mobile object are described. Both algorithms use local search technique and signal level probabilities. Previously registered signal strengths maps were used in computer simulation.
Im Beitrag werden nach einer kurzen Einführung zu hochfesten Stählen und dem Schweißen von hochfesten Stählen die gültigen und zukünftigen Bemessungsregeln von Schweißverbindungen mit hochfesten Stählen behandelt und an Beispielen erläutert. Es werden die für den Schweißprozess wichtigen Material‐ und Gefügeeingeschaften und Herstellungsverfahren von höherfesten Stählen beschrieben und die sich daraus einstellenden Anforderungen während des Schweißvorgangs dargelegt. Anhand von Beispielen werden die derzeit gültigen Bemessungsregeln für Schweißverbindungen mit höherfesten Stählen erläutert und ein neues durch Versuche abgesichertes Bemessungsmodell für Kehlnähte vorgestellt, das es erlaubt, gezielt den wichtigen Einfluss des Schweißzusatzwerkstoffs zu erfassen. Abschließend werden die aus numerischen Schweißsimulationen gewonnenen Erkentnisse hinsichtlich Temperatur, Gefüge, Eigenspannungszustand und auch Tragverhalten einer Schweißnaht beschrieben und durch Beispiele veranschaulicht.
Increased knowledge transfer through the integration of research projects into university teaching
(2019)
This paper describes the integration of the research project "Characterization of Color Vision using Spectroscopy and Nanotechnology: Application to Media Photonics" into an engineering course in the field of media technology. The aim is to develop the existing learning concept towards a more research-oriented teaching. Involving students in research projects as part of the learning process provides a deeper insight into current research topics and the key elements of scientific work. This makes it easier for students to recognize the importance of the acquired theoretical knowledge for the practice, which enables them to derive new insights of their own.
Machine Learning als Schlüsseltechnologie für Digitalisierung: Wie funktioniert maschinelles Lernen?
(2019)
Die Bachelorarbeit befasst sich mit der SVG-basierten Darstellung von Infografiken auf Webseiten. Ziel ist es die Vorteile der Infografiken im allgemeinen, aber besonders im Web zu vermitteln. Ebenfalls wird der vorteilhafte Nutzen der vektorbasierten Grafikeinbindung auf Webseiten hervorgehoben.
Hierzu werden zunächst alle Bildwahrnehmungs- und wirkungstheorien genauer betrachtet. Anschließend wird ein Blick auf verschiedene Darstellungformen geworfen, für eine grobe Wissensbasis. Mit diesem Wissen kann nun detaillierter auf die Infografiken eingegangen werden. Neben deren Vorteile und Typen, wird auch die Infografikerstellung erläutert. Anschließend folgt eine Betrachtung der Vor- und Nachteile des SVG-Formats sowie dessen Aufbau. SVGs basieren auf einem XML-Code, welcher optimal in den HTML-Code einer Webseite eingebettet werden kann. Das Einpflegen der SVG-Datei wird in der vorliegenden Arbeit genauer behandelt und anschließend in einer praktischen Arbeit umgesetzt. Der praktische Teil besteht aus einer Webseite, welche eine Infografik präsentiert. Die Infografik ist in Form eines Lebenslaufes aufgebaut. Der OnePager besteht aus mehreren Bereichen, welche sich aus SVG-Grafiken zusammensetzen. Das gesamte Konstrukt ergibt eine Flow-Chart, die durch Interaktivität erkundet werden kann. Durch die praktische Arbeit werden die Vorteile der Vektorgrafiken und der Infografiken verknüpft. Ebenfalls wird die gut umsetzbare Integration von XML-Code in HTML-Code hervorgehoben, sodass sich sagen lässt, dass Infografiken und Vektorgrafiken sowohl alleinstehend, als auch in Kombination einen baldigen Aufschwung im Web erfahren werden.
This work discusses several use cases of post-mortem mobile device tracking in which privacy is required e.g. due to client-confidentiality agreements and sensibility of data from government agencies as well as mobile telecommunication providers. We argue that our proposed Bloomfilter based privacy approach is a valuable technical building block for the arising General Data Protection Regulation (GDPR) requirements in this area. In short, we apply a solution based on the Bloom filters data structure that allows a 3rd party to performsome privacy saving setrelations on a mobiletelco’s access logfile or other mobile access logfile from harvesting parties without revealing any other mobile users in the proximity of a mobile base station but still allowing to track perpetrators.
Webassembly is a new technology to create application in a new way. Webassembly is being developed since 2017 by the worldwide web consortium (w3c). The primary task of webassembly is to improve web applications.
Today, more and more applications are being created as web applications. Web applications have some advantages - they are platform independent and even mobile platforms can run them, and no installation is needed apart from a modern web browser.
Currently, web applications are being developed in JavaScript (JS), hypertext mark-up language 5 (HTML 5), and cascading style sheets (CSS).
These technologies are not made for huge web applications, but they should not be replaced by webassembly; rather, webassembly is an extension to the currently existing technology.
The purpose of webassembly is to fix or improve the problems in web application development.
This master’s thesis reviews all of the aspects and checks whether the promises of webassembly are kept and where problems still exist.
Das vorliegende Buch richtet sich vorwiegend an Webentwickler und Webinteressierte. Zunächst wird ein Überblick über Digital Storytelling, seine Geschichte und die verschiedenen heutigen Ausprägungen gegeben. Dabei liegt der Fokus auf Digital Storytelling im Web auf Basis von Animation.
Besonders die Idee der scroll-activated animation als zeitgemäßes Konzept für das Storytelling wird in diesem Buch in den Mittelpunkt gestellt.
Als technische Möglichkeiten zur Umsetzung von Webanimationen werden CSS3, SVG und HTML5-Canvas vorgestellt und diese in der Folge detailliert beschrieben.
Im Rahmen eines umfangreich dokumentierten Demoprojekts wird intensiv auf die Konzeption einer scroll-actived animation basierten Website und deren technische Umsetzung mittels HTML5, CSS3, JavaScript/jQuery und ScrollMagic sowie die damit verbundenen Herausforderungen eingegangen. Dies erlaubt dem Leser das detaillierte Nachvollziehen der Erstellung und die davon abgeleitete Entwicklung eigener Projekte.
Der Inhalt des Buches
- Definition, Entwicklung und psychologische Wirkungsweisen
- Medienformen
- Digital Storytelling
- Animationen im Web
- Technische Umsetzung
Die Zielgruppen des Buches
- Konzepter
- Webentwickler
- Mediengestalter
- Studenten, Azubis
- Webinteressierte
In dieser Arbeit soll untersucht werden, wie lernförderlich eine Digital Storytelling Website im Unterrichtskontext für Schülerinnen und Schüler sein kann.
Hierfür wird das Thema Bioenergiedorf verwendet, wobei die Funktionsweise anhand des real existierenden Bioenergiedorfs Untermaßholderbach mittels der zu erstellenden Digital Storytelling Website anschaulich erklärt werden soll.
Ziel der hierzu zugehörigen Ausführungen ist es, die Konzeption sowie die Umsetzung dieser Thematik innerhalb einer Digital Storytelling Website, unter Berücksichtigung entsprechender Anforderungen und Aspekte für den Unterrichtskontext, nachvollziehbar darzulegen. Hierbei sollen besonders die Gedanken zu den verschiedenen mediendidaktischen und kognitionspsychologischen Modellen hervorgehoben werden, welche der entwickelten Website zugrunde liegen.
Formal Description of Use Cases for Industry 4.0 Maintenance Processes Using Blockchain Technology
(2019)
Maintenance processes in Industry 4.0 applications try to achieve a high degree of quality to reduce the downtime of machinery. The monitoring of executed maintenance activities is challenging as in complex production setups, multiple stakeholders are involved. So, full transparency of the different activities and of the state of the machine can only be supported, if these stakeholders trust each other. Therefore, distributed ledger technologies, like Blockchain, can be promising candidates for supporting such applications. The goal of this paper is a formal description of business and technical interactions between non-trustful stakeholders in the context of Industry 4.0 maintenance processes using distributed ledger technologies. It also covers the integration of smart contracts for automated triggering of activities.
Die Bachelorarbeit soll sich im Kern mit Möglichkeiten beschäftigen, wie der Faktor Mensch für die Bedrohung durch Social Engineering reduziert werden kann. Um diese Thematik aufzugreifen und zielführend zu bearbeiten, müssen zunächst einige Grundlagen geklärt werden. Deshalb wird im ersten Teil der Arbeit der Begriff Social Engineering definiert und es werden Unterschiede und Abstufungen erklärt. Weiterführend wird das Vorgehen bei Social Engineering Angriffen bzw. Penetrantionstests und Red Teaming Aufträgen in diesem Bereich erläutert. Dies findet in Zusammenarbeit mit der Firma cirosec statt. Hier findet auch direkt ein Vergleich mit dem Vorgehen „nach Lehrbuch“ vom wohl bekanntesten Social Engineer Kevin Mitnick statt und die bekanntesten Angriffs-Möglichkeiten werden genannt und beschrieben. Abschließend soll eine Abgrenzung zwischen gezielten und gestreuten Angriffen getroffen werden, da diese beiden Szenarien essenzielle Unterschiede in der Effektivität von Gegenmaßnahmen aufweisen.
Im folgenden Teil werden ehemalige Projekte der Firma cirosec GmbH nach einer Anonymisierung, mit dem Ziel analysiert, neben dem Vorgehen auch die Angriffsvektoren, das menschliche Fehlverhalten und, vor allem, die technischen Probleme in den vorliegenden Beispielen zu finden. Anschließend wird aufgezeigt, warum groß angelegte Awareness-Kampagnen eventuell auch zu Problemen für ein Unternehmen führen können.
Ein großer Teil der Arbeiten über das Thema Social Engineering stellen den Menschen als Risikofaktor in das Zentrum der Aufmerksamkeit. In dieser Thesis soll aber genau das nicht passieren. Betrüger gibt es seit es Menschen gibt, denn die Naivität und Gutgläubigkeit von
selbigen wurde schon immer ausgenutzt.
Doch anstatt diese Charaktereigenschaften, die sich über Jahrhunderte im Zusammenleben etabliert haben und auch dafür notwendig sind, mit Awareness Kampagnen oder Schulungen zu unterbinden, soll hier ein anderer Ansatz verfolgt werden. Das Augenmerk soll mehr auf technische Probleme gelegt werden. Eine IT Landschaft muss in der Zukunft nicht so gebaut sein, dass Menschen Schulungen brauchen, um sicher damit umzugehen.
Stattdessen soll eine Optimierung dahingehend passieren, dass der Mensch überhaupt keine schwerwiegenden und sicherheitskritischen Fehler begehen kann.
Es wird sich die Frage gestellt, wo man als Gegenmaßnahme ansetzen muss und dazu werden die vorher analysierten Projektbeispiele erneut aufgegriffen.
Auf Basis dieser Informationen, und den genannten Social Engineering Angriffsarten, werden Maßnahmen, die größtenteils technischer Natur sind, vorgestellt, erklärt und es wird beschrieben, gegen welche Arten von Angriffen sie effektiv helfen könnten. Dies soll im Idealfall, in einer sinnvollen Kombination, eine vernünftige Verteidigung gegen Social Engineering-Angriffe bieten.
Schlussendlich soll sich in einer perfekten IT-Landschaft jeder Mitarbeiter, ob mit fundiertem oder verschwindend geringem Sicherheitsverständnis, problemlos bewegen können und nicht vor jedem Klick oder dem offen halten einer Tür hinterfragen müssen, ob er damit das gesamte Unternehmen gefährden könnte.
Development of Fully Printed Oxide Field-Effect Transistors using Graphene Passive Structures
(2019)
During the past decade to the present time, the topic of printed electronics has gained a lot of attention for their potential use in a number of practical applications, including biosensors, photovoltaic devices, RFIDs, flexible displays, large-area circuits, and so on. To fully realize printed electronic components and devices, effective techniques for the printing of passive structures and electrically and chemically compatible materials in the printed devices need to be developed first. The opportunity of using electrically conducting graphene inks will enable the integration of passive structures into active devices, as for example, printed electrolyte-gated transistors (EGTs). Accordingly, in this study, we present the parametric results obtained on fully printed electrolyte-gated transistors having graphene as the passive electrodes, an inorganic oxide semiconductor as the active channel, and a composite solid polymer electrolyte (CSPE) as the gate insulating material. This configuration offers high chemical and electrical stability while at the same time allowing EGT operation at low potentials, implying the distinct advantage of operation at low input voltages. The printed in-plane EGTs we developed exhibit excellent performance with device mobility up to 16 cm2 V–1 s–1, an ION/IOFF ratio of 105, and a subthreshold slope of 120 mV dec–1.
Wireless sensor networks have found their way into a wide range of applications, among which environmental monitoring systems have attracted increasing interests of researchers. Main challenges for these applications are scalability of the network size and energy efficiency of the spatially distributed nodes. Nodes are mostly battery-powered and spend most of their energy budget on the radio transceiver module. In normal operation modes most energy is spent waiting for incoming frames. A so-called Wake-On-Radio (WOR) technology helps to optimize trade-offs between energy consumption, communication range, complexity of the implementation and response time. We already proposed a new protocol called SmartMAC that makes use of such WOR technology. Furthermore, it gives the possibility to balance the energy consumption between sender and receiver nodes depending on the use case. Based on several calculations and simulations, it was predicted that the SmartMAC protocol was significantly more efficient than other schemes being proposed in recent publications, while preserving a certain backward compatibility with standard IEEE802.15.4 transceivers. To verify this prediction, we implemented the SmartMAC protocol for a given hardware platform. This paper compares the realtime performance of the SmartMAC protocol against simulation results, and proves the measured values are very close to the estimated values. Thus we believe that the proposed MAC algorithms outperforms all other Wake-on-Radio MACs.
Cast aluminum alloys are frequently used as materials for cylinder head applications in internal combustion gasoline engines. These components must withstand severe cyclic mechanical and thermal loads throughout their lifetime. Reliable computational methods allow for accurate estimation of stresses, strains, and temperature fields and lead to more realistic Thermomechanical Fatigue (TMF) lifetime predictions. With accurate numerical methods, the components could be optimized via computer simulations and the number of required bench tests could be reduced significantly. These types of alloys are normally optimized for peak hardness from a quenched state that maximizes the strength of the material. However due to high temperature exposure, in service or under test conditions, the material would experience an over-ageing effect that leads to a significant reduction in the strength of the material. To numerically account for ageing effects, the Shercliff & Ashby ageing model is combined with a Chaboche-type viscoplasticity model available in the finite-element program ABAQUS by defining field variables. The constitutive model with ageing effects is correlated with uniaxial cyclic isothermal tests in the T6 state, the overaged state, as well as thermomechanical tests. On the other hand, the mechanism-based TMF damage model (DTMF) is calibrated for both T6 and over-aged state. Both the constitutive and the damage model are applied to a cylinder head component simulating several cycles on an engine dynamometer test. The effects of including ageing for both models are shown.
Die vorliegende Bachelorarbeit beschreibt die Erstellung einer Anwendung, die es ermöglicht, einen Roboterarm mithilfe eines haptischen Geräts zu steuern. Zudem wird die Kraftrückkopplung des haptischen Geräts, abhängig von der wirkenden Kraft des Roboterarms, implementiert.
Zur Realisierung dieser Anforderungen wurden zwei Programme erstellt; diese beiden Programme sind über eine TCP Verbindung miteinander verbunden. Programm 1 stellt die haptische Umgebung bereit, Programm 2 die Robot Operating System Node, mit welcher die Daten zum Roboter gesendet und Daten vom Roboter empfangen werden können.
Die in dieser Arbeit erstellten Programme wurden mithilfe von Test Nodes überprüft und leiten die Position der haptischen Umgebung weiter. Die Kraftrückkopplung des haptischen Geräts ist ebenfalls vorhanden und integriert.
Ein Testlauf mithilfe eines simulierten Roboterarms konnte erfolgreich durchgeführt werden.
Gesellschaftliche, wirtschaftliche und technologische Umbrüche stellen das klassische Governance-Verständnis heute auf den Prüfstand. Sowohl organisationsintern als auch in den Beziehungen zu den Stakeholdern und der Umwelt zeigt sich immer mehr, dass Unternehmenssteuerung nur noch begrenzt möglich ist.
Wie der Spagat gelingt, im Unternehmen für ein stabilisierendes Mindestmaß an Orientierung zu sorgen, aber auch unter hoher Marktdynamik flexibel zu bleiben, beleuchtet Sybille Schwarz aus verschiedenen Blickwinkeln. Diese verknüpft sie zu einer multiperspektivischen Governance-Betrachtung.
• Die managementorientierte Perspektive: zu normativen, strategischen und unternehmenskulturellen Gestaltungsmöglichkeiten
• Die ökonomische Perspektive: zu Verhaltensmustern unter komplexen Markt- und Wettbewerbsbedingungen
• Die gesellschaftliche Perspektive: zu Veränderungen durch die Digitalisierung oder Fragen der Nachhaltigkeit
Eine Einladung zum Perspektivwechsel für Aufsichtsräte und Entscheidungsträger, um Chancen und Risiken eingesetzter Governance-Strukturen organisationsgerecht zu beurteilen.
Aufbau/Ansteuerung/Kalibrierung/Pilotierung eines Lautsprecher-Halbkreises für Lokalisationstests
(2019)
Seit September 2018 ist die Hochschule Offenburg im Besitz einer Hörkabine, in der ein Schallquellenlokalisationstest im Rahmen dieser Bachelorarbeit aufgebaut wurde. Eine Schallquellenlokalisation ist im Alltag für Normalhörende in den meisten Fällen keine Schwierigkeit. Wir Menschen sind in der Lage mit einer Genauigkeit von 1° bis 2° eine Schallquelle zu lokalisieren (Feigenspan 2017,S.624). Entfällt jedoch das Hörvermögen auf einer Seite, so verschlechtert sich die Lokalisationsfähigkeit erheb-lich. Um Schallquellen präzise lokalisieren zu können, werden optimaler Weise beide Ohren benötigt. Heutzutage gibt es viele Hörsysteme, um diverse Hörstörungen zu therapieren. Den-noch bleibt die Lokalisationsfähigkeit für Menschen mit einseitiger Taubheit, bezie hungsweise asymmetrischen Hörverlust eine Herausforderung. Ein Schallquellenlo kalisationstest findet Anwendung in der Klinik, um eine bestmögliche Versor gung/Therapie durch Hörsysteme zu gewährleisten. Ziel dieser Bachelorarbeit war der Aufbau eines Lokalisationstestes nach Leitlinien einer wissenschaftlichen Publikation, sowie die Durchführung an fünf freiwilligen Normalhörenden. Die Realisierung umfasste den Aufbau der Lautsprecher, die An-steuerung mithilfe einer externen Soundkarte und MATLAB, eine Kalibrierung der Lautsprecher und die Durchführung der Tests.
The core logging and tracing facility in Windows operating system is called Event Tracing for Windows (ETW).
Data sources providing events for ETW are instrumented all over the operating system.
That means most hard- and software assets in a Windows system are instrumented with ETW and so are able to contribute low-level information.
ETW can be used by developers and administrators to get low-level information about operating system's activity.
We describe existing tools to interact with the ETW faciltity and evaluate them based on defined criteria.
Based on relevant application scenarios, we show the richness of informational content for debugging or detecting security incidents with ETW.
The widely used instrumentation of ETW in the operating system and its application results also in security risks according to confidentiality.
Based on common ETW providers we show the impact to confidentiality what ETW offers an adversary.
At the end we evaluate solutions and approaches for a customizable telemetry infrastructure using ETW in large-scale environments.
Model-based analysis of Electrochemical Pressure Impedance Spectroscopy (EPIS) for PEM Fuel Cells
(2019)
Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) is a widely-used diagnostic technique to characterize electrochemical processes. It is based on the dynamic analysis of two electrical observables, that is, current and voltage. Electrochemical cells with gaseous reactants or products, in particular fuel cells, offer an additional observable, that is, the gas pressure. The dynamic coupling of current or voltage with gas pressure gives rise to a number of additional impedance definitions, for which we have previously introduced the term electrochemical pressure impedance spectroscopy (EPIS) [1,2]. EPIS shows a particular sensitivity towards transport processes of gas-phase or dissolved species, in particular, diffusion coefficients and transport pathway lengths. It is as such complementary to standard EIS, which is mainly sensitive towards electrochemical processes. First EPIS experiments on PEM fuel cells have recently been shown [3].
We present a detailed modeling and simulation analysis of EPIS of a PEM fuel cell. We use a 1D+1D continuum model of a fuel/air channel pair with GDL and MEA. Backpressure is dynamically varied, and the resulting simulated oscillation in cell voltage is evaluated to yield the ▁Z_( V⁄p_ca ) EPIS signal. Results are obtained for different transport situations of the fuel cell, giving rise to very complex EPIS shapes in the Nyquist plot. This complexity shows the necessity of model-based interpretation of the complex EPIS shapes. Based on the simulation results, specific features in the EPIS spectra can be assigned to different transport domains (gas channel, GDL, membrane water transport).
Blockchain frameworks enable the immutable storage of data. A still open practical question is the so called "oracle" problem, i.e. the way how real world data is actually transferred into and out of a blockchain while preserving its integrity. We present a case study that demonstrates how to use an existing industrial strength secure element for cryptographic software protection (Wibu CmDongle / the "dongle") to function as such a hardware-based oracle for the Hyperledger blockchain framework. Our scenario is that of a dentist having leased a 3D printer. This printer is initially supplied with an amount of x printing units. With each print action the local unit counter on the attached dongle is decreased and in parallel a unit counter is maintained in the Hyperledger-based blockchain. Once a threshold is met, the printer will stop working (by means of the cryptographically protected invocation of the local print method). The blockchain is configured in such a way that chaincode is executed to increase the units again automatically (and essentially trigger any payment processes). Once this has happened, the new unit counter value will be passed from the blockchain to the local dongle and thus allow for further execution of print jobs.
The development of secure software systems is of ever-increasing importance. While software companies often invest large amounts of resources into the upkeeping and general security properties of large-scale applications when in production, they appear to neglect utilizing threat modeling in the earlier stages of the software development lifecycle. When applied during the design phase of development, and continuously throughout development iterations, threat modeling can help to establish a "Secure by Design" approach. This approach allows issues relating to IT security to be found early during development, reducing the need for later improvement – and thus saving resources in the long term. In this paper the current state of threat modeling is investigated. This investigation drove the derivation of requirements for the development of a new threat modelling framework and tool, called OVVL. OVVL utilizes concepts of established threat modeling methodologies, as well as functionality not available in existing solutions.
Protecting software from illegal access, intentional modification or reverse engineering is an inherently difficult practical problem involving code obfuscation techniques and real-time cryptographic protection of code. In traditional systems a secure element (the "dongle") is used to protect software. However, this approach suffers from several technical and economical drawbacks such as the dongle being lost or broken.
We present a system that provides such dongles as a cloud service, and more importantly, provides the required cryptographic material to control access to software functionality in real-time.
This system is developed as part of an ongoing nationally funded research project and is now entering a first trial stage with stakeholders from different industrial sectors.
Energie aus erneuerbaren Ressourcen ist nicht immer beliebig verfügbar. Je nach Jahreszeit und Witterung variiert beispielsweise die durch Solarparks oder Windkraftanlagen zur Verfügung gestellte Leistung. Durch den kontinuierlichen Ausbau der erneuerbaren Energien wird sich die Volatilität im Energiesystem in Zukunft immer stärker ausprägen. Die Industrie auf die sich ändernden Versorgungsstrukturen vorzubereiten und anzupassen ist eine große Herausforderung der nächsten Jahrzehnte. Unternehmen müssen zukünftig ihre Prozesse und Betriebsorganisation so gestalten können, dass sich der Energieverbrauch zumindest in Teilen flexibel an das volatile Energieangebot anpassen kann. Neben der Entwicklung von Technologien, Konzepten und Maßnahmen zur energetischen Flexibilisierung von industriellen Prozessen liegt ein zweiter Schwerpunkt zukünftiger Arbeiten auf der Entwicklung einer durchgängigen IT-Infrastruktur, mit der Unternehmen und Energieanbieter in Zukunft Informationen von der Produktionsmaschine bis zu den Energiemärkten bereitstellen und austauschen können. Dies führt zu einem Paradigmenwechsel im Betrieb industrieller Prozesse - weg vom kontinuierlichen und rein nachfragegetriebenen Energieverbrauch hin zum anpassbaren, energieflexiblen Betrieb industrieller Anlagen. Dieses Nachschlagewerk stellt die wichtigsten Ergebnisse der Forschung im Rahmen des Kopernikus-Projekts Synergie vor und verdeutlicht richtungsweisende Erkenntnisse für weitere Entwicklungen in dem noch jungen Feld der industriellen Energieflexibilität.
Internationale Projektarbeit
(2019)