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Digitales Engineering wird zunehmend wichtiger in unserer digitalen Welt. Auch die Hochschule und im speziellen der Bildungscampus Gengenbach hat den Anspruch, sich stets weiterzuentwickeln und den Studierenden die fortschreitende Technik greifbar und praxisnah zu vermitteln. Das digitale Engineering bietet dazu Möglichkeiten, neue studentische Lehrkonzepte zu entwickeln und umzusetzen, die beispielsweise aus neuartiger Software besteht. Durch den demografischen Wandel und den zunehmenden Kostendruck sind immer mehr Industrieunternehmen gezwungen, ihre Prozesse zu digitalisieren und neuste Software im Bereich Engineering einzusetzen. Deswegen müssen die zukünftigen Studierenden auf die neue Rolle optimal vorbereitet werden.
Die Herausforderung ist dabei, eine geeignete Software zu finden und zu analysieren. Vor diesem Hintergrund beschäftigt sich diese Arbeit zuerst mit einer Softwareanalyse. Zunächst gilt es, nach einer Einarbeitungsphase in die verschiedensten Engineering Softwaretools One Pager mit den wichtigsten Informationen zu erstellen. Danach wird eine Nutzwertanalyse durchgeführt, um zu definieren, welche Software den Ansprüchen gerecht wird.
Danach wird eine Planung und Auslegung eines Kollaborativen Engineering Laborkonzeptes durchgeführt. Dabei wird unterschieden in eine Planung auf einer grünen Wiese, das bedeutet es gibt keine Flächenbegrenzung und als weitere Variante mit der Planung auf der Fläche des derzeitigen Virtual Engineering Labors im Bildungscampus Gengenbach.
Anschließend wird ein Lehrkonzept für das neue Labor und entsprechenden Engineering Tools erarbeitet. Dabei geht es hauptsächlich um die Machbarkeit und der Definition der möglichen Potenziale und Umsetzung der Kollaboration.
Even though the internet has only been there for a short period, it has grown tremendously. To- day, a significant portion of commerce is conducted entirely online because of increased inter- net users and technological advancements in web construction. Additionally, cyberattacks and threats have expanded significantly, leading to financial losses, privacy breaches, identity theft, a decrease in customers’ confidence in online banking and e-commerce, and a decrease in brand reputation and trust. When an attacker pretends to be a genuine and trustworthy institution, they can steal private and confidential information from a victim. Aside from that, phishing has been an ongoing issue for a long time. Billions of dollars have been shed on the global economy. In recent years, there has been significant progress in the development of phishing detection and identification systems to protect against phishing attacks. Phishing detection technologies frequently produce binary results, i.e., whether a phishing attempt was made or not, with no explanation. On the other hand, phishing identification methodologies identify phishing web- pages by visually comparing webpages with predetermined authentic references and reporting phishing together with its target brand, resulting in findings that are understandable. However, technical difficulties in the field of visual analysis limit the applicability of currently available solutions, preventing them from being both effective (with high accuracy) and efficient (with little runtime overhead). Here, we evaluate existed framework called Phishpedia. This hybrid deep learning system can recognize identity logos from webpage screenshots and match logo variants of the same brand with high precision. Phishpedia provides high accuracy with low run- time. Lastly, unlike other methods, Phishpedia does not require training on any phishing sam- ples whatsoever. Phishpedia exceeds baseline identification techniques (EMD, PhishZoo, and LogoSENSE), inaccurately detecting phishing pages in lengthy testing using accurate phishing data. The effectiveness of Phishpedia was tested and compared against other standard machine learning algorithms and some state-of-the-art algorithms. The given solutions performed better than different algorithms in the given dataset, which is impressive.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Performanz grundlegender Bildverarbeitungsalgorithmen wie einem Gaußfilter und Farbraumkonvertierung, aber auch der Feature Detection-Algorithmen Scale Invariant Feature Transform (SIFT) und Speeded-Up Robust Features (SURF) auf einem Raspberry Pi 4 unter Verwendung von openCV unter Variation der Parameter untersucht. Ein Algorithmus zur Farberkennung der Würfelsteine des Rubik's Cube wurde entwickelt, implementiert und evaluiert. Die Laufzeiten der Algorithmen wurden mit dem Raspberry Pi 4 und einem Lenovo P12.Gen Notebook mit Intel-i9 Prozessor gemessen. Die Ergebnisse wurden verglichen und diskutiert.
Die Masterarbeit untersucht verschiedene Möglichkeiten der digitalen Umsetzung von gedruckten Zeitschriften. Aktuelle Darstellungsformen von Magazinen als Blätter-PDF, E-Magazin oder App werden hinsichtlich der gelungenen Übertragung vom Papier- zum Digitalmedium untersucht. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde prototypisch ein eigenes Magazin mit dem Titel "Up and away" als Print- und E-Magazin entwickelt.
As the Industry 4.0 is evolving, the previously separated Operational Technology (OT) and Information Technology (IT) is converging. Connecting devices in the industrial setting to the Internet exposes these systems to a broader spectrum of cyber-attacks. The reason is that since OT does not have much security measures as much as IT, it is more vulnerable from the attacker's perspective. Another factor contributing to the vulnerability of OT is that, when it comes to cybersecurity, industries have focused on protecting information technology and less prioritizing the control systems. The consequences of a security breach in an OT system can be more adverse as it can lead to physical damage, industrial accidents and physical harm to human beings. Hence, for the OT networks, certificate-based authentication is implemented. This involves stages of managing credentials in their communication endpoints. In the previous works of ivESK, a solution was developed for managing credentials. This involves a CANopen-based physical demonstrator where the certificate management processes were developed. The extended feature set involving certificate management will be based on the existing solution. The thesis aims to significantly improve such a solution by addressing two key areas that is enhancing functionality and optimizing real-time performance. Regarding the first goal, firstly, an analysis of the existing feature set shall be carried out, where the correct functionality shall be guaranteed. The limitations from the previously implemented system will be addressed and to make sure it can be applied to real world scenarios, it will be implemented and tested in the physical demonstrator. This will lay a concrete foundation that these certificate management processes can be used in the industries in large-scale networks. Implementation of features like revocation mechanism for certificates, automated renewal of the credentials and authorization attribute checks for the certificate management will be implemented. Regarding the second goal, the impact of credential management processes on the ongoing CANopen real-time traffic shall be a studied. Since in real life scenarios, mission-critical applications like Industrial control systems, medical devices, and transportation networks rely on real-time communication for reliable operation, delays or disruptions caused by credential management processes can have severe consequences. Optimizing these processes is crucial for maintaining system integrity and safety. The effect to minimize the disturbance of the credential management processes on the normal operation of the CANopen network shall be characterized. This shall comprise testing real-time parameters in the network such as CPU load, network load and average delay. Results obtained from each of these tests will be studied.
Die rasante Digitalisierung verändert die Hochschule Offenburg nachhaltig. Jedes Semester entstehen zahlreiche akademische Arbeiten und Prüfungsdaten, die von hoher Bedeutung für die Qualitätssicherung und den Bildungsprozess sind. Bisher fehlte jedoch eine effiziente Lösung zur Archivierung dieser Daten. Meine Masterarbeit präsentiert ein neues Archivierungskonzept, das eine zentrale, digitale Plattform schafft. Diese ermöglicht es Lehrenden und Studierenden, leicht auf ihre Daten zuzugreifen, sei es für Projektarbeiten, Seminarleistungen oder Prüfungen. Ich stelle nicht nur das Konzept vor, sondern auch die Umsetzung eines Prototyps auf Intrexx, einer Low-Code-Entwicklungsplattform. Mein Ziel ist es, ein Handbuch für zukünftige Entwickler zu hinterlassen, um zur digitalen Transformation der Hochschule beizutragen und die Bildungsprozesse zu optimieren.
"The web’s greatest strength, I believe, is often seen as a limitation, as a defect. It is the nature of the web to be flexible, and it should be our role as designers and developers to embrace this flexibility, and produce pages which, by being flexible, are accessible to all. The journey begins by letting go of control, and becoming flexible."
Mit diesem Satz schloss Allsopp sein im Jahre 2000 auf alistapart.com publiziertes Essay 'A Dao of Webdesign'. Obwohl die Veröffentlichung nun über ein Jahrzehnt zurückliegt, hat der diesem Zitat zugrundeliegende Gedanke der Flexibilität, Anpassungsfähigkeit und Zugänglichkeit des Web, nichts an seiner Aktualität verloren. Vielmehr hat er in außerordentlichem Maße an Relevanz hinzugewonnen, denn nie in seiner noch jungen Geschichte war das Web unbeständiger, die verwendeten Technologien kurzlebiger und die internetfähigen Geräte vielfältiger als heute.
Im Jahr 2007 stellte Apple mit dem iPhone erstmals ein mobiles Endgerät vor, welches in der Lage war, dem Nutzer ein akzeptables Surferlebnis zu bieten. Seitdem ist der Siegeszug mobiler, internetfähiger Devices ungebrochen. Dabei sind Smartphones nicht die einzigen Geräte, die für Aufruhr sorgen. Tablets und Netbooks besetzen die Nische zwischen Smartphone und Laptop und auch E-Book Reader und Handheld- Konsolen sind in der Lage, auf das Web zuzugreifen. Gleichermaßen steigt die Vielfalt internetfähiger Geräte im stationären Sektor. Klassische Spielkonsolen werden ebenso mit Browser ausgeliefert wie Blu-ray-Player, Receiver und Smart-TVs. Smartwatches, Fuelbands, Kühlschränke oder Autos mit internetfähigen Komponenten bilden die nächste Stufe dieser Entwicklung.
Das Web ist damit jenseits des Desktops angekommen. Es hat sich von einem Computermedium zu einem universellen Medium entwickelt, das überall und auf einer unüberschaubaren Vielzahl von Geräten stattfindet. Die Geräte unterscheiden sich dabei nicht nur in ihrer Bildschirmgröße. Auch das Leistungsvermögen ihrer Hardware, die Fähigkeiten ihrer Betriebssysteme und Browser, das Ausmaß der Unterstützung von Standards und die Interaktionsmethoden variieren. Immer unklarer wird auch der Kontext, in dem ein internetfähiges Gerät verwendet wird. Neben der Anzahl und Vielfalt internetfähiger Geräte jenseits des Desktops, wächst auch der Umfang der Internetnutzung mit diesen Geräten. Im Jahr 2013 nutzten in Deutschland 70 Prozent der Internetuser das Web über Smartphones . Im ersten Quartal 2014 wurden bereits 31,2 Prozent des weltweiten Traffics durch mobile Geräte generiert. In den USA, Großbritannien und Italien verbringen die Nutzer bereits heute über mobile Geräte mehr Zeit im Internet als über Desktop-PCs.
Die bislang üblichen statischen und für die Spezifikationen eines Desktop-Computers optimierten Websites, sind nicht in der Lage auf die mannigfachen Anforderungen der verschiedenen Devices angemessen zu reagieren. Konzepte, die darauf beruhen für verschiedene Gerätetypen separate Websites zu entwickeln, sind angesichts der Vielzahl und der Heterogenität der vorhandenen Geräte ebenfalls nicht mehr oder nur noch in Ausnahmefällen praktikabel.
Vielmehr geht es darum einen flexiblen geräteagnostischen Designansatz für das Web zu verfolgen, um geräteübergreifend eine bestmögliche User Experience gewährleisten zu können. Dieser muss neben Anpassungen an die Bildschirmgröße auch darüber hinausgehende Faktoren wie Performance, Interaktionsmethoden und die individuellen Leistungsmerkmale der Geräte berücksichtigen. Responsive Web Design beschreibt solch ein Konzept. Dieser Ansatz erfordert die Anwendung einiger neuer Techniken und ein konzeptionelles Umdenken beim Entwickeln von Websites. Gleichermaßen bedarf es einer Abkehr vom bisherigen linearen Workflow hin zu einem iterativen, kollaborativen Prozess zwischen den Disziplinen, der es ermöglicht, den neuen Herausforderungen responsiven Webdesigns gerecht zu werden.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde das elektrisch / elektronische System des Hocheffizienzfahrzeugs „Schluckspecht 6“ hinsichtlich seiner Übersichtlichkeit und Modularität optimiert. Essenziell war die Vernetzung der durch verschiedene Projektgruppen erstellten Teilsysteme mittels des neu integrierten CAN-Bus. Im Zuge der Überarbeitung des E/E-Systems wurde auch ein neuer Gesamtfahrzeugschaltplan angefertigt.
Im Rahmen der Optimierung des E-Antriebsstrangs wurde eine neue Motorsteuerung entwickelt, die aufgrund des verbauten Vierquadrantenstellers neben einem zuverlässigen Antrieb des Schluckspecht 6 zukünftig auch die Steuerung und Regelung von Lastmaschinen in – für den Schluckspecht 6 neu entwickelten – Testständen erlaubt. Für die Messdatenerfassung, während Test- und Rennläufen sowie in den Testständen, wurden diverse Messsysteme realisiert. Dazu gehören die Messung des Motorstroms, der Zwischenkreisspannung und der Motordrehzahl. Basierend auf der Motorstrommessung und Zwischenkreisspannungsmessung wurde eine Stromregelung implementiert, um die Bedienfreundlichkeit und Effizienz des S6 im Rennbetrieb zu erhöhen.
Das Konzept der Thermoaktiven Bauteilsysteme (TABS) zur Heizung und Kühlung von Gebäuden gewinnt aufgrund seiner Kompatibilität mit erneuerbaren Energiequellen an Popularität. Die Steuerung von TABS und somit auch die Gewährleistung eines behaglichen Raumklimas erweist sich allerdings aufgrund der hohen Systemträgheit als komplex. Kurzfristige Witterungsänderungen sorgen für unerwünschte Raumtemperaturänderungen, die nur langsam korrigiert werden können. Bei Nichtwohngebäuden wie dem Regionalen Innovationszentrum für Energie (RIZ Energie) in Offenburg wird dieser Umstand durch die unregelmäßige Gebäudenutzung zusätzlich erschwert, da innere Wärmelasten stark variieren und nicht vorhersehbar sind.
Konventionelle TABS-Steuerungen können Störgrößen im TABS-Betrieb nur bedingt und zeitverzögert berücksichtigen, weswegen eine dauerhafte Gewährleistung des thermischen Komforts im Gebäude oft nicht erreichbar ist – dies ist auch am RIZ Energie der Fall. Als Lösung dient der Einsatz prädiktiver Steuerungsalgorithmen, die Störgrößen prognostizieren und den TABS-Betrieb dementsprechend anpassen können.
Diese Arbeit überprüft das Potenzial von intelligenten TABS-Steuerungsalgorithmen für den Einsatz am RIZ Energie anhand der Umsetzung mit einem digitalen Zwilling des Gebäudes. Dabei konnte unter Verwendung der Algorithmen und Berücksichtigung von inneren und äußeren Störgrößen im TABS-Betrieb ein verbessertes Raumklima simuliert werden. Infolgedessen konnte zudem der digitale Zwilling optimiert werden.
Reibung und Verschleiß in tribologischen Kontakten verursachen knapp ein Viertel des weltweiten Primärenergiebedarfs. Dies stellt ein enormes Potential zur Minderung von Treibhausgasemissionen und Absenkung von Kosten dar. Aufgrund dessen ist die Optimierung von Reibkontakten ein Kernthema der Tribologie. Hierfür ist der Supraschmierzustand, bei welchem die Reibung aufgrund spezieller Schmiermechanismen annähernd vollständig verschwindet (Reibungszahl 𝜇 ⩽ 0,01), von besonderem Interesse. Die jährlich steigende Anzahl an Veröffentlichungen belegt das hohe wissenschaftliche Interesse an dem Thema. Bisher konnte Supraschmierung jedoch nur für Modellsysteme nachgewiesen werden, das Übertragen auf technische Systeme ist noch nicht gelungen.
Ziele dieser Arbeit waren der Nachweis von Supraschmierung in einem punktförmigen Modellkontakt und die Überführung in den Flächenkontakt eines realen Gleitlagers durch Verwendung von technischer Keramik und/oder DLC-Beschichtungen.
Hierfür wurde zunächst das Schmierverhalten einiger Modellschmierstoffe in einem Stahl/a-C:H:Si- Kontakt untersucht. Die niedrigsten Reibwerte wurden bei Verwendung von Glycerol erzielt. Daher wurde Glycerol als Modellschmierstoff für weitere tribologische Untersuchungen an unterschiedlichen Oberflächen (a-C:H, ta-C, Keramik) verwendet.
Die besten Ergebnisse hinsichtlich Reibung und Verschleiß wurden mit technischer Keramik erzielt. Mit einer Stahl/Si3N4-Paarung wird bei 80 °C Supraschmierung für Gleitgeschwindigkeiten von 0,007 𝑚/𝑠 bis 0,965 𝑚/𝑠 nachgewiesen. Als kleinste Reibungszahl wird 𝜇 = 0,0015 gemessen.
Die geringste Reibung in einem Stahl/DLC-Kontakt wird mit einer a-C:H:Si-Schicht erreicht. Hierbei konnte Supraschmierung bei 80 °C für Gleitgeschwindigkeiten von 0,029𝑚/𝑠 bis 0,484𝑚/𝑠 nachgewiesen werden. Die kleinste Reibungszahl für das System beträgt 𝜇 = 0,0063.
Der Nachweis von Supraschmierung gelingt für anwendungsnahe Betriebsparameter, dies stellt einen Fortschritt gegenüber den meisten Literaturdaten dar. Um die Übertragbarkeit auf technische Systeme zu demonstrieren,werden die besten identifizierten Oberflächen und Schmierstoffe auf einem anwendungsnahen Gleitlagerprüfstand untersucht. Durch Verwendung von a-C:H:Si-beschichteten Wellen und Glycerol als Schmierstoff kann der Reibwert bei Raumtemperatur von 𝜇 = 0,965 im Referenzsystem auf 𝜇 = 0,038 gesenkt werden.
Um die Arbeit fortzusetzen, werden die identifizierten Systeme in axiallagerähnlicher Anordnung (Gleitring/Gleitpad) untersucht.
Um gezielt DLC-Schichten zu entwickeln, sind Reibungssimulationen notwendig. Im nächsten Schritt sollen umfassende Oberflächenanalysen durchgeführt werden, um die nötige Datenbasis für die Simulation zu erstellen.