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This research presents a comprehensive exploration of hydroponic systems and their practical applications, with a focus on innovative solutions for managing environmental and analytical sensors in hydroponic setups. Hydroponic systems, which enable soilless cultivation, have gained increasing importance in modern agriculture due to their resource-efficient and high-yield nature.
The study delves into the development and deployment of the SensVert system, an adaptable solution tailored for hydroponic environments. SensVert offers adaptability and accessibility to farmers across various agricultural domains, addressing contemporary challenges in supervising and managing environmental and analytical sensors within hydroponic setups. Leveraging LoRa technology for seamless wireless data transmission, SensVert empowers users with a feature-rich dashboard for real-time monitoring and control. The study showcases the practical implementation of SensVert through a single sensor node, seamlessly integrating temperature, humidity, pressure, light, and pH sensors. The system automates pH regulation, employing the Henderson-Hasselbalch equation, and precisely controls liquid dosing using a PID controller. At the core of SensVert lies an architecture comprising The Things Stack as the network server, Node-Red as the application server, and Grafana as the user interface. These components synergize within a local network hosted on a Raspberry Pi; effectively mitigating challenges associated with data packet transmission in areas with limited internet connectivity.
As part of ongoing research, this work also paves the way for future advancements. These include the establishment of a wireless sensor network (WSN) utilizing LoRa technology, enabling seamless over-the-air sensor node updates for maintenance or replacement scenarios. These enhancements promise to further elevate the system's reliability and functionality within hydroponic cultivation, fostering sustainable agricultural practices.
Annotated training data is essential for supervised learning methods. Human annotation is costly and laborsome especially if a dataset consists of hundreds of thousands of samples and annotators need to be hired. Crowdsourcing emerged as a solution that makes it easier to get access to large amounts of human annotators. Introducing paid external annotators however introduces malevolent annotations, both intentional and unintentional. Both forms of malevolent annotations have negative effects on further usage of the data and can be summarized as spam. This work explores different approaches to post-hoc detection of spamming users and which kinds of spam can be detected by them. A manual annotation checking process resulted in the creation of a small user spam dataset which is used in this thesis. Finally an outlook for future improvements of these approaches will be made.
Quarz crystal microbalances allow the monitoring of the adsorption process of mass from a liquid to their surface. The adsorbed mass can be analysed regarding to its protein content using mass spectromety. To ensure the protein identification the results of several measurements can be combined. A high content QCM-D array was developed to allow up to ten measurements parallel. The samples can be routed inside the array distributing one sample to several chips. The fluidic parts were prototyped using 3D printing. The assembled array was tight and the sample routing function could be demonstrated. A temperature controller was developed and implemented. The parameters for the PID controller were determined and the controller was shown to be able to keep the temperature constant over long time with high accuracy.
The cellulase-producing Trichoderma reesei strain RL-P37 exhibits significant potential, yielding 7.3 g/L of cellulase in 241 hours. Microscopic investigations reveal a link between spore formation and enzyme production, suggesting the need for research into the intricate relationship between enzyme production, stress responses, and the nutritional prerequisites of fungi. Comparatively, the use of sodium hydroxide (NaOH) treatment, as opposed to water treatment, results in the reduction of micronutrient content and carbon source extraction as filtrate. Despite these challenges, research by He et al. (2021) highlights NaOH's efficiency in cellulose extraction from plant-based sources. Using NaOH pretreatment can be proven as effective by designing a proper cultivation method. The selection of inducers for enzyme induction gains importance, with soluble inducers, as emphasized by Zhang et al. (2022), exhibiting superior effectiveness. Hence, adopting soluble inducers in designing cultivation methods for improved enzyme production in shaking flasks is recommended. Enzymatic treatment of bio-waste, as outlined by Hu et al. (2021), shows promise in augmenting essential component content by breaking down plant cell walls and intercellular compartments. However, the feasibility of using an artificial bio-waste medium for cultivating Trichoderma reesei is questioned. Investigating the impact of micronutrient levels, particularly the inhibitory role of zinc, on fungal growth becomes essential. These findings underscore the necessity for ongoing research and optimization in cellulase production, emphasizing both strain productivity and cultivation methodologies.
Im Rahmen dieser Arbeit wird eine digitale Volkshochschule, die Onrhein vhs, konzipiert und umgesetzt. Ziel ist es, eine neue Zielgruppe im Alter von 18- bis 35-Jahren zu erreichen und die Digitalisierung in den Volkshochschulen zu fördern. Dies umfasst die Entwicklung einer für diese Zielgruppe attraktive Internetpräsenz, bestehend aus einem neuen Design, einer neuen Webseite und einem Social-Media-Kanal. Während der Pilotphase der Weiterbildungsoffensive WEITER.mit.BILDUNG@BW werden Erkenntnisse für den zukünftigen digitalen Betrieb der Volkshochschulen gesammelt und evaluiert. Um die Entwicklungen auf die Bedürfnisse der Zielgruppe anzupassen, wird im Verlauf der Arbeit eine Umfrage zur Weiterentwicklung der Volkshochschulen durchgeführt und ausgewertet. Gemeinsam mit der Region werden Ansätze zur Zusammenarbeit unter den bestehenden Volkshochschulen und der Onrhein vhs erarbeitet, um die Digitalisierung gemeinsam zu bewältigen.
Wie können sich Unternehmen erfolgreich im Social-Media-Umfeld ihrer Kunden platzieren? Mit dieser Fragestellung beschäftigt sich die vorliegende Forschungsarbeit. Die sozialen Netzwerke bieten viele Möglichkeiten, um potenzielle und bestehende Kunden zu erreichen, bringen aber gleichzeitig verschiedene Herausforderungen mit sich. Der Fokus dieser Arbeit liegt auf der Plattform Instagram. Dabei wird der Nutzer fokussiert, denn der Trend im Marketing geht zur Customer Centricity.
Maßnahmen, die Nutzer zum Abonnieren animieren, können nicht eindeutig benannt werden. Sie sind individuell vom Nutzer, aber auch vom Unternehmen und den jeweiligen Inhalten abhängig. Die Probanden der Umfragenstichprobe verhalten sich nach eigener Angabe beim Konsum, der Interaktion und dem Abonnieren zurückhaltend. Lediglich 8,94 Prozent gaben an, sich regelmäßig Profile von Unternehmen anzuschauen. Noch seltener als der Konsum findet die Interaktion mit Unternehmensinhalten statt. Die Hürde zur Interaktion und dem Abonnieren ist scheinbar hoch. Die Ergebnisse zeigen, dass es keine signifikanten Unterschiede im Nutzungsverhalten zwischen den Geschlechtern, den Beschäftigungsarten oder dem Budget gibt. Das lässt darauf schließen, dass das Handeln individuell und von anderen Faktoren abhängig ist. Jedoch bestätigt dies auch, dass der Trend des Content Marketings und der Customer Centricity weiterhin eine wichtige Rolle spielen. Der Nutzer möchte individuell angesprochen werden. Dabei sollen die Inhalte sinnvoll und inspirierend sein sowie nicht werblich wirken. Es bleibt die größte Herausforderung für Unternehmen in das private Umfeld der Nutzer auf Instagram einzutreten, ohne als „störend“ empfunden zu werden. Aus diesen Gründen ist eine weitere Forschung im Bereich „Unternehmen auf Instagram“ nötig. Die Schattenseite dieses Themenbereichs ist die Schnelllebigkeit und die fehlende Transparenz, beispielsweise zum Instagram-Algorithmus. Die vorliegende Forschung dient lediglich einer ersten Einschätzung des Themas, die ein möglichst breites Bild der Wahrnehmung von Unternehmen auf Instagram sowie vom Beispiel-Unternehmen Deinzigartig abbilden soll.
Die vorliegende Master-Thesis befasst sich mit dem Thema Handel. In der Arbeit wird der Bereich des Multi-Channel-Handels genauer durchleuchtet. Es wird aufgezeigt, wie der Zukunft des Handels weltweit und in Deutschland aussehen wird.
Der Handel wird besonders heute sehr vom Konsumierendenverhalten beeinflusst. Unternehmen passen sich mehr als je zuvor an Wünsche und Anforderungen der Zielgruppe an. Dies ist wichtig für Handelsunternehmen um wettbewerbsfähig und profitabel zu bleiben, vor allem in einem immer aggressiver werdenden Wettbewerbskampf um Konsumierende. In dieser Arbeit wird dargestellt, wie sich die Customer Journey und der Kaufprozess der Konsumierenden verändert hat und flexibler geworden ist. Es gibt nicht mehr nur einen Weg, wie potentielle Verkaufsinteressierende zu Kundschaft wird. Die Kundschaft lässt sich nicht mehr von Unternehmen leiten, sondern möchte eigenständig und selbstbestimmt zwischen verschiedenen Absatzkanälen und Endgeräten wechseln. Daher ist ein verknüpftes Multi-Channel-System für Handelsunternehmen wichtig. In dieser Arbeit soll zudem gezeigt werden, dass die Omni-Channel-Strategie die Strategie der Zukunft ist und wie der Begriff des New Retail sowohl den Online-Handel, als auch den stationären Handel prägen wird.
Online-Handelsunternehmen wie Amazon, Alibaba und Bonprix haben bereits verstanden, dass der stationäre Handel nicht „ausstirbt“, sondern durch eine intelligente Verknüpfung mit dem Online-Handel sehr zukunftsweisend gemacht werden kann. Daher wird in dieser Arbeit auch gezeigt, wie sich pure E-Commerce-Unternehmen in den Innenstädten und Einkaufszentren in den USA, China und Deutschland ausbreiten und damit eine Omni-Channel-Strategie schaffen.
Die vorliegende Masterarbeit setzt sich mit dem Thema „Digitale Medien und soziale Anerkennung“ auseinander. Dabei wird der Frage nachgegangen, welchen Einfluss die Nutzung digitaler Medien auf das Selbstbild junger Erwachsener, auf das Thema Cybermobbing und den zwischenmenschlichen Umgang in der Gesellschaft hat. Als Praxisbeispiel wurde exemplarisch die Folge „Nosedive“ der dystopischen Sci-Fi-Serie „Black Mirror“ ausgewählt, in der eine Gesellschaft porträtiert wird, deren Leben durch ein soziales Bewertungssystem bestimmt wird. Im Zuge dessen soll ein Bezug zu realen Sozialkredit-Systemen hergestellt werden. Das Ziel der Forschung ist es, eine umfangreiche Analyse der Auswirkungen des Medienkonsums von Fiktion und Realität vor dem Hintergrund sozialer Anerkennung durchzuführen.
Im theoretischen Teil der Arbeit soll allgemein auf digitale Medien, das Nutzungsverhalten von Jugendlichen sowie auf die Bedeutung von Identität und Selbstbild (im Netz) eingegangen werden. Sowohl die Einflüsse der digitalen Mediennutzung auf die Identität, das Selbstbild sowie die Selbstdarstellung als auch die allgemeinen positiven und negativen Auswirkungen durch exzessiven Medienkonsum von Jugendlichen sollen in dieser Arbeit näher beleuchtet und einander gegenübergestellt werden. Im nächsten Schritt sollen die Auswirkungen auf die Bereiche Cybermobbing sowie die zwischenmenschliche Kommunikation und soziale Beziehungen untersucht werden. Nach Abhandlung der Einflüsse und Auswirkungen auf die Jugendlichen unserer Gesellschaft folgt der praktische Teil der Arbeit, in dem zunächst die Anthologie-Serie „Black Mirror“ und die Inhalte der Folge „Nosedive“ vorgestellt werden sollen. Anhand ausgewählter Merkmale soll die fiktionale Welt mit unserer modernen Gesellschaft analysiert und verglichen werden. Abschließend soll auf die Sozialkredit-Systeme in China eingegangen und ein Bezug zur Folge hergestellt werden. In der Analyse sollen die Ergebnisse der vorangegangenen Kapitel miteinbezogen werden. Die Ergebnisse der Arbeit zeigen, dass digitale Medien einen weitreichenden sowohl positiven als auch negativen Einfluss auf Jugendliche haben. Die Nutzung hat viele Bereiche unseres Lebens bereits verändert. Besonders soziale Medien hinterlassen ihre Spuren in der Identität und Werteentwicklung von Kindern und Jugendlichen. Obwohl sie in der jüngeren Generation hohes Ansehen genießen, bestimmen sie jedoch (noch) nicht über andere Bereiche des Lebens.
Distributed Flow Control and Intelligent Data Transfer in High Performance Computing Networks
(2015)
This document contains my master thesis report, including problem definition, requirements, problem analysis, review of current state of the art, proposed solution,
designed prototype, discussions and conclusion.
During this work we propose a collaborative solution to run different types of operations in a broker-less network without relying on a central orchestrator.
Based on our requirements, we define and analyze a number of scenarios. Then we design a solution to address those scenarios using a distributed workflow management approach. We explain how we break a complicated operation into simpler parts and how we manage it in a non-blocking and distributed way. Then we show how we asynchronously launch them on the network and how we collect and aggregate results. Later on we introduce our prototype which demonstrates the proposed design.
Seit 2011 beschäftigt sich die visionsbox GmbH mit der Erstellung von AR-Anwendungen. Momentan werden diese Apps auf Basis von Unity 3D und dem AR SDK Vuforia von Qualcomm erstellt. Der plattformunabhängige Ansatz von Unity 3D erlaubt es, sehr schnell Anwendungen für iOS als auch für Android zu kompilieren. Ein großer Nachteil des bestehenden Entwicklungskonzepts ist das Fehlen der Möglichkeit Inhalte zur Laufzeit aus dem Internet herunterzuladen. Eine Änderung oder Erweiterung der Anwendung ist nur über ein erneutes Kompilieren und erneutes Installieren der Applikation möglich. Dieser Updateprozess ist langwierig und wenig flexibel. Das Vorhandensein einer Anbindung ans Internet, ermöglicht jedoch prinzipiell das Herunterladen von neuen oder zusätzlichen Inhalten zur Laufzeit der Anwendung. Ziel dieser Master Thesis ist es, die Möglichkeiten des Nachladens von Anwendungsinhalten von einem eigenen Webserver zu evaluieren. Eine beispielhaft implementierte Anwendung soll die Machbarkeit für Android und iOS demonstrieren und gleichzeitig als Vorlage für bestehende und zukünftige AR-Anwendungen auf Basis von Unity3D und Vuforia dienen.
Extensible Authentication Protocol (EAP) bietet eine flexible Möglichkeit zur Authentifizierung von Endgeräten und kann in Kombination mit TLS für eine zertifikatsbasierte Authentifizierung verwendet werden. Motiviert wird diese Arbeit von einer potenziellen Erweiterung für PROFINET, die diese Protokolle einsetzen soll.
Dabei soll eine sicherer EAP-TLS-Protokollstacks für eingebettete Systeme in der Programmiersprache Rust entwickelt werden. Durch das Ownership-System von Rust können Speicherfehler eliminiert werden, ohne dabei auf die positiven Eigenschaften von nativen Sprachen zu verzichten. Es wird ein besonderes Augenmerk auf wie die Verwendung klassischer Rust-Bibliotheken im Umfeld von eingebetteten Systemen, den Einfluss des Speichermodells auf das Design, sowie die Integration von C-Bibliotheken für automatisierte Interoperabilitätstests gelegt.
In this work, an implementation of the somewhat homomorphic BV encryption scheme is presented. During the implementation, care was taken to ensure that the resulting program will be as efficient as possible i.e. fast and resource-saving. The basis for this is the work of Arndt Bieberstein, who implemented the BV scheme with respect to functionality. The presented implementation supports the basics of the BV scheme, namely (symmetric and asymmetric) encryption, decryption and evaluation of addition as well as multiplication. Additionally, it supports the encoding of positive and negative numbers, various gaussian sampling methods, basically infinitely large polynomial coefficients, the generation of suitable parameters for a use case, threading and relinearization to reduce the size of a ciphertext after multiplications. After presenting the techniques used in the implementation, it’s actual efficiency is determined by measuring the timings of the operations for various parameters.
Die Visualisierung von Programmabläufen ist ein zentraler Aspekt für Programmieranfänger, um das Verständnis von Codeabläufen zu erleichtern und den Einstieg in der Softwareentwicklung zu unterstützen. In dieser Masterthesis wird ein speziell auf die Bedürfnisse von Einsteigern zugeschnittenes generisches Framework vorgestellt, wobei der Fokus auf einer einfachen, verständlichen aber auch korrekten Darstellung der Programmausführung liegt. Das Framework integriert das Debugger Adapter Protocol, um den Debugger unterschiedlicher Sprachen ansprechen und verwenden zu können.
In dieser Arbeit werden zunächst die Anforderungen für das generische Framework diskutiert. Anschließend werden bestehende Ansätze zur Visualisierung von Programmabläufen ausführlich untersucht und analysiert. Die Implementierung des Frameworks wird daraufhin detailliert beschrieben, wobei besonderer Wert auf die Erweiterbarkeit unterschiedlicher Sprachen gelegt wird.
Um die Eignung des Frameworks zu evaluieren, werden mehrere Aufgaben aus dem ersten Modul mit der jeweiligen Programmiersprache des Studiengangs Angewandte Informatik der Hochschule Offenburg betrachtet. Die Ergebnisse zeigen, dass das Framework mit den Aufgaben umgehen und diese korrekt und verständlich darstellen kann.
Bei der Produktion von Solarzellen aus multikristallinem Silizium haben Defekte aus der Kristallisationsphase starken Einfluss auf die Materialqualität der Wafer und damit auf den Wirkungsgrad der späteren Solarzelle. Ein Verständnis des Kornwachstums in multikristallinem Silizium während des Kristallisationsprozesses kann zur Optimierung desselben beitragen. In dieser Arbeit werden Methoden untersucht, optische Flüsse zwischen Korngrenzenbildern multikristalliner Si-Wafer mittels neuronaler Netze zu berechnen. Hierfür wird die Architektur eines ausgereiften faltungsbasierten neuronalen Netzes zur optischen Fluss-Berechnung genutzt und durch angepasstes Training auf Waferstrukturen zugeschnitten. Dies umfasst die Synthese eigener, auf Waferbilder basierender Trainingsdaten und das Training mit einer angepassten Fehlerfunktion zur Bewertung der Zuordnungsgenauigkeit von Körnern zwischen Wafern durch den optischen Fluss. Beide Maßnahmen zusammen führen zu einer Reduktion des Zuordnungsfehlers von Körnern zwischen Waferbildern um 45 % gegenüber einem hochoptimierten, auf allgemeine optische Flüsse trainierten Modell basierend auf demselben Netzwerk. Die geschätzte Zuordnungsgenauigkeit des besten Modells beträgt 92,4 % der Pixel der Korngrenzenbilder eines Wafers. Weiteres Verbesserungspotenzial ist vorhanden.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit dem Thema NoSQL-Datenbanken in Webanwendungen. Dabei solle die verschiedenen Konzepte aktueller NoSQL-Datenbanken erläutert und exemplarische Implementierungen der einzelnen Konzepte vorgestellt werden. Anschließend wird der Einsatz in modernen Webanwendungen gezeigt. Hierzu soll eine einfache Social-Community-Plattform erstellt werden, welche zuerst auf Basis eines relationalen Datenbank Management System erstellt wird. Um die Einsatzmöglichkeiten der NoSQL-Vertreter zu zeigen werden anschließend einzelne Funktionen mit NoSQL-Datenbank implementiert und die Vor- und Nachteile erörtert.
Empfehlungssysteme sind auf E-Commerce-Webseiten omnipräsent und unterstützen die Nutzer an bestimmten Touchpoints beim Onlineshopping, indem sie auf Produkte aufmerksam machen. In den meisten Anwendungsfällen werden Produkte empfohlen, die den Interessen der Nutzer entsprechen oder einen Warenkorb komplettieren sollen. Während klassische Empfehlungssysteme die Nutzer meistens zu Beginn oder zum Ende einer Produktannäherung erreichen, finden sie dazwischen selten Anwendung. Dabei könnten Empfehlungssysteme bereits in die Navigations-Journey der Nutzer integriert werden und so maßgeblich zur Produktauffindbarkeit beitragen. Trotz der Tatsache, dass Empfehlungssysteme maßgeblich zum Geschäftserfolg im Online-Handel beitragen, ist ihre Integration in die Navigation von E-Commerce-Plattformen noch wenig erforscht.
Ziel dieser Arbeit ist es daher zu ergründen, wie ein Empfehlungssystem in der lokalen Navigation von E-Commerce-Plattformen ausgestaltet sein sollte. Dabei soll der Prototyp eines Empfehlungssystems in der lokalen Navigation konzipiert werden, indem einerseits echte Warenkorbdaten einer E-Commerce-Plattform und andererseits Nutzerpräferenzen untersucht werden. Die Untersuchung umfasst die algorithmische Datenverarbeitung von Warenkorbdaten und die Durchführung einer quantitativen Befragung. Darüber hinaus wurde domänenspezifisches Wissen über die Verfahren, Algorithmen, Designkriterien und weitere Erfolgsfaktoren recherchiert.
Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass die alleinige Verarbeitung von Warenkorbdaten nicht ausreichend für ein navigatorisches Empfehlungssystem ist, obwohl sich die Alternating Least Squares Matrixfaktorisierung als geeignetes Verfahren herausgestellt hat. Des Weiteren können Empfehlungssysteme in der lokalen Navigation sowohl einen positiven als auch einen negativen Einfluss auf die Nutzerzufriedenheit haben. Aus den Ergebnissen konnte ein detaillierter Prototyp konzipiert und vorgestellt werden. Bei diesem Prototyp handelt es sich um ein Session-basiertes Empfehlungssystem, das den Onlineshopping-Kontext der Nutzer ermitteln kann. Auf dieser Basis kann das System Produktkategorien in Echtzeit empfehlen, die zu diesem Kontext komplementär sind oder einen Social Proof abbilden.
Increasing global energy demand and the need to transition to sustainable energy sources to mitigate climate change, highlights the need for innovative approaches to improve the resilience and sustainability of power grids. This study focuses on addressing these challenges in the context of Morocco's evolving energy landscape, where increasing energy demand and efforts to integrate renewable energy require grid reinforcement strategies. Using renewable energy sources such as photovoltaic systems and energy storage technologies, this study aims to develop a methodology for strengthening rural community grids in Morocco.
Traditional reinforcement measures such as line and transformer upgrades will be investigated as well as the integration of power generation from photovoltaic systems, which offer a promising way to utilise Morocco's abundant solar resources. In addition, energy storage systems will be analysed as potential solutions to the challenges of grid stability and resilience. Using comprehensive data analysis, scenario planning and simulation methods with the open-source simulation software Panda Power, this study aims to assess the impact of different grid reinforcement measures, including conventional methods, photovoltaic integration, and the use of energy storage, on grid performance and sustainability. The results of this study provide valuable insights into the challenges and opportunities of transitioning to a more resilient and sustainable energy future in Morocco.
Based on a rural medium-voltage grid in Souihla, Morocco, three scenarios were carried out to assess the impact of demand growth in 2030 and 2040. The first scenario focuses on conventional grid reinforcement measures, while the second scenario incorporates energy from residential photovoltaic systems. The third scenario analyses the integration of storage systems and their impact on grid reinforcement in 2030.
The simulations with energy from photovoltaic systems show a reduction in grid reinforcement measures compared to the scenario without solar energy. In addition, the introduction of a storage system in 2030 led to a significant reduction in the required installed transformer capacity and fewer congested lines. Furthermore, the results emphasized the role of storage in stabilizing grid voltage levels.
In summary, the results highlighted the potential benefits of integrating energy from photovoltaics and storage into the grid. This integration not only reduces the need for transformers and overall grid infrastructure but also promotes a more efficient and sustainable energy system.
Die vorliegende Masterarbeit hat sich zum Ziel gesetzt, den Messeauftritt für die ABI-Sicherheitssysteme GmbH zu gestalten. Aufgrund des Corona-Virus und den damit einhergehenden Kontaktbeschränkungen wurden dabei die ersten Planungsdaten für einen konventionellen Messestand in eine digitale Variante umgewandelt. Als Basis wird eine ausführliche Analyse der Kommunikationspolitik des Unternehmens durchgeführt, um darauf die Planung des digitalen Messestandes und der Inhalte aufzubauen. Zusätzlich werden bereits bestehende digitale Messestände detailliert betrachtet, um daraus Rückschlüsse für die Planung zu generieren. Auf der Grundlage der Analysen wird dann der digitale Messeauftritt ausgearbeitet. Dazu gehört der Aufbau des Messestandes, die Gestaltung der Grafiken, die Auswahl der Inhalte sowie die Produktion des Informationsmaterials. Die Planung der Kommunikationsmaßnahmen, mit denen der digitale Messestand an die Zielgruppe herangeführt werden soll, ist ebenfalls Teil dieser Arbeit.
Die vorliegende Masterthesis erarbeitet eine Handlungsempfehlung für die erfolgreiche Umsetzung von Datenstrategien im strategischen Management. Dazu wird im Voraus eine Definition des Begriffs Datenstrategie erstellt und eine Einordnung in die Prozesse des strategischen Managements vorgenommen.
Im ersten Teil der empirischen Studien wird eine systematische Literaturrecherche zum Gegenstand der Arbeit durchgeführt, um einen Überblick des aktuellen Forschungsstands zu geben und eventuelle Forschungslücken aufzuzeigen. Ferner wird durch die Methodologie einer fallstudienbasierten Grounded Theory eine Theorie zur Entwicklung von Datenstrategien induktiv hergeleitet.
Das Ergebnis der Arbeit ist eine Handlungsempfehlung für die Entwicklung von Datenstrategien, die unabhängig von Branche und Unternehmensform angewandt werden kann. Sowohl die Definition als auch die Handlungsempfehlung zeigen deutlich, dass die Anwendungsbereiche, Funktionen und Prozesse, die zu einer Datenstrategie beitragen können, im Rahmen von Big Data und Strategietheorien bereits bekannt sind und in der Praxis Anwendung finden. Die Handlungsempfehlung verbindet demnach bestehende Methoden und bietet einen Leitfaden zu deren korrekten Anwendung innerhalb einer Datenstrategie.
Mobile Anwendungen werden im beruflichen Umfeld immer häufiger eingesetzt und dienen als praktische Helfer für Vertriebsmitarbeiter oder im Kundendienst. Dagegen ist ein Einsatz in der Baubranche ein recht neues Feld. Die tägliche Erfassung der Leistungsergebnisse einer Baustelle samt Geräteeinsatz, Mitarbeiterstunden, Lieferungen und Wetterdaten in Tagesberichten wird von vielen Bauunternehmen bisher noch auf Papier erledigt und später von Hand in ein Verwaltungsprogramm übertragen. Die Dokumentation direkt vor Ort mit einem mobilen Endgerät bietet den Vorteil, dass die Daten sofort verfügbar sind und auch besser ausgewertet werden können. Im Rahmen der vorliegenden Masterthesis wird nun in Zusammenarbeit mit dem Bauunternehmen Grafmüller untersucht, wie eine mobile Anwendung zu diesem Zweck aussehen kann. Dabei werden zunächst die Betriebsdatenerfassung im Allgemeinen und die Hintergründe der mobilen Anwendungsentwicklung analysiert. Dies dient dann als Basis für die Konzeption und die Umsetzung der Anwendung. Dabei werden bereits existierende Konkurrenzprodukte und die aktuelle Situation der Tagesberichtserstellung betrachtet. Besonderes Augenmerk liegt auf der plattformunabhängigen Entwicklung. Dazu wird der Einsatz von Webtechnologien zur Erstellung von hybriden Apps mit Hilfe entsprechender Werkzeuge untersucht. Die Umsetzung selbst beinhaltet den generellen Aufbau der mobilen Anwendung auf Basis eines hybriden App-Frameworks. Dazu zählt die persistente Datenspeicherung und die Synchronisation mit einer Administrationsanwendung sowie weitere Zusatzfunktionen, die gerätespezifische Eigenschaften nutzen, beispielsweise GPS.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein Telepräsenzsystem entwickelt, bei dem ein Teleroboter mit beweglicher Kamera zum Einsatz kommt, der seine Ausrichtung über ein Head-mounted Display synchronisiert. Der Anwender des Systems sieht auf dem Display das Abbild der Umgebung des Teleroboters. Jede Kopfbewegung des Anwenders wird in Echtzeit auf die Kamerabewegung umgesetzt. Der Anwender kann sozusagen seinen Sehsinn temporär auf den Roboter auslagern, der ihn in einer entfernten Umgebung repräsentiert.
Diese Arbeit befasst sich mit der Konzeption und Implementierung eines Dateiimportfilters für Mess- und Kalibrierwerkzeuge. Dieser ermöglicht das Importieren von INCA-Experimenten nach CANape, indem aus Experiment-Exportdateien Konfigurationsdateien generiert werden. Im Zuge der Umsetzung wurde dazu das aus binären Daten bestehende Exportdateiformat von INCA analysiert. Das Ziel dieser Analyse bestand darin, herauszufinden, wo und wie die Informationen in den Exportdateien gespeichert sind. Die so erlangten Erkenntnisse wurden verwendet, um den Dateiimportfilter zu entwickeln. Dieser liest aus Exportdateien die notwendigen Informationen aus, überführt sie in eine CANape interne Repräsentation und generiert daraus eine entsprechende Konfigurationsdatei. Die korrekte Funktionsweise wurde anhand von selbst erstellten Experimenten sowie mithilfe von Kundenexperimenten validiert.
Diese Abschlussarbeit beschäftigt sich mit der Entwicklung eines VHDL-Ethernet Protokollstapels. Aufbauend auf einem existierenden Protokollstapel für 1 GBit/s ist das Ziel dieser Arbeit, einen Protokollstapel zu entwerfen, der eine Datenübertragungsrate von mehr als 10 GBit/s erreicht. Dieser Protokollstapel soll die Protokolle Ethernet, IPv4, ARP, ICMP und UDP enthalten. Durch eine flexible Struktur der Ports und den Einsatz von generics soll dieser Protokollstapel leicht konfigurierbar und so für viele Anwendungszwecke nutzbar sein.
Zunächst wurde der existierende Protokollstapel von der Xilinx Vertix5 Serie auf die 7er Serie portiert und in Betrieb genommen. Dabei traten Probleme mit dem Transceiver und dem ARP Protokoll auf. Nachdem diese gelöst wurden, konnte ein Konzept für den neuen Protokollstapel erarbeitet werden. Dieser nutzt nun ein – in der Busbreite – flexibles Streaming Interface, um die Geschwindigkeit der Datenübertragung anzupassen.
Da jedes der genutzten Protokolle an die Daten einen Header/Trailer anhängt oder entfernt,
wurden für diese Aufgabe insgesamt vier Low-Level-Module entwickelt. Diese Module wurden
mit Hilfe einer Testbench und einer Testmatrix verifiziert. Die Protokollmodule stellen nun den Header/Trailer zusammen und fügen diese mit Hilfe der Low-Level-Module an oder entfernen diese.
Bei der Simulation des Protokollstapels wurde die Funktion der Protokolle nachgewiesen. Durch die große Busbreite, von 64 Bit bei 10 GBit/s und 128 oder 256 Bit bei 40 GBit/s, schlug allerdings die Timing-Analyse fehl. Der kritische Pfad konnte bei der CRC Berechnung gefunden werden. Durch parallele CRC-Berechnungen wurde eine vorübergehende Lösung dieses Problems für die Geschwindigkeit 10 GBit/s erreicht.
Die Analyse des Ressourcenverbrauchs zeigte, dass der neue Protokollstapel nur wenig Ressourcen in einem FPGA nutzt. Für 10 GBit/s werden lediglich 3000 LUTs und 2400 Register
benötigt. Des weiteren wurde festgestellt, dass der Ressourcenverbrauch nicht proportional zur Busbreite ist. Bei einer Verdopplung der Busbreite werden lediglich 60 % mehr Ressourcen benötigt.
Diese Arbeit umfasst erste Tests und die Inbetriebnahme eines neuen Prüfplatzes bei der QMK-GmbH. Der Prüfplatz selbst soll in der Lage sein, Leistungsshuntwiderstände kalibrieren zu können. Leistungsshuntwiderstände sind meist eher groß und schwer, damit durch viel Material die Wärmeentwicklung kompensiert werden kann. Zudem sind die Kontaktflächen dementsprechend groß, damit der Übergangswiderstand an den Kontaktflächen möglichst gering ist. Der Widerstandswert selbst ist sehr klein. Standardmäßig liegen Widerstände hier im Bereich von 10 bis 100 Ω. Um so kleine Widerstände möglichst genau messen zu können, muss technisch viel Aufwand betrieben werden. In der Regel wird dies mit einer Vierleitermessung realisiert. Leistungsshuntwiderstände werden aber generell mit einem eher hohen Strom im Bereich von 100 bis 10 000 . Mit dem neuen Prüfplatz soll dies auch umgesetzt werden. Die Widerstände sollen mithilfe von hohen Strömen bis 2 kA kalibriert werden, damit der, für den Prüfling, zutreffende Arbeitsbereich unter Berücksichtigung seiner Eigenerwärmung abgebildet werden kann. Für diese Anwendung wurde ein Prüfplatz entwickelt, der 2 kA zur Verfügung stellen kann und mithilfe eines genauen und kalibrierten Referenzwiderstandes den Widerstand des Kalibriergegenstandes ermitteln kann. Würde man den Aufbau messtechnisch beschreiben, so wird durch eine Konstantstromquelle ein Gleichstrom erzeugt, der beide in Reihe geschalteten Widerstände durchströmt. Damit ist der Strom an beiden Widerständen identisch und kann ermittelt werden. An den Widerständen wird gleichzeitig dessen Spannungsabfall gemessen. Mit dem ermittelten Strom kann anschließend über das Ohmsche Gesetz der „unbekannte“ Widerstandswert des Kalibriergegenstandes ermittelt werden. Dieser wird mit dem Sollwert seines Datenblattes verglichen und in einem Protokoll unter Berücksichtigung der eigenen Messunsicherheit bewertet. Die Messergebnisse werden nach der Messung bzw. Kalibrierung in einem Zertifikat zusammen gefasst, und dem Kunden ausgestellt.
Ziel der Arbeit ist es, eine Kalibriereinrichtung zu entwickeln und zu bewerten, die den Richtlinien und Grundlangen der DAkkS entspricht oder zumindest als Grundlage für eine Akkreditierung bei der DAkkS dient. In erster Linie, soll es mit der Kalibriereinrichtung möglich sein, ISO-Kalibrierungen nach der 9001 Norm durchzuführen und zu bewerten.
Entwicklung eines Kommunikationskonzepts für Black Forest Formula an der Hochschule Offenburg
(2021)
Die vorliegende Masterthesis befasst sich mit der Entwicklung eines Kommunikationskonzepts für das Black Forest Formula Projekt an der Hochschule Offenburg. Die bisherigen kommunikativen Aktivitäten werden im Rahmen dieser Arbeit überarbeitet und erweitert, sodass ein konsistentes Gesamtkonzept für die Kommunikation entsteht. Hierzu werden die einzelnen Phasen eines Konzeptionsprozesses durchlaufen. Das Ziel ist eine langfristige Planung, welche die Interessen der verschiedenen Gruppen innerhalb und außerhalb des Projekts berücksichtigt, um deren Unterstützung zu sichern. Des Weiteren wird durch die Ausrichtung auf festgelegte Kommunikationsziele eine Verbesserung der internen und externen Kommunikation von Black Forest Formula angestrebt. Die Arbeit richtet sich daher insbesondere an die leitenden Mitglieder des Teams und soll diesen als Handlungsempfehlung dienen. Darüber hinaus ist die Arbeit auch für all jene interessant, die sich mit dem Ablauf und den Methoden zur Entwicklung von Kommunikationskonzepten befassen möchten.
Entwicklung eines Kompaktantriebs auf Basis eines Zykloidgetriebes für den humanoiden Roboter Sweaty
(2021)
Besonders der Antrieb von nichtstationären Robotern stellt in der Praxis eine große Herausforderung dar. Es werden oft hohe Drehmomente bei relativ geringen Drehzahlen benötigt. Die Masse der Antriebe muss dabei so gering wie möglich sein. Es ist somit eine drehmomentstarke Kombination aus einem Motor und einem Getriebe unerlässlich. Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Entwicklung eines drehmomentstarken Kompaktantriebs auf Basis eines Zykloidgetriebes. Das Ziel ist es, Drehmomente von bis zu 30N·m mit einer Drehzahl von 0,5 s−1 bei einer möglichst geringen Masse zu erzielen. Es werden der Aufbau, die Funktionsweise und die Belastungsprinzipien von Zykloidgetrieben erklärt und mehrere Prototypen eines Getriebes angefertigt. Diese unterscheiden sich in der Fertigungstoleranz der Zykloidenscheibe so, dass der Einfluss der Toleranz auf das Getriebespiel untersucht werden kann. Bei einem Untermaß von −0,04mm ergibt sich dabei das geringste Spiel mit 0,83°.
Um die eine Aussage über die Festigkeit des Getriebes treffen zu können, wird zudem ein, auf der Hertzschen Flächenpressung basierendes, analytisches Berechnungsmodell entwickelt. Dieses wird in einem Python-Skript umgesetzt, sodass die Flächenpressungen des Prototypengetriebes berechnet werden können. Es zeigt sich hierbei, dass die Aufnehmertascheen der Zykloidenscheibe stärker belastet sind als die Verzahnung.
Mit Hilfe eines Prüfstands werden die Getriebe unter der Verwendung von unterschiedlichen Schmierstoffen getestet. Die Tests zeigen, dass die Schmierung des Getriebes einen starken Einfluss auf die Verschleißbildung hat. Bei einem niedrigviskosen Öl kommt es im Versuch zu einem Schmierfilmabriss und somit zu einem verstärkten Verschleiß im Getriebe. In den Tests kommt es zu keiner Grübchenbildung bei den Getrieben. Es zeigt sich jedoch, dass die Kugellager im Getriebe einer hohen Belastung ausgesetzt sind.
Mit den gewonnenen Erkenntnissen wird final ein Kompaktantrieb entwickelt. Dieser besitzt zwei um 180° versetzte, optimierte Zykloidenscheiben mit einer geköpften und verkürzten Epizykloide. Um die Verschleißbildung zu minimieren, werden die beiden Scheiben gehärtet und manganphosphatiert. Zudem wird ein Getriebefließfett mit einer besonders niedrigen Viskosität eingesetzt. Das Ergebnis der Arbeit ist ein drehmomentstarker Kompaktantrieb mit einem Spitzendrehmoment von bis zu 42N · m bei einem Gewicht von nur 0,550 kg.
Die vorliegende Masterthesis befasst sich mit dem Entwicklungsprozess und der Vorstellung eines Konzepts einer selbst entworfenen Mini-Jugendserie TOA. Wesentliche Merkmale dieser Serie sind eine zeitdeckende und kammerspielartige Erzählstruktur.
Das Ziel dieser Arbeit ist es, einen Einblick in das Zusammenspiel von theoriegestützter Entwicklung und kreativen Schreibens einer Serie zu ermöglichen. Zum allgemeinen Verständnis der Serie und deren Faszination wird dabei zunächst ihre zeitliche Entwicklung beleuchtet und der Begriff „Quality-TV“ sowie die Herausforderungen deutscher Qualitätsserien erörtert. Basierend auf der Definition der wichtigsten Merkmale erfolgreicher Serien wird im Anschluss im Hauptteil dieser Arbeit ein Konzept für die Mini-Jugendserie TOA erarbeitet. Dazu werden neben dem Genre und der Zielgruppe weitere wesentliche Bestandteile eines Serienkonzepts bestimmt.
Eine kurze Zusammenfassung der Grundidee in Form eines Exposés liefert dabei eine erste Vorstellung von der Welt von TOA. Anschließend werden mithilfe ausgewählter Methoden zur Figurentwicklung die sechs Hauptfiguren der Serie charakterisiert und im Folgenden die Thematik, Struktur und Erzählweise herausgearbeitet. Anhand von drei beispielhaften Episoden wird zudem ein kurzer Einblick in den Handlungsverlauf der Serie gewonnen. Abschließend werden nach dem Festlegen des Stils und der jeweiligen Gestaltungsmittel der Entwicklungsprozess des Formats reflektiert und die Chancen des Formats am deutschen Serienmarkt beurteilt.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit den verschiedenen Technologien, welche in verteilten Systemen zur Kommunikation dienen können. Kernpunkt der Arbeit ist es, eine Schnittstelle zu schaffen, in der eine extrem hohe Anzahl einzelner Anwendungen untereinander und mit einer zentralen Simulationsumgebung weitestgehend automatisch - kommunizieren können. Dabei ist auch ein wesentlicher Punkt die Frage wie Daten ausgetauscht werden können. Betrachtet man zunächst das System an sich, so wird es deutlich, dass speziell für die Entwicklung des Gesamtsystems, die Stabilität, Leistungsfähigkeit und Zuverlässigkeit des Interfaces von enormer Wichtigkeit ist.
Videokonferenzen, überregionale Teamarbeit und ständig mögliche Kommunikation: Durch den in den letzten Jahrzehnten vorangetriebenen technischen Fortschritt sind die Möglichkeiten, global vernetzt zu arbeiten immer weiter gestiegen. Auch die Digitalisierung von Organisationen und die globale Wirtschaft erfordern durch den damit einhergehenden Wandel an Wettbewerb eine verstärkte und sogar notwendige Auseinandersetzung mit virtuellen Unternehmens- und Arbeitsstrukturen. So ergibt sich die Notwendigkeit, virtuelle Teambildung und die damit verbundenen Strukturen zu beleuchten. Ziel dieser Arbeit ist es, ein Modell zur virtuellen Teamentwicklung zu erarbeiten, das als Planungsrahmen für digitale Führungskräfte dienen soll.
Das Lokalisationssystem besteht aus einem Anwender-PC mit Bluetooth-Adapter, einem Lautsprecherkreis sowie einem Tablet. Eine Funktion im Programm Matlab auf dem Anwender-PC dient zur Eingabe der Steuerparameter, welche in einer Textdatei an eine Schnittstelle, die ebenfalls auf dem Anwender-PC installiert ist, übergeben und via Bluetooth an eine native App auf einem Tablet gesendet wird. Die Schnittstelle wurde mithilfe der IDE Eclipse mit der Programmiersprache Java erstellt und kann unter der Bedingung, dass auf dem verwendeten PC JRE Version 1.8.0 oder jünger vorinstalliert ist, systemunabhängig ausgeführt werden. Je nach gesendeten Parametern wird eine von sechs möglichen GUIs auf dem Bildschirm des Tablets angezeigt, welche die Anordnung der Lautsprecher im Audiometrieraum wiedergibt. Nach dem Schallereignis hat der Proband die Möglichkeit, je nach gewählter GUI, einen von sieben bzw. zwölf angezeigten Lautsprechersymbolen oder einen beliebigen Punkt auf dem Bildschirm anzutippen. Diese Eingabe entspricht der Richtung, welche der Proband als Schallquelle lokalisierte. Nach Eingabe der Probandenantwort wird diese via Bluetooth an die Schnittstelle und somit an Matlab gesendet, wo die Antwort ausgewertet werden kann.
In den letzten Jahrzehnten haben permanentmagneterregte Synchronmaschinen und deren Regelung immer mehr Einzug in industrielle Applikationen erhalten. Durch die weltweit wachsende Elektromobilität partizipiert das Automobil an deren fortschreitenden Einsatzmöglichkeit.
Die Modellierung eines physikalisch-technischen Systems ist ein wichtiger Bestandteil in der Entwicklung einer Regelung. Inhaltlich setzt sich die Abschlussarbeit mit dieser Vorgehensweise für eine 6-phasige permanentmagneterregte Synchronmaschine auseinander. Durch die doppelte Anzahl an Statorwicklungen existieren unter anderem zwei verschiedene Wicklungskonzepte, wie eine elektrische Maschine aufgebaut sein könnte. Beide Wicklungskonzepte, bei dem entweder eine volle magnetische Kopplung oder keine magnetische Kopplung der betrachteten Teilsysteme vorliegt, werden untersucht. Ziel der Masterthesis ist es, eine mathematische Grundlage für die Modellbildung einer 6-phasigen permanentmagneterregten Synchronmaschine herzuleiten, um darauf aufbauend eine feldorientierte Regelung zu entwerfen. Wie in der industriellen Antriebstechnik gebräuchlich, erfolgt die Regelung in einem rotierenden Koordinatensystem. Die Stromregelung basiert auf einen zeitkontinuierlichen PI-Regler samt Spannungsbegrenzung und einer Anti-Windup-Struktur. In der Ausarbeitung wird mithilfe zweier Simulationsmodelle bewiesen, dass sowohl das mathematische Modell einer 6-phasigen permanentmagneterregten Synchronmaschine als auch deren Regelung simulationstechnisch die erwarteten Resultate liefern.
Mit der beim Fraunhofer IPM erforschten Digitalen Holographie können sekundenschnelle und sub-mikrometergenaue Höhenvermessungen von Oberflächen durchgeführt werden. Der am Institut verfügbare Sensor HoloTop NX ist dabei so kompakt und leicht, dass dieser über Koordinatenmessgeräte oder Werkzeugwechsler von Werkzeugmaschinen eingesetzt werden kann. Um auch Hinterschneidungen und große Innenzylinder vermessen zu können, wird im Rahmen dieser Arbeit eine selbstreferenzierende Umlenkeinheit zur Anpassung der Messrichtung des Sensors entwickelt und integriert. Die Umlenkeinheit setzt sich aus vielen funktionellen Bestandteilen zusammen, bei denen es sich um Spiegel, Schrittmotoren, Schleifringe, Zahnräder, Gleit- und Rillenkugellager handelt. Bei der Problembehandlung während der Montage werden Unstimmigkeiten analysiert und anschließend Lösungsoptionen ermittelt und umgesetzt. Über die zusammengestellte Steuereinheit und die Arduino-Plattform wird die Möglichkeit geschaffen, die integrierten Schrittmotoren gezielt anzusteuern. Referenzmarkierungen auf dem Spiegel ermöglichen mittels numerischem Fokussieren die Selbstreferenzierung der Umlenkeinheit – sie werden durch Sputtern erzeugt und bei Messungen erprobt. Abschließend wird bei der Charakterisierung des Systems der Einfluss von Schrittverlusten, Schrittfehlern und dem Spiel im Zahnrad und Kugellager auf die Positioniergenauigkeit der Umlenkeinheit untersucht.
Im ersten Teil der vorliegenden Master-Thesis geht es um die Entwicklung einer Low-Power Wireless-Lichtschranke. Der Hardware-Aufbau wird ausführlich beschrieben und Besonderheiten für die Low-Power-Auslegung, wie beispielsweise Power-Management, werden vorgestellt. Optische Einheiten, Power-Management-Einheiten, System-On-Chip und Funkstufe werden ausführlich angesprochen. Die interrupt-gesteuerte und zeitlich optimierte Programmierung wird im Anschluss an den Hardware-Aufbau vorgestellt. Auch hier werden Low-Power-Eigenschaften diskutiert. Die Anbindung der Lichtschranke an einen Hub im 868 MHz ISM Band (engl.: Industrial, Scientific and Medical Band) und die Datenübertragung mittels Bluetooth an einen Computer, sowie die Programmierung einer Anzeige-GUI zur Visualisierung der Funkdaten mit LabVIEW werden weiterführend behandelt. Ergänzend hierzu wird die entwickelte Hardware vermessen und charakterisiert. Die Messergebnisse werden ausgewertet und vorgestellt.
Im zweiten Teil der Master-Thesis geht es um die Entwicklung eines Schulungskonzepts. In der Sick AG halten sich alle Abteilungen (Divisions) beim Entwickeln eines Produktes an einen vorgegebenen Produktentstehungsprozess. Division 1 hat im Rahmen dieses Produktentstehungsprozesses eine Konkretisierung vorgenommen: den Masterplan. Für die Einführung des Masterplans wurde ein teilnehmerorientiertes Schulungskonzept entwickelt. Es wird zuerst auf die Inhalte eingegangen. Im Anschluss werden die Teilnehmer untersucht und Motive und Lernvoraussetzungen charakterisiert. Nachdem diese und weitere Rahmenbedingungen geklärt sind, wird ein didaktisch durchdachtes Schulungskonzept entwickelt, ausführlich vorgestellt und diskutiert.
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Einführung von Digital Asset Management Systemen in einem Unternehmen. Ein Digital Asset Management dient der Verwaltung von digitalen Dateien von besonderer Bedeutung, sogenannte digitale Assets. Meist handelt es sich dabei um Bilder, aber auch Videos, Textdokumente und viele andere Dateitypen können in einem solchen System verwaltet werden. Unternehmen verfolgen dabei in der Regel das Ziel, einen zentralen Speicherort für alle relevanten Assets zu schaffen, um von dort aus die Verteilung steuern und die Dateien aktuell halten zu können. Systeme dieser Art werden beispielsweise in Marketingabteilungen eingesetzt, um Markeninhalte zentral verwalten und verteilen zu können. Die Einführung eines solchen Systems erfordert aufgrund der damit verbundenen Komplexität ein strukturiertes Vorgehen. Hierzu wird in dieser Arbeit ein mehr phasiges Vorgehen vorgeschlagen, das zu einer erfolgreichen Einführung eines Digital Asset Management Systems führt. Darüber hinaus werden auf Basis dieses Phasenansatzes Erfolgsfaktoren identifiziert und vorgestellt, auf die bei der Einführung besonders zu achten ist. Die Fallstudie einer tatsächlichen Einführung aus der Praxis beleuchtet die theoretisch erarbeiteten Erkenntnisse nochmals aus praktischer Sicht und erlaubt Rückschlüsse auf das vorgestellte theoretische Vorgehen.
Diese Arbeit handelt von der Entwicklung zweier zukunfts- und handlungsorientierter e-Learning Module für das Triebwerkswechselgerät „Cobra“. Dabei wird das didaktische Konzept für diese e-Learning Module entwickelt und reflektiert. Dies beinhaltet die Auseinandersetzung mit verschiedenen Lerntheorien und didaktischen Modellen. Neben diesen didaktischen Modellen findet die Instruktionstheorie nach Gagnè eine Anwendung. Um den Wissenserwerb zu prüfen werden Aufgaben unter Berücksichtigung der Taxonomien nach Bloom entwickelt. Ausschnitte aus den e-Learning Modulen geben einen Einblick in die Umsetzung des didaktischen Konzeptes.
As the population grows, so does the amount of biowaste. As demand for energy grows, biogas is a promising solution to the problem. Lignocellulosic materials are challenged of slow degradability due to the presence of polymers such as cellulose, lignin and hemicellulose. There are several pretreatment methods available to enhance the degradability of such materials, including enzymatic pretreatment. In this pretreatment, there are few parameters that can influence the results, the most important being the enzyme to solid ratio and the solid to liquid ratio. During this project, experiments were conducted to determine the optimal conditions for those two factors. It was discovered that a solid to liquid ratio of 31 g of buffer per 1 gram of organic dry matter produced the highest reducing sugar release in flasks when combined with 34 mg of protein per 1 gram of organic dry mass. Additionally, another experiment was carried out to investigate the impact of enzymatic pretreatment on biogas production using artificial biowaste as a substrate. Artificial biowaste produced 577,9 NL/kg oDM, while enzymatically pretreated biowaste produced 639,3 NL/kg oDM. This resulted in a 10,6% rise in cumulative biogas production compared to its use without enzymatic pretreatment. By the conclusion of the investigation, specific cumulative dry methane yields of 364,7 NL/kg oDM and 426,3 NL/kg oDM were obtained from artificial biowaste without and with enzymatic pretreatment, respectively. This resulted in a methane production boost of 16,9%. Additionally in case of the reactors with enzymatically pretreated substrate kinetic constant was lower more than double, where maximum volume of biogas increased, comparing to the reactors without enzymatic pretreatment.
China ist eine aufstrebende Volkswirtschaft. Das Wirtschaftswachstum im Land führt zu einer steigenden Kaufkraft und der digitale Fortschritt verändert die Kaufgewohnheiten und die komplette Customer Journey. Einheitliche Online Marketing-Ansätze sind dabei längst überholt. Die Konsumierenden erwarten eine persönliche Customer Experience mit Integration von neuesten Technologien, die ihren mobilen Lebensstil effizienter gestaltet.
Deutsche Unternehmen erkennen die Auswirkungen dieser Veränderungen und stehen vor der Herausforderung die neuen, anspruchsvollen Verbraucher/innen mit innovativen Online Marketing-Maßnahmen anzusprechen.
Für die eigene Studie wurden deutsche Unternehmen befragt, die bereits erfolgreiches Online Marketing in China betreiben. Anhand der Online-Befragung und Experten-/Expertinneninterviews sollen die wichtigsten Online Marketing-Instrumente, deren Plattformen, Ziele und Herausforderungen ermittelt werden.
Sowohl die allgemeinen Erfolgsfaktoren von Start-ups als auch die Erfolgsfaktoren durch die Beteiligung eines Medienunternehmens werden in dieser Arbeit näher beleuchtet und einander gegenübergestellt. Im Fokus steht insbesondere die Frage, wie ein Medienunternehmen zu einer Wertsteigerung beitragen kann, damit das Start-up erfolgreicher ist, als es ohne die Beteiligung wäre.
E-Learning hat als ergänzendes Erlösmodell ein hohes Potenzial im Online-Journalismus, findet bisher allerdings wenig Beachtung. Insbesondere Garten- und Pflanzenthemen lassen sich aufgrund ihrer Praxisnähe gut über Onlinekurse vermitteln. Die Arbeit untersucht die Ansprüche der gartenjournalistischen Zielgruppe an einen entsprechenden Onlinekurs sowie an das dazugehörige Erlösmodell. Dazu gibt die Masterthesis theoretische Einblicke in die Themen Online-Journalismus, Erlösmodelle und E-Learning und betrachtet diese im Kontext der Erfolgsfaktoren von Onlinekursen. Neben der Themenrelevanz und dem Anbietervertrauen wurden die Motivierung und der Unterhaltungswert, Verständlichkeit und Praxisbezug sowie Betreuungsleistung und Kollaborationsmöglichkeiten als Erfolgsfaktoren ermittelt. Be- züglich des Erlösmodells stellen der Leistungsumfang sowie die Erlösform und Preisattraktivität ele- mentare Faktoren dar. Mit Hilfe qualitativer Sozialforschung am Beispiel der Zielgruppe von Mein schö- ner Garten wurden die Aspekte analysiert und deren Bedeutsamkeit bestätigt. Besonders die Wissens- vermittlung durch eine kompetente Lehrkraft, eine individuelle Betreuung, Live-Events und Community-Aspekte stellen einen Mehrwert gegenüber anderen gartenjournalistischen Angeboten dar. Jedoch unterscheiden sich die konkreten Ansprüche an die Gestaltung der Faktoren und die Gewichtung ihrer Relevanz ist abhängig vom Lerntyp. Das zeigt sich auch in einer variierenden Zahlungsbereitschaft, die wesentlich von den persönlichen Erwartungen und dem gebotenen Zusatznutzen abhängt. Individuelle Tarife und eine ergänzende Werbefinanzierung sind deshalb sinnvoll.
Eine reine Passwortauthentifizierung, wie sie im Hochschulumfeld eingesetzt wird, bringt Sicherheitsrisiken mit sich. Ziel dieser Arbeit ist es zu analysieren, wie die Sicherheit in der Praxis mittels einer Zwei-Faktor-Authentifizierung erhöht werden kann und in welcher Weise die Einführung eines Single-Sign-On Konzept zum Erreichen dieses Ziels beiträgt. Es konnte gezeigt werden, dass eine Shibboleth IdP Installation als zentraler Zugangspunkt für Single-Sign-On sowie eine daran angebundene privacyIDEA-Instanz die Umsetzung der Zwei-Faktor-Authentifizierung für einige aber nicht alle Dienste ermöglicht.
Estimation and projecting total steel industry production costs from 2019 to 2030 for Germany
(2023)
This thesis analyses the total production cost of the German steel industry from 2019 to 2022, as well as a projection of the German steel industry's total production cost until 2030. The research separates the costs of steel production into their primary components, such as raw materials, energy, CO2 cost, capital expenses and operating expenses. The cost of steel production is determined separately for primary steelmaking with the blast furnace and basic oxygen furnace (BF-BOF) and secondary steelmaking with the electric arc furnace (EAF).
The analysis indicates that, following the COVID-19 disaster and the fuel crisis, the overall cost of producing steel in Germany has progressively risen over the previous few years, reaching its peak in the first half of 2022. In addition, there are considerable disparities between the production costs of primary and secondary steelmaking processes, with primary steelmaking generally being more expensive.
In this analysis, the total cost of production for the German steel industry in the year 2030 has been estimated by taking into account historical trends as well as other predictions that are currently available.
This thesis provides overall insights on the economics of the German steel sector. By giving thorough information on production costs and changes over time, this research can assist guide crucial future investment decisions in this essential industry. To ensure long-term success, our findings emphasize the significance of investing in more sustainable and ecologically friendly steel production processes.
Für die Prognose von Zeitreihen sind bezüglich der Qualität der Vorhersagen heutzutage neuronale Netze und Deep Learning das Mittel der Wahl. LSTM-Netzwerke etablierten sich dazu als eine gut funktionierende Herangehensweise. 2017 wurde der auf Attention basierende Transformer für die Übersetzung von Sprache vorgestellt. Aufgrund seiner Fähigkeit mit sequenziellen Daten zu arbeiten, ist er auch für Zeitreihenprobleme interessant. Diese wissenschaftliche Arbeit befasst sich mit der Vorhersage von Zeitreihen mit einem Transformer. Es wird analysiert, inwiefern sich ein Transformer für Zeitreihenvorhersagen von einem Transformer für Sprachübersetzungen unterscheidet und wie gut die Vorhersagen im Vergleich zu denen eines LSTM-Netzwerkes abschneiden. Dazu werden ein LSTM- und ein Transformer-Netzwerk auf Luftqualitäts- und Wetterdaten in Berlin trainiert, um den Feinstaubgehalt (PM25) in der Luft vorherzusagen. Die Ergebnisse werden mit einem Benchmark-Modell anhand von Evaluationsmetriken verglichen. Anschließend wird evaluiert, wie die Fehler des Transformers reduziert werden können und wie gut der Transformer generalisiert.
The growing threat posed by multidrug-resistant (MDR) pathogens, such as Klebsiella pneumoniae (Kp), represents a significant challenge in modern medicine. Traditional antibiotic therapies are often ineffective against these pathogens, leading to high mortality rates. MDR Kp infections pose a novel challenge in military medical contexts, particularly in Medical Biodefense, as they can be deliberately spread, leading to resource-intensive care in military centres. Recognizing this issue, the European Defence Agency initiated a prioritised research project in 2023 (EDF Resilience PHAGE- SGA 2023). To address this challenge, the Bundeswehr Institute of Microbiology (IMB) leads BMBF- (Federal Ministry of Education and Research) and EU-funded projects on the use of bacteriophages as adjuvant therapy alongside antibiotics. Since 2017, the IMB has isolated and characterised Kp phages, collecting over 600 isolates and optimizing their production for therapy, in compliance with the EMA (European Medicine Agency) guidelines. This involves in vitro phage genome packaging to minimize endotoxin load, reduce manufacturing costs, and shorten production times. The goal of this work was to establish MinION sequencing (Oxford Nanopore Technology) as a quick and reliable way for initial identification and characterisation of phage genomes. Especially as a quick screening method for isolated on Kp, prior to more precise but also more expensive and time consuming sequencing methods like Illumina. This characterisation is crucial for developing a personalized pipeline aimed at producing magistral or Good Manufacturing Practice (GMP) quality medicinal phage solutions tailored individually for each patient. DNA extraction methods were compared to identify suitable input DNA for sequencing purposes. Additionally, the quality of this DNA was as- sessed to determine its suitability for in vitro phage packaging, which was successfully done achieving a phage titer of 103, confirming that the DNA used for MinION sequencing could indeed be used for acellular packaging. The created genomes were annotated and compared with Illumina sequencing, revealing high similarity in all five individually tested cases. Between the generated sequences only a 4% maximal percentual difference in genome size was observed, while simultaneously showing high similarity in the actual sequence. Throughout the course of this study, a total of 645.15 GB of sequencing data were generated. In total, 38 phages were successfully characterised, with 21 phage genomes assembled and annotated, and saved in the IMB database.
Cloud computing is a combination of technologies, including grid computing and distributed computing, that use the Internet as a network for service delivery. Organizations can select the price and service models that best accommodate their demands and financial restrictions. Cloud service providers choose the pricing model for their cloud services, taking the size, usage, user, infrastructure, and service size into account. Thus, cloud computing’s economic and business advantages are driving firms to shift more applications to the cloud, boosting future development. It enlarges the possibilities of current IT systems.
Over the past several years, the ”cloud computing” industry has exploded in popularity, going from a promising business concept to one of the fastest expanding areas of the IT sector. Most enterprises are hosting or installing web services in a cloud architecture for management simplicity and improved availability. Virtual environments are applied to accomplish multi-tenancy in the cloud. A vulnerability in a cloud computing environment poses a direct threat to the users’ privacy and security. In our digital age, the user has many identities. At all levels, access rights and digital identities must be regulated and controlled.
Identity and access management(IAM) are the process of managing identities and regulating access privileges. It is considered as a front-line soldier of IT security. It is the goal of identity and access management systems to protect an organization’s assets by limiting access to just those who need it and in the appropriate cases. It is required for all businesses with thousands of users and is the best practice for ensuring user access control. It identifies, authenticates, and authorizes people to access an organization’s resources. This, in turn, enhances access management efficiency. Authentication, authorization, data protection, and accountability are just a few of the areas in which cloud-based web services have security issues. These features come under identity and access management.
The implementation of identity and access management(IAM) is essential for any business. It’s becoming more and more business-centric, so we need more than technical know-how to succeed. Organizations may save money on identity management and, more crucially, become much nimbler in their support of new business initiatives if they have developed sophisticated IAM capabilities. We used these features of identity and access management to validate the robustness of the cloud computing environment with a comparison of traditional identity and access management.
Komplexe E-Commerce-Systeme müssen heutzutage immer schneller am Markt sein und sich an diesen anpassen. Dies wird durch SaaS-Services möglich, wodurch sich die Best-of-Breed-Lösungen einsetzen lassen. Der monolithische Ansatz der meisten E-Commerce-Systeme ist für diese Anwendungen nicht mehr geeignet. Abhilfe soll der Composable-Commerce-Ansatz schaffen. Für den Ansatz wird eine Integrationslösung benötigt. Ziel dieser Thesis ist es, Integrationslösungen zu evaluieren und mithilfe von Integration-Layer-Prototypen gegenüberzustellen. Es werden zwei Integrationslösungen ausgewählt, die als Prototyp implementiert werden. Für den ersten Prototypen wird Apache Camel in einem Spring-Boot-Server verwendet. Der zweite Prototyp setzt die AWS-eigenen Services für die Integration ein. Zum Schluss werden diese durch einen Last-Test auf ihre Performance geprüft.
Evaluierung neuer HTML5- und JavaScript-Technologien bei der Nutzung in heterogenen Umgebungen
(2012)
Die 1&1 Internet AG in Karlsruhe betreibt einen Onlinespeicher, der von Kunden der diversen Tochter- und Schwestergesellschaften hauptsächlich über ein Browserfrontend bedient wird. Dieses kommuniziert mittels einer definierten JSON-Schnittstelle mit der auf Java basierenden Middleware. Da der Client schon vor einigen Jahren entwickelt wurde, nutzt er noch nicht alle Möglichkeiten die HTML5 in aktuellen Browsern bietet. Die Beschreibung und Bewertung dieser Möglichkeiten stellt die Kernaufgabe der Thesis dar. Einer der Schwerpunkt soll dabei auf der Offlinefähigkeit und intelligenten Benutzung von Caching- & Sync-Strategien zwischen Onlineanwendung und Offlineclient bestehen. Desweiteren sollen die Möglichkeiten von aktuellen Browsern ohne Beachtung der Rückwärtskompatibilität zu älteren Browsern genutzt werden. Zu Demonstrationszwecken sollen Beispielanwendungen den Einsatz der neuen Technologien erstellt werden, damit deren praktische Nutzung leichter zu erfassen ist. Das Hauptaugenmerk bei den Beispielanwendungen liegt indes nicht auf der Funktionalität, sondern auf dem Einsatz der jeweiligen Technologie, so dass deren Möglichkeiten getestet werden können. Ebenfalls Teil der Arbeit soll die Erarbeitung von theoretischen Aspekten sowie die Erstellung einer Übersicht über den aktuellen Stand der Fachliteratur darstellen. Dies soll bei weiterer Nutzung der Ergebnisse die Erarbeitung von erweitertem Fachwissen erleichtern. Basis sollen hier die aktuell Erschienenen Fachbücher auf deutsch und englisch sowie - naturgemäß nochmals aktueller - die regelmäßigen Veröffentlichungen im Internet und in Fachzeitschriften bilden. Die zu besprechenden Themen umfassen die grundsätzliche Beschreibung von HTML5 und dem Standardisierungsprozess, die neuen HTML-Element in Bezug auf Formulare, Multimedia-Darstellung, die Möglichkeiten der Offline-Anwendung (Application Cache, Cache Manifest, DOM Storage), die Drag & Drop API zur Nutzung beim Dateiupload sowie die File API. Mögliche Themen für den theoretischen Teil sind gängige Architekturmuster (beispielsweise MVC, MVP, MVVM, PAC), Caching- und Sync-Strategien sowie die Potentiale aktueller Skriptsprachen (ECMAScript 5, Coffeescript, DART).
Durch die Fortschritte im Bereich der Quantencomputer rückt der Zeitpunkt näher, dass Quantencomputer die bestehenden mathematischen Probleme lösen können, welche in den aktuellen Public-Key-Verschlüsselungsverfahren verwendet werden. Als Reaktion darauf wurde ein Standardisierungsprozess für quantensichere Public-Key-Verschlüsselungsverfahren gestartet. Diese Arbeit analysiert diese und vergleicht sie untereinander, um Stärken und Schwächen der einzelnen Verfahren aufzuzeigen.