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Course of studies
Thermal spraying is one of the most important and most efficient methods for coating surfaces. The company "Hugo Kern und Liebers" uses atmospheric plasma spraying for various coating processes such as the metallic coating of functional surfaces to optimize electrical conductivity. In order to gain further experience in the field of thermal spraying and to get a better overview, the processes of thermal spraying were compared in this project. Therefore, in addition to the information on atmospheric plasma spraying, the properties of other processes were collected through research. An Excel table of the process properties provides a good overview and helps with comparisons. The aim of this research work was the differentiation of the processes from each other, to identify advantages and disadvantages and to define areas of application.
Da die Anforderungen an ein in der Autotür verbautes Türschloss aufgrund Unfallverhütung stetig steigen, muss auch der Schließbügel an der Karosseriesäule weiterentwickelt werden. Die Konstruktion und Entwicklung ist bisher sehr
kosten- und zeitintensiv. Daher soll parallel zur momentanen Abzugsprüfung durch den Zugversuch, die Simulation dieser Prüfung aufgebaut werden. Im Rahmen dieser Forschungsarbeit wird aufgezeigt, auf welche äußeren Einflussfaktoren besonderen Wert gelegt werden muss und wie detailliert die Simulation aufgebaut sein muss um ein gutes Ergebnis zu bekommen.
In the course of researching a bellows to encapsulation the mechanical unit of a moving active implant, two photopolymer resins were calibrated for further investigation as part of this research. This has been done using a masked stereolithography (MSLA) printer, cleaning steps followed by curing. The resins were one biocompatible and the other with special flexibility. The evaluation of the printing was carried out using a validation matrix for SLA printing processes. The time required for the process steps had been observed as well. Both resins were calibrated with respect to their exposure time and the process chain was evaluated. The results are meaningful, but additional factors had been identified that need to be considered too.
Das Ziel der vorliegenden Forschungsarbeit ist die Konstruktion einer Vorrichtung zur Aufnahme unterschiedlicher Drehmomentmessflansche. Diese soll es dem Mitarbeiter erleichtern, die Messflansche ohne Behinderung von laufenden Versuchen zu kalibrieren. Somit wird die Verfügbarkeit der Motoren gesteigert. Zur Umsetzung wurden vier Konzepte entwickelt und bewertet. Das Konzept mit der höchsten Punktzahl wurde weiter ausgearbeitet. Das Projekt wurde erfolgreich mit Bauteil- und Baugruppenzeichnungen abgeschlossen.
Injury to the anterior and posterior cruciate ligaments is not an uncommon occurrence. A rapid movement can already cause such an injury. Reconstruction of the anterior and posterior cruciate ligaments (ACL/PCL) in the knee joint is a complex orthopedic challenge. In this context, the development of a graft preparation system is gaining importance. Such a system will help surgeons prepare grafts accurately and efficiently to optimize reconstruction processes. This can increase the accuracy of graft placement, reduce surgical times, and decrease recovery time and postoperative risk for patients.
This paper focuses on the development of a graft preparation system for ACL/PCL reconstruction in collaboration with Getsch+Hiller Medizintechnik. The challenges and requirements in developing such a system were analyzed to ensure functionality and effectiveness. Existing approaches and technologies were examined to identify potential improvements and innovations. Development included extensive research on ACL/PCL reconstruction using grafts, including various surgical techniques. A detailed analysis of the graft preparation process was performed to identify critical issues. The design of the graft preparation system is based on research data and is performed using CAD. The needs of the target group, customer requirements and findings from research were considered.
Konzeptentwicklung einer autonomen Be- und Entlade-Lösung für Ladungsträger von Standardanlagen
(2023)
Die Firma EGS Automation hat unteranderem mehrere Standardanlagen zur Be- und Entladung von Werkzeugmaschinen mit verschiedenen Ladungsträgern im Portfolio. Diese Standardmodelle automatisieren ganze Fertigungen von Produktionsanlagen und können dank ihres Aufbaus die einzelnen Prozesse entkoppeln. Bisher werden die Anlagen manuell von einer Person mittels Transportmittel be-und entladen. Für diese Anlagen ist zukünftig ein autonomes Be- und Entladen vorgesehen, um auch mehrere dieser Anlagen untereinander bzw. miteinander zu vernetzen und zu automatisieren
Funktionsweise und Vergleich von Methoden zur Generierung von Punktwolken in einer Versandstation
(2023)
Entwurf und Implementierung einer kamerabasierten Anwendung für ein Mühlespiel für den Panda-Roboter
(2023)
TSE-Signatur Verifier
(2022)
CSAF in DefectDojo
(2022)
Artificial First Responder
(2022)
Trends im Compilerbau
(2022)
Das stoffliche Recycling von Handwerkzeugen stellt eine Herausforderung dar. Hierzu ist eine Trennung der Werkstoffverbunde in ihre Einzelkomponenten erforderlich. Im Rahmen dieser Arbeit werden unterschiedliche mechanische, thermische und chemische Verfahren zusammengefasst, mit welchen dieses Ziel erreicht werden kann. Um den Produktionsprozess der Handwerkzeuge noch ressourcenschonender zu gestalten und die Verwendung von rohölbasierten Kunststoffen zu reduzieren, werden im zweiten Teil der Arbeit Biokunststoffalternativen identifiziert und hinsichtlich ihrer Eignung für die Produktion von Handwerkzeugen untersucht.
For thin zinc sheets for construction purposes different welding techniques like tungsten inert gas (TIG), plasma arc (PAW) or micro-friction stir (μFSW) welding can be used. However, low ultimate tensile strength (UTS) often leads
to cracking in the weld even at low loads. The characteristics of laser welding make it particularly suitable for joining thin sheets and low-melting materials. Nevertheless, little is known about the weldability of thin zinc sheets by laser welding and the effects of the basic process parameters of laser power and travel speed on the welding process and the UTS of the weld. In this study,
thin zinc sheets were welded at different laser powers and travel speeds. Tensile testing of the welded joint showed, that the UTS and elongation at break increase with the energy input per unit length, but the welding process became gradually unstable and the susceptibility for welding defects increased. This leaves only a few laser powers and travel speeds that produce good welds with respect to UTS and elongation at break. Under these conditions laser welding is an alternative processing technique to
TIG, PAW and μFSW, but needs further investigation to
improve its stability. To implement laser welding in highly
automated production processes further research is required on laser welding of rolled zinc alloys.
Dieses Forschungsprojekt, welches auf einer vorausgegangenen Bachelor-Thesis basiert, beschäftigt sich mit der Erstellung eines Planspiels. Mithilfe des Planspiels soll den Studierenden der Vorgang einer Wertstromaufnahme und Wertstromanalyse nähergebracht und das Vorgehen anhand einer nachgebauten Produktionshalle der fiktiven Firma „Tools AG“ vermittelt werden. Die Aufgaben des Planspiels entsprechen dem realen Vorgehen einer Wertstromarbeit. Es werden im Rahmen dieser Arbeit die Figuren der Produktions-Prozesse, die Aufgabenstellung des Planspiels wie auch die zu lösenden Probleme des Wertstroms vorgestellt.
Bei dem seit 2019 auf dem Markt befindlichen Card-Mailing-System MAILMASTER der Firma Atlantic Zeiser GmbH, handelt es sich um eine Kleinserienmaschine zur Applizierung von Kunststoffkarten auf Briefen. Nach den ersten Kundeninstallationen soll nun die Reduktion von Montage- und Fertigungskosten erfolgen. Zur Identifizierung von Einsparpotential und bei der Ausarbeitung kostengünstigerer Alternativen werden diverse Methoden des Lean Managements genutzt.
Die Firma TCS möchte einen Klebeprozess für die Tasten einer Klingenanlage automatisieren. Die Anlage hierzu soll, soweit möglich, selbst entwickelt und gefertigt werden. Besonders die Vorteile des 3D-Drucks und Entwicklertools wie Arduino sollen in dem Projekt genutzt werden und zu einer günstigen Lösung führen. Der erste Schritt in Richtung Automatisierung wird durch eine Zuführlösung ermöglicht, die in dieser Arbeit entwickelt, gefertigt und untersucht wird.
In this work, the comparability of the cooling effect of two Peltier elements from different manufacturers is investigated for cooling the reagent module of a chemiluminescence analyzer. The temperature inside the reagent module is measured and evaluated at several positions. In this study, two different types of verification tests are performed under extreme climatic conditions. On the one hand, in a specific functional “cold start test”, the temperature in the reagent module is measured and evaluated to determine whether the measured temperatures are within the specified temperature range after the specified time. In addition, the performance of the Peltier elements is also evaluated. On the other hand, as an unspecific regression stress test, a “smoke test” is performed that is mainly designed to allow identifying unpredictable events. While processing a long and
complex work list, any deviant system behavior can be detected. Again, the temperature inside the reagent module should not exceed the specified temperature range.
Das Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes ist
es, ein neues Konzept für ein Messinstrument zu erstellen, um die benötigte Länge von Implantatstäben für die Wirbelsäulenchirurgie ermitteln zu können. Die Implantatstäbe werden genutzt, um Pedikelschrauben in einem Pedikelschraubensystem miteinander zu verbinden. Durch das Konzept soll ermöglicht werden, dass der operierende Arzt die benötigte Implantatlänge bestimmen kann, ohne das vorgesehene Implantat auspacken und erproben zu müssen. Die bisherige single-use-Lösung eines silikonummantelten Aluminium-Probestabes mit entsprechen den Längenmarkierungen soll von dem neu ausgearbeiteten Konzept abgelöst werden. Dafür werden verschiedene Lösungskonzepte erarbeitet und methodisch das geeignetste Konzept gewählt. Für künftige Operationen soll ein Stab aus der Formgedächtnislegierung Nitinol verwendet werden. Der „Probestab“ wird in verschiedenen Längen angeboten (120 mm, 300 mm, 500 mm) und bietet den Vorteil der Mehrfachverwendung. Nachdem der Arzt den Probestab gebogen und als Längenmessinstrument verwendet hat, kann dieser in die Aufbereitung gegeben werden, wo er durch die entstehende Hitze wieder die Ursprungsform erlangt und zum erneuten Einsatz bereit ist.
Parylene-C is a multifunctional polymer coating in the coating industry. In medical technology, it is approved for implants due to its biocompatibility. For example, it is used as a coating for electronic components and parts. The problem is that Parylene-C alone is too permeable to body water and the ions that are dissolved in it. Application as a coating material for long-term implants is therefore not possible. The infiltrating water not only corrodes the electronic components, but also reduces the adhesion between the Parylene-C and the coated surface. Therefore, layer systems of metal oxides and polymers are used for encapsulation. The aim of this work is to find out how different layer systems behave in relation to their water vapour transmission. Thicker systems should allow less water vapour to pass through than thinner ones. The task is to find this out using the test method for water vapour transmission barriers and to determine the water vapour transmission rate. It has been proven that in some cases the thicker layers performed worse than the thinner layer systems by a factor of ten. It has been shown that there is a relationship between the base substrate thickness, the thickness of the layer system and their flexibility.
Im Rahmen dieser Arbeit soll ein Werkstückträger für eine teilautomatisierte Montagelinie einer Spindelbaugruppe entwickelt werden. Hauptaugenmerke bei der Entwicklung liegen auf optimiertem Handling für die Montagearbeiter*innen und sinnvolle Gestaltung der Schnittstellen zur Montagelinie. Durch praktische Versuche und iterative Entwicklungsschritte mittels Testaufbauten aus additiven Fertigungsverfahren kann ein anforderungsgerechter Werkstückträger ausgearbeitet werden.
Diese wissenschaftliche Publikation befasst sich mit dem Aufbau und der Funktionsweise der alternativen
Antriebstechnologie Wasserstoffverbrennungsmotor. Es wird das
Potential dieses Motors hinsichtlich der Klimaziele als Antrieb für PKW und schwere Nutzfahrzeuge untersucht. Dazu wird dieser bezüglich des Wirkungsgrads und der CO2-Bilanz mit den herkömmlichen Antrieben Otto- und Dieselmotor sowie den
weiteren alternativen Antrieben Batterie und Brennstoffzelle
verglichen.
Die Anforderungen an eingebettete Systeme steigen. Immer mehr Anwendungen mit steigender Komplexität sollen darauf ausgeführt werden, ohne dass der Energiebedarf zu stark zunimmt. Nur durch bessere Hardware lässt sich diese Herausforderung allerdings nicht bewältigen. In dieser Arbeit werden verschiedene Ansätze zur Optimierung eingebetteter Systeme betrachtet. Es werden Optimierungen der Software und der Einsatz rekonfigurierbarer Systeme vorgestellt. Außerdem werden Techniken zur Optimierung des Speichersystems erläutert. Dieses hat einen besonders hohen Anteil am Energieverbrauch eines eingebetteten Systems
Recommender Systems
(2021)
Empfehlungssysteme sind aus dem modernen Web nicht wegzudenken. Für Unternehmen können mit relevanten Empfehlungen enorme Summen an Geschäftswert generiert werden. Für Benutzer wird dabei ein personalisiertes Erlebnis auf der Plattform geboten. In dieser Arbeit werden zunächst die Herausforderungen an Empfehlungssysteme sowie die unterschiedlichen Arten von Algorithmen umrissen. In einem Proof-of-Concept (PoC)werden zwei verfügbare Lösungen – Amazon Personalize und
LibRec – untersucht und bewertet. Grundlage des PoC ist ein offline Wikipedia-Modell, welches eine ausgewählte Untermenge von Artikeln aus unterschiedlichen Kategorien in einem zusammenhängenden Graphen abbildet. Zur Generierung von Daten für das Empfehlungssystem wird der Graph von simulierten Benutzern zufällig durchlaufen. Jeder Nutzer bekommt dabei pro Sitzung eine Lieblingskategorie. Artikel aus dieser Kategorie werden sehr gut bewertet, im Graph weit entfernte Artikel bekommen in dieser Sitzung schlechtere Bewertungen. Das Empfehlungssystem soll die Zugehörigkeit der Artikel zu den Kategorien reproduzieren, ohne explizite Kenntnis der Kategorien zu haben. Als Bewertungskriterium werden für jeden Artikel die besten fünf Empfehlungen des jeweiligen Empfehlungssystems betrachtet. Als Metrik dient dabei der Prozentsatz, wie viele der Empfehlungen zur selben Kategorie gehören, wie der Artikel, für den die Empfehlungen gegeben werden. Amazon Personalize erreicht mit diesem Test eine Präzision von über 95%, LibRec erreicht dabei bis zu 73%.
Smart Glasses sind Brillen mit einem integrierten Computer, welche dem Träger visuell Informationen in das Sichtfeld einfügen und mithilfe von Eyetracking, Gesten- und Sprachsteuerung bedient werden können. Smart Glasses werden bereits heutzutage in vielen verschiedenen Branchen wie Beispielsweise in der Logistik, Bauwirtschaft und Flugzeugwartung eingesetzt, um verschiedene Problemstellungen der Arbeiter zu vereinfachen beziehungsweise diese komplett zu lösen. In der Bauwirtschaft werden diese Beispielsweise benutzt, um Leitungen hinter Wänden und unter den Böden zu visualisieren, um diese beim Bohren nicht zu treffen. Aufgrund der variablen Einsatzmöglichkeiten gewinnen diese auch im medizinischen Kontext immer mehr an Bedeutung. Dieses Paper zeigt auf, wie aktuelle und zukünftige Smart Glasses Technologien in Zukunft im Chirurgischen Kontext eingesetzt werden können, um den Operationsprozess optimieren zu können.
Compared to relational databases, graph database systems provide a novel way of processing and analyzing highly interconnected data. Due to their unique properties, graph databases embody an interesting area of research in academic circles. For this reason, this work is fundamentally concerned with examining the state of the industry and current challenges. In this regard, we revisit the basic concepts and highlight the tremendous heterogeneity of available systems using the example of differing path semantics. Based on this insight, we explore algorithmic advancements for graph query processing regarding path finding and worst-case optimal joins. Subsequently, we discuss issues regarding performance and support for graph analytics. Finally, we provide an overview of GQL, a joint standardization effort towards unification of property graph databases.
Akka Cluster
(2021)
Akka Cluster ist ein Framework, das die Entwicklung verteilter Systeme ermöglicht. In dieser Arbeit wird der Funktionsumfang von Akka Cluster untersucht, ein Teilbereich des Frameworks Akka. Gegenstand der Analyse ist ein einfacher, mit Akka aufgesetzter Cluster, um anschließend Funktionen wie Singletons, Sharding, verteilte Daten und Mechanismen zur Fehlertoleranz zu untersuchen. Dabei wird auch versucht, unter die Abstraktionsschicht zu schauen, die Akka Cluster bietet. Dies gibt unter anderem ein klareres Bild, wie umfangreich die Entwicklung verteilter Systeme ist. Durch Monitoring soll anschließend ein Überblick über einen Cluster gegeben werden, welcher über eine REST-Schnittstelle auch anderweitig verwaltet werden kann.
Vernetzte Systeme in Fahrzeugen dienen vor allem
der Erhöhung der Sicherheit, Effizienz und dem Komfort im Straßenverkehr sowie der Reduzierung der Umweltbelastung. Ein Beispiel hierfür bietet das sogenannte eCall-System, welches seit März 2018 in allen Neuwägen verpflichtend verbaut werden muss. Dabei setzt das System nach einem Verkehrsunfall einen automatisierten Notruf ab, bei welchem Daten zum Standort, zur Uhrzeit, zur Fahrtrichtung sowie zur Fahrzeugbeschreibung übermittelt werden. Anhand der dadurch resultierenden Erhöhung der Reaktionszeit der Einsatzkräfte um 40 Prozent bis 50 Prozent, können sowohl Menschenleben gerettet als auch eine schnellere Behandlung an Verletzten durchgeführt werden. Trotz der schnelleren Reaktionszeiten ist die Anzahl an verletzten und getöteten Personen im Straßenverkehr annäherungsweise konstant geblieben. Daher stellt sich zunehmend die Frage, ob bestimmte Arten von Verkehrsunfällen, wie z.B. Unfälle
aufgrund von Alkoholeinfluss oder Sekundenschlaf, mit Unfallpräventionssystemen verhindert werden können. Hierzu stellt dieses Paper ein Konzept in Form eines UseCase- und Aktivitätsdiagrammes dar, bei welchem die Überwachung der Vitaldaten mit Hilfe von Biosensoren in das bereits existierende e-Call-System integriert wird. Dabei werden zu Beginn dieses Papers die theoretischen Grundlagen erläutert. Im Anschluss daran werden psychische und physische Faktoren im Straßenverkehr sowie die Messung dieser mit Hilfe von Vitaldaten aufgezeigt. Daraufhin wird das Prinzip des Gehörgangsensor erörtert,der als Grundlage zur Bearbeitung des Konzeptes dient. Nachfolgend wird das Konzept aufgezeigt und erläutert. Am Ende dieses Papers werden die wesentlichen Ergebnisse in prägnanter Form dargestellt und im Anschluss kritisch hinterfragt.
Weite Bereiche der Softwareentwicklung werden
bereits heute durch diverse Werkzeuge unterstützt und teilweise automatisiert. Eine Verbesserung dieser Automatisierung soll dazu führen, dass die Entwicklung schneller und kosteneffizienter wird und eine höhere Qualität aufweist. Durch stetig steigende Forschungsarbeit im Bereich der künstlichen Intelligenz kann auch die werkzeugunterstützte Softwareentwicklung (engl. computer-aided software engineering, CASE) profitieren, indem bereits gängige Automatisierungsschritte durch den Einsatz neuer Methoden stark verbessert werden. Auch können sich durch diese Forschung neue Möglichkeiten ergeben, weitere Aufgaben während der Entwicklung zu automatisieren. Diese Verbesserungen und neuen Möglichkeiten sollen in dieser Ausarbeitung erklärt und gegebenenfalls genauer untersucht werden. In Tests, die im Rahmen dieser Ausarbeitung durchgeführt wurden, hat sich das Potential einiger Werkzeuge gezeigt, jedoch auch, dass sich die meisten Werkzeuge auf die KI-gestützte Verbesserung bereits verbreiteterWerkzeuge beschränken und damit nur wenig zu einer Automatisierung des kompletten Prozesses beitragen. Außerdem hat sich mit dem sog. Data Poisoning neues Gefahrenpotential herausgestellt.
Plötzliches Unvermögen ist strategisches Thema und Meilenstein auf der Euro-NCAP Roadmap für das Jahr 2025. Diese Arbeit widmet sich der Frage nach der Umsetzbarkeit und rechtlichen Rahmenbedingungen kamerabasierter Innenraumüberwachung im Hinblick auf die Erkennung plötzlichen Unvermögens durch Myokardinfarkt. Nach einleitender Definition des Terminus „Plötzliches Unvermögen/Sudden Sickness“ erfolgt eine Übersicht der NCAP Anforderungen sowie ein Überblick über den aktuellen Forschungs- und Entwicklungsstand. Im Folgenden wird auf Anforderungen aus Verbraucher- und Datenschutzsicht eingegangen. Schwerpunkt dieses Papers bildet die Erstellung, Umsetzung und Bewertung von Use Cases zur Erkennung einer Sudden Sickness durch Myokardinfarkt. Abschließend werden offene Forschungsfragen erläutert. Ein experimentelles Beispielsystem wurde exemplarisch umgesetzt und evaluiert. Die wesentlichen Erkenntnisse dieses Prototypen waren, dass besonderer Fokus/Aufmerksamkeit gelegt werden muss auf die Leistungsfähigkeit der Zielhardware, insbesondere im Hinblick auf Echtzeitanforderungen.
Diese Arbeit behandelt mehrere Konzepte zur Leistungsbewertung von eingebetteten und Echtzeitsystemen. Das Ermitteln von oberen Zeitschranken, insbesondere der schlechtesten Ausführungszeit, lässt sich durch Verwendung von Zeitanalysen realisieren, wobei zwischen statischen und messbasierten Zeitanalysemethoden unterschieden wird. Für die Gesamtbewertung des Systems ist Benchmarking eine geeignete Methode, um wichtige Zeitparameter zu messen und diese ggf. in den Vergleich mit anderen Systemen zu setzen. Der Einsatz von Simulationen zur eistungsbewertung erweist sich als besonders sinnvoll, wenn die Kosten eines Fehlers unakzeptabel hoch sind oder die Validierung mit der Realkomponente unpraktikabel ist und somit Qualitätsmaßnahmen durch fr¨uhzeitige Validierung
benötigt werden.
Wikipedia is the largest free encyclopedia and one of the most popular websites worldwide. Analyzing user activity within this encyclopedic ecosystem represents unique opportunities for academic research and analysis. For this reason, this work is fundamentally concerned with obtaining and processing real-time article edit streams from Wikipedia. In this regard, we leverage the Wikimedia EventStreams API and propose a general-purpose event pipeline allowing for further processing of observed page edits. In the suggested pipeline, events are ingested and transported via an Apache Kafka cluster and inserted into a ClickHouse database for storage and analysis. Finally, we confirm the viability of our design by exploring several exemplary analytical use cases.