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Course of studies
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.
Die additive Fertigung von Bauteilen aus Kunststoff bietet einige Vorteile gegenüber der klassischen Fertigung durch Spritzguss. Da das Herstellungsverfahren jedoch einen großen Einfluss auf die mechanischen Eigenschaften eines Bauteiles hat, wird in dieser Untersuchung das anisotrope Verhalten von Polyamid, das durch FDM verarbeitet wird, analysiert und dem Spritzguss gegenübergestellt. Des Weiteren wird auf der Grundlage der Ermittlung von Materialkennwerten im Zugversuch ein FEM-Modell aufgebaut. Dadurch wird eine Möglichkeit zur Vorhersage der Verformungen von anisotropen, additiv gefertigten Bauteilen geschaffen.
Trends im Compilerbau
(2022)
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
Das Ziel des vorliegenden Forschungsprojektes war es, eine kostengünstige, aber effektive und flexible Automatisierungsmaßnahme für Fräsbauteile einzurichten. Dadurch sollte der Mitarbeiter entlastet und für anderweitige Tätigkeiten eingesetzt werden, um durch diesen Aspekt zeitgleich Kosten einzusparen. Zudem musste die Lösung für zukünftige Optimierungen und Veränderungen an der Maschine ausgelegt sein. Durchgeführt wurde das Forschungsprojekt an einer 3-Achs CNC-Fräsmaschine (Chiron Mill 2000). Die Automatisierung bezieht sich auf die Entnahme von unterschiedlich langen Werkstücken (76 bis 400 mm), deren Abtransport aus dem Maschinenumfeld sowie das Nachschieben des Rohmaterials. Um eine zielgerechte Lösung zu finden, wurden Methoden wie der morphologische Kasten herangezogen. Es entstand eine einfach handhabbare und kosteneffiziente Lösung mit einem Transportband, einem pneumatisch beaufschlagten Spindelgreifer und einem profilgenauen, konstruiertem auf den Greifer montierbaren Fingerpaar. Mit dem Forschungsprojekt wurde eine deutliche Steigerung der Eingriffszeit durch einen Mitarbeiter ermöglicht, wobei aber die Prozesszeit für einen Zyklus angestiegen ist. Zudem konnten die Kosten für die Produktion der Bauteile deutlich gesenkt werden. Durch die Automatisierungslösung konnte der Werker von monotonen Arbeitsgängen befreit und für stärker wertschöpfende Tätigkeiten gewonnen werden.
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.
Um bei Winkelmessungen zu geringen Kosten nicht in der Anzahl der Umdrehung beschränkt zu sein, wird eine Neuentwicklung eines Low-Budget Drehgebers in diesem Projekt verfolgt. Die Anforderungen sind hierbei Herstellkosten im einstelligen Bereich, eine Auflösung von ca. 0,1° und der Drehgeber soll auf Arduino-Basis betrieben werden. Ziel dieser Arbeit ist es mit Hilfe von Simulationen die Grenzen des Systems festzulegen, mit diesen Erkenntnissen einen Prototyp zu erstellen und diesen anschließend mit einem Messgerät zu validieren.
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%.
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
CSAF in DefectDojo
(2022)
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Die derzeitige Kühlkreisregelung einer bestehenden Drehmaschinenbaureihe, welche ein kontinuierliches Erwärmen der Werkzeugspindel während der Bearbeitung nicht verhindern kann, wurde im Rahmen dieser Projektarbeit optimiert. Hierbei verkürzt die neue Kühlkreisregelung der Werkzeugspindel sowohl die Warmlaufphase und gewährleistet gleichzeitig eine gleichbleibende Temperatur der Komponenten bei der Bearbeitung der Werkstücke. Dies sorgt für eine konstante Spitzenhöhe der Spindel sowie des Reitstockes über mehrere Betriebsstunden hinweg. Auch die Kühlung des Hydrauliköls wurde optimiert, sodass dieses deutlich schneller als bisher auf Betriebstemperatur erwärmt und anschließend konstant gehalten werden kann.
This paper deals with the constructive adaptation of an existing mechanical single-jet valve meter (valve meter driven only by a water jet) for the realisation of a digital system. For this purpose, an existing mechanical single-jet valve meter system is constructively adapted in such a way that the existing mechanical counter can be replaced by an existing digital counter. Subsequently, the measuring behaviour of the newly created meter system is examined on a testing bench
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.
In dieser wissenschaftlichen Publikation werden verschiedene Möglichkeiten alternativer Energieträger vor allem im Automobilbereich vorgestellt und miteinander bezüglich Schadstoffausstoß, Speicherung, Gesamtwirkungsgrad und Infrastruktur verglichen. Aufgrund des hohen Potenzials von Methan als alternativem Energieträger wird genauer auf die Modifizierung des Verbrennungsmotors bei Verwendung von Methan als Kraftstoff eingegangen. Da für die Gewinnung der meisten hier vorgestellten Energieträger elektrische Energie benötigt wird, spielt die Energiequelle eine große Rolle für die Zukunft des automotiven Antriebs.
Funktionsweise und Vergleich von Methoden zur Generierung von Punktwolken in einer Versandstation
(2023)
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.
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.
Das Streben des Menschen nach persönlichem Wohlbefinden steigt mit dem Wohlstand – die aktuelle Pandemiezeit wirkt hier stark beschleunigend. Den Traum von einem eigenen Wellnessbereich im privaten Heim erfüllen sich immer mehr Privatpersonen.
In der vorliegenden Arbeit wurde der Geschäftsprozess der Saunafertigung untersucht. Dabei lag der Fokus der Analyse auf den einzelnen Prozessschritten des Fertigungsprozesses hinsichtlich Zeit, Material, Maschine und Mensch. Die herausgearbeiteten Optimierungsansätze orientieren sich dabei an dem magischen Dreieck und der Digitalisierung.
Es zeigte sich, dass viele Prozessschritte noch händisch und in Papierform durchgeführt werden. Der technisch bereits mögliche Einsatz von digitalbasierten Schritten ist nicht in vollem Umfang ausgeschöpft. Für eine effiziente zukunftsorientierte Prozessgestaltung ist die weitere Digitalisierung unerlässlich.
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.
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.
Artificial First Responder
(2022)
Die Firma XYZ benötigt einen neu entwickelten Tragarm für die folgende Generation der Schweißzange. Die Konzeption und Entwicklung des Tragarms findet unter den Gesichtspunkten der Fertigungs- und Montagekosten, sowie Nutzerfreundlichkeit und Design statt. Die Nutzerfreundlichkeit und das Design wird mit Hilfe des aktuellen Tragarms und einer Benchmarkanalyse optimiert. Die Benchmarkanalyse zeigt dabei die unterschiedlichen Ansätze der am Markt existierenden Produkte. Die Bewertung der Konzepte findet mit Hilfe einer Nutzwertanalyse statt. Durch die gewichteten Ergebnisse und Interviews mit den Projektbetreuern können Schwachstellen aufgedeckt und weitere Optimierungsmöglichkeiten gefunden werden. Die Konstruktion wird mit analytischen Methoden zur Berechnung und Auslegung ergänzt. Das Ergebnis ist ein Tragarm, dessen Reichweite und Arbeitsraum den Kundenbedürfnissen entspricht. Unter Berücksichtigung der Tragfähigkeit, Kippsicherheit und Nutzerfreundlichkeit weist der Tragarm ein eigenständiges Design mit Kippmechanismus auf, welches eine stufenlose Anpassung des Arbeitsraumes ermöglicht.