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Das hier vorgestellte Netzoptimierungstool kann dem Verteilnetzbetreiber bei einem Störfall im Netz in Echtzeit eine Lösung zur Steuerung seiner Betriebsmittel vorschlagen. Dadurch kann das bestehende Netz optimal genutzt werden und ein kostenintensiver Netzausbau im Mittel- und Niederspannungsnetz verringert oder sogar verhindert werden. Als Grundlage für den Netzoptimierer dient ein künstliches neuronales Netz (KNN). Zum Training des KNN wurden Störfälle generiert, die auf reellen Erzeugungs- und Lastprofilen aus dem CoSSMic-Projekt basieren [1]. Für jeden Störfall wurde aus allen möglichen und sinnvollen Netzkonfigurationen eine optimierte Netztopologie anhand von Lastflussberechnungen ermittelt. Durch die Variation der Stufenschalter der Transformatoren und der Stellungen aller installierten Schalter im Netz wurde berechnet, wie der Stromfluss gelenkt werden muss, damit keines der Betriebsmittel die zulässigen Belastungsgrenzen mehr überschreitet. Für ein virtuelles Testnetz konnte mit einem trainierten KNN zu 90 Prozent die optimale Lösung des jeweiligen Störfalls erkannt werden. Durch die Anwendung der N-Best Methode konnte die Vorhersagewahrscheinlichkeit auf annähernd 99 Prozent erhöht werden.
Im Rahmen der Lehrveranstaltung "Nachhaltigkeit im industriellen Umfeld" im Masterstudiengang Umwelt- und Verfahrenstechnik der Hochschulen Konstanz und Ravensburg-Weingarten wurde 2015 eine studentische Fachkonferenz durchgeführt.
Die Studierenden entwickelten in Einzelarbeit oder als Zweierteam Konferenzbeiträge zu folgenden Themen:
- Innovationen und Spannendes aus dem Bereich der Energieerzeugung und -wandlung
- Aspekte der Schließung von Stoffkreisläufen und Vermeidung von Schadstoffeinträgen in die Umwelt
- Chancen und Herausforderungen Nachwachsender Rohstoffe bei verschiedenen Einsatzmöglichkeiten sowie Themen der Nachhaltigkeit in der Landwirtschaft
- verschiedene Blickwinkel auf das Thema Wasser (von der Abwasserreinigung bis zum Wasserkonsum der Konsumenten)
- die Betrachtung spezifischer Industrien und Unternehmen sowie deren Werkzeuge zur Umsetzung von Nachhaltigkeit
Die Ergebnisse der studentischen Fachkonferenz zur „Nachhaltigkeit im industriellen Umfeld“ werden in der vorliegenden Publikation präsentiert.
Im Rahmen der Lehrveranstaltung "Nachhaltigkeit im industriellen Umfeld" im Masterstudiengang Umwelt- und Verfahrenstechnik der Hochschulen Konstanz und Ravensburg-Weingarten fand im Dezember 2016 eine studentische Fachkonferenz statt. Die Studierenden entwickelten in Einzelarbeit oder als Zweierteam
Konferenzbeiträge zu folgenden Themen:
- Spannendes aus dem Bereich der Energieerzeugung und der Grauen Energie
- Aspekte der Kreislaufwirtschaft
- Ökosysteme - ihre Belastung und Erhalt
- Spezifische Wirtschaftszweige und Nachhaltigkeit
Die Ergebnisse der studentischen Fachkonferenz zur „Nachhaltigkeit im
industriellen Umfeld“ werden in der vorliegenden Publikation präsentiert.
Die Studienanfänger in den technischen Studiengängen der Hochschulen für angewandte Wissenschaften haben nicht nur in Mathematik sondern auch in Physik sehr unterschiedliche Vorkenntnisse. Obwohl diese Fächer für das grundlegende Verständnis technischer Vorgänge von großer Bedeutung sind, kann die Ausbildung in diesen Bereichen angesichts der begrenzten dafür im Verlauf des Studiums zur Verfügung stehenden Zeitfenster nicht bei Null anfangen. Für Mathematik wurde daher von der Arbeitsgruppe cosh ein Mindestanforderungskatalog zusammengestellt und 2014 veröffentlicht. Er beschreibt Kenntnisse und Fertigkeiten, die Studienanfänger zur erfolgreichen Aufnahme eines WiMINT-Studiums (Wirtschaft, Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik) an einer Hochschule benötigen. Inzwischen hat sich nun eine Arbeitsgruppe von Physikerinnen und Physikern an Hochschulen in Baden-Württemberg gebildet, deren Ziel es ist, einen analogen Mindestanforderungskatalog für den Bereich Physik zu erstellen. Hier wird der aktuell erreichte Stand der Arbeiten vorgestellt.
Radsatz-Torsionsschwingungen verursachen Torsionsamplituden, die das quasistatische Torsionsmoment um ein Vielfaches überschreiten können. Dies führt zu enormen Beanspruchungen von Radsatzwelle, Pressverbänden und Radsatzgetrieben. Durch die Auswertung und Analyse zahlreicher Messfahrten verschiedener Fahrzeuge konnten einige Merkmale bezüglich der Verteilung der Torsionsbelastung innerhalb eines Triebdrehgestells identifiziert werden. Da die Messresultate stark von der individuellen Antriebsregelung den vorliegenden Kraftschlussbedingungen abhängig sind lassen sich für Fahrzeuge mit unterschiedlicher Antriebskonfiguration nur bedingt vergleichen. Während im Regelbetrieb von Schienenfahrzeugen das Auftreten von Radsatz- Torsionsschwingungen vermieden werden soll, sind insbesondere bei Zulassungsfahrten Fahrzustände anzustreben in denen bei aktiver Rollier- und Schleuderschutzsoftware maximale Torsionsschwingungen erzeugt werden können. Basierend auf den durchgeführten Analysen und gesammelten Erfahrungen haben sich für die Durchführung von Versuchsfahrten folgende Bedingungen zielführend herausgestellt: (1) Herstellung möglichst identischer Kraftschlussverhältnisse aller im Gruppenantrieb elektrisch gekoppelten Radsätze durch gemeinsame Bewässerung in beiden Fahrrichtungen. (2) Sicherstellung einer maximalen Zugkraftausnutzung durch hohe Fahrwiderstände, geeignete Streckwahl mit konstanter Steigung oder Einsatz einer Bremslokomotive.
Szenografie ist eine Universaldisziplin, die mit Raum, Licht, Grafik, Ton und digitalen Medien Erlebnisräume schafft, in denen Wissen vermittelt und Besuchern verborgene Zusammenhänge intuitiv zugänglich gemacht werden können. Hierbei spielen mediale Vermittlungsstrategien eine zentrale Rolle. Eine dieser Strategien ist Information on demand: kontextualisierende Informationen werden hier nicht permanent angeboten, sondern nur dann, wenn der Besucher sie abruft. Dies ermöglicht sowohl eine auratische Objektpräsentation als auch gleichermaßen Kontextualisierung und Informationsvermittlung. Eine weitere Strategie sind
personalisierte Devices, die zudem eine zielgruppenorientierte Ansprache von Besuchern ermöglichen. Darüber hinaus bieten VR- und AR-Technologien die Möglichkeit zur publikumswirksamen Darstellung komplexer wissenschaftlicher Zusammenhänge.
Loch im Putz = alles neu?
(2016)
Lernfabrik
(2016)
Die Einführung von cyberphysischen Systemen in der Fertigung wird die Arbeitsbedingungen und Prozesse genauso wie Geschäftsmodelle stark verändern. In der Praxis kann eine wachsende Diskrepanz zwischen Großunternehmen und KMU beobachtet werden. Genau diese Diskrepanz soll die im Folgenden präsentierte Lernfabrik überbrücken, die Unternehmen eine Plattform zum Probieren bietet, die Möglichkeit zur Ausbildung von Studenten und Mitarbeitern schafft und Beratungsangebote bereithält. Zur Umsetzung wird ein integriertes, offenes und standardisiertes Automatisierungskonzept vorgestellt, das einzelne Geräte, ganze Produktionslinien bis hin zu höheren Automatisierungssystemen umfasst und auch eine Community bereitstellt sowie zur Umsetzung neuer Geschäftsmodelle dient.
Kreativwirtschaft Bodensee
(2017)
Die Schlafapnoe ist eine häufig auftretende Schlafstörung,
die unterschiedliche Auswirkungen auf unseren Alltag hat; so wurde z. B.
über eine Tagesschläfrigkeit von etwa 25 % der Patienten mit obstruktiver
Schlafapnoe (OSA) berichtet. Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines
Systems, das eine nichtinvasive Erkennung der Schlafapnoe in häuslicher
Umgebung ermöglichen soll.
Klimawandel
(2017)
Ingenieure auf die Bühne
(2018)
In diesem Beitrag wird die Hardware-Implementierung eines Datenkompressionsverfahrens auf einem FPGA vorgestellt. Das Verfahren wurde speziell für Kompression kurzer Datenblöcke in Flash-Speichern entwickelt. Dabei werden Quelldaten mithilfe eines Encoders komprimiert und mit einem Decoder verlustlos dekomprimiert. Durch die Reduktion der Datenrate kann in Flash-Speichern die Übertragungsdauer zum Lesen und Schreiben reduziert werden. Ebenso ist eine Kompression von Nutzdaten sinnvoll, um zusätzliche Redundanzen für einen Fehlerschutz einfügen zu können, ohne den Gesamtspeicherplatzbedarf zu erhöhen.
Digitale Signaturen zum Überprüfen der Integrität von Daten, beispielsweise von Software-Updates, gewinnen zunehmend an Bedeutung. Im Bereich der eingebetteten Systeme kommen derzeit wegen der geringen Komplexität noch überwiegend symmetri-sche Verschlüsselungsverfahren zur Berechnung eines Authentifizierungscodes zum Einsatz. Asym-metrische Kryptosysteme sind rechenaufwendiger, bieten aber mehr Sicherheit, weil der Schlüssel zur Authentifizierung nicht geheim gehalten werden muss. Asymmetrische Signaturverfahren werden typischerweise zweistufig berechnet. Der Schlüssel wird nicht direkt auf die Daten angewendet, sondern auf deren Hash-Wert, der mit Hilfe einer Hash-funktion zuvor berechnet wurde. Zum Einsatz dieser Verfahren in eingebetteten Systemen ist es erforder-lich, dass die Hashfunktion einen hinreichend gro-ßen Datendurchsatz ermöglicht. In diesem Beitrag wird eine effiziente Hardware-Implementierung der SHA-256 Hashfunktion vorgestellt.
Identifikation von Schlaf- und Wachzuständen durch die Auswertung von Atem- und Bewegungssignalen
(2021)
I4 Production
(2017)
Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) bei Kindern werden häufig zu spät diagnostiziert und die Begleitung der chronischen Krankheit gestaltet sich schwierig. Der vorgestellte Ansatz erlaubt die Behandlung der Kinder in dem bekannten häuslichen Umfeld und versucht die Beziehungen zwischen Schlaf und Verhalten herauszuarbeiten. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen die Lebensqualität der Patienten verbessern und den Eltern Hilfestellung geben. Die notwendige infrastrukturelle Unterstützung wird durch medizinisches Fachpersonal geleistet, das auf einen web-basierten Service zurückgreifen kann, der sämtliche Prozesse (Diagnostik, Datenerfassung, -aufzeichnung und Training etc.) begleitet. Die anonymisierten Daten werden in einem Diagnosesystem zentral abgelegt und können so für zukünftige Behandlungsstrategien nutzbar sein. Die umfassende Lösung setzt auf zentrale Elemente von Smart-Homes und AAL auf.
Ziel der Masterarbeit war es, die Feuchtigkeitseigenschaften von Estrichen bei unterschiedlichen Klimaten mithilfe von Sorptionsisothermen zu charakterisieren. Die wenigen Literaturangaben zu Sorptionsisothermen von mineralischen Estrichen beziehen sich im Wesentlichen auf Calciumsulfatestriche und genormte Zementestriche (ohne dass die Zementart: Portlandzemente, Hochofenzemente bzw. CEM I, CEM II, CEM III etc. unterschieden werden) und i.d.R. nur auf eine Lufttemperatur (= 20 Grad C). Anliegen der Arbeit war es, zusätzlich die seit ca. 20 Jahren marktüblichen ternären Schnellzemente mit zu untersuchen und die baupraktisch interessanten Temperaturen von 15 Grad C und 25 Grad C einzubeziehen. Ebenso wurden die Auswirkungen der Klimabedingung auf der Baustelle (Jahreszeit, Luftfeuchtigkeit, Temperatur) auf den Hydratationsvorgang der Estriche untersucht. Dabei wurden jeweils nicht nur ein Vertreter der verschiedenen Bindemittelsysteme, sondern mindestens zwei verschiedene Estriche unterschiedlicher Hersteller mit einbezogen. In Kombination mit den Ergebnissen der Gefügeuntersuchungen (u. a. Hg-Porosametrie) wird belegt, weshalb sich die zement- und schnellzementgebundenen Estriche vollkommen anders verhalten als die calciumsulfatgebundenen Estriche. Dieses unterschiedliche Verhalten ist auch einer der Gründe, warum Estriche mit der KRL-Methode in Bezug auf ihren Feuchtegehalt nicht bewertet werden können. Aus diesem Grund folgt ein Vergleich der Materialfeuchtemessungen "KRL-Methode" mit der handwerksüblichen und seit Jahrzehnten in der Praxis bewährten "CM-Methode".
„Nackte Tatsachen genügen nicht, um den Leser bis zum Schluss bei der Stange zu halten. [Auch der] Verfasser von [Fach- und] Sachtexten hat das Recht – wenn nicht gar die Pflicht –, die Wunder der Erzählkunst für sich zu erschließen, um seine Texte zu einer interessanten und vergnüglichen Lektüre zu machen.“ – Der Vortrag geht der Frage nach, ob diese Forderung des vielgelesenen Ratgeberautors Sol Stein berechtigt ist und inwiefern sie eingelöst werden kann. Zu diesem Zweck werden Stil- und Kompositionsmittel aus den Bereichen Lexik, Grammatik, Syntax, Stilistik, Erzählstrategie und Textorganisation anhand von Formulierungsbeispielen vorgestellt und auf ihre Funktion in Erzählliteratur oder Journalismus hin untersucht. In einem zweiten Schritt wird jeweils nach der Übertragbarkeit dieser sprachlichen Mittel auf Fachtexte gefragt. Anhand parallel ausgerichteter Beispiele wird eine mögliche verlagerte Funktion im Wissenschaftskontext skizziert. Der erhoffte Erkenntnisgewinn des Vortrags betrifft sowohl das Verfassen eigener Publikationen als auch die Vermittlung von Schreibfähigkeiten für künftige Fachautor*innen, weshalb die Formulierungsbeispiele verschiedensten, auch technischen und naturwissenschaftlichen Domänen entnommen sind.
(Literaturangabe: Stein, Sol: Über das Schreiben [1995], dt. Waltraud Götting, 10. Aufl., Zweitausendeins, Frankfurt a. M., 2006, zit. S. 49)