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Techniken zur Energiewende - studentische Fachkonferenz im Masterstudiengang Elektrische Systeme
(2013)
Die studentische Fachkonferenz im Rahmen des Seminars im Masterstudiengang Elektrische Systeme in der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik wird zum sechsten Mal veranstaltet.
Alle Studierenden erarbeiten unter dem vorgegebenen Rahmenthema eigene Beiträge, recherchieren, ergänzen, stellen die aktuellen Erkenntnisse zu wissenschaftlichen Publikationen zusammen.
Die Energiewende ist seit einigen Jahren ein heiß diskutiertes Thema. Die dezentrale Energieversorgung
unter Anwendung erneuerbarer Quellen, insbesondere Wind- und Solarkraft, ist langfristig gesehen die
einzige Antwort auf die Ausbeutung der Erde und Zerstörung der Umwelt durch Gewinnung nichtregenerativer
Energien, insbesondere Öl, Erdgas und Uran. Allerdings gibt es noch viele Bereiche, die intensive wissenschaftliche und entwicklungstechnische Arbeiten benötigen. Wie aus dem Titel durch Verwendung des Wortes „zur“ anstatt „der“ schon erkennbar, werden in dieser Fachtagung weniger die Techniken betrachtet, die schon zum Einsatz kommen, sondern zukünftige Techniken, die gedanklich auf Papier gebracht wurden, oder inzwischen das Stadium der Machbarkeitsstudie erreicht haben.
Das Thema Energiewende beinhaltet ein sehr breites Feld von Techniken. Daher haben sich die Teilnehmer
auf nur wenige, wichtige Gebiete konzentriert: Regenerative Energiegewinnung, Elektromobilität,
Speichertechnologien und Smart Grid. Durch das intensive Befassen mit diesen Themen haben sich die
Studierenden zum ersten Mal richtig mit den Problemen der Energiewende vertraut gemacht. Sie haben
dabei erkannt, dass für die Ingenieure der Fachrichtungen Elektrotechnik und Informationstechnik überaus
vielfältige, spannende und auch aus gesellschaftspolitischer Sicht notwendige und lohnende Aufgaben auf
sie warten.
Konventionelle, von Dieselmotoren angetriebene Radlader beeinträchtigen die Lebensqualität der Menschen in ihrer unmittelbaren Umgebung mit Lärm- und Schadstoffemissionen. Das vom BMBF geförderte Forschungsvorhaben "Emissionsarmer Elektroradlader" verfolgt das Ziel, die lokalen Emissionen von Radladern deutlich herabzusetzen und die Effizienz des Fahrzeugs zu steigern. Im Rahmen des Vorhabens wurde ein konventioneller Radlader auf elektrische Antriebe umgerüstet. Als Energiespeicher dient eine LiFeYPO4-Batterie, die für eine Betriebsdauer von vier Stunden ausgelegt ist. In ersten praktischen Untersuchungen wurde die Energiebilanz des Emissionsarmen Elektro-Radladers mit der des konventionellen Serienfahrzeugs verglichen. Dazu wurde ein modifizierter Y-Arbeitszyklus entworfen, der sich an den üblichen Arbeitsaufgaben des Radladers orientiert und sich durch eine hohe Reproduzierbarkeit auszeichnet. Für die vollständige Bewertung wird die komplette Kette der Energieumwandlung betrachtet, beginnend mit der Energie im Kraftstoff bzw. der dem Stromnetz entnommenen Energie, bis zur mechanischen Arbeit, die das Gerät verrichtet. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die unterschiedlichen CO2-Emissionen beider Fahrzeuge ableiten.
Durch den Einsatz von mobilen Endgeräten (z.B. Tablets, Smartphones) erschließen sich immer mehr Möglichkeiten, die Ausführung von Geschäftsprozessen zu unterstützen. Beispielsweise können Geschäftsprozessaktivitäten (z.B. Genehmigung eines Angebots) ortsunabhängig bearbeitet werden, wodurch die Durchlaufzeit signifikant reduziert wird. Die Nutzung von mobilen Apps beschränkt sich hierbei meist nur auf die Unterstützung von effizienter und flexibler Interaktion zwischen den verschiedenen ausführenden Rollen. Dieser Artikel beschreibt, wie mobile Apps nicht nur die Ausführung, sondern auch die Optimierung von Geschäftsprozessen unterstützen können. Hierzu werden vordefinierte Qualitätskriterien kontextabhängig während der Ausführung von Aktivitäten erfasst. Die durch traditionelle Methoden erfassten Daten (z.B. Messung von Kennzahlen) werden somit durch in Echtzeit gesammeltes User Feedback ergänzt. Der Ansatz wird am Beispiel einer eigens entwickelten mobilen App demonstriert und evaluiert.
Das hier beschriebene und auf einem FPGA vom Typ Spartan-3A DSP realisierte System dient dazu, auf besonders effiziente Weise die Häufigkeitsverteilung nicht erkannter fehlerhafter Nachrichten mit verschiedenen CRCPolynomen
zu berechnen. Damit die Berechnung in möglichst kurzer Zeit stattfindet, wurde das System aus 64 parallel arbeitenden Instanzen von CRC-Findern in mehrstufiger Fließbandorganisation aufgebaut. In der hier beschriebenen Ausbaustufe erreicht das System eine Gesamtleistung von 6,4 ·109 Operationen in der Sekunde.
Der Begriff Schatten-IT beschreibt Systeme, die außerhalb des Verantwortungsbereiches der IT durch die Fachabteilung eigenständig entwickelt und betrieben werden. Obwohl dieses Phänomen weit verbreitet ist, blieb diese Schatten-IT in Wissenschaft und in Praxis lange unbeachtet. Seit einiger Zeit ist eine verstärkte Auseinandersetzung mit dem Phänomen erkennbar. Jedoch gibt es bisher nur wenige empirisch gestützte Erkenntnisse über die Schatten-IT. Diese Lücke wird in dem vorliegenden Beitrag angegangen. Auf Basis von vier Fallstudien werden die Verbreitung, Verwendung und die Qualität der Schatten-IT ermittelt. Dabei zeigt sich, dass die Schatten-IT mit durchaus erheblichen Risiken verbunden sein kann. Demgegenüber bleibt die Qualität jedoch merklich zurück. Erkennbar ist dabei auch, dass die Schatten-IT nicht im Blickfeld der Kontrollsysteme der Unternehmen erscheint. Durch Maßnahmen wie die Steigerung der Awareness der Schatten-IT im Unternehmen sowie eine Entwicklung der Schatten-IT hin zu einer gesteuerten Fachbereichs-IT lassen sich die Risiken wirksam reduzieren. Zudem sind die Kontrollsysteme der Unternehmen so anzupassen, dass auch die Schatten-IT in diesen sichtbar wird.
Die dynamische Belastung durch Sprünge von Menschen ist eine der maßgebenden personeninduzierten Einwirkungen bei dem Nachweis der Gebrauchstauglichkeit von Decken mit schwingungsgefährdenden Geräten. Sie kommt beispielsweise in Ganglaboren und anderen Forschungseinrichtungen bei biomechanischen Untersuchungen in der Sprungkraftdiagnostik vor. Die in diesem Zusammenhang typischen Sprungarten, nämlich der Countermovement Jump (beidbeiniger vertikaler Sprung mit Ausholbewegung) und der Drop Jump (Niederhochsprung), wurden anhand von über 200 Kraftverlaufsmessungen analysiert und daraus die dazugehörigen idealisierten Belastungsmodelle ermittelt. Damit wurde ein vereinfachtes Nachweisverfahren zur Abschätzung der Schwingungsantwort einer Decke entwickelt. Als Ergebnis kann die Beschleunigung der Decke in Abhängigkeit von der modalen Masse und den Werten der Eigenformen am Lastangriffspunkt und am Ausgabepunkt angegeben werden.
Digitale Transformation
(2015)
Beyond the SDG compass
(2015)
CSR und Compliance
(2015)
Assessment Literacy
(2015)
Strategie der digitalen Ära
(2015)
Putze und Fugenmoertel, insbesondere in Sichtmauerwerken uebernehmen wesentliche technische, bauphysikalische und aesthetische Aufgaben fuer die Fassade und tragen massgeblich zum Erhalt der historischen Bausubstanz bei. Dabei sind an Denkmalen haeufig Befunde historischer Putze und Fugenmoertel sowie Verarbeitungsweisen und Handwerkstechniken vorhanden, die heute nicht mehr gebraeuchlich sind und beherrscht werden. Deshalb kommt ihrer Erhaltung besondere Bedeutung zu. Als aeusserster 'Angriffspunkt' der Gebaeudehuelle sind die Putze und Fugenmoertel der Witterung und zum Teil chemischen, biologischen und mechanischen Belastungen frei ausgesetzt und werden in Spritzwasserbereichen auch durch Tausalze beansprucht. Die dadurch sowie durch Alterung und Ermuedung entstehenden Schaeden werden beschrieben und Moeglichkeiten fuer die Erhaltung und Instandsetzung der Putze aufgezeigt.
Digital bedruckte Oberflächen müssen strengen funktionalen und ästhetischen Anforderungen genügen. Diese Eigenschaften werden im Rahmen der Qualitätsprüfung kontrolliert. Hierbei wirken sich Oberflächendefekte oftmals erst dann aus, wenn diese auch vom Menschen wahrgenommen werden. Aufgrund der hohen Produktionsgeschwindigkeit kann eine solche Bewertung der Sichtbarkeit von Defekten bisher nur außerhalb des Produktionsflusses durch manuelle - subjektiv geprägte - Inspektion erfolgen. Ziel des Projektes ist (1) die Modellierung von Texturen in einer Form, die an das menschliche visuelle System angepasst ist und (2) die automatisierte Beurteilung der Wahrnehmung von Texturfehlern. Im Rahmen des Projekts wurde ein prototypisches System zur Inline-Erfassung von texturierten Oberflächen entwickelt. Auf Basis von realen Aufnahmen industriell produzierter Holzdekore wurde eine repräsentative Texturdatenbank erstellt. Gezeigt werden erste Resultate im Bereich der Defektdetektion auf Basis von statistischen Merkmalen. Diese Ergebnisse dienen als Grundlage für die spätere wahrnehmungsorientierte Bewertung. Letztlich sollen die im Rahmen des Projekts erlangten Ergebnisse in einen prototypischen Aufbau zur Inspektion von digital bedruckten Dekoren einfließen.
Sprachliche Anforderungen in verschiedenen Fächern, Vermittlungskonzepte und Kursorganisation
(2016)
Der von Ehlich eingeführte Begriff „alltägliche Wissenschaftssprache“ hat die Diskussion um die Sprachvermittlung für den Sprachgebrauch im Studium maßgeblich geprägt. Auch die Abkürzung „AWS“ ist mittlerweile recht verbreitet. Gemeint sind sprachliche Elemente, die neben der Fachterminologie in unterschiedlichen Disziplinen weitgehend ähnlich sind. Man geht davon aus, dass diese Elemente in mehreren Disziplinen verwendet werden. Mit dieser Argumentation lässt sich eine disziplinübergreifende Sprachvermittlung begründen. In diesem Beitrag wird das AWS-Konzept einer neuerlichen Betrachtung unterzogen.
Dazu werden folgende Fragen formuliert:
1. Ist ein disziplinübergreifender Ansatz für die Kursorganisation hilfreich? Das AWS-Konzept bezieht seine Attraktivität auch aus dem praktischen Nutzen für die Planung von Sprachkursen, denn es ist häufig schwierig, gesonderte Sprachkurse für verschiedene Disziplinen anzubieten.
2. Ist das Konzept der AWS aus linguistischer Sicht zutreffend? Zur Frage, wie unterschiedlich die sprachlichen Anforderungen der einzelnen wissenschaftlichen Disziplinen sind, gibt es in der Literatur divergierende Auffassungen. Einige Forschungsansätze und Ergebnisse werden in diesem Beitrag skizziert.
3. Überzeugt das Konzept der AWS als Grundlage für Vermittlungsprozesse? Ein Blick auf Lehrmaterialien verdeutlicht, wie Wissenschaftssprache disziplinübergreifend vermittelt werden kann und welche Probleme sich ergeben.
Die hier vorgestellten Überlegungen münden letztlich in den Appell, die unterschiedlichen sprachlichen Anforderungen in den verschiedenen Fächern nach Möglichkeit zu berücksichtigen.
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.
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.
Ein neuzeitlicher Pfahlbau
(2016)