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Botswana, a new construction project – the Maun Science Park - is to be built with a focus on sustainability and to create a new living space for the rapidly growing population in Africa. The project will be a blueprint for future projects in Africain terms of progress, technology and sustainability. This thesis will deal with its financial framework and will serve as a basis for the development of ways and means of financing such projects.
In der vorliegenden Arbeit wird eine Vorlage für ein generalisiertes Betonfertigteil-Tracking für die Bauindustrie geschaffen. In dem ersten der vier Kapitel wird zuerst der Prozess des Fertigteil-Trackings dargestellt. Dieser wird anhand von Experteninterviews modifiziert und es wird ein Standardprozess als Vorlage präsentiert. Dieser Standardprozess soll für projektspezifische Wünsche modular erweiterbar sein. Hierfür werden Vorteile, Probleme und Verbesserungswünsche der Anwender eingearbeitet. Um den Prozess auf die gesamte Baubranche erweitern zu können, werden die softwaretechnischen Voraussetzungen für eine Standardschnittstelle der Fertigteil-Werke analysiert. Um Probleme bei der Implementierung und Durchführung des Trackings zu verhindern, werden die Partikularinteressen aller Beteiligten analysiert. Die Ergebnisse werden aus Experteninterviews generiert sowie durch Literaturrecherche und die eigenen Erfahrungen bei der Implementierung des Fertigteil-Trackings auf der Baustelle Telekom Areal der Ed. Züblin AG ergänzt.
Das Ziel dieser Bachelorarbeit ist die Entwicklung eines Architekturkonzepts für ein Order Management System mit einer integrierten Prozess-Engine. Dabei soll es möglichst einfach sein neue Order-Typen in das Order Management System zu integrieren und mit Hilfe der Prozess-Engine auszuführen. Seitens der Credit Suisse AG, Zürich wurden dazu die Systemanforderungen, sowie ein generischer Order-Life-Cycle vorgegeben.
Zu Beginn wurde ein BPMN 2.0 Beispielprozess definiert. Daraus wurde dann zusammen mit dem vorgegebenen Order-Life-Cycle ein generisches und modulares Prozess-Template entwickelt. Dieses dient der Modularisierung und der einheitlichen Verarbeitung von (Order-Typ)-Prozessen.
Basierend darauf wurde ein Anwendungskonzept entwickelt, welches die Grundlage für den standardisierten Entwurf (Blueprint) hinsichtlich der Anwendungsklasse (Order Management) liefert.
Abschliessend wurde die Anwendungsarchitektur mit Hilfe eines kleinen Prototypen verifiziert.
Aus dem Vorwort:
"NTF - Hinführung zur naturwissenschaftlichen-technischen Fachsprache" ist ein programmierter, fachsprachlicher Aufbaukurs, der zusammen mit dem Grundkurs "MNF - Hinführung zur mathematisch-naturwissenschaftlichen Fachsprache" ein zweistufiges Unterrichtssystem zur sprachlichen Vorbereitung von Ausländern auf ein naturwissenschaftlich-technisches Studium an Fachhochschulen und Technischen Universitäten darstellt.
Darüber hinaus wendet sich NTF an alle, die über die grundlegende Terminologie der Bereiche Werkstoffkunde, Maschinenbau, Baustoffkunde und Elektrotechnik/Informatik verfügen und Fachtexte aus diesen Gebieten lesen müssen.
Aus dem Vorwort: "NTF - Hinführung zur naturwissenschaftlichen-technischen Fachsprache" ist ein programmierter, fachsprachlicher Aufbaukurs, der zusammen mit dem Grundkurs "MNF - Hinführung zur mathematisch-naturwissenschaftlichen Fachsprache" ein zweistufiges Unterrichtssystem zur sprachlichen Vorbereitung von Ausländern auf ein naturwissenschaftlich-technisches Studium an Fachhochschulen und Technischen Universitäten darstellt. Darüber hinaus wendet sich NTF an alle, die über die grundlegende Terminologie der Bereiche Werkstoffkunde, Maschinenbau, Baustoffkunde und Elektrotechnik/Informatik verfügen und Fachtexte aus diesen Gebieten lesen müssen.
Aus dem Vorwort: "NTF - Hinführung zur naturwissenschaftlichen-technischen Fachsprache" ist ein programmierter, fachsprachlicher Aufbaukurs, der zusammen mit dem Grundkurs "MNF - Hinführung zur mathematisch-naturwissenschaftlichen Fachsprache" ein zweistufiges Unterrichtssystem zur sprachlichen Vorbereitung von Ausländern auf ein naturwissenschaftlich-technisches Studium an Fachhochschulen und Technischen Universitäten darstellt.
Darüber hinaus wendet sich NTF an alle, die über die grundlegende Terminologie der Bereiche Werkstoffkunde, Maschinenbau, Baustoffkunde und Elektrotechnik/Informatik verfügen und Fachtexte aus diesen Gebieten lesen müssen.
In diesem Aufsatz, der im Rahmen eines Freistellungssemesters entstanden ist, werden technische, umwelttechnische, ethische und rechtliche Themen zum Autonomen Fahren im Hinblick auf die Umsetzung in der Lehre betrachtet. Curricula zum Autonomen Fahren der Kettering University und Udacity werden vorgestellt.
Bei der Auslegung des Verteilergetriebes leistungsverzweigter Hybridantriebe müssen die Übersetzungen sorgfältig hinsichtlich des Wirkungsgrades ausgewählt werden. Die ungünstige Leistungsübertragung im seriellen, elektrischen Zweig sowie die Blindleistung sind zu minimieren. Die Formelzusammenhänge werden in diesem Aufsatz, der im Rahmen eines Freistellungssemesters entstanden ist, hergeleitet.
In der automobilen Kompaktklasse werden trockenlaufende Stufenlosgetriebe bisher nicht eingesetzt. Dies ist vor allem auf die nicht zufriedenstellende Übertragbarkeit von Leistung im Zusammenhang mit einem ausreichenden Stellbereich (Getriebespreizung) der Umschlingungsmittel zurückzuführen. Neben Weiterentwicklungen auf dem Gebiet der Verbundkeilriemen, die für diesen Zweck eingesetzt werden, müssen vor allem jedoch konstruktive Lösungen für eine Leistungssteigerung gefunden werden. Es soll das Konzept eines Doppelriemen- (Twinbelt-) Getriebes untersucht werden. Durch die Verwendung zweier Riemen statt eines einzelnen kann nahezu eine Verdoppelung der übertragbaren Leistung erwartet werden, was die Einsatzmöglichkeiten für das Getriebe wesentlich erweitert. Als problematisch ist vor allem die Bauraumfrage des zusätzlichen Riementriebs, sowie der erhöhte Aufwand in der Getriebesteuerung zu sehen. Außerdem müssen für eine rentable Fertigung des Getriebes die notwendigen zusätzlichen Bauteile auf ein Minimum reduziert werden. Neben der theoretischen und konstruktiven Auslegung der zu entwickelnden Komponenten des Twinbelt-Getriebes und der Bauraumuntersuchung für die Anwendung in der automobilen Kompaktklasse ist auch die Entwicklung eines Komponenten-Prüfstandes durchzuführen. Der Prüfstand soll die Untersuchung der Funktionalität dieser neuen Getriebebauform, aber auch die Versuche in bezug auf die notwendigen Verstell- und Anpresssysteme, sowie das Betriebsverhalten der eingesetzten Riemen ermöglichen.
Ziel dieses Projektes ist die Entwicklung eines miniaturisierten vollimplantierbaren Gerätes zur Verlängerung von Kiefer- und Schädelknochen, basierend auf den Erkenntnissen von Plattenosteosynthese-Verfahren. Dieses Gerät, im folgenden Mechatronische Osteosyntheseplatte (kurz MO) oder Distraktor genannt, ist ein kleiner Teleskopaktuator, der eine Kraft von mindestens 30 N erzeugt, die zur Verlängerung eines Knochens benötigt wird. Der Antrieb erfolgt durch Formgedächtnisdrähte aus einer Nickel-Titan-Legierung, die im Inneren des Gerätes gespannt sind. Diese Drähte werden über eine drahtlose niederfrequente Energieeinkopplung mit Strom versorgt. Über einen Ratschenmechanismus wird die Kraft auf eine teleskopartig ausfahrende Platte übertragen. Der Distraktor wird direkt auf den Knochen mit kommerziell erhältlichen Titan-Knochenschrauben aufgeschraubt. Die Neuerung bei dieser Entwicklung ist u.a. der Antrieb durch Drähte aus Formgedächtnislegierung, sowie die vollständige Implantierbarkeit des Gerätes. Formgedächtnislegierungen können in kaltem Zustand mit geringem Kraftaufwand verformt werden. Werden sie anschließend erhitzt, so „erinnert“ sich die Legierung an ihre ursprüngliche Form und nimmt den vorherigen unverformten Zustand wieder ein. Ziel dieser Neuentwicklung ist, durch das vollständige Verschließen des operierten Bereichs die Infektionsgefahr zu minimieren, das Risiko für den Patienten zu senken und den Behandlungskonfort zu erhöhen. Durch die minimierte Narbenbildung wird das kosmetische Ergebnis ebenfalls verbessert. Desweiteren soll die Erfassung von Messwerten für Weg und Kraft integriert werden, um so dem betreuenden Arzt Auskunft über den Fortschritt des Verlängerungsprozess und die Heilung zu geben. Eingesetzt wird die Osteosynthese durch Knochenverlängerung in der plastischen Chirurgie bei Missbildungen, Fehlstellungen oder Unfällen.
This thesis deals with the object tracking problem of multiple extended objects. For instance, this tracking problem occurs when a car with sensors drives on the road and detects multiple other cars in front of it. When the setup between the senor and the other cars is in a such way that multiple measurements are created by each single car, the cars are called extended objects. This can occur in real world scenarios, mainly with the use of high resolution sensors in near field applications. Such a near field scenario leads a single object to occupy several resolution cells of the sensor so that multiple measurements are generated per scan. The measurements are additionally superimposed by the sensor’s noise. Beside the object generated measurements, there occur false alarms, which are not caused by any object and sometimes in a sensor scan, single objects could be missed so that they not generate any measurements.
To handle these scenarios, object tracking filters are needed to process the sensor measurements in order to obtain a stable and accurate estimate of the objects in each sensor scan. In this thesis, the scope is to implement such a tracking filter that handles the extended objects, i.e. the filter estimates their positions and extents. In context of this, the topic of measurement partitioning occurs, which is a pre-processing of the measurement data. With the use of partitioning, the measurements that are likely generated by one object are put into one cluster, also called cell. Then, the obtained cells are processed by the tracking filter for the estimation process. The partitioning of measurement data is a crucial part for the performance of tracking filter because insufficient partitioning leads to bad tracking performance, i.e. inaccurate object estimates.
In this thesis, a Gaussian inverse Wishart Probability Hypothesis Density (GIW-PHD) filter was implemented to handle the multiple extended object tracking problem. Within this filter framework, the number of objects are modelled as Random Finite Sets (RFSs) and the objects’ extent as random matrices (RM). The partitioning methods that are used to cluster the measurement data are existing ones as well as a new approach that is based on likelihood sampling methods. The applied classical heuristic methods are Distance Partitioning (DP) and Sub-Partitioning (SP), whereas the proposed likelihood-based approach is called Stochastic Partitioning (StP). The latter was developed in this thesis based on the Stochastic Optimisation approach by Granström et al. An implementation, including the StP method and its integration into the filter framework, is provided within this thesis.
The implementations, using the different partitioning methods, were tested on simulated random multi-object scenarios and in a fixed parallel tracking scenario using Monte Carlo methods. Further, a runtime analysis was done to provide an insight into the computational effort using the different partitioning methods. It emphasized, that the StP method outperforms the classical partitioning methods in scenarios, where the objects move spatially close. The filter using StP performs more stable and with more accurate estimates. However, this advantage is associated with a higher computational effort compared to the classical heuristic partitioning methods.
Anbindung eines PPC405 embedded CPU Core an ein MPC860-System unter dem Echtzeitbetriebssystem OSE
(2006)
Die Diplomarbeit verfolgt das Ziel, die softwareseitige Anbindung eines PPC405-Systems an das Gesamtsystem einer digitalen Funkgeräteplattform herzustellen. Über eine konzipierte Implementierung, die nach dem Einschalten des Funkgeräts gestartet wird, erfolgt die Übertragung des Betriebssystems in den zugehörigen Arbeitsspeicher des PPC405-Systems. Nach Abschluss der Initialisierungsphase kommunizieren die Anwendungsprozesse auf den beteiligten Systemen über eine transparente Erweiterung des Betriebssystems mit der jeweiligen Gegenseite. Als Übertragungsmedium für die genannte Betriebssystemerweiterung wird ein zwischen den Systemen angesiedelter Speicher genutzt, für dessen koordinierte Zugriffe eine im Rahmen der Diplomarbeit entwickelte Treiberkomponente sorgt. Durch die Anbindung des PPC405-Systems wird eine Leistungssteigerung des Gesamtsystems erwartet. Auf der Basis von Messungen wurde die Performance des somit erhaltenen Multiprozessorsystems bestimmt. Aus den Ergebnissen wurden geeignete Möglichkeiten zur Optimierung erarbeitet und umgesetzt.
Network effects, economies of scale, and lock-in-effects increasingly lead to a concentration of digital resources and capabilities, hindering the free and equitable development of digital entrepreneurship, new skills, and jobs, especially in small communities and their small and medium-sized enterprises (“SMEs”). To ensure the affordability and accessibility of technologies, promote digital entrepreneurship and community well-being, and protect digital rights, we propose data cooperatives as a vehicle for secure, trusted, and sovereign data exchange. In post-pandemic times, community/SME-led cooperatives can play a vital role by ensuring that supply chains to support digital commons are uninterrupted, resilient, and decentralized. Digital commons and data sovereignty provide communities with affordable and easy access to information and the ability to collectively negotiate data-related decisions. Moreover, cooperative commons (a) provide access to the infrastructure that underpins the modern economy, (b) preserve property rights, and (c) ensure that privatization and monopolization do not further erode self-determination, especially in a world increasingly mediated by AI. Thus, governance plays a significant role in accelerating communities’/SMEs’ digital transformation and addressing their challenges. Cooperatives thrive on digital governance and standards such as open trusted application programming interfaces (“APIs”) that increase the efficiency, technological capabilities, and capacities of participants and, most importantly, integrate, enable, and accelerate the digital transformation of SMEs in the overall process. This review article analyses an array of transformative use cases that underline the potential of cooperative data governance. These case studies exemplify how data and platform cooperatives, through their innovative value creation mechanisms, can elevate digital commons and value chains to a new dimension of collaboration, thereby addressing pressing societal issues. Guided by our research aim, we propose a policy framework that supports the practical implementation of digital federation platforms and data cooperatives. This policy blueprint intends to facilitate sustainable development in both the Global South and North, fostering equitable and inclusive data governance strategies.
Increasing demand for sustainable, resilient, and low-carbon construction materials has highlighted the potential of Compacted Mineral Mixtures (CMMs), which are formulated from various soil types (sand, silt, clay) and recycled mineral waste. This paper presents a comprehensive inter- and transdisciplinary research concept that aims to industrialise and scale up the adoption of CMM-based construction materials and methods, thereby accelerating the construction industry’s systemic transition towards carbon neutrality. By drawing upon the latest advances in soil mechanics, rheology, and automation, we propose the development of a robust material properties database to inform the design and application of CMM-based materials, taking into account their complex, time-dependent behaviour. Advanced soil mechanical tests would be utilised to ensure optimal performance under various loading and ageing conditions. This research has also recognised the importance of context-specific strategies for CMM adoption. We have explored the implications and limitations of implementing the proposed framework in developing countries, particularly where resources may be constrained. We aim to shed light on socio-economic and regulatory aspects that could influence the adoption of these sustainable construction methods. The proposed concept explores how the automated production of CMM-based wall elements can become a fast, competitive, emission-free, and recyclable alternative to traditional masonry and concrete construction techniques. We advocate for the integration of open-source digital platform technologies to enhance data accessibility, processing, and knowledge acquisition; to boost confidence in CMM-based technologies; and to catalyse their widespread adoption. We believe that the transformative potential of this research necessitates a blend of basic and applied investigation using a comprehensive, holistic, and transfer-oriented methodology. Thus, this paper serves to highlight the viability and multiple benefits of CMMs in construction, emphasising their pivotal role in advancing sustainable development and resilience in the built environment.
We call for a paradigm shift in engineering education. We are entering the era of the Fourth Industrial Revolution (“4IR”), accelerated by Artificial Intelligence (“AI”). Disruptive changes affect all industrial sectors and society, leading to increased uncertainty that makes it impossible to predict what lies ahead. Therefore, gradual cultural change in education is no longer an option to ease social pain. The vast majority of engineering education and training systems, which have remained largely static and underinvested for decades, are inadequate for the emerging 4IR and AI labour markets. Nevertheless, some positive developments can be observed in the reorientation of the engineering education sector. Novel approaches to engineering education are already providing distinctive, technology-enhanced, personalised, student-centred curriculum experiences within an integrated and unified education system. We need to educate engineering students for a future whose key characteristics are volatility, uncertainty, complexity and ambiguity (“VUCA”). Talent and skills gaps are expected to increase in all industries in the coming years. The authors argue for an engineering curriculum that combines timeless didactic traditions such as Socratic inquiry, mastery-based and project-based learning and first-principles thinking with novel elements, e.g., student-centred active and e-learning with a focus on case studies, as well as visualization/metaverse and gamification elements discussed in this paper, and a refocusing of engineering skills and knowledge enhanced by AI on human qualities such as creativity, empathy and dexterity. These skills strengthen engineering students’ perceptions of the world and the decisions they make as a result. This 4IR engineering curriculum will prepare engineering students to become curious engineers and excellent collaborators who navigate increasingly complex multistakeholder ecosystems.
Digital federated platforms and data cooperatives for secure, trusted and sovereign data exchange will play a central role in the construction industry of the future. With the help of platforms, cooperatives and their novel value creation, the digital transformation and the degree of organization of the construction value chain can be taken to a new level of collaboration. The goal of this research project was to develop an experimental prototype for a federated innovation data platform along with a suitable exemplary use case. The prototype is to serve the construction industry as a demonstrator for further developments and form the basis for an innovation platform. It exemplifies how an overall concept is concretely implemented along one or more use cases that address high-priority industry pain points. This concept will create a blueprint and a framework for further developments, which will then be further established in the market. The research project illuminates the perspective of various governance innovations to increase industry collaboration, productivity and capital project performance and transparency as well as the overall potential of possible platform business models. However, a comprehensive expert survey revealed that there are considerable obstacles to trust-based data exchange between the key stakeholders in the industry value network. The obstacles to cooperation are predominantly not of a technical nature but rather of a competitive, predominantly trust-related nature. To overcome these obstacles and create a pre-competitive space of trust, the authors therefore propose the governance structure of a data cooperative model, which is discussed in detail in this paper.
Specific climate adaptation and resilience measures can be efficiently designed and implemented at regional and local levels. Climate and environmental databases are critical for achieving the sustainable development goals (SDGs) and for efficiently planning and implementing appropriate adaptation measures. Available federated and distributed databases can serve as necessary starting points for municipalities to identify needs, prioritize resources, and allocate investments, taking into account often tight budget constraints. High-quality geospatial, climate, and environmental data are now broadly available and remote sensing data, e.g., Copernicus services, will be critical. There are forward-looking approaches to use these datasets to derive forecasts for optimizing urban planning processes for local governments. On the municipal level, however, the existing data have only been used to a limited extent. There are no adequate tools for urban planning with which remote sensing data can be merged and meaningfully combined with local data and further processed and applied in municipal planning and decision-making. Therefore, our project CoKLIMAx aims at the development of new digital products, advanced urban services, and procedures, such as the development of practical technical tools that capture different remote sensing and in-situ data sets for validation and further processing. CoKLIMAx will be used to develop a scalable toolbox for urban planning to increase climate resilience. Focus areas of the project will be water (e.g., soil sealing, stormwater drainage, retention, and flood protection), urban (micro)climate (e.g., heat islands and air flows), and vegetation (e.g., greening strategy, vegetation monitoring/vitality). To this end, new digital process structures will be embedded in local government to enable better policy decisions for the future.
Webservices können ein fester Bestandteil von Integrationsbemühungen werden, um nicht nur innerhalb des Unternehmens Altlasten aufzuräumen, sondern mittlerweile auch zwischen den Partnern, Kunden und Lieferanten zu koordinieren. Sie können mit ihrer Schlichtheit und Implementierungseleganz bisherige Integrationstools wie CORBA, DCOM u.a. alt aussehen lassen. Ihre textbasierten Bestandteile SOAP, WSDL und UDDI arbeiten mit XML und HTTP, die das enorme Potenzial des Internet erst jetzt richtig zur Geltung bringen.
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.
Es wird über die Erfahrungen an der Universtität Limerick und zum Klimaschutz in Irland im Zuge des Freistellungs- und Forschungssemester im WS 2021/22 berichtet. Der Aufenthalt konnte trotz Pandemie erfolgreich durchgeführt werden. Neben den Erfahrungen zu Organisation und Lehre an der UL wird über die Möglichkeiten zu weiteren Kooperation der HTWG mit UL berichtet. In einem zweiten Teil wird der Weg und Beitrag Irlands zu mehr Klimaschutz beschrieben. Hier fließen zahlreiche persönliche Recherchen, Besuche und Erfahrungen des Forschungsaufenthaltes ein.
Weltraumhotel Entropolis
(2005)
die aufgabe waren entwurf und ausarbeitung eines weltraumhotels für ca 200 gäste, in einer umlaufbahn um das system erde-mond. die arbeit ist entstanden in zusammenarbeit mit dem luft und raumfahrt institut stuttgart. abgesehen von der machbarkeit( bauphasen, logistik, transport) wurde besonders der umgang zwischen mensch- schwerelosigkeit-raum untersucht. dabei sind die räume nicht für die anforderungen von langzeitaufenthalten im all konzipiert, sondern speziell für menschen die nicht an den umgang mit schwerelosigkeit gewöhnt sind. das heisst die räume sollen auf der einen seite praktikabel sein ( orientierungshilfen, proportionen...) aber vor allem das verhältniss zwischen der perspektive des betrachters und dem ihn umgebenden raum neu definieren.
Die digitale Transformation von Geschäftsprozessen und die stärkere Integration von IT-Systemen führen zu Chancen und Risiken für kleine und mittlere Unternehmen (KMU). Risiken, die zu fehlender IT-Governance, Risk und Compliance (GRC) führen können. Ziel dieses Beitrags ist es, die Design- und Evaluierungsphase der Erstellung eines Artefakts darzustellen. Dabei wird der Design Science Research Ansatz nach Hevner verwendet. Das Artefakt wird für die Auswahl von Standards entwickelt, indem KMU-relevante Ausprägungen und bestehende Rahmenwerke auf die definierten Kriterien angepasst werden.
Kleine und mittelständische Unternehmen (KMU) sind bekannt für ihre Innovationskraft und bilden das Rückgrat der deutschen Wirtschaft. Wie Studien zeigen sind sie in Bezug auf Compliance-Maßnahmen im Vergleich zu
kapitalmarktorientierten Unternehmen jedoch im Rückstand. Eine gesonderte Betrachtung der IT-Compliance erfolgt dabei in den Studien in der Regel nicht. Auch wenn zu den Gründen und Motiven fehlender IT-Compliance-Strukturen in KMU kaum Forschungsergebnisse vorliegen, zeigen doch die vielen Publikationen, die sich mit Teilaspekten von Compliance und KMU beschäftigen, dass Handlungsbedarf besteht. Insbesondere die aktuellen Veränderungen unter dem Stichwort Digitalisierung deuten auf eine gesteigerte Bedeutung von IT-Compliance-Maßnahmen vor allem in mittelständischen Unternehmen. In dieser Arbeit sollen daher mithilfe einer Literaturrecherche die aktuell behandelten Themen in Bezug auf IT-Compliance und KMU analysiert sowie aktuelle Themenschwerpunkte herausgearbeitet werden.
Die digitale Transformation von Geschäftsprozessen und die stärkere Einbindung von IT-Systemen erzeugen bei kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) Chancen und Risiken zugleich. Risiken, die insbesondere in einer fehlenden IT-Compliance resultieren können. Wie Studien zeigen, sind KMU in Bezug auf IT-Compliance-Maßnahmen im Vergleich zu kapitalmarktorientierten Unternehmen jedoch im Rückstand [1]. Im Beitrag wird mithilfe von Experteninterviews und einer qualitativen Datenanalyse der Frage nachgegangen, welcher Status quo an Maßnahmen aktuell implementiert und wie der empfundene Compliance-Reifegrad ist. Weiterhin werden die Gründe und Motive erörtert, die zu diesem Zustand geführt haben. Letztlich sind Treiber identifiziert worden, die zu einem höheren Bewusstsein in der Zukunft führen können. Die Arbeit zeigt interessante Erkenntnisse aus der Praxis, da die Experteninterviews Einblicke in den aktuellen Status quo in Bezug auf IT-Compliance liefern.
This policy brief presents the possibilities of using big data analytics for safe, decarbonised and climate-resilient infrastructure. The policy brief focuses on current constraints and limitations to applying big data analytics to the infrastructure ecosystem and presents several examples and best practices for different infrastructure sectors and at different policy levels (national, municipal) to highlight recommendations and policy requirements needed for deep digital transformation and sustainable solutions in infrastructure planning and delivery.
Using multi-camera matching techniques for 3d reconstruction there is usually the trade-off between the quality of the computed depth map and the speed of the computations. Whereas high quality matching methods take several seconds to several minutes to compute a depth map for one set of images, real-time methods achieve only low quality results. In this paper we present a multi-camera matching method that runs in real-time and yields high resolution depth maps. Our method is based on a novel multi-level combination of normalized cross correlation, deformed matching windows based on the multi-level depth map information, and sub-pixel precise disparity maps. The whole process is implemented completely on the GPU. With this approach we can process four 0.7 megapixel images in 129 milliseconds to a full resolution 3d depth map. Our technique is tailored for the recognition of non-technical shapes, because our target application is face recognition.
Die Bauingenieure sind sich ihrer gesellschaftlichen Verantwortung bewusst, finden es jedoch unbefriedigend, dass ihr Anteil an der Baukultur weder ausreichend bekannt ist, noch gebührend gewürdigt wird. Der Beitrag gibt einen kurzen Überblick über diese Thematik und versucht die eigenen Defizite der Ingenieure aufzuspüren, die die Lösung des Problems erschweren. Am Beispiel von Ulrich Fintterwalder wird gezeigt, welche Haltung einer der großen Baumeister des zwanzigsten Jahrhunderts zum verantwortlichen und nachhaltigen Bauen, zur Ästhetik und Gestaltung und zur kreativen Zusammenarbeit mit Architekten eingenommen hatte.
Altbausanierung spielt in der Baupraxis eine immer wichtigere Rolle, während das Bauvolumen bei den Neubauten abnimmt. Diesem Trend wird im Studiengang Architektur der HTWG Konstanz durch neue Vorlesungen und Seminare vermehrt Rechnung getragen. So wurde im Sommersemester 2003 durch den Lehrbeauftragten Architekten Roger Karbe (Berlin) und Prof. Cengiz Dicleli (FH-Konstanz) das Seminar „Konstruktiver Denkmalschutz“ durchgeführt. Fünf denkmalgeschützte Bauten vom Weltrang, die bereits erfolgreich saniert, modernisiert und zum Teil umgenutzt worden sind, wurden unter konstruktiven und funktionalen Aspekten des Denkmalschutzes untersucht und analysiert. Diese sind der Hamburger Bahnhof, das Alte Museum, der Langhansbau im Schloss Charlottenburg, das Fährhaus auf der Pfaueninsel und Stülers Neues Museum, das zurzeit vom englischen Architekten David Chipperfield wieder hergestellt wird. Häufig werden Überlegungen zum Erhalt und Schutz historischer Bausubstanz zu wenig, zu spät oder gar nicht angestellt. Viele herausragende Gebäude sind deshalb bereits verloren gegangen. Die totale Konservierung historischer Anlagen bietet selten einen sinnvollen Lösungsansatz. Der Verzicht auf jede Veränderung schließt am Ende eine sinnvolle Nutzung aus. Entfallen oder Verändern sich die ursprünglich geplanten Nutzungen, so sollte vor jeder Aufgabe sorgfältig geprüft werden, wie weit bauliche Anlagen für neue Nutzungsanforderungen herangezogen werden können. Das Lehrziel beinhaltet die Einordnung der betreffenden Gebäude in das geschichtliche Umfeld. Danach wird das Hauptaugenmerk auf die konstruktiven Zusammenhänge gelenkt. Dabei werden möglichst alle Rahmenbedingungen erfasst: Grundstückswahl, Baugrund, Bauzeit, Baumaterialien, Baumethoden, technische Ausstattungen und Kostenrelevanz. Vertiefend folgen dann eine Erarbeitung der Wechselwirkung zu den ursprünglichen Nutzungen und die Hinlenkung zur Erkenntnis der speziellen Korrelation zwischen Konstruktion und Funktion auch bei den historischen Bauten. Die zukünftigen Architekten müssen auch lernen, sich und ihren schöpferischen Ansatz selbst kritisch zu hinterfragen. Erst das umfassende Wissen um die geschichtlichen wie kon-struktiven Zusammenhänge ermöglicht ihnen eine eigene Positionierung. Beim Erhalt historischer Gebäude durch einen möglichst schonenden Umgang mit vorhandener Substanz können gleichermaßen wirtschaftliche Interessen der Investoren wie auch die Forderungen des Denkmalschutzes befriedigt werden. Anhand der ausgewählten Bauwerke in Berlin, die alle unter Denkmalschutz stehen, konnten die Architekturstudenten verschiedene Ansätze von erfolgten Umnutzungen und den daraus folgenden Umbauten studieren. Die Bauten bieten einen Abriss der Bau- und Kulturgeschichte Preußens über einen Zeitraum von 100 Jahren vom Ende des 18. bis zum Ende des 19. Jahrhunderts.
Die Anforderungen, die von Privatpersonen und Unternehmen an das Internet gestellt werden, sind im Laufe der letzten Jahre stark gewachsen. Längst dient das WWW nicht mehr nur für den Abruf von Informationen, sondern wird als universelle Plattform für Dienstleistungen aller Art verstanden. Im Zuge dieser Entwicklung hat es sich als neue Plattform für die Kommunikation zwischen Kunde und Anbieter etabliert und dient als Medium für die Ausführung komplexer Geschäftsprozesse. Für die Realisierung solcher Geschäftsprozesse werden Web-Anwendungen eingesetzt. Diese sind in ihrer Erstellung wesentlich aufwendiger, als eine Präsentation statischer Webseiten, und damit teurer und fehleranfälliger. Frameworks erlauben, durch die Standardisierung allgemeiner Vorgänge innerhalb von Web-Anwendungen, deren zeit- und damit kosteneffektivere Entwicklung. Zusätzlich kann, durch den Einsatz vorgefertigter Komponenten, der Grad der Wiederverwendung bereits gefundener Lösungen erhöht, und damit nochmals eine Zeitersparnis bei Entwurf und Erstellung einer Anwendung erreicht werden. Ein solches Framework namens "WACoF" wird an der FH Konstanz aktiv entwickelt, basierend auf den Forschungsergebnissen und unter der Leitung von Herrn Prof. Dr. Schmid. In diesem Zusammenhang sind bisher unter anderem Diplomarbeiten von Florian Falkenstein [Falk01] und Marc Nädele [Nädele02] angefertigt worden. Die Hauptaufgabe dieser Diplomarbeit bestand in der Abänderung des oben genanntes Frameworks, so dass sich damit Anwendungen nicht mehr in Programmcode, sondern über einen Anwendungsdeskriptor definieren lassen. Ein solcher Deskriptor enthält sämtliche Informationen, die den Aufbau der Anwendung aus Komponenten beschreiben. Um eine konkrete Anwendung zu erstellen, muss der Anwendungsentwickler lediglich diese Informationen, wie Customizing und die Verbindungen zwischen den Komponenten, in Form einer XML-Datei zur Verfügung stellen. Die Definition der Anwendung wird damit zum einen unabhängig von der konkreten Programmiersprache des Frameworks, zum anderen wird sie in einem einzigen Ort konzentriert und in einer klar definierten Form beschrieben, was ihre Bearbeitung durch entsprechende Tools - wie z.B. grafische Manipulation oder automatische Prüfung auf Korrektheit, und damit frühzeitige Erkennung von Fehlern - erheblich vereinfacht. Dazu war es zuerst notwendig, das Framework in Hinblick auf die Einführung des Deskriptors zu analysieren. Aufgrund dieser Analyse wurden allgemeine Bedingungen für den Zusammenbau von Komponenten aufgestellt, und anhand der bestehenden Anwendungskomponenten (siehe Diplomarbeit von Marc Nädele [Nädele02]) überprüft. Dann wurde das Framework um neue Elemente, wie eine Komponenten-Fabrik und einen Aktivitäts-Pool, erweitert und bestehende Elemente, wie die ComposedActivity und der Crosslink-Mechanismus, neu entworfen bzw. angepasst.
Optimierungsansätze zur Verbesserung der Leistungsbeschreibungen bei öffentlichen Bauvorhaben
(2021)
Elbphilharmonie, BER, Bischofsresistenz Limburg, Stuttgart 21, Alter Elbtunnel Hamburg. Alles bekannte deutsche Bauprojekte der letzten 20 Jahre. Alle mit einer Gemeinsamkeit: Exorbitante Kostenexplosionen und Bauzeitenverzögerungen.
In dieser Arbeit wird aufgezeigt, weshalb solche Kostenexplosionen auch aufgrund von Unklarheiten bzw. Fehlern in Leistungsbeschreibungen entstehen und welches enorme Potential klare und erschöpfende Leistungsbeschreibungen haben, um bereits im Vorfeld eines Bauvorhabens die Weichen für einen reibungslosen und erfolgreichen Projektverlauf zu stellen.
Im Rahmen des KONTEC Kongresses 2021 in Dresden wurden sowohl ein Poster als auch ein Paper des Forschungsprojekts EKont veröffentlicht. Neben der Schilderung des Versuchsaufbaus werden neuartige Schneidprozesse und Abtragsprinzipien vorgestellt. Im Anschluss daran werden vier Prototypen (gleichsinniger Stufenfräser, gegenläufiger Stufenfräser, mittig gegenläufiger Stufenfräser - Getriebe und oszillierender Werkzeugaufsatz) beschrieben.
Wenn neue Tätigkeiten in der PVC-Abdichtlinie2 der Lackiererei bearbeitet werden müssen, ist es notwendig die gesamte Produktionslinie zu betrachten, um eine Aussage darüber machen zu können, an welchem Arbeitsplatz diese neuen Tätigkeiten bearbeitet werden können. Die Zuweisung von neuen Tätigkeiten an Arbeitsplätze wird Eintakten genannt. Ziel der Diplomarbeit war es, ein Konzept für die automatische Eintaktung von manuellen Tätigkeiten an der PVC-Abdichtlinie2 der Lackiererei zu erstellen. Anschließend sollte ein Programm entwickelt werden, womit eine automatische Eintaktung durchgeführt werden kann. Bei der Erstellung dieses Programms sollte darauf geachtet werden, dass das Programm leicht zu handhaben ist. Weiterhin sollte das Programm so gestaltet sein, dass es auch durch die ähnlich aufgebaute Abdichtlinie1 genutzt werden kann.
Der Prozess der Optimierung ist in Bereichen wie der Mathematik, Wirtschaft sowie sämtlichen Ingenieurswissenschaften ein zentrales und nicht mehr wegzudenkendes Werkzeug. Mit der Motivation der Nachhaltigkeit, Effizienz und Kosteneinsparung wird im Bauwesen ein optimaler Einsatz der Materialien gefordert unter Einhaltung der geforderten statischen Nachweise.
Die Methode der Verformungsreduzierung durch Materialumverteilung (kurz: MVM) greift die Anforderung auf, Material möglichst effizient einzusetzen. Diese Methode basiert darauf, die Steifigkeiten innerhalb eines geometrisch festgelegten und bereits vordimensionierten Tragwerkes durch Materialumverteilung in einem iterativen Prozess neu zu positionieren, wodurch die Verformung an einem vorab definierten kritischen Punkt reduziert wird und gleichzeitig die Verteilung der Ausnutzung vergleichmäßigt wird.
Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, das in einer vorherigen Abschlussarbeit bereits entwickelte Grasshopper-Skript für eine praxisbezogene Anwendung zu optimieren und zu erweitern. Dieses Grasshopperskript soll neu strukturiert und auf Fehler untersucht werden. Ebenso soll ein Abbruchkriterium implementiert werden, das die Optimierung automatisch abbricht, sobald keine nennenswerte Reduzierung der Verformung infolge der Materialumverteilung mehr erfolgt. Dabei soll stetig die Tragfähigkeit aller Stäbe eingehalten sein.
Das optimierte Tool soll abschließend anhand geeigneter praxisorientierter Beispiele angewandt und validiert werden.
Entwicklung eines grafischen Editors zur Metamodellierung sowie Validierung von Modell-Instanzen
(2015)
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein grafischer Editor für die Modellierung von Metamodellen entwickelt. Der Editor wird in einem beliebigen Web-Browser ausgeführt und ist somit plattformunabhängig nutzbar. Er implementiert das an der HTWG Konstanz im Projekt Progress in Graphical Modeling Frameworks entwickelte MoDiGen-Metamodell, und erlaubt die Modellierung von Metamodellen, die zu diesem Meta-Metamodell konform sind.
Als Ausgabeformat nutzt der Editor eine JSON-Struktur, was die Datenhaltung mit Hilfe von JSON-basierten nicht-relationalen Datenbanken ermöglicht und die Implementierung des Editors in JavaScript erleichterte.
Zusätzlich wurde ein Werkzeug entwickelt, mit welchem die Instanzen des modellierten Metamodells, die Modelle, gegen das Metamodell geprüft werden können. Dieses Programm ist sowohl für die Clientseite im Web-Browser zur Prüfung eines Modells, als auch für die Serverseite zur Prüfung der Modelldaten vor der Persistierung relevant, weshalb die Validierung in JavaScript bzw. CoffeeScript entwickelt wurde. Im Web-Browser kann diese Implementierung direkt ausgeführt werden, serverseitig wurde die von der Mozilla Foundation in Java geschriebene JavaScript-Implementierung Rhino verwendet, um das JavaScript-Programm aufzurufen.
Der Theorieteil der Arbeit beschäftigt sich mit den Meta-Metamodellen, die die Grundlage des MoDiGen-Metamodells bilden, sowie ausführlich mit dem MoDiGen-Metamodell selbst. Im Praxisteil wird die Entwicklung und der Aufbau des Editors und des Validators erläutert.
Black-box variational inference (BBVI) is a technique to approximate the posterior of Bayesian models by optimization. Similar to MCMC, the user only needs to specify the model; then, the inference procedure is done automatically. In contrast to MCMC, BBVI scales to many observations, is faster for some applications, and can take advantage of highly optimized deep learning frameworks since it can be formulated as a minimization task. In the case of complex posteriors, however, other state-of-the-art BBVI approaches often yield unsatisfactory posterior approximations. This paper presents Bernstein flow variational inference (BF-VI), a robust and easy-to-use method flexible enough to approximate complex multivariate posteriors. BF-VI combines ideas from normalizing flows and Bernstein polynomial-based transformation models. In benchmark experiments, we compare BF-VI solutions with exact posteriors, MCMC solutions, and state-of-the-art BBVI methods, including normalizing flow-based BBVI. We show for low-dimensional models that BF-VI accurately approximates the true posterior; in higher-dimensional models, BF-VI compares favorably against other BBVI methods. Further, using BF-VI, we develop a Bayesian model for the semi-structured melanoma challenge data, combining a CNN model part for image data with an interpretable model part for tabular data, and demonstrate, for the first time, the use of BBVI in semi-structured models.
Die vorliegende Arbeit soll die Möglichkeiten von XML und den dazugehörigen Technologien bei der Entwicklung eines komplexen Softwaresystems und dem damit verbundenen Datenaustausch aufzeigen. Dafür soll die Leistungsfähigkeit und Eignung oder ggf. Nichteignung der XML-Technologie durch Entwurf, Aufbau und Test eines Prototyps, durch XML-konforme Ein- und Ausgabe sowie durch Daten- Aufbereitung und -auswertungen nachgewiesen werden. Daten unterschiedlicher Datenbestände werden ins XML-Format transformiert und in eine zentrale Datenbank gespeichert. Diese sollen mittels XML für alle Fremddatensysteme bereitgestellt sowie in HTML- und PDF-Formate transformiert werden.
Im Jahr 2009 startet die AMSAT Deutschland e.V. das Raumfahrzeug "Phase 5-A" zum Mars. Dort wird das "Archimedes"-Ballon-Landesystem der Mars Society abgesetzt, während das Raumfahrzeug in einer elliptischen Umlaufbahn um den Mars bleibt und als Relaisstation für die Kommunikation zwischen Landesystem und Bodenstation auf der Erde arbeitet. Für diese Raumfahrtmission wurde an der HTWG Konstanz im Fachbereich Elektrotechnik und Informationstechnik eine Diplomarbeit über einen Teil der Antennen des Raumfahrzeugs angefertigt. Bodenstation und Raumfahrzeug kommunizieren durch einen Uplink im S-Band (2,45 GHz) und einen Downlink im X-Band (10,45 GHz). Im normalen Betriebsfall werden auf dem Raumfahrzeug Richtantennen eingesetzt. Sowohl für Uplink, als auch für den Downlink wird rechtszirkular polarisierte Strahlung verwendet. In bestimmten Betriebsfällen sind die Richtantennen des Raumfahrzeugs nicht zur Erde ausgerichtet. Dies ist der Fall, wenn die Triebwerke in Betrieb sind, oder im extremen Fall, wenn das Lageregelungssystem temporär oder komplett ausfällt. Für diesen Fall sind möglichst isotrop abstrahlende Notfallantennen notwendig, um zumindest eine minimale Kommunikation zur Erde zu gewährleisten. In der Diplomarbeit wurde für die Richtantenne für das X-Band ein Doppelreflektorsystem (Cassegrain-System) gewählt. Im berechneten Design wurde der Durchmesser des Hauptreflektors zu 2000 mm und der Durchmesser des Subreflektors zu 302,3 mm gewählt. Ebenfalls berechnet wurde die zugehörige Kegelhorn-Antenne als Primärstrahler, sowie ein praktikabler Zirkularpolarisator vorgeschlagen. Bei den isotropen Antennen stellt sich das Problem, dass das Raumfahrzeug sehr groß gegenüber der Wellenlänge ist und dadurch praktisch eine Hemisphäre abgeschattet wird. Deshalb wurden für die S-Band- und X-Band-Notfallantennen Antennen gesucht, die eine möglichst gute hemisphärische Abstrahlung haben. Zwei dieser hemisphärisch abstrahlenden Antennen werden jeweils auf entgegengesetzten Seiten des Raumfahrzeugs montiert und ermöglichen so eine (nahezu) isotrope Abstrahlung. Für die S-Band-Notfallantenne wurden unterschiedliche Antennentypen (Drehkreuzantenne, Eggbeater-Antenne, Lindenblad-Antenne, Quadrifilar-Helix-Antenne und Streifenleitungsantenne) hinsichtlich ihres Abstrahlungsdiagramms und der Eignung für Raumfahrtanwendung miteinander verglichen. Als Ergebnis stellt sich die Streifenleitungsantenne als am besten geeignet heraus, da dieser Antennentyp über viele Freiheitsgrade (z.B. Form, Abmessungen und Materialien) verfügt. Über die Freiheitsgrade kann das Abstrahlungsdiagramm geformt werden. Auch für die X-Band-Notfallantenne wurde ebenfalls die Streifenleitungsantenne untersucht. Dieser Antennentyp weist allerdings einige gravierende Nachteile im Sendebetrieb auf: Das gravierendste Problem sind die hohen Verluste dieses Antennentyps. Deshalb wurde für die X-Band-Notfallantenne ein offener Hohlleiter mit zusätzlichen Reflektionselementen vorgeschlagen. Ein offener Hohlleiter strahlt bereits relativ stark gebündelt ab. Die zusätzlichen Reflektionselemente weiten die Abstrahlung aus. So wird eine annähernd hemisphärische Abstrahlung möglich. Das Raumfahrzeug wird zumindest zeitweilig durch Rotation um die eigene Achse stabilisiert (Spin-Stabilisation). Sind die Antennen außerhalb der Rotationsachse montiert, so tritt ein mit der Rotationsdauer sich periodisch ändernder Doppler-Effekt auf. Problematisch wird dies, wenn die Frequenzverschiebung durch den Doppler-Effekt in die Größenordnung der Bandbreite des Nutzsignals kommt. Dadurch wird die Dekodierung des Nutzsignals erschwert.
In Maun, Botswana, a self-sufficient, sustainable and future-oriented district will be created, the Maun Science Park. Within this project, several 5-8 storey smart homes shall be built in sustainable construction. The aim of this thesis is to develop a sustainable structural concept for those homes of the Maun Science Park. In a first step, the general basics for tall building structures and sustainable construction were established. Based on those fundamentals, criteria for the structural requirements, the ecological as well as the social sustainability of a structural design could be defined. Subsequently, four structural systems were drafted: a concrete core structure, a steel shear frame structure, a rammed earth shear wall structure and a wooden diagrid structure. In addition to the pre-dimensioning of the systems, a life cycle assessment was set up to evaluate the ecological sustainability of the designs. With the help of a utility value analysis, the wooden diagrid structure was determined as the preferred variant. The comparison of the designs also allows to draw general conclusions for the development of sustainable tall building structures. The results of the life cycle assessment show the advantage of wood as an ecological building material over industrially manufactured building materials, such as steel and concrete. Whereas rammed earth, a likewise ecological building material, is not convincing due to its low strength. In general, a balance is created in the life cycle assessment between ecological and industrially manufactured products in regard of strength and environmental impact. In terms of social sustainability, the design of the structure system can significantly influence the flexibility and use of local resources. However, due to the diversity of sustainable construction, the development of a structural system should be linked to an overarching sustainability concept that takes architecture and stakeholders into account.
Online-Reisebewertungsplattformen sind der Treffpunkt für Touristen, um ihre Erlebnisse zu teilen und einander zu beeinflussen. Die Untersuchung des Besuchererlebnisses beim Besuch eines Museums kann sich positiv auf die Museumsentwicklung auswirken. In dieser Arbeit wurde eine qualitative Inhaltsanalyse verwendet, um die positiven und negativen Aspekte von Museumsbesuchen im indonesischen Nationalmuseum zu untersuchen. Durch die Datenanalyse von 420 TripAdvisor-Bewertungen des Nationalmuseums wurden die Aspekte ermittelt, die zur Zufriedenheit oder Unzufriedenheit der Besucher beitragen. Dadurch werden Museumsfachleute in die Lage versetzt, Museumsbesuche weiterzuentwickeln und zu verbessern.
Das Ergebnis dieser Studie zeigt, dass es 12 wichtige Themen gibt, die direkt mit der Erlebniswelt der Besucher im Museum verbunden sind, nämlich Ausstellungsdesign, Museumsidentität, First-hand Experience, Zugänglichkeit, Dienstleistungsumfeld, Architektur, Orientierung und Beschilderung, Annehmlichkeiten, Führungen, Wartungsarbeiten, Geschenkladen und Café, Mitarbeiter. Zu den positiven Aspekten der 12 Themen gehören die umfassenden Sammlungen, die Ausstellungsgestaltung, die Möglichkeit, Neues zu lernen, die günstigen Eintrittspreise, die strategische Lage des Museums, die informativen Museumsführer und die Dienstleistungen für eine Vielzahl von Museumsbesuchern. Bei den negativen Aspekten des Museums konzentrierten sich die Klagen der Besucher im Allgemeinen auf den Mangel an Interaktivität, Beschreibung, Kontext und Beleuchtung der Exponate. Darüber hinaus beklagten sich die Besucher über die Überfüllung an den Wochenenden, die ungepflegten Toiletten, das Verhalten des Personals und die Renovierungsarbeiten, die während der Öffnungszeiten des Museums durchgeführt wurden. Zur Verbesserung der Besuchsqualität sollte das Museum die Interaktivität und die Pflege der Sammlungen intensivieren, eine bessere Beleuchtung installieren, ausführliche Informationen über die Exponate bereitstellen, den Kundenservice und Mitarbeiterschulungen verbessern, Führungen für Kinder anbieten und einen offiziellen Museumsladen eröffnen.