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The use of learning factories for education in maintenance concepts is limited, despite the important role maintenance plays in the effective operation of organizational assets. A training programme in a learning factory environment is presented where a combination of gamification, classroom training and learning factory applications is used to introduce students to the concepts of maintenance plan development, asset failure characteristics and the costs associated with maintenance decision-making. The programme included a practical task to develop a maintenance plan for different advanced manufacturing machines in a learning factory setting. The programme stretched over a four-day period and demonstrated how learning factories can be effectively utilized to teach management related concepts in an interdisciplinary team context, where participants had no, or very limited, previous exposure to these concepts.
The supply of customer-specific products is leading to the increasing technical complexity of machines and plants in the manufacturing process. In order to ensure the availability of the machines and plants, maintenance is considered as an essential key. The application of cyber-physical systems enables the complexity to be mastered by improving the availability of information, implementing predictive maintenance strategies and the provision of all relevant information in real-time. The present research project deals with the development of a cost-effective and retrofittable smart maintenance system for the application of ultraviolet (UV) lamps. UV lamps are used in a variety of applications such as curing of materials and water disinfection, where UV lamps are still used instead of UV LED due to their higher effectiveness. The smart maintenance system enables continuous condition monitoring of the UV lamp through the integration of sensors. The data obtained are compared with data from existing lifetime models of UV lamps to provide information about the remaining useful lifetime of the UV lamp. This ensures needs-based maintenance measures and more efficient use of UV lamps. Furthermore, it is important to have accurate information on the remaining useful lifetime of a UV lamp, as the unplanned breakdown of a UV lamp can have far-reaching consequences. The key element is the functional model of the envisioned cyber-physical system, describing the dependencies between the sensors and actuator, the condition monitoring system as well as the IoT platform. Based on the requirements developed and the functional model, the necessary hardware and software are selected. Finally, the system is developed and retrofitted to a simulated curing process of a 3D printer to validate its functional capability. The developed system leads to improved information availability of the condition of UV lamps, predictive maintenance measures and context-related provision of information.
This study investigates empirically the development of working capital management and its impact on profitability and shareholder value in Germany. We analyse panel data of 115 firms listed on the German Prime Standard, covering the period from 2011 to 2017. The results provide evidence that efficient working capital management, indicated by a shorter cash conversion cycle, deteriorated over time, but that a shorter cash conversion has a positive impact on profitability and shareholder value. The findings highlight the need that managers should give greater priority to working capital optimization, even in a low-interest environment. The paper contributes to the literature by advancing this research area in Germany, and it is the first study investigating shareholder relationship with working capital management and all its determinants.
Dieser Bericht fasst die wesentlichen Arbeiten und Ergebnisse zusammen, die in dem Verbundvorhaben „GalvanoFlex_BW“ im Kalenderjahr 2018 durchgeführt und erzielt wurden. Dazu lässt sich zunächst sagen, dass die Messwertaufnahme und –auswertung abgeschlossen ist. Es wurden verschiedene Messkampagnen bei der Fa. NovoPlan durchgeführt. Bei C&C Bark konnte man teilweise auf bestehende Daten zurückgreifen, die punktuell durch weitere Messungen ergänzt wurden. Bei der Fa. Hartchrom konnten aufgrund von Personalmangel keine Messungen durchgeführt werden. Die aufgenommenen Daten wurden in eine Effizienzbewertung überführt, aus der im Folgenden allgemeine Aussagen abgeleitet werden sollen. Dazu ist ein Simulationsprogramm aufgesetzt worden, das in der Lage ist, Prozessketten energetisch abzubilden und zu optimieren. Zudem sollen aus den Messdaten verbesserte Profile für den Wärmebedarf in den Unternehmen entwickelt werden, die daraufhin der KWK-Optimierung zur Verfügung gestellt werden. Im Zuge der Entwicklung und Bewertung stromoptimierter KWK- Strategien ist ein bestehendes Simulationsmodell entsprechend weiterentwickelt worden. Konkret wurde das Modell um eine verbesserte Lastprognose für Strom und Wärme für Industriebetriebe ergänzt, und das Optimierungsverfahren wurde um eine zweite Dimension erweitert. Während bislang allein die Optimierung der Eigenstromdeckung mit einer Begrenzung der BHKW-Starts als Nebenbedingung möglich war, ist jetzt die Kappung der elektrischen Lastspitze zusätzlich in der Zielfunktion integriert. Gerade bei Industrieunternehmen lässt sich auf diese Weise eine weitere, zum Teil nicht unerhebliche Energiekosteneinsparung erreichen, was durch die ersten Berechnungen anhand der drei im Reallabor vertretenden Betriebe bestätigt wird. Die Ergebnisse werden unter AP 8 (Umsetzung) diskutiert. Der Dialog mit weiteren Unternehmen und Institutionen außerhalb des Vorhabens konnte über die Branchenplattfom weitergeführt werden. In 2018 wurden zwei Veranstaltungen dieser Art durchgeführt, und im Frühjahr 2019 wird ein weiterer Workshop zu diesem Thema durchgeführt. Die sozialwissenschaftliche Begleitforschung wurde mit der zweiten Phase der Firmenbefragungen ebenfalls planmäßig weitergeführt. Mit Blick auf die Umsetzung eines BHKW-Konzeptes haben sich dabei zwei wichtige Punkte wie folgt gezeigt: Zum einen muss die umsetzende Firma eine gewisse „Energieeffizienz-Reife“ besitzen, die sich u.a. in der Erfahrung bei der Durchführung von Energieeffizienzmaßnahmen zeigt, da die Installation eines BHKWs eine äußerst komplexe Maßnahme darstellt. Zum anderen müssen andere unternehmensspezifische Kontextfaktoren hinzukommen, wie z.B. aus anderen Gründen durchzuführende bauliche Maßnahmen, so dass gewisse zeitliche Entscheidungsfenster entstehen, in denen die Umsetzung von KWK-Maßnahmen sinnvoll sind.
In Zusammenarbeit mit dem Medizinproduktehersteller ulrich medical wird eine User Experience und Usability Studie an der Software der im Moment eingesetzten Kontrastmittelinjektoren durchgeführt. Das Unternehmen möchte eine neue Variante eines Kontrastmittelinjektors entwickeln, der als Basis eine verbesserte Version dieser Softwares enthält. Benutzerstudien können mit den unterschiedlichsten Methoden durchgeführt werden. Das geeignete Vorgehen muss definiert und die Testpersonen in Bezug zur eingesetzten Methode ermittelt werden. Bei Medizinprodukten muss zusätzlich auf strikte Auflagen in Normen und Gesetzen geachtet werden. Die Grundlage zur Methodenauswahl bildet eine Recherche zu Usability und User Experience Vorgaben für Medizinprodukte. Die Studie wird anhand quantitativer Daten eines Usability Tests im Labor, Fragebögen zur User Experience und qualitativen Post Test- Interviews evaluiert. In erster Linie dient diese Studie der Ermittlung von möglichen Verbesserungen, welche in der darauf folgenden Masterthesis vertieft und umgesetzt werden.
The field of breath analysis has developed to be of growing interest in medical diagnosis and patient monitoring. The main advantages are that it’s noninvasive, painless and repeatable in flexible cycles. Even though breath analysis is being researched for a couple of decades there are still many unanswered questions. Human breath contains volatile organic compounds which are emitted from inside the body. Some of these compounds can be assigned to specific sources, such as inflammation or cancer, but also to non health related origins. This paper gives an overview of breath analysis for the purpose of disease diagnosis and health monitoring. Therefore, literature regarding breath analysis in the medical field has been analyzed, from its early stages to the present. As a result, this paper gives an outline of the topic of breath analysis.
Haptisches Feedback ist nach zahlreichen Studien ein wichtiger Bestandteil in der medizinischen Robotik. Die meisten Systeme befinden sich jedoch noch im Forschungsstatus und verfolgen unterschiedliche Ansätze. In der Teleoperation wird mit sensorlosen und Sensor-Systemen geforscht. Sensoren bieten, im Gegensatz zu den Encodern in sensorlosen Systemen, genaue Messungen, sind allerdings teuer in der Anschaffung, schwer zu desinfizieren und müssen in OP-Besteck integriert werden. In Hands-On Systemen fühlt der Operateur im Gegensatz zu Teleoperationssystemen direkt die auftretenden Kräfte bei der Benutzung. Der Roboter bietet in diesen Systemen nur die benötigte Stabilität und Genauigkeit, gesteuert werden sie direkt durch den Menschen. Dagegen werden in Teleoperationssystemen gezielte Controller eingesetzt. Hier hat sich der für den OP entwickelte sigma.7 durchgesetzt. Gegenüber der für die Allgemeinheit entwickelten Konkurrenz bietet er haptisches Feedback in allen nötigen Freiheitsgraden und eine entsprechende Kraftrückkoppelung.
In der Kryochirurgie wird Kälte verwendet, um tumoröses Gewebe abzutöten. Dazu werden Kryosonden in den Tumor gestochen und stark abgekühlt. Hierbei gibt es verschiedene Herausforderungen, welchen computergestützt begegnet werden kann. Diese Arbeit gibt die Ergebnisse einer Literaturrecherche zu den Herausforderungen wieder. Die vorgestellten Arbeiten beschäftigten sich mit der Simulation des im Tumor entstehenden Eisballs, dem korrekten Positionieren der Kryosonden im Tumor, dem Überwachen des Eingriffs sowie dem Entwickeln von Simulationen für Trainingszwecke. Dabei zeigt sich, dass der Einsatz von computergestützten Lösungen die Kryochirurgie für Operateur und Patient verbessern kann.
The dynamic capabilities perspective is aimed at explaining how firms achieve and sustain competitive advantages, especially in environments that become volatile, uncertain, complex, and ambiguous (VUCA). In this paper, we combine factors that explain dynamic capabilities on the firm level with factors of dynamic managerial capabilities on the individual level. In addition to the dynamic capabilities theory, we draw on corporate foresight (CF) literature to test the impact of CF training. We find that both the organizational-level practices and the individual-level training of leaders are positively associated with firm-level outcomes. We further observe that this relationship is mediated by dynamic managerial capabilities (i.e., the ability of leaders to challenge current business models, make decisions under uncertainty, and reconfigure organizational resources). Our findings emphasize the importance of training leaders and building organizational CF practices to build the dynamic capabilities needed in VUCA environments.
IC layout automation with self-organized wiring and arrangement of responsive modules (SWARM)
(2019)
Focused on automating analog IC layout, the multi-agent-system Self-organized Wir ing and Arrangement of Responsive Modules (SWARM) combines the powers of pro-cedural generators and algorithmic optimization into a novel bottom-up meets top-down flow of supervised layout module interaction. Provoking self-organization via the effect of emergence, examples show SWARM finding even optimal placement solutions and producing constraint-compliant layout blocks which fit into a specified zone.
Anhaltend erlebt die Künstliche Intelligenz (KI) eine Renaissance in vielen Branchen. Der Trend, komplexe Zusammenhänge in Daten zu erfassen und zu nutzen, hält an. Hierbei ist jedoch der Grundgedanke des Maschinellen Lernens basierend auf empirischen Daten nicht neu. Es bleibt nach wie vor die Herausforderung, erst ein oft auch interdisziplinäres Verständnis von komplexen Zusammenhängen für verschiedenste Anwendungs-Domänen zu gewinnen, um zum Beispiel KI sinnvoll zum Einsatz zu bringen. Als Besucher der Konferenz erwarten Sie Beiträge aus den unterschiedlichsten Bereichen. Hierzu gehören zum Beispiel Müdigkeitserkennungssysteme im Automobil, ein Tastsinn auch für Roboter, aber auch neue Ansätze zur Erzeugung und Nutzung von Virtuellen Realitäten für die Erprobung des autonomen Fahrens bis hin zur Simulation von Außenboardeinsätzen in der Raumfahrt.
On the design of an urban data and modeling platform and its application to urban district analyses
(2020)
An integrated urban platform is the essential software infrastructure for smart, sustainable and resilitent city planning, operation and maintenance. Today such platforms are mostly designed to handle and analyze large and heterogeneous urban data sets from very different domains. Modeling and optimization functionalities are usually not part of the software concepts. However, such functionalities are considered crucial by the authors to develop transformation scenarios and to optimized smart city operation. An urban platform needs to handle multiple scales in the time and spatial domain, ranging from long term population and land use change to hourly or sub-hourly matching of renewable energy supply and urban energy demand.
Das Pariser Klimaschutzabkommen von 2015 fordert die Begrenzung der globalen Erwärmung auf "deutlich unter" 2 Grad Celsius gegenüber der vorindustriellen Zeit. Zwar wurde es von der internationalen Staatengemeinschaft anerkannt, jedoch reichen die national festgelegten Beiträge (NDCs) bisher nicht aus, um das Ziel zu erreichen. Neben der "Emissionslücke" besteht eine große Kluft zwischen naturwissenschaftlichem und öffentlichem Verständnis über den Klimawandel. Während die Besorgnis über den Klimawandel steigt, sehen die meisten Menschen den Klimawandel nicht als ernsthafte Bedrohung für sich selbst und Ansichten über den Klimawandel sind politisch polarisiert. Konventionelle Kommunikationsansätze haben die Lücke zwischen dem wissenschaftlichen und öffentlichen Verständnis über die durch den Klimawandel entstehenden Bedrohungen nicht geschlossen. Hier wird mit dem simulationsbasierten Rollenspiel World Climate ein innovativer Ansatz für die Klimakommunikation vorgestellt: ein soziales, einnehmendes Rollenspiel bei der Entscheidungsfindung im Klimaschutz ist mit einem interaktiven Computermodell kombiniert, das eine sofortige Rückmeldung über die erwarteten Ergebnisse von Entscheidungen liefert. Die Teilnehmenden erfahren mehr über den Klimawandel und erleben sogleich die soziale Dynamik der Verhandlungen. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer Studie über Auswirkungen von World Climate präsentiert.
The paper analyses the importance of List's views on growth and integration from the perspective of modern approaches to economic growth and international economics. Furthermore, some ideas will be presented on how List's ideas could help to explain and understand current economic developments, such as the crisis of the European Union or the new form of isolationism of the United States of America.
The economic thought of Friedrich List. - (Routledge studies in the history of economics ; 16)
(2019)
Friedrich List is, besides Kral Marx, one of the most important economists of the 19th century in Germany.
Probably most modern economists know List for his idea of educational tariffs that protect infant industries from international competition an help them to become competitive before their country opens the domestic market for foreign rivals. Furthermore, List is still popular because of his contribution to establishing a railway system in the USA and Germany. However, a closer look at his work reveals that his ideas about the economic system could enrich the current theoretical and political debate on international trade and integration as well as economic growth.
Heat pumps are a vital element for reaching the greenhouse gas (GHG) reduction targets in the heating sector, but their system integration requires smart control approaches. In this paper, we first offer a comprehensive literature review and definition of the term control for the described context. Additionally, we present a control approach, which consists of an optimal scheduling module coupled with a detailed energy system simulation module. The aim of this integrated two part control approach is to improve the performance of an energy system equipped with a heat pump, while recognizing the technical boundaries of the energy system in full detail. By applying this control to a typical family household situation, we illustrate that this integrated approach results in a more realistic heat pump operation and thus a more realistic assessment of the control performance, while still achieving lower operational costs.
In Folge der gegenwärtigen Digitalisierung in der produzierenden Industrie werden Anwendungen oder Services mit potentiell positiven Auswirkungen auf Faktoren wie Effektivität und Arbeitsqualität entwickelt. Ein geeigneter Ansatz zur Stärkung motivierender Aspekte im Arbeitskontext kann Gamification darstellen. In dieser Arbeit ist die initiale Konzeption und Evaluation eines Gamification-Ansatzes für Anwender eines KI-Service zur Maschinenoptimierung dargestellt und möglichen Anforderungen an ein Konzept zur Motivationssteigerung extrahiert.
In dieser Ausarbeitung wird eine zeitliche Vorhersage von Erdbeben getroffen. Hierfür werden mit einem Datensatz aus Labor-Erdbeben Convolutional Neural Networks (CNN) trainiert. Die trainierten Netzwerke geben Vorhersagen, indem sie einen Input an seismischen Daten klassifizieren. Durch das Klassifizieren kann das CNN die zeitliche Entfernung zum nächsten Erdbeben vorhersagen. Es werden hierfür zwei Ansätze miteinander verglichen. Beim ersten Ansatz werden die Originaldaten in ein CNN gegeben. Beim zweiten Ansatz wird vor dem CNN eine Vorverarbeitung der Daten mit den Mel Frequency Cepstral Coefficients (MFCC) durchgeführt. Es zeigt sich, dass mit beiden Ansätzen eine gute Klassifikation möglich ist. Die Kombination aus MFCC und CNN liefert die besseren quantitativen Ergebnisse. Hierbei konnte eine Genauigkeit von 65 % erreicht werden.
