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Die Informatics Inside-Konferenz findet in diesem Jahr zum dritten Mal statt. Mit dem Thema "Grenzen überwinden – Virtualität erweitert Realität" stellt sich die Veranstaltung einem aktuellen Schwerpunkt, der viele Interessierte aus Wirtschaft, Wissenschaft und Forschung anzieht. Die Konferenz hat sich von einer Veranstaltung für die Masterstudenten des Studiengangs Medien- und Kommunikationsinformatik zu einer offenen Studentenkonferenz entwickelt. Um die Qualität weiter zu steigern wurde parallel dazu ein zweistufiges Review-Verfahren für Beiträge dieses Tagungsbandes eingeführt.
In diesem Artikel wird ein neu entwickeltes Werkzeug zur Dimensionierung von Bonddrähten im ASIC-Entwurf vorgestellt. Die Berücksichtigung aller Einflussfaktoren erlaubt eine gegenüber Handrechnungen optimierte Auslegung der Bondanordnung. Dies ermöglicht zum einen die Absicherung gegen Degradationseffekte bis hin zum Durchbrennen und garantiert so die Zuverlässigkeit über die gesamte Lebensdauer. Zum anderen wird eine aus Zuverlässigkeitserwägungen resultierende Überdimensionierung vermieden.
Das Werkzeug erlaubt die Kalkulation aller für die Auslegung von Bonddrähten relevanten Parameter. Je nach Kontext der Aufgabenstellung lassen sich die Stromtragfähigkeit für Dauerstrom oder Pulsstrombelastung, kritische Temperaturen oder die maximale Bonddrahtlänge als Ausgabegrößen berechnen. Durch diese Flexibilität und die benutzerfreundliche Integration in eine industrielle Entwicklungsumgebung ist der „Bond-Rechner“ im gesamten Entwurfsverlauf einsetzbar und leistet wertvolle Hilfestellung von ersten Abschätzungen in frühen Entwurfsphasen bis hin zur abschließenden Verifikation.
Ein praktikables Mittel zur Erhöhung des Automatisierungsgrads im analogen IC-Entwurf ist die Verwendung parametrisierter Zellen. Diese sogenannten pCells werden eingesetzt, um determinierte Layouts automatisch zu erzeugen, und zwar in der Regel für einzelne Bauelemente wie Transistoren oder Dioden. Der vorliegende Beitrag zeigt die Potenziale eines erweiterten pCell-Konzepts, mit dem determinierte Layouts als auch Schaltpläne für ganze Schaltungsmodule automatisch generiert werden können. Als Beispiel wird eine solche Modul-pCell für analoge Stromspiegel beschrieben, die nicht nur die Dimensionierung der Einzeltransistoren, sondern auch verschiedene Transistortypen, beliebige Spiegelverhältnisse und sogar mehrere Topologien sowie weitere Freiheitsgrade implementiert. Das dadurch erzielte Maß an Flexibilität erlaubt es, die zahlreichen schaltungstechnischen Varianten im Analogbereich abzudecken, die ansonsten oftmals Hürden für Automatisierungsansätze darstellen.
Das Motto der diesjährigen Konferenz lautet "Reality++: Tomorrow comes today!". Unter diesem fast schon visionären Thema werden die Ergebnisse der verschiedenen Vertiefungsarbeiten aus den vergangenen Monaten präsentiert. Das Programm wird vervollständigt durch Beiträge von Experten aus der Forschung und Industrie.
Der vorliegende Artikel beleuchtet die grundsätzlichen Möglichkeiten der Integration von Funktionalitäten der sozialen Medien in Unternehmen. Darauf aufbauend wird Social Commerce als zentraler Gegenstand der Unternehmensführung hergeleitet. Dabei stehen der kundenseitige Kaufprozess und dessen Schnittstellen zu Kommunikationsinstrumenten des Social Webs im Vordergrund. Gezeigt wird die Beeinflussung des individuellen Kaufprozesses durch Social Media. Diese Wirkungsdynamiken sind nachfolgend die Grundlage für die Deskription von möglichen strategischen Einsatzfeldern und Bereichen des Social Commerce in der Unternehmensführung.
Die Spannungsversorgung elektronischer Steuergeräte im Automotive-Bereich wird zunehmend durch Schaltregler sichergestellt. Der SEPIC (Single Ended Primary Inductance Converter) besitzt die Eigenschaft, eine Spannung aufwärts wie auch abwärts wandeln zu können und könnte somit klassische Buck- und Boost-Wandler ablösen. Dieser Beitrag untersucht den SEPIC hinsichtlich Eignung für Automotive-Anwendungen. Dazu wurde eine Groß- sowie Kleinsignalanalyse am Wandler durchgeführt, mit geeigneten Simulationsmodellen nachgebildet und Messungen gegenüber gestellt. Der SEPIC zeigt als Hauptvorteile:
1. einen verzugsfreien Übergang zwischen Buck-/Boost Betrieb, 2. geringe Eingangswelligkeit, 3.DC-Kurzschlussfestigkeit. Auch hinsichtlich Wirkungsgrad und EMV-Verhalten stellt der SEPIC eine interessante Alternative dar. Der zwischen Ein- und Ausgang liegende Kondensator wird dauerhaft von einem Strom durchflossen, auf Basis der Effektivströme wird das damit verbundene Ausfallrisiko diskutiert.
Universelle OTA-Testbench
(2014)
Es wird eine universell einsetzbare Testbench zur Simulation von integrierten Schaltungen innerhalb der OTA-Schaltungsklasse (Operational Transconductance Amplifier; Transkonduktanzverstärker) vorgestellt. Transkonduktanzverstärker sind in der analogen Schaltungstechnik weit verbreitet und daher von großer Bedeutung. Sie treten sowohl als eigenständige Schaltungen innerhalb eines Chips, sowie als Bestandteil anderer Schaltungen (z.B. als erste und zweite Stufe von Operationsverstärkern) auf. Es kann davon ausgegangen werden, dass heute kaum ein analoger oder Mixed-Signal-Chip gefertigt wird, in dem keine Transkonduktanzverstärker verbaut sind. Die Entscheidungsfindung des Entwicklers bei der Auslegung eines OTAs beruht maßgeblich auf einer anwendungsspezifischen Simulation. Die Erstellung einer eigenen Testbench für jede Anwendung bedeutet allerdings einen hohen Zeitaufwand und erschwert den Vergleich der Simulationsergebnisse unterschiedlicher Schaltungsvarianten. Durch eine universelle Testbench kann zum einen der Zeitaufwand verringert werden, zum anderen können nun Simulationsergebnisse direkt miteinander verglichen werden. Hierdurch wird die Entscheidungsfindung des Entwicklers objektiviert und beschleunigt. Neben dem Vergleich unterschiedlicher Schaltungen innerhalb einer Technologie ist auch der Vergleich einer Schaltung in unterschiedlichen Technologien denkbar. Die Idee einer universell anwendbaren Testbench lässt sich auch auf andere analoge Schaltungsklassen anwenden und damit als Prinzip verallgemeinern.
Es wird das Ziel verfolgt, eine Möglichkeit für die sichere Wiederverwendbarkeit von Schaltungen aus der OTA-Schaltungsklasse bereitzustellen. Hierfür werden ausgewählte OTA-Schaltungstopologien für die "Copy-and-Paste"-Methode vorgestellt. Es wurde im industriellen Umfeld gezeigt, dass sie sich unter der Voraussetzung einer repräsentativen Topologieauswahl – vordimensioniert für den typischen Anwendungsbereich – schon in dieser Form für die Wiederverwendung eignen.
Mit der Verfügbarkeit leistungsfähiger Computer haben rechnergestützte Simulationsverfahren überall in Wissenschaft und Technik Einzug gehalten. Die modellbasierte Simulation als "virtuelles Experiment" stellt insbesondere im Entwurf technischer Systeme ein wirksames und längst unverzichtbares Hilfsmittel dar, um Entwicklungsergebnisse hinsichtlich gewünschter Eigenschaften abzusichern. Die Möglichkeiten heutiger Simulationsmethoden sind faszinierend, weshalb gerade Anfänger (aber nicht nur diese) der Gefahr ausgesetzt sind, deren Ergebnisse unkritisch zu übernehmen. Besondere Bedeutung kommt hier der Lehre zu. Neben der Anwendung der Simulationswerkzeuge ist es wichtig, den Studierenden auch deren theoretische Grundlagen nahe zu bringen und damit ihr Bewusstsein hinsichtlich der Grenzen der Simulation zu schärfen. Der Workshop der ASIM/GI-Fachgruppen "Simulation technischer Systeme" und "Grundlagen und Methoden in Modellbildung und Simulation" bringt Fachleute aus Wirtschaft und Wissenschaft zum Erfahrungsaustausch rund um die Simulation zusammen. Hierbei werden alle Aspekte von den Grundlagen über die Methoden bis hin zu Werkzeugen und Anwendungsbeispielen angesprochen.
In diesem Beitrag wurde gezeigt, wie ein bereits bekanntes Verfahren zur modellprädiktiven Regelung zur Optimierung der Energieeffizienz einer Asynchronmaschine im dynamischen Betrieb eingesetzt werden kann. Dazu wurden zunächst die Beziehungen für die Verlustleistung bei alleiniger Berücksichtigung der Kupferverluste im dynamischen Betrieb hergeleitet. Ausgehend davon wurde das Optimierungsproblem formuliert, der Einfluss von Parametern des modellprädiktiven Verfahrens auf das Optimierungsergebnis untersucht und damit Vorschlagswerte für diese Parameter ermittelt. Der Vergleich mit zwei weiteren Verfahren ohne Optimierung bzw. mit Optimierung allein für stationäre Arbeitspunkte zeigt die Vorteile des modellprädiktiven Verfahrens.
Die Wahl einer Klinik ist typischerweise dem stellvertretenden Kaufverhalten zuzuordnen – Kunden suchen vertrauenswürdige, persönliche Quellen zur Unterstützung der Entscheidung. Weiterempfehlungsverhalten kann durch Anreize unterstützt werden – grundlegende Voraussetzung für ehrliche Weiterempfehlung ist jedoch Kundenzufriedenheit. Kundenzufriedenheit entsteht durch den Abgleich zwischen erwarteter und empfundener Leistung – das erwartete Leistungsniveau wird häufig durch Unternehmen anderer Branchen determiniert. Individuen sind nicht in der Lage, die Bestandteile einer Erfahrung isoliert zu bewerten, sondern vermengen sie (Halo-Effekt) - Inkonsistenzen führen zu einer Abwertung der Gesamterfahrung. Darum ist im ersten Schritt die Identifikation der Gesamterfahrung (Kundenreise) erforderlich – diese beginnt vor und endet nach der unmittelbaren Interaktion des Kunden mit dem Unternehmen / der Klinik. Im zweiten Schritt sind die Zufriedenheitstreiber und die Interdependenzen zwischen den Einzelerfahrungen zu ermitteln um dann die Optimierung der Kundenreise zu planen und umzusetzen.
Fundamentale Veränderungen der heutigen Arbeitswelt stellen Menschen, Systeme, Prozesse und ganze Organisationen vor erhebliche Herausforderungen. Der Faktor Mensch leistet in allen Bereichen dieses Wirkgefüges einen essentiellen Beitrag zum Wettbewerbsvorteil vieler produzierender Unternehmen am Standort Deutschland. Der Wandel von Automatisierung zu selbststeuernden Unternehmen geht dabei nicht spurlos an dem wandlungsfähigsten Glied dieses Gefüges, dem Menschen, vorüber. Belastungsarten verändern sich, singuläre Bewältigungsstrategien genügen nicht mehr, um einen optimalen Beanspruchungszustand jedes einzelnen Individuums zu erreichen und gleichzeitig das höchstmögliche Potenzial zu schöpfen. Das Belastungs- und Beanspruchungscockpit bildet einen Lösungsansatz zur systematischen und durchgängigen Bewertung von Belastungszuständen und der individuellen Beanspruchung von Beschäftigten an Montagearbeitsplätzen. Es liefert in Echtzeit Informationen zum Belastungs- und Beanspruchungszustand des Mitarbeiters und kann mit Ergonomiebewertungsverfahren verknüpft werden. Der Aspekt der Multidimensionalität umfasst die Bewertung verschiedener Indikatoren unter Betrachtung ihrer Wirkzusammenhänge.
System- und Schnittstellenbeherrschung, Ideen- und Innovationsmanagement sowie die virtuell integrierte Produkt- und Prozessplanung sind zu entwickelnde Kompetenzen, die der veränderten Rolle des Menschen in der Industrie 4.0 Rechnung tragen. Dezidiert adressiert werden können diese in zukunftsweisend ausgerüsteten Lernfabriken.
Die sogenannte Systemsimulation, bei der mehrere physikalische Domänen gemeinsam simuliert werden, erlaubt die Analyse komplexer und damit realitätsnaher Systeme und spielt eine zunehmend größere Rolle bei der Auslegung von Komponenten. Enthält das System Teile, die durch Feldgrößen aus unterschiedlichen physikalischen Domänen beschrieben werden müssen, kann man Co-Simulationen einsetzen, die allerdings zeitaufwändig sind. Für die Auslegung des Systems ist es dagegen notwendig, Systemsimulationen schnell durchzuführen zu können. Hierfür können für ausgewählte Bauteile oder Domänen schnellere reduzierte Ersatzmodelle (ROM) eingesetzt werden. In dieser Arbeit stellen wir ein reduziertes Modell für elektromechanische Bauteile mit Berücksichtigung von Wirbelströmen vor. Wirbelstromeffekte hängen nicht nur vom aktuellen Zustand, sondern auch von der Geschichte der elektromagnetischen Domäne ab. Das vorgestellte Ersatzmodell basiert auf Daten, die mit einer Reihe von stationären Feldsimulationen vorab erzeugt werden. Für die Modellierung der geschichtsabhängigen Wirbelstromeffekte wird ein Konvolutionsansatz (Faltungsansatz) verwendet. Vergleiche mit entsprechenden Co-Simulationen in ANSYS Maxwell und Simplorer zeigen am Beispiel eines Hubankers, dass das Ersatzmodell in der Lage ist, die wesentlichen Eigenschaften des Bauteils physikalisch korrekt abzubilden.
Big Data und Cloud Systeme werden zunehmend von mobilen, benutzerzentrierten und agil veränderbaren Informationssystemen im Kontext von digitalen sozialen Netzwerken genutzt. Metaphern aus der Biologie für lebendige und selbstheilende Systeme und Umgebungen liefern die Basis für intelligente adaptive Informationssysteme und für zugehörige serviceorientierte digitale Unternehmensarchitekturen. Wir berichten über unsere Forschungsarbeiten über Strukturen und Mechanismen adaptiver digitaler Unternehmensarchitekturen für die Entwicklung und Evolution von serviceorientierten Ökosystemen und deren Technologien wie Big Data, Services & Cloud Computing, Web Services und Semantikunterstützung. Für unsere aktuellen Forschungsarbeiten nutzen wir praxisrelevante SmartLife Szenarien für die Entwicklung, Wartung und Evolution zukunftsgerechter serviceorientierter Informationssysteme. Diese Systeme nutzen eine stark wachsende Zahl externer und interner Services und fokussieren auf die Besonderheiten der Weiterentwicklung der Informationssysteme für integrierte Big Data und Cloud Kontexte. Unser Forschungsansatz beschäftigt sich mit der systematischen und ganzheitlichen Modellbildung adaptiver digitaler Unternehmensarchitekturen - gemäß standardisierter Referenzmodelle und auf Standards aufsetzenden Referenzarchitekturen, die für besondere Einsatzszenarien auch bei kleineren Anwendungskontexten oder an neue Kontexte einfacher adaptiert werden können. Um Semantik-gestützte Analysen zur Entscheidungsunterstützung von System- und Unternehmensarchitekten zu ermöglichen, erweitern wir unser bisheriges Referenzmodell für ITUnternehmensarchitekturen ESARC – Enterprise Services Architecture Reference Cube – um agile Mechanismen der Adaption und Konsistenzbehandlung sowie die zugehörigen Metamodelle und Ontologien für Digitale Enterprise Architekturen um neue Aspekte wie Big Data und Cloud Kontexte.
Der lokale Bekleidungseinzelhandel steht unter immer stärkerem Konkurrenzdruck durch Versandunternehmen. Zusätzlich bestehen durch gewachsene Architekturen eine Reihe von Wachstumshemmnissen. Daher sollen hier eine Reihe von Ansätzen zur Gestaltung datenzentrierter Unternehmensarchitekturen für den Bekleidungseinzelhandel vorgestellt werden. Sie basieren auf dem Einsatz von RFID zur Gewinnung von Kundenprofilen in den Niederlassungen und dem Einsatz von Big-Data basierten Auswertungs- und Analysemechanismen. Mit den vorgestellten Konzepten ist es Unternehmen des Bekleidungseinzelhandels möglich, ähnlich wie Versandunternehmen, individuelle Ansprachen des Kunden und Angebote zu entwickeln
Durch schnell schaltende Leistungsendstufen werden durch kapazitive Umladeströme Störungen ins Substrat und in empfindliche Schaltungselemente eingekoppelt, die dort zur Störung der Funktion führen können. In dieser Arbeit werden Substratstrukturen zur gezielten Ableitung dieser Störungen vorgestellt und ihre Wirksamkeit mit Hilfe von Device Simulation evaluiert. Ohne Ableitstrukturen kann eine Potentialanhebung des Substrats bis zu 20 V entstehen. Die Untersuchungen belegen, dass die Potentialanhebung durch p-Typ Guard-Ringe um 75 %, durch leitende Trenches um 88 % sowie durch Rückseitenmetallisierung um nahezu 100 % reduziert werden kann.