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Der elektrische Wirkungsgrad stellt eines der wichtigsten Bewertungskriterien für BHKW dar, da über diese Größe ausgedrückt wird, wie viel des Wertproduktes „elektrische Energie“ bezogen auf die eingesetzte oder aufzuwendende Brennstoffenergie produziert werden kann. Ein hoher elektrischer Wirkungsgrad ist somit gleichbedeutend mit hohen Erlösen aus dem Verkauf der erzeugten elektrischen Energie und damit eine grundlegende Voraussetzung für einen wirtschaftlichen Betrieb eines BHKWs. Folglich sind die Hersteller von BHKW bestrebt, den elektrischen Wirkungsgrad ihrer Geräte kontinuierlich zu verbessern und nach oben zu treiben. Dieses Bemühen zeigt sich eindrucksvoll an der Entwicklung der mechanischen Effizienz von Gasmotoren der Firma GE Jenbacher. Während mit Motoren der Baureihe 6 im Leistungsbereich 1,8 – 4,4 MWel im Jahr 1988 eine mechanische Effizienz von 34% erreichbar war, liegt dieser Wert mittlerweile bei etwa 47,5%. Diese enorme Steigerung konnte im Wesentlichen durch eine Erhöhung des mittleren effektiven Zylinderarbeitsdrucks von etwa 10 bar im Jahr 1988 auf derzeit 24 bar erzielt werden. Dabei hilft der Magerbetrieb, der gleichzeitig ein Zurückdrängen der NOx-Emissionen bewirkt, die Klopfgrenze zu höheren Drücken hin zu verschieben. Eine sichere Zündung des Gas-Luft-Gemisches wird durch die Vorkammerzündung erreicht.
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.
Das Ziel dieser Arbeit war die Umsetzung eines Wahrnehmungsensors für Softwareagenten, die über ein virtuelles Menschmodell in einer dreidimensionalen Umgebung agieren. Hierbei sollen die Agenten über den Sensor in der Lage sein, semantische Informationen zu geometrischen Objekten in der Umgebung zu erhalten. Hierfür wurden zwei Verfahren umgesetzt, die das menschliche Sehen simulieren, indem Objekte erkannt werden, wenn diese innerhalb eines Sichtfelds liegen. Ein Problem, das dabei gelöst werden muss, ist die Identifizierung möglicher Verdeckungen der Objekte. Ein Ansatz, dieses Problem zu lösen, ist der Ray-Tracing Ansatz, welcher für das erste Verfahren umgesetzt wurde. Das zweite Verfahren verwendet den Occlusion-Culling Ansatz. Auswertungen beider Verfahren haben gezeigt, dass der Ray-Tracing Ansatz eine schnellere Laufzeit aufweist, der Occlusion-Culling Ansatz jedoch mehr unverdeckte Objekte im Sichtfeld erkennt.
Enterprise Architectures (EA) consists of many architecture elements, which stand in manifold relationships to each other. Therefore Architecture Analysis is important and very difficult for stakeholders. Due changing an architecture element has impacts on other elements different stakeholders are involved. In practice EAs are often analyzed using visualizations. This article aims at contributing to the field of visual analytics in EAM by analyzing how state of-the-art software platforms in EAM support stakeholders with respect to providing and visualizing the “right” information for decision-making tasks. We investigate the collaborative decision-making process in an experiment with master students using professional EAM tools by developing a research study and accomplishing them in a master’s level class with students.
Current approaches for enterprise architecture lack analytical instruments for cyclic evaluations of business and system architectures in real business enterprise system environments. This impedes the broad use of enterprise architecture methodologies. Furthermore, the permanent evolution of systems desynchronizes quickly model representation and reality. Therefore we are introducing an approach for complementing the existing top-down approach for the creation of enterprise architecture with a bottom approach. Enterprise Architecture Analytics uses the architectural information contained in many infrastructures to provide architectural information. By applying Big Data technologies it is possible to exploit this information and to create architectural information. That means, Enterprise Architectures may be discovered, analyzed and optimized using analytics. The increased availability of architectural data also improves the possibilities to verify the compliance of Enterprise Architectures. Architectural decisions are linked to clustered architecture artifacts and categories according to a holistic EAM Reference Architecture with specific architecture metamodels. A special suited EAM Maturity Framework provides the base for systematic and analytics supported assessments of architecture capabilities.
In der Mikroelektronik werden Chips häufig in Mold-Gehäusen verpackt. Die elektrischen Verbindungen vom Chip zu den Anschlussbeinchen des Gehäuses werden mit Bonddrähten realisiert. Für die Berechnung der Gleichgewichtstemperatur in einem Bonddraht bei konstantem Strom sowie von Temperaturverläufen bei transienten Strömen ist die herkömmliche FEM-Methode langsam und unhandlich. Daher wurde der Bondrechner entwickelt, der ein zylindersymmetrisches Ersatz-Modell für das Package in geeigneten mathematischen Gleichungen abbildet.
Im Gegensatz zum Bondrechner der ersten Generation [1], der auf den Gleichungen von [2] basiert, bietet ein neuer mathematischer Ansatz die Möglichkeit, eine endliche effektive Package-Größe, sowie einen endlichen Wärmeübergang zwischen Bonddraht und Mold-Masse zu berücksichtigen. Ebenso wurde die Berechnung der Interaktion von mehreren benachbarten Drähten verfeinert. Die Berechnung von beliebigen transienten Pulsformen mittlerer Länge wurde ebenfalls verbessert. Eine quadratische Komponente in der Temperaturabhängigkeit des spezifischen Widerstandes des Drahtmaterials kann jetzt ebenfalls berücksichtigt werden.
Die Ergebnisse wurden erfolgreich mit FEM-Berechnungen verglichen und die Geschwindigkeit der Berechnung ist um Größenordnungen schneller als mit kommerziellen FEM-Programmen.
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.
Strategy to test mobile apps
(2014)
Nowadays the development of a mobile app implies challenges and difficulties, which have to be faced by mobile app developers. Innovations lead to a rapidly evolving mobile app market, therefore apps should be developed faster and offered in short release cycles to the market. Testing is a decisive activity within the development process that helps to improve the quality of the app. This research paper describes a strategy to test mobile apps that overcomes the challenges that mobile apps confront and permits to test the app in a structural test environment.
The implementation of a web based portal QA solution will lead to a high acceptance of the staff as the usage of commonly known standard software (e.g. web browser) allows intuitive handling. In the daily use a significant simplification of the workflow and Performance enhancement can be achieved by easy access to the check documents. As the data is now saved in a database it can easily be processed and long-term trends can be displayed. Therefore possible errors can be detected much easier and earlier. By the usage of time stamps and user authentication procedures and user responsibilities are comprehensibly documented. As the software is browser based, integration into an existing software Environment is not critical. As only technical QA data is processed, no further data security measures are necessary. A certification as a medical product is not required.
Im präventiven Krisenmanagement geht es um die frühzeitige Erkennung von möglichen, unvorhersehbaren Ereignissen. Hierzu zählen beispielhaft Busunfälle, einstürzende Gebäude und ähnliche Großschadensereignisse. Krisen treten meist unerwartet auf und neigen oftmals aufgrund der knapp bemessenen Handlungszeit zu Fehlentscheidungen. Um dies zu verhindern, dient das präventive Krisenmanagement dazu, sämtliche auftretende Ereignisse mittels einer Simulation zuvor durchzuspielen, um im Falle einer reellen Krise die notwendigen Schritte bestmöglich einzuleiten. Um Simulationen für das Krisenmanagement zu präzisieren und die Ergebnisse effektiv und vereinfacht zu veranschaulichen, ist es notwendig, eine Vorauswahl an vorhandenen Szenarien für Vergleiche heraussuchen zu können. Diese Arbeit entstand im Rahmen des FP-7 EU Projekts CRISMA (Crisis Management) [1] und dient zur Evaluation eines Konzepts zur Vorauswahl geeigneter Szenarien, welche in früheren Simulationen entstanden.
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.
Quest 3C : an integrative simulation game used to encourage cross-disciplinary thinking and action
(2014)
Interdisciplinary, complex problem-solving and the necessity to communicate effectively in global Teams characterise today’s rapidly changing Business environment. Employers consistently stress the need for business engineering graduates to demonstrate technical expertise, methodological competences and diverse soft skills. The "silo effect" in higher education has partially created a gap between what industry wants and what academia provides. Here we examine how interdisciplinary team teaching and shared ICT might be more effective in bringing higher education teaching in sync with industry and its demands.
Proceedings of the International Workshop on Mobile Networks for Biometric Data Analysis (mBiDA)
(2014)
Prevention and treatment of common and widesprea (chronic) diseases is a challenge in any modern Society and vitally important for health maintenance in aging societies. Capturing biometric data is a cornerstone for any analysis and Treatment strategy. Latest advances in sensor technology allow accurate data measurement in a non-intrusive way. In many cases, it is necessary to provide online monitoring and real-time data capturing to support patients´ prevention plans or to allow medical professionals to access the current status. Different communication standards are required to push sensor data and to store and analyze them on different (mobile) platforms. The objective of the workshop is to show new and innovative approaches dedicated to biometric data capture and analysis in a non-intrusive way maintaining mobility. Examples can be found in human centered ambient intelligence attributed with sensors or even in methodologies applied in automotive real-time conform mobile system design. The workshop´s main challenge is to focus on approaches promoting non-intrusiveness, reliable prediction algorithms and high user-acceptance. The workshop will provide overview presentations, Young researcher poster tracks, doctoral tracks and classical peer-review full paper tracks. Especially, would like to encourage students and young researchers to participate and to contribute to the workshop. Scientific contributions to the event are peer-reviewed by a suited program committee.
While digital IC design is highly automated, analog circuits are still handcrafted in a time-consuming, manual fashion today. This paper introduces a novel Parameterized Circuit Description Scheme (PCDS) for the development of procedural analog schematic generators as parameterized circuits. Circuit designers themselves can use PCDS to create circuit automatisms which capture valuable expert knowledge, offer full topological flexibility, and enhance the re-use of well-established topologies. The generic PCDS concept has been successfully implemented and employed to create parameterized circuits for a broad range of use cases. The achieved results demonstrate the efficiency of our PCDS approach and the potential of parameterized circuits to increase automation in circuit design, also to benefit physical design by promoting the common schematic-driven-layout flow, and to enhance the applicability of circuit synthesis approaches.
Mit dem starken Wachstum des CarSharing- Angebots und der großen Menge an Flottenfahrzeugen in Unternehmen nimmt auch die Anzahl der Fahrtenbuch-Apps zu. Bei den meisten mobilen Fahrtenbuch- Anwendungen muss der Benutzer den Kilometerstand manuell eintragen. Dies wirkt sich negativ auf die Usability und die User Experience aus. Hinzu kommt, dass jede Minute kostbar ist, die der Fahrer im ausgeliehenen Auto verbringt. Aus diesen Gründen wird hier eine Lösung vorgestellt, bei der der Kilometerstand aus einer Mercedes Benz A-Klasse über den OBD-Anschluss mit Hilfe des CAN Interfaces „ISI b2air“ automatisch ausgelesen und per Bluetooth an die Fahrtenbuch-App der Berger Elektronik GmbH gesendet wird. Hierfür wird mittels der Software „ISI b2app“ die Kommunikation des Diagnosetesters mit dem Fahrzeug aufgezeichnet. Anschließend werden die CAN-Botschaften analysiert und in Bezug auf den Kilometerstand gefiltert. Die entsprechende Anfrage zum Erhalt des Kilometerstandes wird in den Programmcode des Berger Fahrtenbuches implementiert, so dass die App selbstständig den Kilometerstand auslesen kann.
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.
Three different polyols (soluble starch, sucrose, and glycerol) were tested for their potential in the chemical modification of melamine formaldehyde (MF) resins for paper impregnation. MF impregnated papers are widely used as finishing materials for engineered wood. These polyols were selected because the presence of multiple hydroxy groups in the molecules was suspected to facilitate cocondensation with the main MF framework. This should lead to good resin performance. Moreover, they are readily produced from natural feedstock. They are available in large quantities and may serve as economically feasible, environmentally harmless alternative co-monomers suitable to substitute a portion of fossil-based starting material. In the presented work, a number of model resins were synthesized and tested for covalent incorporation of the natural polyol into the MF Framework. Spectroscopic evidence of chemical incorporation of glycerol was found by applying by 1H, 13C, 1H/13C HSQC, 1H/13C HMBC, and 1H DOSY methods. It was furthermore found that covalent incorporation of glycerol in the network took place when glycerol was added at different stages during synthesis. Further, all resins were used to prepare decorative laminates and the performance of the novel resins as surface finishing was evaluated using standard technological tests. The technological performance of the various modified thermosetting resins was assessed by determining flow viscosity, molar mass distribution, the storage stability, and in a second step laminating impregnated paper to particle boards and testing the resulting surfaces according to standardized quality tests. In most cases, the average board surface properties were of acceptable quality. Our findings demonstrate the possibility to replace several percent of the petrol-based product melamine by compounds obtained from renewable resources.
An index in a Multi-Version DBMS (MV-DBMS) has to reflect different tuple versions of a single data item. Existing approaches follow the paradigm of logically separating the tuple version data from the data item, e.g. an index is only allowed to return at most one version of a single data item (while it may return multiple data items that match a search criteria). Hence to determine the valid (and therefore visible) tuple version of a data item, the MV-DBMS first fetches all tuple versions that match the search criteria and subsequently filters visible versions using visibility checks. This involves I/O storage accesses to tuple versions that do not have to be fetched. In this vision paper we present the Multi Version Index (MV-IDX) approach that allows index-only visibility checks which significantly reduce the amount of I/O storage accesses as well as the index maintenance overhead. The MV-IDX achieves significantly lower response times and higher transactional throughput on OLTP workloads.