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This paper introduces a highly scalable heteromodular origami art technique for constructing 3D framework structures using elementary struts and connectors folded from uncut sheets of standard A4 office paper. The presented technique, named ZEBRA, allows the design of meter-scale architectural objects, such as truss bridges and towers, which are capable of bearing substantial mechanical loads. Moving parts, ranging from simple levers to complete multi-bar linkages, can be integrated into static frameworks using a set of kinematic extensions. An overview is given of how the ZEBRA system can be used to teach university students various theoretical and practical aspects of the engineering sciences in an entertaining and hands-on way.
Rapid Prototyping Plattformen reduzieren die Entwicklungszeit, indem das Überprüfen einer Idee in Form eines Prototyps schnell umzusetzen ist und mehr Zeit für die eigentliche Anwendungsentwicklung mit Benutzerschnittstellen zur Verfügung steht. Dieser Ansatz wird schon lange bei technischen Plattformen, wie bspw. dem Arduino, verfolgt. Um diese Form von Prototyping auf Wearables zu übertragen, wird in diesem Paper WearIT vorgestellt. WearIT besteht als Wearable Prototyping Plattform aus vier Komponenten: Einer Weste, Sensor- und Aktorshieldss, einer eigenen bibliothek sowie einem Mainboard bestehend aus Arduino, Raspberry Pi, einer Steckplatine und einem GPS-Modul. Als Ergebnis kann ein Wearable Prototyp schnell, durch das Anbringen von Sensor- und Aktorshields an der WearIT Weste, entwickelt werden. Diese Sensor- und Aktorshields können anschließend durch die WearIT-Bibliothek programmiert werden. Dafür kann über Virtual Network Computing (VNC) mit einem entfernten Rechner auf die Bildschirminhalte des Rasperry Pis zugegriffen und der Arduino programmiert werden.
In diesem Beitrag wird ein kapazitiver Low Power DC-DC Wandler mit 15 konfigurierbaren Übersetzungsverhältnissen, einem hohen Eingangsspannungsbereich von 5 V bis 20 V und einer konstanten Ausgangsspannung von 5 V vorgestellt. Bei einer Ausgangsleistung von 5 mW wird ein maximaler Wirkungsgrad von 81% erreicht. Die Implementierung erfolgt in einem 350 nm Hochvolt-CMOS-Prozess. Während es für niedrige Eingangsspannungen eine Vielzahl an Topologien und Konzepten gibt, wurden vollintegrierte SC-Wandler für höhere Eingangsspannungen (> 8 V) bisher nur wenig untersucht. Höhere Spannungen erfordern den Einsatz von Hochvolttransistoren und eine aufwändigere Ansteuerung. Um über einen weiteren Eingangsspannungsbereicht mit hoher Genauigkeit und hohem Wirkungsgrad zu wandeln, erweist sich die Topologie des rekursiven Switched-Capacitor Wandlers (RSC Wandler) als vorteilhaft. In der vorliegenden 4-Bit Implementierung ist der RSC Wandler aus N = 4 2:1 Serien-Parallel Wandler-Zellen aufgebaut. Durch verschiedene Anordnung der einzelnen Zellen können 2ᴺ -1 = 15 Wandlungsverhältnisse realisiert werden. Mittels Rekursion werden in jedem Wandlungsverhältnis alle Kapazitäten genutzt, wodurch die Stromfähigkeit und der Wirkungsgrad des Wandlers deutlich verbessert werden. Einheitliche 2:1 Wandler-Zellen ermöglichen einen modularen Aufbau des Layouts.
Enterprises and societies currently face crucial challenges, while Society 5.0 can contribute to a supersmart society, especially for manufacturing and healthcare, and Industry 4.0 becomes important in the global manufacturing industry. Smart energy digital platforms are architected to manage energy supply efficiently. Furthermore, the above digital platforms are expected to collect various kinds of data and analyze Big Data for the trends in the sharing economy in ecosystems. The adaptive integrated digital architecture framework (AIDAF) for Design Thinking Approach with Risk Management is expected to make an alignment with digital IT strategy. In this paper, we propose that various energy management systems and related digital platforms are designed and implemented in an alignment to digital IT strategy for sharing economy toward Society 5.0, with the AIDAF framework for Design Thinking Approach with Risk Management. The vision of AIDAF applications to enable sharing economy and digital platforms is explained and extended in the context of Society 5.0. In addition, challenges and future activities for this area are discussed that cover the directions of smart energy for Society 5.0.
Ein virtuelles Kraftwerk ist ein Verbund von Energieanlagen, koordiniert von einem gemeinsamen Leitsystem, um eine bessere Ausnutzung wetterabhängiger Energiequellen oder die gemeinsame Vermarktung von erzeugtem Strom zu ermöglichen. Der Demonstrator Virtuelles Kraftwerk Neckar-Alb ist eine Demonstrationsplattform für Forschung und Lehre, die Anlagen auf dem Campus der Hochschule Reutlingen und verteilte Anlagen in der Region Neckar-Alb integriert.
In order to evaluate the performance of different stapes prosthesis types, a coupled finite element (FE) model of human ear was developed. First, the middle-ear FE model was developed and validated using the middle-ear transfer function measurements available in literature including pathological cases. Then, the inner-ear FE model was developed and validated using tonotopy, impedance, and level of cochlea amplification curves from literature. Both models are based on pre-existing research with some improvements and were combined into one coupled FE model. The stapes in the coupled FE ear model was replaced with a model of a stapes prosthesis to create a reconstructed ear model that can be used to estimate how different types of protheses perform relative to each other as well as to the natural ear. This will help in designing of new innovative types of stapes prostheses or any other type of middle-ear prostheses as well as to improve the ones that are already available on the market.
The Virtual Power Plant Neckar-Alb is a demonstration platform for operation, optimization and control of distributed energy resources, which are able to produce, store or consume electric energy. A heterogeneous set of distributed energy devices has been installed at the Campus of Reutlingen University by the Reutlingen Energy Centre (REZ) of the School of Engineering. The distributed energy devices have been combined to local microgrids and connected to an operative central power plant with additional participants. The demonstration platform serves students, researchers and industry experts for education and investigation of new technologies, devices and software.
Veränderungen der Rolle von Controllern in Großkonzernen - Ergebnisse einer empirischen Erhebung
(2021)
Die anhaltende Diskussion über die Rolle von Management Accountants (MA) führt häufig dazu, dass die Rolle des Business Partners (BP) als die Rolle der Wahl angesehen wird. Dennoch scheinen viele Wissenschaftler und Praktiker davon auszugehen, dass diese Rolle den Managern und MA klar ist, dass sie für sie sinnvoll ist und alle Manager und MA ihr zustimmen und sie umsetzen. Unstimmigkeiten zwischen der tatsächlichen Rolle, der wahrgenommenen und der erwarteten Rolle könnten zu Identitäts- und Rollenkonflikten führen. Dieser Beitrag basiert auf einer quantitativen empirischen Studie in einem großen deutschen High-Tech-Unternehmen im Jahr 2019, dessen Top-Management sich für die Einführung der BP-Rolle entschied.
The purpose of this article is to provide insight of a new simple forecasting method based on a state-estimation algorithm known as the Kalman filter. While the accuracy of such algorithm is not comparable to state-of-the-art forecasting algorithms for PV-power production it does not require any internet connection, eyefish cameras or time intensive training. The algorithm was tested with several months of real high-resolution data with adequate results for the intended applications. The minimization of the necessary spinning reserve on a PV-diesel hybrid system to increase the solar fraction and reduce diesel consumption.
The paper illustrates the status quo of a research project for the development of a control system enabling CHP units for a demand-oriented electricity production by an intelligent management of the heat storage tank. Thereby the focus of the project is twofold. One is the compensation of the fluctuating power production by the renewable energies solar and wind. Secondly, a reduction of the load on the power grid is intended by better matching local electricity demand and production.
In detail, the general control strategy is outlined, the method utilized for forecasting heat and electricity demand is illustrated as well as a correlation method for the temperature distribution in the heat storage tank based on a Sigmoid function is proposed. Moreover, the simulation model for verification and optimization of the control system and the two field test sites for implementing and testing the system are introduced.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein urbaner Mixed-Reality Fahrsimulator umgesetzt. Die reale Umgebung wird hierbei in einer Greenscreen-Kammer mit Hilfe von Kamerabildern aus Nutzersicht und einem Chroma Key Shader innerhalb der virtuellen Umgebung sichtbar gemacht. Dies soll die Immersion und die Interaktivität innerhalb der virtuellen Umgebung durch die Darstellung und Verwendung von realen Elementen erhöhen.
Als virtuelle Umgebung wurde eine zufallsgenerierte Stadt geschaffen, in der KI-Fahrzeuge fahren. Die Ergebnisse der Entwicklung dieses Fahrsimulators werden in dieser Arbeit erläutert.
Der Fahrsimulator soll der Entwicklung von menschzentrierten Human-Machine-Interfaces und Motion-Capture-Komponenten dienen.
Intermittent time series forecasting is a challenging task which still needs particular attention of researchers. The more unregularly events occur, the more difficult is it to predict them. With Croston’s approach in 1972 (1.Nr. 3:289–303), intermittence and demand of a time series were investigated the first time separately. He proposes an exponential smoothing in his attempt to generate a forecast which corresponds to the demand per period in average. Although this algorithm produces good results in the field of stock control, it does not capture the typical characteristics of intermittent time series within the final prediction. In this paper, we investigate a time series’ intermittence and demand individually, forecast the upcoming demand value and inter-demand interval length using recent machine learning algorithms, such as long-short-term-memories and light-gradient-boosting machines, and reassemble both information to generate a prediction which preserves the characteristics of an intermittent time series. We compare the results against Croston’s approach, as well as recent forecast procedures where no split is performed.
Die Alterungsbeständigkeit von geschirmten Kabeln und Kontaktpaaren gewinnt angesichts des zunehmenden Einsatzes elektronischer softwarebasierter Steuerungen in Transportmitteln an Relevanz. Elektro- und Hybridantriebe sowie die Implementierung von Fahrassistenzsystemen bis hin zu autonom fahrenden Fahrzeugen führen zu komplexen Kabelbäumen mit einer großen Zahl von geschirmten Kabeln und Steckverbindern.
Um die Stabilität von Kontaktsystemen hinsichtlich ihrer Stabilität zu prüfen, werden Hochspannungskabel unterschiedlicher Hersteller und Dimensionierung für den Einsatz in Hybridfahrzeugen untersucht. Diese wurden mit Modellsteckern versehen, die die Schimung kontaktierten und hinreichend gewährleisteten.
Impedanz und Schirmwirkungsdämpfung wurden an thermisch belasteten Kabeln und Kontaktpaaren vergleichend zu Neuteilen untersucht. Der Einfluss der in Anlehnung an die LV 214 induzierten thermischen Alterung auf das frequenzabhängige Übertragungsprofil sowie den Gesamtstreuverlust wurde messtechnisch ermittelt. Zusätzlich wurden die Alterungseffekte an den Leitungsmaterialien mittels moderner bildgebender Analytik dokumentiert.
Turning complainers into fans : towards a framework for customer services in social media channels
(2012)
In recent years, marketing scholars have invested heavily in exploring the role of social media in marketing theory and practice. One valuable strategy for using social media in marketing communication is to provide customer services in applications like Facebook or Twitter. This paper evaluates a) the concept of perceived service quality in different service channels and b) the impact customer service strategies have on customer loyalty, word of mouth communication, and cross-sell preferences. The framework presented here is tested cross-channel against data collected from the customer service department of a large telecommunication provider. The results elucidate the effectiveness of customer service strategies in different channels.
Suppliers need to improve their relational capabilities if they are to enhance customer trust. Debate about such capabilities is dominated by an interpersonal approach. This paper provieds novel marketing options by expanding insights into alternative types of relational capabilities. Furthermore, the moderating role of customer preferences on the effectiveness of relational capabilities is evaluated.
Due to the consequential impact of technological breakdowns, companies have to be prepared to deal with breakdowns or even better prevent them. In today's information technology, several methods and tools exist to downscale this concern. Therefore, this paper deals with the initial determination of a resilient enterprise architecture supporting predictive maintenance in the information technology domain and furthermore, concerns several mechanisms on how to reactively and proactively secure the state of resiliency on several abstraction levels. The objective of this paper is to give an overview on existing mechanisms for resiliency and to describe the foundation of an optimized approach, combining infrastructure and process mining techniques.
Automatisierte Analyse von Review-Daten beschäftigt sich mit den Möglichkeiten, freien Text zu analysieren und relevante Informationen daraus zu extrahieren. Die Arbeit setzt sich dabei mit Methoden des unüberwachten Lernens auseinander. Hierbei steht die Methode der Topic Modellierung im Mittelpunkt. Es werden Verfahren betrachtet, die im Bereich der textbasierten Informationsgewinnung bekannt sind. Latent Semantic Indexing LSI, (probabilistic) pLSI und Latent Dirichlet Allocation (LDA) werden erläutert und verglichen. Die Arbeit zeigt, wie LDA genutzt wurde, um einen nhaltlichen Überblick über einen Datenkorpus von 1 Mio. Reviews zu bekommen und diesen auf einen feineren Detailgrad zu betrachten. Die Topic-basierte Analyse wird genutzt, um Erkentnisse für ein Opinion Mining System zu generieren, welches eine tiefergehende Analyse vornehmen wird. Der gesamte Prozess ist als vollständig automatisiert und maschinell unüberwacht konzeptioniert.
Theoretical foundation, effectiveness, and design artefact for machine learning service repositories
(2022)
Machine learning (ML) has played an important role in research in recent years. For companies that want to use ML, finding the algorithms and models that fit for their business is tedious. A review of the available literature on this problem indicates only a few research papers. Given this gap, the aim of this paper is to design an effective and easy-to-use ML service repository. The corresponding research is based on a multi-vocal literature analysis combined with design science research, addressing three research questions: (1) How is current white and gray literature on ML services structured with respect to repositories? (2) Which features are relevant for an effective ML service repository? (3) How is a prototype for an effective ML service repository conceptualized? Findings are relevant for the explanation of user acceptance of ML repositories. This is essential for corporate practice in order to create and use ML repositories effectively.
The digital twin concept has been widely known for asset monitoring in the industry for a long time. A clear example is the automotive industry. Recently, there has also been significant interest in the application of digital twins in healthcare, especially in genomics in what is known as precision medicine. This work focuses on another medical speciality where digital twins can be applied, sleep medicine. However, there is still great controversy about the fundamentals that constitute digital twins, such as what this concept is based on and how it can be included in healthcare effectively and sustainably. This article reviews digital twins and their role so far in what is known as personalized medicine. In addition, a series of steps will be exposed for a possible implementation of a digital twin for a patient suffering from sleep disorders. For this, artificial intelligence techniques, clinical data management, and possible solutions for explaining the results derived from artificial intelligence models will be addressed.