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Using measurement and simulation for understanding distributed development processes in the Cloud
(2017)
Organizations increasingly develop software in a distributed manner. The Cloud provides an environment to create and maintain software-based products and services. Currently, it is widely unknown which software processes are suited for Cloud-based development and what their effects in specific contexts are. This paper presents a process simulation to study distributed development in the Cloud. We contribute a simulation model, which helps analyzing different project parameters and their impact on projects carried out in the Cloud. The simulator helps reproducing activities, developers, issues and events in the project, and it generates statistics, e.g., on throughput, total time, and lead and cycle time. The aim of this simulation model is thus to analyze the tradeoffs regarding throughput, total time, project size, and team size. Furthermore, the modified simulation model aims to help project managers select the most suitable planning alternative. Based on observed projects in Finland and Spain, we simulated a distributed project using artificial and real data. Particularly, we studied the variables project size, team size, throughput, and total project duration. A comparison of the real project data with the results obtained from the simulation shows the simulation producing results close to the real data, and we could successfully replicate a distributed software project. By improving the understanding of distributed development processes, our simulation model thus supports project managers in their decision-making.
This paper introduces a novel placement methodology for a common-centroid (CC) pattern generator. It can be applied to various integrated circuit (IC) elements, such as transistors, capacitors, diodes, and resistors. The proposed method consists of a constructive algorithm which generates an initial, close to the optimum, solution, and an iterative algorithm which is used subsequently, if the output of constructive algorithm does not satisfy the desired criteria. The outcome of this work is an automatic CC placement algorithm for IC element arrays. Additionally, the paper presents a method for the CC arrangement evaluation. It allows for evaluating the quality of an array, and a comparison of different placement methods.
A new method for the analysis of movement dependent parasitics in full custom designed MEMS sensors
(2017)
Due to the lack of sophisticated microelectromechanical systems (MEMS) component libraries, highly optimized MEMS sensors are currently designed using a polygon driven design flow. The strength of this design flow is the accurate mechanical simulation of the polygons by finite element (FE) modal analysis. The result of the FE-modal analysis is included in the system model together with the data of the (mechanical) static electrostatic analysis. However, the system model lacks the dynamic parasitic electrostatic effects, arising from the electric coupling between the wiring and the moving structures. In order to include these effects in the system model, we present a method which enables the quasi dynamic parasitic extraction with respect to in-plane movements of the sensor structures. The method is embedded in the polygon driven MEMS design flow using standard EDA tools. In order to take the influences of the fabrication process into account, such as etching process variations, the method combines the FE-modal analysis and the fabrication process simulation data. This enables the analysis of dynamic changing electrostatic parasitic effects with respect to movements of the mechanical structures. Additionally, the result can be included into the system model allowing the simulation of positive feedback of the electrostatic parasitic effects to the mechanical structures.
We present a new methodology for automatic selection and sizing of analog circuits demonstrated on the OTA circuit class. The methodology consists of two steps: a generic topology selection method supported by a “part-sizing” process and subsequent final sizing. The circuit topologies provided by a reuse library are classified in a topology tree. The appropriate topology is selected by traversing the topology tree starting at the root node. The decision at each node is gained from the result of the part-sizing, which is in fact a node-specific set of simulations. The final sizing is a simulation-based optimization. We significantly reduce the overall simulation effort compared to a classical simulation-based optimization by combining the topology selection with the part-sizing process in the selection loop. The result is an interactive user friendly system, which eases the analog designer’s work significantly when compared to typical industrial practice in analog circuit design. The topology selection method and sizing process are implemented as a tool into a typical analog design environment. The design productivity improvement achievable by our method is shown by a comparison to other design automation approaches.
Layout generators, commonly denoted as PCells (parameterized cells), play an important role in the layout design of analog ICs (integrated circuits). PCells can automatically create parts of a layout, whose properties are controlled by the PCell parameters. Any layout, whether hand-crafted or automatically generated, has to be verified against design rules using a DRC (design rule check) in order to assure proper functionality and producibility. Due to the growing complexity of today’s PCells it would be beneficial if a PCell itself could be ensured to produce DRC clean layouts for any allowed parameter values, i.e. a formal verification of the PCell’s code rather than checking all possible instances of the PCell. In this paper we demonstrate the feasibility of such a formal PCell verification for a simple NMOS transistor PCell. The set from which the parameter values can be chosen was found during the verification process.
The success of an autonomous robotic system is influenced by several interdependent factors not easily identifiable. This paper is set to lay the foundation of a new integrated approach in order to deeply examine all the parameters and understand their contribution to success. After introducing the problem, two cutting edge autonomous systems for the process of unloading of containers will be presented. Then the STIC analysis, a recently developed method for modelling and interpreting all the parameters, will be introduced. The preliminary results of applying such a methodology to a first study case, based on one of the two systems available to the authors, will be shortly presented. Future research is in the end recommended in order to prove that this methodology is the only way to efficiently and effectively mitigate the risk that stops potential users from investing in autonomous systems in the logistics sector.
Im Februar 2011 wurden die Autoren von der Metropolitan School Frankfurt eingeladen, in einer vierstündigen Unterrichtseinheit die Grundlagen von systemischem Denken und System Dynamics einer vierten Klasse mit Kindern im Alter von 9 und 10 Jahren zu vermitteln. Inhaltlicher Themenschwerpunkt sollten Ökosysteme sein, die im Curriculum eine mehrwöchige Fokuslehreinheit bilden. Als Ergebnis eines Austauschs mit dem Klassenlehrer wurde der Fokus auf zwei Handlungsstränge gelegt: Räuber-Beute-Systeme sind für Viertklässler inhaltlich interessant und fügen sich passsend in die Unterrichtseinheit der Jahrgangstufe ein. Als weiteres, komplexeres Themengebiet wurd der Klimawandel gewählt. Beide Themen haben den gewünschten inhaltlichen Bezug zum Schwerpunkt "Ökosysteme".
In this paper we claim that a competitive analysis with new players entering a market requires a specific and systems-based analysis. System dynamics provides such an approach. We infer from our study that established premium automobile manufacturers could have identified a possible threat by a newcomer like Tesla earlier with using system dynamics. In particular, we postulate that a feedback view supports decision makers to better understand the significance of competitive information and perceive information faster and more reliably.
This paper describes a new method for condition monitoring of a roller chain. In contrast to conventional methods, no additional accelerometers are used to measure and interpret frequency spectra but the chain condition is evaluated using an easy to interpret similarity measure based on correlation functions using the driving motor torque. An additional clustering of current data and reference measurements yields an easy to understand representation of the chain condition.
Integrierte Schaltkreise (IC) sind ein integraler Bestandteil vieler Geräte wie zum Beispiel Smartphones, Computer oder Fernseher. Auf den Schaltkreisen werden immer mehr Funktionen integriert. Um die Arbeit auch zukünftig in gegebener Zeit bewältigen zu können, bedarf es daher einer Möglichkeit für die gleichzeitige Zusammenarbeit der Entwickler. Unter dem Arbeitstitel eCEDA (eCollaboration for Electronic Design Automation) wird ein Konzept für eine Webanwendung entwickelt, die die Echtzeitkollaboration von Entwicklern im Chipentwurf ermöglichen soll. Dieses Konzept sowie verschiedene Aspekte der Kollaboration werden in dieser Arbeit behandelt.
Die meisten der aktuell im Allag vorfindlichen Touch-Flächen wurden unter Anwendung komplexer und kostenintensiver Technologien realisiert. Gerade für das Anwendungsszenario eines Touchfloors, bei welchem meist eine überdurchschnittlich große Touch-Fläche erwünscht ist, werden kostengünstigere Umsetzungsmöglichkeiten angestrebt. Dieses Paper dient als Ausgangsbasis für die Umsetzung eines Low-cost Touchfloors, der die kollaborative Arbeit eines Projektteams unterstützen soll. Mithilfe einer Analyse des State of the Arts der Touch-Technologien und einer anschließenden Evaluation, wird die Touch-Technologie abgeleitet, die sich am besten zur Realisierung dieses low-cost Touchfloors eignet. Aus der Evaluation geht hervor, dass vor allem optische Touch-Technologien, insbesondere visionsbasierte, für die Umsetzung von kostengünstigen großen Touch-Flächen geeignet sind.
As the market penetration of alternative fuel vehicles is still uncertain, defining green design cues for their design is of specific relevance to target environmentally conscious customers. This paper is a review of the existing literature aiming at summarizing the market penetration scenarios of alternative fuel vehicles over the next years, consumer demand for sustainable materials, and present methodologies to represent characteristics of eco-friendly mobility in the interior of alternative fuel vehicles. In particular, present attempts to correlate materials with green design cues are explored. Finally, projections for the future of the field are suggested, posing enchanting research questions to further unify the field of environmentally conscious design with the domain of product personality.
This paper contributes to the automatic detection of perioperative workflow by developing a binary endoscope localization. Automated situation recognition in the context of an intelligent operating room requires the automatic conversion of low level cues into more abstract high level information. Imagery from a laparoscope delivers rich content that is easy to obtain but hard to process. We introduce a system which detects if the endoscope's distal tip is inside or outsiede the patient based on the endoscope video. This information can be used as one parameter in a situation recognition pipeline. Our localization performs in real-time at a video resolution of 1280x720 and 5-fold cross validation yields mean F1-scores of up to 0,94 on videos of 7 laparoscopies.
Diese Arbeit liefert einen Konzeptentwurf, der die Integration verschiedener Systeme mit prozessrelevanten klinischen Diensten gewährleistet. Chirurgische Abläufe werden in Form von Prozessen modelliert. Die Wahl der Notation und die Art der Modellierung dieser Prozesse spielt in der heutigen Forschung in diesem Gebiet eine zentrale Rolle. Sind diese Prozesse modelliert, besteht die Möglichkeit, diese in einer Workflow-Engine automatisiert auszuführen. Im Rahmen der Entwicklung eines Workflow-Managment-Systems stellt sich die Frage, wie die Anbindung dieser Workflow-Engine mit anderen Systemen erfolgen soll. In der Arbeit werden Schnittstellen abstrakt in der Web Services Description Language (WSDL) definiert. Darum werden automatisiert Artefakte erzeugt. Auf der Grundlage dieser Artefakte erfolgt die Integration der Systeme. Die Workflow-Engine kommunizieren über SOAP-Nachrichten (Simple Object Access Protocol) mit den entsprechenden Systemen. Dieser Ansatz wurde mithilfe eines Prototyps validiert und umgesetzt.
In this paper we describe the design and development process of an electromagnetic picker for rivets. These rivets are used in a production process of leather or textile design objects like riveted waist belts or purses. The picker is designed such that it replaces conventional mechanical pickers thus avoiding mechanical wear problems and increasing the process quality. The paper illustrates the challenges in the design process of this mechatronic system. The design process was based on both simulation and experiments leading to a prototype that satisfies the requirements.
The diversity of energy prosumer types makes it difficult to create appropriate incentive mechanisms that satisfy both prosumers and energy system operators alike. Meanwhile, European energy suppliers buy guarantees of origin (GoO) which allow them to sell green energy at premium prices while in reality delivering grey energy to their customers. Blockchain technology has proven itself to be a robust paying system in which users transact money without the involvement of a third party. Blockchain tokens can be used to represent a unit of energy and, just as GoOs, be submitted to the market. This paper focuses on simulating marketplace using the ethereum blockchain and smart contracts, where prosumers can sell tokenized GoOs to consumers willing to subsidize renewable energy producers. Such markets bypass energy providers by allowing consumers to obtain tokenized GoOs directly from the producers, which in turn benefit directly from the earnings. Two market strategies where tokens are sold as GoOs have been simulated. In the Fix Price Strategy prosumers sell their tokens to the average GoO price of 2014. The Variable Price Strategy focuses on selling tokens at a price range defined by the difference between grey and green energy. The study finds that the ethereum blockchain is robust enough to functions as a platform for tokenized GoO trading. Simulation results have been compared and the results indicate that prosumers earn significantly more money by following the Variable Price
Strategy.
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.
Im Rahmen der wissenschaftlichen Vertieung werden unterschiedliche empirische Forschungsmethoden erörtert.
Im ersten Schritt werden die Grundlagen der empirischen Forschungsmethoden ermittelt und klassifiziert. Nach der Klassifikation der Forschungsmethoden werden zwei Forschunsmethoden angewandt. Die Auswahl der Methoden fällt auf die quantitative und qualitative Forschungsmethode.
Diese Forschungsmethoden werden während der Analysephase eingesetzt, um den weltweiten Ist-Zustand der Tochtergesellschaften zu ermitteln. Hierbei geht es um die Analyse des Import- und Export-Prozesses bei den Tochtergesellschaften der HUGO BOSS AG. Ziel ist es, die Ergebnisse für die Master Thesis einzusetzen. Anhand der Ergebnisse können Gemeinsamkeiten oder auch Abweichungen im Zollabwicklungsprozess aufgezeigt werden, die später in der Konzeption berücksichtigt werden.
Hierzu wird die qualitative Methode eingesetzt, welche die Basis für die Konzeptionierung der Umfrage liefert. Abschließend wurde für die Verifikation der Ergebnisse die qualitative Methode für die Interviews eingesetzt.
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.