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Product-Service Systems (PSS) in the fashion industry : an analysis of intra-organizational factors
(2018)
The fashion industry is a vast industry that has grown tremendously over the last decades. This growth causes significant environmental impact since the production of clothes involves high input of energy, water, chemicals and generates great volumes of waste. Even though fashion firms have started to address this challenge by adopting environmental standards, it has turned out that the sole use of eco-friendly material and new manufacturing techniques is insufficient. Instead, sustainable business models are increasingly gaining attention to solve the environmental problems. Offers to rent, swap, repair or redesign clothes are among the most prominent and promising examples. For analytical purposes, these concepts can be assigned to the growing research stream of Product-Service Systems (PSS) that shift the focus from the pure sale of a product toward complementary or substitutional service offers. This decouples customer satisfaction from material consumption, prolongs the garments' lifetime and thus diminishes both material input and appertaining waste. Besides environmental sustainability, PSS imply potential economic benefits for organizations. Particularly in highly competitive industries like the fashion industry, PSS allow firms to differentiate, better compete with cost pressure and mitigate the risk of being imitated by rivels since service is more difficult to replicate. However, fashion PSS are still mainly operated in a niche market by small firms and have yet to be anchored in the mainstream fashion industry.
The Tenth International Conference on Advances in Databases, Knowledge, and Data Applications (DBKDA 2018), held between May 20 - 24, 2018 - Nice, France, continued a series of international events covering a large spectrum of topics related to advances in fundamentals on databases, evolution of relation between databases and other domains, data base technologies and content processing, as well as specifics in applications domains databases.
Advances in different technologies and domains related to databases triggered substantial improvements for content processing, information indexing, and data, process and knowledge mining. The push came from Web services, artificial intelligence, and agent technologies, as well as from the generalization of the XML adoption.
High-speed communications and computations, large storage capacities, and loadbalancing for distributed databases access allow new approaches for content processing with incomplete patterns, advanced ranking algorithms and advanced indexing methods.
Evolution on e-business, ehealth and telemedicine, bioinformatics, finance and marketing, geographical positioning systems put pressure on database communities to push the ‘de facto’ methods to support new requirements in terms of scalability, privacy, performance, indexing, and heterogeneity of both content and technology.
Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Software-Architektur entwickelt, mit der sich Interaktionen zwischen autonomen Fahrzeugen und Passanten im Straßenverkehr in einer simulierten Umgebung untersuchen lassen. Hierbei wird das autonome Fahrzeug durch einen externen Fahrsimulator gesteuert. Der Einsatz eines Motion-Capture-Systems ermöglicht dabei die Aufzeichnung und Übertragungen der Bewegungsdaten von Passant und Fahrer in die virtuelle Umgebung. Durch den Einsatz von head-mounted Displays sollen Akteure die virtuelle Umgebung möglichst als real empfinden. Auf Basis der entwickelten Software-Architektur wurde eine Simulationsumgebung realisiert, in der Interaktionen zwischen einem Passant und einem autonomem Fahrzeug untersucht werden können. Das Projekt soll das Potential von Motion-Capture gestützten Simulationsumgebungen für die Konzeption und Entwicklung von autonomen Fahrsystemen aufzeigen.
Über die letzten Jahre nehmen die Verkehrsunfälle zwischen Fahrzeugen und Fahrrädern und Motorrädern immer weiter zu. Die Ursache ist meistens eine unachtsam geöffnete Fahrzeugtür, mit der ein anfahrender Zweiradfahrer kollidiert. Diese Unfälle können verheerende Folgen für alle Beteiligten haben. Aus diesem Grund soll der technologische Fortschritt, welcher sich durch die gesamte Automobilbranche zieht, um eine zusätzliche Komponente erweitert werden. Hierbei handelt es sich um ein System für Zweiradfahrer, welches eine sich öffnende Fahrzeugtür frühzeitig erkennen soll, den Fahrer somit frühzeitig warnen kann und gegebenenfalls Strategien zu Unfallvermeidung einleiten kann. Dieses Konzept soll die Entwicklung des Systems vorgeben und grundlegend erläutern.
Die Navigation mit dem E-Bike soll eine positive Nutzerfahrung sein. Deshalb wurde im Zuge dieser Arbeit im Rahmen von Bosch E-Bike Systems ein multimodales smart User Interface (MSUI) entwickelt. Das Konzept umfasst visuelle Turn-by-Turn Signale, taktile Vibrationssignale im Lenker und eine auditive Sprachausgabe. Ziel der Arbeit ist ein Prototyp, der sich für die Evaluation von Nutzerbedürfnissen in Bezug auf verschiedene multimodale Rückmeldemöglichkeiten eignet.
Die Simulation menschlichen Gruppenverhaltens kann bei der Kapazitäten-, Risiko- und Evakuierungs Planung von Gebäuden hilfreich sein, bei der Produktion von Filmen für eindrucksvolle Massen-Szenen eingesetzt werden oder virtuelle Schauplätze in Echtzeit-Anwendungen beleben. Die Herausforderungen liegen vor allem in einem realistischen Erscheinungsbild der virtuellen Crowd, glaubwürdigem Verhalten innerhalb eines sozialen Verbundes, realitätsnahen Animationen und der Wahrung der Echtzeitfähigkeit interaktiver Anwendungen. Im Rahmen dieser Arbeit wird der aktuelle Stand der Technik vorgestellt, Technologien evaluiert und ein Crowd Simulation Prototyp mit der Unity Engine implementiert.
Die Bedeutung und Stellung der Informationstechnologie erlebte in den letzten 60 Jahren einen fortlaufenden Wandel. Der anfänglich rein unterstützende Charakter entwickelte sich immer mehr zu einem wichtigen Bestandteil der Aufbau- und Ablauforganisation im Unternehmen. Ein definiertes IT-Servicemanagement im Unternehmen sieht sich mittlerweile gleichgeordnet mit den restlichen Fachabteilungen, tritt mit seinen Leistungen als Dienstleister auf und betrachtet die Fachabteilungen als „Kunde“. Neue Technologien und Innovationen und die daraus resultierenden Neudefinitionen bestehender Anforderungen sollen im Rahmen der Digitalisierung in Unternehmen positive Effekte zeigen. IT Infrastructure Library (ITIL) wird als Framework für IT-Servicemanagement in der Industrie und im öffentlichen Dienst genutzt. Der Ansatz von ITIL unterstützte den Kulturwandel und sensibilisierte das Management und die Mitarbeiter darin, serviceorientiert zu denken. Da dieser Ansatz einen vordefinierten, zyklischen Ablauf hat, könnten schnell eintreffende Kundenanforderungen nicht fristgerecht umgesetzt werden, weshalb agile Methoden wie der DevOps-Ansatz in den Vordergrund rücken. Die Herausforderung besteht darin, den Kulturwandel bei der Einführung von DevOps in bestehenden ITIL-Strukturen in Unternehmen zu fördern.
Eines der gängigsten bildgebenden Verfahren in der Medizin ist die Sonografie. Jedoch ist die Reproduzierbarkeit der Ultraschalldiagnostik bis heute noch immer ein Problem, wodurch Fehldiagnosen gestellt werden. Durch das in diesem Papier vorgestellte prototypische System zur Unterstützung für Medizinstudenten in Ultraschallseminaren sollen Anforderungen zur Reproduzierbarkeit einer Ultraschalluntersuchung definiert werden. Durch Experteninterviews wurden Einblicke in die klinischen Abläufe und den Krankenhaus-Alltag gewonnen, welche Inhalte relevant sind, um die Reproduzierbarkeit von Ultraschalluntersuchungen zu ermöglichen.
Durch das stetige Wachstum an neuen Technologien und Möglichkeiten steht der Verschmelzung von Technologien mit dem Menschen kaum noch etwas im Wege. Die Untersuchung der Implantate und die damit verbundenen Risiken sind ein Teil dieser Arbeit. Von Bedeutung sind hier die Funktionsweise und die IT-Sicherheitsaspekte. Alle in dieser Arbeit dargestellten Implantate benötigen eine Kommunikation nach außen. Diese Kommunikationsmöglichkeit birgt Risiken, die nicht nur auf die Daten der Träger beschränkt sind, sondern auch gesundheitliche Risiken beinhalten.
Segmentierung von Polypen in Koloskopie-Bilddaten : eine Potentialanalyse von Deep-Learning-Methoden
(2018)
Kolorektale Karzinome haben eine hohe Sterblichkeitsrate, wenn sie spät entdeckt werden. Eine frühzeitige Entfernung von bösartigen Polypen im Magen-Darm-Trakt, die deren Vorstufen bilden, bietet jedoch hohe Überlebenschancen. Bei Darmspiegelungen werden gerade kleine Polypen aber recht häufig übersehen. Zuverlässige bildverarbeitende Systeme, die Polypen in einem Koloskopie-Frame nicht nur detektieren, sondern pixelgenau segmentieren, könnten Ärzten bei Darmkrebs-Screenings helfen. Diese Arbeit analysiert den aktuellen Stand der Segmentierung von Polypen im Gastrointestinaltrakt. Weiterführend wird untersucht, inwiefern die in letzter Zeit sehr erfolgreichen Methoden des Deep Learning hier Vorteile bieten.
After more than three decades of electronic design automation, most layouts for analog integrated circuits are still handcrafted in a laborious manual fashion today. Obverse to the highly automated synthesis tools in the digital domain (coping with the quantitative difficulty of packing more and more components onto a single chip – a desire well known as More Moore), analog layout automation struggles with the many diverse and heavily correlated functional requirements that turn the analog design problem into a More than Moore challenge. Facing this qualitative complexity, seasoned layout engineers rely on their comprehensive expert knowledge to consider all design constraints that uncompromisingly need to be satisfied. This usually involves both formally specified and nonformally communicated pieces of expert knowledge, which entails an explicit and implicit consideration of design constraints, respectively.
Existing automation approaches can be basically divided into optimization algorithms (where constraint consideration occurs explicitly) and procedural generators (where constraints can only be taken into account implicitly). As investigated in this thesis, these two automation strategies follow two fundamentally different paradigms denoted as top-down automation and bottom-up automation. The major trait of top-down automation is that it requires a thorough formalization of the problem to enable a self-intelligent solution finding, whereas a bottom-up automatism –controlled by parameters– merely reproduces solutions that have been preconceived by a layout expert in advance. Since the strengths of one paradigm may compensate the weaknesses of the other, it is assumed that a combination of both paradigms –called bottom-up meets top-down– has much more potential to tackle the analog design problem in its entirety than either optimization-based or generator-based approaches alone.
Against this background, the thesis at hand presents Self-organized Wiring and Arrangement of Responsive Modules (SWARM), an interdisciplinary methodology addressing the design problem with a decentralized multi-agent system. Its basic principle, similar to the roundup of a sheep herd, is to let responsive mobile layout modules (implemented as context-aware procedural generators) interact with each other inside a user-defined layout zone. Each module is allowed to autonomously move, rotate and deform itself, while a supervising control organ successively tightens the layout zone to steer the interaction towards increasingly compact (and constraint compliant) layout arrangements. Considering various principles of self-organization and incorporating ideas from existing decentralized systems, SWARM is able to evoke the phenomenon of emergence: although each module only has a limited viewpoint and selfishly pursues its personal objectives, remarkable overall solutions can emerge on the global scale.
Several examples exhibit this emergent behavior in SWARM, and it is particularly interesting that even optimal solutions can arise from the module interaction. Further examples demonstrate SWARM’s suitability for floorplanning purposes and its application to practical place-and-route problems. The latter illustrates how the interacting modules take care of their respective design requirements implicitly (i.e., bottom-up) while simultaneously paying respect to high level constraints (such as the layout outline imposed top-down by the supervising control organ). Experimental results show that SWARM can outperform optimization algorithms and procedural generators both in terms of layout quality and design productivity. From an academic point of view, SWARM’s grand achievement is to tap fertile virgin soil for future works on novel bottom-up meets top-down automatisms. These may one day be the key to close the automation gap in analog layout design.
Im Projekt "Heat4SmartGrid" soll untersucht werden, ob und wie mit Hilfe von Wärmepumpen der Anteil erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung in Baden-Württemberg (BW) gesteigert werden und gleichzeitig das Verteilnetz durch eine intelligente Steuerung der Wärmepumpensysteme entlastet werden kann. Hierzu ist im AP 1 für das Jahr 2050 ein Wärmebedarf in BW von 35 TWh errechnet worden, bei 40 TWh im Jahr 2030. Im Vergleich zum Jahr 2015 ergibt sich so ein Rückgang um 30 % zum Jahr 2030 und bis zum Jahr 2050 um 40 %. Weiterhin steigt auf Grund von energetischer Sanierung im Gebäudebestand das technische Potenzial für Wärmepumpen, ausgehend von 8 TWh im Jahr 2015, auf 20 TWh bis 2030 und auf 23 TWh bis 2040. Insgesamt könnten so 63 % aller Wohnanteile in BW durch Wärmepumpen mit thermischer Energie versorgt werden. Der Einsatz von Wärmepumpensystemen ist somit ein wichtiger Baustein für das Gelingen der Wärmewende. Zur Steuerung der Wärmepumpen sind in AP 2 Betriebsmodi in Abhängigkeit von Anwendung und Gebäudetyp entwickelt worden. Diese werden mittels Korrelationsfunktionen für die Heizleistung für Luft-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen bestimmt. Hierauf aufbauend sind für die in AP 1 ermittelten Gebäudetypen die erreichbare Jahresarbeitszahl der beiden Wärmepumpentechnologien ermittelt worden. Zur intelligenten system- und netzdienlichen Steuerung dieser Wärmepumpensysteme werden Prognosen über die lokale Erzeugung und den lokalen Verbrauch benötigt, die in AP 5 erarbeitet werden. In Abhängigkeit der Prognose-anwendung sind sowohl univariate (elektrische Last und thermische Brauchwarmwasserlast) als auch multivariate Prognosemodelle (PV-Erzeugung und thermische Heizwarmwasserlast) implementiert worden.
In dem vorliegenden Zwischenbericht sind die Arbeiten und Ergebnisse zusammengefasst, die im Rahmen des Projektes GalvanoFlex_BW während der ersten acht Projektmonate der insgesamt 2 1/2 jährigen Laufzeit durchgeführt und erzielt wurden. Ziel des Projektes ist die Untersuchung und Verbesserung der Energieeffizienz in Industrieunternehmen mit dem speziellen Fokus auf der Einführung stromoptimiert betriebener KWK-Anlagen. Entsprechend des Arbeits- und Zeitplans sind die Literaturrecherche, die Festlegung von Prozesstypen, die Datenerfassung, die Strategieentwickung zur stromoptimierten KWK, die Optimierung der Schnittstelle zwischen KWK und Gleichrichtern, der Aufbau der Branchenplattform und die sozial-wissenschaftliche Begleitforschung beschrieben. Der aktuelle Projektstand deckt sich dabei im Wesentlichen mit den Vorgaben aus dem vorgelegten Zeitplan.
Informatics Inside : Connect(IT) : Informatik-Konferenz an der Hochschule Reutlingen, 9. Mai 2018
(2018)
Mit der Informatics Inside 2018 findet diese Veranstaltungsform bereits zum 10. Mal statt und wir freuen uns besonders auf dieses Jubiläum. Die diesjährige Konferenz steht unter dem Motto "connect(IT)" und zeigt damit einmal mehr die zentrale Bedeutung der Informatik im Zusammenhang mit Vernetzungen und dies auf allen Ebenen. Es geht nicht nur um die technische Vernetzung von Maschinen und Services, sondern auch um die Vernetzung von Menschen untereinander und die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Maschine. Gerade die letzten beiden Punkte spiegeln einen der Schwerpunkte des Masterstudiengangs Human-Centered Computing sehr schön wieder. Sie finden in dem vorliegenden Tagungsband Fachbeiträge aus dem medizinischen Umfeld ebenso wie vielfältige Anwendungen aus dem Fahrzeugsektor. Selbstverständlich spielt das Thema Sicherheit in vernetzten Umgebungen eine wichtige Rolle und auch dazu finden Sie einen spannenden Beitrag. Der Kulturwandel im Bereich der Softwareentwicklung ist ebenso ein Thema wie Simulationen in verschiedenen Zusammenhängen.
Die Informatics Inside ist eine wissenschaftliche Konferenz des Masterstudiengangs Human-Centered Computing und wird von den Studierenden organisiert und durchgeführt. Sie erhalten während ihres Masterstudiums die Gelegenheit, sich in einem Fachgebiet ihrer Wahl zu vertiefen. Dies kann an der Hochschule, in einem Unternehmen, einem Forschungsinstitut oder im Ausland durchgeführt werden. Gerade diese flexible Ausgestaltung der Lehrveranstaltung "Wissenschaftliche Vertiefung" führt zu vielfältigen Themenfeldern, die von den Studierenden bearbeitet werden. Neben der eigentlichen fachlichen Vertiefung spielt auch die Präsentation von wissenschaftlichen Ergebnissen eine wichtige Rolle und dies nicht nur während des Studiums. Ein gewähltes Fachgebiet so allgemeinverständlich aufzubereiten und zu vermitteln, dass es auch für Nicht-Spezialisten verständlich wird, stellt immer wieder eine besondere Herausforderung dar.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Analyse eines Materialstroms (S) mit einem Einlassbereich (E), einem Messbereich (M) und einen Auslassbereich (A) sowie mit einer ersten Weiche (W1) und einer zweiten Weiche (W2) und einem Umlenkbereich (U), wobei die beiden Weichen (W1, W2) in einem ersten Schaltzustand (Z1) einen durchgängigen ersten Materialdurchströmungsraum vom Einlassbereich (E) über die erste Weiche (W1) durch den Messbereich (M) über die zweite Weiche (W2) bis zum Auslassbereich (A) ausbilden und in einem zweiten Schaltzustand einen durchgängigen zweiten Materialdurchströmungsraum vom Einlassbereich (E) über die erste Weiche (W1) durch den Umlenkbereich (U) über die zweite Weiche (W2) bis zum Auslassbereich (A) ausbilden.
Der Beitrag gibt einen Überblick über die Zusammenhänge zwischen Industrie 4.0 und Recht. Ausgangspunkt sind die vertragsrechtlichen Grundlagen mit den Fragen, ob und wie zwischen Maschinen überhaupt Verträge zustande kommen können, wie Industrie 4.0-Verträge vertragstypologisch einzuordnen sind und welche Grenzen bei der Verwendung Allgemeiner Geschäftsbedingungen bestehen können. Anschließend werden die Themen dargestellt, die derzeit die Diskussion um das Haftungsrecht der Industrie 4.0 beherrschen. Im Rahmen des Datenrechts wird geklärt, wem Daten zustehen und wie der Datenschutz geregelt ist. Zudem wird aufgezeigt, welche rechtlichen Vorgaben zur Gewährleistung von IT-Sicherheit im Unternehmen bestehen. Schließlich werden auch arbeitsrechtliche Herausforderungen von Industrie 4.0 angesprochen, wie die zunehmende "Entbetrieblichung", das Aufkommen neuer Beschäftigungsformen, die Forderung nach mehr Flexibilisierung der Arbeitswelt sowie Fragen des Mitbestimmungsrechts.
Die Welt dreht sich immer schneller. Etablierte Firmen, die sinnbildlich für innovative Produkte stehen, werden in kurzer Zeit vom Markt gedrängt und durch disruptive Ansätze aus ihrem Geschäft verdrängt. Inkrementelle Ansätze zur Verbesserung der Produktqualität, zur Reduktion von Herstellkosten und der Fokus auf die Produktionsoptimierung nach dem Individualisierungsprinzip (Losgröße 1) sind keine auf die Zukunft ausgerichtete Zielzustände für Automobilhersteller mehr. Neue Wettbewerber, seien es Softwaregiganten oder agile Startups, treten in den Markt ein. Die traditionelle Massenproduktion des Automotivbereichs kann den sich stetig verändernden Kundenanforderungen nicht mehr länger gerecht werden. Dazu bedarf es Geschäftsmodell-Innovationen, wie beispielsweise digitale Preismodelle oder On-Demand Funktionalitäten.
Die Überlebensfähigkeit von Unternehmen am Markt wird vorrangig durch den Input ihrer Lieferanten getrieben, da dem Einkauf bis zu 50% des prognostizierten Innovationspotenzials zugesprochen wird. Dabei gilt vor allem die digitale Transformation als wesentliche Voraussetzung, um die eigene Wettbewerbsfähigkeit langfristig zu sichern. Der vorliegende Beitrag setzt sich daher mit dem Digitalisierungspotenzial strategischer Lieferantenbeziehungen auseinander. Aufbauend auf einem konzeptionellen Modell des Einkaufs 4.0 werden dessen Erfolgstreiber analysiert. Neben der Optimierung von Einkaufsprozessen durch eProcurementlösungen sollte der Fokus auf der Beziehungspflege zu Lieferanten liegen, um das Potenzial von Einkauf 4.0 vollständig ausschöpfen zu können. Denn nur durch den Aufbau strategischer Wertschöpfungspartnerschaften lässt sich das Erfolgspotenzial des Einkaufs langfristig heben.
Gesellschaftliche und industrielle Trends im Zuge der Digitaliserung induzieren Veränderungsprozesse in der Industrie. Eine hohe Flexibilität und schnelle Entscheidungsfindungsprozesse stellen entscheidende Wettbewerbsvorteile für Unternehmen dar, um zukünftig erfolgreich am Markt agieren zu können. Um dies zu ermöglichen, müssen aggregierte Echtzeitdaten und Prognosen unmittelbar sowohl am Ort der Wertschöpfung als auch dezentral zur Verfügung stehen. Die Entscheidungsunterstützung mit Hilfe geeigneter Visualisierungen ist ein maßgeblicher Bestandteil von Shopfloor Management Systemen. Aufgrund der steigenden Anforderungen wurde das konventionelle und analoge Shopfloor Management in den letzten Jahren verstärkt durch digitale Lösungen ersetzt. Ein ganzheitlicher Shopfloor Management Ansatz, der die Trends und die daraus resultierenden Herausforderungen für die Industrie abdeckt, ist aktuell nicht vorhanden. Zukünftige Shopfloor Management Lösungen sollen diese Lücke schließen. Hierfür wurde ein ganzheitliches System entwickelt, welches Produktionsinformationen in Echtzeit unmittelbar am Shopfloor visualisiert, eine integrierte flexible Planung und Steuerung der Produktion beinhaltet sowie die Mitarbeiterbedürfnisse berücksichtigt. Eine flexible und individuelle Schichtplanung durch die Mitarbeiter und eine umfassende automatische Beanspruchungsbeurteilung sind dazu integriert worden. Zudem ermöglicht das System die Prognose und Visualisierung von Produktionsinformationen und unterstützt die Anwender bei der Durchführung strukturierter Shopfloor-Meetings. Dadurch werden Entscheidungen direkt auf den Ort der Wertschöpfung verlagert.
Es wird erwartet, dass die neuen Technologien rund um die Digitalisierung von Gesellschaft und Geschäftswelt zu revolutionären Veränderungen führen werden. Im Zusammenhang mit produzierenden Unternehmen ist hier von einer möglichen vierten Revolution unter dem Stichwort "Industrie 4.0" die Rede. Eine Frage, die damit aber unmittelbar einhergeht, ist, ob sich infolge dieser Revolution auch Organisations- und Produktionsstrukturen von Unternehmen nicht ebenfalls revolutionär ändern müssen.
Dieser Beitrag geht dieser Frage nach, indem er den momentanen Stand der wissenschaftlichen Diskussion zusammenfasst und anschließend bewertet.
An die Produktionslogistik werden komplexe
Anforderungen gestellt, so dass eine systematische Vorgehensweise zu deren Planung erforderlich ist. Aufgrund der Abhängigkeiten in der Supply Chain muss die Produtkionslogistik immer vom Lieferanten beginnend geplant werden. Trotz der Vielfalt an Planungssystematiken bieten diese alle nur sehr wenig Unterstützung bei der Gestaltung der einzelnen Planungsobjekte in der Logistikkette an, sodass die Planung und Lösungsfindung häufig intuitiv erfolgt und sehr stark vom individuellen Erfahrungswissen des Logistikplaners abhängt. Im Folgenden wird eine Planungssystematik, die auf Morphologien basiert, vorgestellt, die eine durchgängige Planung von Produktionslogistiksystemen ermöglicht und den Planer umgfangreich mit Informationen zu Gestaltungsmöglichkeiten und praktischen Umsetzungen unterstützt.
Die Digitalisierung vrändert die Arbeitsweisen in Unternehmen und damit auch bei der Planung von Fabriken. Am Markt verfügbar sind vielfältige Soft- und Hardwaresysteme für die Digitale Fabrik, die die Fabrikplanung unterstützen und teilweise revolutionieren können. Um dieses Potential zu nutzen, muss aber bekannt sein, was diese Systeme können und wie sie sinnvoll genutzt werden können. Bisherige Fabrikplanungssystematiken haben hierzu keine Unterstützung angeboten, da sie nur das generelle Vorgehen der Fabrikplanung beschreiben, ohne den Zusammenhang zu den sich rasch entwickelnden Soft- und Hardwaresystemen herzustellen. Im Folgenden wird die Entwicklung und Umsetzung eines Planungsvorgehens für die Digitale Fabrikplanung dargestellt, das die Potentiale der Soft- und Hardwaresysteme für die Digitale Fabrik aufgreift und in ein passendes Planungsvorgehensmodell integriert.
The level of automation in intralogistics has steadily increased over recent years. For small and medium-sized enterprises (SMEs), however, the associated digital change is a major challenge. Since most SMEs are facing increasing sales volumes (e.g. due to e-commerce and good overall economy) in combination with decreasing lot sizes due to the market demand for individualized products, SMEs have to find innovative solutions to cope with these challenges in production as well as in logistics. Innovative technologies, like 3D printing technologies for the production for small lot sizes and future-oriented intralogistics technologies can serve as enablers in logistics to realize flexible logistic processes for increasing market requiremments. Considering that, this paper examines innovative and future-oriented technologies for intralogistics such as smart containers, driverless forklift systems, data glasses, smart shelves and smart pallets regarding their potential for SMEs. This explorative research paper shows that digital technologies are already suitable and available for SMEs.However, challenges are still seen in areas like the identification and digitalization potential and the financing of these new projects. The primary reason escpecially for SMEs for this is that they have to make investments based on an economically feasible payback period and less based on prestigious reasons like digitalization flagship projecs done by large corporations. In addition, the identification of feasible starting points for digitalization within intralogistic systems embedded in specific factory processes is a major challenge not only for SMEs.
The success of an autonomous robotic system is influenced by several not easily identifiable interdependent factors. This paper is set to lay the foundation of an integrated approach in order to examine all the parameters and understand their contribution to success. After introducing the problem, two autonomous systems for the process of unloading of containers are presented. Then a recently developed method for modelling and interpreting all the parameters, the STIC analysis, are introduced. The preliminary results of applying such a methodology to a first study case is shortly presented. Future research is in the end recommended in order to prove that this methodology is the only way to overcome barriers to the investment in autonomous systems in the logistics sector.
The increased availability of data gives rise to the use of machine learning methods for purposes like forecasting or quality control in operations management. Practitioners who want to employ these methods are faced with the task of choosing from a large number of available methods. We give an overview of classification methods and available implementations and present considerations for choosing appropriate methods.
What does the factory of tomorrow have to offer for companies? This question and its aspects are the focus of many actual articles and publications. According to Gartner digital twins, one of 2017 strategic technology trends will play a big role for the future of manufacturing. At the moment digital twins are gaining more importance for the industrial application. If companies want to be competitive in the future they have to implement the digital twin in the factories of today. Therefore this paper provides a basic overview of the concept of the smart factory and its requirements. In addition, digital twins are identified as a necessary concept for the evolution of the factory of today.
While academia and industry see large potential for human-robot collaboration (HRC), only a small number of realized HRC application is currently found in industry. To gather more data about current hindrances to wider implementation of collaborative robots, a study among 15 robot manufactureres and 14 system integrators of collaborative robot technology has been conducted through a predesigned questionnaire procedure. Additionally, five industrial users of human-robot collaboration have been interviewed on the main challenges they experienced during the initial implementation process. The quantitative data has been analyzed using the Wilcoxon-Signed-Rank-Test. Accoring to the study participants, the main challenges within the implementation currently are the identification of HRC-suitable processes, the application of relevant safety norms (such as ISO 10218, ISO/TS 15066) and the application-individual risk assessment.
Mature economies which are driven mainly by small and medium sized enterprises (SMEs) are increasingly becoming dependent on material imports. Global material consumption is ever increasing, mainly driven by population increases. Decoupling of material consumption from economic growth is one of the greatest challenges of the 21st century. Within this paper available methods for the assessment of material efficiency on different economic scales are investigated and those detected that are particulary suitable for the use in SMEs. Recommendations for further improvements of the selected tools and an outlook concerning planned research activities in the field of material efficiency in enterprises, supply chains and circular economy aspects are given.
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung und Verfahren zur Analyse eines Materialstroms S mit einem Einlassbereich E, einem Messbereich M und einen Auslassbereich A sowie mit einer ersten Weiche W1 und einer zweiten Weiche W2 und einem Umlenkbereich U, wobei die beiden Weichen W1, W2 in einem ersten Schaltzustand Z1 einen durchgängigen ersten Materialdurchströmungsraum vom Einlassbereich E über die erste Weiche W1 durch den Messbereich M über die zweite Weiche W2 bis zum Auslassbereich A ausbilden und in einem zweiten Schaltzustand einen durchgängigen zweiten Materialdurchströmungsraum vom Einlassbereich E über die erste Weiche W1 durch den Umkenkbereich U über die zweite Weiche W2 bis zum Auslassbereich A ausbilden.
An apparatus and method for analyzing a flow of material having an inlet region, a measurement range and an outlet region, and having a first diverter and a second diverter, and a deflection area, wherein in a first state of operation, the two diverters form a continuous first material flow space from the inlet region via the first diverter through the measurement range, via the second diverter to the outlet region, and in a second state of operation, form a continuous second material flow space from the inlet region via the first diverter through the deflection area, via the second diverter to the outlet region.
In the last 20 years there have been major advances in autonomous robotics. In IoT (Industry 4.0), mobile robots require more intuitive interaction possibilities with humans in order to expand its field of applications. This paper describes a user-friendly setup, which enables a person to lead the robot in an unknown environment. The environment has to be perceived by means of sensory input. For realizing a cost and resource efficient Follow Me application we use a single monocular camera as low-cost sensor. For efficient scaling of our Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) algorithm, we integrate an inertial measurement unit (IMU) sensor. With the camera input we detect and track a person. We propose combining state of the art deep learning with Convolutional Neural Network (CNN) and SLAM algorithms functionality on the same input camera image. Based on the output robot navigation is possible. This work presents the specification, workflow for an efficient development of the Follow Me application. Our application’s delivered point clouds are also used for surface construction. For demonstration, we use our platform SCITOS G5 equipped with the afore mentioned sensors. Preliminary tests show the system works robustly in the wild.
SLAM systems are mainly applied for robot navigation while research on feasibility for motion planning with SLAM for tasks like bin-picking, is scarce. Accurate 3D reconstruction of objects and environments is important for planning motion and computing optimal gripper pose to grasp objects. In this work, we propose the methods to analyze the accuracy of a 3D environment reconstructed using a LSD-SLAM system with a monocular camera mounted onto the gripper of a collaborative robot. We discuss and propose a solution to the pose space conversion problem. Finally, we present several criteria to analyze the 3D reconstruction accuracy. These could be used as guidelines to improve the accuracy of 3D reconstructions with monocular LSD-SLAM and other SLAM based solutions.
We present a new method for detecting gait disorders according to their stadium using cluster methods for sensor data. 21 healthy and 18 Parkinson subjects performed the time up and go test. The time series were segmented into separate steps. For the analysis the horizontal acceleration measured by a mobile sensor system was considered. We used dynamic time warping and hierarchical custering to distinguish the stadiums. A specificity of 92% was achieved.
Auf jeder Stufe der Lebensmittelkette muss von der Herstellung bis zum Inverkehrbringen eine Rückverfolgung der Produkte möglich sein. Erzeuger, Verarbeiter, Transportunternehmen und Händler stehen vor der Herausforderung, Systeme zur Rückverfolgbarkeit effizient in ihre Unternehmensprozesse zu integrieren und gegenseitig zu vernetzen. Für die betriebliche Umsetzung werden die rechtlichen Anforderungen skizziert und die Grundlagen eines Rückverfolgbarkeitssystems vorgestellt.
Research and Development (R&D) is crucial for the growth and future success of research-based pharma companies. To maintain their R&D organisations efficient, pharmaceutical companies started to hedge the potential of open innovation to cut R&D costs and to access external knowledge. These new strategies could be divided into several categories: open source, innovation centres, crowd sourcing and virtual R&D.
Fitting 3D Morphable Face Models (3DMM) to a 2D face image allows the separation of face shape from skin texture, as well as correction for face expression. However, the recovered 3D face representation is not readily amenable to processing by convolutional neural networks (CNN). We propose a conformal mapping from a 3D mesh to a 2D image, which makes these machine learning tools accessible by 3D face data. Experiments with a CNN based face recognition system designed using the proposed representation have been carried out to validate the advocated approach. The results obtained on standard benchmarking data sets show its promise.
In this exploratory research eight suppliers in the automotive industry are interviewed to measure the application of supply chain finance instruments in their supply chain in the Netherlands and the region of South-West Germany. Current adoption levels and reasons for non adoption are discussed. Based on these indicative results, a set of hypotheses is suggested for further research. The theoretical base of this study is a conceptual model of Supply Chain Finance based on literature research and empirical research in the Netherlands.
Early reduction of risks in a startup or an innovation project is highly important. Appropriate means for risk reduction, such as testing business models with different kinds of experiments exist. However, deciding what to test and how to select the right test, is challenging for many startups and innovation projects. This article presents the so-called Business Experiments Navigator (BEN), a toolkit to assist startup and innovation processes. It compliments other tools such as the Business Model Canvas or the Lean Startup process. The main contribution of BEN is to bridge the gap between the riskiest assumptions of a business model and the multitude of available testing techniques by providing assumption templates. The Business Experiments Navigator has been validated in several workshops. Results show that it creates awareness among the workshop participants that a business model is based on assumptions which impose risks and need to be validated. Further, users of BEN were able to identify relevant assumptions and map different kinds of assumptions to appropriate testing techniques. The process applied in the workshops, as well as the assumption templates, helped the participants understand the main concepts and transfer their learnings, to their own business ideas.
The coculture of osteogenic and angiogenic cells and the resulting paracrine signaling via soluble factors are supposed to be crucial for successfully engineering vascularized bone tissue equivalents. In this study, a coculture system combining primary human adiposederived stem cells (hASCs) and primary human dermal microvascular endothelial cells (HDMECs) within two types of hydrogels based on methacryloyl‐modified gelatin (GM) as three‐dimensional scaffolds was examined for its support of tissue specific cell functions. HDMECs, together with hASCs as supporting cells, were encapsulated in soft GM gels and were indirectly cocultured with hASCs encapsulated in stiffer GM hydrogels additionally containing methacrylate‐modified hyaluronic acid and hydroxyapatite particles. After 14 days, the hASC in the stiffer gels (constituting the “bone gels”) expressed matrix proteins like collagen type I and fibronectin, as well as bone‐specific proteins osteopontin and alkaline phosphatase. After 14 days of coculture with HDMEC‐laden hydrogels, the viscoelastic properties of the bone gels were significantly higher compared with the gels in monoculture. Within the soft vascularization gels, the formed capillary‐like networks were significantly longer after 14 days of coculture than the structures in the control gels. In addition, the stability as well as the complexity of the vascular networks was significantly increased by coculture. We discussed and concluded that osteogenic and angiogenic signals from the culture media as well as from cocultured cell types, and tissue‐specific hydrogel composition all contribute to stimulate the interplay between osteogenesis and angiogenesis in vitro and are a basis for engineering vascularized bone.
This paper investigates the evaluation of dense 3D face reconstruction from a single 2D image in the wild. To this end, we organise a competition that provides a new benchmark dataset that contains 2000 2D facial images of 135 subjects as well as their 3D ground truth face scans. In contrast to previous competitions or challenges, the aim of this new benchmark dataset is to evaluate the accuracy of a 3D dense face reconstruction algorithm using real, accurate and high-resolution 3D ground truth face scans. In addition to the dataset, we provide a standard protocol as well as a Python script for the evaluation. Last, we report the results obtained by three state-of-the-art 3D face reconstruction systems on the new benchmark dataset. The competition is organised along with the 2018 13th IEEE Conference on Automatic Face & Gesture Recognition.
Service robots need to be aware of persons in their vicinity in order to interact with them. People tracking enables the robot to perceive persons by fusing the information of several sensors. Most robots rely on laser range scanners and RGB cameras for this task. The thesis focuses on the detection and tracking of heads. This allows the robot to establish eye contact, which makes interactions feel more natural.
Developing a fast and reliable pose invariant head detector is challenging. The head detector that is proposed in this thesis works well on frontal heads, but is not fully pose-invariant. This thesis further explores adaptive tracking to keep track of heads that do not face the robot. Finally, head detector and adaptive tracker are combined within a new people tracking framework and experiments show its effectiveness compared to a state-of the-art system.
An interactive clothing design and a personalized virtual display with user’s own face are presented in this paper to meet the requirement of personalized clothing customization. A customer interactive clothing design approach based on genetic engineering ideas is analyzed by taking suit as an example. Thus, customers could rearrange the clothing style elements, chose available color, fabric and come up with their own personalized suit style. A web 3D customization prototype system of personalized clothing is developed based on the Unity3D and VR technology. The layout of the structure and functions combined with the flow of the system are given. Practical issues such as 3D face scanning, suit style design, fabric selection, and accessory choices are addressed also. Tests to the prototype system indicate that it could show realistic clothing and fabric effect and offer effective visual and customization experience to users.
Completely defined co-culture of adipogenic differentiated ASCs and microvascular endothelial cells
(2018)
Vascularized adipose tissue models are in high demand as alternatives to animal models to elucidate the mechanisms of widespread diseases, screen for new drugs or assess drug safety levels. Animal-derived sera such as fetal bovine serum (FBS), which are commonly used in these models, are associated with ethical concerns, risk of contaminations and inconsistencies of their composition and impact on cells. In this study, we developed a serum-free, defined co culture medium and implemented it in an adipocyte/endothelial cell (EC) co culture model.
Human adipose-derived stem cells were differentiated under defined conditions (diffASCs) and, like human microvascular ECs (mvECs), cultured in a defined co culture medium in mono-, indirect or direct co-culture for 14 days. The defined co-culture medium was superior when compared to mono-culture media and facilitated the functional maintenance and maturation of diffASCs including perilipin A expression, lipid accumulation, and also glycerol and leptin release. The medium also allowed mvEC maintenance, confirmed by the expression of CD31 and von Willebrand factor (vWF), and by acetylated low density lipoprotein (acLDL) uptake. Thereby, mvECs showed strong dependence on EC-specific factors. Additionally, mvECs formed vascular structures in direct co-culture with diffASCs.
The completely defined co-culture system allows for the serum-free culture of adipocyte/EC co-cultures and thereby represents a valuable and ethically acceptable tool for the culture and study of vascularized adipose tissue models.
To date, special interest has been paid to composite scaffolds based on polymers enriched with hydroxyapatite (HA). However, the role of HA containing different trace elements such as silicate in the structure of a polymer scaffold has not yet been fully explored. Here, we report the potential use of silicate-containing hydroxyapatite (SiHA) microparticles and microparticle aggregates in the predominant range from 2.23 to 12.40 μm in combination with polycaprolactone (PCL) as a hybrid scaffold with randomly oriented and well-aligned microfibers for regeneration of bone tissue. Chemical and mechanical properties of the developed 3D scaffolds were investigated with XRD, FTIR, EDX and tensile testing. Furthermore, the internal structure and surface morphology of the scaffolds were analyzed using synchrotron X-ray μCT and SEM. Upon culturing human mesenchymal stem cells (hMSC) on PCL-SiHA scaffolds, we found that both SiHA inclusion and microfiber orientation affected cell adhesion. The best hMSCs viability was revealed at 10 day for the PCL-SiHA scaffolds with well-aligned structure (~82%). It is expected that novel hybrid scaffolds of PCL will improve tissue ingrowth in vivo due to hydrophilic SiHA microparticles in combination with randomly oriented and well-aligned PCL microfibers, which mimic the structure of extracellular matrix of bone tissue.
Background aims: In vitro engineered adipose tissue is in great demand to treat lost or damaged soft tissue or to screen for new drugs, among other applications.However, today most attempts depend on the use of animal-derived sera. To pave the way for the application of adipose tissue-engineered
products in clinical trials or as reliable and robust in vitro test systems, sera should be completely excluded from the production process. In this study, we aimed to develop an in vitro adipose tissue model in the absence of sera and maintain its function long-term.
Methods: Human adipose tissue-derived stem cells were expanded and characterized in a xeno- and serum-free environment. Adipogenic differentiation was induced using a completely defined medium. Developed adipocytes were maintained in a completely defined maturation medium for additional 28 days. In addition to cell-viability and adherence, adipocyte-specific markers such as perilipin A expression of leptin release were evaluated.
Results: The defined differentiation medium enhanced cell adherence and lipid
accumulation at a significant level compared with the corresponding negative control. The defined maturation medium also significantly supported cell adherence and functional adipocyte maturation during the long-term culture period.
Conclusions: The process described here enables functional adipocyte generation and maintenance without the addition fo unknown or unimal-derived constituents, achieving an important milestone in the introduction of adipose tissue engineered products into clinical trials or in vitro screening.