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Frost reduction in mechanical balanced ventilation by efficient means of preheating cold supply air
(2019)
This study has focused on evaluating the financial potential of wastewater and geothermal heat recovery systems in a multi-family building. The recovered heat was used to improve the performance of mechanical ventilation with heat recovery (MVHR) system during the coldest days in central Sweden. The main issue, which was targeted with these solutions, was to reduce frost formation in the system and hence increase its thermal efficiency. By looking at the life cycle cost over a lifespan of 20 years, the observed systems were being evaluated economically. Furthermore, statistical analyses were carried-out to counter the uncertainty that comes with the calculation. It was found that the studied wastewater systems have a high possibility of generating savings in this period, while the one fed by geothermal energy is less likely to compensate for its high initial cost. All designed systems however, managed to reduce operational cost by 35-45% due to lower energy usage.
The aim of this work was to investigate the mean fill weight control of a continuous capsule-filling process, whether it is possible to derive controller settings from an appendant process model. To that end, a system composed out of fully automated capsule filler and an online gravimetric scale was used to control the filled weight. This setup allows to examine challenges associated with continuous manufacturing processes, such as variations in the amount of active pharmaceutical ingredient (API) in the mixture due to fluctuations of the feeders or due to altered excipient batch qualities. Two types of controllers were investigated: a feedback control and a combination of feedback and feedforward control. Although both of those are common in the industry, determining the optimal parameter settings remains an issue. In this study, we developed a method to derive the control parameters based on process models in order to obtain optimal control for each filled product. Determined via rapid automated process development (RAPD), this method is an effective and fast way of determining control parameters. The method allowed us to optimize the weight control for three pharmaceutical excipients. By conducting experiments, we verified the feasibility of the proposed method and studied the dynamics of the controlled system. Our work provides important basic data on how capsule filler can be implemented into continuous manufacturing systems.
We propose a method for recognizing dynamic gestures using a 3D sensor. New aspects of the developed system include problem-adapted data conversion and compression as well as automatic detection of different variants of the same gesture via clustering with a suitable metric inspired by Jaccard metric. The combination of Hidden Markov Models and clustering leads to robust detection of different executions based on a small set of training data. We achieved an increase of 5% recognition rate compared to regular Hidden Markov Models. The system has been used for human-machine interaction and might serve as an assistive system in physiotherapy and neurological or orthopedic diagnosis.
This study describes a non-contact measuring and system identification procedure for evaluating inhomogeneous stiffness and damping characteristics of the annular ligament in the physiological amplitude and frequency range without the application of large static external forces that can cause unnatural displacements of the stapes. To verify the procedure, measurements were first conducted on a steel beam. Then, measurements on an individual human cadaveric temporal bone sample were performed. The estimated results support the inhomogeneous stiffness and damping distribution of the annular ligament and are in a good agreement with the multiphoton microscopy results which show that the posterior-inferior corner of the stapes footplate is the stiffest region of the annular ligament.
Dieser Bericht fasst die wesentlichen Arbeiten und Ergebnisse zusammen, die in dem Verbundvorhaben „GalvanoFlex_BW“ im Kalenderjahr 2018 durchgeführt und erzielt wurden. Dazu lässt sich zunächst sagen, dass die Messwertaufnahme und –auswertung abgeschlossen ist. Es wurden verschiedene Messkampagnen bei der Fa. NovoPlan durchgeführt. Bei C&C Bark konnte man teilweise auf bestehende Daten zurückgreifen, die punktuell durch weitere Messungen ergänzt wurden. Bei der Fa. Hartchrom konnten aufgrund von Personalmangel keine Messungen durchgeführt werden. Die aufgenommenen Daten wurden in eine Effizienzbewertung überführt, aus der im Folgenden allgemeine Aussagen abgeleitet werden sollen. Dazu ist ein Simulationsprogramm aufgesetzt worden, das in der Lage ist, Prozessketten energetisch abzubilden und zu optimieren. Zudem sollen aus den Messdaten verbesserte Profile für den Wärmebedarf in den Unternehmen entwickelt werden, die daraufhin der KWK-Optimierung zur Verfügung gestellt werden. Im Zuge der Entwicklung und Bewertung stromoptimierter KWK- Strategien ist ein bestehendes Simulationsmodell entsprechend weiterentwickelt worden. Konkret wurde das Modell um eine verbesserte Lastprognose für Strom und Wärme für Industriebetriebe ergänzt, und das Optimierungsverfahren wurde um eine zweite Dimension erweitert. Während bislang allein die Optimierung der Eigenstromdeckung mit einer Begrenzung der BHKW-Starts als Nebenbedingung möglich war, ist jetzt die Kappung der elektrischen Lastspitze zusätzlich in der Zielfunktion integriert. Gerade bei Industrieunternehmen lässt sich auf diese Weise eine weitere, zum Teil nicht unerhebliche Energiekosteneinsparung erreichen, was durch die ersten Berechnungen anhand der drei im Reallabor vertretenden Betriebe bestätigt wird. Die Ergebnisse werden unter AP 8 (Umsetzung) diskutiert. Der Dialog mit weiteren Unternehmen und Institutionen außerhalb des Vorhabens konnte über die Branchenplattfom weitergeführt werden. In 2018 wurden zwei Veranstaltungen dieser Art durchgeführt, und im Frühjahr 2019 wird ein weiterer Workshop zu diesem Thema durchgeführt. Die sozialwissenschaftliche Begleitforschung wurde mit der zweiten Phase der Firmenbefragungen ebenfalls planmäßig weitergeführt. Mit Blick auf die Umsetzung eines BHKW-Konzeptes haben sich dabei zwei wichtige Punkte wie folgt gezeigt: Zum einen muss die umsetzende Firma eine gewisse „Energieeffizienz-Reife“ besitzen, die sich u.a. in der Erfahrung bei der Durchführung von Energieeffizienzmaßnahmen zeigt, da die Installation eines BHKWs eine äußerst komplexe Maßnahme darstellt. Zum anderen müssen andere unternehmensspezifische Kontextfaktoren hinzukommen, wie z.B. aus anderen Gründen durchzuführende bauliche Maßnahmen, so dass gewisse zeitliche Entscheidungsfenster entstehen, in denen die Umsetzung von KWK-Maßnahmen sinnvoll sind.
IC layout automation with self-organized wiring and arrangement of responsive modules (SWARM)
(2019)
Focused on automating analog IC layout, the multi-agent-system Self-organized Wir ing and Arrangement of Responsive Modules (SWARM) combines the powers of pro-cedural generators and algorithmic optimization into a novel bottom-up meets top-down flow of supervised layout module interaction. Provoking self-organization via the effect of emergence, examples show SWARM finding even optimal placement solutions and producing constraint-compliant layout blocks which fit into a specified zone.
Aimed at the problem that the accuracy of face image classification in complex environment is not high, a network model F-Net suitable for aesthetic classification of face images is proposed. Based on LeNet-5, the model uses convolutional layers to extract facial image features in complex backgrounds, optimized parameters in the network model, and changes the number of convolutional layers and fully connected layer feature elements in the model. The experimental results show that the F-Net network model proposed in this paper has a face image classifation accuracy of 73% in complex environment background, which is better than other classical convolutional neural network classification models.
In this paper, we address the novel EDP (Expert Design Plan) principle for procedural design automation of analog integrated circuits, which captures the knowledge-based design strategy of human circuit designers in an executable script, making it reusable. We present the EDP Player, which enables the creation and execution of EDPs for arbitrary circuits in the Cadence® Virtuoso® Design Environment. The tool provides a generic version of an instruction set, called EDPL (EDPLanguage), enabling emulation of a typical manual analog sizing flow. To automate the design of a Miller Operational Amplifier and to create variants of a Smart Power IC, several EDPs were implemented using this tool. Employing these EDPs leads to a strong reduction of design time without compromising design quality or reliability.