Master's Thesis
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Ziel dieser Arbeit ist es, zu untersuchen, was Softwarequalität oder sogar Qualität im Soft-wareentwicklungsprozess darstellt und wie sie den Forderungen nach hochwertiger Soft-ware gerecht wird. Diese Arbeit liegt im Umfeld eines klein- oder mittelständischen Unternehmens (KMU), welches sich erfolgreich mit innovativen Ideen gegenüber der großen Konkurrenz behauptet. Softwareunternehmen in dieser Größe müssen dabei die gleiche Qualitätssicherung betreiben wie große Unternehmen, denn die Folgekosten für Fehler sind bei Software unabhängig von ihrer Größe. Dies löst sich nur über einen gleichbleibend hohen Entwicklungsstandard, der diese Qualität dauerhaft und vor allem unabhängig vom zu entwickelnden Softwareprodukt sichert. Daher wird möglichst breit untersucht, wie dieser Entwicklungsstandard für ein KMU aussehen kann und wie er ein gewisses Qualitätsniveau fördert und fordert. Die Frage, wie Qualität messbar und sogar beweisbar gemacht werden kann, soll dabei auch beantwortet werden. Neben einheitlichen Entwicklungswerkzeugen und -systemen werden zusätzlich die Geschäftsprozesse zur Entwicklung beleuchtet und gegebenenfalls Änderungsvorschläge gemacht. Im weiteren Verlauf dieser Arbeit werden auch die Softwareprodukte des Unternehmens untersucht. Für diese wird eine .NET Migration erwogen, um die Qualitätsforderungen sowohl heute als auch in der Zukunft weiter erfüllen zu können. Es wird daher betrachtet, wie eine .NET Migration im konkreten Fall ein bestimmtes Qualitätsniveau halten oder sogar steigern kann. So werden neben den Anforderungen an eine .NET Migration auch alle Maßnahmen und Aufwände für diese Migration identifiziert. Die Ergebnisse dieser Arbeitet fließen in die Konzeption ein und werden durch geeignete praktische Beispiele hinsichtlich der Machbarkeit belegt.
Die Globalisierung und die rasante Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnologie haben den Konkurrenzdruck zwischen global agierenden Unternehmen enorm erhöht. Um einen strategischen Wettberwerbsvorteil zu erlangen sind Unternehmen gezwungen, besonders schnell und agil auf die Bedürfnisse ihrer Kunden zu reagieren. Aus diesem Grund werden verschiedene, rechnerbasierte Systeme benötigt, welche den Menschen in den einzelnen Phasen des Produktlebenszyklus unterstützen und jederzeit die notwendigen Produktinformationen zur Verfügung stellen. CAD-Systeme unterstützen beispielsweise eine sehr wichtige Phase des Produktlebenszyklus, die Produktentwicklung. In dieser Phase entsteht ein Produktmodell, welches im Idealfall die Ausgangsbasis für alle Folgephasen bilden sollte. In der Praxis muss das Produktmodell jedoch zusätzlich dokumentiert werden, da es vorwiegend geometrische Informationen enthält. Spezielle Informationen wie z.B. Fertigungsregeln aus der Prozessplanung können nicht direkt im Produktmodell abgebildet werden. Aus diesem Grund wurde die Feature-basierte Modellierung entwickelt, welche das Produktmodell mit erweiterten Produktdaten abbildet und somit indirekte Informationsflüsse zwischen den einzelnen Phase des Produktlebenszyklus ermöglicht. Ein Produkt kann mit Hilfe von Features funktional, geometrisch sowie technologisch beschrieben werden. Die heutigen CAD-Systeme unterstützen bereits die Feature-basierte Modellierung, stellen dafür jedoch keine standardisierten Features und Produktdaten bereit. Einen Lösungsansatz für dieses Problem liefert der ISO-Standard 10303 mit dem Titel
Mit einer Web-Services-Architektur wird es möglich, Geschäftsfunktionen jeder Art in Form von Diensten bereitzustellen. Je weiter sich dieses Architekturmodell entwickelt, desto besser sind Unternehmen in der Lage, Web Services externer Anbieter als Business Services einzusetzen, um ihr eigenes Angebot und Know-how auszuweiten. Durch ihre breite Akzeptanz und die vorhandene Netzwerk-Technologie sind Web Services auf dem besten Wege, die Geschäftsabwicklung innerhalb und zwischen Unternehmen von Grund auf zu revolutionieren. Schließlich machen Web Services den technischen Teil der Integration einfacher, und somit kann man sich auf das eigentliche Ziel von Integrationsprojekten die durchgängige IT Abbildung von Geschäftsprozessen zuWeb Services sind Technologiekomponenten, die auf offenen Standards basieren und die Kommunikation und Interoperabilität mit anderen Anwendungen über ein Kommunikationsnetzwerk ermöglichen. Sie nutzen branchenspezifische Standardprotokolle und die vorhandene Web Infrastruktur. Damit bieten sie die Möglichkeit, die Geschäftsprozesse eines Unternehmens intern wie extern zu integrieren.konzentrieren. Nach einem Anwendungsbeispiel und der Darstellung der Einschränkungen des implementierten Webapplikation dient das abschließende Kapitel der Arbeit dazu, eine Übersicht über die Möglichkeiten der realisierten Werkzeuge zu geben und Vorschläge für mögliche und wünschenswerte Erweiterungen des Systems darzulegen. Im Bereich der Flexibilität ermöglichen die in der Arbeit dargestellten Konzepten die Aktionen, Werkzeuge und Dialoge, die statisch oder dynamisch aus der Properties- oder XML-Datei zu bauen sind. Falls die Applikation um eine neue Sprache oder einen neuen Parameter erweitert werden soll, wird nicht auf den Quellcode zugegriffen, sondern es müssen nur die Steuerdatei geändert und neue Dateien mit der sprachspezifischen bzw. dem neuen erweiterten Parameter spezifischen Informationen erzeugt werden. Falls die Applikation um eine neue Aktion erweitert werden soll, muss folgendes gemacht werden: (hier nur einen Verweis auf diese Vorgehensweise, weil diese nicht Teil der Aufgabenstellung ist (Priorität))
Zur Verbesserung der Termintreue der Werkstätten der DB Regio AG Region Südost bezüglich der Instandhaltung von Schienenfahrzeugen wird ein Softwaresystem realisiert, mit dessen Hilfe die Arbeitsaufträge von Mitarbeitern genau geplant werden könnnen. Grundlage des Systems bildet ein Optimierungsverfahren für Bedingungs-Erfüllungs-Probleme (engl. constraint-satisfaction-problems). Es werden einige gängige Verfahren vorgestellt und eines daraus zur Realisierung ausgewählt. Nach der Umsetzung wird der Algorithmus wiederholt Tests unterworfen und entsprechend der Ergebnisse werden weitere Verbesserungsmöglichkeiten analysiert, auf ihre Realisierbarkeit geprüft und gegebenenfalls integriert. Um die Wirkung der Verbesserungen beurteilen zu können, werden die Testergebnisse der einzelnen Entwicklungsstufen gegenübergestellt. Aus den Erfahrungen der Testphase werden zudem Hinweise für den Einsatz der Software in der Praxis erarbeitet, sowie weitere Erweiterungs- und Verbesserungsmöglichkeiten aufgezeigt.
Im Rahmen der Masterarbeit wird die Umsetzung eines Schnittstellenkonzeptes auf Basis von Workflows zwischen einem MVZ und einem Krankenhaus realisiert. Die beteiligten Softwareprodukte setzen sich dabei aus dem Praxismanagementsystems DOCconcept und dem klinischen Dokumentations- und Managementsystems MCC sowie der Integrationssoftware Ensemble der Intersystems GmbH zusammen. Nach Behandlung der notwendigen theoretischen Grundlagen zu den Technologien, Konzepten und Standards, wird eine Einführung des MVZ als neue Form der ambulanten ärztlichen Versorgung gegeben und eine Analyse der Workflows zwischen einem MVZ und einem Krankenhaus vorgenommen. Erhobene Daten und gegenwärtig definierte Workflows sind der Beschreibung einer möglichen technischen Sicht auf diese dienlich und Grundlage der weiteren Konzeption. Anschließend wird ein Schnittstellenkonzept erarbeitet, mithilfe dessen die fachlichen und technischen Hintergründe definiert und eine prototypische Umsetzung einer möglichen Kopplung erreicht werden soll. Dieser Prototyp wird anhand eines praktischen Beispiels näher erläutert und ist zu Demonstrationszwecken im eHealth-Labor der WHZ abgelegt.
Variable Kundenwünsche sowie harter Wettbewerb erfordern in der heutigen Zeit eine schnelle und vor allem eine effiziente Produktentwicklung. Die Industrie ist gezwungen, in kürzester Zeit Prognosen bezüglich der Produzierbarkeit, den entstehenden Kosten sowie der geschätzten Fertigungsdauer zu erstellen. Für eine schnellere Beurteilung und für die Optimierung der Produktentwicklung insgesamt, werden in aktuellen Ansätzen Produkte nicht nur anhand ihrer Geometrie modelliert, sondern deren Modelle um zusätzliche Informationen erweitert. In diesem Zusammenhang wird das Ziel verfolgt, alle notwendigen Informationen für den gesamten Produktlebenszyklus bereitzustellen und eine vollständige Integration verschiedener Anwendungen zu ermöglichen. Im Bereich des Produktdesigns sowie der Produktmodellierung ist die Feature-Technologie ein sehr vielversprechender Ansatz. Mit dem von der ISO standardisierten Ansatz Standard for the Exchange of Product model data (STEP - ISO 10303) wird eine genormte Lösung für die Integration zwischen Anwendungssystemen aus unterschiedlichen Bereichen der Produktentwicklung spezifiziert. Dabei werden für die verschiedensten Anwendungsbereiche spezielle Anwendungsprotokolle (APs) bereitgestellt. Neben der Bereitstellung von Produktinformationen im gesamten Produktlebenszyklus können auch individuelle Anwendungen die Produktentwicklung unterstützen und beschleunigen. Besonders im Bereich der Prozessplanung versprechen heuristische Verfahren die Möglichkeit der schnelleren Erzeugung effektiver Fertigungsvarianten unter Berücksichtigung einer konfigurierten Umgebung und ermöglichen somit auch eine genauere und vor allem schnellere Kostenschätzung. In diesem Zusammenhang spielt das Applikationsprotokoll AP 224 - Mechanical product definition for process planning using machining features eine besondere Rolle. Produkte werden mit Hilfe interpretierbarer Features beschrieben und diese Informationen über STEP- oder XML-Dateien ausgetauscht. Für die Verwendung der in der ISO 10303-21 definierten Datenaustauschstruktur ist eine für das Applikationsprotokoll spezifische Schnittstelle zwischen der physischen und logischen Programmebene erforderlich. Diese Master Thesis demonstriert einen Ansatz, wie eine derartige Schnittstelle für den neutralen Produktdatenaustausch für das AP 224 und andere Anwendungsprotokolle generiert werden kann.
Die Masterarbeit befasst sich mit Enterprise Architecture Frameworks (EAF). Die über fünfzig am Markt recherchierten EAF werden hinsichtlich ihrer Intention und damit nach ihrem allgemeinen Nutzen analysiert, dokumentiert und schließlich klassifiziert. Im Ergebnis wird so dem interessierten Leser ein erster, kompakter Überblick zu den zur Verfügung stehenden EAF und deren Nutzen offeriert. Dieser allgemeinen Nutzenanalyse schließen sich detaillierte Beschreibungen jener autarker und unternehmensbezogener EAF an. Die derartigen 25 EAF werden dabei auf Basis eines einheitlichen Merkmalrasters beschrieben. Das Raster besteht aus 35 definierten Framework-Merkmalen, welche u. a. im Interesse des Informationsmanagers und dessen Anforderungen an zu berücksichtigende Aspekte bei der Betrachtung einer Informationssystemarchitektur definiert werden. Abschließend werden die detaillierter beschriebenen EAF tabellarisch gegenübergestellt, was einen zweiten, kompakten Überblick offeriert. Zur Verbesserung des Gesamtverständnisses zum Thema EAF und der Verdeutlichung der von EAF ausgehenden Unterstützungsvielfalt erfolgt im Sinne einer abschließenden Zusammenfassung die ansatzweise Umsetzung einzelner EAF innerhalb eines gedanklichen Anwendungsszenarios. Hierfür bilden natürlich die Erkenntnisse der vorangegangenen Nutzenanalyse und der detaillierten Beschreibungen die Grundlage.
Ziel dieser Masterarbeit war es ein Konzept für ein Doppelkupplungsgetriebe mit mindestens neun Gängen zu erarbeiten und dieses Getriebekonzept konstruktiv umzusetzen. In der Konzeptphase wurde die Anzahl der Getriebeachsen sowie deren Anordnung im vorhandenen Fahrzeugbauraum betrachtet. Die Positionierung der Radebenen auf den Getriebewellen wurde ebenso untersucht, wie die Aufteilung der einzelnen Stirnradstufen in Festrad und Schaltrad zwischen den Wellen und zusammen mit den zur Verschaltung benötigten Synchronisierungen bewertet. Die sich ergebenden Vorzugsvarianten wurden hinsichtlich der realisierbaren Gangzahl und den Vorwahlmöglichkeiten geprüft. Das ausgearbeitete Getriebekonzept besitzt zehn Vorwärtsgänge, die sich durch Mehrfachnutzung einzelner Übersetzungsstufen, mit 14 Zahnrädern realisieren lassen. Dabei werden in jedem Gang nur zwei Zahneingriffe benötigt. Das Getriebe weist einen Berggang und zwei Overdrive-Fahrstufen auf. Die, inklusive RW-Gang, elf Fahrstufen können mit fünf Synchronisierungen geschaltet werden. Die Entwurfsberechnung beinhalten Auslegung der Übersetzungsreihe und die Achsabstände. Auf Basis eines Lastkollektivs wurde die Geometrie der Zahnräder auf Festigkeit untersucht. Ebenso wurden die Lager und die Getriebewellen berechnet.Aus dem Getriebeentwurf wurde ein 3D-Modell des Radsatzes erstellt. Außerdem wurde eine elektrohydraulische Schaltbetätigung der Gangsteller konstruktiv umgesetzt und in das Package des Radsatzes integriert. Zusätzlich wurde eine Möglichkeit herausgearbeitet um mittels einer Add-On-Lösung einen Allradantrieb zu realisieren.
Das hydrodynamisch geschmierte Radialgleitlager ist aufgrund seiner einfachen Bauweise und großen Zuverlässigkeit aus dem modernen Maschinenbau nicht mehr wegzudenken. Neben akustischen, finanziellen und leichtbautechnischen Vorzügen, ist ein weiterer entscheidender Vorteil gegenüber dem Wälzlager ein nahezu verschleißfreier Betrieb und die damit verbundene lange Lebensdauer. Nach wie vor treten jedoch Einzelfälle auf, bei denen es aufgrund des Zusammenspiels vieler Einflussfaktoren zu starkem Verschleiß und letztendlich zum Totalausfall des Lagers kommt. Eine mögliche Ausfallursache ist die Kavitation und der damit verbundene erosive Materialabtrag an der Welle bzw. Lagerschale. Um die Ursache von Kavitation zu erkunden, ist es notwendig, eine genaue Kenntnis über den Zustand der Strömung im Schmierspalt zu haben. In dieser Arbeit werden die Beschaffenheit beziehungsweise die Eigenschaften der Strömung im Nahfeld der Zulaufbohrung eines Gleitlagers analysiert. Auf Basis experimenteller sowie numerischer Untersuchungen werden Besonderheiten der Strömung im Schmierspalt hinsichtlich der Geschwindigkeits- und Druckverteilung aufgezeigt.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Berechnung des akustischen Fahrzeuginnenraums. Die Berechnung wird mit der theoretischen Grundlagen der numerischen Strömungssimulation und Akustik durchgefüht. Der Berechnungsprozess wurde mit software Virtual Lab Akustik erfolgt. Das verwendete Modell ist ein halber Innenraum eines Fahrzeuges (Fiat) in der Hochschule Zwickau. Einerseits erfahrt man etwas über die Schalldruckverteilung sowie Geschwindigkeit der Luft in Innenraum des Fahrzeugs durch die Finite Elemente Methode (FEM), andereseits wurde die Berechnung mit Boundary Element Methode (BEM) auf der Fläche im Innenraum durchgeführt. Anregungen, die für das Modell zur Berechnung genutzt wurde, sind Anregung des Motors und Zweiraden des Fahrzeugs. Mit unterschiedlichen Frequenzen entstehen verschieden Berechnungsergebnisse und geeignete Bildgenerierungen. Durch die Berechnung mit FEM und BEM kann man sichtbar Ergebnisse vergleichen oder bewerten
Ziel dieser Arbeit ist das Aufzeigen einer Planungsvariante für einen Aluminium-Stahl- Hybridkarosseriebau im Kleinserien- bzw. Luxussegment und der Vergleich mit dem aktuellen Karosseriebau auf Basis einer Blechschalenbauweise aus Stahl. Beispielhaft soll dies für den Bereich der Unterbaufertigung des Bentley Continental GT erfolgen. Beginnend mit einer Vorstellung der zu beachtenden Aspekte hinsichtlich einer Mischbauweise mit Aluminium und Stahl und der entsprechenden Verbindungstechniken folgt anschließend eine Analyse der Ist-Situation. Im weiteren Verlauf wird die Planungsvariante für den Aluminium-Stahl-Hybridkarosseriebau erläutert und dem Ist-Stand gegenübergestellt, um die wesentlichen Unterschiede aufzuzeigen sowie anschließend die Vorzugsvariante auswählen zu können.
Die Steuerung elektrischer Antriebe gehört zu den Königsdisziplinen in der Automatisierungstechnik. Höchste Anforderungen bezüglich Determinismus und Zykluszeiten bei der Datenübertragung stellen vor allem für die zur Vernetzung von Anlagen und Steuerungen genutzten Kommunikationsnetze eine Herausforderung dar. In den letzten Jahren haben sich zunehmend Ethernet-basierte, industrietaugliche Netzwerktechnologien etabliert, mit dem Anspruch, universeller und vor allem auch schneller als herkömmliche Feldbusse zu sein. Zusätzlich treibt die Möglichkeit, Internet-Protokolle bis in die Prozessleit- und Feldebene der Unternehmen zu bringen, Hersteller wie Nutzer gleichermaßen an, diese neuen Übertragungstechnologien weiter zu entwickeln. Ziel dieser Arbeit ist es, derzeit am Markt vorhandene Industrial Ethernet Lösungen auf ihre Eignung hinsichtlich der Steuerung Geschalteter Reluktanz-Antriebe zu untersuchen. Darauf aufbauend erfolgt die Implementierung und Inbetriebnahme einer entsprechenden Schnittstelle in eine auf FPGA- und DSP-Technologie basierende Antriebssteuerung. Einsatzbereich dieses leistungselektrischen Antriebssystems wird zunächst die Automatisierungstechnik sein. Im Rahmen der Arbeit erfolgt aber auch eine Betrachtung des möglichen Einsatzes von Industrial Ethernet als Bussystem in Kraftfahrzeugen mit dem Hintergrund, sowohl die Elektrifizierung des Antriebs als auch die Integration in weltweite Datennetzwerke zu forcieren.
Ein wichtiger Mechanismus für den Energietransport sowohl in geophysikalischen wie auch technischen Bereichen ist die thermische Konvektion. Dabei bildet sie nicht nur die Grundlage für die Strömungen in der Erdatmosphäre oder im Erdmantel, sondern wirkt auch in zahlreichen technischen Anwendungen wie beispielsweise Wärmeaustauschern oder Mikropumpen. Die Untersuchung dieser Strömungsform und insbesondere des turbulenten Wärmetransportes bildet dabei die Grundlage der vorliegenden Arbeit. Mit dem Ziel einer parameterabhängigen Forcierung der thermischen Konvektion wird ein Experiment konzipiert und erstellt, das sowohl die Untersuchung unterschiedlicher Geometrieparameter aber auch des dielektrophoretischen Effektes ermöglicht. Die prinzipielle Ausführung des Experimentes basiert dabei auf Untersuchungen der künstlichen Auftriebskonvektion im Zylinderspalt, die während einer Parabelflug-Kampagne durchgeführt werden sollen. Neben der Auslegung von wesentlichen Experimentkomponenten unter Mikrogravitationsbedingungen werden auch das Untersuchungskonzept sowie die laser-optische Messtechnik zur Visualisierung der Konvektionsströmung behandelt. Abschließend wird ein Überblick und Vergleich zwischen numerischen Ergebnissen der Komponentenauslegung und erster experimenteller Laborversuche an den realen Experimentkomponenten aufgeführt.