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Entwicklung einer verteilten Softwarearchitektur als Testumgebung zur Simulation von Fahrszenarien
(2019)
Das Erproben neuer Fahrerassistenzsysteme sowie das Testen einzelner Komponenten in realen Fahrzeugtests, wird durch die immer komplexer werdenden Verknüpfungen der Steuergeräte in Fahrzeugen zunehmend erschwert. Eine ressourcenschonende und kostengünstigere Variante bietet das Vehicle in the loop Verfahren. Diese Bachelorarbeit befasst sich mit der Entwicklung und Integration einer Software, mit der es möglich ist, in einen laufenden Vehicle in the loop Testlaufes einzugreifen und Einfluss auf die virtuelle Fahrszene zu nehmen. Zunächst wurde sich in die von der IAV eigens entwickelten Tools zur Erstellung von Fahrszenen sowie deren Darstellung eingearbeitet. Anschließend wurden aus den ermittelten Anforderungen die Software erstellt und in die bestehende Prozesskette integriert. Die Funktionalität konnte daraufhin in durchgeführten Tests erfolgreich gezeigt werden.
Bestimmung und Präzisierung von Nutzer-Standorten in Bluetooth-basierten Indoor-Navigationssystemen
(2019)
In dieser Bachelorarbeit werden Konzepte vorgestellt, mit deren Hilfe der Standort eines Nutzers innerhalb eines Indoor-Positionierungssystems ermittelt wird. Zunächst werden Grundlagen aus dem Bereich der Positionierung mit Bluetooth vorgestellt. Zur Standortbestimmung werden die Signale von Bluetooth-Sendern (Beacons) genutzt. Weiterhin werden Möglichkeiten vorgestellt, wie die ungenaue Standortbestimmung, bedingt durch Störungen des Bluetooth-Signals, präzisiert werden kann.
Optimierung prozesstechnischer Anlagenkomponenten zur Herstellung superharter Kohlenstoffschichten
(2019)
Im Rahmen der vorliegenden Masterarbeit wurden tetraedrische amorphe Kohlenstoffschichten nach dem Prinzip der Laser-Arc-Verdampfung abgeschieden und untersucht. Vermessen wurden die hergestellten Schichten mittels Interferenzmikroskopie, dem laserakustischen Prüfverfahren LaWave, Kalottenschleifverfahren und Nanoindentation.
Im ersten Teil der Arbeit wird darüber berichtet, wie die Prozessstabilität und die Qualität der abgeschiedenen Schichten optimiert wurden. Dabei wurde zum einen der Aufbau der Kohlenstoffkathodenwalzen modifiziert, um einen stabileren und zuverlässigeren Prozess zu gewährleisten. Zum anderen wurde der elektromagnetische Partikelfilter des Laser-Arc-Moduls angepasst. Dabei
zeigte sich, dass die Konfigurationen verschiedener ferromagnetischer Bleche und damit die Ausbildung des Magnetfeldes zur Filterung der Partikel unterschiedliche Auswirkungen haben. Durch eine geeignete Konstellation konnte somit die Abscheidung homogener Schichtdicken über eine größere Beschichtungshöhe ermöglicht werden.
Der zweite Teil dieser Arbeit befasst sich mit den Auswirkungen einzelner Prozessparameter auf die Eigenschaften der abgeschiedenen Schichten. Der Einfluss der Kammertemperatur nimmt hierbei eine zentrale Rolle ein. Überschreitet diese einen Grenzwert von 100 °C, so werden die Schichten zunehmend inhomogen. Das heißt es liegt ein Gradient vor und die Schichteigenschaften
- insbesondere Elastizitätsmodul - sind über die Schichtdicke nicht konstant. Weiterhin wurden die Parameter Substratbiasspannung und -pulsdauer variiert. Es zeigte sich, dass mit zunehmender Biasspannung und Pulsdauer die Schichten härter werden. Ein dritter Prozessparameter, dessen Auswirkungen auf die Schichteigenschaften untersucht wurde, ist die Pulsfrequenz der Bogenentladung. Eine Erhöhung der Frequenz hat eine starke Erhöhung der Kammertemperatur
zur Folge. Dadurch weisen die hergestellten Schichten wieder einen Gradienten auf.
Diese Bachelorarbeit behandelt das Thema Analyse, Bewertung und konzeptionelle Zusammenlegung von FIS-Software-Tools. Nach einer Einführung in die Grundlagen der Volkswagen Group IT Services GmbH und der zu analysierenden Systeme werden einige Begriffe des Requirements Engineering erläutert.
Nach Abhandlung der Grundlagen werden verschiedene Methoden der Anforderungs-ermittlung vorgestellt. Es wird anhand von Einflüssen auf das Projekt die beste Ermittlungsmethode ausgewählt.
Im Weiteren wird die Vorbereitung und Durchführung der Anforderungsermittlung in Form von leitfadengestützten Experteninterviews sowie die Dokumentation der Anwendungsfälle beschrieben. Das methodische Vorgehen wird durch Literaturquellen begründet.
In einer Auswertung der ermittelten Anwendungsfälle werden diese priorisiert und bewertet. Auffallende Ergebnisse werden erklärt. Anschließend werden aus dieser Auswertung Kernanforderungen an ein mögliches Folgesystem abgeleitet. Zuletzt werden zwei Szenarien vorgestellt, welche mögliche Weiterentwicklungen der Systeme und die damit verbundenen Herausforderungen beschreiben.
In einer Auswertung der ermittelten Anwendungsfälle werden diese priorisiert und bewertet. Auffallende Ergebnisse werden erklärt. Anschließend werden aus dieser Auswertung Kernanforderungen an ein mögliches Folgesystem abgeleitet. Zuletzt werden zwei Szenarien vorgestellt, welche mögliche Weiterentwicklungen der Systeme und die damit verbundenen Herausforderungen beschreiben.
In der Diplomarbeit Entwicklung eines Verfahrens zum Recycling von Paintball-Abfällen wird die Notwendigkeit eines Recycling-Verfahrens anhand der Abfallmengen und der vorhandenen Entsorgungsmöglichkeiten erklärt. Auf Basis der Gespräche mit den Betreibern der Paintball-Parks Mühldorf und Salzburg wurde eine anfallenden Abfall-Masse von 3,6 kg/m²*30d für ein Indoor-Spielfeld ermittelt. In Deutschland und seinen Nachbarländern wurden 100 Paintball-Parks identifiziert. Auf den 107.950 m² Indoor-Spielflächen dieser Parks fallen monatlich 388.629 kg Paintball-Abfälle an. Die These, dass sich Paintball-Abfälle von Indoor-Spielfeldern für die Aufbereitung und die abschießende bestimmungsgemäße Verwendung eignen wurde anhand von Paintball-Abfällen des Paintball Parks Salzburg untersucht. Es wurden unterschiedliche Versuche durchgeführt, um die recherchierte Zusammensetzung von Paintball-Abfällen einzugrenzen. Des Weiteren wurden unterschiedliche Verfahrensstufen und deren Einsatzmöglichkeit in einer Prototyp Paintball-Recycling-Anlage theoretisch und praktisch untersucht. Es folgte die Beschreibung der Aufbereitung von 9688,5 g Paintball-Abfällen des Paintball-Parks Salzburg in der Prototyp Paintball-Recycling-Anlage. Nach dem Durchlauf aller Verfahrensstufen lag die Sortierung
Das Ziel der Arbeit war es, eine Software für Dozierende und Studierende zu entwickeln, die zukünftig für bestimmte Module, die klassische Unterrichtsform des Frontalunterrichts ablöst. Eine Herausforderung der Arbeit war es, das didaktische Lehrkonzept DIADEM zu verstehen und auf ein Softwarekonzept zu übertragen. Hierfür konnte die Unterstützung der Autoren des Lehrkonzeptes Prof. Dr. rer. nat. Wolfgang Golubski und M. Sc. Oliver Arnold gewonnen werden. Die weitere Herausforderung war die konkrete Entwicklung der beiden auf unterschiedlichen Plattformen und Programmiersprachen beruhenden Softwarelösungen und das Zusammenspiel der beiden.
Durch die Entwicklung des Backend-System war es das Ziel, dass bei den Dozierenden der Anspruch geweckt wird, die Interaktion mit den Studierenden in den Vorlesungen dynamisch zu gestalten. Ein weiteres Ziel war es sich von dem elektronischen Lehrveranstaltungsplaner der Universität Wuppertal zu lösen und auf ein eigenständiges System aufzubauen. Dadurch besteht die Möglichkeit der zukünftigen Weiterentwicklung von Features oder das Anpassen individueller Inhalte der Westsächsischen Hochschule Zwickau. In der Implementierungsphase war es wichtig, dass Frontend des Backend-Systems so zu gestalten, dass alle Features und Funktionen selbsterklärend sind und auch mobil abgerufen werden können. Durch das Umsetzen eines responsiven Webdesigns, können wichtige und kurzfristige Änderungen, von Modulinformationen, von überall aus mit dem Smartphone angepasst werden.
Durch die Umsetzung der Applikation soll der Anspruch der Studierenden zurückgewonnen werden sich im Selbststudium zu beweisen. Für den Wandel des digitalen Zeitalters ist es wichtig für die Studierenden von heute eine Softwarelösung zu konzipieren, die das Abrufen von Informationen nach heutigem Standard ermöglicht. Die Herausforderung bestand darin eine ansprechende Applikation zu entwerfen die das Abrufen von Informationen eines Moduls nachdem Lehrkonzept DIADEM beinhaltet. Es musste eine einheitliche Plattform geschaffen werden, die alle notwendigen digitalen Inhalte von einem Modul zur Verfügung stellt. Der Umgang mit verschiedenen Dateiformaten und das Darstellen von PDF Dateien inkl. Downloadfunktion war ein elementarer Bestandteil der Arbeit. Die Darstellung der individuellen Selbstreflexion eines jeden Studierenden ist ein weiteres Feature, welches dem Studierenden mithilfe der Applikation zur Motivation am Selbststudium verhelfen soll.
Diese Arbeit befasst sich der Bewertung der Impedanzspektroskopie als Methode für die Schichtdickenmessung an komplexen geometrischen Formen. Dafür wird die Herstellung und Untersuchung von Kondensatoren für Grundlegende Betrachtungen herangezogen. Als Basis wird der Aufbau eines Plattenkondensators genutzt. Hierfür wird über das RF-Sputtern ein Metall/Isolator/Metallsystem auf eine 18x18 große Siliziumprobe abgeschieden. Für die Metallschicht wird Titan verwendet und als Isolator kommt Titanoxid zum Einsatz. Die Mes-sung der einzelnen Schichten erfolgt über das spektrale Ellipsometer und die Röntgenreflek-tometrie. Beide Varianten werden gegeneinander abgeglichen, um zu sehen, welches Mess-verfahren sich besser für die Bestimmung der Schichtdicke eignet. Mit den gemessenen Da-ten des Schichtsystems erfolgt anschließend eine Impedanzmessung. Da die zumessenden Proben in der Form von Plattenkondensatoren sind, ist ein kapazitives Verhalten zu erwarten. In einem doppelt logarithmischen Diagramm, indem die Impedanz über der Messfrequenz aufgetragen ist, sollte es zu einem linearen Anstieg bei größeren Frequenzen kommen. Aus diesem Verhalten wird die Kapazität des Systems heraus berechnet und für die Berechnung der Schichtdicke der dielektrischen Schicht verwendet. Ziel ist es, anhand eines hergestellten Messsystems eine realistische Schichtdicke über die Impedanzspektroskopie berechnen zu können. Der praktische Hintergrund ist die Beschichtung von Bohrern.
Die Laserinduzierte Plasmaspektroskopie (LIBS) spielt heutzutage eine wichtige Rolle und wird in der medizinischen Anwendung bereits für die Detektion von Intoxikationen im Körper genutzt. Das Ziel dieser Arbeit ist es, mit Hilfe dieser Messmethode, einen Aufbau zur endoskopischen Bestimmung von elementspezifischen Spektrallinien zu realisieren. Dazu wurde letztendlich ein mobiles Messsystem aufgebaut und realisiert, welches für einen endoskopischen Einsatz geeignet ist. Für die Untersuchung der Anwendbarkeit des Systems wurde auf Proben von Aluminium und Kalzium ein Plasma erzeugt und anschließend spektral untersucht. Die zeitgleiche Detektion beider Elemente war das Ziel der Untersuchungen. Lässt der Versuchaufbau eine eindeutige Zuordnung der beiden Proben zu, wäre es möglich auch Aluminiumablagerungen im Knochen endoskopisch zu detektieren.
Mit vorliegender Bachelorarbeit soll die grundlegende Durchführbarkeit der Erzeugung von Oberflächen mit geringer Rauheit und einer konstanten Restdicke auf Substratschichten von Halbleiterbauelementen untersucht werden. Die Halbleitermaterialien Silizium und Siliziumkarbid sind die untersuchten Werkstoffe. Als Laserquelle dient ein Ultrakurzpulslaser, der im Pulsbetrieb arbeitet oder Pulse in Form von Pulszügen ausgeben kann. Zusammenhänge zwischen Anzahl der Pulse im Pulszug und der Oberflächenrauheit werden dabei erarbeitet. Nach der Bearbeitung der Halbleiterchips von der Rückseite aus, soll eine Analyse mittels bildgebenden Verfahren, der auf der Substratvorderseite angeordneten elektronischen Mikrostrukturen durchführbar sein.
Für dieses Ziel wurden Abtragversuche an Halbleitermaterial ohne elektronische Funktion vor der eigentlichen Bearbeitung der Halbleiterbauelemente durchgeführt und ausgewertet. Über die Variation der Prozessparameter mittlere Laserleistung, Pulsabstand, Linienabstand und Anzahl der Pulse im Pulszug wurde eine optimale Abtragstrategie ermittelt, um ein Oberfläche mit möglichst geringer Rauheit zu generieren. Die gewonnenen Erkenntnisse, können als Grundlage für die Präparation defekter Halbleiterbauelemente mittels Laserstrahlung, für die Fehleranalyse angesehen werden.
Die motorische Steuerung von Sprache und Kommunikation basiert in weiten Teilen auf einem auditiven Feedback. Bei gehörgeschädigten Menschen ist diese Möglichkeit eingeschränkt. Alternativ dazu kann ein Feedback durch Vibrationen an den Schleimhäuten im inneren des Vokaltraktes staatfinden. Zur Entwicklung einer darauf basierenden Trainingsmöglichkeit, ist es interessant, die Vibrationseigenschaften des Vokaltraktes zu untersuchen. In dieser Arbeit wird ein 3D Modell des Vokaltraktes erstellt und akustisch sowie vibrometrisch in Bezug auf die sich ergebenden Resonanzfrequenzen, untersucht.
In dieser Arbeit wird das Konzept eines Messsystems vorgestellt, welches eine zeitlich und örtlich aufgelöste Analyse von Elementen ermöglicht. So soll die Schweißnaht einer Probe sowie die Eindringtiefe eines Schweißlasers bei der Aluminiumrohrproduktion kontrolliert werden. Dieses Messsystem basiert auf dem Prinzip der laserinduzierten Plasmaspektroskopie (eng.: laser-induced breakdown spectroscopy, LIBS). Dabei wird ein hochenergetischer Laser verwendet, um auf der bestrahlten Probenoberfläche ein Plasma zu erzeugen. Dieses Plasma emittiert charakteristische Strahlung, die Rückschlüsse auf die elementare Zusammensetzung der Probe zulässt.
Zunächst wurden die Spektren der im Schweißprozess verwendeten Metalle, Aluminium und Titan, mit Hilfe von LIBS erfasst. Die Untersuchungen zeigten elementspezifische Strahlung für Aluminium bei 396 nm und für Titan bei 500 nm. Für die separate Erfassung dieser charakteristischen Emissionslinien wurde ein geeigneter Messaufbau mittels Strahlteiler, Filter sowie Avalanche Photodetektoren umgesetzt. Dieses Konzept ermöglicht die spektrale und zeitliche Trennung der elementspezifischen Signale, wie Messungen an reinen Metallen zeigten. Ein mit Titan verschweißtes Aluminiumblech wurde im rechten Winkel zur Schweißnaht in 30\,µm Schritten untersucht. Die Ergebnisse zeigten erhöhte Signale des Detektors für den Wellenlängenbereich von 500 nm, was auf das Vorkommen von Titan hinwies. Diese Annahme wurde durch eine zusätzliche Untersuchung mit der energiedispersiven Röntgenspektroskopie (engl.: energy dispersive X-ray spectroscopy, EDX) bestätigt und wies auf eine Materialdurchmischung in der Mitte der Schweißnaht hin. Des Weiteren wurde während der Produktion eines Aluminiumrohrs das laserinduzierte Schweißplasma mit dem Messsystem analysiert. Bei diesem Arbeitsprozess wurde die Laserleistung schrittweise erhöht um ein Durchschweißen zu erzielen, sodass ein Titanplättchen in der Schweißunterlage elementspezifische Strahlung emittiert. Bei einer Leistung von 250 W war eine Signalerhöhung des Detektors für den Wellenlängenbereich von 500 nm zu erkennen, was auf eine Titanablation aufgrund des Durchschweißen hinwies. Diese Vermutung wurde durch Ablationsspuren auf der Schweißunterlage bestätigt.
Die vorliegende Masterarbeit untersucht Ansätze einer offline-basierten Spracherkennung. Systeme zur Sprachsteuerung basieren oftmals auf von Cloud-Anbietern bereitgestellten Diensten, welche die aufgenommenen Audiodaten serverseitig auswerten. Im industriellen Anwendungsbereich solcher Systeme besteht jedoch der Wunsch, die Kontrolle über die Verarbeitung der Daten zu behalten. Ziel dieser Arbeit ist es, Möglichkeiten für Anwendungsfälle ohne bestehende Internetverbindung, Umgebungen mit lauten Hintergrundgeräuschen und der Nutzung von fachspezifischen Sprachbefehlen zu evaluieren. Die Implementierung eines Prototyps erfolgt auf dem von der SYS TEC electronic AG entwickelten IoT-Controller sysWORXX CTR-700. Die Umsetzung beschränkt sich auf eine schlüsselwortbasierte Spracherkennung einiger weniger Sprachbefehle. Es werden klassische probabilistische Verfahren der Spracherkennung und Ansätze des Deep Learnings evaluiert. Ein Schwerpunkt der Untersuchung liegt dabei auf Möglichkeiten, den negativen Einfluss von störenden Hintergrundgeräuschen zu verringern. Dazu werden Sprachmodelle entworfen, die neben der Sprachaufnahme zusätzlich die Art des Hintergrundgeräusches als weitere Eingabe verarbeiten.
In den letzten Jahren wurde es durch leistungsfähigere Geräte und bessere Internet-Abdeckung ermöglicht, neben statischen Webseiten auch komplexe Anwendungen im Web anzubieten. Dazu zählen Dienste wie Shopping, Banking, Lehre, soziale Medien oder Unterhaltung. Die steigende Komplexität der Anwendungen führte dabei im Entwicklungsprozess zu neuen Anforderungen. Einige davon werden durch die Nutzung von komponentenbasierten Frontend-Frameworks befriedigt, die die Darstellung und Logik komplexer Seiten in Komponenten unterteilen und stark an Beliebtheit gewonnen haben.
Durch die steigende Relevanz der Webentwicklung ist auch die Integration dieser in Informatik-Studiengänge in Betracht zu ziehen. Komponentenbasierte Frontend-Frameworks könnten dabei durch Abstraktion redundanter und aufwendiger Prozesse einen motivierten Einstieg in die Webentwicklung im Rahmen der Hochschulbildung bieten. Dazu wird in Vergleich zwischen den Konzepten einer Teilmenge der Frameworks, namentlich Angular und Vue.js, mit Blickpunkt auf die Bildung vorgenommen. Zusätzlich werden vorlesungsbegleitende Praktikumsaufgaben aufgestellt, die der Erprobung und Vertiefung des durch die Studenten erlangten Wissens dienen. Die Praktikumsaufgaben stützen sich dabei auf ein Projekt, welches sowohl in Vue.js, als auch in Angular implementiert wurde, um diese unabhängig von der Wahl nutzen zu können.