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Im Rahmen dieser Masterarbeit sollen Anforderungen für eine realitätsnahe, skalierbare und funktional anpassbare Simulationsumgebung aufgestellt, eine Lösung konzipiert und umgesetzt werden. Die Lösung soll es unerfahrene Mitarbeiter in die Lage versetzen, sich in die Thematik der Steuergeräteentwicklung, der Fahrerassistenz Algorithmen und der Timing- und Trace Analyse sowie der Entwicklung von Testfällen einzuarbeiten und weitere Funktionen zu entwickeln und diese in Bezug auf das Timing-Verhalten zu
prüfen.
Die Masterarbeit umfasst folgende Schwerpunkte:
- Analyse der Anforderungen an eine solche Umgebung
- Bewertung und Eignung bestehender Lösungen
- Konzeption einer Lösung
- Umsetzung der gewählten Lösung
- Validierung der Lösung an einem Algorithmus für ein Fahrerassistenzsystem im Hinblick auf das
Echtzeitverhalten
Leipzig und das städtische ÖPNV-Netz stehen unter einer großen Herausforderung, weil die Bevölkerungszahl der Stadt in den letzten zehn Jahren sehr schnell steigt. Das bedeutet, dass die Leipziger Grenze erweitert wird und neue nicht versiegelte, aber geeignete Flächen, sowie Grünau-Plattenbau-Gebiet, versiegelt werden müssen. Dementsprechend stellt sich die Frage der tangentialen Verkehrsverbindung und eine neue Straßenbahnstrecke, die das bestehende Straßenbahnnetz verbinden soll. Wichtig ist unter diesen Bedingungen Flexibilität, Sicherheit und Attraktivität im Straßenverkehr für MIV, Fußgänger und Radfahrer zur Verfügung stellen.
Die Untersuchung der Masterarbeit deckt ein Teilabschnitt des Projektes „Straßenbahntangente Südsehne in Leipzig“ ab. Der Untersuchungsraum befindet sich im Stadtteil Grünau-Ost der Stadt Leipzig. In der Masterarbeit wurden vier Varianten für den Bereich „Brünner Straße – Lützner Str. – Antonienstraße – Ratzelstraße“ untersucht und geprüft. Die Rationalität und Machbarkeit der Varianten wurden nach den folgenden Kriterien bewertet: Parametern der Querschnittsplanung und Längsschnitt, Erreichbarkeit, Gebäudenutzung des Gebietes, sicherheitstechnische Verkehrsanlage, verkehrliche Wirkung und Umweltverträglichkeit. Durch die Bewertungsmatrix wurde eine Variante gewählt und eine grobe Kostenschätzung der Variantenrealisierung vorgestellt.
Das Ergebnis der Masterarbeit kann als ein Teil des Vorentwurfes für das Projekt „Straßenbahntangente Südsehne in Leipzig“ benutzt werden. Nach der Bewertung der vieren Varianten muss noch eine Variante mit einem separaten Gleiskörper tiefer untersucht werden.
Die Arbeit beschäftigt sich mit der domänenübergreifenden Sentiment Analysis.
Es soll überprüft werden, ob ein trainiertes Modell auf Review-Daten für die Klassifikation von Twitter-Nachrichten verwendet werden kann. Dazu werden die Verfahren Transformer und Ensemble-Methoden genutzt.
Das Ergebnis der Arbeit zeigt, dass die Transformer die besten Ergebnisse liefern, jedoch für den praktischen Einsatz die Werte verbessert werden müssen.
FMEA-Untersuchungen zur Fehlerdiagnose elektronischer Schaltungen basierend auf LTSpice-Simulationen
(2021)
Im Schaltungsentwicklungsprozess weist die FMEA-Analyse eines einzelnen Produkts Einschränkungen auf. Das Ziel dieser Masterarbeit besteht darin, die Fehlerdiagnosetechnologie zu untersuchen und die FMEA-Analyse weitestgehend automatisieren zu können.
An einer leistungselektronischen Wandlerschaltung (Auf/Abwärtswandler oder synchroner Buck-Boost-DC-DC Wandler mit SiC-Bauelementen für Dioden und Schalter) werden FMEA-Analysen für Raumtemperatur und maximal möglicher Schaltungstemperatur durchführt. Die in der Schaltung enthaltenen Komponenten werden nach ihrem Fehlermodus, möglichen Fehlermechanismen, damit verbundenen Fehlerauswirkung, und versehen mit benötigten Zusatzinformationen sortiert.
Die Analyse des Einflusses von Fehlern werden mittels Schaltungssimulation durchgeführt. Realisiert wird die Schaltungsmodellierung mit LTSpice, um eine schnelle Simulation unterschiedlicher Fehlermöglichkeiten einzelner Schaltungskomponenten zu ermöglichen, deren Einfluss auf Schaltungsfunktionen oder den Gesamtausgangsstrom zu extrahieren. Dadurch soll die ursprüngliche FMEA-Analysetabelle überprüft und in deren Aussagen und Wichtungen gegebenenfalls verbessert werden.
Konkret wird versucht anhand der FMEA-Analysetabelle diese Umsetzbarkeit dieser Fehlerdiagnosemethode zu untersuchen. Die FMEA-Analysetabelle soll dazu in eine Art Fehlerquellentest-Abhängigkeitsmatrix umgewandelt werden, daraus soll ein Fehlerdiagnosebaum durch einen informierenden Suchalgorithmus (AO * -Algorithmus) erzeugt werden. Anschließend soll die Fehlerdiagnose der Schaltung gemäss diesem Fehlerdiagnosebaum und der Diagnosesequenz überprüft werden.
Zusammenfassend sollen Aussagen darüber getroffen werden, wieweit dieser Entwurfsprozess und deren Implementierung einer automatisierbaren FMEA-Methode entsprechen, die damit eine verbesserte FMEA-Analyse an einer Schaltung durchführen kann und damit eine Fehlerdiagnose vereinfacht erstellt werden kann.
Die COVID-19-Pandemie hat eine globale Bildungskrise ausgelöst, mit der enorme biopsychosoziale Konsequenzen für junge Menschen einhergehen. Das Ziel der vorliegenden Masterthesis war die Ermittlung der Einflüsse vom Home-Schooling auf die Gesundheitsaspekte von Schüler*innen. Wissenschafltiche Grundlage bildete die Theorie der „Adoleszenz von Jugendlichen“, das „Biopsychosoziale Modell von Gesundheit und Krankheit“ sowie die Resilienzforschung. Die Forschungsfrage lautete: „Welchen Einfluss hatte das Home-Schooling während der SARS-CoV-2-Pandemie auf die biologischen, psychischen sowie sozialen Gesundheitsaspekte von adoleszenten
Kindern und Jugendlichen?“.
Dazu wurde eine quantitative Online-Befragung an sächsischen Schulen durchgeführt. Die Stichprobe umfasste 86 gültige Fälle, welche in der Statistiksoftware IBM SPSS Statistics mit Hilfe der Deskriptiv-Statistik, bivariaten Korrelationsanalysen sowie Moderationsanalysen analysiert wurden. Bei 19,8 % der
Schüler*innen fand der Unterricht 5 Tage pro Woche durch Online-Unterricht und bei 11,6 % durch das Wechselmodell statt. 36,0 % von ihnen gaben an, das Home-Schooling häufig als belastend zu empfinden und 54,7 % der Befragten wünschten sich den regulären Präsenzunterricht zurück. Der eindeutigste Zusammenhang war der negative Einfluss vom Home-Schooling auf die körperliche Gesundheit bei
Schüler*innen unter 14 Jahren. Das Home-Schooling wirkte sich geringfügig negativ auf die psychische Gesundheit aus und hatte innerhalb der Alterskohorte der Jugendlichen von 11 bis 14 Jahren einen signifikant negativen Effekt auf das gesunde Ernährungsverhalten. Der frühe Adoleszenzbereich ist somit als besonders risikobehaftet zu erachten.
Ein harmonisches Zuhause sowie eine optimistische Grundhaltung erwiesen sich als Schutz vor dem Belastungsempfinden. In Zukunft sollten mehr Verständnis und angemessenere Unterstützungsarbeit zum Schutz vulnerabler junger Menschen und ihrer Familien erbracht werden. In der Verantwortung stehen
Schulen, Politiker sowie die Gesellschaft. Es wurde deutlich, wie wichtig eine präsente Unterrichtsbetreuung während des Home-Schooling für die Schüler*innen ist. Die Problematik bietet somit Anlass für anschließende Forschungen zur Ermittlung weiterer Einflussfaktoren – vor allem zum Thema körperliche Gesundheit.
Theorie/Zielstellung:
Barrierefreie Zugänglichkeit zu Webangeboten ist seit der UN-BRK, BGG und BITV zu einem Grundrecht für Menschen mit Beeinträchtigung geworden. Wie sich die Barrierefreiheit von Fachhochschulwebseiten tatsächlich gestaltete und ob es unterschiedliche Typen unter den Hochschulen gab, sollte im Rahmen dieser Untersuchung ermittelt werden.
Methodik:
Die Barrierefreiheit der Webseiten wurde dargestellt über den WAB-Score, der berechnet wurde mithilfe der Daten des AChecker Online Tools, das die Verletzungen zur WCAG 2.0 Richtlinie prüft und dem eigens entwickelten Informationsindex, der über eine Checkliste die angebotenen Informationen zum barrierefreien Studium ermittelt hat. Die Two-Step-Clusteranalyse gab Aufschluss über den unterschiedlichen Umsetzungsstand der Barrierefreiheit in Form von verschiedenen Typen von insgesamt 191 Fachhochschulen.
Ergebnisse:
Es konnten drei Hochschultypen ermittelt werden: die Nachzügler (66/191), die Zurückhaltenden (71/191) und die Vorreiter (54/191) in Sachen barrierefreie Website. Dabei ist deutlich geworden, dass ein guter Stand der Barrierefreiheit der Website mit einem niedrigen WAB-Score (0,00-0,25 Punkte) und einem hohen Informationsindex (32-38 Punkte) einhergeht, was überwiegend bei staatlichen Hochschulen mit vielen Studierenden verortet war (Vorreiter). Im Gegensatz dazu standen die privaten Fachhochschulen, die wenig Studierende hatten und einen sowohl mangelhaften WAB-Score (≥41,53 Punkte) als auch Informationsindex (≤17,5 Punkte) aufwiesen (Nachzügler). Im Mittelfeld lagen die überwiegend kirchlichen Hochschulen (Zurückhaltende).
Diskussion:
Der überwiegende Teil der Hochschulen hat wenig Wert auf die Barrierefreiheit seiner Website gelegt, sowohl darin sie technisch barrierefrei zu gestalten als auch Informationen zum barrierefreien Studium zur Verfügung zu stellen. Die Typen der Hochschulen zeigen einen Trend auf, bei dem besonders die privaten FH‘s schlecht abschnitten und die staatlichen Hochschulen sehr gut aufgestellt waren.
In dieser Masterarbeit geht es um den Aufbau und die Evaluierung eines Messplatzes für Studierende zur Strömungsanalyse.
Studierende sollen das Messsystem der Laser-Doppler-Anemometrie und Anwendungsmöglichkeiten kennenlernen.
Es wird der Einfluss der Strahlgeometrie auf die Messgenauigkeit, sowie die Winkelabhängigkeit der Messung untersucht.
In der AG Biomateriallabor wurde ein Projekt gestartet, das sich mit der Schwingungsanalyse zur Beurteilung der Osseointegration von Implantaten beschäftigt. Dazu wurde zunächst eine Bachelorarbeit [19] in Kooperation mit dem Frauenhofer Institut ENAS Chemnitz gemacht. Darauf aufbauend wurde im Labor der AG im Rahmen einer eigenen Arbeit [20] eine Messtrecke konzipiert und realisiert.
Zudem wurde ein stabiles und schweres Implantatgehäuse entwickelt, das mit Hilfe eines Piezoaktors zum Schwingen gebracht wurde. Die Resonanzfrequenzen wurden dann mit einem Beschleunigungssensor gemessen und mit einem USB-Oszilloskop aufgezeichnet.
Mit der selbst entwickelten Messtrecke konnte zusätzlich an Gehäuse Materialblöcke (Stahl, Kunstholz, Kunstknochen) angekoppelt werden, die Knochengewebe simulieren sollten. Doch durch die schwere und kompakte Bauweise des Gehäuses konnte nur eine Veränderung des Schwingungsverhalten mit angekoppelten Stahlblöcken beobachtet werden. Zusätzlich konnte das Gehäuse mit angekoppelten Materialien mit reproduzierbaren Einspannkräften in der Messstrecke verspannt werden.
Diese Messtrecke wurde als Grundlage der vorliegenden Arbeit genommen und sollte im Rahmen dieser verbessert werden.
Dazu sollte zu einem ein neues Gehäusemodell konzipiert und realisiert werden. Das neuentwickelte Gehäuse sollte im Gegensatz zu seinem Vorgänger vor allem im Gewicht reduziert werden, damit leichter angekoppelte Materialien eine Auswirkung auf das Schwingverhalten des Gehäuses hätten. Außerdem sollte ein neues Aktorsystem zur Schwingungsanregung getestet und mit dem Piezoaktor verglichen werden. Des Weiteren sollte ein Auswertungsprogramm in Matlab realisiert werden, das das Aktor- und Beschleunigungssensorsignal mit Hilfe einer FFT auf ihre Frequenzspektrum untersucht.
Im Rahmen der Arbeit wurde ein neues Implantatgehäuse entwickelt, das um 36,4 g leichter war als sein Vorgängermodell. Durch die starke Gewichtsreduzierung konnte auch ein verändertes Schwingverhalten bei leichter angekoppelten Materialblöcken beobachtet werden. Zudem wurde ein Unwuchtmotor als neues Aktorsystem für Schwingungsanregung des neuentwickelten Gehäusemodells getestet.
Doch im Vergleich zum Piezoaktor ist das Größe-Leistungs-Verhältnis wesentlich schlechter. So gab der Piezoaktor Spannungen im Volt-Bereich und der Unwuchtmotor nur in mV-Bereich aus. Jedoch konnten auch mit dem Unwuchtmotor Veränderungen der Spannung, je nach angekoppeltem Material gemessen werden. Als letztes wurde eine Software in Matlab implementiert, dass die aufgenommenen Daten einliest und die Signale mit Hilfe einer FFT auf ihre Frequenzspektrum analysiert. Jedoch lief das Programm nicht optimal für die aufgenommenen Messdaten, was aber aufgrund der Zeit im Rahmen dieser Arbeit nicht behoben werden konnte.
Diese Arbeit soll mit als Grundlage für weitere Messungen und Verbesserungen für die Evaluierung der Schwingungsanalyse zur Beurteilung der Osseointegration von Implantaten dienen und vorantreiben.
Mobile Smartphone-Applikationen bieten ein großes Potenzial als Unterstützung für die Behandlung von Diabetes Mellitus. Durch eine Nutzung können nachweislich bessere Blutzuckerwerte erzielt werden. Dennoch ist die Nutzung und Akzeptanz sehr gering.
Untersucht wurde die Fragestellung „Welche Faktoren beeinflussen die Akzeptanz zur Nutzung mobiler Anwendungen durch Diabetes-Patient*innen in Hinblick auf die Versorgung ihrer Krankheit in Deutschland?“. Die Einstellung, Nutzung und Akzeptanz der Betroffenen sollte ermittelt und daraus Möglichkeiten zur Verbesserung der Akzeptanz gegenüber Diabetes-Apps abgeleitet werden.
Es wurde eine Online-Befragung von Diabetiker*innen in Diabetes-Foren und Facebook-Gruppen durchgeführt. Zur Messung der Akzeptanz wurde eine Erweiterung der Unified Theory of Acceptance and Use of Technology genutzt und mit einer multiplen linearen Regression ausgewertet.
Insgesamt haben 52 Personen an der Umfrage teilgenommen. Hindernisse einer Nutzung waren fehlende Kenntnisse über vorhandene Apps und die fehlende Überlegung über eine Nutzung. Die Auswertung ergab einen signifikanten und positiven Einfluss auf die Akzeptanz durch den sozioökonomischen Status und durch eine hohe wahrgenommene Nützlichkeit.
Ziel dieser Arbeit war es, verschiedene Membranarten auf Ihre Trenneigenschaften bezüglich der Abtrennung von Ethylacetat aus einen Strippgasvolumenstrom von Stickstoff zu testen.
Zur Durchführung wurde ein Stripping-Prozess mit nachgeschaltetem Membranprozess verwendet, wobei die praktischen Versuche an einer Anlage im Labormaßstab durchgeführt wurden. Als Membranen fanden drei verschiedene Arten Anwendung. Dies waren absorptionsselektive Silikonmembranen sowie Kompositmembranen aus einer Silikonmatrix, in der entweder ZIF-8-Partikel oder MFI-Zeolith-Partikel eingebracht wurden.
Im ersten Schritt wurde mit den drei Membranarten ein Screening durchgeführt, um herauszufinden, welcher Membrantyp sich am besten für weitere Untersuchungen eignet. Dabei fanden alle Messungen bei selben Bedingungen statt, nur beim Permeatdruck gab es eine Variation. Es wurde aufgrund der limitierende Saugleistung der Membranpumpe immer der niedrigste mögliche Druck eingestellt.
Im Ergebnis zeigte sich, dass die MFI-Kompositmembranen von der Trennleistung und dem Fluss den ZIF-8-Kompositmembranen leicht überlegen waren. Die Silikonmembranen zeigten, bis auf zwei, auch einen Permeatfluss auf, allerdings war dieser geringer und die Trennleistung bis auf eine Ausnahme ebenso schlechter. Aus diesem Grund wurde eine durchschnittliche MFI-Kompositmembranen für die weiteren Messungen ausgewählt.
In den folgenden Schritten wurden mit der Membran MFI-4 eine Vielzahl von Prozessvariationen durchgeführt. Es erfolgte im ersten Schritt eine Variation des Strippgasvolumenstromes, um festzustellen, inwieweit dieser einen Einfluss auf die Trennleistung und den Permeatfluss der Membran hat. Es stellte sich heraus, dass dieser nur Einfluss auf den Permeatfluss und nicht auf die Trennleistung der Membran hat. Als nächstes erfolgte die Variation des Permeatdruckes, wobei hier auch Augenmerk auf die Massebilanzen gelegt wurde. Der eingestellte Permeatdruck betrug bei den Versuchen immer 100 mbar, 200 mbar und 300 mbar. Allerdings wurde zum einen mit zwei und zum anderen mit drei Permeatkühlfallen gemessen. Es wurde festgestellt, dass bei den Messungen mit drei Permeatkühlfallen eine geringere Differenz an Ethylacetat zwischen der Einwaage und der Summe aller entnommenen Proben, sowie dem Feedende festgestellt werden konnte. Zwei Kühlfallen waren somit nicht genug für eine hinreichende Kondensation des Ethylacetats. Im letzten Schritt erfolgte noch ein Vergleich zwischen N2 und CO2 als Strippgas. Es zeigte sich, dass der Permeatfluss unter Verwendung von Stickstoff leicht erhöht scheint, im Vergleich zum Kohlenstoffdioxid.
Weiterhin sollten wiederholte Versuche unternommen werden, wie sich die Membranen beim Einsatz von CO2 als Strippgas verhalten. In Zukunft sollte der Einsatz der Membranen an dem Reaktor mit der Fermentationsbrühe erfolgen. Es treten dort andere verfahrensspezifische Bedingungen als an der Laboranlage auf. So werden sich unter diesen realen Bedingungen noch andere Stoffe wie Aceton oder Ethanol im Strippgas lösen. Es sollte dementsprechend untersucht werden, wie sich die Trennleistung der Membranen sowie der Permeatfluss verhalten. Auch sollten die ZIF-8-Kompositmembranen hier nochmals charakterisiert werden, da noch unbekannt ist, wie sich diese bei Kontakt mit Ethanol oder Aceton verhalten. Ebenso ist ein weiteres Augenmerk bei den zukünftigen Versuchen an dem Bioreaktor auf die mechanische und chemische Stabilität der Membranen zu legen, um den geeignetsten Typ bei Langzeitversuchen festzustellen.