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We present design, simulation and optimization of polymer based 16-channel, 100-GHz AWG designed for central wavelength of 1550 nm. The input design parameters were calculated applying AWG-Parameters tool. The simulations were performed applying a commercial photonic tool PHASAR from Optiwave. The achieved transmission characteristics were evaluated by AWG-Analyzer tool and show a satisfying agreement between designed and simulated AWG optical properties. Finally, the influence of the number of phased array (PA) waveguides on the AWG performance was studied. The results show that there is a certain minimum number of PA waveguides necessary to reach sufficient AWG performance.
Arrayed Waveguide Grating (AWG) is a passive optical component, which have found applications in a wide range of photonic applications including telecommunications and medicine. Silica-on-Silicon (SoS) based AWGs use a low refractive-index contrast between the core (waveguide) and the cladding which leads to some significant advantages such as low propagation losses and low fiber coupling losses between the AWG waveguides and the fibres. Therefore, they are an attractive DWDM solution offering higher channel count technology and good performance characteristics compared to other methods. However, the very low refractive-index contrast means the bending radius of the waveguides needs to be very large (on the order of several millimeters) and may not fall below a particular critical value to suppress bending losses. As a result, silica-based waveguide devices usually have a very large size that limits the integration density of SiO2-based photonic integrated devices. High-index contrast AWGs (such as silicon, silicon nitride or polymer-based waveguide devices) feature much smaller waveguide size compared to low index contrast AWGs. Such compact devices can easily be implemented on a chip and have already found applications in emerging applications such as optical sensors, devices for DNA diagnostics and optical spectrometers for infrared spectroscopy.In this work, we present the design, simulation, technological verification and applications of both, the low-index contrast and high-index contrast AWGs. For telecommunication applications AWG-MUX/Demux with up to 128-channels will be presented. For medical applications the AWG-spectrometer with up to 512-channels will be presented.This work was carried out in the framework of the projects: ADOPT No. SK-AT-20-0012, NOVASiN No. SK-AT-20-0017 and AUTOPIC No. APVV-17-0662 from Slovak research and development agency of Ministry of Education, Science, Research and Sport of the Slovak Republic and No. SK 07/2021 and SK 08/2021 from Austrian Agency for International Cooperation in Education and Research (OeAD-GmbH); and project PASTEL, no. 2020-10-15-001, funded by SAIA.
We present 256-channel, 25-GHz AWG designed for ultra-dense wavelength division multiplexing. For the design two in-house developed tools were used: AWG-Parameters tool for the calculation of input design parameters and AWGAnalyser tool, used to evaluate the simulated transmission characteristics. The AWG structure was designed for AWG central wavelength of 1550 nm and simulated with PHASAR tool from Optiwave. To keep the size of AWG structure as small as possible the number of waveguides in the phased array was tested. The simulations show that there is a certain minimum number of phased array waveguides necessary to reach sufficient AWG performance. After optimization, the AWG structure reached 10 cm x 11 cm in size and satisfying optical properties.
In this paper, a 256-channel, 10-GHz arrayed waveguide gratings demultiplexer for ultra-dense wavelength division multiplexing was designed using an in-house developed tool called AWG-Parameters. The AWG demultiplexer was designed for a central wavelength of 1550 nm and the structure was simulated in PHASAR tool from Optiwave. Two different AWG designs were developed and the influence of the design parameters on the AWG performance was studied.
In den Justizanstalten Österreichs arbeiten Menschen unterschiedlicher Berufsgruppen zusammen. Sie haben jeweils eigene Ausbildungen durchlaufen und gehören unterschiedlichen Berufen und Professionen an. Ihre gemeinsame Aufgabe besteht in der Resozialisierung der InsassInnen. Aufgrund ihres unterschiedlichen professionellen Werdegangs bestehen unterschiedliche Zugänge zur Arbeit mit den InsassInnen. Deshalb ist es von Bedeutung, welche Einstellungen die Vollzugsbediensteten zum Sinn der staatlichen Strafe vorweisen und welchen Theorien darüber, weshalb Menschen straffällig werden, sie anhängen. Ein weiterer wichtiger Gesichtspunkt ist ihre Haltung gegenüber GewalttäterInnen inklusive der Sexualstraftäter, da diese Personen durch ihre Delikte andere Menschen in ihrer körperlichen Integrität verletzt haben und somit in besonders verletzender Weise zu Opfern gemacht haben.
Das Forschungsziel dieser Masterarbeit besteht in der Erfassung der Theorien und Einstellungen von Vollzugsbediensteten bezüglich der oben genannten Thematik. Dabei soll herausgestellt werden, welche Auswirkungen die Ergebnisse auf die Soziale Arbeit im Justizvollzug haben und welche Konsequenzen die Soziale Arbeit hieraus ziehen könnte. Außerdem sollen die Ansichten zur Qualität der berufsübergreifenden Zusammenarbeit erfragt werden.
Im Rahmen der Arbeit wurden insgesamt 16 leitfadengestützte Experteninterviews mit Vollzugsbediensteten aus den folgenden Berufsgruppen durchgeführt: Anstaltsleitung, Justizwache, Sozialer Dienst, Psychologischer Dienst und Psychiatrischer Dienst. Allen Berufsgruppen ist gemeinsam, dass der Kontakt zu den InsassInnen in der Tätigkeitsbeschreibung beinhaltet ist.
Die Ergebnisse der Befragungen zeigen, dass die Einstellungen der verschiedenen Vollzugsbediensteten in vielen Aspekten harmonieren, dass es aber auch relevante Unterschiede gibt. Inwieweit diese Unterschiede für die Soziale Arbeit relevant sind und welche Schlüsse bzw. Handlungsempfehlungen daraus abzuleiten sind, soll diese Arbeit zeigen.
Dass die Zusammenarbeit der Vollzugsbediensteten noch überwiegend als gut bzw. harmonisch empfunden wird, haben die Befragungen erwiesen. Außerdem soll diese Arbeit aufzeigen, welche Anregungen anderer Berufsgruppen die Soziale Arbeit aufnehmen kann, um den Strafvollzug auch aus der Perspektive dieser Berufsgruppen besser nachvollziehen zu können.
In den letzten Jahrzehnten gewann Aluminium als vielseitig einsetzbarer Werkstoff immer mehr an Bedeutung. Das Vorarlberger Unternehmen Hydro Extrusion Nenzing ist Teil der Aluminiumverarbeitungsindustrie und stellt stranggepresste Aluminiumprofile her. Beim Strangpressen werden Aluminiumstangen in einem Durchlaufinduktionsofen auf bis zu 520 °C erhitzt und anschließend durch ein formgebendes Werkzeug gepresst. Nach dem induktivem Aufwärmen wird ein Teil der Stange aus dem Ofen gefahren und abgeschert. Die erzeugte Temperaturverteilung an diesem abgescherten Bolzen ist der sogenannte Taper. Das induktive Aufwärmen ist ein wichtiger Teil der Extrusion und steht im Fokus dieser Forschungsarbeit. Ziel dieser Arbeit ist es, den Aufwärmprozess der Aluminiumstangen, mithilfe einer Kombination aus explorativer Datenanalyse und Methoden des maschinellen Lernens, genauer zu verstehen und den resultierenden Taper vorherzusagen. Außerdem werden parallel die signifikanten Einflussparameter, ohne Berücksichtigung von Materialparametern, untersucht.
Nach der explorativen Datenanalyse wurden mithilfe eines k-means-Clusterverfahren zwei Klassifizierungsvarianten entwickelt. In der ersten Variante liegen die Taper nach ihrer Bolzenlänge und Form gegliedert vor. Es zeigte sich, dass die Taper der Bolzen mit ähnlicher Länge auch ähnliche Formen annehmen. Ein einfacher Entscheidungsbaum konnte die 13 Zielklassen zu etwa 85 % vorhersagen. Die Bolzenlänge spielt bei der Vorhersage eine wichtige Rolle. Die zweite Klassifizierungsvariante basiert hingegen ausschließlich auf der Taperform. Die angewendeten Modelle (k-Nearest-Neighbor, Decision Tree, Random Forest) waren jedoch kaum in der Lage, die 11 Klassen abzubilden. Grund für die unzureichende Vorhersageleistung können die vielen Unsicherheiten in der Datenstruktur sein. Die anschließende detaillierte, explorative Analyse der formabweichenden Taper deutet fehlende Merkmale im Datensatz an. Einige Bolzen setzen sich aus zwei Stangenenden zusammen. Diese geteilten Bolzen führen zu abweichenden Aufwärmverhalten, wodurch auffällige Taper entstehen. Die Information ob sich ein Bolzen aus zwei Stangen zusammensetzt fehlt jedoch im Datensatz. Der Aufwärmvorgang der Stangen wird demnach durch ein Wechselspiel der aktuellen Regelung und zwei maßgeblichen Faktoren beeinflusst: die Bolzenlänge und das Auftreten von geteilten Bolzen. Diese Faktoren bestimmen die Stangentemperatur im Ofen, den induzierten Strom und somit den resultierenden Taper. Aufgrund dieser Ergebnisse könnte die temperaturbasierte Regelung zukünftig durch eine Steuerung hinsichtlich des induzierten Stroms ersetzt, dadurch Energie eingespart und Schrott vermieden werden.
Zeigen, nicht erklären!
(2020)
Medien sind während der Covid-Pandemie in besonderem Maße gefordert, komplexe Sachverhalte, wie Inzidenzen und exponentielles Wachstum einfach zu erklären. Informationsgrafiken sind dazu bestens geeignet, erfordern allerdings hohe Kompetenz in der Erstellung. Dieser Artikel plädiert für die Einführung eines eigenen journalistischen Genres, nämlich des visuellen Journalismus.
In recent years, numerous studies around the world have examined the environmental potential of biochar to determine whether it can help address climate challenges. Several of these studies have used the Life Cycle Assessment (LCA) method to evaluate the environmental impacts of biochar systems. However, studies focus mainly on biochar obtained from pyrolysis, while the number of studies on biochar from gasification is small.
To contribute to the current state of LCA research on biochar from gasification, LCA was performed for biochar, electricity, and heat from a wood gasification plant in Vorarlberg, Austria. Woodchips from local woods are used as biomass feedstock to produce energy, i.e., electricity and heat. Thereby, biochar is obtained as a side product from gasification. The production of syngas and biochar takes place in a floating fixed-bed gasifier. Eventually, the syngas is converted to electricity in a gas engine and fed to the power grid. Throughout different stages within the gasification process, heat is obtained and fed into local heat grid to be delivered to customers. The biochar produced complies with the European Biochar Industry (EBI) guidelines and is used on a nearby farm for manure treatment and eventually for soil application. Thereby, the effect of biochar used for manure treatment is considered to reduce emissions occurring from manure, i.e., nitrogen monoxide (N2O). Further, the CO2 sequestration potential of biochar, i.e., removal of CO2 from the atmosphere and long-term storage, is considered. Several constructions, such as the construction of the gasification system and the heating grid, are included in the evaluation.
As input related reference flow, 1 kg of woodchips with water content of 40 % is used. Three functionals units are eventually obtained, i.e., 0.17 kg of biochar applied to soil, 4.47 MJ of heat and 2.82 MJ of electricity, each per reference flow. The results for Global Warming Potential (GWP) for biochar is – 274.7*10 - 3 kg CO2eq per functional unit, which corresponds to – 1.6 kg CO2eq per 1 kg biochar applied to soil. The GWP for heat results in 17.1*10 - 3 CO2eq per functional unit, which corresponds to 3.6*10 - 3 kg CO2eq per 1 MJ. For electricity, a GWP of 38.1*10 - 3 kg CO2eq per functional unit is obtained, which is equivalent to 13.5*10 - 3 kg CO2eq per 1 MJ.
The calculation was performed using SimaPro Version 9.1 and the ReCiPe method with hierarchist perspective.
Der stationäre Handel ist von zunehmenden Unsicherheiten gekennzeichnet, wobei die wachsende Verlagerung des Einkaufs auf die digitalen Vertriebskanäle dabei eine zentrale Rolle spielt. Jenen Entwicklungen kann mitunter mit der Einführung eines Omnichannel-Geschäftsmodells entgegengewirkt werden, wodurch der Fortbestand der stationären Geschäfte unterstützt werden kann. Für die Omnichannel-Etablierung ist eine Umstrukturierung des Handels essenziell, vielfach hängt dies mit einer Neuausrichtung der Geschäftsarchitektur zusammen. In diesem Kontext werden die relevanten Geschäftsprozesse in Frage gestellt und gegebenenfalls neu definiert. Das Hauptziel dieser Arbeit war es daher, auf Basis einer theoretisch-konzeptionellen Methodik herauszufinden, wie der stationäre Handel durch die Ausrichtung der Geschäftsprozesse an einem Omnichannel-Geschäftsmodell langfristig und nachhaltig optimiert werden kann. Anhand der Ergebnisse konnte ein Leitfaden entwickelt werden, welcher sich an EinzelhändlerInnen richtet und bei der Omnichannel-Transformation Unterstützung gewährleisten soll. Aus den durchgeführten Analysen wurden schließlich dezidierte Fokuspunkte abgeleitet, denen in der Transformationsphase besondere Aufmerksamkeit zu schenken gilt. Hierzu zählt nicht nur die IT-Landschaft und die Datenanalytik, sondern auch die Organisation samt den involvierten Personen und den entsprechenden Kompetenzen. Die Berücksichtigung aller Aspekte kann die Chancen einer erfolgreichen Omnichannel-Integrierung erhöhen, aber aufgrund der Komplexität nicht garantieren.
This thesis focuses on implementing and testing communication over a private 5G standalone network in an industrial environment, with a specific emphasis on communication between two articulated robots. The main objective is to examine machine-to-machine communication behavior in various test scenarios. Initially, the 5G core and radio access network components are described, along with their associated interfaces, to establish foundational knowledge. Subsequently, a use case involving two articulated robots is implemented, and essential metrics are defined for testing, including round-trip time, packet and inter-packet delay, and packet error rate. The tests investigate the impact of 5G quality of service, packet size, and transmission interval on communication between the robots, focusing on the effects of network traffic. The results highlight the significance of prioritizing network resources based on the assigned quality of service identifier (5QI), demonstrate the influence of packet sizes on communication performance, and underscore the importance of transmission intervals for automation purposes. Additionally, the study examines how network disturbances influence the movements of a robot controlled via 5G, establishing a direct relationship between network metrics and the resulting deviations in the robot’s trajectory. The work concludes that while machine-to-machine communication can be successfully implemented with 5G SA, tradeoffs must be carefully considered, especially concerning packet error rate, and emphasizes the importance of understanding the required resources before implementation to ensure feasibility. Future research directions include investigating network slicing, secure remote control of robots, and exploring the use of higher frequency bands. The study highlights the significance of aligning theoretical standards with practical implementation options in the evolving landscape of 5G Networks.
Die sichtbare Digitalisierung des Bankensektors beruht im Kern auf der Steigerung des Qualitätserlebnisses für Kund*innen. Als ein Symbol dessen hat sich das Videoidentifizierungsverfahren etabliert, durch welches ein digitales Onboarding von Neukund*innen in Banken möglich gemacht wird. Gefördert wird die Implementierung dieser Technologie am Markt im Wesentlichen durch den Entwicklungseinsatz von Direktbanken. Das Setup dieses Verfahrens steht im Kontrast zu den Kernelementen – Kundenberatung und physische Eröffnung – welche eng mit klassischen Banken verbunden wird. Digitalisierung hat sich zu einem Synonym von Fortschritt entwickelt, viele positive Aspekte, aber vor allem eine Effizienzsteigerung im Prozesse sind beobachtbar. Erfolge wie unter anderem die geografische Markterweiterung samt einem ertragssteigernden Marktsegment, verbesserte Kundenzufriedenheit und Prozessexzellenz, die den heutigen Anforderungen gerecht wird sind zu verzeichnen. Welche weiteren Chancen und Risiken zwei der bedeutendsten Finanzplätze in Europa – Liechtenstein und Deutschland – im Detail mit dieser Technologie verbinden, ist Ziel dieser Forschungsarbeit, an wessen Ende eine konkrete Handlungsempfehlung kommuniziert werden wird.
Die Finanz- und Wirtschaftskrise 2008/09 ist Anlass für die Hinterfragung bestehender Anreizsysteme. Die vorliegende Arbeit untersucht die Beteiligung des Controllings bei der Anreizgestaltung ab diesem Zeitpunkt. Die Methodik ist eine systematische Literaturrecherche und Experteninterviews, die entlang der Gestaltungselemente des Anreizsystems ausgewertet werden. Seit dem Betrachtungszeitraum sind wesentliche Entwicklungen festzustellen von Individual- zu Gruppen-Incentivierung, vom Einsatz monetärer Anreize zu gemischten Anreizen (monetär und immateriell). Letzteres spiegelt sich in den Bemessungsgrundlagen wider, welche finanzielle und nicht-finanzielle Kennzahlen nutzen. Zur Generierung einer nachhaltigen Unternehmensentwicklung werden Long-Term-Incentives forciert. Das Controlling ist bei der Anreizgestaltung, beim Definieren von ‚Bemessungsgrundlagen‘ und ‚Anreizfunktionen‘, stark eingebunden. Die Aufgabenfelder des Controllings sind weit-gefächert: Reporting, Übersetzung von Geschäftszielen in Bemessungsgrundlagen, Wissensvermittlung, der Harmonisierung von Zielen bis zur Steuerungsfunktion bei Entscheidungen. Aus dieser Perspektive betrachtet übernimmt das Controlling zusätzliche Verantwortung und unterstützt das Management bei der Anreizgestaltung, was den Schluss nahelegt, dass eine Rollentransformation des Controllers zum Business Partner stattfindet.