600 Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften
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Semiconducting metal oxides are widely used for solar cells, poto-catalysis, bio-active materials and gas sensors. Besides the material properties of the used semiconductor,the specific surface topology of the sensor determines the device performance. We investigate the preparation and transfer suitable metals onto LIPPS structures on glass for gas sensing applications.
Alles muss raus
(2022)
Die Pflegebranche in Deutschland ist im Umbruch – sie muss dem zunehmenden Fachkräftemangel etwas entgegensetzen und zugleich als eine der Zukunftsbranchen die Potenziale der Technisierung und Digitalisierung heben.
Dieses Buch erfasst und analysiert die derzeitigen Trends und Herausforderungen sowohl im Bereich der praktischen Pflege als auch auf der Ebene des Pflegemanagements auf allen Führungsebenen. Die Autoren der 30 wissenschaftlichen Beiträge zeigen, wie politische Entscheider, die Organe der Selbstverwaltung und die einzelnen Unternehmen durch unterschiedliche Maßnahmen den Problemen der Pflegebranche entgegenwirken können. Es werden eine Reihe von Handlungsmöglichkeiten und Entwicklungsperspektiven für die unterschiedlichen Akteure der Pflegebranche aufgezeigt, bei denen sich der Faktor Mensch und der Faktor Maschine sinnvoll ergänzen können. Auch werden Pflegekonzepte mit in den Blick genommen, die bisher weniger bekannt sind. Ebenso werden innovative Ansätze von Start-ups und sozialen Entrepreneuren in der Pflege präsentiert.
Nicht zuletzt die Corona-Pandemie hat gezeigt, dass die Pflege eine zentrale, systemrelevante Stütze im Gesundheitswesen in Deutschland darstellt. Die jüngsten Reformen in der Pflegepolitik sind Ausdruck davon und zeigen, dass sich Entscheider auf allen Ebenen und in allen Bereichen der Pflege mit den drängenden Fragen auseinandersetzen müssen. Dazu liefert dieses Buch wichtige Impulse und Anregungen.
PV hosting capacity provides utilities the knowledge of the maximum amount of solar installations possible to accommodate in low voltage grids such that no operational problems arise. As the quantification of the hosting capacity requires data collection, grid modelling, and often time-consuming simulations, simplified estimations for large-scale applications are of interest. In this paper, Bayesian statistical inference is applied to estimate the hosting capacities of more than 5000 real feeders in Austria. The results show that the hosting capacity of 95% of the total feeders can be estimated with a mean error below 20% by only having knowledge of a random sample of 5%. Moreover, the hosting capacity estimation at a regional level shows a maximum error below 9%, also relying on a random sample of 5% of the total feeders. Furthermore, the approach proposed provides a methodology to assess new parameters aiming to improve the accuracy of the hosting capacity estimation at a feeder level.
Various carbon (nano-) forms, so-called allotropes, have become one of the most supporting activities in fundamental and applied research trends. Therefore, a universal deposition process capable of “adjusting” system parameters in one “deposition chamber” is highly demanding. Here, we present a low-pressure large area deposition system combining radiofrequency (RF) and microwave (MW) plasma in one chamber in different configurations, which offers a wide deposition window for the growth of sp2 carbon (carbon nanotubes, amorphous carbon), a mixture of sp2 and sp3 (diamond-like films) and pure sp3 carbon represented by diamond films. We will show that not only the type of plasma source (RF vs. MW) but also the gas mixture and plasma chemistry are crucial parameters for the controllable and reproducible growth of these allotropes at temperatures from 250 to 800 °C.
Soul in Space
(2022)
Genesungsfördernde Architektur von morgen Antworten auf die aktuellen Herausforderungen für die architektonische Konzeption und Gestaltung von Psychiatriebauten Perspektiven aus Psychiatrie, Architektur und Ethnologie umfassender Praxisteil mit anspruchsvollen Beispielen von Psychiatriearchitektur.
Mehr als jede vierte Person in Deutschland ist im Jahr von einer psychischen Erkrankung betroffen. Seit Jahren ist zu beobachten, dass die Inanspruchnahme psychiatrischer Behandlungen steigt – stationär und ambulant. Nicht zuletzt zeigt die Corona-Pandemie, die mit deutlich gestiegenen Fallzahlen psychiatrischer Diagnosen einhergeht, dass die Bedeutung der psychischen Gesundheit stärker wahrgenommen wird. In der Gesellschaft erwächst ein neues Bewusstsein für einen angemessenen Umgang mit Menschen mit psychischen Erkrankungen.
Vor diesen aktuellen Entwicklungen entstehen Überlegungen, wie psychiatrische Institutionen konzeptuell und architektonisch zu gestalten sind, um den Bedarfen der Patient:innen und Mitarbeitenden gerecht zu werden. Dabei steigt die Komplexität der gesellschaftlichen Kontexte wie auch der Aufgaben: junge Patient:innen in schweren psychischen Krisen bis hin zu hochbetagten Menschen mit demenziellen Erkrankungen. Antworten kommen auch und besonders von Architekt:innen, die einen Raum gestalten, damit die Gesellschaft als solche seelisch gesund bleiben und werden kann.
Das Fachbuch »Soul in Space – Psychiatrie trifft Architektur« beleuchtet die zukünftigen Entwicklungen von Behandlungsansätzen verbunden mit baulich-räumlichen Konzepten der Psychiatrie und Psychotherapie. Diese beiden Disziplinen sind eingebettet in einen gesellschaftlichen Diskurs, der kontinuierlich von ethischen und soziologischen Überlegungen geprägt und ein stückweit auch gefordert wird. Dabei wird die soziale Verantwortung deutlich, die der Gestaltung von Kliniken für die seelische Gesundheit innewohnt. In diesem Buch werden planerische Anforderungen und Lösungswege präsentiert und die Interaktion von Raum und Psyche in all ihren Facetten mit wissenschaftlichen Erkenntnissen belegt. Aktuelle, gestalterisch anspruchsvolle Psychiatriebauten veranschaulichen beispielhaft, welche Gestaltungskriterien zentral sind und wie eine zeitgemäße, genesungsfördernde Architektur nach heutigen Erkenntnissen aussehen kann.
Industrial demand side management has shown significant potential to increase the efficiency of industrial energy systems via flexibility management by model-driven optimization methods. We propose a grey-box model of an industrial food processing plant. The model relies on physical and process knowledge and mass and energy balances. The model parameters are estimated using a predictive error method. Optimization methods are applied to separately reduce the total energy consumption, total energy costs and the peak electricity demand of the plant. A viable potential for demand side management in the plant is identified by increasing the energy efficiency, shifting cooling power to low price periods or by peak load reduction.
Grey-Box-Modellierung einer Lüftungsanlage mit realen Betriebsdaten für die Optimierung des Reglers
(2022)
Oszillationen in Heizungs-, Lüftungs- und Klimaanlagen können die Lebensdauer
von Ventilen und Aktuatoren deutlich reduzieren und die Effizienz solcher
Anlagen negativ beeinflussen. Die hier betrachtete Lüftungsanlage eines Verkaufsraums zeigt deutlich schwingendes Verhalten, das höchst wahrscheinlich auf die Regelung zurückzuführen ist. Um dieses Verhalten zu untersuchen und ein
Testfeld für die Auslegung und Optimierung von alternativen Regelkonzepten
zu erstellen, wird ein Grey-Box-Modell der Anlage erstellt. Grey-Box-Modelle
sind physikalische Modelle, deren Parameter mit Messdaten identifiziert werden.
Die Ermittlung der Parameter (Systemidentifikation) des Grey-Box-Modells
wird hier mittels nichtlinearer Optimierung an dem realen Betriebsdatensatz
durchgeführt. Dieser Betriebsdatensatz hat im Vergleich zu anderen Arbeiten
aufgrund geringer Ausstattung der Anlage mit Sensorik und geringer Auflösung
der Messdaten eine niedrige Qualität. Aus diesem Grund können die einzelnen
Komponenten der Anlage (eine Wärmerückgewinnung, ein Heizregister und ein
Kühlregister) nicht separat identifiziert werden, sondern nur im Gesamtsystem.
Hieraus ergibt sich die Frage, welche physikalische Formulierung der Komponenten
der Anlage am besten geeignet ist. Konkret stellt sich die Frage, welche
Komplexität, welche Anzahl der zu identifizierenden Parameter und welche Annahmen, die für die Formulierung getroffen werden sinnvoll sind. Dazu werden
für die einzelnen Komponenten der Anlage jeweils verschiedene Modelle aus der
Literatur implementiert und verglichen. Untersucht wird, ob ein Zusammenhang
zwischen der Anzahl an Parametern, die sich durch eine bestimmte Formulierung
des Modells ergibt und der erreichten Güte des Modells zu beobachten ist.
Die Güte des Modells wir dabei mittels der Wurzel des mittleren quadratischen
Fehlers zwischen Modellausgang und Datensatz bewertet.
Die Ergebnisse dieser Fallstudie zeigen, dass ein möglicher Zusammenhang
zwischen der Anzahl an Parametern des Grey-Box-Modells und der Güte des
Modells besteht. Insbesondere zeigt sich mit diesem Datensatz ein deutlicher
Abfall der Modellgüte bei mehr als zehn Parametern. Es kann des Weiteren
bestätigt werden, dass bei der vorliegenden niedrigen Datenqualität die getroffenen
Annahmen für die Modellierung von erheblicher Bedeutung sind. Durch
bestimmte Formulierungen kann zwar die Güte des Modells erhöht werden, jedoch
wir dadurch die Generalisationsfähigkeit des Modells höchst wahrscheinlich
reduziert.
In this paper, low-loss Y-branch splitters up to 128 splitting ratio are designed, simulated, and optimized by using 2D beam propagation method in OptiBPM tool by Optiwave. For an optical waveguide, a silica-on-silicon material platform is used. The splitters were designed as a planar structure for a telecommunication operating wavelength of 1.55 m. According to the minimum insertion loss and minimum non-uniformity, the optimum length for each Y-branch is determined. The influence of the pre-defined S-Bend waveguide shapes (Arc, Cosine, Sine) and of the waveguide core size reduction on the splitter performance has been also studied. The obtained simulation results of all designed splitters with different S-Bend shape waveguides together with the different waveguide core sizes are discussed and compared with each other.
Eingebettete Systeme – wie zum Beispiel eine Multifunktions-Küchenmaschine, ein intelligenter Saugroboter oder Lautsprecher mit sprachgesteuerten Assistenten – sind für einige Menschen in der heutigen Zeit nicht mehr wegzudenken. Sie sind mittlerweile Bestandteil unseres täglichen Lebens. Doch hinter jedem System stehen auch eine Vielzahl von Anforderungen, die für die Kundinnen und Kunden, sowie Nutzerinnen und Nutzer relevant sind. Ob diese Anforderungen immer einen Mehrwert für die Kundinnen und Kunden bringen, ist dabei irrelevant. Doch wie kann gewährleistet werden, dass die zu Beginn definierten Anforderungen schlussendlich das gewünschte Ergebnis für die Kundinnen und Kunden oder Nutzerinnen und Nutzer bringt? Durch die Durchführung einer Validierung in verschiedenen Phasen der Systementwicklung können wichtige Erkenntnisse über das Produkt und dessen Funktionen vor der eigentlichen Marktfreigabe gewonnen und noch in den verschiedenen Entwicklungsphasen für Änderungen oder Verbesserungen eingeplant werden. Oft werden diese essentiellen Validierungsprozesse zu spät oder gar nicht durchgeführt, was zu unausgereiften Produktfreigaben führt, was wiederum unzufriedene Kundinnen und Kunden zur Folge haben kann.
Diese Masterarbeit bietet einen Einblick, wie eine solche Validierung in Systementwicklungen integriert werden kann. Unter anderem wird eine klassische Vorgehensweise, das V-Modell, und die agile Methode Scrum betrachtet und auf mögliche Validierungskonzepte hin untersucht. Anhand eines Praxisbeispiels einer bereits durchgeführten Systementwicklung im Elektronikbereich wird gezeigt, wie die Methoden des V-Modells und Scrum in Verbindung mit der Validierung umgesetzt wurden. Die Erkenntnisse aus diesen beiden Teilen, Theorie und Praxis, werden durch Handlungsempfehlungen für Entwicklungsprojekte abgerundet.