@phdthesis{Stolz2023, author = {Stolz, Michael}, title = {Ermittlung und Beurteilung der Zuverl{\"a}ssigkeit von lateralen elektrostatischen Nanoaktoren und ihr Einfluss auf zuk{\"u}nftige Anwendungen}, doi = {10.26127/BTUOpen-6533}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-65332}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2023}, abstract = {In dieser Dissertation wurden Zuverl{\"a}ssigkeitsaspekte der NED-Aktoren betrachtet und ihre Langzeitstabilit{\"a}t untersucht. Die Langzeituntersuchungen an einzelnen NED-Aktoren haben gezeigt, dass insbesondere große elektrische Felder zur Verk{\"u}rzung der Lebensdauer der Aktorik f{\"u}hren k{\"o}nnen. Elektrische Felder beschleunigen Oxidation der NED-Siliziumelektroden. Dabei wurden zwei unterschiedliche Oxidationsmechanismen beobachtet: die anodische Oxidation von Siliziumelektroden im Isolatorbereich und die feldemissionsunterst{\"u}tzte Oxidation. Die beiden Degradationsmechanismen beg{\"u}nstigen das Wachstum des Siliziumoxides an Siliziumelektroden und resultieren in der Ver{\"a}nderung der Oszillationseigenschaften der NED-Aktoren mit der Zeit. Weitere Untersuchungen an den NED-basierten Anwendungen - Mikrolautsprecher haben verdeutlicht, dass solche Faktoren wie Feuchtigkeit die Degradation am meisten forcieren. Durch Passivierung der Aktoren, wobei sie z. B. mit Aluminiumoxid im ALD-Verfahren verkapselt werden, k{\"o}nnen unerw{\"u}nschte Degradationsmechanismen deutlich verlangsamt werden. Durch eine geeignete Materialwahl bei der Verkapselung kann sogar gleichzeitig die Effizienz der Aktoren verbessert werden.}, subject = {Nanoaktor; NED; Zuverl{\"a}ssigkeit; MEMS; Nanoscopic electrostatic drive; Nano actuators; Reliability; Mikroaktor; MEMS; Zuverl{\"a}ssigkeit}, language = {de} } @phdthesis{Loebjinski2021, author = {Loebjinski, Maria}, title = {Bewertung der Tragf{\"a}higkeit von Holzkonstruktionen beim Bauen im Bestand : ein Beitrag zur substanzschonenden Erhaltung von bestehenden Geb{\"a}uden}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-55934}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2021}, abstract = {Die geltende Normung zur Konstruktion und Bemessung baulicher Anlagen fußt auf dem Prinzip der Grenzzust{\"a}nde. Normative Vorgaben und Empfehlungen befinden sich in stetiger Weiterentwicklung zur kontinuierlichen Verbesserung des europ{\"a}ischen Normungskonzepts unter Einbeziehung aktueller wissenschaftlicher Erkenntnisse und Erfahrungen aus der praktischen Umsetzung. W{\"a}hrend die Normung im Neubau den aktuellen Wissensstand gut widerspiegelt, bestehen f{\"u}r den Bestandsbau nur wenige Vorgaben zur Bestandsaufnahme, sowie zur Bewertung der Tragf{\"a}higkeit. In Ermangelung spezifischer normativer Regelungen finden die f{\"u}r den Neubau entwickelten Vorgaben auch im Bestandsbau Anwendung. Dies f{\"u}hrt h{\"a}ufig zu unangemessenen, wenig substanzschonenden Maßnahmen, welche zudem, nicht zuletzt aus {\"o}konomischen Gr{\"u}nden, die Attraktivit{\"a}t der Erhaltung bestehender Bausubstanz gegen{\"u}ber dem Neubau senkt. Die Notwendigkeit einer fokussierten Weiterentwicklung der Normung auf die Bed{\"u}rfnisse des Bestandsbaus wird deutlich. Aufgrund der besonderen Herausforderungen des Materials, des historischen Wertes gebauter Konstruktionen und seiner praktischen Relevanz und Aktualit{\"a}t spielt der Holzbau in diesem Zusammenhang eine besondere Rolle. In der Arbeit wird zur Konkretisierung der Forschungsl{\"u}cke zun{\"a}chst der aktuelle Stand normativer Regelungen und normungsvorbereitender Arbeiten in Deutschland und ausgew{\"a}hlten europ{\"a}ischen L{\"a}ndern dargelegt. Last- und Materialparameter werden zuverl{\"a}ssigkeitstheoretisch modelliert, wobei ein Schwerpunkt auf der Analyse der Methoden zur Verbesserung des Widerstandsmodells liegt. Folgend werden Studien zur Zuverl{\"a}ssigkeit von Holzbauteilen in ausgew{\"a}hlten, f{\"u}r historische Holzkonstruktionen typischen, Bemessungssituationen durchgef{\"u}hrt und die Ergebnisse in Bezug auf die geltenden normativen Festlegungen bewertet. Die Studien betreffen einachsige Beanspruchungen und Spannungskombinationen (Querschnittsversagen) aus st{\"a}ndigen Lasten, Nutz-, Schnee- und Windlasten. Einflussfaktoren auf die rechnerische Zuverl{\"a}ssigkeit werden mittels Sensitivit{\"a}tsstudien analysiert und bewertet. Nach einer Absch{\"a}tzung des impliziten Sicherheitsniveaus bei Anwendung normativer Regelungen im Holzbau werden Anpassungen der Zielzuverl{\"a}ssigkeit f{\"u}r Maßnahmen im Bestand diskutiert und Vorschl{\"a}ge f{\"u}r ein Instandsetzungs- und ein Reparaturlevel unterbreitet. F{\"u}r diese werden f{\"u}r relevante Bemessungssituationen des historischen Holzbaus probabilistische Kalibrierungen zur Optimierung des Teilsicherheitsbeiwertes des Materialwiderstands durchgef{\"u}hrt. Ergebnisse vereinfachter Verfahren werden vergleichend dargestellt bewertet. Abschließend wird ein Anwendungskonzept zur stufenweisen Modifizierung des Teilsicherheitsbeiwertes des Materialwiderstands f{\"u}r die praktische Anwendung entwickelt, welches Aktualisierungsm{\"o}glichkeiten der Tragf{\"a}higkeitsbewertung f{\"u}r unterschiedliche Kenntnisst{\"a}nde im individuellen Projekt erm{\"o}glicht und an praktischen Beispielen pr{\"a}sentiert.}, subject = {Holzbau; Bestandsbau; Zuverl{\"a}ssigkeit; Normungskalibrierung; Timber structures; Existing structures; Reliability; Code calibration; Holzbau; Bausubstanz; Bestandserhaltung; Modernisierung ; Normung}, language = {de} } @phdthesis{Ciupack2016, author = {Ciupack, Yvonne}, title = {Untersuchungen zur Bedeutung und Anwendung der Zuverl{\"a}ssigkeitstheorie im Bauwesen am Beispiel von Stahlklebverbindungen}, issn = {1611-5023}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-40779}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2016}, abstract = {Der nationale und internationale Wettbewerbsdruck in der Baubranche m{\"u}ndet in immer komplexeren Strukturen, ressourceneffizienten Bemessungsprinzipien sowie innovativen Produkt- und Konstruktionsideen. Die Aufgabe von Ingenieuren ist es, diese Weiterentwicklungen f{\"u}r die Gesellschaft nutzbar zu machen und dabei ein gefordertes Sicherheitsniveau zu gew{\"a}hrleisten. Um Neusch{\"o}pfungen, seien sie konstruktiver oder analytischer Art, der Gesellschaft zug{\"a}nglich zu machen, ist unter Umst{\"a}nden eine Erweiterung des Sicherheitsbegriffs notwendig. Denn {\"u}ber den Wirkungshorizont des Bauingenieurs hinaus ist das Begriffsfeld in allen Funktionszusammenh{\"a}ngen bedeutsam und nicht selten Entscheidungstr{\"a}ger f{\"u}r die Verwirklichung von Konstruktionen. An dieser Problemstellung setzt die Arbeit an. {\"U}bliche zuverl{\"a}ssigkeitstheoretische Verfahrensweisen werden f{\"u}r komplexe analytische Modelle angewandt. Untersuchungsobjekte sind dabei zwei Anwendungsbeispiele aus dem Stahlfassadenbau, bei denen erstmals geklebte L{\"o}sungen zum Einsatz kommen. In eigenen Untersuchungen wird die Tragf{\"a}higkeit der Konstruktionen unter Nutzung von experimentellen Erhebungen charakterisiert. Desweiteren werden die Anwendungsgrenzen und stochastischen Fragestellungen der typischen Methoden der Zuverl{\"a}ssigkeitstheorie im Bauwesen diskutiert.}, subject = {Stahlbau; Klebtechnologie; Zuverl{\"a}ssigkeit; Steel Construction; Bonding Technology; Reliability}, language = {de} } @phdthesis{Ulbricht2014, author = {Ulbricht, Markus}, title = {Systematische Lebensdauer-Optimierung f{\"u}r hochintegrierte Systeme auf der Basis von Nano-Strukturen durch Stress-Optimierung und Selbstreparatur}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-31220}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2014}, abstract = {Die Skalierung von Bauelementen der Mikroelektronik bis hin zu atomaren Dimensionen hat einen zunehmenden negativen Einfluss auf deren Zuverl{\"a}ssigkeit und mittlere Lebensdauer. Durch uneinheitliches Skalieren der r{\"a}umlichen Ausdehnung im Vergleich zur Versorgungsspannung steigen die internen Energiedichten und damit die Temperatur. Diese tr{\"a}gt wesentlich zur Verst{\"a}rkung gewisser Fehlereffekte bei. Maßnahmen wie Selbstreparatur und Entstressen k{\"o}nnen dieser Entwicklung entgegenwirken, wobei Kombinationen solcher Ans{\"a}tze noch bessere Ergebnisse versprechen. Ziel der vorliegenden Dissertationsschrift ist es, eine dieser Kombinationen auf ihre Kosten und Nutzen zu untersuchen. Damit kann am Ende die Aussage getroffen werden, ob die Activity Migration eine gewinnbringende Erg{\"a}nzung in einem zur Selbstreparatur genutzten M aus N System darstellt oder nicht. Um dieses Ziel zu erreichen, werden zuerst f{\"u}nf verschiedene Implementierungen des Ansatzes in einem VLIW Prozessor erstellt. Anschließend findet die Simulation der Implementierungen in verschiedenen Strukturgr{\"o}ßen, in Bezug auf ihr Temperaturverhalten statt. {\"U}ber entsprechende Modellierungen wird daraufhin die Zuverl{\"a}ssigkeit und mittlere Lebensdauer der Originalsysteme, Systeme mit reinem M aus N System und den Systemen mit integrierter Activity Migration in Abh{\"a}ngigkeit von Temperatur und Fl{\"a}che ermittelt. Die erzeugten Ergebnisse belegen, dass das Hinzuf{\"u}gen der Activity Migration bei den untersuchten Prozessormodellen, mit starker thermischer Kopplung zwischen Funktions- und Ersatzbaugruppen, warmer Redundanz, Rekonfiguration im laufenden Betrieb und den gegebenen Formeln zur Berechnung der Fehlerraten verschiedener Fehlermodelle, keinen nennenswerten Gewinn an Lebensdauer erbringt, da das reine M aus N System bereits zu einer deutlichen Lebensdauersteigerung f{\"u}hrt.}, subject = {Temperaturmanagement; Thermal management; Selbstreparatur; M aus N System; Zuverl{\"a}ssigkeit; Mittlere Lebensdauer; Self repair; k out of n system; Reliability; Mean time to failure; Elektronisches Bauelement; Lebensdauer; Zuverl{\"a}ssigkeit}, language = {de} } @phdthesis{Koal2014, author = {Koal, Tobias}, title = {Effiziente Auswahl redundanter Komponenten f{\"u}r Prozessoren zur Kompensation permanenter Fehler}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus4-30687}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2014}, abstract = {Die stetige Skalierung von Fertigungstechnologien sorgte f{\"u}r einen rasanten Anstieg der Komplexit{\"a}t und damit auch der Verarbeitungsleistung von integrierten Schaltungen. Dies f{\"u}hrte auch zu h{\"o}heren Anforderungen an die Entwurfs- und Produktionsprozesse f{\"u}r diese Systeme. Zus{\"a}tzlich dazu steigern Strukturen im Nanometerbereich die Anf{\"a}lligkeit gegen{\"u}ber physikalischen Effekten, welche sich in tempor{\"a}ren und zunehmend auch dauerhaften St{\"o}rungen der Funktionalit{\"a}t {\"a}ußern k{\"o}nnen. Der Einsatz von Fehlertoleranz ist f{\"u}r diese komplexen Systeme nicht wegzudenken und wird f{\"u}r zuk{\"u}nftige anf{\"a}lligere Fertigungstechnologien noch relevanter. In dieser Arbeit wird eine skalierbare Architektur zur Kompensation dauerhafter St{\"o}rungen f{\"u}r beliebige Prozessorkomponenten vorgestellt. Der Einsatz dieser Architektur ist unabh{\"a}ngig von der Fehlerursache und kann sowohl direkt nach der Produktion als auch w{\"a}hrend des Einsatzes im Zielsystem genutzt werden. Durch die Verwendung dieser Architektur, auf aktiver Hardware-Redundanz basierend, ist eine Steigerung der Zuverl{\"a}ssigkeit, der Lebensdauer aber auch der Produktionsausbeute bei gleichbleibender Funktionalit{\"a}t m{\"o}glich. Mit der Modellierung in dieser Arbeit wird die Effizienz der vorgestellten Architektur, unter Ber{\"u}cksichtigung der zus{\"a}tzlichen Hardware f{\"u}r Redundanz und der notwendigen administrativen Komponenten, ermittelt und erm{\"o}glicht damit einen zielgerichteten Auswahlprozess f{\"u}r Prozessorkomponenten und die Menge ihrer Redundanz. Somit wird die optimale Redundanz f{\"u}r ein gegebenes System und ein zu erreichendes Ziel bereits im Entwurfsprozess bestimmtund kann damit fr{\"u}hzeitig bei der Umsetzung ber{\"u}cksichtigt werden. Neben der Beschreibung des Aufbaus der Architektur und ihrer Funktionsweise zeigt diese Arbeit wie sich eine Integration in bestehende Entwurfsprozesse mit g{\"a}ngigen Methoden und Werkzeugen realisieren l{\"a}sst. Zus{\"a}tzlich dazu wird die Systemmodellierung zur Realisierung des zielgerichteten Auswahlprozesses beschrieben. Anhand eines Anwendungsbeispiels wird die M{\"o}glichkeit der Umsetzung aufgezeigt und die daraus resultierenden Ergebnisse diskutiert.}, subject = {Zuverl{\"a}ssigkeit; Lebensdauer; Integrierte Schaltungen; Eingebaute Selbstreparatur; Redundanz; Reliability; Lifetime; Integrated circuits; Built-in self-repair; Redundancy; Integrierte Schaltung; Zuverl{\"a}ssigkeit; Fehlertoleranz; Fehleranalyse}, language = {de} } @phdthesis{Ortmann2010, author = {Ortmann, Steffen}, title = {Definition and configuration of reliable event detection for application in wireless sensor networks}, isbn = {978-3-8322-9445-8}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-19602}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2010}, abstract = {Ubiquitous systems based on wireless sensor networks will amazingly increase our quality of life. These systems are to be deployed in large areas with high density where hundreds or thousands of nodes are used. Certainly that demands to use low cost devices with limited resources, which in turn are prone to faulty behaviour. This work introduces a novel concept for wireless sensor network configuration considering fault tolerance, energy efficiency and convenience as primary goals while being tailored to user needs. It allows to ignore low-level details like node resources, network structures, node availability etc. and enables the programmer to work on a high abstraction level, namely the event itself including event related constraints. The definition of events characterising real world phenomena is of prominent use in sensor networks. The presented concept autonomously configures and monitors events, even if it requires to organise collaboration between nodes to deliver the results. The contribution of this work is threefold. An intuitive XML-based ESL simplifies event configuration to a level that is even suitable for non-professionals. It features hardware independent description elements to define complex phenomena and enhances these by tailor-made voting schemes and application constraints. Based on that, a novel, fully decentralised mechanism to autonomously set up distributed event detection called EDT and a cost efficient means to maintain such EDT, are presented. EDTs can be efficiently constructed on every device by using a tiny generating finite state machine requiring eight states only. It enables every node to self-divide event queries according to its own resources and self-adapt to the tasks assigned. Simultaneously, the EDT provides the interface for efficient collaboration using a lease-based publish/subscribe approach. The simulations clearly show that this concept works well and the applied collaboration scheme outperforms even idealised acknowledgement-based approaches. On top of the EDT, a means is developed that enhances the reliability of detection beyond the scope of Boolean event decision. It examines behavioural trends in sensor readings to indicate the significance of actual measurements in relation to the configured event. Measured data is investigated in detail to finally attach a significance indicator "is" to each event. This automatically generated indicator shall support users or overlaying systems in decision-making. In the example scenario based on data of real test cases, the "is" indicates a flaming fire 88 seconds and a smouldering fire 48 seconds before the threshold-based method triggers the alarm.}, subject = {Drahtloses Sensorsystem; Zuverl{\"a}ssigkeit; Zuverl{\"a}ssigkeit; Ereigniserkennung; Verbraucherfreundlichkeit; Drahtlose Sensornetze; Reliability; Event detection; Usability; Wireless Sensor Networks}, language = {en} } @phdthesis{John2006, author = {John, Alexander}, title = {Zum Einfluss der F{\"u}hrungsqualit{\"a}t auf die menschliche Zuverl{\"a}ssigkeit in Teamstrukturen sozio-technischer Systeme}, url = {http://nbn-resolving.de/urn:nbn:de:kobv:co1-opus-1307}, school = {BTU Cottbus - Senftenberg}, year = {2006}, abstract = {In der vorliegenden Arbeit werden Eigenschaften und Verhaltensweisen von F{\"u}hrungskr{\"a}ften herausgearbeitet, die mit Aspekten der menschlichen Zuverl{\"a}ssigkeit von tempor{\"a}r bestehenden und dauerhaft zusammengesetzten Teams in großem Maß korrelieren. Der Autor richtet dabei den Fokus auf F{\"u}hrungskr{\"a}fte mit {\"u}berwiegend technischer Ausbildung. Der theoretische Teil der Arbeit erl{\"a}utert F{\"u}hrungstheorien und -stile als Grundlage f{\"u}r die Ableitung von bedeutsamen F{\"u}hrungseigenschaften und Verhaltensweisen. Im Rahmen der Beschreibung von sozio-technischen Systemen definiert der Autor, durch welche Kriterien sich ‚echte Teams' auszeichnen. In diesem Zusammenhang wird die Bedeutung von Lernprozessen in Teams hervorgehoben. Lernende Teams werden als zukunftsweisende Form modularer Organisationsstrukturen beschrieben. Die Ergebnisse einer umfangreichen empirischen Untersuchung zeigen einen deutlich sichtbaren, mit statistischen Daten untermauerten Zusammenhang zwischen der F{\"u}hrungsqualit{\"a}t und der menschlichen Zuverl{\"a}ssigkeit von Teams. Es wird deutlich, dass sich bestimmte Eigenschaften und Verhaltensweisen von F{\"u}hrungskr{\"a}ften signifikant positiv auf die menschliche Zuverl{\"a}ssigkeit von Teams auswirken. Dazu z{\"a}hlt insbesondere die ‚Partizipation', die sich bei allen betrachteten Konstellationen als signifikanteste Dimension der F{\"u}hrungsqualit{\"a}t erwies. Außerdem zeigen sich ‚Vertrauen und Glaubw{\"u}rdigkeit' sowie ‚F{\"u}hrungsethik' als bedeutsame F{\"u}hrungsqualit{\"a}ten. {\"A}hnlich signifikant ist das ‚Definieren und Vereinbaren' von Zielen. Auff{\"a}llig ist die negative Wirkung dieses Aspekts auf die menschliche Zuverl{\"a}ssigkeit. Die Untersuchung verdeutlicht, dass die menschliche Zuverl{\"a}ssigkeit echter Teams mit einem hohen Qualifizierungs- und Lerngrad vergleichsweise stark ausgepr{\"a}gt ist. Bei schw{\"a}cherer Auspr{\"a}gung hingegen erweisen sich die Dimensionen der F{\"u}hrungsqualit{\"a}t ‚soziale F{\"a}higkeiten', ‚Arbeitsmotivation' und ‚Interaktion' als statistisch signifikant. Dieses Ergebnis unterstreicht in beeindruckender Weise, dass sich ein funktionierendes Team im Hinblick auf Sozialverhalten, Motivation, Kommunikation und Feedback als F{\"u}hrungssubstitut darstellt. Die Studie spiegelt zudem die weitl{\"a}ufige Erkenntnis wider, dass insbesondere das F{\"u}hrungsverhalten vom jeweiligen Umfeld mitbestimmt wird. Dies wird z.B. darin deutlich, dass sich wirtschaftlicher oder zeitlicher Druck unterschiedlich auf die Zuverl{\"a}ssigkeit von Teams auswirkt. Vor dem Hintergrund, dass hinsichtlich der F{\"o}rderung der menschlichen Zuverl{\"a}ssigkeit in den befragten Organisationen nicht alle M{\"o}glichkeiten ausgesch{\"o}pft sind, entwickelte der Autor einen F{\"u}hrungskr{\"a}fteentwicklungsprozess. Dieser basiert auf der Managementmethode ‚Six Sigma', die sich in den letzten Jahren als erfolgreicher Ansatz zur Optimierung von Gesch{\"a}ftsprozessen herausgestellt hat. Demnach zeichnet sich der Entwicklungsprozess neben der systematischen Anwendung bew{\"a}hrter Werkzeuge durch die konsequente Ber{\"u}cksichtigung und die Messbarkeit unterschiedlicher Anforderungen aus. Der beschriebene Prozess bietet vorwiegend Ingenieuren in F{\"u}hrungspositionen sowie Personalentwicklern die M{\"o}glichkeit, nachhaltige Entwicklungsmaßnahmen abzuleiten. Basierend auf den Untersuchungsergebnissen bietet die Arbeit Ans{\"a}tze f{\"u}r weitere Forschungsarbeiten, z.B. den Einfluss spezieller F{\"u}hrungsqualit{\"a}ten auf die menschliche Zuverl{\"a}ssigkeit in verschiedenen Kulturkreisen vor dem Hintergrund zunehmend global agierender Organisationen. Der Autor vertritt die Auffassung, dass alle Bem{\"u}hungen, die der F{\"o}rderung der menschlichen Zuverl{\"a}ssigkeit in Organisationen dienen, einen wichtigen Beitrag dazu leisten, die grundlegende Bedeutung der Ressource Mensch aufrecht zu erhalten.}, subject = {F{\"u}hrungseigenschaft; Arbeitsgruppe; Teamwork; Zuverl{\"a}ssigkeit; F{\"u}hrungsqualit{\"a}t; Zuverl{\"a}ssigkeit; Sozio-technisches System; Teamarbeit; Reliability; Leadership Quality}, language = {de} }