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Das Verstemmverfahren ist durch hohe Prozesskräfte gekennzeichnet, welche den Einsatz des Fügeverfahrens stark eingrenzen. Die Überlagerung mechanischer Füge- und Umformprozesse mit Ultraschall zeigt großes Potential Fügekräfte zu reduzieren und damit Prozessgrenzen zu erweitern. Mangelnde Prozesskenntnisse verhindern jedoch bislang die industrielle Anwendung ultraschallüberlagerter Verfahren. Im Rahmen dieser Arbeit wurde ein grundlegendes Prozessverständnis für den ultraschallüberlagerten Verstemmprozess an hochlegiertem Edelstahl erarbeitet und die kraftreduzierenden Wirkmechanismen der Schwingungsüberlagerung identifiziert. Durch die Ultraschallüberlagerung konnte dabei im Experiment die Prozesskraft um bis zu 59 %, bei vergleichbarer Verbindungsfestigkeit gesenkt werden. Die maßgeblichen Mechanismen der Kraftreduzierung konnten auf dynamische Einflüsse über das Superpositionsprinzip sowie tribologische Einflüsse durch eine verringerte Oberflächenreibung zurückgeführt werden. Überdies führt eine leichte Taumelbewegung des Umformstempels, bedingt durch die dynamische Anregung, für eine zusätzliche Reduzierung der Prozesskraft. In Kombination mit der vergleichbaren Verbindungsfestigkeit birgt die reduzierte Verstemmkraft ein beträchtliches Potential zur Erweiterung der Prozessgrenzen des Fügeverfahrens.
The integrated treatment of planning problems which are usually considered separately and sequentially has been studied for a long time, due to the better solutions one may find in the extended decision space of an integrated problem. This thesis considers the integrated locomotive scheduling and driver assignment problem in rail freight transport. We also consider the generalization of this problem, which we call graph 2-list-colouring with compatibility constraints. The motivation to study this problem originates from our collaboration with DB Cargo Polska within the ROMSOC Programme. The thesis consists of two parts. Part I focuses on modelling and solving the integrated locomotive scheduling and driver assignment problem in rail freight transport. After a literature review, we present a novel optimization model for the problem studied and a way to improve its formulation. Next, we introduce the decomposition-based solution approach we derive for the problem. To ensure the global feasibility of the solutions to the decomposed subproblems, we devise four classes of valid inequalities. We also develop a presolve heuristic. We then test our algorithm against two sets of instances. In general, the methods presented enabled the creation of locomotive timetables and driver assignments in less than two hours. In Part II, we study a generalization of the integrated locomotive scheduling and driver assignment problem, which we call graph 2-list-colouring with compatibility constraints. We begin by defining the problem studied and putting it in the context of other, more famous combinatorial problems. Then we present two formulations for the problem and discuss how they may be tightened. We also study a case for which we may find a complete polyhedral description. Next, we present a decomposition-based solution approach which adapts the algorithm introduced in Part I. We then test the performance of our method against a set of standard instances drawn from the literature, which were appropriately modified. Altogether, our work is a practical contribution to the solvability of the integrated locomotive scheduling and driver assignment problem. We also show how the developed method may be extended to successful use in more general graph-theoretic contexts.
The present thesis aims to get a fundamental understanding of how the molecular characteristics of a solute and solvent influence the thermophysical properties of mixtures consisting of a liquid and a dissolved gas. Due to their relevance as working fluids in chemical and energy engineering, accurate data for the viscosity, interfacial tension, and mutual diffusion coefficient are required for the efficient design and optimization of related processes. In this work, light scattering experiments, which can determine the thermophysical properties in macroscopic thermodynamic equilibrium, are combined with equilibrium molecular dynamics (EMD) simulations at temperatures up to 573 K. EMD simulations are able to predict multiple thermophysical properties by the analysis of the molecular motion in macroscopic thermodynamic equilibrium. The combination of EMD simulations with light scattering experiments allows for the validation of simulations as well as an interpretation of the results by studying the influence of molecular characteristics and the fluid structure on the thermophysical properties.
Laser powder bed fusion of metals by a laser beam (PBF-LB/M), due to its industrial applicability, represents a promising additive manufacturing technology for future production. The layerwise and selective melting of a powder layer enables an increased freedom in design. However, local process deviations can impede the mechanical properties. Therefore, applicable sensors are necessary for their detection and further industrial adoption of the process.
This thesis reports on identified correlations of properties of spatter particles to the microscopic process behavior and process zone formation and their applicability within the industrial process environment. For this first, a dedicated particle tracking velocimetry method is developed to spatially and temporally resolve the trajectories of the individual particles. Statistical spatter measurements are correlated to process observations revealing their connection to evaporation-driven mechanisms of the process. The applicability for the quantification of process-relevant measures of the microscopic process zone as well as the robustness of the identified correlations against changing process environments are investigated. Based on this, the transferability of the results from the lab environment into an industrially applicable sensing approach is demonstrated, enabled by a dedicated data processing approach for the derivation of spatter properties in real-time.
The topic of this work is the analysis of control loops under the influence of input/output timing deviations. Such deviations from the ideal periodic timing can lead to increased control error or even to instability. To address this issue, methods are presented to determine a safe tolerance band for the timing deviation. Two alternatives are addressed: stability analysis at design time and timing adaptation at run time. In both cases, the methods support multiple inputs and outputs with individual timing uncertainties.
For the analysis at design time, the work presents methods to determine stability and maximal control error at design time for a given input/output time window. The linear case is analyzed using linear impulsive systems. Progress towards solving the nonlinear case is made by reachability analysis of hybrid automata in connection with the Continuization method.
For a flexible adaptation at run time, the framework of convergence rate abstractions is developed. By this, the decision about the permissible input/output timing can be made according to the current situation and with little computational overhead. Hence, larger temporal deviations can be permitted for a short time as long as the timing remains good enough in the long-term average to preserve stability.
Die Religionsgesellschaft als Rechtsbegriff ist auch im heutigen (Verfassungs-)Rechtsleben Deutschlands, insbesondere durch die inkorporierten religionsverfassungsrechtlichen Artikel der Weimarer Reichsverfassung, präsent. Christian Sturm untersucht in dieser rechtshistorischen Studie die Wurzeln des Begriffs der Religionsgesellschaft im Naturrecht der Aufklärung und zeichnet seine Entwick1ung bis zu den ersten deutschen Kodifikationen nach. Dabei erweist sich, dass der Begriff geschichtlich keineswegs allein den heute für ihn charakteristischen freiheitlichen Kontext aufweist, sondern dass ihm gerade zu Beginn auch eine dezidiert etatistische Funktion eignet, wenngleich er spätestens in den ersten Kodifikationen zum Wegbereiter eines auf Parität und staatlicher Zurückhaltung fußenden Staatskirchenrechts avanciert.
Das System der elektrischen Energieversorgung fungiert als zentrales Element im Gefüge der kritischen Infrastrukturen, und ist damit für die Aufrechterhaltung der Kernprozesse unserer modernen Gesellschaft essenziell. Sein topologisch weiträumiger Zusammenbruch im Kontext eines Blackouts äußert sich in beträchtlichen negativen Auswirkungen auf die wirtschaftliche und humanitäre Konstitution der Gesellschaft. Die erfolgreiche Umsetzung des Netzwiederaufbaus spiegelt die einzige Lösung dieses Problems wider.
Die Wissensbasis um selbiges Verfahren existiert hierbei vornehmlich in Form von Netzwiederaufbauplänen und Strategiekonzepten, welche sich aus begründetem Anlass dem Zugriff der Öffentlichkeit entziehen. Jener eingeschränkte Wissenszugriff von Seiten der Allgemeinheit erschwert den im Rahmen des wissenschaftlichen Diskurses erarbeiteten Fortschritt innerhalb dieses Themengebietes.
Vor diesem Hintergrund verfolgt diese Arbeit zwei Ziele. Zum einen soll sie einen Einblick in die Methodik des Netzwiederaufbaus eröffnen und auf diesem Wege Transparenz hinsichtlich dessen strategischer Umsetzung schaffen. Dies gelingt anhand der Entwicklung eines echtzeitfähigen Netzwiederaufbausimulators, welcher zur Erarbeitung und Diskussion einer offenliegenden Wissensbasis eingesetzt wird, ohne dabei schützenswerte Informationen zu gefährden.
In ihrer zweiten Zielsetzung strebt diese Arbeit die Bereitstellung von vier schutztechnischen Verfahren an, welche die Systemsicherheit beim Netzwiederaufbau erhöhen und somit einen Beitrag zu dessen rascher und zuverlässiger Umsetzung liefern. Hierbei werden unterschiedliche Problemschwerpunkt adressiert.
Das entwickelte Protection Security Assessment System wird eingesetzt, um die Funktionsweise der installierten Schutztechnik während sämtlicher Etappen des Netzwiederaufbaus simulationsbasiert zu prüfen, die Schutzreaktion einer Bewertung zu unterziehen und dadurch die zielgerichtete Behebung identifizierter Schwachstellen zu ermöglichen. Der Problematik überlastbedingter Ausfallkaskaden soll durch das Verfahren des Proaktiven Überlastschutzes begegnet werden, um den Rückfall bereits wiederaufgebauter Teilsysteme in den Blackout zu verhindern. Zudem stützt ein neuartiges Verfahren zur Erkennung von Sympathetic-Transformer-Inrush-Ereignissen die Resilienz des Systems durch die Unterbindung unerwünschter Schutzüberfunktionen. Im Zuge der Transformation des Energiesystems verringert sich die Anzahl netzbildend wirkender Synchronmaschinen konventioneller Kraftwerke, wodurch die für den Netzwiederaufbau elementare Ressource der Bereitstellung von Spannungsreferenzsystemen schwindet. Abhilfe bietet hierbei die vorgestellte Orbitalraumregelung, durch welche die Umrichter von HGÜ-Kopfstationen und große Parks aus dezentralen Energieumwandlungsanlagen mit Speicherelementen als netzbildende Elemente mit ausgeprägtem Fokus auf den Aspekt der Systemstabilisierung fungieren.
Kommerzielle digitale Spiele dienen in erster Linie der Unterhaltung. Allerdings haben sie auch das Potenzial, einen Beitrag zur Bildung und zum Kompetenzerwerb in zahlreichen Domänen zu leisten, sowohl im Rahmen des Schulunterrichts und von Arbeitsgemeinschaften als auch beim normalen Spielen in der Freizeit. Insofern richtet sich dieses Buch an eine breite Zielgruppe: Neben Fachdidaktikern, Lehrkräften und Lehramtsstudierenden kann dieses Buch Impulse für Personen liefern, die digitale Spiele in Arbeitsgemeinschaften oder zur außerschulischen Jugendarbeit einsetzen und dabei fachliches Lernen anregen möchten. Weiterhin können die Ausführungen für Spieler und ihr familiäres Umfeld von Interesse sein.
In diesem Band finden sich Beiträge, die sich mit Nutzen und Anwendungsmöglichkeiten digitaler Spiele in den Domänen Biologie, Geschichte und Wirtschaft auseinandersetzen.
White Etching Cracks (WECs) sind Schälungen oder Risse im Bereich der Laufbahnen von Wälzlagern, die in Verbindung mit irreversiblen Gefügeveränderungen auftreten. Die für das Schadensbild namensgebenden mikrostrukturellen Veränderungen treten im lichtmikroskopischen Schliff als weiß anätzende Phasen hervor. Da bis heute weder Auslöser noch Ursachen des Phänomens eindeutig identifiziert werden konnten, ist eine anhaltende wissenschaftliche Debatte um die Entstehungsmechanismen von WECs entbrannt.
Vor diesem Hintergrund besteht die vorrangige Zielsetzung dieser Arbeit in einer schmierstoffseitigen Betrachtung der Wirkmechanismen und Zusammenhänge in einem ölgeschmierten Wälzkontakt unter Betriebsbedingungen, die zum Ausfall durch WEC-Schäden führen können. Um dieses anspruchsvolle Vorhaben in der Praxis umzusetzen, wurde ein neues Prüfsystem konzipiert, das es unter Einsatz einer kontrollierten elektrischen Zusatzbelastung ermöglicht, WEC-Schäden ohne chemische Vorbehandlung der Wälzlager zu erzeugen. Gleichzeitig wurde erstmalig der Versuch unternommen, mittels in situ FTIR-Spektroskopie anhand geringfügiger Änderungen der Schmierstoff-chemie Rückschlüsse auf tribochemische Reaktionen im Wälzkontakt zu ziehen. Darüber hinaus wurde der Aufbau isolierend wirkender Grenzschichten anhand des resultierenden Spannungsverhaltens der Prüflager verfolgt, um durch die Kombination beider Techniken eine fundierte Beurteilung der tribochemischen Schichtauf-, -ab- und -umbauprozesse zu ermöglichen.
Ländliche Räume in Deutschland werden durch internationale Migration bunter. Verschiedene Gruppen von Migrant:innen wanderten und wandern in Kleinstädte und Landgemeinden zu. Diese Zuwanderergruppen haben unterschiedlich stark ausgeprägte Ressourcen und können demnach die Orientierung an ihrem neuen Wohnort und die gleichberechtigte Teilhabe in verschiedenen Bereichen des gesellschaftlichen Lebens – oder anders formuliert Integration – zu einem gewissen Grad selbst leisten oder benötigen Unterstützung. Besonders Geflüchtete sind Zielgruppen staatlicher Integrationsleistungen einerseits und der Aktivitäten ehrenamtlicher Initiativen und Einzelpersonen andererseits. Auf eindrucksvolle Art und Weise trug das Engagement zahlreicher Ehrenamtlicher in der Aufnahme von Geflüchteten in den vergangenen Jahren zu einer enormen gesellschaftlichen Mobilisierung, zum einen aus bestehenden Vereinen und Organisationen heraus, aber auch von Menschen, die bislang nicht engagiert waren, bei. Auf lokaler Ebene ist ehrenamtliches Engagement unverzichtbarer Bestandteil von erfolgreicher Integration von Neuzugewanderten. Das Projekt EMILIE zielt darauf ab, die Rolle und Wirkung ehrenamtlichen Engagements für die Integration unterschiedlicher Gruppen von Neuzugewanderten besser zu verstehen und Gelingensfaktoren für ein nachhaltiges Engagement zu identifizieren. Deshalb liegt ein besonderes Augenmerk auf den Beweggründen für das freiwillige Engagement, den Zielgruppen der Tätigkeiten Freiwilliger sowie den Veränderungen der ehrenamtlichen Betätigung im Zeitverlauf. Um diese Fragestellungen zu beantworten, wurden empirische Erhebungen in Form von qualitativen Interviews, die einen biographisch-narrativen und einen ortsbezogenen, lokalen Forschungsansatz kombinierten, in vier ländlichen Landkreisen in Bayern, Rheinland-Pfalz, Sachsen-Anhalt und Schleswig-Holstein durchgeführt. Diese Herangehensweise sowie die Ergebnisse der Erhebungen werden in diesem Band vorgestellt.
Komplexe Produkte der fertigenden Industrie, wie z. B. im Fahrzeugbau, zeichnen sich durch eine hohe Variantenvielfalt aus und bestehen aus einer wachsenden Anzahl von Komponenten, die der Hersteller von Lieferanten beschaffen muss. In der frühen Phase der Produktentwicklung ist es wichtig, die Kosten dieser Fremdbezugskomponenten solide abzuschätzen, u. a. um Entwicklungsalternativen zu bewerten oder die Verhandlungen mit potenziellen Zulieferern zu unterstützen. Das sog. Cost Engineering im Supply Management eines Herstellerunternehmens übernimmt diese Aufgabe. Traditionelle Kalkulationsverfahren erweisen sich jedoch zunehmend als zu aufwändig, um die Beschaffungsvielfalt zu bewältigen.
Um diesem Problem zu begegnen, sind neuartige und möglichst intelligente Ansätze zu erarbeiten, die es ermöglichen, in der frühen Produktentwicklungsphase durch eine (Teil-) Automatisierung des Kalkulationsprozesses die Effizienz im Cost Engineering zu steigern.
In diesem Buch wird gezeigt, dass sich vielfältige Methoden aus dem Gebiet des maschinellen Lernens für eine intelligente Kostenprognose eignen und die Aufgaben des Cost Engineers wirkungsvoll erleichtern können. Dies wird zum einen durch theoretische Analysen des State of the Art fundiert und zum anderen durch differenzierte Ergebnisse von drei praktischen Fallstudien mit jeweils zahlreichen Einzelexperimenten belegt.
In diesen Fallstudien werden Lösungskonzepte erarbeitet und in der Unternehmenspraxis evaluiert, die einen Cost Engineer bei seinen Kostenschätzungen mithilfe von Machine Learning (ML) zielgerichtet unterstützen. Durch das experimentelle Design und eine Vielzahl von Testergebnissen gelingt es, Best Practices von ML-Modellen für die Kostenprognose von zu beschaffenden Bauteilen und Baugruppen herauszudestillieren. Ein derartiges ML-Modell ist insbesondere durch die „beste“ Kombination aus der immensen Vielfalt von ML-Algorithmen, zugehörigen Trainings- und Testkonzepten, Featureselektionsmethoden sowie Erklärungs-ansätzen der sog. Explainable Artificial Intelligence charakterisiert. Daneben werden wertvolle Erkenntnisse über die Leistungsfähigkeit und Genauigkeit von ML-Ansätzen gewonnen.
Ein abschließendes Kapitel zeigt im praktischen Umfeld bestehende Herausforderungen bei der Einführung derartiger Systeme zur intelligenten Kostenprognose auf. Hierzu dient eine empirische Untersuchung mit einer Befragung von 130 Managern in einschlägigen Verantwortungsbereichen. Aufbauend auf den gewonnenen Erkenntnissen werden schlussendlich Limitationen wie auch zukünftige Möglichkeiten des maschinellen Lernens für das Cost Engineering sowohl aus der wissenschaftlichen als auch aus der Praxisperspektive vorgestellt.
In this thesis the simple, contact-free speckle-analysis is investigated for its application in photoacoustic detection. First, a simulation model is created which theoretically confirms the detectability of photoacoustic surface deformations by speckle-analysis. Subsequently, the feasibility of contact-free detection is demonstrated by experiments on phantoms and ex-vivo tissue using a high-speed camera system. For these measurements multiple speckles are analyzed and within these experiments the endoscopic applicability of the technique by using an imaging fiber bundle is demonstrated. In order to speed up the acquisition of speckles, the high-speed camera system is replaced by a diode-based sensor of lower resolution. With this faster system the feasibility of contact-free photoacoustic detection and its automation by single speckle-analysis is experimentally demonstrated. Both used analysis techniques are compared based on their characteristics such as sensitivity, measuring range, linearity and measuring depth. Furthermore, investigations
on ex-vivo tissue are used to show that the speckle wavelength is a crucial parameter for the quality of a speckle pattern and speckle-analysis. Finally, the possibility of photoacoustic imaging for speckle-analysis is demonstrated by testing a reconstruction approach by simulations and by a first experiment.
Durch die zunehmende Elektrifizierung verschiedener industrieller Sektoren wie beispielsweise der Mobilität und Energieversorgung steigt unter anderem auch der Bedarf an leistungselektronischen Stromwandlern. Konventionelle Schaltungsträger im Bereich der Leistungselektronik wie DCB- und AMB-Substrate weisen neben der bedingten Möglichkeit einer flexiblen Herstellung auch Einschränkungen hinsichtlich der vertikalen Integrationsmöglichkeit aktiver und passiver Bauelemente sowie des Wärmemanagements auf.
Anhand der Additiven Fertigung können mit dem Verfahren des Laser Powder Bed Fusions (LPBF) 3D-Metallisierungen auf keramischen Substratmaterialien gefertigt und somit weitere Anwendungsmöglichkeiten leistungselektronischer Schaltungsträger erschlossen werden.
Vorliegende Dissertation adressiert maßgeblich die beiden Themengebiete des LPBF von Kupfer und der Herstellung eines Verbundmaterials von Kupfer und Aluminiumoxid im selben Verfahren. Unter Verwendung eines 500 W Yb:YAG-Lasers werden Untersuchungen zur Verarbeitung von Kupferpulver durchgeführt und die Haupteinflussfaktoren auf das Schmelz- sowie Prozessverhalten identifiziert. Dadurch können Parameterkombinationen ermittelt werden, welche die Verarbeitung von Kupfer zu konventionellen Eigenschaften ermöglichen. Darüber hinaus können durch Anpassung der Laserparameter an ausgewählte Schichtbereiche Aluminiumoxid-Keramiken stoffschlüssig, durch das Entstehen einer Reaktionszone, mit darauf geschmolzenem Kupfer verbunden werden.
Planung und Simulation taktiler, intelligenter und kollaborativer Roboterfähigkeiten in der Montage
(2023)
Die robotergestützte Automatisierung manueller Tätigkeiten in der Montage bedingt die Imitation menschlicher Fähigkeiten durch das technische System. Die drei Fähigkeiten taktile Montage, definierte Handhabung unsortierten Materials sowie die Zusammenarbeit zwischen Mensch und Roboter werden als zentrale Befähiger einer weitergehenden Automatisierung identifiziert. Obwohl für diese Fähigkeiten bereits technologische Äquivalente in der Automatisierungstechnik existieren, ist ein industrieller Einsatz noch nicht verbreitet. Das Ziel, die industrielle Einsetzbarkeit zu erhöhen, wird in dieser Abhandlung durch die Definition und Umsetzung real anwendbarer Planungs- und Simulationsmethoden verfolgt. Es wird gezeigt, dass angepasste Methoden eine effiziente Umsetzung und verlässliche Vorhersage des späteren Verhaltens solcher Systeme zulassen. Die Methoden werden an realen Szenarien aus der Elektronikproduktion evaluiert.
Korrelation von Materialqualität und Ausfallmechanismen leistungselektronischer SiC-Bauelemente
(2023)
Ziel dieser Arbeit war es, eine Korrelation der Siliciumcarbid (SiC) Materialqualität mit Ausfallmechanismen leistungselektronischer 4H-SiC Trench-MOSFET Bauelemente herzustellen. Dafür wurden homo-epitaktische, n-leitende SiC-Schichten abgeschieden. Diese Schichten wurden anschließend mit konfokaler DIC-Mikroskopie und UV-PL Methoden hinsichtlich ihrer Defekte charakterisiert. Die so charakterisierten Epitaxie-Wafer wurden zur Herstellung von leistungselektronischen Trench-MOSFET Bauelementen verwendet. Nach der Prozessierung wurden die Bauelemente elektrisch charakterisiert. Elektrische Ausbeute-Maps wurden anschließend mit den während der Prozessierung aufgenommenen Defektdaten überlagert und mit entsprechenden Defektklassen abgeglichen. Abschließende Untersuchungen an diesen charakterisierten Bauelementen dienten zur Analyse der Langzeitstabilität und Zuverlässigkeit.
Zuverlässigkeitsmethoden zur Beschleunigung von Qualifizierungsuntersuchungen für Steckkontakte
(2023)
In dieser Arbeit wurde ein dreigliedriges Lösungssystem für thermische Lebensdauertest an automobilen Steckkontakten entwickelt. Das System beruhte dabei auf drei evolutionär entwickelten, aber dennoch unabhängig einsetzbaren Methoden zur Beschleunigung der Qualifizierungstests. Die Entkopplung der Einflüsse auf Steckverbinderkontakte durch einen Versuchsaufbau, bei dem Mikrobewegungen bei konstant erhöhter Temperatur eingebracht wurden, konnte keine statistisch signifikanten Beschädigungen auslösen. Hierfür wurde das Fehlen des Durchschreitens des Taupunktes als Ursache ausgemacht.
Auf Basis der Analyse des Pkw-Nutzungsverhaltens in Europa wurden realitätsnahe Lastprofile entwickelt. Mithilfe eines auf thermischen Zyklen beruhenden Profils konnte eine Beschleunigung der Ausfälle im Vergleich zu regulären Temperaturwechseltests erzielt werden. Die abschließende Methodik beruhte auf der Kombination von kalibrierten Lebensdauertests mit Raffungsmodellen zur. Dabei erwies sich das modifizierte Norris-Landzberg-Modell als geeignet, die Lebensdauer von Steckverbinderkontakten vorherzusagen. Der Einsatz der mit Raffungsmodellen kombinierten CALT-Methodik stellt daher eine vielversprechende Möglichkeit dar, um während der Entwicklung neuer Kontaktierungstechniken eine Hilfestellung bei der Beurteilung der Lebensdauer zu leisten.
Statusfragen: Neue Forschungen zu Herrscherinnen der Frühen Neuzeit in intersektionaler Perspektive
(2022)
Dieser Band eröffnet einen neuen, intersektionalen Blick auf die Kunstpatronage und künstlerische Repräsentation von Herrscherinnen der Frühen Neuzeit. Unter dem Begriff „Herrscherinnen“ werden dabei sowohl Herrscherinnen aus eigenem Recht als auch Frauen, die als Gemahlinnen, Regentinnen oder Witwen ihren Einfluss bei Hofe geltend machten, verstanden. Untersucht wird die Auftraggeberschaft von Herrscherinnen speziell im Hinblick auf die intersektionale Verschränkung von Differenzkategorien sowie deren Einfluss auf die Handlungsspielräume der Akteurinnen. Somit liegt der Schwerpunkt auf den vielfältigen Faktoren, die neben dem Faktor Geschlecht die Präsentation und Repräsentation von Frauen an frühneuzeitlichen Höfen konditionierten. Die versammelten Fallstudien leuchten den Zeitraum zwischen dem 15. und späten 18. Jahrhundert aus und ermöglichen einen Vergleich der Situation in den verschiedenen, intensiv miteinander verflochtenen Staaten Europas.
Situation ist, dass batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge (BEV) gegenüber fossilen Antriebstechnologien zunehmend an Marktanteilen gewinnen. Während der Anwendungsfall der urbanen Mobilität, mit den Anforderungen kurze Fahrdistanzen und lokale Emissionsfreiheit, ideal durch BEV erfüllt werden, gelten für die Langstreckenmobilität abweichende Anforderungen, wie lange Fahrdistanzen sowie möglichst ausbleibende energiebedingte Fahrstopps. Fragestellung dieser Arbeit ist daher, welche Antriebstechnologien in welchem Maße die Anforderungen der individuellen Langstreckenmobilität erfüllen.
Um dieser Frage nachzugehen, wird in dieser Arbeit eine Vergleichsmethodik für Antriebskonzepte für die individuelle Langstreckenmobilität unter Berücksichtigung von Infrastrukturaufwendungen beschrieben, die verlässliche und objektive Bewertungsergebnisse ermöglicht. Die Vergleichsmethodik ist dreistufig aufgebaut und leitet aus strukturierten Rahmenbedingungen technologische, ökologische und ökonomische Kennzahlenausprägungen ab. Im Rahmen der Problemstrukturierung erfolgt die Antriebstechnologiemodellierung sowie die Anwendung eines Dimensionierungs- und Umlagemechanismus, um erforderliche Infrastrukturaufwendungen auf die Fahrzeugflotte zu verteilen. In der anschließenden Folgenabschätzen werden durch ein Rechensystem aus quantitativen Rahmenbedingungen multidimensionale Kennzahlen berechnet, welche schließlich in der Bewertungsphase zu einem ganzheitlichen Kennzahlensystem assembliert werden.
Die beschriebene Vergleichsmethodik wurde darüber hinaus im Rahmen einer Webapplikation automatisiert. Die E|KPI-Webapplikation ermöglicht die interaktive Anwendung der Vergleichsmethodik zur Bewertung der Antriebstechnologien des Lösungsraums.
Model-based Traceability System Development for Complex Manufacturing Applying Blockchain and Graphs
(2022)
Traceability systems are the key enablers to smart manufacturing, as they provide transparency and structured documentation along with a product’s value generation flow. With rising regulatory and organizational requirements, traceability systems have developed from a pure risk mitigation tool to an essential pillar of the data revolution in the context of Industry 4.0. Especially in the automotive industry, recall costs are growing exponentially with particularly high growth rates for electrified and autonomous vehicles. A traceability system helps to reduce these costs through a more targeted containment of the recalls.
This thesis presents a modeling methodology to systematically develop traceability in manufacturing industries. In alignment with the proposed methodology, a traceability model for complex manufacturing systems is developed. The model builds on a standardized traceability terminology consisting of trace objects, trace links, trace actors as well as tracking and tracing functions, and encompasses manufacturing data and supply chain data. The model is implemented for an automotive use case through a holistic application based on a graph database and a blockchain. The graph database allows to connect and store semantically rich and detailed manufacturing data, while the Ethereum-based permissioned blockchain enables tracing macro data for products as they move through the supply chain. The developed solution thus provides full transparency and safe documentation to complex and opaque production networks.
Die Automobilindustrie steht vor einer Vielzahl an neuen Herausforderungen, die einen erhöhten und beschleunigten Transformationsdruck erzeugen. Ein vielversprechender Ansatz, um auch mit der 6000er-Legierungsgruppe die Ressourceneffizienz durch Leichtbau im Fahrzeugrohbau zu betreiben, ist die Untersuchung von Legierungskonzepten an den Grenzen oder außerhalb der Lieferspezifikation von konventionell, im Rohbau eingesetzten Aluminiumblechwerkstoffen. Da sowohl die mikrostrukturelle Phasenentwicklung als auch die mechanischen Werkstoffkennwerte stark von der jeweiligen Gefügezusammensetzung des Werkstoffes und den Verarbeitungsprozessen abhängen, besteht die zentrale Zielsetzung der Arbeit darin, ein umfassendes Verständnis über das umform- und werkstofftechnische Verhalten von Al-Mg-Si-Cu-Legierungen in diversen Prozessstrategien zu generieren und daraus die Prozessgrenzen für den Einsatz in der Fahrzeugkarosserie zu identifizieren. In diesem Kontext bildet ein grundlegendes Verständnis über den Einfluss und die Beeinflussbarkeit der mechanischen Eigenschaften in Abhängigkeit von Temperatur, Zeit und plastischer Dehnung in der konventionellen Prozessroute, in einer wirtschaftlich integrierbaren Bauteilaushärtung und einem eigenschaftsorientierten teilausgehärteten T61-Zustand die Grundlage, für die Definition der Prozessfenster. Ergänzt durch mikrostrukturelle Untersuchungen über die Rasterelektronenmikroskopie, Transmissionselektronenmikroskopie und dynamische Differenzkalorimetrie war die Detektion von festigkeitssteigernden und korrosionssensiblen Phasen sowie deren Evolution möglich. Abschließend werden die Erkenntnisse unter Serienbedingungen validiert und am Beispiel der B-Säule verifiziert, um das Potential für eine industrielle Umsetzung abzuschätzen. Die allgemeingültige Handlungsempfehlung zur effizienten Charakterisierung und Herleitung von Grenzwerten für eine Verwendung in crashrelevante Rohbaukomponenten, sind grundsätzlich auf andere Werkstoffkonzepte übertragbar.