005 Computerprogrammierung, Programme, Daten
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Model based Configuration of Platforms for Managing Cross- Organizational (Business) Processes
(2022)
In this contribution interoperability is considered from the perspective of platforms, which have to manage cross-organisational business processes. A model-based approach for configuring a cloud platform for managing complex processes and their dependencies across different organisations is provided. The approach is applied on using FIWARE, which provides a framework of open source software platform components. The core concept is to extend the open source core data model of FIWARE by using the artefacts of an Enterprise model, describing the dependencies of processes, roles, object data and application interfaces. Based on a given use case the principal configuration was applied and validated.
There are already several tools available to generate traffic demand for the microscopic simulation suite SUMO. This paper focuses on setting up a simulation scenario for the peak hour in a small conurbation when there are vehicle counts available for the major streets. We describe tools which are part of SUMO or available as open source and compare their results with the real traffic counts as well as with the outcome of countless demand generation.
The assessment of dietary carotenoids via blood measurements has been widely used as a marker for fruit and vegetable consumption. In the present study, modern, non-invasive approaches to assess dietary carotenoids, such as skin measurements and an app-based short dietary record (ASDR), were compared with conventional methods such as plasma status and handwritten 3-day dietary records. In an 8-week observational study, 21 healthy participants aged 50–65 years recorded their daily consumption of carotenoid-rich fruits and vegetables via a specially developed ASDR. Anthropometry, blood samplings and assessment of skin carotenoids via Raman and reflection spectroscopy were performed at baseline, after four weeks and at the end of the study. App-based intake data showed good correlations with plasma α-carotene (r = 0.74, p < 0.0001), β-carotene (r = 0.71, p < 0.0001), and total plasma carotenoids (r = 0.65, p < 0.0001); weak correlations with plasma lutein/zeaxanthin and β-cryptoxanthin (both r = 0.34, p < 0.05); and no correlation with plasma lycopene. Skin measurements via reflection and Raman spectroscopy correlated well with total plasma carotenoids (r = 0.81 and 0.72, respectively; both p < 0.0001), α-carotene (r = 0.75–0.62, p < 0.0001), and β-carotene (r = 0.79–0.71, p < 0.0001); moderately with plasma lutein/zeaxanthin (both r = 0.51, p < 0.0001); weakly with plasma β-cryptoxanthin (r = 0.40–0.31, p < 0.05); and showed no correlation with plasma lycopene. Skin measurements could provide a more convenient and noninvasive approach of estimating a person’s fruit and vegetable consumption compared to traditional methods, especially in studies that do not intend blood sampling. ASDR records might function as a suitable, convenient tool for dietary assessment in nutritional intervention studies.
In dieser Bachelorarbeit wurde ein Entwicklerboard – die „DevBox“ – als Erweiterung des Tischroboters „ROS-E“ konzipiert, um die Erprobung und Entwicklung neuer Hardware des Roboters zu vereinfachen und zu beschleunigen. Zudem soll die DevBox den Zugang zu ROS-E für Neueinsteiger und für die Lehre erleichtern.
Es wurden diverse Anforderungen an die DevBox bezüglich der Hardware und Software auf Grundlage von Anwendungsfällen der Entwickler von ROS-E aufgestellt. Das resultierende Konzept umfasst ein Modell für den Bau einer DevBox, welches auch eigens entwickelte Leiterplatten für eine bessere Ergonomie bei der Entwicklung enthält. Die konzipierte Software der DevBox beschreibt Lösungen für die Anbindung diverser Hardwareschnittstellen wie GPIO, I2C und SPI und von Smart Home Geräten via EnOcean, ZigBee und Z-Wave über die DevBox und wie diese mit dem Roboter ROS-E verwendet werden können.
Anhand eines ersten Hardwareprototypen der DevBox konnten grundlegende Funktionen der Software implementiert und erfolgreich getestet werden. In weiteren Schritten soll die DevBox gebaut und für die Weiterentwicklung von ROS-E eingesetzt und finalisiert werden.
Führungskräfte und Mitarbeitende sehen sich stolz als Team mit hoher Identifikation und engen Bindungen in ihrem kleinen und mittelgroßen Unternehmen. Doch wie sieht es mit der Informationssicherheit (information security) und dem entsprechenden Bewusstsein (awareness) in deutschen KMU aus? Diese tiefenpsychologische Grundlagenstudie verdeutlicht den Ist-Stand und will gleichzeitig mit ihren Empfehlungen einen Mehrwert für KMU aufzeigen.
Die Studie offenbart, dass der Begriff Informationssicherheit für viele noch diffus ist und nicht selten Fachleuten und Dienstleistern zugeordnet wird. Zukünftig sollte daher die persönliche Wahrnehmung für die eigene Verantwortung für Informationssicherheit am Arbeitsplatz geschärft werden. Zudem verdeutlichen die von den Interviewten genannten relevanten Themen, dass der Awareness-Reifegrad noch deutlich ausgebaut werden kann, denn auf den ersten beiden Plätzen liegen die altbekannten Problemfelder Passwortsicherheit und Phishing-Attacken.
Damit wird deutlich, dass in KMU verstärkt für alle eine Bewusstseinsbildung (awareness raising) für Informationssicherheit stattfinden sollte. Ganzheitliche Awareness-Konzepte, wie im vom BMWi/BMWK geförderten Projekt „Awareness Labor KMU (ALARM) Informationssicherheit“ vorgesehen, oder ein Awareness-Rahmenprogramm mit dokumentierter Strategie kommen bisher in den befragten KMU nicht zum Einsatz. Aktivitäten für mehr Awareness werden bislang oft nur in Form einer reinen Wissensvermittlung verstanden – das greift zu kurz.
Der erste Report des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) geförderten Projekts „Awareness Labor KMU (ALARM) Informationssicherheit“ zum Stand der Informationssicherheit in kleinen und mittleren Unternehmen (KMU) befasst sich mit sicherheitsrelevanten Tätigkeitsprofilen. Mit dem Ziel, anhand des Nutzungsverhaltens einzelner Tätigkeitsfelder und Personenengruppen in KMU den Sensibilisierungsbedarf für Informationssicherheit sowie relevante Themen für die Sensibilisierung zu identifizieren, wurde eine Online-Befragung in Unternehmen durchgeführt und deskriptiv ausgewertet. Die Fragen umfassen die Nutzung technischer Infrastruktur und externer Interaktionen, die Arbeitsumgebung, Sicherheitsmaßnahmen sowie Häufigkeit und Bedarf an Schulungen im Bereich Informationssicherheit. Anhand von Korrelationen zwischen Tätigkeitsfeldern, Streudiagrammen mit Nutzungscharakteristika und eines Vergleichs des Nutzungsverhaltens werden die dringende Notwendigkeit der Sensibilisierung und die erwarteten Berufsbilder weitgehend bestätigt. KMU werden digitaler, mobiler und trainingsbedürftiger. Das Ergebnis ist ein Profilbogen, dessen Bausteine „Allgemeine Grundkompetenzen“, „Produktion, Entwicklung und Vertrieb“, „Informationsverarbeitung und IT-Infrastruktur“, „Instandhaltung und Vermittlung“, „Organisations- und Assistenztätigkeiten“, „Verwaltung und Personal“ sowie „Strategie und Führung“ sich in jedem Unternehmen wiederfinden. Jede Person kann sich anhand der Bausteine ihren Trainings- und Sensibilisierungsbedarf zusammenstellen. Der Report unterstützt KMU bei der Etablierung einer nachhaltigen Sicherheitskultur, indem er praxisnahe Handlungsempfehlungen zur Entwicklung von Sensibilisierungsschulungen für Informationssicherheit gibt. Zudem bietet die Datenbasis des Reports die Möglichkeit, internationalen Forschungsfragen im Vergleich zur Ist-Situation in deutschen KMU zu untersuchen.
Die vorliegende Masterarbeit gibt einen Einblick in die Konzeption und Entwicklung einer modularen Experimentierplattform für Audioverarbeitung und automatischer Spracherkennung. Darüber hinaus wurde ein Testaufbau- und Ablauf erarbeitet mit dessen Aufnahmen objektive Bewertungen durch die Ergebnisse der Spracherkennungssoftware bezüglich der Aufnahmegüte vollzogen werden konnten. Dies wurde mit verschiedenen Audioeingabegeräten und Spracherkennungsprogrammen durchgeführt. Auf dieser Daten- und Bewertungsgrundlage kam es zur Implementierung von Signalverarbeitungsverfahren zur Aufbereitung der Audiodaten, mit dem Ziel die Erkennungsrate der automatischen Spracherkennung dadurch zu steigern.
In dieser Masterarbeit soll eine Architektur für ein Künstliches Neuronales Netz erarbeitet werden, mit der mehrere Eingangskanäle eines humanoiden Roboters für eine Situationserkennung zusammengefasst werden können. Dazu werden zunächst die Grundbausteine für eine Situationserkennung am Beispiel des menschlichen Gehirns untersucht und die Erkenntnisse auf die Arbeitsweise Künstlicher Neuronales Netze übertragen.
Anschließend wird ein Konzept für eine Situationserkennung auf humanoiden Robotern erstellt. Dazu werden mögliche Situationen konstruiert und die Aufgabe der Situationserkennung so formuliert, dass sie mit einem Künstlichen Neuronalen Netz bearbeitet werden kann. Daraufhin werden mögliche Architekturen für dieses Netz verglichen und die am besten geeignetste ausgewählt.
Das erstellte Konzept soll im Rahmen dieser Arbeit auf dem Tisch-Roboter ROS-E umgesetzt werden. Dazu soll eine Trainings- und Testumgebung geplant und umgesetzt werden. Nachdem das entwickelte Künstliche Neuronale Netz trainiert und getestet wurde, wird ausgewertet, ob die ausgewählte Architektur für eine Situationserkennung auf humanoiden Robotern geeignet ist.
Logistical decision problems are a part of many courses in the field of logistics, management and operations research. It makes sense to illustrate these optimisation problems using case studies, which can be reproduced by students using suitable software. Often, solver add-ins in spreadsheets programs or general optimisation software are used, which on the one hand requires a high level of knowledge in Operations Research and on the other hand does not always allow an intuitive approach. This article describes the academic software LogisticsLab with which the distributors tie in with the idea of interactive decision support systems to systematically combine the experiences and intuitions of human decision-makers with the possibilities of computer-assisted modelling and optimisation of a wide range of logistical decisions.
Arbeitsabläufe in Bibliotheken werden seit vielen Jahren technisch unterstützt, wohingegen die Übermittlung und Verarbeitung von Bestellwünschen für den Bestandsaufbau vor ihrer Erfassung in Erwerbungssystemen bis heute auf vielfältige Art und Weise und selten systemgesteuert erfolgt. Ziel der vorliegenden Masterarbeit ist es, in der Hochschulbibliothek der Technischen Hochschule Mittelhessen den diesbezüglichen Workflow zu verbessern und die Prozesse in einem einheitlichen System zusammenzuführen.
Dazu wird zunächst der Ist-Zustand des Workflows beleuchtet und eine Marktbetrachtung durchgeführt. Anschließend werden in einer Anforderungsanalyse die notwendigen funktionalen und nicht-funktionalen Anforderungen an ein zu entwickelndes Interaktions-System ermittelt. In der Konzeption des Systems werden Datenmodellierung sowie graphische Oberfläche und Funktionsweise beschrieben und in der praktischen Umsetzung programmtechnisch realisiert.
Ergebnis ist der Prototyp eines Systems, das die Übermittlung und Verarbeitung von Bestellwünschen innerhalb einer Webanwendung integriert und die Interaktion und Kommunikation zwischen den Anwendern steuert. Abschließend wird die Umsetzung kritisch bewertet und ein Ausblick auf mögliche Weiterentwicklungen gegeben.
Diese Masterarbeit befasst sich mit der Recherche zum Thema Emotionserkennung, der Konzeption einer hybriden Emotionserkennung und der prototypischen Implementierung des Konzepts für den Tischroboter ROS-E.
Die Recherche zeigt, dass die Emotionserkennung auf Basis von verschiedenen Eingaben erfolgen kann. Es wurde sich auf die drei Eingabeströme Bild, Ton und Text konzentriert, da diese praktikabel für die Implementierung auf einen humanoiden Roboter sind. Zu jedem dieser Eingabeströme wurden Dienste, Open-Source-Software und Ansätze untersucht.
Aufgrund dieser Erkenntnisse wurde eine Anwendung entwickelt, welche ein hybride Emotionserkennung durch die Eingabe eines Textes und einer Bild-Datei durchführt. Hierzu wurden die Dienste zur Emotionserkennung von Microsoft Azure und IBM Watson genutzt. Die Anwendung wurde in Python implementiert.
We investigate polyhedral aspects of the Periodic Event Scheduling Problem (PESP), the mathematical basis for periodic timetabling problems in public transport. Flipping the orientation of arcs, we obtain a new class of valid inequalities, the flip inequalities, comprising both the known cycle and change-cycle inequalities. For a point of the LP relaxation, a violated flip inequality can be found in pseudo-polynomial time, and even in linear time for a spanning tree solution. Our main result is that the integer vertices of the polytope described by the flip inequalities are exactly the vertices of the PESP polytope, i.e., the convex hull of all feasible periodic slacks with corresponding modulo parameters. Moreover, we show that this flip polytope equals the PESP polytope in some special cases. On the computational side, we devise several heuristic approaches concerning the separation of cutting planes from flip inequalities. We finally present better dual bounds for the smallest and largest instance of the benchmarking library PESPlib.
Ziel dieser Arbeit ist, ein Konzept und einen Prototyp für eine Webanwendung zu entwerfen, der den Bibliotheksnutzern der Landesbibliothek Oldenburg hilft, die Bücher der Landesbibliothek besser ausfindig machen zu können. Dabei sollen die drei unterschiedlichen Nutzungsbereiche der Landesbibliothek für die Bibliotheksnutzer verdeutlicht werden. Die Webanwendung soll drei Kernaspekte umsetzen. Sie soll die Ermittlung ähnlicher Treffer aus den jeweils anderen Bereichen der Landesbibliothek ermöglichen, einen detaillierten Lageplan anzeigen, der angibt, wo sich das gesuchte Buch befindet, und die vorhandenen Fachsystematiken mit dem gesuchten Buch verknüpfen und anzeigen. Dazu wird zuerst der Ist-Stand der Bibliothek erhoben, danach werden Defizite und Anforderungen erhoben. Nach einer Evaluation möglicher Komponenten für die Umsetzung, wird ein Konzept erstellt und prototypisch umgesetzt. Danach folgt eine Auswertung des Prototyps inklusive Tests.
Die Bayerische Staatsbibliothek, München, setzt in der Erwerbung deutschsprachiger Medien die Reihen A, B und M der Deutschen Nationalbibliografie ein. Diese Reihen werden in elektronischer Form mithilfe eines Erwerbungsunterstützungsprogramms verarbeitet. Künftig soll auch die Reihe O (Online-Publikationen) in die Erwerbung einbezogen werden. Die vorliegende Arbeit untersucht, ob und wie das bestehende Programm oder ein anderes System am Markt für die Erwerbung auf der Basis von Reihe-O-Daten in der Bayerischen Staatsbibliothek angepasst werden kann. Vorgestellt wird ein Konzept für eine neue Anwendung, die im praktischen Teil der Arbeit prototypisch implementiert wird.
Die Motivation für diese Arbeit entstand durch den ansteigenden Bedarf an Unterstützung bei der Datenverarbeitung innerhalb von Digital Humanities Projekten. Die vorliegende Masterarbeit hat das Ziel, den Workflow für die Datenintegration im Forschungsprojekt diggr in den Punkten Transparenz, Nachvollziehbarkeit, Wiederholbarkeit und Automatisierung zu verbessern. Diese Aspekte werden berücksichtigt, indem eine koordinierte Toolchain aufgebaut wird, die überwiegend mit dem Resource Description Framework (RDF) arbeitet. Innerhalb dieser Toolchain werden Datenqualitätsprüfungen durch ein formalisiertes Verfahren unterstützt. Zuvor werden Anwendungsfälle betrachtet, aus denen anschließend Anforderungen extrahiert und beschrieben werden. Danach folgt die Entwicklung und Implementierung der einzelnen Komponenten.
Thematisiert wird der Weg, von einer theoretischen Betrachtung computerlinguistischer Grundlagen der Sprachverarbeitung, bis hin zu einer prototypischen Umsetzung einer Software zur natürlich sprachlichen Dialogkommunikation zwischen Mensch und Roboter.
Die Arbeit widmet sich dabei zunächst der Bereitstellung theoretischer Grundlagen (Definition, Geschichte, Funktionsweise, Herausforderungen, Aktuelle Lage) von Mensch-Maschine-Kommunikation unter Zuhilfenahme des Natural Language Processings. Darauf basierend werden Anforderungen aufgestellt, die eine softwaremäßige Implementierung eines solchen Systems beschreiben. Dies geschieht unter der Beachtung von Rahmenbedingungen durch den themenstellenden Betrieb dieser Arbeit und den Grenzen des Robotersystems.
Es folgt eine ausgiebige Evaluierung verschiedener NLP-Systeme anhand des Abgleichs von Anforderungen und zusätzlicher Kennziffer-Messungen (Precision, Recall, F1 Score). In diesem Zusammenhang entsteht auch ein Testprogramm, welches ein automatisiertes Evaluierungsverfahren bereitstellt. Die beiden besten NLP-Systeme werden anschließend in ihrer Verwendung detailliert beschrieben. Eine prototypische Implementierung stellt die Verwendung eines NLP-Systems, zur Kommunikation von Mensch und Roboter, in einem konkreten Anwendungsfall unter Beweis.
We consider the computation of periodic timetables, which is a key task in the service design process of public transportation companies. We propose a new approach for solving the periodic timetable optimisation problem. It consists of a (partially) heuristic network aggregation to reduce the problem size and make it accessible to standard mixed-integer programming (MIP) solvers. We alternate the invocation of a MIP solver with the well-known problem specific modulo network simplex heuristic (ModSim). This iterative approach helps the ModSim-method to overcome local minima efficiently, and provides the MIP solver with better initial solutions. Our computational experiments are based on the 16 railway instances of the PESPlib, which is the only currently available collection of periodic event scheduling problem instances. For each of these instances, we are able to reduce the objective values of previously best known solutions by at least 10.0%, and up to 22.8% with our iterative combined method.
Konzeption und Umsetzung eines Android-basierten Frameworks zur Ansteuerung von Nibo2-Anwendungen
(2017)
Im Rahmen des Bachelorstudiums im 5. Semester des Studiengangs Telematik wird den Studierenden eine Reihe von verschiedenen Wahlpflichtfächern angeboten. Dazu gehört auch das Fach C für eingebettete Systeme. Dieses Fach stellt eine grundlegende Einführung für die Entwicklung der Anwendungssoftwarelösungen für Robotersysteme dar. Das Ziel ist dabei eine Vorstellung der Struktur von solchen Systemen am Beispiel des Roboterbausatzes Nibo2 sowie die Sammlung von Basiskenntnissen im Umgang mit derartigen Anwendungssystemen zu bekommen.
Ein wichtiger Teilaspekt der Existenz der Technischen Hochschule Wildau ist es, neue Studierende für das Studium an dieser Bildungsanstalt zu begeistern. Um in diesem Teilaspekt konkurrenzfähig zu sein, werden die verschiedenen themengebundenen Veranstaltungen an der TH Wildau organisiert. Diese Veranstaltungen sind dafür geeignet, um den Abiturienten und den potenziellen Studenten über alle Vorteile bekannt zu machen, die im Laufe des Studiums von der TH Wildau angeboten werden. Der Telematik-Studiengang ist dabei auch keine Ausnahme. Eine solche Veranstaltung, wie der „Tag der offenen Tür“, dient als eine gute Möglichkeit, um bei den angehenden Programmierern für das Studium an der TH Wildau Interesse zu erwecken. Im Laufe dieser Veranstaltung wird der technische Reichtum des Telematik-Studiengangs vorgestellt. Dabei werden zum Beispiel die Roboterbausätze Nibo2 und NAO-Roboter eingesetzt sowie für sie von den Telematik-Studenten entwickelte Anwendungen. Diese Anwendungen dienen dazu, das umfangreiche Möglichkeitsspektrum auf belustigende Art und Weise vorzustellen. Somit können den Veranstaltungsgästen anstatt von langen und umfangreichen informativen Vorträgen über die vorgestellten Roboter die Live-Demos der laufenden Roboter gezeigt werden.
In this paper, we explain the development of an analysis tool (Wildau Information System Evaluation [WISE] Work Index) for exploring the adoption of innovative E-Government applications and for presenting preliminary results regarding the application “eAkte”. We argue that the innovation processes characterized by the use of E-Government applications and tools continually transform the division of labour and the organizational aspects of work in uncertain ways. In some cases, adopting E-Government tools might exert a negative influence on work effectiveness and efficiency. A continuous evaluation and a participative redesigning of E-Government applications might help to avoid negative adopting habits in E-Government. Our research goal is to improve our WISE Work Index which aims at analysing the adoption of E-Government tools among public sector employees. Through our index, we explore how public employees use new E-Government tools in their day-to-day work, how they perceive the usefulness of the tools, and how they adapt their former working routines to the new IT environment. Implementing our index makes it possible to monitor the impact of using E-Government online services as well as their content and to offer concrete suggestions to public managers about ways to enhance the public value of their information and communication technologies (ICT) including employees' views on actively co-designing the public informational services.