Vorarlberg University of Applied Sciences
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Arbeitspaket 3: Ausschöpfung des Innovationspotentials von smarten Technologien - FH Vorarlberg
Enhancing vibration mitigation in a Jeffcott rotor with active magnetic bearings through parametric excitation
In previous studies of linear rotary systems with active magnetic bearings, parametric excitation was introduced as an open-loop control strategy. The parametric excitation was realized by a periodic, in-phase variation of the bearing stiffness. At the difference between two of the eigenfrequencies of the system, a stabilizing effect, called anti-resonance, was found numerically and validated in experiments. In this work, preliminary results of further exploration of the parametric excitation are shared. A Jeffcott rotor with two active magnetic bearings and a disk is investigated. Using Floquet theory, a deeper insight into the dynamic behavior of the system is obtained. Aiming at a further increase of stability, a phase difference between excitation terms is introduced
NLP for product safety risk assessment
Recent developments in the area of Natural Language Processing (NLP) increasingly allow for the extension of such techniques to hitherto unidentified areas of application. This paper deals with the application of state-of-the-art NLP techniques to the domain of Product Safety Risk Assessment (PSRA). PSRA is concerned with the quantification of the risks a user is exposed to during product use. The use case arises from an important process of maintaining due diligence towards the customers of the company OMICRON electronics GmbH.
The paper proposes an approach to evaluate the consistency of human-made risk assessments that are proposed by potentially changing expert panels. Along the stages of this NLP-based approach, multiple insights into the PSRA process allow for an improved understanding of the related risk distribution within the product portfolio of the company. The findings aim at making the current process more transparent as well as at automating repetitive tasks. The results of this paper can be regarded as a first step to support domain experts in the risk assessment process
An experimental investigation of oily wastewater treatment in a bubble column humidifier using an improved method for measuring humidity
Bubble column humidifiers (BCHs) are frequently used for the humidification of air in various water treatment applications. A potential but not yet profoundly investigated application of such devices is the treatment of oily wastewater. To evaluate this application, the accumulation of an oil-water emulsion using a BCH is experimentally analyzed. The amount of evaporating water vapor can be evaluated by measuring the humidity ratio of the outlet air. However, humidity measurements are difficult in close to saturated conditions, as the formation of liquid droplets on the sensor impacts the measurement accuracy. We use a heating section after the humidifier, such that no liquid droplets are formed on the sensor. This enables us a more accurate humidity measurement. Two batch measurement runs are conducted with (1) tap water and (2) an oil-water emulsion as the respective liquid phase. The humidity measurement in high humidity conditions is highly accurate with an error margin of below 3 % and can be used to predict the oil concentration of the remaining liquid during operation. The measured humidity ratio corresponds with the removed amount of water vapor for both tap water and the accumulation of an oil-water emulsion. Our measurements show that the residual water content
in the oil-water emulsion is below 4 %
Grading Erosion on pelton wheels from cavitation with images
Erosion due to cavitation is a common problem for any kind of water turbine. Most of the currently used techniques to detect cavitation are using an Acoustic Emission (AE) sensor and highspeed cameras during operation. For the pelton wheel which is subject of this thesis it is impossible to take pictures during operation, because of the splashing water and the mist. Therefore this thesis aims to explore possibilities in detecting erosion on the buckets of the pelton wheel on images taken during manual inspections. Since the provided images are snapshots taken with a mobile phone camera without a tripod, a lot of effort was invested in the preprocessing of the images. For the main task, the classification of the erosion, two methods were evaluated: Local Binary Patterns (LBP) + kN-earest neighbor classification and the classification with a Convolutional Neural Network (CNN). The given 2405 images, contained 4810 buckets on which the erosion was graded from zero to four. This means the baseline for the classification accuracy is 20%. LBP + kNearest neighbor classification scored 32.03%. The chosen CNN model, a light version of the Xception architecture outperformed the LBP + kNearest classification with 58,29%. The biggest issue found during research is the variance of the erosion grading by the maintainance personnel. Reasons for this are: no objective grading critera like the area of erosion in mm2, classification by different employees, a shift in grading from overall bucket condition to erosion from cavitation and too many classes for grading. The mentioned reasons were confirmed by the manual classification experiment were an IllwerkeVKW employee had to perform the grading on images of the dataset. The contestants accuracy score was 36% for this task. The result of 58,29% classification accuracy indicates that an automated grading of erosion by cavitation is feasible.Erosion durch Kavitation tritt beim Betrieb jeder Bauart von Turbinen in Flüssigkeiten auf. Die meisten Methoden zur Detektion von Kavitation benutzen akustische Sensoren und Hochgeschwindigkeitskameras, um Kavitation während des Betriebs festzustellen. Durch die Funktion des Pelton Rades ist es unmöglich Bilder während des Betriebs zu erfassen. Gründe dafür sind spritzendes Wasser und Nebel. Ziel dieser Thesis ist es daher Methoden zu finden welche den Erosionsgrad auf den Bechern des Peltonrades auf Basis von Inspektionsfotos bestimmen. Da sämtliche Inspektionsfotos Freihand mit einer Handy Kamera erzeugt wurden, bestand ein großer Teil der Arbeit darin Methoden zur Vorverarbeitung der Bilder zu finden. Für die eigentliche Erosionsklassifizierung wurden zwei Methoden evaluiert: Local Binary Patterns (LBP) + kNearest neighbor Klassifizierung sowie die Klassifizierung mittels Convolutional Neural Network (CNN). Der Datensatz für die Klassifizierung bestand aus 2405 Bildern. Die daraus resultierenden 4810 Becher wurden anhand des Erosionsgrades von null bis vier bewertet. Aus den fünf Klassen ergibt sich eine Baseline von 20%. Die LBP + kNearest neighbor Klassifizierung erreichte eine Klassifizierungsgenauigkeit von 32.03%. Das gewählte CNN Model, eine light Version der Xception Architektur übertraf die LBP + kNearest neighbor Klassifizierung mit 58,29% Klassifizierungsgenauigkeit bei weitem. Als größtes Problem wurde die Varianz in der Bewertung der Erosion durch das Wartungspersonal identifiziert. Gründe dafür sind: keine objektiven Bewertungskriterien wie etwa Erosionsfläche in mm2 , die Bewertung durch unterschiedliche Personen, der Wechsel von der Bewertung des Allgemeinzustands des Bechers hin zur "reinen" Erosionklassifizierung, sowie zu viele Klassen für die Bewertung. Die angesprochenen Punkte wurden durch die Bewertung eines Wartungsmitarbeiters auf Basis von Inspektionsbildern untermauert. Der IllwerkeVKW Mitarbeiter erreichte eine Klassifizierungsgenauigkeit von 36%. Das Ergebnis einer Klassifizierungsgenauigkeit von 58,29% zeigt das eine automatische Bewertung des Erosionsgrades möglich ist
Das EU Ecolabel für Finanzprodukte
Mit dem geplanten EU Ecolabel für Finanzprodukte möchte die EU ein auf EU-Ebene etabliertes Label zur Zertifizierung nachhaltiger Geldanlagen schaffen. Ziel der Masterarbeit war es herauszufinden, welchen Stellenwert ein solches Siegel für junge Privatanlegende hätte und ob es für sie für die nachhaltige Geldanlage relevant wäre. Zur Beantwortung der Fragestellung wurde eine quantitative Studie unter Studierenden in Österreich und Deutschland im Alter von 18 bis 29 Jahren durchgeführt, welche für diese Arbeit als junge Privatanlegende definiert wurden. Zur Definition und Messung der Akzeptanz wurde ein Einstellungsmodell gewählt.
Die Ergebnisse zeigen, dass das geplante EU Ecolabel für Finanzprodukte für die Zielgruppe für die Nutzung zur nachhaltigen Geldanlage relevant wäre und entsprechend der in der Studie verzeichneten Einstellungshaltung eine Chance auf Akzeptanz bei ihnen hätte. Letztere könnte sich jedoch bei Veränderung der Meinungshaltung von Gesellschaft oder Umfeld verändern. Eine Nutzung des Siegels hätte mehrheitlich den Stellenwert der Unterstützung von Nachhaltigkeit im Allgemeinen sowie der Leistung eines persönlichen Beitrags zur Nachhaltigkeit.
In einem nächsten Schritt könnte sich weiterführende Forschung mit der Resonanz der Finanzinstitutionen und Unternehmen zum geplanten EU Ecolabel für Finanzprodukte beschäftigen.With the planned EU Ecolabel for financial products, the EU wants to create a label established at EU level for the certification of sustainable investments. The aim of the master’s thesis was to find out what significance such a label would have for young private investors and whether it would be relevant for them for sustainable investment. To answer the question, a quantitative study was conducted among students in Austria and Germany aged 18 to 29, who were for this thesis defined as young private investors. An attitudinal model was chosen to define and measure acceptance.
The results show that the planned EU Ecolabel for financial products would be relevant for the target group to use for sustainable investment and would have a chance of acceptance among them according to the attitudes recorded in the study. However, the latter could change if the attitude of society or the environment were to change. The majority of respondents would use the label to support sustainability in general and to make a personal contribution to sustainability.
In a next step, further research could deal with the response of financial institutions and companies to the planned EU Ecolabel for financial products
Marketing strategy for startups going international
Startups usually have high growth ambitions but only limited resources. Therefore, they are looking for efficient and effective methods to grow their business. However, if they go interna-tional, challenging changes will likely be made if the company is not focused on the global market. The aim of this work is therefore to support startups in the internationalization of their business and to provide guidance from the beginning by using strategic marketing elements to facilitate this process. To achieve this, a qualitative method of analysis was chosen. First, a literature review was conducted on the relevant topics of a startup, strategic marketing, and internationalization. Five success factors emerged from the literature: commitment, strategy, research, marketing mix adaptation, and organization and network. These were then ana-lyzed in more detail in expert interviews. The analysis of the interview results shows that for the internationalization of startups, the commitment to internationalization and a global mindset is of great importance from the very beginning. This is because they influence all supporting and strategic marketing elements.Startups haben in der Regel große Wachstumsambitionen aber nur begrenzte Ressourcen, daher suchen sie nach effizienten und effektiven Methoden, um ihr Geschäft auszubauen. Wenn sie jedoch international tätig werden und nicht auf den globalen Markt ausgerichtet sind, wird es wahrscheinlich zu herausfordernden Veränderungen kommen. Ziel dieser Arbeit ist es, Gründer bei der Internationalisierung ihres Unternehmens zu helfen und sie von An-fang an durch strategische Marketingelemente zu unterstützen, um diesen Prozess zu er-leichtern. Um dies zu erreichen, wurde eine qualitative Analysemethode gewählt. Zunächst wurde eine Literaturrecherche zu den relevanten Themen Startup, strategisches Marketing und Internationalisierung durchgeführt. Aus der Literatur ergaben sich fünf Erfolgsfaktoren: Engagement, Strategie, Forschung, Anpassung des Marketing-Mix sowie Organisation und Netzwerk. Diese wurden anschließend in Experteninterviews näher analysiert. Die Analyse der Interviewergebnisse zeigt, dass für die Internationalisierung von Startups das Engagement für die Internationalisierung und eine globale Denkweise von Anfang an von großer Bedeutung sind, denn sie beeinflussen alle unterstützenden und strategischen Marketingelemente
Veränderung in der Unternehmensplanung
Die Unternehmensplanung ist ein Pfeiler der Unternehmenssteuerung und dient zur Prognose der zukünftigen Geschäftsentwicklung sowie als Grundlage für Entscheidungen und Maßnahmen. Es wird auf diverse Charakteristiken der Unternehmensplanung eingegangen, wie die strategische und operative Planung. Die Planungsarten fokussieren sich auf Budget und Forecast. Zu diesen werden verschiedene bisherige Studien vorgestellt.
Die Forschungsfrage untersucht, wie sich in den vergangen zwei Jahren der Planungsprozess in der Bodenseeregion verändert hat und welche Treiber es für die Veränderungen gab. Die quantitative Untersuchung mittels einer Online-Umfrage erfolgt vor dem Hintergrund einer nicht nachlassenden Unsicherheit bedingt durch die Corona-Pandemie. Ein neuer Blickwinkel auf die Unternehmensplanung ist die Analyse von Unterschieden aufgrund der gewählten Unternehmensausrichtung Massenproduktion oder Auftragsfertigung. In den Ergebnissen zeigen sich keine signifikanten Unterschiede zwischen den beiden Geschäftsmodellen. Die Hälfte der befragten Unternehmen hat die Planung angepasst und z.B. die Planungsdauer verkürzt oder Szenarien verwendet.Corporate Planning is a pillar of the management of companies and serves as a prognosis of the future business development as well as a basis for decisions and measures. Various characteristics of corporate planning are discussed, such as strategic and operational planning. The types of planning focus on budget and forecast. In addition, various previous studies on these are presented.
The research question examines how the planning process in the Lake Constance region has changed in the past two years and what the drivers for the changes were. The quantitative investigation via an online survey is carried out against the background of an ongoing uncertainty caused by the Corona pandemic. A new perspective on corporate planning is the analysis of differences due to the chosen corporate orientation towards mass production or contract manufacturing. The results show no significant differences between the two business models. Half of the companies surveyed have adapted their planning and, for example, shortened the planning period or used scenarios
Berücksichtigung von ESG-Kriterien in der Due-Diligence von Private-Equity-Gesellschaften nach der EU-Offenlegungsverordnung
Der Begriff der Nachhaltigkeit und der damit einhergehende Druck der Gesellschaft auf Unternehmen nimmt stetig zu. Unternehmen haben in den letzten Jahren damit begonnen, nachhaltige Ansätze im Rahmen ihrer wirtschaftlichen Tätigkeit zu integrieren und nach außen hin zu vertreten.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines sogenannten ESG-Leitfadens, welcher als zusätzliches Analysewerkzeug im Rahmen einer Unternehmensprüfung von Private-Equity-Gesellschaften eingesetzt werden kann. Der Leitfaden gilt als Leitlinie für die Einhaltung von ESG-Kriterien sowie den Bestimmungen der EU-Offenlegungsverordnung für nachhaltige Finanzprodukte.
Im Rahmen einer umfassenden Recherche wurden in einem ersten Schritt bestehende Due-Diligence-Prüfungen auf nachhaltige Aspekte untersucht. Anschließend wurden weitere Kriterien zur Erfüllung der ESG-Aspekte auf Basis einer entwickelten Methodik extrahiert und in den vorgesehenen Leitfaden implementiert. Weiters wurde sichergestellt, dass mit der Anwendung des Leitfadens die Grundzüge der EU-Offenlegungsverordnung eingehalten werden können.
In einem abschließend durchgeführten Anwendungstest wurde die Einsatzfähigkeit des Leitfadens bestätigt. Der Erfolg des ESG-Leitfadens, im Hinblick auf einen später darauf zurückzuführenden wirtschaftlichen Erfolg, kann lediglich in Kombination mit weiteren Prüfmethoden sichergestellt werden
Schutz von geistigem Eigentum im industriellen Umfeld mittels Digital Rights Management und Trusted Computing
Der Begriff Digital Rights Management (DRM) umfasst Richtlinien, Techniken und digitale Werkzeuge, mit denen die Nutzung digitaler Inhalte eingeschränkt, gesteuert und kontrolliert werden kann. Im Wesentlichen werden dabei Technologien von Rechteinhaber:innen zur Zugangs- und Nutzungssteuerung sowie Verfolgung von Rechtsverstößen und gegebenenfalls sogar zur differenzierten Abrechnung digitaler Inhalte angewendet. Herkömmliche DRM-Systeme bestehen hauptsächlich aus Software und stützen sich auf softwarebasierte IT-Sicherheit. Um die IT-Sicherheit von DRM-Systeme auszuweiten, können Hardwarekomponenten eingesetzt werden. Die Kombination aus software- und hardwarebasierter IT-Sicherheit wird als Trusted Computing (TC) bezeichnet und ermöglicht Rechteinhaber:innen völlig neue Szenarien.
Um die Möglichkeiten von DRM mit TC zu erforschen bzw. diese zu demonstrieren, wurde im praktischen Teil dieser Arbeit eine technische und organisatorische Maßnahme prototypisch umgesetzt, mit der es einem Auftraggeber-System möglich ist, mit einer definierten Lizenz (bzw. DRM-Policy) sensible proprietäre Daten an ein Auftragnehmer-System zu senden, sodass dieses die sensiblen Daten nur auf eine Art und Weise verwenden kann, wie die Lizenz es vorgibt. Zur Umsetzung der Systeme wurde ein kryptografischer Coprozessor - genannt Trusted Platform Module (TPM) - verwendet. Das TPM verfügt über weitreichende kryptografische Funktionalitäten und bietet eine hardwarebasierte IT-Sicherheit. Das Gesamtsystem wurde somit als zweiteiliges System, ein Auftraggeber-System und ein Auftragnehmer-System, umgesetzt.
Im theoretischen Teil der Arbeit wird zuerst auf DRM und anschließend auf TC eingegangen. Besonders einige wichtige Funktionalitäten des TPM, welche in das System integriert wurden, werden erläutert. Des Weiteren wird auch das abhörsichere Kommunikationsprotokoll Hypertext Transfer Protocol Secure (HTTPS) vorgestellt und erklärt. HTTPS wird verwendet für den geschützten Datenaustausch zwischen den beiden Teilsystemen. Wie das Gesamtsystem inklusive der beiden Teilsystemen umgesetzt wurde, sowie welche Features es bietet und wie es funktioniert wird auch in einem Kapitel präsentiert und erläutert. Abschließend werden die positiven und negativen Aspekte des Systems sowie eine auf eigener Meinung beruhende Schlussfolgerung präsentiert