Hochschule Konstanz University of Applied Sciences
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Wirtschaftlichkeitsuntersuchung von Grünbrücken in Hybridbauweise
Get PDFDas Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Ermittlung relevanter Parameter der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung von Überdeckelungen von Infrastrukturflächen in hybrider Bauweise im innerstädtischen Raum in Deutschland. Die untersuchte Hybridbauweise setzt sich aus Grünbrücken in Leichtbauweise und massive, bebaubare Module zusammen. Zusätzlich soll ein Berechnungsmodell entwickelt werden, in das die Werte der Parameter potenzieller Standorte eingegeben werden können. Hierüber können Bewertungen und Vergleiche der Standorte durchgeführt werden, welche später als Entscheidungsgrundlage für eine Realisierung dienen können. Mit Hilfe einer Sensitivitäts-, Szenarien- und Immobilienmarktanalyse werden die Parameter der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung analysiert, wonach den maßgeblichen Einfluss auf das Endergebnis die Grundflächenzahl und die Geschossflächenzahl haben. Die Länge der Überdeckelung hat dagegen weniger bis keinen Einfluss auf das Gesamtergebnis. Die regionalen Immobilienpreise stellen den Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit dar. Sie können geringe Werte der Grundflächenzahl und Geschossflächenzahl ausgleichen. Die verschiedenen Gegebenheiten und regionalen Unterschiede der Standorte deutschlandweit machen derartige Großprojekte jeweils zu Individuallösungen und die Entwicklung eines standardisierten Modells schwierig. Das Modell sollte für jeden Standort leicht modifiziert werden, wie die Case Study des McGraw-Grabens in München zeigt. Das Ergebnis der Case Study fällt durch die entsprechende Bebauungsdichte und die hohen Immobilienpreise positiv aus. Trotzdem muss der Detaillierungsgrad berücksichtigt werden, wonach ein solches Modell lediglich erste Anhaltspunkte für eine Bewertung geben kann. Für eine ganzheitliche Beurteilung müssen entsprechende Erweiterungen des Modells vorgenommen werden
Swinging Up and Stabilization Control of the Furuta Pendulum using Model Predictive Path Integral Control
No full textThis paper presents the swinging up and stabilization control of a Furuta pendulum using the recently published nonlinear Model Predictive Path Integral (MPPI) approach. This algorithm is based on a path integral over stochastic trajectories and can be parallelized easily. The controller parameters are tuned offline regarding the nonlinear system dynamics and simulations. Constraints in terms of state and input are taken into account in the cost function. The presented approach sequentially computes an optimal control sequence that minimizes this optimal control problem online. The control strategy has been tested in full-scale experiments using a pendulum prototype. The investigated MPPI controller has demonstrated excellent performance in simulation for the swinging up and stabilizing task. In order to also achieve outstanding performance in a real-world experiment using a controller with limited computing power, a linear quadratic controller (LQR) is designed for the stabilization task. In this paper, the determination of the controller parameters for the MPPI algorithm is described in detail. Further, a discussion treats the advantages of the nonlinear MPPI control
Evolutorische Energieökonomik und Energiewende
No full textÖkonomische Aktivitäten sind auf den Input hochwertiger Energieträger angewiesen; diese sind knapp und werden in der fossil-nuklearen Energiewirtschaft aufgrund einer qualitativen Fehlanpassung zwischen Primärenergieeinsatz und Nutzenergiebedarf verschwenderisch genutzt. Daraus resultieren ökologische Probleme, insbesondere der Klimawandel, mit entsprechenden externen Kosten. Ein Umstieg auf erneuerbare Energien und effizientere Nutzungsstrukturen unterliegt diversen Pfadabhängigkeiten und ist aufgrund der multiplen Lernkosten mit hohen Pfadwechselkosten verbunden, die ebenfalls von der Gesellschaft getragen werden müssen. Unterschiedliche politökonomische Interessen der maßgeblichen Staaten verhindern derzeit harmonische weltweite Lösungen. Für eine evolutorische Energieökonomik ergeben sich einige Herausforderungen, insbesondere hinsichtlich der Klärung von sekundären und tertiären Pfadabhängigkeiten, der Erfassung systemischer Wechselwirkungen sowie der Problematik von Interventionsspiralen und der Formulierung von evolutorischen Designregeln für Energie- und Zertifikatemärkte
Democratizing Digital Health Algorithms: RESTful Machine Learning Web Services
No full textThere have been substantial research efforts for algorithms to improve continuous and automated assessment of various health-related questions in recent years. This paper addresses the deployment gap between those improving algorithms and their usability in care and mobile health applications. In practice, most algorithms require significant and founded technical knowledge to be deployed at home or support healthcare professionals. Therefore, the digital participation of persons in need of health care professionals lacks a usable interface to use the current technological advances. In this paper, we propose applying algorithms taken from research as web-based microservices following the common approach of a RESTful service to bridge the gap and make algorithms accessible to caregivers and patients without technical knowledge and extended hardware capabilities. We address implementation details, interpretation and realization of guidelines, and privacy concerns using our self-implemented example. Also, we address further usability guidelines and our approach to those
The Role of Digital Twins in Personalized Sleep Medicine
No full textThe digital twin concept has been widely known for asset monitoring in the industry for a long time. A clear example is the automotive industry. Recently, there has also been significant interest in the application of digital twins in healthcare, especially in genomics in what is known as precision medicine. This work focuses on another medical speciality where digital twins can be applied, sleep medicine. However, there is still great controversy about the fundamentals that constitute digital twins, such as what this concept is based on and how it can be included in healthcare effectively and sustainably. This article reviews digital twins and their role so far in what is known as personalized medicine. In addition, a series of steps will be exposed for a possible implementation of a digital twin for a patient suffering from sleep disorders. For this, artificial intelligence techniques, clinical data management, and possible solutions for explaining the results derived from artificial intelligence models will be addressed
Kreislaufwirtschaft bei WeberHaus
Get PDFEin Wandel weg von der linearen und hin zu einer Kreislaufwirtschaft, wie man ihn bereits in verschiedenen Bereichen erkennen kann, hat positive Auswirkungen auf das Klima und die Umwelt. Die Baubranche könnte durch ihre hohe Ressourcen- und Energieintensität ein wichtiger Beitrag zur Klima- und Umweltschonung durch Kreislaufpraktiken leisten. Im Fokus sollte nicht mehr nur eine effiziente Gebäudehülle stehen, sondern eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbetrachtung.
Aufgrund mangelnden Bewusstseins, fehlender rechtlicher Rahmenbedingungen, Organisationen, Softwaretools und fehlender Anreize durch Förderungen oder Geschäftsmodelle kann und wird eine ganzheitliche Kreislaufwirtschaft derzeit noch nicht in der Baubranche umgesetzt. Ein weiterer bedeutsamer Grund sind fehlende Materialpässe und deren Umsetzungsmöglichkeiten in der Praxis.
Ziel dieser Arbeit ist es, die Lücke zwischen den Anforderungen an Materialpässe und deren Umsetzung in der Praxis, speziell für WeberHaus und somit den Holz-Fertighausbau, frühzeitig zu schließen. Durch Experteninterviews werden der Ist-Zustand des Material- und Informationsflusses beschrieben und gleichzeitig die Themen Kreislaufwirtschaft, Rückverfolgung und Materialpässe mit den Mitarbeitern diskutiert und nähergebracht. Aus dem Ist- Zustand des Material- und Informationsflusses werden Möglichkeiten einer Umsetzung in Form von zwei Varianten für Materialpässe geliefert, welche die zuvor festgelegten Anforderungen erfüllen.
Zur Beschreibung des Materialflusses hat es sich als sinnvoll erwiesen, eine Einteilung des gesamten Unternehmens auf Gebäude- und Elementebene vorzunehmen. Der Informationsfluss wird für den Materialpass hauptsächlich durch die vorhandenen Softwaresysteme Bentley, Dietrich´s, SAP und WeKo bestimmt. Um die Anforderungen, die an die Materialpässe gestellt werden, bestmöglich und mit geringem Aufwand erfüllen zu können, stellt sich BIM in Kombination mit der Plattform Madaster als sinnvolles Instrument heraus. Hierzu sind jedoch aufwendige Fachmodelle oder ein Koordinationsmodell nötig, welche von WeberHaus noch nicht vollständig realisiert werden. Als Übergangslösung bietet sich ein Materialpass auf Elementebene an, der durch diese Betrachtung standardisiert und ergänzt werden kann. Eine Ergänzung dieser Variante durch QR-Codes bietet zusätzlich eine direkte Verknüpfung von Informationen mit Bauteilen.A shift away from a linear and towards a circular economy, as can already be seen in various sectors, has positive effects on the climate and the environment. Due to its high resource and energy intensity, the construction industry could make an important contribution to climate and environmental protection through circular practices. The focus should no longer be on an efficient building envelope alone, but on a holistic approach to sustainability.
Due to a lack of awareness, legal frameworks, organizations, software tools and incentives through subsidies or business models, a holistic circular economy cannot and is not yet implemented in the construction industry. Another significant reason is the lack of material passports and their implementation possibilities in practice.
The aim of this work is to close the gap between the requirements for material passes and their implementation in practice, especially for WeberHaus and thus the timber prefabricated house construction, at an early stage. Through expert interviews, the actual state of the material and information flow is described and at the same time the topics of circular economy, traceability and material passports are discussed with the employees and brought closer. From the actual state of the material and information flow, possibilities for implementation are provided in the form of two variants for material passes that fulfill the previously defined requirements.
To describe the material flow, it has proven useful to divide the entire company into building and element levels. The information flow for the material passport is mainly determined by the existing software systems Bentley, Dietrich's, SAP and WeKo. In order to be able to fulfill the requirements placed on the material passports in the best possible way and with little effort, BIM in combination with the Madaster platform turns out to be a sensible instrument. However, this requires complex specialist models or a coordination model, which are not yet fully implemented by WeberHaus. As a transitional solution, a material passport on element level is offered, which can be standardized and supplemented by this consideration. Supplementing this variant with QR codes also offers a direct link between information and components
Operationalisierung und Bewertung von Lean-Prinzipien unter Berücksichtigung des Gesamtprozesses bei einem mittelständischen Tiefbauunternehmen – anhand eines Pilotprojektes
Get PDFGetriebelösung für gegenläufigen Fräsprozess
No full textZiel des Forschungsprojekts "Ekont" ist es, ein handgeführtes Gerät zum Betonabtrag an Innenkanten und Störstellen in Kernkraftwerken (KKW) zu entwickeln. Um die Reaktionskräfte zu reduzieren wird hierbei der neuartige Ansatz eines gegenläufigen Fräsprozesses untersucht. Ergebnis ist eine Getriebelösung, bei der eine mittlere Frässcheibe mit annähernd derselben Umfangsgeschwindigkeit in die entgegengesetzte Richtung von weiteren Frässcheiben rotiert