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Prototypische Integration mobiler Robotik in ein Open-RMF-basiertes Orchestrierungssystem mit Fokus auf die industrielle Anwendung
No full textDie mobile Robotik bietet erhebliches Potenzial zur Verbesserung intralogistischer Prozes-
se, insbesondere durch den effektiven Einsatz mobiler Roboter. Eine zentrale Rolle spielt
dabei das Flottenmanagement, welches ausschlaggebend f¨ur den effizienten Betrieb dieser
Roboter ist.
Aktuelle Flottenmanagementsysteme bestehen h¨aufig aus propriet¨aren Softwaresystemen,
was die Interoperabilit¨at zwischen verschiedenen Robotern sowie technischen Geb¨aude-
systemen erheblich erschwert. In dieser Arbeit wird eine L¨osung f¨ur dieses Problem vor-
gestellt: Open-RMF, ein Open-Source Robotik Flottenmanagementsystem.
Der Fokus der Arbeit liegt auf der Anwendbarkeit von Open-RMF in realen Szenarien.
Daher wurde im Rahmen der Arbeit ein Demonstrator aufgebaut, der genutzt wird, um
dem mobilen Roboter eine kontrollierte Umgebung zu schaffen. Zudem wurde eine T¨ur-
und Liftsteuerung entwickelt, die in der Lage ist, mit Open-RMF zu kommunizieren, um
einen nahtlosen Betrieb sicherzustellen. Diese Entwicklung zeigt das Potenzial von Open-
RMF als universelle Plattform zur Integration und Steuerung unterschiedlicher Roboter
und Systeme in der Intralogistik.:Abbildungsverzeichnis VI
1 Einleitung 1
2 Einsatz von mobilen Robotern in der Intralogistik 3
2.1 Roboter in der Industrie 3
2.1.1 Industrie im Wandel 3
2.1.2 Intralogistik 5
2.1.3 Einsatz von Fahrerlosen Transportsystemen in der Industrie 8
2.1.4 Fahrerlose Transportsysteme und technische Gebäudeausrüstung 10
2.2 Roboter-Orchestrierungssystem 13
2.2.1 Grundlagen eines Orchestrierungssystems 13
2.2.2 Anforderungen an ein Flottenmanagementsystem 13
2.2.3 Aktuelle Lösungen 15
2.2.4 Interoperabilit¨atsstandards 15
2.2.5 Nachrichtenprotokolle 18
3 Open-RMF 19
3.1 Überblick 19
3.2 ROS 2-Grundlagen 20
3.2.1 Allgemeines 20
3.2.2 Konzepte 20
3.2.3 Workspace 22
3.2.4 ROS 2-Pakete 23
3.2.5 Werkzeuge 24
3.3 Demos 28
3.4 Flottenadapter 29
3.5 Pfadplanung und Konfliktmanagement 32
4 Demonstrator 33
4.1 Aufbau des Demonstrators 33
4.1.1 Überblick 33
4.1.2 Allgemeiner Aufbau des Demonstrators 35
4.1.3 Überblick über die Steuerungen 39
4.1.4 Türen 42
4.1.5 Aufzug 47
4.2 Verwendeter mobiler Roboter 49
4.3 Einrichtung des Systems 51
4.3.1 Einrichtung von Open-RMF 51
4.3.2 Einrichtung des Turtlebot 4 54
5 Auswertung und Diskussion 56
6 Fazit und Ausblick 63
7 Anhang 70
7.1 RMF Flottenadapter 70
7.2 Free Fleet Server 73
7.3 Free Fleet Client 74
7.4 Protokoll 76
Literaturverzeichnis 78
Eidesstattliche Erklärung 8
Entzug als Endlosschleife?: die Rolle von Sozialarbeitern und Sozialarbeiterinnen bei Entstehung und Vermeidung emotionaler Abhängigkeiten im Suchthilfekontext
No full textDie Masterarbeit beleuchtet die Entstehung emotionaler Abhängigkeitsverhältnisse zwischen Fachkräften der Sozialen Arbeit im Bereich der Suchtkrankenhilfe und ihren Adressaten. Besonders im Suchthilfebereich sind (anderweitige) Abhängigkeiten als höchst vulnerabel anzusehen, da sie das „Prinzip“ Hilfe zur Selbsthilfe massiv stören und den „Suchtkreislauf“ nicht durchbrechen, sondern (auf anderer Ebene) erhalten können.
Ziel der Arbeit ist es, durch Befragung von Fachkräften in unterschiedlichen Einrichtungen das professionsbezogene Bewusstsein menschlicher und kontextueller Abhängigkeiten zu ergründen und Perspektiven wie Möglichkeiten zu sammeln, wie diese Abhängigkeitsverhältnisse abgebaut oder verhindert werden können.:Vorwort 2
Tabellenverzeichnis 5
Einleitung 6
1 Vorangegangenes Praxisforschungsprojekt 8
1.1 Kurzvorstellung 8
1.2 Reaktionen aus der Praxis 10
2 Der theoretische Raum – Zentrale Begriffe 12
2.1 Die (professionelle) Beziehung 12
2.2 Nähe und Distanz 19
2.3 Emotionen und emotionale Abhängigkeit 21
2.4 Empowerment und Ressourcen 25
3 Der praktische Raum – Kontexte Sozialer Arbeit in der Suchthilfe 29
3.1 Das Fachkrankenhaus für Psychiatrie und Psychotherapie 29
3.2 Die Rehabilitationsklinik 33
3.3 Die Adaption/Nachsorge 36
3.4 Die suchtmedizinische Tagesklinik 37
3.5 Die Suchtberatungs- und Behandlungsstelle 39
4 Forschungsdesign 42
4.1 Forschungsfrage, Zielgruppe und Ziel 42
4.2 Aktueller Forschungsstand, Methodik und Feldzugang 43
4.3 Entwicklung des Erhebungsinstruments 45
5 Forschungsdurchführung 49
5.1 Pretest 49
5.2 Durchführung der Interviews 50
5.2.1 Adaption/Nachsorge 50
5.2.2 Psychiatrisches Fachkrankenhaus 51
5.2.3 Rehabilitationsklinik 51
5.2.4 Suchtberatungs- und Behandlungsstelle 52
5.2.5 Suchtmedizinische Tagesklinik 53
5.3 Nachbereitung und Transkription der Interviews 54
5.4 Ressourcen und Herausforderungen 55
6 Der Auswertungsprozess 57
6.1 Vorstellung der Auswertungsmethode 57
6.2 Auswertung der Interviews 58
6.2.1 Interview I: Adaption/Nachsorge 58
6.2.2 Interview II: Psychiatrisches Fachkrankenhaus 66
6.2.3 Interview III: Rehabilitationsklinik 75
6.2.4 Interview IV: Suchtberatungs- und Behandlungsstelle I 82
6.2.5 Interview V: Suchtberatungs- und Behandlungsstelle II 89
6.2.6 (schriftliches) Interview VI: stationäre Entzugsbehandlung 99
6.3 Diskussion der Ergebnisse mit Rückbezug auf die Praxis 101
7 Abschluss 110
7.1 Offene Forschungsfragen mit Ausblick 110
7.2 Zusammenfassung und Fazit 112
Eidesstattliche Erklärung 113
Literaturverzeichnis 114
Anlagenverzeichnis 12
Service Robots in Retail: Opportunities and Technical Challenges for in-store Automation
No full textThe retail sector is experiencing transforming changes driven by service robots (SR). While SR promise
benefits such as improved inventory management, increased efficiency, and enhanced customer satisfaction,
their integration presents technical and societal challenges. Technical hurdles encompass image
classification under varying conditions, data security, localization, and obstacle detection. On the
societal front, concerns revolve around public perception, safety, and employee apprehension regarding
job security. This paper provides a comprehensive overview of these challenges and opportunities,
highlighting that while SR have considerable potential, their optimal utilization in retail may be best
suited for non-human facing tasks, given the current limitations of AI in human interactions
Application of RL in control systems using the example of a rotatory inverted pendulum
No full textIn this paper, the use of reinforcement learning (RL) in control systems is investigated using a rotatory
inverted pendulum as an example. The control behavior of an RL controller is compared to that of traditional
LQR and MPC controllers. This is done by evaluating their behavior under optimal conditions,
their disturbance behavior, their robustness and their development process. All the investigated controllers
are developed using MATLAB and the Simulink simulation environment and later deployed to
a real pendulum model powered by a Raspberry Pi. The RL algorithm used is Proximal Policy Optimization
(PPO). The LQR controller exhibits an easy development process, an average to good control
behavior and average to good robustness. A linear MPC controller could show excellent results under
optimal operating conditions. However, when subjected to disturbances or deviations from the equilibrium
point, it showed poor performance and sometimes instable behavior. Employing a nonlinear
MPC Controller in real time was not possible due to the high computational effort involved. The RL
controller exhibits by far the most versatile and robust control behavior. When operated in the simulation
environment, it achieved a high control accuracy. When employed in the real system, however,
it only shows average accuracy and a significantly greater performance loss compared to the simulation
than the traditional controllers. With MATLAB, it is not yet possible to directly post-train the RL
controller on the Raspberry Pi, which is an obstacle to the practical application of RL in a prototyping
or teaching setting. Nevertheless, RL in general proves to be a flexible and powerful control method,
which is well suited for complex or nonlinear systems where traditional controllers struggle
AD3D - Eine automatisierte Toolchain für das 3D-Drucken
No full textDer technische Fortschritt hat dazu geführt, dass die Kosten für das automatisierte Drucken von Emblemen,
Anhängern sowie allgemein gedruckten Prototypen stark gefallen sind. Dies geschah insbesondere
auch vor dem Hintergrund einesWandels der Industrie hin zu einer modernen Industrie 4.0.
In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz für das automatische 3D-Drucken eines Logos präsentiert, welches
als Pixelgrafik vorliegt. Die vorgeschlagene Prozesskette erzeugt hierbei final den G-code zum
Drucken. Dabei sind seitens des Users wenige Eingaben erforderlich
Measurement Data Acquisition & Automation in Research
No full textResearchers often work on experimental setups that are highly specialized and usually designed and
manufactured for a single or a few test series. The challenges for automation technology and measurement
data acquisition in the apparatus are as unique as these experimental setups.
In the following, Bochum University of Applied Sciences presents its approach to implementing different
measurement and automation tasks in a flexible but also standardized way. Existing microcontrollers
such as Raspberry Pi, Arduino or Controllino are used as the basis for the greatest possible
flexibility.
It is often not necessary to record high-precision measurement data. In this cases inexpensive development
boards can be used that already include peripherals for direct connection to Arduinos or
Raspberry Pi’s. Such development boards are often offered at very low cost and with short delivery
times for many different measurement tasks.
In this paper, the implementation of the requirements is discussed using a current project that deals
with thermal energy recovery using 'smart materials' (shape memory alloys) as an example
Elternarbeit in der stationären Jugendhilfe
No full textIn der vorliegenden Arbeit geht es um den Bereich der stationären Jugendhilfe. Die Ergebnisse
sollen einen Einblick in die aktuellen Schwierigkeiten und die positiven Effekte
der Durchführung von Elternarbeit geben. Durch die Beantwortung der Forschungsfrage
können Veränderungsbedarfe aufgezeigt werden, wobei manche Herausforderungen
möglicherweise in Zukunft intensiver bearbeitet werden müssen. Eine Auseinandersetzung
mit dieser Thematik ist sinnvoll für Fachkräfte im sozialen Bereich, sowohl in den
Einrichtungen als auch im Jugendamt und den dazugehörigen Leitungsebenen. Ebenso
Studierende oder Politiker können von den Ergebnissen profitieren, um ein Bewusstsein
über die vorherrschenden Gegebenheiten zu erlangen. All diese Personengruppen können
durch die gewonnenen Erkenntnisse ihre Haltung und ihr Bewusstsein verbessern
und sich mit möglichen Veränderungen befassen.:Abkürzungsverzeichnis III
1 Einleitung 1
2 Begriffsklärung 3
2.1 Stationäre Kinder- und Jugendhilfe 3
2.2 Elternarbeit 3
3 Rechtliche Grundlagen 4
3.1 Rechte der Eltern 4
3.2 Rechte der Kinder 5
3.3 Staatliches Wächteramt 6
3.4 Reform des Achten Sozialgesetzbuches 8
4 Fremdunterbringung 11
4.1 Allgemein 11
4.2 Gründe für die Fremdunterbringung 11
4.3 Formen der stationären Unterbringung 12
4.4 Hilfeplanung 13
4.5 Rollenverteilung 14
5 Methodik 15
6 Elternarbeit 16
6.1 Ziele und Methoden 16
6.2 Herausforderungen 20
6.3 Potenziale 26
6.4 Konzept einer Einrichtung – ein Beispiel 30
6.5 Empfehlungen für die Praxis 33
7 Fazit 39
Literaturverzeichnis 4
Ebene Seiltragwerke: Darstellung des Berechnungsmodells und Entwicklung eines Computerprogrammes zur Schnittgrößenberechnung
No full textDer Einsatz von Seilen im Ingenieurbau ermöglicht häufig konkurrenzlos leichte, widerstandsfähige und zugleich wirtschaftliche Tragwerkslösungen. Voraussetzung hierfür ist eine wirklichkeitsnahe statische Bemessung der Seile.
Das Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines „Open Source“ Computerprogrammes für die Schnittgrößenberechnung ebener Seilsysteme an zwei Aufhängepunkten.
Dafür werden zunächst allgemeine und bemessungsrelevante Aspekte zum Bauteil Seil vorgestellt. Anschließend erfolgt die theoretische Herleitung von drei Berechnungsmodellen, welche für unterschiedliche Belastungsarten ausgelegt sind. Jedes dieser Berechnungsmodelle wird anhand eines praxisnahen Anwendungsbeispiels veranschaulicht. Auf Grundlage der theoretischen Herleitungen wird mithilfe der Mathematiksoftware „MATLAB“ ein Berechnungsprogramm für ebene Seiltragwerke entwickelt. Die Plausibilität dieses Programms wird durch Vergleichsrechnungen mit der Statiksoftware „RFEM“ im Rahmen einer Parameterstudie nachgewiesen.
Innerhalb der Plausibilitätskontrolle können größtenteils Abweichungen von weniger als 5 % erzielt werden. Einzelne Versuche zeigen größere Abweichungen. Hierfür werden die Ursachen erschlossen und behoben, bzw. Anwendungsgrenzen definiert, um eine sichere Verwendung des Programms zu gewährleisten.:1 Einführung 10
1.1 Seile im Bauwesen 10
1.2 Zielsetzung 11
1.3 Literaturüberblick und aktueller Wissensstand 12
2 Allgemeine Ausführungen zum Seil 13
2.1 Materialien 13
2.2 Herstellung 14
2.3 Eigenschaften von Drahtseilen 16
2.4 Anwendungsgebiete 27
2.5 Typische Einwirkungen 28
3 Theoretische Betrachtung 36
3.1 Berechnungsmodell für ebene Seiltragwerke 36
3.2 Seil unter Eigengewicht 39
3.3 Seil unter beliebiger vertikaler Belastung 54
3.4 Seil unter beliebiger Belastung in Seilebene 62
3.5 Seil unter reiner Zugbelastung 75
3.6 Biegesteifes Seil 75
3.7 Seil mit nichtlinearem Materialverhalten 77
4 Entwicklung eines Programms zur Berechnung ebener Seiltragwerke 79
4.1 Entwicklung des Programms 79
4.2 Plausibilitätskontrolle 86
5 Zusammenfassung und Ausblick 97
Anhang A: Auszug aus der Zulassung für eine 7-drähtige Spannstahllitze 101
Anhang B: Auszug aus der Zulassung für vorgefertigte Drahtseile 107
Anhang C: Produktdatenblatt Spiralseil 112
Anhang D: Programmcode „SEIL“ 113
Anhang E: Verzeichnis der verwendeten Variablen in Programm „SEIL“ 130
Anhang F: Berechnungsparameter RFEM 136
Anhang G: Übersicht Versuchsreihe zur Herleitung von Gl. 4.3 138
Literaturverzeichnis 141
Normenverzeichnis 144
Bildquellenverzeichnis 146The usage of cables for engineering often provides unparalleled lightweight, durable, and economically viable structural solutions. A prerequisite for that is a realistic static design of these cables.
The objective of this thesis is the development of an 'open source' computer program for calculating internal forces in planar cable systems with two support points.
To achieve this, general and design-relevant aspects for cables are initially presented. Subsequently, three calculation models, each designed for different types of loading, are theoretically derived. Each of these calculation models is demonstrated by a practical application example. Based on the theoretical derivations, a calculation program for planar cable structures is developed by using the software „MATLAB“. The plausibility of this program is verified by comparative calculations with the statics software „RFEM“ in the context of a parameter study.
Within the plausibility check, deviations of mostly less than 5% can be reached. A few tests show larger deviations. The causes for these are identified and emended, or application limits are defined to ensure the safe usage of the program.:1 Einführung 10
1.1 Seile im Bauwesen 10
1.2 Zielsetzung 11
1.3 Literaturüberblick und aktueller Wissensstand 12
2 Allgemeine Ausführungen zum Seil 13
2.1 Materialien 13
2.2 Herstellung 14
2.3 Eigenschaften von Drahtseilen 16
2.4 Anwendungsgebiete 27
2.5 Typische Einwirkungen 28
3 Theoretische Betrachtung 36
3.1 Berechnungsmodell für ebene Seiltragwerke 36
3.2 Seil unter Eigengewicht 39
3.3 Seil unter beliebiger vertikaler Belastung 54
3.4 Seil unter beliebiger Belastung in Seilebene 62
3.5 Seil unter reiner Zugbelastung 75
3.6 Biegesteifes Seil 75
3.7 Seil mit nichtlinearem Materialverhalten 77
4 Entwicklung eines Programms zur Berechnung ebener Seiltragwerke 79
4.1 Entwicklung des Programms 79
4.2 Plausibilitätskontrolle 86
5 Zusammenfassung und Ausblick 97
Anhang A: Auszug aus der Zulassung für eine 7-drähtige Spannstahllitze 101
Anhang B: Auszug aus der Zulassung für vorgefertigte Drahtseile 107
Anhang C: Produktdatenblatt Spiralseil 112
Anhang D: Programmcode „SEIL“ 113
Anhang E: Verzeichnis der verwendeten Variablen in Programm „SEIL“ 130
Anhang F: Berechnungsparameter RFEM 136
Anhang G: Übersicht Versuchsreihe zur Herleitung von Gl. 4.3 138
Literaturverzeichnis 141
Normenverzeichnis 144
Bildquellenverzeichnis 14
Theoretical and Practical Aspects of the Migration to Post Quantum Cryptography
No full textPartial Post Quantum Cryptography migration of GitLab Community Edition source code with 3 main contributions
1. Devloped RubyCrypt - a simple scanner to assist the Cryptographic Inventory Compilation of Ruby apps
2. Configured git to use PQC signature (CRYSTALS-Dilithium) for commit signing
3. Included CRYSTALS-Dilithium to ssh_data, a common cryptographic Ruby gem used by GitLab (& GitHub):1. Introduction
2. Theoretical Background - Post Quantum Cryptography
2.1. Code-based Cryptography
2.1.1. McEliece Cryptosystem
2.2. Lattice-based Cryptography
2.2.1. CRYSTALS-Dilithium
3. Post Quantum Cryptography Migration of GitLab - a Case Study
3.1. Problem Statement
3.2. Related Work
3.2.1. Software Tools for Static Program Analysis
3.3. Chosen Approach
4. Implementation
4.1. Cryptographic Inventory Compilation
4.1.1. Results
4.2. Migration Planning
4.3. Migration Execution
4.3.1. PQC Commit Signatures in git
4.3.2. Including Dilithium to ssh_data
5. Conclusion and Outlook
6. References
List of Tables
List of Figures
List of Source Code
Acronyms
NotationPartielle Migration des GitLab Community Edition Source Codes auf Verfahren der Post-Quanten-Kryptographie mit 3 Hauptergebnissen
1. Entwicklung von RubyCrypt - einem simplen Scanner zur Unterstützung der Inventarisierung verwendeter Kryptographie in Ruby-Anwendungen
2. Konfiguration von git zur Verwendung des quantensicheren Signaturalgorithmus CRYSTALS-Dilithium zur Signatur von Commits
3. Integration von CRYSTALS-Dilithium in ssh_data, ein populäres kryptographisches Ruby gem welches in GitLab (und GitHub) verwendet wird:1. Introduction
2. Theoretical Background - Post Quantum Cryptography
2.1. Code-based Cryptography
2.1.1. McEliece Cryptosystem
2.2. Lattice-based Cryptography
2.2.1. CRYSTALS-Dilithium
3. Post Quantum Cryptography Migration of GitLab - a Case Study
3.1. Problem Statement
3.2. Related Work
3.2.1. Software Tools for Static Program Analysis
3.3. Chosen Approach
4. Implementation
4.1. Cryptographic Inventory Compilation
4.1.1. Results
4.2. Migration Planning
4.3. Migration Execution
4.3.1. PQC Commit Signatures in git
4.3.2. Including Dilithium to ssh_data
5. Conclusion and Outlook
6. References
List of Tables
List of Figures
List of Source Code
Acronyms
Notatio