Offenburg University of Applied Sciences
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How "safe" is the WTO "safe haven"? A need to modernise disciplines for officially supported export credits
No full textThis paper aims to draw attention to an urgent need for reform of the regulatory framework of the broader export credit system to ensure a new and comprehensive "safe haven" for officially supported export credits. The purpose is to analyse the complex debate on disciplines of the World Trade Organization (WTO) and the Organisation for Economic Co-operation and Development (OECD), creating a point of reference for future analysis of and debates around the "carve-out clause" of the Agreement on Subsidies and Countervailing Measures (ASCM) and a "safe haven" in a broader sense
Effektivität und Komfortbewertung einer adaptiven Sprunggelenksorthese im Mannschaftssport
No full textEs wurden Daten der „Adaptive Ankle Support Study" mittels Fragebögen erhoben und ausgewertet. Die Analyse der Effektivität umfasste die Inzidenz von Sprunggelenksverletzungen pro 1000 Trainings- und Spielstunden, die Schweregrade der Verletzungen sowie die Stabilitätsbewertung, um die Effektivität zu bewerten. Die Ergebnisse zeigten eine Inzidenzrate von 0,87 pro 1000 Trainings- und Spielstunden für die Interventionsbeine im Vergleich zu 0,65 pro 1000 Trainings- und Spielstunden für die Kontrollbeine. Dabei kam es bei den Interventionsbeine zu 3 leichten Verletzungen hingegen bei den Kontrollbeinen 2 schwere Verletzungen und eine leichte Verletzung zu verzeichnen war. Die Erfassung der Stabilität erfolgte mittels einer Bewertung von 0 = sehr instabil bis 100 sehr stabil, wobei eine durchschnittliche Bewertung von 73,48 ± 16,47 zu verzeichnen war. Basierend auf diesen Ergebnissen lässt sich feststellen, dass die adaptive Sprunggelenksorthese zwar nicht vollständig Verletzungen verhindert, aber eine gewisse Stabilität und Schutz vor schwerwiegenden Verletzungen bietet. Die Analyse des Tragekomforts der adaptiven Sprunggelenksorthese umfasste eine Bewertung des Komforts und der Bewegungseinschränkung. Der Komfort wurde anhand einer Skala von 0 = sehr unkomfortabel bis 100 = sehr komfortabel bewertet, wobei eine durchschnittliche Bewertung von 77,74 ± 16,93 erzielt wurde. Die Bewegungseinschränkung wurde ebenfalls auf einer Skala von 0 = sehr hohe Bewegungseinschränkung bis 100 = keine Bewegungseinschränkung bewertet und ergab einen durchschnittlichen Wert von 87,12 ± 12,78. Dahingehend kann vermutet werden, dass die adaptive Sprunggelenksorthese eher im sportlichen Betrieb verwendet, wird als herkömmliche Präventionsmittel. Es ist jedoch noch notwendig, auf die Ergebnisse der gesamten „Adaptive Ankle Support Study" zu warten, um aussagekräftigere Ergebnisse bezüglich der Effektivität und des Tragekomforts zu erhalten. Hier können sich die Ergebnisse noch drastisch verändern, da eine größere Probandenanzahl und Daten vorliegen. Außerdem werden noch weitere Daten analysiert, was die Bewertung der adpativen Sprunggelenksorthese verändert. Darüber hinaus könnte ein direkter Vergleich der adaptiven Sprunggelenksorthese mit anderen Präventionsmaßnahmen weitere Erkenntnisse über deren Wirksamkeit und Komfort liefern. Zusätzlich sollten Probanden untersucht werden mit gleichen Voraussetzungen hinsichtlich Vorverletzung, Sportart, Alter, Körperbau und Leistungsniveau
Analyse und Prozessoptimierung der Biegeprozesse Aufweiten und Verschränken bei der Produktion von Hairpin-Wicklungen am Beispiel von Statoren in elektrischen Traktionsmaschinen
No full textDie folgende Arbeit beschäftigt sich mit der Optimierung der Biegeprozesse Aufweiten und Ver-schränken bei der Produktion von Hairpinstatoren für elektrische Traktionsmaschinen. Diese spezielle Wicklungsart ist zusammengesetzt aus einzelnen gebogenen Flachdrahtelementen aus dem Werkstoff Kupfer. Die Geometrie des Wickelkopfs auf der Seite der offenen Pinenden wird mit den Prozessen Aufweiten und Verschränken hergestellt. Diese Prozesse werden in eine Kleinserienfertigung eingeführt und mit einem Hairpinstator für Nutzfahrzeuge eingefahren. Das Optimierungsprojekt zur Erfüllung der gegebenen Kundenanforderungen wird unter Verwen-dung der Six Sigma Methode DMAIC ausgeführt.
In der Define Phase wurden die Kundenanforderungen in die Kernthemen Beschädigung der Drahtisolation, Biegegeometrie und einzuhaltende Prozesszeiten eingeteilt. Zur Erfüllung der definierten Anforderungen wurde anschließend ein Best Practice Check auf Basis interner und externer Informationen durchgeführt. In der Measure Phase wurde daraufhin die Erfüllung der gestellten Anforderungen an die Prozesse anhand definierter Messgrößen überprüft. Die Mess-größen sind Position der Drahtenden, Pinhöhen zum Blechpaket, Innen- und Außendurchmesser des Wickelkopfs der Twistseite, Höhe der Abisolierkante sowie des V und die Taktzeiten. Die bei den Messungen erkannten Abweichungen der Prozess- und Bauteilqualität werden in der Phase Analyse auf Ihre Kernursachen hin untersucht. Als Kernursachen für die Abweichungen wurden zu große Teilkreisdurchmesser der äußeren Wickellagen 7 bis 10, ein lateraler Versatz der Lage 2, eine unzureichende Eingangsqualität, eine zu geringe Haltekraft der Kupferleiter in den Nuten des Blechpakets und eine zu geringe Komprimierung der Wickelkopfgeometrie festgestellt. Zur Lösung dieser Ursachen wurden in der Projektphase Improve Lösungsansätze gesammelt und weitestgehend auch umgesetzt. Für die zu großen Teilkreisdurchmesser der äußeren Lagen wur-den Rahmenbedingungen für die Optimierung der Twistkronen gesammelt und ein Stützring entwickelt, welcher die Durchmesser nach dem Verschränkprozess korrigiert. Der laterale Ver-satz der Lage 2 wurde mit einer Vergrößerung des Twistwinkels im Parametersatz des Ver-schränkprozesses eliminiert. Die zu starke Streuung der Pinenden über dem Blechpaket geht auf eine zu große Streuung der Schenkellängen zurück. Reduziert wird die Streuung durch eine Er-höhung des Spanndrucks eines Vorschubriemens von 2 auf 4 bar und durch die Beschaffung von mehreren projektspezifischen Biege- und Trennwerkzeugen. Zur Optimierung der Haltekraft der Kupferleiter in den Nuten des Blechpakets, als zweite Ursache für die starke Höhenstreuung der Pins, wurde das Spannkonzept der Innenspannung untersucht, jedoch als nicht zielführend be-wertet. Deshalb wurden Rahmenbedingungen für die Entwicklung und Konstruktion eines neuen Spannkonzepts gesammelt. Die unzureichende Komprimierung der Wickelkopfgeometrie als Ur-sache für die abweichende Höhe des V wurde mit einer angepassten Startposition der Twist-kurve korrigiert. Damit konnten, abgesehen von der absoluten Höhe der Pinenden über dem Blechpaket, alle Bauteilmerkmale in den vom Kunden vorgegebenen Bereich gebracht werden. Die finale Abstimmung der Pinhöhen wird erst mit ausreichender Haltekraft der Leiter in den Nuten als sinnvoll betrachtet. Mit der Projektphase Control wurde die gesteigerte Prozessleis-tung der durchgeführten Optimierungsmaßnahmen mit der Aufnahme in die standardisierten Prozess-, Kontroll- und Wartungsabläufe sichergestellt.The following work deals with the optimization of the bending processes of widening and twist-ing in the production of hairpin stators for electric traction machines. This special type of wind-ing is composed of individual bent flat wire elements made of copper. The geometry of the winding head on the side of the open pin ends is produced by the processes widening and twist-ing. These processes are introduced into a small series production and run in with a hairpin sta-tor for commercial vehicles. The optimization project to meet the given customer requirements is carried out by using the Six Sigma method DMAIC.
In the define phase, the customer requirements were divided into the core topics of damage to the wire insulation, bending geometry and process cycle times. To meet the defined require-ments, a best practice check was carried out based on internal and external information. In the measure phase, the fulfillment of the process requirements was checked based on defined measured variables. The measured variables are the position of the wire ends, pin heights in relation to the stack of sheets, inside and outside diameter of the winding head of the twisting side, height of the stripping edge and of the V, and the cycle times. The deviations in process and component quality detected during the measurements are examined in the analysis phase to determine their core causes. The core causes of the deviations were found to be excessive diameters of the outer winding layers 7 to 10, a lateral offset of layer 2, inadequate input quality, insufficient retention force of the copper conductors in the grooves of the stack of laminations and insufficient compression of the winding head geometry. In the Improve project phase, ap-proaches to solving these problems were collected and implemented. For the excessively large circle diameters of the outer layers, framework conditions for optimizing the twist crowns were collected and a support ring was developed which corrects the diameters after the twisting pro-cess. The lateral offset of layer 2 was eliminated by increasing the twist angle in the parameter set of the interlacing process. The excessive scattering of the pin ends over the stack is due to an excessive scattering of the leg lengths. The scatter is reduced by increasing the tensioning pressure of a feed belt from 2 to 4 bar and by procuring several project-specific bending and cutting tools. To optimize the holding force of the copper leads in the grooves of the stack, as the second cause of the strong height scatter of the pins, the clamping concept of internal clamp-ing was investigated, but was not found to be effective. Therefore, the conditions for the devel-opment and design of a new clamping concept were collected. The insufficient compression of the winding head geometry as the cause for the deviating height of the V was corrected with an adapted start position of the twist curve. Thus, apart from the absolute height of the pin ends above the stack of sheets, all component characteristics could be brought within the range spec-ified by the customer. The final adjustment of the pin heights is only considered sensible when the conductors have sufficient holding force in the grooves. With the Control project phase, the increased process performance of the implemented optimization measures was ensured with their inclusion to the standardized process, control and maintenance procedures
Entwicklung eines Soft Robots aus magnetresponsiven Werkstoffen mittels 4D-Printing
No full text4D-Druck bezeichnet das Verfahren der Herstellung von Bauteilen, die als Reaktion auf äußere Reize ihre Struktur verändern. Diese Reaktion wird als Ausgangssignal als Folge auf ein Eingangssignal betrachtet. Ein mögliches Eingangssignal ist ein Magnetfeld mit einer bestimmten Orientierung und einem bestimmten Betrag. Ein solches Verhalten zeigen magnetresponsive Werkstoffe. Auf diese Weise lassen sich Handhabungsaufgaben, wie das Greifen von Objekten, lösen. Die Neuheit daran ist der Verzicht auf konventionelle Antriebe wie elektromechanische oder hydraulische Motoren.
Diese Arbeit erschließt das nötige Hintergrundwissen zu Magnetismus und soft robots. Der experimentelle Teil befasst sich mit der Herstellung eines magnetresponsiven Werkstoffes und der Entwicklung eines soft grippers. Es werden die 3D-Druckverfahren FDM und PAM mit magnetresponsivem Material verglichen. Ersteres ermöglicht ein Verarbeiten von Filament und letzteres von Granulat. Es zeigt sich, dass sich die Resultate in Hinblick auf Maßtreue und Elastizität unterscheiden, wobei das FDM-Verfahren besser abschneidet.
Die strukturierte Formgebung eines Greifers (soft gripper) wird erforscht. Dabei wird die Herstellbarkeit und die Bionik des Greifens vereint. Die externe Manipulierbarkeit ermöglicht einen Einsatz von soft grippern in kleinen Anwendungsgebieten wie minimal-invasiven Operationen mit einer Steuerung des Werkzeuges von außen.
Weiter wird ein Vorgehen zur Programmierung und Aktivierung der 4D-Druckteile entwickelt und vorgeschlagen. Dabei wird das Programmieren mittels zweier Permanentmagnete und das Aktivieren über eine Helmholtzspule realisiert. Die Helmholtzspule erzeugt ein homogenes steuerbares Magnetfeld.
Eine Verfahren zur analytischen Berechnung des benötigten magnetischen Feldes zur Aktivierung wird entwickelt und im letzten Kapitel vorgestellt
Method and device for determining the state of charge and the state of health of a rechargeable battery (AU2020367926B2)
No full textThe invention relates to a method and to a device for determining the state of charge (SOC) of a rechargeable battery (106) of a specified battery type or a parameter physically related thereto, in particular a remaining charge amount Q contained in the battery, the method operating by means of a voltage-controlled battery model (102), which is parameterized for the battery (106) in question or a corresponding battery type. It is merely necessary to measure the battery voltage
Analyse und Optimierung der Gesamtfahrzeugaerodynamik eines Hocheffizienzfahrzeugs
No full textDas hocheffiziente Konzeptfahrzeug Schluckspecht VI (S6) hat im Sommer 2022 am Shell Eco Marathon als bestes Neufahrzeug abgeschlossen. Dennoch war die Reichweite von 560km/kWh nicht ausreichend, um sich gegen die anderen teilnehmenden Teams zu behaupten. Daher werden am Fahrzeug die Komponenten und Systeme ermittelt, welche das meiste Optimierungspotential bergen. Hierbei stechen besonders die Aerodynamik, die Motoransteuerung und die Rollreibung hervor. Die hier vorliegende Arbeit befasst sich mit der aerodynamischen Optimierung. Zunächst gilt es herauszufinden, welche Bauteile explizit für die Aerodynamik ausschlaggebend sind. Die drei Komponenten, die maßgeblichen Einfluss haben sind: der Grundkörper, die Radkästen und die Fahrwerksflügel. Einen weiteren Einflussfaktor bergen die sich drehenden Räder, da diese jedoch weitestgehend umhaust sind, ist in dieser Hinsicht keine weitere Optimierung erforderlich. Zu Ermittlung der derzeitigen aerodynamischen Werte, vor allem cW, cWA und Geschwindigkeits- und Druckverteilung um das Fahrzeug, wird ein digitales Modell des S6 aufgebaut. An diesem Modell werden Simulationen durchgeführt, die idealisierte Kennwerte liefern. Parallel zur Simulation liefern Versuche am Fahrzeug reale Messdaten. Speziell dafür wird eine neue Versuchsmethode entwickelt: die Konstantfahrtuntersuchung. Bei dieser Untersuchung wird die Vortriebskraft des Fahrzeugs anhand des Motorstroms ermittelt, um so auf die Fahrtwiderstandswerte zu schließen. Zur Erhebung der Messdaten am Fahrzeug wird zudem ein für die Untersuchung angepasster Sensor entwickelt. Diese Untersuchungen liefern plausible Ergebnisse, die jedoch mit denen der Simulation schwer vergleichbar sind. Dies ist bedingt durch die erschwerten Randbedingungen bei der Durchführung der Versuche und beim Aufzeichnen der Messdaten auf der Teststrecke
Reliable and Intelligent Energy Management in Stand-alone Battery Systems: A Study of an Edge-Deployed Extraction-Transformation-Load Data Pipeline
No full textThe current thesis conducts the study on the integration of digitalization techniques aimed at improving energy supply efficiency in off-grid energy systems. The primary objective is to fortify the security of energy supply in remote areas, particularly in instances of adverse weather conditions, unanticipated changes in load and fluctuations in the performance of renewable energy systems. This objective is to be achieved through the implementation of a smart load management strategy in stand-alone photovoltaic systems (SAPVS). This strategy involves deployment of forecasting algorithms on an edge device that operates with limited processing resources in an environment characterized for the lack of internet connection. The edge device is designed to interact with a smart home gateway that prioritizes, and schedules smart appliances based on the forecasted state of charge (SOC) in the 36-hours ahead of the SAPVS operation (the implementation of the loads schedule deployed on the Home Assistant device is out of the scope of the tasks implemented for this project).
The edge device, developed using a Raspberry Pi 3B+, was specifically intended for being implemented along with a SAPVS, in remote areas such as health stations in Africa and tropical islands, providing communities with a reliable source of electrical energy. The deployment of the strategy was carried out in four phases. The first phase involved the implementation of an Extraction-Transformation-Load (ETL) pipeline, where data was gathered from various heterogeneous hardware sources of an implemented test system that served as the enabler and testbench of this research, this test stand is composed of power electronics components such as an inverter, a MPPT solar charge controller, a smart meter, and a BOS LiFePo4 battery prototype. In the transformation stage, a data model was developed to identify the most critical parameters of the energy system, and to eliminate outliers and null values. In the load stage, a local SQL database was established for saving and structuring the data gathered and to ensure high-quality data with defined units and casting.
The second phase involved data analysis to identify the relevant features and potential exogenous variables for the forecasting model to implement. In the third phase, an Auto Regressive Moving Average (ARMA) model with two selected exogenous variables was implemented to forecast the AC load consumption profile for the 36- hours ahead of the off-grid system operation. The final phase involved the information exchange with the Home Assistant device, by transferring to it from the edge device the battery SOC present value and the predicted 36-hour ahead AC load profile information for prioritization and scheduling of loads; this through an MQTT interface.
The outcome of the experiment was a successful deployment of a data engineering and data forecasting approach that enabled data quality strategy implementation, local database storage, and forecasting algorithms on a processing and internet-constrained edge device. The interface with a home assistant implementation resulted in the successful execution of smart load management endeavors in an off-grid system, thereby enhancing the energy security of supply and contributing to the advancement of data-driven strategies in the rural electrification sector.
This thesis emphasizes the significance of digitalization strategies in smart SAPVS and highlights the potential of edge computing solutions in achieving seamless energy management in smart homes
Implementierung einer KI-unterstützten Bildausschnittskontrolle
No full textZiel der vorliegenden Bachelorarbeit ist es, eine automatisierte Bildausschnittkontrolle für die Low Code Plattform Intrexx zu implementieren. Diese soll mit Hilfe eines geeigneten Künstliche Intelligenz Frameworks Gesichter in Bildern erkennen und diese anschließend ausschneiden. Die Benutzer*innen sollen die Ausschnitte außerdem noch manuell anpassen können. Die Implementierung erfolgt mittels Typescript innerhalb einer Webkomponente, um eine Verwendung innerhalb von Intrexx zu ermöglichen. Nach einem Vergleich verschiedener technologischer Ansätze hat sich Tensorflow als geeignetes KI-Framework herausgestellt. Im Rahmen einer Performance-Analyse wurden außerdem verschiedene Tensorflow-Modelle miteinander verglichen.The aim of this bachelor thesis is to implement an automated image cropping utility for the low code platform Intrexx. With the help of a suitable Artificial Inteligence framework, this should recognise faces in images and then cut them out. The users should also be able to manually adjust the cut-outs. The implementation is carried out using Typescript within a web component to enable use within Intrexx. After comparing different technological approaches, Tensorflow turned out to be a suitable AI framework. In the context of a performance analysis, different Tensorflow models were also compared with each other
Externer Fokus im RTS Testing
No full textDie vorliegende Pilotstudie untersucht die Anwendbarkeit von Mixed Reality zur Applikation eines externen Fokus während spezifischen Bewegungsaufgaben mit dem Ziel der Verbesserung des Return to Sport Testings. In einem ersten Schritt nahmen daher 9 gesunde FußballerInnen an der Studie teil.
Es wurden Sprünge mittels der speziell entwickelten Mixed Reality Anwendung MotumXR, in drei verschiedenen Bedingungen verglichen. Die erste Bedingung entspricht einem standardisierten vertikalen Sprung ohne spielspezifischen externen Fokus, während die zweite und dritte Bedingung einen Sprung mit spielspezifischem externem Fokus, im Sinne eines simulierten Kopfballs, darstellt. Bedingung zwei und drei unterscheiden sich in der Position der einwerfenden Person, welche den virtuellen Ball leicht versetzt von links oder rechts einwirft. Als Sprungform wurde der Counter Movement Jump gewählt. Es wurden kinetische und kinematische Parameter ermittelt, die es ermöglichen, die Auswirkungen des externen Fokus auf die Sprungbewegung zu erfassen.
Die Ergebnisse zeigen signifikante Unterschiede zwischen den Bedingungen in folgenden biomechanischen Parametern: Absprungzeit, vertikale maximale Bodenreaktionskraft, maximale Kraftanstiegsrate, maximaler Knieflexionswinkel und maximales Knieflexionsmoment. Die Kopfballsituation mit externem spielspezifischem Fokus weißen höhere maximale vertikale Bodenreaktionskräfte und gesteigerte maximale Knieflexionsmomente auf im Vergleich zu der Bedingung des maximalen Sprungs. Diese Befunde deuten darauf hin, dass die Sprungstrategie entsprechend der Aufgabenstellung angepasst wurde und die Kopfballsituation in der Mixed Reality Umgebung eine realitätsnähere Testung ermöglichen könnte. Die Position des Einwerfers zeigt keinen Einfluss auf die Beinsymmetrie. Das deutet darauf hin, dass die Anwendung MotumXR vielversprechende Möglichkeiten für die Weiterentwicklung von RTS-Testungen bietet. Weiterführende Untersuchung, die Personen mit Kreuzbandverletzungen mit einbeziehen, sind nötig, um die Ergebnisse dieser Pilotstudie kritisch zu überprüfen
Untersuchung des Co-Kontraktionsverhaltens und der Kraftfähigkeiten der Hamstring Muskulatur nach Kreuzbandplastik
No full textRupturen des vorderen Kreuzbandes werden meist mit einer Kreuzbandplastik-Operation wiederhergestellt. Bei einer gängigen OP-Methode wird hierbei Sehnenmaterial am Semitendinosus-Muskel entnommen, und mit diesem gewonnenen Sehnenmaterial das Kreuzband rekonstruiert. Dies hat zur Folge, dass es zu neuromuskulären Defiziten und dem Verhalten der Co-Kontraktion von Quadrizeps und Hamstrings kommen kann. Weitere Folgen sind Muskelschwäche und ein weniger flektiertes Verhalten in der Stützphase beim Gehen am operierten Bein. Das Auftreten von Co-Kontraktion beim Laufen ist im Zusammenhang mit einer expliziten Co-Kontraktionsberechnung noch nicht ausreichend untersucht worden. Auch ist unklar, welchen Einfluss die Kraftfähigkeiten auf Co-Kontraktion und Gelenkwinkel haben. In dieser Studie soll untersucht werden, inwieweit diese Effekte auch bei der Bewegung des Laufens auftreten. Mögliche Zusammenhänge zwischen Kraft/Co-Kontraktion und Kraft/Kniegelenkswinkel werden ebenfalls untersucht. Die Ergebnisse sollen einen Beitrag zum Verständnis der Mechanismen und damit auch zur Verbesserung der Rehabilitationsprozesse leisten. Im Rahmen von „Return to Sport“ Messungen wurden im IFD Colgone über einen Zeitraum von zwei Jahren „Return to Sport“ Messungen durchgeführt und relevante biomechanische Parameter erfasst. Die Untersuchungen fanden im Durchschnitt sieben Monate nach der Kreuzbandoperation statt. Innerhalb der Studie wurden 26 Patientendaten ausgewertet. Die Co-Kontraktion wurde durch Auswertung der EMG-Daten mit Hilfe einer Formel bestimmt. Die Patienten zeigten unabhängig vom Geschlecht signifikant erhöhte Co-Kontraktionswerte, reduzierte Kniegelenkswinkel und reduzierte Kraftfähigkeiten am operierten Bein. Dabei konnten die erhöhten Co- Kontraktionswerte als auch weniger flektierte Kniewinkel nicht bei allen Patienten der Stichprobe auf deren schlechte Kraftfähigkeit zurückgeführt werden. Hier gab es leichte Zusammenhänge aber keine signifikanten Ergebnisse. Da Co-Kontraktion als auch reduzierte Kniegelenkswinkel mit unterschiedlichsten Problemen in Verbindung gebracht werden können, sollte daran mit Hilfe von angepassten Reha- Maßnahmen gearbeitet werden. Rehabilitationsprozesse sollten verschiedene Kraft- und Koordinationsfähigkeiten fördern, mit dem Ziel, das neuromuskuläre Zusammenspiel zu verbessern