Offenburg University of Applied Sciences
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Enhancing Enterprise Security: A Comprehensive Analysis of Cyber Attacks and Countermeasures
No full textAs technology becomes more prevalent, businesses face mounting risks in securing work and personal information. "Upgrading Enterprise Security: A Comprehensive Study of Digital Attacks and Countermeasures" provides a detailed analysis of the most recent digital attacks that target businesses and suggests effective countermeasures... By scrutinizing crucial digital episodes, including ransomware assaults, information breaks, and Advanced Persistent Threats (APTs), the review emphasizes that strong network protection structures are essential.
The examination investigates fundamental measurements for assessing the adequacy of safety programs, for example, Mean Time To Detect (MTTD) and Mean Time To Repair/Remediate (MTTR), as well as the significance of ceaseless checking for weaknesses in the board, client mindfulness, and consistency with industry guidelines. It additionally digs into cutting-edge security works, including red group works out, outsider reviews, and the utilization of Safety Data and Occasion the board (SIEM) frameworks, to furnish associations with significant bits of knowledge into their security development and readiness.
By embracing a thorough way to deal with online protection, this study features the significance of ordinary evaluation and proactive improvement of safety efforts. The discoveries plan to outfit organizations with the information and devices expected to safeguard their resources, improve flexibility against digital dangers, and guarantee long-haul outcomes in a computerized first economy
Der Einfluss der Unterschenkelkinematik auf die Beschleunigungsleistung beim Sprintstart
No full textDie Beschleunigungsleistung ist ein großer limitierender Faktor beim Sprinten. Es stellt sich die Frage, mit welcher Technik diese verbessert werden kann.
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, zu klären, ob die Unterschenkelkinematik einen Einfluss auf die Beschleunigungsleistung beim Sprintstart hat. Dafür wurden die Annahmen von Alt et al. (2022) über Schlüsselpositionen des Unterschenkels herangezogen und überprüft. Die gestellte Forschungsfrage lautet: Können die Annahmen von Alt et al. (2022) in die Praxis übertragen und angewendet werden?
Um die Forschungsfrage zu beantworten, wurde jeweils der erste Schritt nach dem Sprintstart aus einem Startblock analysiert. Hierfür wurden ein markerbasiertes 3D Motion Capture System und im Boden integrierte Kraftmessplatten verwendet. Insgesamt 30 Proband:innen haben jeweils sechs Starts ausgeführt. Die Auswertung wurde mit Hilfe von MATLAB Skripten durchgeführt. Mit linearen und quadratischen Regressionsberechnungen wurden die Zusammenhänge zwischen den Schlüsselpositionen des Unterschenkels und der Beschleunigungsleistung analysiert.
Die Ergebnisse zeigen, dass keine allgemeingültigen Aussagen über eine erfolgreiche Unterschenkelkinematik getroffen werden können. Werden die Proband:innen aber individuell betrachtet, ist teilweise zu erkennen, dass die Beschleunigungsleistung mit der Unterschenkelkinematik zusammenhängt.
Weiterführende Forschung in diesem Bereich könnte individueller und auf Trainingsanweisungen mit Technikverbesserung ausgerichtet sein.Acceleration performance is a critical limiting factor in sprint running . This poses the question: How can it be enha nced?
This study explores if lower leg kine matics influence acceleration performance during sprint start. The assumptions for key positions of the shank, made by Alt et al. (2022) were used as reference . The research question posed is: Can the assumptions of Alt et al. (2022) be applied and proven in practical context?
To address the research q uestion, the first step after the sprint start from a starting block was analyzed. A marker based 3D motion capture system and in t he ground integrated force plates were used to collect data . In total 30 participants were analyzed, each performed six starts. All Data was interpret ed via MATLAB. Linear and quadratic regression models were used to detect coherence between key positions and acceleration performance.
The results indicate no universally applicable conclusions regarding the influence of lower limb kinematics and acceleration perfo rmance . However, when participants are review ed separately a link among acceleration performance and lower limb kinematics is partially visible . Further research in this topic could be more individualized on athletes and focused on specific training instructions to improve techniques
Menüsteuerung eines Füllstandsensors für explosionsgefährdete Bereiche mittels Geräuschsignaturanalyse unter Verwendung von künstlicher Intelligenz
No full textIn der folgenden Arbeit wird die Entwicklung einer Menüsteuerung für Füllstandsensoren dokumentiert. Diese soll es ermöglichen, die Sensoren auch innerhalb von explosionsgefährdeten Bereichen zu bedienen. Alle verwendeten Ansätze analysieren dabei Geräuschsignaturen, die durch die Interaktion eines Benutzers mit dem Gehäuse des Füllstandsensors entstehen und klassifizieren diese unter Verwendung von künstlicher Intelligenz. Dabei wird in zwei Ansätze mit unterschiedlichen Gehäusen unterteilt: das bereits vorhandene Gehäusedesign und eine modifizierte Version davon. Für jedes Gehäuse wurden mehrere Lösungsansätze entwickelt und deren Ergebnisse miteinander verglichen. Dabei wird vor allem auf Bild- und Zeitreihen-Klassifikation mithilfe von Convolutional Neural Networks eingegangen.
Für diese Arbeit wurden Trainingsdaten mit beiden Gehäusetypen aufgezeichnet und die Aufnahmen anschließend mit Labeln im Dateinamen versehen. Dabei wurden zunächst vier Klassenlabel definiert, die in beiden Ansätzen klassifiziert werden sollen. Bei der Arbeit mit dem modifizierten Gehäusedeckel wurde eine zusätzliche Rauschklasse definiert. Anhand dieser Datensätze wurden verschiedene Ansätze implementiert und evaluiert.
Die Lösungsansätze mit dem bestehenden Gehäusedesign konnten keine zufriedenstellenden Ergebnisse liefern. Das modifizierte Gehäuse hingegen erreicht mit einem Zeitreihen-Convolutional-Neural-Network eine finale Accuracy von ca. 95%. Dazu wurden einige Augmentierungs- und Optimierungsschritte durchgeführt.
Die Ansätze, die das Standard-Gehäusedesign zur Signalgenerierung verwenden, hatten einen Nachteil bei der Aufnahme des Datensatzes. Durch die Rundung des Gehäuses und der fehlenden Führung kam es häufig zum Abrutschen oder zu unvollständigen Signalen während der Aufnahmen, was die Klassifizierung erschwert hat. Die späteren Ansätze mit dem modifizierten Gehäuse konnten dieses Problem umgehen und unter anderem dadurch deutlich bessere Ergebnisse erzielen
Reinforcement Learning gestützte Informationsbeschaffung im TBM-Netz der Herrenknecht AG
Get PDFDie vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit der Nutzung von Reinforcement Learning in der Informationsbeschaffungs-Phase eines Penetration Tests. Es werden Kernprobleme in den bisherigen Ansätzen anderer das Thema betreffender wissenschaftlicher Arbeiten analysiert und praktische Lösungsansätze für diese bisherigen Hindernisse vorgestellt und implementiert. Die Arbeit zeigt damit eine beispielhafte Implementierung eines Reinforcement Learning Agenten zur Automatisierung der Informationsbeschaffungs-Phase eines Penetration Tests und stellt Lösungen für existierende Probleme in diesem Bereich dar.
Eingebettet wird diese wissenschaftliche Arbeit in die Anforderungen der Herrenknecht AG hinsichtlich der Absicherung des Tunnelbohrmaschinen-Netzwerks. Dabei werden praktische Ergebnisse des eigen entwickelten Reinforcement Learning Modells im Tunnelbohrmaschinen-Test-Netzwerk der Herrenknecht AG vorgestellt
Enhancing Rural Community Grid Resilience in Morocco: A Panda Power Simulation Approach
No full textIncreasing global energy demand and the need to transition to sustainable energy sources to mitigate climate change, highlights the need for innovative approaches to improve the resilience and sustainability of power grids. This study focuses on addressing these challenges in the context of Morocco's evolving energy landscape, where increasing energy demand and efforts to integrate renewable energy require grid reinforcement strategies. Using renewable energy sources such as photovoltaic systems and energy storage technologies, this study aims to develop a methodology for strengthening rural community grids in Morocco.
Traditional reinforcement measures such as line and transformer upgrades will be investigated as well as the integration of power generation from photovoltaic systems, which offer a promising way to utilise Morocco's abundant solar resources. In addition, energy storage systems will be analysed as potential solutions to the challenges of grid stability and resilience. Using comprehensive data analysis, scenario planning and simulation methods with the open-source simulation software Panda Power, this study aims to assess the impact of different grid reinforcement measures, including conventional methods, photovoltaic integration, and the use of energy storage, on grid performance and sustainability. The results of this study provide valuable insights into the challenges and opportunities of transitioning to a more resilient and sustainable energy future in Morocco.
Based on a rural medium-voltage grid in Souihla, Morocco, three scenarios were carried out to assess the impact of demand growth in 2030 and 2040. The first scenario focuses on conventional grid reinforcement measures, while the second scenario incorporates energy from residential photovoltaic systems. The third scenario analyses the integration of storage systems and their impact on grid reinforcement in 2030.
The simulations with energy from photovoltaic systems show a reduction in grid reinforcement measures compared to the scenario without solar energy. In addition, the introduction of a storage system in 2030 led to a significant reduction in the required installed transformer capacity and fewer congested lines. Furthermore, the results emphasized the role of storage in stabilizing grid voltage levels.
In summary, the results highlighted the potential benefits of integrating energy from photovoltaics and storage into the grid. This integration not only reduces the need for transformers and overall grid infrastructure but also promotes a more efficient and sustainable energy system.Der weltweit steigende Energiebedarf und die Notwendigkeit, auf nachhaltige Energiequellen umzusteigen, um den Klimawandel einzudämmen, zeigt den Bedarf an innovativen Ansätzen zur Verbesserung der Widerstandsfähigkeit und Nachhaltigkeit von Stromnetzen. Diese Arbeit konzentriert sich auf die Bewältigung dieser Herausforderungen im Kontext der sich entwickelnden Energielandschaft Marokkos, wo der steigende Energiebedarf und die Bestrebungen zur Integration erneuerbarer Energien Strategien zur Netzverstärkung erfordern. Durch den Einsatz erneuerbarer Energiequellen wie Photovoltaikanlagen und Energiespeichertechnologien soll in dieser Studie eine Methodik zur Verstärkung der Netze ländlicher Gemeinden in Marokko entwickelt werden.
Herkömmliche Ausbaumaßnahmen wie die Aufrüstung von Leitungen und Transformatoren werden zusammen mit der Integration von Photovoltaikanlagen untersucht, die einen vielversprechenden Weg zur Nutzung der reichlich vorhandenen solaren Ressourcen in Marokko darstellen. Durch umfassende Datenanalyse, verschiedene Szenarien und Simulationsmethoden zielt diese Studie darauf ab, verschiedene Netzverstärkungsmaßnahmen, einschließlich traditioneller Methoden, Photovoltaik-Integration und Energiespeicherung, auf die Netzleistung und Nachhaltigkeit zu bewerten. Die Ergebnisse dieser Forschung liefen wertvolle Einblicke in die Herausforderungen und Möglichkeiten des Übergangs zu einer widerstandsfähigeren und nachhaltigeren Energiezukunft in Marokko.
Anhand eines ländlichen Mittelspannungsnetzes in Souihla, Marokko, wurden drei Szenarien entwickelt, um die Auswirkungen der steigenden Nachfrage in den Jahren 2030 und 2040 abzuschätzen. Das erste Szenario konzentriert sich auf konventionelle Netzverstärkungsmaßnahmen, während das zweite Szenario die Integration von Energie aus PV-Anlagen in Haushalten untersucht. Das dritte Szenario untersucht die Integration von Speichersystemen und deren Auswirkungen auf den Netzausbau im Jahr 2030.
Die Simulation mit Photovoltaik-Anlagen zeigt eine Reduktion der Netzverstärkungsmaßnahmen im Vergleich zu den Szenarien ohne Solar Energie. Darüber hinaus führte die Einführung von Speichersystemen im Jahr 2030 zu einer deutlichen Reduktion der erforderlichen installierten Transformatorleistung und zu einer Entlastung von weniger Leitungen, was die entscheidende Rolle von Speichern bei der Stabilisierung der Netzspannung verdeutlicht.
Zusammenfassend unterstreichen die Ergebnisse die potenziellen Vorteile der Netzintegration von PV-Anlagen und Speichern. Diese Integration reduziert nicht nur den Bedarf an Transformatoren und der gesamten Netzinfrastruktur, sondern fördert auch ein effizienteres und nachhaltigeres Energiesystem. Darüber hinaus spielen Speichersysteme eine wichtige Rolle bei der Netzstabilisierung und können den Bedarf an zusätzlicher Infrastruktur minimieren
Reinstallation of the plant for formation of aerosols by homogeneous nucleation during evaporation
No full textAerosol formation during homogeneous nucleation through evaporation is a complex process that plays a crucial role in atmospheric aerosol formation, influencing cloud formation, precipitation, and air quality. In process engineering, an aerosol can be generated undesirably, for example during flue gas scrubbing or condensation. As a result, the pollutant is discharged from the process as fine particles in the gas and must be subsequently separated in a very complex and cost-intensive manner. On the other hand, some processes also aim to produce aerosols of a certain size and concentration which will be used, for example, in cosmetics and pharmaceuticals.
This thesis investigates the factors that influence aerosol formation during homogeneous nucleation through evaporation, focusing on the effects of temperature, different heights of a direct contact column, and gas-phase composition. The rate of homogeneous nucleation is strongly influenced by temperature and pressure. As temperature decreases, the energy barrier required for the formation of a critical nucleus decreases as well, leading to an escalation in nucleation rates. Similarly, elevated pressure conditions result in a higher concentration of gas-phase molecules, fostering collisions and subsequently augmenting nucleation rates. The role of pressure in homogeneous nucleation is closely tied to the concept of vapor pressure and the phase transition from liquid to gas. Certain gas-phase species, such as water vapor, exhibit a higher propensity for nucleation compared to others due to their favorable intermolecular interactions. The presence of these species can bolster aerosol formation during homogeneous nucleation. These findings offer valuable insights into the processes governing the formation and enlargement of aerosol particles in a technical process such as wettening , thereby contributing to a more comprehensive understanding of aerosol dynamics
4D printing of magnetoresponsive soft gripper and phenomenological approach for required magnetical actuation field
Get PDF4D printing is the next step in additive manufacturing. Magnetoresponsive materials facilitate the creation of gripping tools through 4D printing, allowing for structural changes in response to external stimuli. In this study, the structural change is manifested as motion, triggered by an external magnetic field. This technology offers significant advantages in medical and industrial applications, including the printing of life-like moving organ models for medical training and the development of actuators for use in explosive environments. Magnetoresponsive materials are programmed with a magnetic profile and actuated by an external magnetic field. A compound of strontium ferrite microparticles Sr Fe12 O19 (≤ 20μm) and an elastic polymer (thermoplastic copolyester) with a Hardness of Shore D 40 was produced. A star-shaped body was programmed and actuated by two permanent magnets, each of Br = 1.29 − 1.32T. As there is no analytical approach for calculating the required actuation flux density, one has been developed. The approach is verified experimentally by using a Hall probe. It is appropriate to set the field with a Helmholtz coil, despite the utilization of two permanent magnets. The use of a commercial fused filament fabrication printer for the processing of magnetoresponsive materials has been realized here for the first time. The main contributions are the short time constant (around ta = 0.1s) for actuation and the repeatability (around n = 200 actuation cycles) of the motion. The feasibility of multiple diverse reprogramming is a step forward in 4D printing. Hence, the post-print programming and the inhomogeneity of the field limit the ease of the presented method
Developing a Real-Time PCR based method for quantification of mycelial biomass in Aspergillus oryzae fermentation
No full textThis study explores the development of a quantitative PCR (qPCR) method for measuring fungal biomass in mixed fermentation of Aspergillus oryzae strains grown on soy okara. The research aimed to address the challenge of differentiating between fungal and plant biomass during the bioconversion of food industry by-products. Key steps included optimizing biomass harvesting techniques, developing a selective qPCR assay, and establishing a correlation between qPCR output and dry mycelial biomass.
A 100 µm strainer method was identified for reliable biomass harvesting. The qPCR assay development involved in-silico and in-vitro primer analysis, with the ITS5 and 58A2R primer pair selected. Despite challenges with high GC content affecting the melting curve, the assay was optimized for selectivity and sensitivity.
Correlation between qPCR copy number and dry mycelial biomass was established for A. oryzae WK and KS strains, with R² values of 0.9795 and 0.9326, respectively. This enabled the quantification of mycelial biomass throughout the fermentation process, revealing that after 48 hours, mycelial biomass accounted for 24.92% and 31.95% of the total mixed biomass for White Koji and Koji Shoyu strains, respectively.
Developed method provides a tool for monitoring fungal growth in mixed biomass systems, supporting research in sustainable food production and the valorization of food industry by-products through fungal fermentation.
Advancing On-Device Neural Network Training with TinyPropv2: Dynamic, Sparse, and Efficient Backpropagation
No full textThis study introduces EmbeddedTrain, an innovative algorithm optimized for on-device learning in deep neural networks, specifically designed for low-power microcontroller units. EmbeddedTrain refines sparse backpropagation by dynamically adjusting the level of sparity, including the ability to selectively skip training steps. This feature significantly lowers computational effort without substantially compromising accuracy. Our comprehensive evaluation across diverse datasets—CIFAR 10, CIFAR100, Flower, Food, Speech Command, MNIST, HAR, and DCASE2020—reveals that EmbeddedTrain achieves near-parity with full training methods, with an average accuracy drop of only around 1% in most cases. For instance, against full training, EmbeddedTrain’s accuracy drop is minimal, for example, only 0.82% on CIFAR 10 and 1.07% on CIFAR100. In terms of computational effort, EmbeddedTrain shows a marked reduction, requiring as little as 10% of the computational effort needed for full training in some scenarios, and consistently outperforms other sparse training methodologies. These findings underscore EmbeddedTrain’s capacity to efficiently manage computational resources while maintaining high accuracy, positioning it as an advantageous solution for advanced embedded device applications in the IoT ecosystem
Entwicklung einer fehlersicheren Automatisierungssoftware für die Erneuerung einer Acetontanklagerpumpe mit Kopplung zum Leitsystem
No full textWithin the scope of this thesis, the programming of a safety control system was carried out. The company Cerdia in Freiburg has decided to replace the aging safety control system of an acetone storage facility. Simultaneously, the pump unit of the tank will also be replaced. During the implementation of this project, various technical documents were created to be delivered to the client. The choice of hardware was made based on the characteristics of the installation. The programming of the safety control s ystem was done using Siemens' TIA Portal software with the Ladder Diagram (LD) language. Subsequently, using the Sistema software, the required Performance Level was determined. Various paths were tested to calculate the actual Performance Level of the system. Finally, to verify the proper functioning of the program, a complete simulation of the system was carried out, including tests of all the cases.Im Rahmen dieser Abschlussarbeit wurde die Programmierung einer
Sicherheitssteuerung durchgeführt. Das Unternehmen Cerdia in Freiburg hat beschlossen, die veraltete Sicherheitssteuerung einer Acetonlageranlage zu ersetzen. Gleichzeitig wird auch die Pumpeneinheit des Tanks ausgetauscht.
Während der Umsetzung dieses Projekts wurden verschiedene technische Dokumente erstellt, die dem Kunden geliefert werden sollen. Die Auswahl der Hardware erfolgte basierend auf den Merkmalen der Anlage. Die Programmierung der Sicherheitssteuerung wurde mit der TIA-Portal-Software von Siemens unter Verwendung der Kontaktplan (KOP)-Sprache durchgeführt. Anschließend wurde mit der Sistema-Software das erforderliche Performance Level bestimmt.
Verschiedene Pfade wurden getestet, um das tatsächliche Performance Level des Systems zu berechnen. Schließlich wurde zur Überprüfung des Programms eine vollständige Simulation des Systems durchgeführt, in der alle Fälle getestet wurden