Hochschulschriftenserver der TH Wildau
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Cloud basierte IEC 61131 Steuerungsdienste auf Basis von Webtechnologien
No full textIndustrie 4.0 bzw. IIoT stützt sich auf eine CPS zentrierten Automatisierungsstruktur. Damit ist nicht mehr ausgeschlossen, dass künftig zeit- und einsatzkritische Funktionen in eine Industrial Cloud ausgelagert werden. Grund dafür sind die Anforderungen aus Industrie 4.0, nach denen die Produktion der Zukunft auf selbstorganisierenden und wandelbaren Systemen basiert. Um auch in die prozessnahen Ebenen (Steuerung, Regelung) online und mit höchster Flexibilität eingreifen zu können, muss die IT-Kapselung der Steuerungsfunktionalität in einer Hardware aufgehoben werden, damit diese als Softwareinstanz in einer Cloud im Sinne einer Wandelbarkeit beeinflusst werden kann. Der Vortrag zeigt am Beispiel des Projekts CICS (Cloud-based Industrial Control Services), wie IEC61131-Steuerungsprogramme als Dienste in bzw. aus einer Cloud genutzt werden können. Steuerungsprogramm, Runtime-Maschine und E/A-Konfiguration werden dabei als separate und web-fähige Softwareinstanzen aus der klassischen SPS herausgelöst und flexibel in einer Cloud verteilt. Die Steuerungsausführung erfolgt je nach Bedarf client- und/oder server-basiert. Damit ergeben sich eine Reihe von Vorteilen für die Anwender wie Kosteneinsparungen bei Inbetriebnahme und Betrieb durch ortsunabhängigen und Cloud-basierten Service, flexible Bereitstellung von Steuerungsfunktionen für wandlungsfähige Produktion, Produktionsoptimierung durch bedarfsgerechte Nutzung effizienter Algorithmen, Unterstützung von Simulation für bessere Planung und Prozessoptimierung, verbesserter Herstellerservice u. a
Forschendes Lernen aus der Perspektive der Fachhochschulen
No full textDie Fachhochschulen in Deutschland haben eine eigene Erfolgsgeschichte und verstehen sich zunehmend als angewandt forschende Hochschulen. Allerdings besitzen sie kein Promotionsrecht, keinen grundständigen akademischen Mittelbau und aus ihrer Entstehungsgeschichte heraus eine sehr hohe Lehrbelastung für die Professor/innen.
Forschung ist jedoch heute nicht nur zur Bewältigung zukünftiger Herausforderungen notwendig, sondern auch für die Aktualität der Studieninhalte und der modernen, multimedialen Lehr- und Lernarrangements sowie zur Bewahrung eines wissenschaftlich fundierten (gesellschafts-)kritischen Denkens. Die Qualifikation der Studierenden als zukünftige Mitarbeiter/innen in Betrieben, öffentlicher Verwaltung und Institutionen muss durch die Hochschulen gesichert und an den Stand der Wissenschaft angepasst werden. Das Postulat der Einheit von Forschung und Lehre muss sich praktisch für die Studierenden umsetzen, indem sie selbst aktiv an der Wissenschaft teilnehmen. Dies ist insbesondere durch Forschendes Lernen möglich. Reale Drittmittelprojekte können besonders an Fachhochschulen als Ausgangspunkt eigenständiger, studentischer Projekte genutzt werden, um Studierende in der Lehre verstärkt in Forschungsprozesse, Wissenschaft und Wissensmanagement praktisch einzubinden. Die Integration von Forschen und Lernen an Fachhochschulen bedarf weiterer struktureller Unterstützung sowohl seitens der Hochschulleitung als auch seitens der Politik
Insights into Interprotein Electron Transfer of Human Cytochrome c Variants Arranged in Multilayer Architectures by Means of an Artificial Silica Nanoparticle Matrix
No full textThe redox behavior of proteins plays a crucial part in the design of bioelectronic systems. We have demonstrated several functional systems exploiting the electron exchange properties of the redox protein cytochrome c (cyt c) in combination with enzymes and photoactive proteins. The operation is based on an effective reaction at modified electrodes but also to a large extent on the capability of self-exchange between cyt c molecules in a surface-fixed state. In this context, different variants of human cyt c have been examined here with respect to an altered heterogeneous electron transfer (ET) rate in a monolayer on electrodes as well as an enhanced self-exchange rate while being incorporated in multilayer architectures. For this purpose, mutants of the wild-type (WT) protein have been prepared to change the chemical nature of the surface contact area near the heme edge. The structural integrity of the variants has been verified by NMR and UV–vis measurements. It is shown that the single-point mutations can significantly influence the heterogeneous ET rate at thiol-modified gold electrodes and that electroactive protein/silica nanoparticle multilayers can be constructed with all forms of human cyt c prepared. The kinetic behavior of electron exchange for the mutant proteins in comparison with that of the WT has been found altered in some multilayer arrangements. Higher self-exchange rates have been found for K79A. The results demonstrate that the position of the introduced change in the charge situation of cyt c has a profound influence on the exchange behavior. In addition, the behavior of the cyt c variants in assembled multilayers is found to be rather similar to the situation of cyt c self-exchange in solution verified by NMR
Provision of water by halite deliquescence for Nostoc commune biofilms under Mars relevant surface conditions
No full textMotivated by findings of new mineral related water sources for organisms under extremely dry conditions on Earth we studied in an interdisciplinary approach the water sorption behaviour of halite, soil component and terrestrial Nostoc commune biofilm under Mars relevant environmental conditions. Physicochemical methods served for the determination of water sorption equilibrium data and survival of heterotrophic bacteria in biofilm samples with different water contents was assured by recultivation. Deliquescence of halite provides liquid water at temperatures <273 K and may serve as water source on Mars during the morning stabilized by the CO2 atmosphere for a few hours. The protecting biofilm of N. commune is rather hygroscopic and tends to store water at lower humidity values. Survival tests showed that a large proportion of the Alphaproteobacteria dominated microbiota associated to N. commune is very desiccation tolerant and water uptake from saturated NaCl solutions (either by direct uptake of brine or adsorption of humidity) did not enhance recultivability in long-time desiccated samples. Still, a minor part can grow under highly saline conditions. However, the salinity level, although unfavourable for the host organism, might be for parts of the heterotrophic microbiota no serious hindrance for growing in salty Mars-like environments
Car2X-Kommunikation als Grundlage für Effizienz- und Assistenzfunktionen für den Verkehr der Zukunft
No full textFahrzeughersteller und Politik haben in den letzten Jahrzehnten durch konsequentes Handeln die Getöteten im Straßenverkehr erheblich reduziert und gleichzeitig dafür gesorgt, dass unsere Mobilität umweltschonender und auch komfortabler wurde. Im Vergleich zu den 1970er Jahren hat sich die Verkehrsleistung verdreifacht – im gleichen Zeitraum ging die Anzahl der Getöteten im Straßenverkehr jedoch um 80 % zurück. In Zeiten zunehmender Urbanisierung verändern sich Verkehr und auch das Mobilitätsverhalten. Zukünftige Fahrzeugfunktionen müssen dem Rechnung tragen. So kommt es insbesondere in Städten und Ballungsräumen zu einem erhöhten Verkehrsaufkommen. Intelligente Effizienzfunktionen arbeiten mit der Infrastruktur Hand in Hand und die Fahrzeuge kooperieren untereinander, um den Verkehr auch zukünftig flüssig zu halten und Lärm und Emissionen weiter zu senken. Es ergeben sich dabei auch Assistenzfunktionen mit Aspekten der Verkehrssicherheit – besonders im urbanen Umfeld steht dabei die Vermeidung von Unfällen im Vordergrund. Um diese Ziele zu erreichen, ist die Einführung neuartiger Technologien notwendig. Die Car2X-Kommunikation bietet dabei die Möglichkeit des Austauschs von Informationen, sowohl zwischen Fahrzeugen, als auch zwischen Fahrzeugen und der Infrastruktur und bildet damit die Grundlage für ein vernetztes, intelligentes Verkehrssystem. In diesem Paper wird die Car2X-Technologie mit ihren Anforderungen für eine Einführung vorgestellt und Vorschläge für die Umsetzung des intelligenten Verkehrssystems im urbanen Umfeld gegeben. Darüber hinaus werden Funktionen vorgestellt, die Car2X-Kommunikation nutzen, um das Fahren in der Stadt effizienter, komfortabler und sicherer zu gestalten. Dabei werden zunächst Funktionen vorgestellt, die helfen, den Verkehrsfluss zu verbessern und Emissionen zu senken, indem sie Informationen intelligenter Lichtsignalanlagen für die Längsregelung nutzen und damit kooperativ werden. Im Anschluss werden Fahrzeugfunktionen vorgestellt, die einen Beitrag zum sichereren Fahren in der Stadt leisten
3D through silicon via profile metrology based on spectroscopic reflectometry for SOI applications
No full textThrough-silicon via (TSV) technology is a key feature for 3D circuit integration. TSVs are formed by etching a vertical via and filling them with a conductive material for creation of interconnections which go through the silicon or silicon-on-insulator (SOI) wafer. The Bosch etch process on Deep Reactive Ion Etching (DRIE) is commonly used for this purpose. The etch profile defined by the critical dimensions (CDs) at the top and at the bottom, by the depth and by the scallop size on the sidewall needs to be monitored and well controlled.
In this work a nondestructive 3D metrology of deeply-etched structures with an aspect ratio of more than 10 and patterns with lateral dimensions from 2 to 7 μm in SOI wafer is proposed. Spectroscopic reflectometry in the spectral range of 250-800 nm using a production metrology tool was applied. The depth determinations based on different algorithms are compared.
The Pearson correlation coefficient between measured and calculated reflection is suggested as the most appropriate method. A simple method for top CD evaluation is proposed by the measurement of reflection and using the polynomial approximation of reflection versus TSV filling coefficient which is determined as ratio of CD to pitch. The 3D RCWA simulations confirm this dependence
Partially slotted silicon ring resonator covered with electro-optical polymer
No full textIn this work, we present for the first time a partially slotted silicon ring resonator (PSRR) covered with an electro-optical polymer (Poly[(methyl methacrylate)-co-(Disperse Red 1 acrylate)]). The PSRR takes advantage of both a highly efficient vertical slot waveguide based phase shifter and a low loss strip waveguide in a single ring. The device is realized on 200 mm silicon-on-insulator wafers using 248 nm DUV lithography and covered with the electro-optic polymer in a post process. This silicon-organic hybrid ring resonator has a small footprint, high optical quality factor, and high DC device tunability. A quality factor of up to 105 and a DC device tunability of about 700 pm/V is experimentally demonstrated in the wavelength range of 1540 nm to 1590 nm. Further, we compare our results with state-of-the-art silicon-organic hybrid devices by determining the poling efficiency. It is demonstrated that the active PSRR is a promising candidate for efficient optical switches and tunable filters
What Drives the Success of Pop-Up Stores?
No full textPop-up stores are considered an alternative or a further development of the pioneering flagship store concept. They describe a temporary store concept that displays products in an unexpected way to attract the consumers’ attention (Hutter 2013). So far, this store format has mainly been applied to the USA and the UK, and has been insufficiently studied. This paper summarizes interim results of a pilot study on pop-up stores, which focuses on identifying factors for their success.Pop-up Stores stellen eine konzeptionelle Weiterentwicklung von Flagship Stores dar. Pop-Up Stores beschreiben ein zeitlich limitiertes Storekonzept, bei dem Produkte in einer ungewöhnlichen und finanziell erschwinglichen Art und Weise dem Kunden präsentiert werden (Hutter 2013). Bislang wird dieses neuartige Storekonzept überwiegend in den USA und in UK praktiziert und wissenschaftlich diskutiert. Der vorliegende Beitrag fasst erste Zwischenergebnisse einer Pilotstudie zu den Erfolgsfaktoren von Pop-up Stores zusammen
CMPLServer - An open source approach for distributed and grid optimisation
No full textThis paper describes CMPLServer, an XML-RPC-based web service for distributed and grid optimisation for CMPL (Coin|Coliop Mathematical Programming Language) which is a mathematical programming language as well as a system for mathematical programming and optimisation of linear optimisation problems