@article{UlmerBraunChengetal.2020, author = {Ulmer, Jessica and Braun, Sebastian and Cheng, Chi-Tsun and Dowey, Steve and Wollert, J{\"o}rg}, title = {Human-Centered Gamification Framework for Manufacturing Systems}, series = {Procedia CIRP}, volume = {93}, journal = {Procedia CIRP}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {2212-8271}, doi = {10.1016/j.procir.2020.04.076}, pages = {670 -- 675}, year = {2020}, abstract = {While bringing new opportunities, the Industry 4.0 movement also imposes new challenges to the manufacturing industry and all its stakeholders. In this competitive environment, a skilled and engaged workforce is a key to success. Gamification can generate valuable feedbacks for improving employees' engagement and performance. Currently, Gamification in workspaces focuses on computer-based assignments and training, while tasks that require manual labor are rarely considered. This research provides an overview of Enterprise Gamification approaches and evaluates the challenges. Based on that, a skill-based Gamification framework for manual tasks is proposed, and a case study in the Industry 4.0 model factory is shown.}, language = {en} } @article{UlmerBraunChengetal.2022, author = {Ulmer, Jessica and Braun, Sebastian and Cheng, Chi-Tsun and Dowey, Steve and Wollert, J{\"o}rg}, title = {Gamification of virtual reality assembly training: Effects of a combined point and level system on motivation and training results}, series = {International Journal of Human-Computer Studies}, volume = {165}, journal = {International Journal of Human-Computer Studies}, number = {Art. No. 102854}, publisher = {Elsevier}, address = {Amsterdam}, issn = {1071-5819}, doi = {10.1016/j.ijhcs.2022.102854}, year = {2022}, abstract = {Virtual Reality (VR) offers novel possibilities for remote training regardless of the availability of the actual equipment, the presence of specialists, and the training locations. Research shows that training environments that adapt to users' preferences and performance can promote more effective learning. However, the observed results can hardly be traced back to specific adaptive measures but the whole new training approach. This study analyzes the effects of a combined point and leveling VR-based gamification system on assembly training targeting specific training outcomes and users' motivations. The Gamified-VR-Group with 26 subjects received the gamified training, and the Non-Gamified-VR-Group with 27 subjects received the alternative without gamified elements. Both groups conducted their VR training at least three times before assembling the actual structure. The study found that a level system that gradually increases the difficulty and error probability in VR can significantly lower real-world error rates, self-corrections, and support usages. According to our study, a high error occurrence at the highest training level reduced the Gamified-VR-Group's feeling of competence compared to the Non-Gamified-VR-Group, but at the same time also led to lower error probabilities in real-life. It is concluded that a level system with a variable task difficulty should be combined with carefully balanced positive and negative feedback messages. This way, better learning results, and an improved self-evaluation can be achieved while not causing significant impacts on the participants' feeling of competence.}, language = {en} } @masterthesis{Schnitzler2022, type = {Bachelor Thesis}, author = {Schnitzler, Nora}, title = {Identifikation und Bewertung geeigneter Mikrostrukturierungen zum Schutz von Biohybridbeschichtungen von Zahnimplantaten vor Abrasion beim Z{\"a}hneputzen}, publisher = {FH Aachen}, address = {Aachen}, school = {Fachhochschule Aachen}, pages = {67 S.}, year = {2022}, abstract = {Die Oberfl{\"a}chen dentaler Implantate sind definiert durch eine raue Oberfl{\"a}che, um die Integration in den menschlichen Knochen zu optimieren. Entz{\"u}ndungen des umgebenden Zahnfleisches z{\"a}hlen dabei zu den h{\"a}ufigsten Komplikationen nach einer Implantation. Diese Entz{\"u}ndungen entstehen haupts{\"a}chlich durch bakterielle Infektionen des Weichgewebes an der Implantations-Stelle. Die raue Oberfl{\"a}che tr{\"a}gt jedoch zu einer solchen Infektion bei. Da der Implantat-Kopf zum Teil aus dem Knochen herausragt, erfolgt beispielsweise beim Z{\"a}hneputzen eine Freilegung der Implantat-Oberfl{\"a}che. Die durch die Rauheit vergr{\"o}ßerte Oberfl{\"a}che bietet dabei ideale Voraussetzungen f{\"u}r eine Bakterienansiedlung. In der aktuellen Forschung steht die Entwicklung einer Oberfl{\"a}che im Vordergrund, die eine antibakterielle Funktionalisierung erzeugt. Diese verhindert die Bakterienansiedlung und wirkt einer Entz{\"u}ndung entgegen. Um die Beschichtung vor Verschleiß zu sch{\"u}tzen und ihre Lebensdauer der antibakteriellen Wirkung zu erh{\"o}hen, ist es m{\"o}glich die Oberfl{\"a}che mit einer Mikrostruktur zu versehen. Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Identifikation geeigneter Mikrostrukturierungen, die der antibakteriellen Beschichtung einen optimalen Schutz vor Verschleiß bieten. Am Beispiel von Titan-Zahnimplantaten wird der Schutz der aufgetragenen Biohybridbeschichtung gegen abrasiven Verschleiß untersucht. Im Vorfeld wird eine Analyse der fertigungstechnischen M{\"o}glichkeiten mit Blick auf dentale Implantate und Mikrostrukturen durchgef{\"u}hrt, um das ein passendes Verfahren zu identifizieren. Die Analogiebauteile als Probenk{\"o}rper werden, mithilfe des zuvor ausgew{\"a}hlten Verfahrens, mit verschiedenen Mikrostrukturen versehen. Im Rahmen einer Versuchsdurchf{\"u}hrung, die die mechanische Belastung bei einem Zahnputzdurchgang imitiert, werden die verschiedenen Mikrostrukturen auf ihre Eignung f{\"u}r diese Anwendung {\"u}berpr{\"u}ft. Ein Vorversuch dient zur Identifizierung eines geeigneten Ankerpeptids, welches den bindenden Bestandteil der Biohybridbeschichtung darstellt. Aus drei zuvor ausgew{\"a}hlten Ankerpeptiden wird das mit der besten Adh{\"a}sionsf{\"a}higkeit herausgestellt. Im finalen Versuchsdurchlauf wird das Ankerpeptid auf die Oberfl{\"a}chen, die mit den Mikrostrukturen versehen sind, aufgetragen. Dabei ist das Ziel eine Mikrostruktur herauszustellen, die den h{\"o}chstm{\"o}glichen Schutz bietet. Durch eine Fluoreszenzpr{\"u}fung mithilfe eines Flourescence Plate Readers wird jede Kombination nach den Belastungsversuchen auf den Restanteil der Beschichtung {\"u}berpr{\"u}ft. Das Ergebnis stellt eine Mikrostruktur dar, die den bestm{\"o}glichen Schutz bietet. Dies ist erkennbar durch den h{\"o}chsten Anteil an Restbeschichtung. Eine Strukturierung mit sogenannten Micro-Grooves in Kombination mit dem MacHis-Ankerpeptid erzielte in der Analyse der Belastungssimulationen die besten Ergebnisse bez{\"u}glich des Schutzes der Beschichtung. Durch die Versuche best{\"a}tigte sich eine weitere Annahme. Die Strukturierung der Oberfl{\"a}che erzielt einen deutlich h{\"o}heren Schutz im Vergleich zu einer unstrukturierten Oberfl{\"a}che. Zudem hat sich herausgestellt, dass eine Beschichtung mit dem sogenannten PEO-Verfahren eine deutlich gr{\"o}ßere Adh{\"a}sion der Biohybridbeschichtung erzielt. Dies wird jedoch Thema weiterf{\"u}hrender Forschungen sein und kein Bestandteil der vorliegenden Arbeit.}, language = {de} } @article{PfaffEnningSutter2022, author = {Pfaff, Raphael and Enning, Manfred and Sutter, Stefan}, title = {A risk‑based approach to automatic brake tests for rail freight service: incident analysis and realisation concept}, series = {SN Applied Sciences}, volume = {4}, journal = {SN Applied Sciences}, number = {4}, publisher = {Springer}, address = {Cham}, issn = {2523-3971}, doi = {10.1007/s42452-022-05007-x}, pages = {1 -- 14}, year = {2022}, abstract = {This study reviews the practice of brake tests in freight railways, which is time consuming and not suitable to detect certain failure types. Public incident reports are analysed to derive a reasonable brake test hardware and communication architecture, which aims to provide automatic brake tests at lower cost than current solutions. The proposed solutions relies exclusively on brake pipe and brake cylinder pressure sensors, a brake release position switch as well as radio communication via standard protocols. The approach is embedded in the Wagon 4.0 concept, which is a holistic approach to a smart freight wagon. The reduction of manual processes yields a strong incentive due to high savings in manual labour and increased productivity.}, language = {en} } @inproceedings{AdenackerGerhardsOttenetal.2021, author = {Adenacker, J. and Gerhards, Benjamin and Otten, Christian and Schleser, Markus}, title = {Laserstrahlschweißen von Aluminium-Kupfer-Werkstoffkombinationen f{\"u}r die Elektromobilit{\"a}t}, series = {DVS CONGRESS 2021}, booktitle = {DVS CONGRESS 2021}, publisher = {DVS Media GmbH}, address = {D{\"u}sseldorf}, isbn = {978-3-96144-146-4}, pages = {31 -- 38}, year = {2021}, language = {de} } @article{ZabirovSchleserBucherer2021, author = {Zabirov, Alexander and Schleser, Markus and Bucherer, Sebastian}, title = {F{\"u}ge- und Dichtkonzept f{\"u}r einen Leichtbauverbrennungsmotor}, series = {adh{\"a}sion KLEBEN \& DICHTEN}, volume = {65}, journal = {adh{\"a}sion KLEBEN \& DICHTEN}, number = {11}, publisher = {Springer Nature}, address = {Cham}, issn = {2192-8681}, doi = {10.1007/s35145-021-0531-5}, pages = {12 -- 19}, year = {2021}, language = {de} } @article{BraunChengDoweyetal.2021, author = {Braun, Sebastian and Cheng, Chi-Tsun and Dowey, Steve and Wollert, J{\"o}rg}, title = {Performance evaluation of skill-based order-assignment in production environments with multi-agent systems}, series = {IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics}, journal = {IEEE Journal of Emerging and Selected Topics in Industrial Electronics}, number = {Early Access}, publisher = {IEEE}, address = {New York}, issn = {2687-9735}, doi = {10.1109/JESTIE.2021.3108524}, year = {2021}, abstract = {The fourth industrial revolution introduces disruptive technologies to production environments. One of these technologies are multi-agent systems (MASs), where agents virtualize machines. However, the agent's actual performances in production environments can hardly be estimated as most research has been focusing on isolated projects and specific scenarios. We address this gap by implementing a highly connected and configurable reference model with quantifiable key performance indicators (KPIs) for production scheduling and routing in single-piece workflows. Furthermore, we propose an algorithm to optimize the search of extrema in highly connected distributed systems. The benefits, limits, and drawbacks of MASs and their performances are evaluated extensively by event-based simulations against the introduced model, which acts as a benchmark. Even though the performance of the proposed MAS is, on average, slightly lower than the reference system, the increased flexibility allows it to find new solutions and deliver improved factory-planning outcomes. Our MAS shows an emerging behavior by using flexible production techniques to correct errors and compensate for bottlenecks. This increased flexibility offers substantial improvement potential. The general model in this paper allows the transfer of the results to estimate real systems or other models.}, language = {en} } @inproceedings{KesslerBalcGebhardtetal.2017, author = {Kessler, Julia and Balc, Nicolae and Gebhardt, Andreas and Abbas, Karim}, title = {Basic research on lattice structures focused on the reliance of the cross sectional area and additional coatings}, series = {The 4th International Conference on Computing and Solutions in Manufacturing Engineering 2016 - CoSME'16}, booktitle = {The 4th International Conference on Computing and Solutions in Manufacturing Engineering 2016 - CoSME'16}, edition = {Vol. 94}, doi = {10.1051/matecconf/20179403008}, pages = {7 S.}, year = {2017}, language = {en} } @article{Wollert2016, author = {Wollert, J{\"o}rg}, title = {OS-Funktionalit{\"a}t ohne OS f{\"u}r das IoT}, series = {Design \& Elektronik}, journal = {Design \& Elektronik}, number = {11}, publisher = {WEKA-Fachmedien}, address = {M{\"u}nchen}, issn = {0933-8667}, pages = {85 -- 90}, year = {2016}, abstract = {Low-end-Embedded-Plattformen stellen eine hohe Anforderung an die Entscheidungsf{\"a}higkeit des Entwicklers: Zum n{\"a}chstgr{\"o}ßeren Prozessor greifen und ein Betriebssystem benutzen oder doch besser auf das Betriebssystem verzichten? Die Frage l{\"a}sst sich einfach beantworten: Einen Nanokernel verwenden und das Embedded-System mit einem minimalen Footprint realisieren. Adam Dunkels Protothreads sind eine ausgesprochen effiziente Art, Mikrocontroller gut strukturiert zu programmieren und gleichzeitig auf Overhead zu verzichten. So k{\"o}nnen auch mit kleinen 8-bit-Prozessoren anspruchsvolle Aufgaben in einem Thread-Modell bearbeitet werden. Man muss also nicht immer das Rad neu erfinden oder gleich auf Linux-basierte Systeme zur{\"u}ckgreifen.}, language = {de} } @article{Thomas2016, author = {Thomas, Axel}, title = {Genussrechte als Instrument der Unternehmensfinanzierung von kommunalen Wohnungs- baugesellschaften}, series = {VM Verwaltung und Management}, volume = {22}, journal = {VM Verwaltung und Management}, number = {6}, publisher = {Nomos}, address = {Baden-Baden}, issn = {0947-9856}, doi = {10.5771/0947-9856-2016-6-322}, pages = {322 -- 327}, year = {2016}, abstract = {Die kommunalen Wohnungsbaugesellschaften und ihr Gesch{\"a}ftszweck bzw. Versorgungsauftrag erfahren aus gesamtgesellschaftlichen Gr{\"u}nden aktuell einen erheblichen Bedeutungszuwachs. Der kommunale Wohnungsbau soll und muss intensiviert werden, da z.B. zunehmend Wohnungsbindungen auslaufen. Bezahlbare Neubauten fehlen speziell Familien, Senioren, Studenten und Fl{\"u}chtlingen. Um das Investitionsvolumen zu bew{\"a}ltigen, bedarf es nicht nur der F{\"o}rderkredite, sondern auch der Zuf{\"u}hrung „frischen Kapitals". Der Beitrag stellt dar, dass Genussrechte ein interessantes und oft unbekanntes Finanzierungsinstrument f{\"u}r kommunale Wohnungsbaugesellschaften mit passgenauen Ausgestaltungsm{\"o}glichkeiten sind. Mit Hilfe von Genussrechten k{\"o}nnen die notwendigen Neubau-Investitionen solide mit Quasi-Eigenkapital unterlegt werden und den sozialen Wohnungsbau wiederbeleben. Genussrechte als Hybridkapital lassen sich mangels gesetzlicher Eingrenzung exakt und individuell ebenso an die Bed{\"u}rfnisse der kommunalen Wohnungsbaugesellschaft anpassen wie an die der Gesellschafter und des jeweiligen Neubauvorhabens.}, language = {de} }