TY - THES A1 - Nordmann, Alexander T1 - Prozessüberwachung beim Werkzeugschleifen von WC-Co Hartmetallschaftfräsern Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - RPRT A1 - Ghinaiya, Jagdishkumar A1 - Lehmann, Thomas Martin A1 - Göttsche, Joachim T1 - LOCAL+ – ein kreislauffähiger Holzmodulbau mit nachhaltigem Energie- und Wohnraumkonzept T2 - Bauphysik N2 - Mit dem Beitrag des Teams der FH Aachen zum SDE 21/22 wird im Projekt LOCAL+ ein kreislauffähiger Holzmodulbau mit einem innovativen Wohnraumkonzept geplant und umgesetzt. Ziel dieses Konzeptes ist die Verringerung des stetig steigenden Wohnflächenbedarfs durch ein Raum-in-Raum Konzept. Gebäudetechnisch wird in dem Projekt nicht nur das Einzelgebäude betrachtet, sondern unter Berücksichtigung des Gebäudebestandes wird für das Quartier ein innovatives und nachhaltiges Energiekonzept entwickelt. Ein zentrales Wasserstoffsystem ist für ein Quartier geplant, um den Stromverbrauch aus dem Netz im Winter zu reduzieren. Zentraler Bestandteil des TGA-Konzepts ist ein unterirdischer Eisspeicher, eine PVT und eine Wärmepumpe mit intelligenter Regelstrategie. Ein Teil des neuen Gebäudes (Design Challenge DC) wird in Wuppertal als Hausdemonstrationseinheit (HDU) präsentiert. Eine hygrothermische Simulation der HDU wurde mit der WUFI-Software durchgeführt. Da im Innenraum Lehmmodule und -platten als Feuchtigkeitspuffer verwendet werden, spielen die Themen Feuchtigkeit, Holzfäule und Schimmelwachstum eine wichtige Rolle. KW - Energiekonzept KW - Gesamtwassergehalt KW - Feuchtigkeit KW - Verdunstungskälte KW - energy concept Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1002/bapi.202200010 SN - 0171-5445 (Print) SN - 1437-0980 (Online) VL - 44 IS - 3 SP - 136 EP - 142 PB - Ernst & Sohn CY - Hoboken ER - TY - JOUR A1 - Bernau, C. R. A1 - Knödler, Matthias A1 - Emonts, Jessica A1 - Jäpel, Ronald Colin A1 - Buyel, Johannes Felix T1 - The use of predictive models to develop chromatography-based purification processes JF - Frontiers in Bioengineering and Biotechnology N2 - Chromatography is the workhorse of biopharmaceutical downstream processing because it can selectively enrich a target product while removing impurities from complex feed streams. This is achieved by exploiting differences in molecular properties, such as size, charge and hydrophobicity (alone or in different combinations). Accordingly, many parameters must be tested during process development in order to maximize product purity and recovery, including resin and ligand types, conductivity, pH, gradient profiles, and the sequence of separation operations. The number of possible experimental conditions quickly becomes unmanageable. Although the range of suitable conditions can be narrowed based on experience, the time and cost of the work remain high even when using high-throughput laboratory automation. In contrast, chromatography modeling using inexpensive, parallelized computer hardware can provide expert knowledge, predicting conditions that achieve high purity and efficient recovery. The prediction of suitable conditions in silico reduces the number of empirical tests required and provides in-depth process understanding, which is recommended by regulatory authorities. In this article, we discuss the benefits and specific challenges of chromatography modeling. We describe the experimental characterization of chromatography devices and settings prior to modeling, such as the determination of column porosity. We also consider the challenges that must be overcome when models are set up and calibrated, including the cross-validation and verification of data-driven and hybrid (combined data-driven and mechanistic) models. This review will therefore support researchers intending to establish a chromatography modeling workflow in their laboratory. KW - biopharmaceutical production process KW - Data-driven models KW - downstream processing design KW - experiment quality KW - hybrid model validation Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.3389/fbioe.2022.1009102 SN - 2296-4185 (online-ressource) IS - 10 PB - Frontiers Media CY - Lausanne ER - TY - JOUR A1 - Bandlitz, Stefan A1 - Nakhoul, Makram A1 - Kotliar, Konstantin T1 - Daily variations of corneal white-to-white diameter measured with different methods JF - Clinical and experimental optometry N2 - Purpose: A precise determination of the corneal diameter is essential for the diagnosis of various ocular diseases, cataract and refractive surgery as well as for the selection and fitting of contact lenses. The aim of this study was to investigate the agreement between two automatic and one manual method for corneal diameter determination and to evaluate possible diurnal variations in corneal diameter. Patients and Methods: Horizontal white-to-white corneal diameter of 20 volunteers was measured at three different fixed times of a day with three methods: Scheimpflug method (Pentacam HR, Oculus), placido based topography (Keratograph 5M, Oculus) and manual method using an image analysis software at a slitlamp (BQ900, Haag-Streit). Results: The two-factorial analysis of variance could not show a significant effect of the different instruments (p = 0.117), the different time points (p = 0.506) and the interaction between instrument and time point (p = 0.182). Very good repeatability (intraclass correlation coefficient ICC, quartile coefficient of dispersion QCD) was found for all three devices. However, manual slitlamp measurements showed a higher QCD than the automatic measurements with the Keratograph 5M and the Pentacam HR at all measurement times. Conclusion: The manual and automated methods used in the study to determine corneal diameter showed good agreement and repeatability. No significant diurnal variations of corneal diameter were observed during the period of time studied. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.2147/OPTO.S360651 SN - 0816-4622 IS - 14 SP - 173 EP - 181 PB - Taylor & Francis CY - London ER - TY - THES A1 - Schnitzler, Nora T1 - Identifikation und Bewertung geeigneter Mikrostrukturierungen zum Schutz von Biohybridbeschichtungen von Zahnimplantaten vor Abrasion beim Zähneputzen N2 - Die Oberflächen dentaler Implantate sind definiert durch eine raue Oberfläche, um die Integration in den menschlichen Knochen zu optimieren. Entzündungen des umgebenden Zahnfleisches zählen dabei zu den häufigsten Komplikationen nach einer Implantation. Diese Entzündungen entstehen hauptsächlich durch bakterielle Infektionen des Weichgewebes an der Implantations-Stelle. Die raue Oberfläche trägt jedoch zu einer solchen Infektion bei. Da der Implantat-Kopf zum Teil aus dem Knochen herausragt, erfolgt beispielsweise beim Zähneputzen eine Freilegung der Implantat-Oberfläche. Die durch die Rauheit vergrößerte Oberfläche bietet dabei ideale Voraussetzungen für eine Bakterienansiedlung. In der aktuellen Forschung steht die Entwicklung einer Oberfläche im Vordergrund, die eine antibakterielle Funktionalisierung erzeugt. Diese verhindert die Bakterienansiedlung und wirkt einer Entzündung entgegen. Um die Beschichtung vor Verschleiß zu schützen und ihre Lebensdauer der antibakteriellen Wirkung zu erhöhen, ist es möglich die Oberfläche 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 Möglichkeiten mit Blick auf dentale Implantate und Mikrostrukturen durchgeführt, um das ein passendes Verfahren zu identifizieren. Die Analogiebauteile als Probenkörper werden, mithilfe des zuvor ausgewählten Verfahrens, mit verschiedenen Mikrostrukturen versehen. Im Rahmen einer Versuchsdurchführung, die die mechanische Belastung bei einem Zahnputzdurchgang imitiert, werden die verschiedenen Mikrostrukturen auf ihre Eignung für diese Anwendung überprüft. Ein Vorversuch dient zur Identifizierung eines geeigneten Ankerpeptids, welches den bindenden Bestandteil der Biohybridbeschichtung darstellt. Aus drei zuvor ausgewählten Ankerpeptiden wird das mit der besten Adhäsionsfähigkeit herausgestellt. Im finalen Versuchsdurchlauf wird das Ankerpeptid auf die Oberflächen, die mit den Mikrostrukturen versehen sind, aufgetragen. Dabei ist das Ziel eine Mikrostruktur herauszustellen, die den höchstmöglichen Schutz bietet. Durch eine Fluoreszenzprüfung mithilfe eines Flourescence Plate Readers wird jede Kombination nach den Belastungsversuchen auf den Restanteil der Beschichtung überprüft. Das Ergebnis stellt eine Mikrostruktur dar, die den bestmöglichen Schutz bietet. Dies ist erkennbar durch den höchsten Anteil an Restbeschichtung. Eine Strukturierung mit sogenannten Micro-Grooves in Kombination mit dem MacHis-Ankerpeptid erzielte in der Analyse der Belastungssimulationen die besten Ergebnisse bezüglich des Schutzes der Beschichtung. Durch die Versuche bestätigte sich eine weitere Annahme. Die Strukturierung der Oberfläche erzielt einen deutlich höheren Schutz im Vergleich zu einer unstrukturierten Oberfläche. Zudem hat sich herausgestellt, dass eine Beschichtung mit dem sogenannten PEO-Verfahren eine deutlich größere Adhäsion der Biohybridbeschichtung erzielt. Dies wird jedoch Thema weiterführender Forschungen sein und kein Bestandteil der vorliegenden Arbeit. Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Vu, Tuan Dat T1 - Objekterkennung und Schienenerkennung in der Schienenfahrzeugtechnik Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Nicolay, Victoria T1 - Shaping the future of gender equality N2 - Die Thematik um die Gleichberechtigung von Mann und Frau ist eine hoch aktuelle und wird die Gesellschaft auch in Zukunft weiterhin beschäftigen. Probleme bestehen dabei überall auf der Welt, unterscheiden sich jedoch grundlegend. Obwohl die Voraussetzungen global andere sind, ist das Ziel das gleiche. Die Gleichberechtigung von Mann und Frau. Mit Equality Help entsteht eine Möglichkeit, individuelle Lösungen und Hilfestellungen für jede:n einzelne:n Nutzer:in zu finden. Entscheidend ist dabei die Zusammenarbeit von Wirtschaft, Gesellschaft und Hilfsorganisationen. Mit Hilfe der Digitalisierung kann ein globaler Austausch stattfinden, sowie effizient Prozesse erleichtert werden und für die Thematik sensibilisiert werden. Ziel ist es, Betroffenen zu helfen, als auch jeden Einzelnen in Verantwortung zu nehmen um den gesellschaftlichen Wandel positiv zu beeinflussen.  KW - Gleichberechtigung KW - Hilfsangebote KW - Austausch KW - Digitalisierung KW - Gesellschaft Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Keller, Simon Mark T1 - Risikoanalyse einer bordautonomen Schienenfahrzeugortung mittels GNSS N2 - Bei Schienenfahrzeugen, die mit dem Zugsicherungssystem ETCS betrieben sind, wird die Odometrie durch eine diskrete Ortung mittels physischen Balisen zurückgesetzt. Diese Arbeit befasst sich mit der Innovation von virtuellen Balisen. Virtuelle Balisen, können eingesetzt werden, um physische, im Gleisbett montierte Balisen zu ersetzen. Durch den Einsatz von virtuellen Balisen soll der Infrastrukturausbau von ETCS vorangetrieben werden, indem sie als virtuelle Komponente auf Schienenfahrzeugen eingesetzt werden. Im Rahmen dieser Arbeit wird die Fragestellung beantwortet, ob eine bordautonome Zugortung mittels virtuellen Balisen in einem ausgewählten Szenario mit einem akzeptablen Risiko verbunden ist? Das Szenario besteht aus einem Schienenfahrzeug, welches mit dem Zugsicherungssystem ETCS Level 2 auf einer eingleisigen Nebenstrecke betreiben wird. Hierzu werden zunächst die Grundlagen von ETCS und der satellitenbasierten Ortung erläutert. Des Weiteren werden die Grundlagen des CSM Prozesses und der expliziten Risikoabschätzung eingeführt. Aufbauend auf diesen Grundlagen wird der CSM Prozess angewandt und dabei eine Systemdefinition mit den Schnittstellen des Systems zur Umwelt erstellt. Mit der Hazop-Methode werden die Gefährdungen der Schnittstellen erfasst und beurteilt. Die sicherheitsrelevanten Gefährdungen werden in einer FMEA bewertet. In der folgenden Diskussion werden sicherheitsrelevante Gefährdungen nochmals betrachtet. Das Ergebnis der Arbeit ist, dass im ausgewählten Szenario, unter der Verwendung der CSM-Prozesse und der industriell anerkannten Methoden Hazop und FMEA, die Integration der Board-autonomen-Ortung mit einem akzeptablen Risiko verbunden ist. Y1 - 2022 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Nelles, Charlene T1 - Brain Hack N2 - Protagonistin des Films ist Cassandra Becker, eine 25-jährige Informatikstudentin und Mitglied der Hackerorganisation PFABW (Progress For a Better World). Sie hat es sich zum Ziel gesetzt, die Welt zu einem besseren Ort zu machen. Sie legt sich allerdings mit den falschen Leuten an und wird für die Verbreitung eines zerstörerischen Computervirus verantwortlich gemacht, der gesundheitliche Folgen für den Menschen mit sich bringt. Sie und ihr bester Freund Jake Fischer haben bei einem PFABW-Mitglied Zuflucht gefunden. Dort versuchen sie gemeinsam herauszufinden, was es mit dem mysteriösen Virus auf sich hat. KW - Freundschaft KW - Schuld KW - Liebe KW - IT KW - Hacker Y1 - 2022 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Schuba, Marko A1 - Höfken, Hans-Wilhelm T1 - Cybersicherheit in Produktion, Automotive und intelligenten Gebäuden T2 - IT-Sicherheit - Technologien und Best Practices für die Umsetzung im Unternehmen Y1 - 2022 SN - 978-3-446-47223-5 SN - 978-3-446-47347-8 U6 - https://doi.org/10.3139/9783446473478.012 SP - 193 EP - 218 PB - Carl Hanser Verlag CY - München ER - TY - CHAP A1 - Tamaldin, Noreffendy A1 - Mansor, Muhd Rizuan A1 - Mat Yamin, Ahmad Kamal A1 - Bin Abdollah, Mohd Fadzli A1 - Esch, Thomas A1 - Tonoli, Andrea A1 - Reisinger, Karl Heinz A1 - Sprenger, Hanna A1 - Razuli, Hisham ED - Bin Abdollah, Mohd Fadzli ED - Amiruddin, Hilmi ED - Singh, Amrik Singh Phuman ED - Munir, Fudhail Abdul ED - Ibrahim, Asriana T1 - Development of UTeM United Future Fuel Design Training Center Under Erasmus+ United Program T2 - Proceedings of the 7th International Conference and Exhibition on Sustainable Energy and Advanced Materials (ICE-SEAM 2021), Melaka, Malaysia N2 - The industrial revolution IR4.0 era have driven many states of the art technologies to be introduced especially in the automotive industry. The rapid development of automotive industries in Europe have created wide industry gap between European Union (EU) and developing countries such as in South-East Asia (SEA). Indulging this situation, FH Joanneum, Austria together with European partners from FH Aachen, Germany and Politecnico Di Torino, Italy is taking initiative to close the gap utilizing the Erasmus+ United grant from EU. A consortium was founded to engage with automotive technology transfer using the European ramework to Malaysian, Indonesian and Thailand Higher Education Institutions (HEI) as well as automotive industries. This could be achieved by establishing Engineering Knowledge Transfer Unit (EKTU) in respective SEA institutions guided by the industry partners in their respective countries. This EKTU could offer updated, innovative, and high-quality training courses to increase graduate’s employability in higher education institutions and strengthen relations between HEI and the wider economic and social environment by addressing Universityindustry cooperation which is the regional priority for Asia. It is expected that, the Capacity Building Initiative would improve the quality of higher education and enhancing its relevance for the labor market and society in the SEA partners. The outcome of this project would greatly benefit the partners in strong and complementary partnership targeting the automotive industry and enhanced larger scale international cooperation between the European and SEA partners. It would also prepare the SEA HEI in sustainable partnership with Automotive industry in the region as a mean of income generation in the future. KW - Erasmus+ United KW - technology transfer KW - UTeM Engineering Knowledge Transfer Unit KW - Malaysian automotive industry Y1 - 2022 SN - 978-981-19-3178-9 SN - 978-981-19-3179-6 (E-Book) U6 - https://doi.org/10.1007/978-981-19-3179-6_50 SN - 2195-4356 N1 - 7th International Conference and Exhibition on Sustainable Energy and Advanced Material (ICE-SEAM 2021), Universiti Teknikal Malaysia Melaka (UTeM), Malaysia, in association with the Universitas Sebelas Maret (UNS), Indonesia, 23 November 2021 SP - 274 EP - 278 PB - Springer Nature CY - Singapore ER - TY - JOUR A1 - Kleefeld, Andreas A1 - Zimmermann, M. ED - Constanda, Christian ED - Bodmann, Bardo E.J. ED - Harris, Paul J. T1 - Computing Elastic Interior Transmission Eigenvalues JF - Integral Methods in Science and Engineering N2 - An alternative method is presented to numerically compute interior elastic transmission eigenvalues for various domains in two dimensions. This is achieved by discretizing the resulting system of boundary integral equations in combination with a nonlinear eigenvalue solver. Numerical results are given to show that this new approach can provide better results than the finite element method when dealing with general domains. Y1 - 2022 SN - 978-3-031-07171-3 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-031-07171-3_10 N1 - Corresponding author: Andreas Kleefeld SP - 139 EP - 155 PB - Birkhäuser CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Losse, Ann-Kathrin A1 - Gehrke, Melanie A1 - Ullrich, André A1 - Czarnecki, Christian A1 - Sultanow, Eldar A1 - Breithaupt, Carsten A1 - Koch, Christian T1 - Entwicklung einer Open-Data-Referenzarchitektur für die Luftfahrtindustrie T2 - INFORMATIK 2022 - Informatik in den Naturwissenschaften, Proceedings N2 - Open Data impliziert die freie Zugänglichkeit, Verfügbarkeit und Wiederverwendbarkeit von Datensätzen. Obwohl hochwertige Datensätze öffentlich verfügbar sind, ist der Zugang zu diesen und die Transparenz über die Formate nicht immer gegeben. Dies mindert die optimale Nutzung des Potenzials zur Wertschöpfung, trotz der vorherrschenden Einigkeit über ihre Chancen. Denn Open Data ermöglicht das Vorantreiben von Compliance-Themen wie Transparenz und Rechenschaftspflicht bis hin zur Förderung von Innovationen. Die Nutzung von Open Data erfordert Mut und eine gemeinsame Anstrengung verschiedener Akteure und Branchen. Im Rahmen des vorliegenden Beitrags werden auf Grundlage des Design Science-Ansatzes eine Open Data Capability Map sowie darauf aufbauend eine Datenarchitektur für Open Data in der Luftfahrtindustrie an einem Beispiel entwickelt. Y1 - 2022 SN - 978-3-88579-720-3 U6 - https://doi.org/10.18420/inf2022_103 SN - 1617-5468 N1 - INFORMATIK 2022, 26. - 30. September 2022, Hamburg SP - 1203 EP - 1209 PB - GI - Gesellschaft für Informatik CY - Bonn ER - TY - JOUR A1 - Herssens, Nolan A1 - Cowburn, James A1 - Albracht, Kirsten A1 - Braunstein, Bjoern A1 - Cazzola, Dario A1 - Colyer, Steffi A1 - Minetti, Alberto E. A1 - Pavei, Gaspare A1 - Rittweger, Jörn A1 - Weber, Tobias A1 - Green, David A. ED - Cattaneo, Luigi T1 - Movement in low gravity environments (MoLo) programme – the MoLo-L.O.O.P. study protocol JF - PLOS ONE / Public Library of Science N2 - Exposure to prolonged periods in microgravity is associated with deconditioning of the musculoskeletal system due to chronic changes in mechanical stimulation. Given astronauts will operate on the Lunar surface for extended periods of time, it is critical to quantify both external (e.g., ground reaction forces) and internal (e.g., joint reaction forces) loads of relevant movements performed during Lunar missions. Such knowledge is key to predict musculoskeletal deconditioning and determine appropriate exercise countermeasures associated with extended exposure to hypogravity. Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1371/journal.pone.0278051 SN - 1932-6203 VL - 17 IS - 11 PB - Plos CY - San Francisco ER - TY - JOUR A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Dowey, Steve A1 - Wollert, Jörg F. T1 - Gamification of virtual reality assembly training: Effects of a combined point and level system on motivation and training results JF - International Journal of Human-Computer Studies N2 - 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. KW - Gamification KW - Virtual reality KW - Assembly KW - User study KW - Level system Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.ijhcs.2022.102854 SN - 1071-5819 VL - 165 IS - Art. No. 102854 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Chavez Bermudez, Victor Francisco A1 - Wollert, Jörg F. T1 - 10BASE-T1L industry 4.0 smart switch for field devices based on IO-Link T2 - 2022 IEEE 18th International Conference on Factory Communication Systems (WFCS) N2 - The recent amendment to the Ethernet physical layer known as the IEEE 802.3cg specification, allows to connect devices up to a distance of one kilometer and delivers a maximum of 60 watts of power over a twisted pair of wires. This new standard, also known as 10BASE-TIL, promises to overcome the limits of current physical layers used for field devices and bring them a step closer to Ethernet-based applications. The main advantage of 10BASE- TIL is that it can deliver power and data over the same line over a long distance, where traditional solutions (e.g., CAN, IO-Link, HART) fall short and cannot match its 10 Mbps bandwidth. Due to its recentness, IOBASE- TIL is still not integrated into field devices and it has been less than two years since silicon manufacturers released the first Ethernet-PHY chips. In this paper, we present a design proposal on how field devices could be integrated into a IOBASE-TIL smart switch that allows plug-and-play connectivity for sensors and actuators and is compliant with the Industry 4.0 vision. Instead of presenting a new field-level protocol for this work, we have decided to adopt the IO-Link specification which already includes a plug-and-play approach with features such as diagnosis and device configuration. The main objective of this work is to explore how field devices could be integrated into 10BASE-TIL Ethernet, its adaption with a well-known protocol, and its integration with Industry 4.0 technologies. KW - 10BASE-T1L KW - Ethernet KW - Field device KW - Sensors KW - IO-Link Y1 - 2022 SN - 978-1-6654-1086-1 SN - 978-1-6654-1087-8 U6 - https://doi.org/10.1109/WFCS53837.2022.9779176 N1 - 2022 IEEE 18th International Conference on Factory Communication Systems (WFCS), 27-29 April 2022, Pavia, Italy PB - IEEE CY - New York, NY ER - TY - CHAP A1 - Chavez Bermudez, Victor Francisco A1 - Cruz Castanon, Victor Fernando A1 - Ruchay, Marco A1 - Wollert, Jörg F. ED - Leipzig, Hochschule für Technik, Wirtschaft und Kultur T1 - Rapid prototyping framework for automation applications based on IO-Link T2 - Tagungsband AALE 2022: Wissenstransfer im Spannungsfeld von Autonomisierung und Fachkräftemangel N2 - The development of protype applications with sensors and actuators in the automation industry requires tools that are independent of manufacturer, and are flexible enough to be modified or extended for any specific requirements. Currently, developing prototypes with industrial sensors and actuators is not straightforward. First of all, the exchange of information depends on the industrial protocol that these devices have. Second, a specific configuration and installation is done based on the hardware that is used, such as automation controllers or industrial gateways. This means that the development for a specific industrial protocol, highly depends on the hardware and the software that vendors provide. In this work we propose a rapid-prototyping framework based on Arduino to solve this problem. For this project we have focused to work with the IO-Link protocol. The framework consists of an Arduino shield that acts as the physical layer, and a software that implements the IO-Link Master protocol. The main advantage of such framework is that an application with industrial devices can be rapid-prototyped with ease as its vendor independent, open-source and can be ported easily to other Arduino compatible boards. In comparison, a typical approach requires proprietary hardware, is not easy to port to another system and is closed-source. KW - Rapid-prototyping KW - Arduino KW - IO-Link KW - Industrial Communication Y1 - 2022 SN - 978-3-910103-00-9 U6 - https://doi.org/10.33968/2022.28 N1 - 18. AALE-Konferenz. Pforzheim, 09.03.-11.03.2022 CY - Leipzig ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Dowey, Steve A1 - Wollert, Jörg F. T1 - Usage of digital twins for gamification applications in manufacturing T2 - Procedia CIRP Leading manufacturing systems transformation – Proceedings of the 55th CIRP Conference on Manufacturing Systems 2022 N2 - Gamification applications are on the rise in the manufacturing sector to customize working scenarios, offer user-specific feedback, and provide personalized learning offerings. Commonly, different sensors are integrated into work environments to track workers’ actions. Game elements are selected according to the work task and users’ preferences. However, implementing gamified workplaces remains challenging as different data sources must be established, evaluated, and connected. Developers often require information from several areas of the companies to offer meaningful gamification strategies for their employees. Moreover, work environments and the associated support systems are usually not flexible enough to adapt to personal needs. Digital twins are one primary possibility to create a uniform data approach that can provide semantic information to gamification applications. Frequently, several digital twins have to interact with each other to provide information about the workplace, the manufacturing process, and the knowledge of the employees. This research aims to create an overview of existing digital twin approaches for digital support systems and presents a concept to use digital twins for gamified support and training systems. The concept is based upon the Reference Architecture Industry 4.0 (RAMI 4.0) and includes information about the whole life cycle of the assets. It is applied to an existing gamified training system and evaluated in the Industry 4.0 model factory by an example of a handle mounting. KW - Gamification KW - Digital Twin KW - Support System Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1016/j.procir.2022.05.044 SN - 2212-8271 N1 - 55th CIRP Conference on Manufacturing Systems, Jun 29, 2022 - Jul 01, 2022, Lugano, Switzerland VL - 107 SP - 675 EP - 680 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Mostafa, Youssef A1 - Wollert, Jörg F. T1 - Digital Twin Academy: From Zero to Hero through individual learning experiences T2 - Tagungsband AALE 2022: Wissenstransfer im Spannungsfeld von Autonomisierung und Fachkräftemangel N2 - Digital twins are seen as one of the key technologies of Industry 4.0. Although many research groups focus on digital twins and create meaningful outputs, the technology has not yet reached a broad application in the industry. The main reasons for this imbalance are the complexity of the topic, the lack of specialists, and the unawareness of the twin opportunities. The project "Digital Twin Academy" aims to overcome these barriers by focusing on three actions: Building a digital twin community for discussion and exchange, offering multi-stage training for various knowledge levels, and implementing realworld use cases for deeper insights and guidance. In this work, we focus on creating a flexible learning platform that allows the user to select a training path adjusted to personal knowledge and needs. Therefore, a mix of basic and advanced modules is created and expanded by individual feedback options. The usage of personas supports the selection of the appropriate modules. KW - Digital Twins KW - Knowledge Transfer KW - Training Y1 - 2022 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:bsz:l189-qucosa2-776097 SN - 978-3-910103-00-9 N1 - 18. AALE-Konferenz. Pforzheim, 09.03.-11.03.2022 SP - 1 EP - 9 ER - TY - CHAP A1 - Evans, Benjamin A1 - Braun, Sebastian A1 - Ulmer, Jessica A1 - Wollert, Jörg F. T1 - AAS implementations - current problems and solutions T2 - 20th International Conference on Mechatronics - Mechatronika (ME) N2 - The fourth industrial revolution presents a multitude of challenges for industries, one of which being the increased flexibility required of manufacturing lines as a result of increased consumer demand for individualised products. One solution to tackle this challenge is the digital twin, more specifically the standardised model of a digital twin also known as the asset administration shell. The standardisation of an industry wide communications tool is a critical step in enabling inter-company operations. This paper discusses the current state of asset administration shells, the frameworks used to host them and their problems that need to be addressed. To tackle these issues, we propose an event-based server capable of drastically reducing response times between assets and asset administration shells and a multi-agent system used for the orchestration and deployment of the shells in the field. KW - Industry 4.0 KW - Multi-agent Systems KW - Digital Twin KW - Asset Administration Shell Y1 - 2022 SN - 978-1-6654-1040-3 U6 - https://doi.org/10.1109/ME54704.2022.9982933 N1 - 20th International Conference on Mechatronics - Mechatronika (ME), 07-09 December 2022, Pilsen, Czech Republic PB - IEEE CY - New York, NY ER -