TY - CHAP A1 - Englhard, Markus A1 - Weber, Tobias A1 - Arent, Jan-Christoph T1 - Efficiency enhancement for CFRP-Prepregautoclave manufacturing by means of simulation-assisted loading optimization T2 - Proceedings of SAMPE Europe Conference 2021 N2 - A new method for improved autoclave loading within the restrictive framework of helicopter manufacturing is proposed. It is derived from experimental and numerical studies of the curing process and aims at optimizing tooling positions in the autoclave for fast and homogeneous heat-up. The mold positioning is based on two sets of information. The thermal properties of the molds, which can be determined via semi-empirical thermal simulation. The second information is a previously determined distribution of heat transfer coefficients inside the autoclave. Finally, an experimental proof of concept is performed to show a cycle time reduction of up to 31% using the proposed methodology. Y1 - 2021 N1 - SAMPE Europe Conference 2021, Baden/Zürich, Schweiz, 29. bis 30. September 2021 ER - TY - THES A1 - Raithel, Luise Marie T1 - Die Wilhelma Stuttgart: Ein neues Erscheinungsbild für den zoologisch-botanischen Garten N2 - Inmitten des Stuttgarter Kessels findet sich Deutschlands einziger zoologisch-botanischer Garten wieder – die Wilhelma. Umrahmt von einer denkmalgeschützten Parkanlage des 19. Jahrhunderts mit maurischen Gebäuden lässt sie Bildung mit Freizeit verschmelzen. Das neue Erscheinungsbild positioniert die schwäbische Einrichtung sowohl als Ort des Zusammenkommens als auch der Erholung und Wissensvermittlung. Bereits vor dem Betreten der Wilhelma soll ihre besondere Charakteristik aufgezeigt und entscheidend von ähnlichen Institutionen distanziert werden. Das grundlegende Gestaltungskonzept rückt die Symbiose aus Zoologie, Botanik und Historie in den Vordergrund. Inspiriert von der maurischen Architektur basiert die Gesamtgestaltung auf feinen geometrischen Formen. Diese bieten Orientierung, unterstreichen die Vielfältigkeit der Wilhelma und vereinen sich darüber hinaus im Logo miteinander. KW - Wilhelma KW - Stuttgart KW - Zoo KW - Botanik KW - Redesign Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Najarov, Azer T1 - Ich sehe was, was Du nicht siehst: Herkunft & Identität jüdischer Menschen in Deutschland nach der Nachkriegszeit N2 - Wir alle haben schon einmal von ihnen gehört. Die einen kennen sie aus dem Geschichtsunterricht, die anderen haben sie vielleicht auch schon mal bewusst oder unbewusst auf der Straße gesehen. Einige sind es sogar selbst. Die Rede ist von jüdischen Menschen in Deutschland. In unserer Bundesrepublik wird die jüdische Bevölkerung unausweichlich mit dem Gedanken des Holocausts verbunden. Jüdinnen und Juden wird somit eine Identität zugesprochen, mit der sie nichts zu tun haben. Es findet eine Stigmatisierung statt. Dabei sind jüdische Menschen heutzutage so divers wie noch nie. Das Printmedium »Ich sehe was, was Du nicht siehst« beleuchtet diese selten wahrgenommene Diversität und zeigt durch spannende Interviews eine jüdische Welt, die außerhalb der NS-Verbrechen liegt. Darüber hinaus findet man Informationen zu verschiedenen jüdischen Bräuchen, historischen Ereignissen und interessanten Infografiken.  KW - Juden KW - Tora KW - Israel KW - Davidstern KW - Holocaust Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Müller, Elona T1 - Aus den Augen aus dem Sinn?: Ein Bookazine deckt das Problem des Unsichtbaren Mülls auf N2 - Müll ist immer und überall vorhanden – auch wenn wir ihn nicht sehen. Gerade unsichtbarer Müll birgt für den Menschen und seine Umwelt erhebliche Gefahren, die durch seine Unsichtbarkeit irrelevant erscheinen. Die Publikation mit dem Titel mikromakro deckt durch verschiedene Artikel, Interviews und Texte die Gefahren auf, die durch den unsichtbaren Müll entstehen. Ziel war es, eine Bookazine-Reihe zu konzipieren, die in sechs Ausgaben das Thema des unsichtbaren Mülls beleuchtet. Die erste Ausgabe zum Thema Kunststoff wurde exemplarisch gestaltet. Zusätzlich zum redaktionellen Teil untermauern Infografiken die Texte faktisch und Fotoserien emotional. Da unsichtbarer Müll auf zwei Ebenen zu finden ist – der Makro- (groß) und Mikroebene (klein) – wurde die Publikation inhaltlich zweigeteilt, sodass sich das Layout und die Fotoserien vom Mikro- und Makroteil unterscheiden.  KW - Bookazine KW - Publikation KW - Editorialdesign KW - Magazingestaltung KW - Umweltschutz Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Mühl, Leonie T1 - Neues Erscheinungsbild für den APX: Redesign des LVR - Archäologischen Park Xanten und des Römermuseums N2 - Der Archäologische Park Xanten (APX) gilt als Deutschlands einziger archäologischer Freiluftpark. Er zeichnet sich im Verbund mit dem Römermuseum durch seine Lage auf dem historischen Grund einer römischen Metropole und seine kontinuierliche Forschungsaktivität aus und bietet so ein einzigartiges Umfeld von kultureller Relevanz. Ziel dieses Projektes war es, ein neues Erscheinungsbild zu entwickeln, welches klar die Thematik des Parks in den Medien erkennbar macht. Das Corporate Design dient dazu, die Inhalte des Verbundes in einem einheitlichen System medienübergreifend zu präsentieren. Das Design unterstützt den APX in seiner Funktion als Begegnungs- und Bildungsstätte. Aufgrund dessen ist es im Hinblick auf das Ziel relevant, das Interesse an Kulturgeschichte und Forschung zu wecken. KW - Redesign KW - Corporate Design KW - Archäologie KW - Museumsidendität KW - Branding Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Mros, Christina T1 - Entwicklung eines Erscheinungsbildes sowie einer Kampagne für die Allianz Chronischer Seltener Erkrankungen N2 - Die Allianz Chronischer Seltener Erkrankungen (ACHSE) ist das einzige krankheitsübergreifende Netzwerk von und für Menschen mit einer seltenen Erkrankung in Deutschland. Insgesamt sind 4 Millionen Menschen in Deutschland von einer der rund 8.000 seltenen Krankheiten betroffen. Durch die Seltenheit der verschiedenen Krankheiten ist es oft schwer, Experten zu finden, die richtige Versorgung sicherzustellen oder Studien durchzuführen. Betroffene fühlen sich oft nicht wahrgenommen und alleine gelassen. Die ACHSE dient als unabhängige Schnittstelle und Knotenpunkt zwischen Betroffenen, Regierung, Politik und Wirtschaft. Gemeinsam bündeln sich hier 130 Patientenorganisationen unter einem Dach, um die Betroffenen in den Fokus zu rücken. Ziel der Bachelorarbeit ist die Entwicklung eines Erscheinungsbildes sowie einer Kampagne, die das Thema mehr ins Bewusstsein der Öffentlichkeit bringt und informiert. KW - Pro bono KW - Corporate Design KW - Redesign KW - Rare Diseases KW - Seltene Erkrankungen Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Mann, Judith T1 - Entwicklung eines neuen Erscheinungsbildes für das Museum für Ostasiatische Kunst Köln N2 - Seit dem Zeitpunkt seiner Gründung im Jahr 1909 lautet der Auftrag des Kölner Museums für Ostasiatische Kunst, der europäischen Gesellschaft die Kunst Ostasiens nahezubringen, für ein besseres Verständnis und die Wertschätzung seiner Kultur zu sorgen und somit auch Rassismus und kolonialistischem Denken entgegenzuwirken – ein Anliegen, welches noch heute von unveränderter Relevanz und Dringlichkeit ist. Im Zentrum des neuen Erscheinungsbildes steht der gestürzte Buchstabe K und die somit entstehende Kombination von horizontaler und vertikaler, traditionell ostasiatischer Leserichtung deutet auf visueller Ebene ein Zusammenspiel zwischen den Kulturen an. Die Farbgebung des neuen Erscheinungsbildes greift die ruhige Atmosphäre des Museums auf und sorgt in Kombination mit einem streng gegliederten Raster für klare Struktur und Orientierung. KW - Museum KW - Ostasiatisch KW - Kunst KW - Köln KW - Kultur Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Kausen, Catharina Marie T1 - Transmission: Ein animiertes Musikvideo illustriert die Liebe und Verbindung zum Genre Techno N2 - Techno ist seit seiner Entstehung mehr als ein Musik-Genre. Es ist ein Lebensgefühl und eine Bewegung. Techno-Partys dienen vielen Menschen als Ventil, um die Sorgen des Alltags für eine Nacht vergessen zu können. „Transmission“ porträtiert anhand der Protagonistin die persönliche Beziehung zum Genre Techno. Das Musikvideo soll die Zuschauenden visuell anregen und mitreißen. Es bietet ihnen die Möglichkeit, sich selbst wieder erkennen zu können und soll Außenstehenden einen Einblick in die Techno-Szene ermöglichen. Mithilfe des Rotoskopie-Verfahrens konnte ein realistischer Animationsstil erreicht werden, welcher durch eine unrealistische Farbgebung der Charaktere gebrochen wird. Der Schwerpunkt der Bachelorarbeit liegt in der kreativ-gestalterischen Ausarbeitung. Die Musikvideo „Transmission“ vermittelt das „Lebensgefühl Techno“ visuell anregend und nachvollziehbar. KW - Animation KW - Musikvideo KW - Techno KW - Rotoskopie KW - Kontrast Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Jonas, Eva Johanna T1 - The future of work: How to create a better User Experience for distributed workforce N2 - Die Nachfrage nach flexiblen Arbeitsmodellen und damit Remote Work steigt und wird zunehmend zum Kriterium bei der Jobauswahl. Trotz der vielen Vorteile gibt es in der „Remote-Arbeitswelt“ aber immer noch einige Herausforderungen. Remote Arbeitende haben eine andere, teils nachteilige Erfahrung gegenüber Kollegen vor Ort. Um dafür eine nutzerzentrierte Lösung zu finden, lag der Fokus bei dieser Arbeit auf den Auswirkungen und Bedürfnissen des arbeitenden Menschen. Basierend hierauf wurde ein Dienstleistungsservice konzipiert. Dieser unterstützt Unternehmen, Selbstständige und Mitarbeitende durch passende Angebote und Dienstleistungen in den Bereichen Ausstattung, Technik, Gesundheit, Corporate Benefits u.Ä. Dies ermöglicht auch Arbeitgebenden Aufgaben auszulagern und die Attraktivität und Konkurrenzfähigkeit auf dem Arbeitsmarkt zu steigern. Das wird zukünftig im „war for digitals talents“ immer wichtiger werden. KW - Remote Work KW - Arbeitswelt KW - UX Design KW - Ui Design KW - User Experience Y1 - 2021 PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Hirt, Miriam T1 - Zwei sind eine Gemeinschaft: Illustrative Neuinterpretation des Romans "Eine Insel" von T. Pratchett N2 - Das Projekt „Zwei sind eine Gemeinschaft“ befasst sich mit der Entwicklung einer gebundenen Fassung der Graphic Novel als Adaption des Kinderromans „Eine Insel“ von Terry Pratchett. Diese soll den Betrachtenden ermöglichen, mittels ansprechenden Illustrationen tiefer in die fantasievolle Welt der Geschichte einzutauchen, dem Alltag zu entfliehen und so die Begeisterung zum Medium Buch wieder aufleben zu lassen. Durch die Verbindung von Techniken des Grafikdesigns und der klassischen Illustration verbindet der Stil sowohl die moderne, ausdrucksstarke und sehr grafische Bildsprache mit der Eigenschaft, kreativen Interpretationsspielraum zu lassen und tiefe Emotionen zu erzeugen. Die besondere Innovation des Projekts zeigt sich durch das Konzept des illustrativen Baukastensystems, welches ermöglicht, die einzelnen Illustrationen effizient und intuitiv zu gestalten. KW - Graphic Novel KW - Illustration KW - Adaption KW - Terry Pratchett KW - Baukastensystem Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Henkenjohann, Janne T1 - Erlebnisraum Theater: Entwicklung des Corporate Designs sowie crossmedialer Konzepte N2 - Die Kunst des Theaters ist alt. Gegenwärtig zählt sie allerdings immer noch zu den wichtigsten Trägern des künstlerischen Kulturguts. Doch die Welt in der wir leben hat sich in den letzten Jahren deutlich verändert. Sie ist komplexer geworden. Die Anzahl der losen Informationen, die in unsere Wahrnehmungsbereiche hineinragen, hat sich explosionsartig erhöht. Ein großer Anteil dieser Veränderung ist auf die Digitalisierung verschiedener Lebensbereiche zurückzuführen. Die Werkzeuge, welche im Zuge der Digitalisierung kreiert wurden, werden von den meisten heute selbstverständlich genutzt. Doch was bedeutet diese neue Entwicklung für das Theater und wie sollte es auf diese Veränderungen reagieren? Als gestalterische Antwort entstand ein neues Erscheinungsbild, welches crossmedial sowohl die analogen Säulen des Theaters, als auch die neuen digitalen Formen des Alltags auffangen und kommunizieren kann. KW - Erscheinungsbild KW - Corporate Identity KW - Theater KW - Digitalität KW - Crossmedial Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Heinrichs, Lars T1 - !MPFEN: Eine informative Kampagne, die zum Impfen motiviert N2 - Eine Kampagne, die darauf ausgerichtet ist, die Bevölkerung auf sozialer Ebene aufzurufen, Impf-Skeptiker aufzuklären und von Impfungen zu überzeugen. Anhand von offiziellen Statistiken, die optisch ansprechend aufbereitet wurden, werden die Menschen über Krankheiten und dazu gehörige Risiken informiert. Des Weiteren wird der Impferfolg grafisch dokumentiert und leicht verständlich präsentiert, ohne Fakten auszulassen. Durch eine Serie Plakate verschiedener Formate werden die Betrachter animiert, die Homepage impfen.info aufzusuchen und das reichhaltige Informationsangebot zu nutzen. Mithilfe einer amüsanten Postkartenreihe wird die Verbreitung von Krankheitserregern simuliert und postalisch in die Haushalte der Impfgegner- und Skeptiker gebracht, um zu verdeutlichen, wie rasant Viren sich verbreiten und wie wichtig es ist, sich und seine Lieben zu schützen. KW - Impfen KW - Impfempfehlung KW - Kamapgne Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Hahn, Veronika T1 - Masculinity: Männlichkeit im 21. Jahrhundert N2 - Was ist „Männlichkeit“ und was verstehen junge Erwachsene unter diesem Begriff? Das Ziel des Projektes war 18 bis 30 jährige Jungen und Männer des biologisch männlichen Geschlechts zu befragen, was ihre Definition von Männlichkeit sei. Diese Arbeit hatte die Intention den Befragten einen sicheren Raum zu geben, damit sie ihre ehrlichen Antworten äußern und ihre wahren Gesichter zeigen können. Die dabei entstandenen Fotografien sollen die Persönlichkeiten und die seelische Verfassung der abgebildeten Personen widerspiegeln. Es handelt sich um eine soziologische Bestandsaufnahme der „Männlichkeiten“ der heutigen Jugend und der heranwachsenden Erwachsenen im 21. Jahrhundert. KW - Männlichkeit KW - Soziologie KW - Geschlechter KW - Geschlechterrollen KW - Gesellschaftskritik Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Goetz, Miriam T1 - Der globale Haarmarkt: Gestaltung eines aufklärenden Mediums zum Thema Haar und Haarhandel N2 - Niemand kann der täglichen Erfahrung mit Haaren entfliehen. Ob es nun der eigene Blick in den Spiegel ist, die Begegnung mit anderen Menschen, oder die mit Testimonials gespeiste Werbung für diverse Haarprodukte. Haare gehören zum Alltag. Aber was steckt hinter dem Haar, wenn es denn einmal von uns und unserer Person getrennt wird und nur noch als körperloses Büschel erkennbar ist? Zum Beispiel in Form von Echthaarextensions. Wer bedient freiwillig und unfreiwillig durch die eigene Haarpracht die millionenschwere Echthaarindustrie? Wer profitiert von der haarigen Ware und wer sind die Käufer, die den globalen Handel vorantreiben? Das jährlich erscheinende Bookazine TRICHOTOMY geht diesen Fragestellungen auf den Grund. Investigative Artikel enthüllen die Produktion und Ökonomie der vorwiegend anonymisierten Echthaarindustrie und porträtieren die Menschen und Schicksale 'hinter den Haaren'. KW - Haare KW - Haarindustrie KW - Bookazine KW - Illustrationen KW - Ökonomie Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Franken, Florian T1 - Zeitfenster: Eine Dorfgeschichte aus Bildcollagen N2 - Die Zeit befindet sich im ständigen Wandel. Mit ihr verbindet man Zukunft, Vergangenheit und Gegenwart. Letzteres prägt das jetzige Dasein. Der Zeitwandel ist ein Prozess, über den wir uns meist erst nach Jahren bewusstwerden. Besonders, wenn man das Dorf, in welchem man aufgewachsen ist, näher betrachtet, fällt einem auf, was sich im Laufe der Jahre architektonisch oder infrastrukturell verändert hat. So stellt sich die Frage, wie das Dorf im letzten Jahrhundert ausgesehen hat. Wie sah es vor, während und nach den beiden Weltkriegen aus? Wie war das Dorfleben in der Zwischenkriegszeit? Was hat sich im letzten Jahrhundert verändert? Diese Arbeit zeigt den Wandel der Zeit, kombiniert aus Vergangenheit und Gegenwart. Damalige Aufnahmeorte wurden erneut aufgesucht, die Fotos aus der gleichen Position wurden neu abgelichtet und miteinander kombiniert. KW - Vergangenheit KW - Zeitwandel KW - Dorfleben KW - Collagen KW - 20. Jahrhundert Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Flohr, Katharina Sophie T1 - Real:ly?: Perspektiven & soziokulturelle Unterschiede in der Berichterstattung N2 - Wie real ist unsere Realität? Wie »wirklich« ist das, was wir wahrnehmen und wie »wahr« kann die »Wahrheit« eigentlich sein? Medial vermittelte Informationen spielen für den Prozess der Meinungsbildung eine entscheidende Rolle. In der Wanderausstellung real:ly? geht es um einen Perspektivwechsel. Am Beispiel der »Atomwaffentests auf den Marshallinseln« wird das medial erzeugte Bild amerikanischer Berichterstattung persönlichen Geschichten der Marshaller*innen gegenübergestellt: Technologischer Fortschritt, das Wettrüsten mit der UdSSR und die Macht über die Atombombe treffen auf Erzählungen über Zwangsumsiedlung, Krankheit, Ausbeutung und Abhängigkeit. real:ly? soll daran erinnern, die andere Seite der Medaille zu bedenken und eine andere Perspektive einzunehmen, bevor man seine Meinung bildet. Denn alles, was wir zu wissen glauben, ist nur ein kleiner Teil der ganzen Geschichte. KW - Atomwaffentests KW - Marshallinseln KW - nukleares Erbe KW - Klimawandel KW - Berichterstattung Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Ernst, Loredana T1 - Let´s change fashion!: Eine Image-Kampagne der Fair Wear Foundation für faire und nachhaltige Mode. N2 - Fast Fashion-Ketten beherrschen die Modewelt. Doch einige Unternehmen, Siegel und Stiftungen versuchen die Textilindustrie neu umzugestalten. Um die Modeindustrie nachhaltig zu verändern, müssen allerdings auch den Kunden die schlechten Arbeitsbedingungen und die negativen Einflüsse der Textilbranche auf die Umwelt bewusst werden. Das konkrete Ziel der erstellten Kampagne ist es, modebewusste Menschen davon zu überzeugen Fast Fashion hinter sich zu lassen. Es soll also ein Umdenken bei den Konsumenten stattfinden. Die Fair Wear Foundation und ihre Mitglieder vertreten die Vision, dass Mode auch fair und nachhaltig sein kann. Genau diese Vision soll mit der Kampagne vermittelt und an die Konsumenten weitergetragen werden. KW - Kampagne KW - Konzept KW - Layout KW - Mode KW - fair Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Drees, Niklas T1 - Retrieval: Ein experimenteller Film über Erinnerungen und wie sie uns definieren N2 - Welchen Einfluss haben Erinnerungen auf unser Bewusstsein und wie definieren sie uns als Individuum? Erinnerungen gehen verloren — sei es durch einfaches Vergessen, traumatische Erlebnisse oder Krankheit. Aber wie sehr wirkt sich das Vergessen auf unsere Persönlichkeit aus? Wenn wichtige Erlebnisse aus unserer Erinnerung verschwinden, bleiben wir dann noch wir selbst? Für die gestalterische Auseinandersetzung mit diesen Fragen wurde das Medium Film gewählt. Der Film führt uns auf eine Reise durch die Erinnerungs- und Gedankenwelt einer Person, die ihre Erinnerung verloren hat. Mit der Hilfe des Psychologen Dr. Daniel Rose soll ein Memory-Backup durchgeführt werden, um die verlorenen Erinnerungen wiederherzustellen. Dabei sollen ihre Erinnerungen neu aufgesetzt werden, um ihr altes Bewusstsein zurückzugewinnen. Stück für Stück werden die verlorenen Erinnerungen in verschiedenen Bewusstseinsphasen zusammengesetzt und mit ihnen löst sich das Rätsel ihres Verschwindens. KW - Retrieval KW - Kurzfilm KW - experimentell KW - Erinnerungen KW - Bewusstsein Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - THES A1 - Anders, Milena T1 - Alternative Landwirtschaft - Wo kommt unser Essen her? N2 - In den letzten 1.5 Jahren haben wir sehr deutlich gemerkt, dass es den Klimawandel wirklich gibt - ein Virus, welches unsere gesamte Welt auf links dreht, Überschwemmungskatastrophen, extreme Temperaturschwankungen, etc. Es ist also Zeit etwas zu verändern, es ist Zeit aktiv hinzusehen und zu handeln - bewusst zu leben, bewusst zu konsumieren. Das Thema Ernährung wird zwar immer wichtiger für einige von uns, jedoch reicht mir die Aufmerksamkeit bisher nicht. Es sind nicht nur Lebensmittel, welche nach dem Aufenthalt im Supermarkt in unserem Kühlschrank und anschließend in unserem Bauch landen. Mit diesen Lebensmitteln gehen außerdem folgende Aspekte einher: der Klimawandel, unsere Gesundheit, die Ausbeutung von Tieren, Menschen und Natur. Also wie sieht eigentlich der Enstehungsprozess hinter all diesen (meist) verpackten Lebensmitteln aus? Einen Teil dieser Prozesse habe ich mir im Rahmen meiner Bachelorarbeit angeschaut. Ich habe ausschließlich Bio-Höfe besucht, um mir ein eigenes Bild von "alternativer Landwirtschaft" zu machen. Die Arbeit ermöglicht Interessierten einen neutralen Einblick hinter die Kulisse unserer Lebensmittel und schafft eine Anregung für einen bewussteren Konsum. KW - Landwirtschaft KW - Ernährung KW - Bio KW - Entstehungsprozesse KW - Lebensmittel Y1 - 2021 N1 - Für diese Arbeit steht kein Volltext zur Verfügung. PB - FH Aachen CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Pfeiffer, Johann A1 - Balc, N. A1 - Gebhardt, Andreas T1 - Studie zur Untersuchung der Auswirkung von Fräsbahnstrategien auf die Oberflächenqualität von mittels SLM gefertigten Metallteilen T2 - Tagungsband 21. Nachwuchswissenschaftler*innenkonferenz N2 - Für die Herstellung von metallischen Bauteilen wird in der heutigen Zeit eine Vielzahl von Verfahren auf dem Markt angeboten. Dabei stehen die additiven im Wettbewerb zu den konventionellen Verfahren. Die erreichbaren Oberflächenqualitäten der additiven sind nicht mit denen spanender Verfahren vergleichbar. Für diesen Beitrag wurde analysiert, ob sich ein mittels Selektivem Laserschmelzen (SLM) additiv hergestellter Edelstahl hinsichtlich seiner Oberflächenqualität nach der Zerspanung von einem umgeformten konventionell hergestellten Edelstahl gleicher Sorte unterscheidet. Y1 - 2021 SN - 978-3-932886-36-2 N1 - 21. Nachwuchswissenschaftler*innenkonferenz, Ernst-Abbe-Hochschule Jena, 26. und 27. Mai 2021 SP - 99 EP - 102 PB - Verlag Ernst-Abbe-Hochschule Jena CY - Jena ER - TY - CHAP A1 - Jordan, Frank A1 - Katz, Christiane A1 - Pieper, Martin T1 - Online-Kollaboration in der Mathematik: Ein Design-Based-Research-Projekt T2 - Forschungsimpulse für hybrides Lehren und Lernen an Hochschulen N2 - Die Studie erörtert anhand eines Fallbeispiels aus der Mathematik für Ingenieur*innen, wie didaktische Gestaltungsprinzipien für Soziale Präsenz, Kollaboration und das Lösen von praxisnahen Problemen mit mathematischem Denken in einer Online-Umgebung aussehen können. Hierfür zieht der Beitrag den forschungsmethodologischen Rahmen Design-Based Research (DBR) hinzu und berichtet über Zwischenergebnisse. DBR wird an dieser Stelle als eine systematische Herangehensweise an kurzfristige Lehrveränderungen und als Chance auf dem Weg zu einer neuen Hochschullehre nach der COVID-19-Pandemie dargestellt, die theoretische und empirische Erkenntnisse mit Praxisverknüpfung und -relevanz vereint. Y1 - 2021 U6 - http://nbn-resolving.de/urn/resolver.pl?urn:nbn:de:hbz:832-cos4-9465 SP - 245 EP - 261 PB - TH Köln CY - Köln ER - TY - BOOK A1 - Pieper, Martin T1 - Quantum mechanics: Introduction to mathematical formulation N2 - Anyone who has always wanted to understand the hieroglyphs on Sheldon's blackboard in the TV series The Big Bang Theory or who wanted to know exactly what the fate of Schrödinger's cat is all about will find a short, descriptive introduction to the world of quantum mechanics in this essential. The text particularly focuses on the mathematical description in the Hilbert space. The content goes beyond popular scientific presentations, but is nevertheless suitable for readers without special prior knowledge thanks to the clear examples. KW - Quantenmechanik KW - Hilbert Room KW - Postulates KW - Schrödingers cat KW - Operators Y1 - 2021 SN - 978-3-658-32644-9 SN - 978-3-658-32645-6 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-32645-6 PB - Springer CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Kern, Alexander A1 - Imani Vashiani, Anahita A1 - Timmermanns, Tobias T1 - Threat for human beings due to touch voltages and body currents caused by direct lightning strikes in case of non-isolated lightning protection systems using natural components T2 - 35th International Conference on Lightning Protection (ICLP) and XVI International Symposium on Lightning Protection (SIPDA) N2 - For typical cases of non-isolated lightning protection systems (LPS) the impulse currents are investigated which may flow through a human body directly touching a structural part of the LPS. Based on a basic LPS model with conventional down-conductors especially the cases of external and internal steel columns and metal façades are considered and compared. Numerical simulations of the line quantities voltages and currents in the time domain are performed with an equivalent circuit of the entire LPS. As a result it can be stated that by increasing the number of conventional down-conductors and external steel columns the threat for a human being can indeed be reduced, but not down to an acceptable limit. In case of internal steel columns used as natural down-conductors the threat can be reduced sufficiently, depending on the low-resistive connection of the steel columns to the lightning equipotential bonding or the earth termination system, resp. If a metal façade is used the threat for human beings touching is usually very low, if the façade is sufficiently interconnected and multiply connected to the lightning equipotential bonding or the earth termination system, resp. KW - Lightning protection system KW - down-conductor KW - steel columns KW - metal façade KW - touch voltage Y1 - 2021 SN - 978-1-6654-2346-5 U6 - https://doi.org/10.1109/ICLPandSIPDA54065.2021.9627465 N1 - 35th International Conference on Lightning Protection (ICLP) and XVI International Symposium on Lightning Protection (SIPDA), 20-26 Sept. 2021, Colombo, Sri Lanka PB - IEEE CY - New York, NY ER - TY - JOUR A1 - Grundlach, Michael A1 - Baumann, Martin A1 - Engelmann, Ulrich M. ED - Dössel, Olaf T1 - How Multimodal Examinations Can Increase Sustainable Student Gain by Aligning Teaching and Assessment JF - Current Directions in Biomedical Engineering N2 - Modern industry and multi-discipline projects require highly trained individuals with resilient science and engineering back-grounds. Graduates must be able to agilely apply excellent theoretical knowledge in their subject matter as well as essential practical “hands-on” knowledge of diverse working processes to solve complex problems. To meet these demands, university education follows the concept of Constructive Alignment and thus increasingly adopts the teaching of necessary practical skills to the actual industry requirements and assessment routines. However, a systematic approach to coherently align these three central teaching demands is strangely absent from current university curricula. We demonstrate the feasibility of implementing practical assessments in a regular theory-based examination, thus defining the term “blended assessment”. We assessed a course for natural science and engineering students pursuing a career in biomedical engineering, and evaluated the benefit of blended assessment exams for students and lecturers. Our controlled study assessed the physiological background of electrocardiograms (ECGs), the practical measurement of ECG curves, and their interpretation of basic pathologic alterations. To study on long time effects, students have been assessed on the topic twice with a time lag of 6 months. Our findings suggest a significant improvement in student gain with respect to practical skills and theoretical knowledge. The results of the reassessments support these outcomes. From the lecturers ́ point of view, blended assessment complements practical training courses while keeping organizational effort manageable. We consider blended assessment a viable tool for providing an improved student gain, industry-ready education format that should be evaluated and established further to prepare university graduates optimally for their future careers. KW - constructive alignment KW - examination KW - long-term retention KW - multimodal KW - practical learning Y1 - 2021 SN - 2364-5504 U6 - https://doi.org/10.1515/cdbme-2021-2019 VL - 7 IS - 7/2 SP - 73 EP - 76 PB - De Gruyter CY - Berlin ER - TY - JOUR A1 - Werfel, Stanislas A1 - Günthner, Roman A1 - Hapfelmeier, Alexander A1 - Hanssen, Henner A1 - Kotliar, Konstantin A1 - Heemann, Uwe A1 - Schmaderer, Christoph ED - Guzik, Tomasz J. T1 - Identification of cardiovascular high-risk groups from dynamic retinal vessel signals using untargeted machine learning JF - Cardiovascular Research N2 - Dynamic retinal vessel analysis (DVA) provides a non-invasive way to assess microvascular function in patients and potentially to improve predictions of individual cardiovascular (CV) risk. The aim of our study was to use untargeted machine learning on DVA in order to improve CV mortality prediction and identify corresponding response alterations. KW - Machine learning KW - Retinal vessels KW - Microcirculation KW - Haemodialysis KW - Myocardial infarction and cardiac death Y1 - 2022 U6 - https://doi.org/10.1093/cvr/cvab040 SN - 0008-6363 VL - 118 IS - 2 SP - 612 EP - 621 PB - Oxford University Press CY - Oxford ER - TY - JOUR A1 - Albanna, Walid A1 - Conzen, Catharina A1 - Weiss, Miriam A1 - Seyfried, Katharina A1 - Kotliar, Konstantin A1 - Schmidt, Tobias Philip A1 - Kuerten, David A1 - Hescheler, Jürgen A1 - Bruecken, Anne A1 - Schmidt-Trucksäss, Arno A1 - Neumaier, Felix A1 - Wiesmann, Martin A1 - Clusmann, Hans A1 - Schubert, Gerrit Alexander T1 - Non-invasive assessment of neurovascular coupling after aneurysmal subarachnoid hemorrhage: a prospective observational trial using retinal vessel analysis JF - Frontiers in Neurology N2 - Delayed cerebral ischemia (DCI) is a common complication after aneurysmal subarachnoid hemorrhage (aSAH) and can lead to infarction and poor clinical outcome. The underlying mechanisms are still incompletely understood, but animal models indicate that vasoactive metabolites and inflammatory cytokines produced within the subarachnoid space may progressively impair and partially invert neurovascular coupling (NVC) in the brain. Because cerebral and retinal microvasculature are governed by comparable regulatory mechanisms and may be connected by perivascular pathways, retinal vascular changes are increasingly recognized as a potential surrogate for altered NVC in the brain. Here, we used non-invasive retinal vessel analysis (RVA) to assess microvascular function in aSAH patients at different times after the ictus. Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.3389/fneur.2021.690183 SN - 1664-2295 VL - 12 IS - 12 SP - 1 EP - 15 ER - TY - JOUR A1 - Kuerten, David A1 - Kotliar, Konstantin A1 - Fuest, Matthias A1 - Walter, Peter A1 - Hollstein, Muriel A1 - Plange, Niklas ED - Neri, Piergiorgio T1 - Does hemispheric vascular regulation differ significantly in glaucoma patients with altitudinal visual field asymmetry? A single-center, prospective study JF - International Ophthalmology N2 - Purpose Vascular risk factors and ocular perfusion are heatedly discussed in the pathogenesis of glaucoma. The retinal vessel analyzer (RVA, IMEDOS Systems, Germany) allows noninvasive measurement of retinal vessel regulation. Significant differences especially in the veins between healthy subjects and patients suffering from glaucoma were previously reported. In this pilot-study we investigated if localized vascular regulation is altered in glaucoma patients with altitudinal visual field defect asymmetry. Methods 15 eyes of 12 glaucoma patients with advanced altitudinal visual field defect asymmetry were included. The mean defect was calculated for each hemisphere separately (-20.99 ± 10.49 pro- found hemispheric visual field defect vs -7.36 ± 3.97 dB less profound hemisphere). After pupil dilation, RVA measurements of retinal arteries and veins were conducted using the standard protocol. The superior and inferior retinal vessel reactivity were measured consecutively in each eye. Results Significant differences were recorded in venous vessel constriction after flicker light stimulation and overall amplitude of the reaction (p \ 0.04 and p \ 0.02 respectively) in-between the hemispheres spheres. Vessel reaction was higher in the hemisphere corresponding to the more advanced visual field defect. Arterial diameters reacted similarly, failing to reach statistical significance. Conclusion Localized retinal vessel regulation is significantly altered in glaucoma patients with asymmetri altitudinal visual field defects. Veins supplying the hemisphere concordant to a less profound visual field defect show diminished diameter changes. Vascular dysregulation might be particularly important in early glaucoma stages prior to a significant visual field defect. KW - Glaucoma KW - Visual field asymmetry KW - Ocular blood flow KW - RVA KW - Vascular response Y1 - 2021 SN - 1573-2630 U6 - https://doi.org/10.1007/s10792-021-01876-0 VL - 41 IS - 41 SP - 3109 EP - 3119 PB - Springer CY - Berlin ER - TY - CHAP A1 - Kotliar, Konstantin ED - Pallikaris, I. ED - Tsilimbaris, M. K. ED - Dastiridou, A. I. T1 - Ocular rigidity: clinical approach T2 - Ocular Rigidity, Biomechanics and Hydrodynamics of the Eye N2 - The term ocular rigidity is widely used in clinical ophthalmology. Generally it is assumed as a resistance of the whole eyeball to mechanical deformation and relates to biomechanical properties of the eye and its tissues. Basic principles and formulas for clinical tonometry, tonography and pulsatile ocular blood flow measurements are based on the concept of ocular rigidity. There is evidence for altered ocular rigidity in aging, in several eye diseases and after eye surgery. Unfortunately, there is no consensual view on ocular rigidity: it used to make a quite different sense for different people but still the same name. Foremost there is no clear consent between biomechanical engineers and ophthalmologists on the concept. Moreover ocular rigidity is occasionally characterized using various parameters with their different physical dimensions. In contrast to engineering approach, clinical approach to ocular rigidity claims to characterize the total mechanical response of the eyeball to its deformation without any detailed considerations on eye morphology or material properties of its tissues. Further to the previous chapter this section aims to describe clinical approach to ocular rigidity from the perspective of an engineer in an attempt to straighten out this concept, to show its advantages, disadvantages and various applications. KW - Coefficient of ocular rigidity KW - Eyeball KW - Corneo-scleral shell KW - Pressure-volume relationship KW - Differential tonometry Y1 - 2021 SN - 978-3-030-64422-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-64422-2_2 SP - 15 EP - 43 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Ederer, Thorsten A1 - Lorenz, Ulf A1 - Pelz, Peter F. A1 - Pöttgen, Philipp ED - Lübbecke, Marco E. ED - Koster, Arie ED - Letmathe, Peter ED - Madlener, Reihard ED - Preis, Britta ED - Walther, Grit T1 - Designing a feedback control system via mixed-integer programming T2 - Operations Research Proceedings 2014: Selected Papers of the Annual International Conference of the German Operations Research N2 - Pure analytical or experimental methods can only find a control strategy for technical systems with a fixed setup. In former contributions we presented an approach that simultaneously finds the optimal topology and the optimal open-loop control of a system via Mixed Integer Linear Programming (MILP). In order to extend this approach by a closed-loop control we present a Mixed Integer Program for a time discretized tank level control. This model is the basis for an extension by combinatorial decisions and thus for the variation of the network topology. Furthermore, one is able to appraise feasible solutions using the global optimality gap. KW - Optimal Topology KW - Controller Parameter KW - Level Control System KW - Technical Operation Research KW - Optimal Closed Loop Y1 - 2016 SN - 978-3-319-28695-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-28697-6_18 SP - 121 EP - 127 PB - Springer CY - Cham ER - TY - BOOK A1 - Altherr, Lena T1 - Algorithmic System Design under Consideration of Dynamic Processes N2 - Nach Stand von Wissenschaft und Technik werden Komponenten hinsichtlich ihrer Eigenschaften, wie Lebensdauer oder Energieeffizienz, optimiert. Allerdings können selbst hervorragende Komponenten zu ineffizienten oder instabilen Systemen führen, wenn ihr Zusammenspiel nur unzureichend berücksichtigt wird. Eine Systembetrachtung schafft ein größeres Optimierungspotential - dem erhöhten Potential steht jedoch auch ein erhöhter Komplexitätsgrad gegenüber. Die vorliegende Arbeit ist im Rahmen des Sonderforschungsbereichs 805 entstanden, dessen Ziel die Beherrschung von Unsicherheit in Systemen des Maschinenbaus ist. Die Arbeit zeigt anhand eines realen Systems aus dem Bereich der Hydraulik, wie Unsicherheit in der Entwicklungsphase beherrscht werden kann. Hierbei ist neu, dass die durch den späteren Betrieb zu erwartende Systemdegradation eines jeden möglichen Systemvorschlags antizipiert werden kann. Dadurch können Betriebs- und Wartungskosten vorausgesagt und minimiert werden und durch eine optimale Betriebs- und Wartungsstrategie die Verfügbarkeit des Systems garantiert werden. Wesentliche Fragen bei der optimalen Auslegung des betrachteten hydrostatischen Getriebes sind dessen physikalische Modellierung, die Darstellung des Optimierungsproblems als gemischt-ganzzahliges lineares Programm, und dessen algorithmische Behandlung zur Lösungsfindung. Hierzu werden Heuristiken zum schnelleren Auffinden sinnvoller Systemtopologien vorgestellt und mittels mathematischer Dekomposition eine Bewertung des dynamischen Verschleiß- und Wartungsverlaufs möglicher Systemvorschläge vorgenommen. Die Arbeit stellt die Optimierung technischer Systeme an der Schnittstelle von Mathematik, Informatik und Ingenieurwesen sowohl gründlich als auch anschaulich und nachvollziehbar dar. KW - Mixed Integer Programming KW - Technical Operations Research KW - Optimization KW - System Design Y1 - 2016 SN - 978-3-8440-4848-3 PB - Shaker CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Rausch, Lea A1 - Leise, Philipp A1 - Ederer, Thorsten A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. ED - Papadrakakis, M. ED - Ppadopoulos, V. ED - Stefanou, G. ED - Plevris, V. T1 - A comparison of MILP and MINLP solver performance on the example of a drinking water supply system design problem T2 - ECCOMAS Congress 2016 VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering N2 - Finding a good system topology with more than a handful of components is a highly non-trivial task. The system needs to be able to fulfil all expected load cases, but at the same time the components should interact in an energy-efficient way. An example for a system design problem is the layout of the drinking water supply of a residential building. It may be reasonable to choose a design of spatially distributed pumps which are connected by pipes in at least two dimensions. This leads to a large variety of possible system topologies. To solve such problems in a reasonable time frame, the nonlinear technical characteristics must be modelled as simple as possible, while still achieving a sufficiently good representation of reality. The aim of this paper is to compare the speed and reliability of a selection of leading mathematical programming solvers on a set of varying model formulations. This gives us empirical evidence on what combinations of model formulations and solver packages are the means of choice with the current state of the art. KW - Technical Operations Research KW - Mixed-Integer Nonlinear Optimisation KW - Solver Per- formance KW - Drinking Water Supply KW - System Design Problem Y1 - 2016 SN - 978-618-82844-0-1 N1 - ECCOMAS Congress 2016 VII European Congress on Computational Methods in Applied Sciences and Engineering, 5–10 June 2016.Crete Island, Greece SP - 8509 EP - 8527 ER - TY - CHAP A1 - Rausch, Lea A1 - Friesen, John A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. ED - Kliewer, Natalia ED - Ehmke, Jan Fabian ED - Borndörfer, Ralf T1 - Using mixed-integer programming for the optimal design of water supply networks for slums T2 - Operations Research Proceedings 2017 N2 - The UN sets the goal to ensure access to water and sanitation for all people by 2030. To address this goal, we present a multidisciplinary approach for designing water supply networks for slums in large cities by applying mathematical optimization. The problem is modeled as a mixed-integer linear problem (MILP) aiming to find a network describing the optimal supply infrastructure. To illustrate the approach, we apply it on a small slum cluster in Dhaka, Bangladesh. Y1 - 2018 SN - 978-3-319-89919-0 (Print) SN - 978-3-319-89920-6 (Online) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-89920-6_68 N1 - International Conference of the German Operations Research Society (GOR), Freie Universiät Berlin, Germany, September 6-8, 2017. SP - 509 EP - 516 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. A1 - Ederer, Thorsten A1 - Pfetsch, Marc E. ED - Jacobs, Georg T1 - Optimale Getriebe auf Knopfdruck: Gemischt-ganzzahlige nichtlineare Optimierung zur Entscheidungsunterstützung bei der Auslegung von Getrieben für Kraftfahrzeuge T2 - Antriebstechnisches Kolloquium ATK 2017 Y1 - 2017 SN - 9783743148970 N1 - Antriebstechnisches Kolloquium ATK 2017, 07.03-08.03.2017. Aachen, Deutschland SP - 313 EP - 325 ER - TY - BOOK A1 - Feuerriegel, Uwe T1 - Wärmeübertragung mit EXCEL und VBA: Wärmetechnische Berechnungen und Simulationen effektiv durchführen und professionell dokumentieren N2 - Dieses Lehrbuch vermittelt die Grundlagen der Wärmeübertragung sowie den Umgang mit EXCEL-VBA von der Erstellung von Makros bis zu benutzerdefinierten Funktionen. Es legt damit eine Basis für die schnelle und professionelle Durchführung von Berechnungen und Simulationen. Die angeleitete Erstellung von Berechnungsmodulen mit EXCEL und VBA aus allen wichtigen Bereichen der Wärmeübertragung bildet den inhaltlichen Schwerpunkt. Dazu zählen die stationäre Wärmeleitung und der stationäre Wärmedurchgang, die instationäre Wärmeleitung, der Wärmeübergang bei freier und erzwungener Konvektion sowie die Wärmestrahlung und der Wärmeübergang beim Kondensieren und Sieden. Soweit sinnvoll und möglich werden die Stoffwertekorrelationen und die Berechnungsvorschriften aus dem VDI-Wärmeatlas verwendet. Für ausgewählte Anwendungen werden zudem komplexere Auslegungen und Simulationen von Prozessen der Wärmeübertragung sowie von Wärmeübertragern erstellt. Die Zielgruppen: Studierende in Bachelor- und Masterstudiengängen, Praktiker im Engineering KW - Wärmeübertragung KW - Energietechnik KW - Excel und VBA KW - VDI-Wärmeatlas KW - Wärmeübertrager Y1 - 2021 SN - 978-3-658-35905-8 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-35906-5 N1 - In der Bereichsbibliothek Eupener Straße unter der Signatur 21 WDW 39 vorhanden PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Leise, Philipp A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. T1 - Energy-Efficient design of a water supply system for skyscrapers by mixed-integer nonlinear programming T2 - Operations Research Proceedings 2017 N2 - The energy-efficiency of technical systems can be improved by a systematic design approach. Technical Operations Research (TOR) employs methods known from Operations Research to find a global optimal layout and operation strategy of technical systems. We show the practical usage of this approach by the systematic design of a decentralized water supply system for skyscrapers. All possible network options and operation strategies are modeled by a Mixed-Integer Nonlinear Program. We present the optimal system found by our approach and highlight the energy savings compared to a conventional system design. KW - Engineering optimization KW - Global optimization KW - Energy efficiency KW - Water KW - Network Y1 - 2018 SN - 978-3-319-89919-0 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-89920-6_63 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Leise, Philipp A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. T1 - Technical Operations Research (TOR) - Algorithms, not Engineers, Design Optimal Energy Efficient and Resilient Cooling Systems T2 - FAN2018 - Proceedings of the International Conference on Fan Noise, Aerodynamics, Applications and Systems N2 - The overall energy efficiency of ventilation systems can be improved by considering not only single components, but by considering as well the interplay between every part of the system. With the help of the method "TOR" ("Technical Operations Research"), which was developed at the Chair of Fluid Systems at TU Darmstadt, it is possible to improve the energy efficiency of the whole system by considering all possible design choices programmatically. We show the ability of this systematic design approach with a ventilation system for buildings as a use case example. Based on a Mixed-Integer Nonlinear Program (MINLP) we model the ventilation system. We use binary variables to model the selection of different pipe diameters. Multiple fans are model with the help of scaling laws. The whole system is represented by a graph, where the edges represent the pipes and fans and the nodes represents the source of air for cooling and the sinks, that have to be cooled. At the beginning, the human designer chooses a construction kit of different suitable fans and pipes of different diameters and different load cases. These boundary conditions define a variety of different possible system topologies. It is not possible to consider all topologies by hand. With the help of state of the art solvers, on the other side, it is possible to solve this MINLP. Next to this, we also consider the effects of malfunctions in different components. Therefore, we show a first approach to measure the resilience of the shown example use case. Further, we compare the conventional approach with designs that are more resilient. These more resilient designs are derived by extending the before mentioned model with further constraints, that consider explicitly the resilience of the overall system. We show that it is possible to design resilient systems with this method already in the early design stage and compare the energy efficiency and resilience of these different system designs. Y1 - 2018 N1 - International Conference on Fan Noise, Aerodynamics, Applications and Systems 18-20.04.2018 Darmstadt, Deutschland SP - 1 EP - 12 ER - TY - CHAP A1 - Stenger, David A1 - Altherr, Lena A1 - Müller, Tankred A1 - Pelz, Peter F. T1 - Product family design optimization using model-based engineering techniques T2 - Operations Research Proceedings 2017 N2 - Highly competitive markets paired with tremendous production volumes demand particularly cost efficient products. The usage of common parts and modules across product families can potentially reduce production costs. Yet, increasing commonality typically results in overdesign of individual products. Multi domain virtual prototyping enables designers to evaluate costs and technical feasibility of different single product designs at reasonable computational effort in early design phases. However, savings by platform commonality are hard to quantify and require detailed knowledge of e.g. the production process and the supply chain. Therefore, we present and evaluate a multi-objective metamodel-based optimization algorithm which enables designers to explore the trade-off between high commonality and cost optimal design of single products. Y1 - 2018 SN - 978-3-319-89919-0 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-89920-6_66 SP - 495 EP - 502 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Leise, Philipp A1 - Altherr, Lena T1 - Optimizing the design and control of decentralized water supply systems – a case-study of a hotel building T2 - EngOpt 2018 Proceedings of the 6th International Conference on Engineering Optimization N2 - To increase pressure to supply all floors of high buildings with water, booster stations, normally consisting of several parallel pumps in the basement, are used. In this work, we demonstrate the potential of a decentralized pump topology regarding energy savings in water supply systems of skyscrapers. We present an approach, based on Mixed-Integer Nonlinear Programming, that allows to choose an optimal network topology and optimal pumps from a predefined construction kit comprising different pump types. Using domain-specific scaling laws and Latin Hypercube Sampling, we generate different input sets of pump types and compare their impact on the efficiency and cost of the total system design. As a realistic application example, we consider a hotel building with 325 rooms, 12 floors and up to four pressure zones. KW - Engineering optimization KW - Energy efficiency KW - Water KW - Pump System KW - Latin Hypercube Sampling Y1 - 2018 SN - 978-3-319-97773-7 SN - 978-3-319-97772-0 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-97773-7_107 N1 - EngOpt 2018 Proceedings of the 6th International Conference on Engineering Optimization. 17-19 September 2018. Lisboa, Portugal SP - 1241 EP - 1252 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Sun, Hui A1 - Altherr, Lena A1 - Pei, Ji A1 - Pelz, Peter F. A1 - Yuan, Shouqi T1 - Optimal booster station design and operation under uncertain load JF - Applied Mechanics and Materials N2 - Given industrial applications, the costs for the operation and maintenance of a pump system typically far exceed its purchase price. For finding an optimal pump configuration which minimizes not only investment, but life-cycle costs, methods like Technical Operations Research which is based on Mixed-Integer Programming can be applied. However, during the planning phase, the designer is often faced with uncertain input data, e.g. future load demands can only be estimated. In this work, we deal with this uncertainty by developing a chance-constrained two-stage (CCTS) stochastic program. The design and operation of a booster station working under uncertain load demand are optimized to minimize total cost including purchase price, operation cost incurred by energy consumption and penalty cost resulting from water shortage. We find optimized system layouts using a sample average approximation (SAA) algorithm, and analyze the results for different risk levels of water shortage. By adjusting the risk level, the costs and performance range of the system can be balanced, and thus the system’s resilience can be engineered KW - Stochastic Programming KW - Chance Constraint KW - Engineering Application KW - Pump System KW - Water Distribution Y1 - 2018 U6 - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.885.102 SN - 1662-7482 VL - 885 SP - 102 EP - 115 PB - Trans Tech Publications CY - Bäch ER - TY - JOUR A1 - Altherr, Lena A1 - Joggerst, Laura A1 - Leise, Philipp A1 - Pfetsch, Marc E. A1 - Schmitt, Andreas A1 - Wendt, Janine T1 - On obligations in the development process of resilient systems with algorithmic design methods JF - Applied Mechanics and Materials N2 - Advanced computational methods are needed both for the design of large systems and to compute high accuracy solutions. Such methods are efficient in computation, but the validation of results is very complex, and highly skilled auditors are needed to verify them. We investigate legal questions concerning obligations in the development phase, especially for technical systems developed using advanced methods. In particular, we consider methods of resilient and robust optimization. With these techniques, high performance solutions can be found, despite a high variety of input parameters. However, given the novelty of these methods, it is uncertain whether legal obligations are being met. The aim of this paper is to discuss if and how the choice of a specific computational method affects the developer’s product liability. The review of legal obligations in this paper is based on German law and focuses on the requirements that must be met during the design and development process. KW - legal obligations KW - product liability KW - design of technical systems KW - optimization KW - resilience Y1 - 2018 SN - 1662-7482 U6 - https://doi.org/10.4028/www.scientific.net/AMM.885.240 VL - 885 IS - 885 SP - 240 EP - 252 PB - Trans Tech Publications CY - Bäch ER - TY - CHAP A1 - Müller, Tim M. A1 - Altherr, Lena A1 - Ahola, Marja A1 - Schabel, Samuel A1 - Pelz, Peter F. ED - Rodrigues, H. C. T1 - Multi-Criteria optimization of pressure screen systems in paper recycling – balancing quality, yield, energy consumption and system complexity T2 - EngOpt 2018 Proceedings of the 6th International Conference on Engineering Optimization N2 - The paper industry is the industry with the third highest energy consumption in the European Union. Using recycled paper instead of fresh fibers for papermaking is less energy consuming and saves resources. However, adhesive contaminants in recycled paper are particularly problematic since they reduce the quality of the resulting paper-product. To remove as many contaminants and at the same time obtain as many valuable fibres as possible, fine screening systems, consisting of multiple interconnected pressure screens, are used. Choosing the best configuration is a non-trivial task: The screens can be interconnected in several ways, and suitable screen designs as well as operational parameters have to be selected. Additionally, one has to face conflicting objectives. In this paper, we present an approach for the multi-criteria optimization of pressure screen systems based on Mixed-Integer Nonlinear Programming. We specifically focus on a clear representation of the trade-off between different objectives. Y1 - 2019 SN - 978-3-319-97773-7 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-97773-7_105 N1 - EngOpt 2018 Proceedings of the 6th International Conference on Engineering Optimization. 17-19 September 2018. Lisboa, Portugal PB - Springer International Publishing CY - Basel ER - TY - JOUR A1 - Altherr, Lena A1 - Ederer, Thorsten A1 - Pfetsch, Marc E. A1 - Pelz, Peter F. T1 - Maschinelles Design eines optimalen Getriebes JF - ATZ - Automobiltechnische Zeitschrift N2 - Nahezu 100.000 denkbare Strukturen kann ein Getriebe bei gleicher Funktion aufweisen - je nach Ganganzahl und gefordertem Freiheitsgrad. Mit dem traditionellen Ansatz bei der Entwicklung, einzelne vielversprechende Systemkonfigurationen manuell zu identifizieren und zu vergleichen, können leicht innovative und vor allem kostenminimale Lösungen übersehen werden. Im Rahmen eines Forschungsprojekts hat die TU Darmstadt spezielle Optimierungsmethoden angewendet, um auch bei großen Lösungsräumen zielsicher ein für die individuellen Zielstellungen optimales Layout zu finden. Y1 - 2018 SN - 2192-8800 U6 - https://doi.org/10.1007/s35148-018-0131-3 VL - 120 IS - 10 SP - 72 EP - 77 PB - Springer Nature CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Rausch, Lea A1 - Friesen, John A1 - Altherr, Lena A1 - Meck, Marvin A1 - Pelz, Peter F. T1 - A holistic concept to design optimal water supply infrastructures for informal settlements using remote sensing data JF - Remote Sensing N2 - Ensuring access to water and sanitation for all is Goal No. 6 of the 17 UN Sustainability Development Goals to transform our world. As one step towards this goal, we present an approach that leverages remote sensing data to plan optimal water supply networks for informal urban settlements. The concept focuses on slums within large urban areas, which are often characterized by a lack of an appropriate water supply. We apply methods of mathematical optimization aiming to find a network describing the optimal supply infrastructure. Hereby, we choose between different decentral and central approaches combining supply by motorized vehicles with supply by pipe systems. For the purposes of illustration, we apply the approach to two small slum clusters in Dhaka and Dar es Salaam. We show our optimization results, which represent the lowest cost water supply systems possible. Additionally, we compare the optimal solutions of the two clusters (also for varying input parameters, such as population densities and slum size development over time) and describe how the result of the optimization depends on the entered remote sensing data. KW - water supply design KW - mathematical optimization KW - slum classification KW - remote sensing Y1 - 2018 SN - 2072-4292 U6 - https://doi.org/10.3390/rs10020216 VL - 10 IS - 2 SP - 1 EP - 23 PB - MDPI CY - Basel ER - TY - CHAP A1 - Lorenz, Imke-Sophie B. A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. T1 - Graph-theoretic resilience analysis of a water distribution system's topology T2 - World Congress on Resilience, Reliability and Asset Management 2019 N2 - Water suppliers are faced with the great challenge of achieving high-quality and, at the same time, low-cost water supply. In practice, the focus is set on the most beneficial maintenance measures and/or capacity adaptations of existing water distribution systems (WDS). Since climatic and demographic influences will pose further challenges in the future, the resilience enhancement of WDS, i.e. the enhancement of their capability to withstand and recover from disturbances, has been in particular focus recently. To assess the resilience of WDS, metrics based on graph theory have been proposed. In this study, a promising approach is applied to assess the resilience of the WDS for a district in a major German City. The conducted analysis provides insight into the process of actively influencing the resilience of WDS KW - Resilience Assessment KW - Graph Theory KW - Water Supply System KW - Case Study Y1 - 2019 N1 - World Congress on Resilience, Reliability and Asset Management, 28-31 July 2019. Furama Riverfront Hotel, Singapore SP - 106 EP - 109 ER - TY - CHAP A1 - Leise, Philipp A1 - Breuer, Tim A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. T1 - Development, validation and assessment of a resilient pumping system T2 - Proceedings of the Joint International Resilience Conference, JIRC2020 N2 - The development of resilient technical systems is a challenging task, as the system should adapt automatically to unknown disturbances and component failures. To evaluate different approaches for deriving resilient technical system designs, we developed a modular test rig that is based on a pumping system. On the basis of this example system, we present metrics to quantify resilience and an algorithmic approach to improve resilience. This approach enables the pumping system to automatically react on unknown disturbances and to reduce the impact of component failures. In this case, the system is able to automatically adapt its topology by activating additional valves. This enables the system to still reach a minimum performance, even in case of failures. Furthermore, timedependent disturbances are evaluated continuously, deviations from the original state are automatically detected and anticipated in the future. This allows to reduce the impact of future disturbances and leads to a more resilient system behaviour. KW - water supply system KW - fault detection KW - anticipation strategy Y1 - 2020 SN - 978-90-365-5095-6 N1 - Joint International Resilience Conference 2020. Interconnected: Resilience Innovations for Sustainable Development Goals. 23 - 27 November, 2020, Singapore SP - 97 EP - 100 ER - TY - JOUR A1 - Leise, Philipp A1 - Eßer, Arved A1 - Eichenlaub, Tobias A1 - Schleiffer, Jean-Eric A1 - Altherr, Lena A1 - Rinderknecht, Stephan A1 - Pelz, Peter F. T1 - Sustainable system design of electric powertrains - comparison of optimization methods JF - Engineering Optimization N2 - The transition within transportation towards battery electric vehicles can lead to a more sustainable future. To account for the development goal ‘climate action’ stated by the United Nations, it is mandatory, within the conceptual design phase, to derive energy-efficient system designs. One barrier is the uncertainty of the driving behaviour within the usage phase. This uncertainty is often addressed by using a stochastic synthesis process to derive representative driving cycles and by using cycle-based optimization. To deal with this uncertainty, a new approach based on a stochastic optimization program is presented. This leads to an optimization model that is solved with an exact solver. It is compared to a system design approach based on driving cycles and a genetic algorithm solver. Both approaches are applied to find efficient electric powertrains with fixed-speed and multi-speed transmissions. Hence, the similarities, differences and respective advantages of each optimization procedure are discussed. KW - Powertrain KW - stochastic optimization KW - global optimization KW - genetic algorithm Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1080/0305215X.2021.1928660 SN - 0305-215X PB - Taylor & Francis CY - London ER - TY - CHAP A1 - Hüning, Felix T1 - Sustainable changes beyond covid-19 for a second semester physics course for electrical engineering students T2 - Blended Learning in Engineering Education: challenging, enlightening – and lasting? N2 - The course Physics for Electrical Engineering is part of the curriculum of the bachelor program Electrical Engineering at University of Applied Science Aachen. Before covid-19 the course was conducted in a rather traditional way with all parts (lecture, exercise and lab) face-to-face. This teaching approach changed fundamentally within a week when the covid-19 limitations forced all courses to distance learning. All parts of the course were transformed to pure distance learning including synchronous and asynchronous parts for the lecture, live online-sessions for the exercises and self-paced labs at home. Using these methods, the course was able to impart the required knowledge and competencies. Taking the teacher’s observations of the student’s learning behaviour and engagement, the formal and informal feedback of the students and the results of the exams into account, the new methods are evaluated with respect to effectiveness, sustainability and suitability for competence transfer. Based on this analysis strong and weak points of the concept and countermeasures to solve the weak points were identified. The analysis further leads to a sustainable teaching approach combining synchronous and asynchronous parts with self-paced learning times that can be used in a very flexible manner for different learning scenarios, pure online, hybrid (mixture of online and presence times) and pure presence teaching. Y1 - 2021 SN - 978-2-87352-023-6 N1 - SEFI 49th Annual Conference, Technische Universität Berlin (online), 13 – 16 September 2021 SP - 1424 EP - 1428 ER - TY - CHAP A1 - Ulmer, Jessica A1 - Braun, Sebastian A1 - Cheng, Chi-Tsun A1 - Dowey, Steve A1 - Wollert, Jörg T1 - Adapting augmented reality systems to the users’ needs using gamification and error solving methods T2 - Procedia CIRP - 54th CIRP CMS 2021 - Towards Digitalized Manufacturing 4.0 N2 - Animations of virtual items in AR support systems are typically predefined and lack interactions with dynamic physical environments. AR applications rarely consider users’ preferences and do not provide customized spontaneous support under unknown situations. This research focuses on developing adaptive, error-tolerant AR systems based on directed acyclic graphs and error resolving strategies. Using this approach, users will have more freedom of choice during AR supported work, which leads to more efficient workflows. Error correction methods based on CAD models and predefined process data create individual support possibilities. The framework is implemented in the Industry 4.0 model factory at FH Aachen. KW - Augmented Reality KW - Adaptive Systems KW - Gamification KW - Error Recovery Y1 - 2021 U6 - https://doi.org/10.1016/j.procir.2021.11.024 SN - 2212-8271 N1 - CIRP CMS 2021 - 54th CIRP Conference on Manufacturing Systems, September 22-24, 2021, online VL - 104 SP - 140 EP - 145 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Müller, Tim M. A1 - Altherr, Lena A1 - Ahola, Marja A1 - Schabel, Samuel A1 - Pelz, Peter F. T1 - Optimizing pressure screen systems in paper recycling: optimal system layout, component selection and operation N2 - Around 60% of the paper worldwide is made from recovered paper. Especially adhesive contaminants, so called stickies, reduce paper quality. To remove stickies but at the same time keep as many valuable fibers as possible, multi-stage screening systems with several interconnected pressure screens are used. When planning such systems, suitable screens have to be selected and their interconnection as well as operational parameters have to be defined considering multiple conflicting objectives. In this contribution, we present a Mixed-Integer Nonlinear Program to optimize system layout, component selection and operation to find a suitable trade-off between output quality and yield. KW - Mixed-integer nonlinear problem KW - MINLP KW - Process engineering KW - Paper recycling KW - Multi-criteria optimization Y1 - 2018 SN - 978-3-030-18499-5 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-18500-8_44 SP - 355 EP - 361 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Stenger, David A1 - Altherr, Lena A1 - Abel, Dirk T1 - Machine learning and metaheuristics for black-box optimization of product families: a case-study investigating solution quality vs. computational overhead T2 - Operations Research Proceedings 2018 N2 - In product development, numerous design decisions have to be made. Multi-domain virtual prototyping provides a variety of tools to assess technical feasibility of design options, however often requires substantial computational effort for just a single evaluation. A special challenge is therefore the optimal design of product families, which consist of a group of products derived from a common platform. Finding an optimal platform configuration (stating what is shared and what is individually designed for each product) and an optimal design of all products simultaneously leads to a mixed-integer nonlinear black-box optimization model. We present an optimization approach based on metamodels and a metaheuristic. To increase computational efficiency and solution quality, we compare different types of Gaussian process regression metamodels adapted from the domain of machine learning, and combine them with a genetic algorithm. We illustrate our approach on the example of a product family of electrical drives, and investigate the trade-off between solution quality and computational overhead. KW - Product family optimization KW - Mixed-integer nonlinear black-box optimization KW - Engineering optimization KW - Machine learning Y1 - 2019 SN - 978-3-030-18499-5 (Print) SN - 978-3-030-18500-8 (Online) U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-18500-8_47 SP - 379 EP - 385 PB - Springer CY - Cham ER -