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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.
Diversity is increasingly being addressed as an innovation-promoting factor. For this reason, companies and institutions tackle the integration of a diversity management approach that enables a heterogenic perspective on innovation development. However, system-theoretical frameworks state that the implementation of diversity measures that are not tailored to the needs of the organization often leads to a rejection or reactivity with regard to the management approach. In this context, especially organizations, which are characterized by a specific hierarchical structure, a dominant habitus or specialist culture, must face the challenge of realizing a sustainable change of the corporate culture that sets the basis for implementing diversity management approaches. The presented research project focuses on analyzing the situation in a huge scientific collaborative project - so called Cluster of Excellence (CoE) - with the aim to implement a diversity - and innovation management strategy. Considering the influencing determinants, the CoE is characterized by its embeddedness in the scientific system, a complex organizational structure, and a high fluctuation rate. The paper presents a systemic approach of reflecting these factors in order to develop a diversity- and innovation management strategy. In this frame, the results of a quantitative survey of CoE employees and derived mindset-types are presented. The results show a need for taking different mindset-types into account, to be able to develop a tailored management strategy. The aim of the project is to give recommendations for developing a sustainable management concept that promotes both diversity and innovation by drawing on the persisting mindsets of organization members while reflecting top down as well as bottom up factors of implementation processes as well as the psychology of change. This paper addresses all who are concerned with the management of human resources in innovation processes and are striving for a cultural change within the framework of complex organizations.
Kalkulation
(2019)
Digital Image Correlation (DIC) is a powerful tool used to evaluate displacements and deformations in a non-intrusive manner. By comparing two images, one of the undeformed reference state of a specimen and another of the deformed target state, the relative displacement between those two states is determined. DIC is well known and often used for post-processing analysis of in-plane displacements and deformation of specimen. Increasing the analysis speed to enable real-time DIC analysis will be beneficial and extend the field of use of this technique.
Here we tested several combinations of the most common DIC methods in combination with different parallelization approaches in MATLAB and evaluated their performance to determine whether real-time analysis is possible with these methods. To reflect improvements in computing technology different hardware settings were also analysed. We found that implementation problems can reduce the efficiency of a theoretically superior algorithm such that it becomes practically slower than a suboptimal algorithm. The Newton-Raphson algorithm in combination with a modified Particle Swarm algorithm in parallel image computation was found to be most effective. This is contrary to theory, suggesting that the inverse-compositional Gauss-Newton algorithm is superior. As expected, the Brute Force Search algorithm is the least effective method. We also found that the correct choice of parallelization tasks is crucial to achieve improvements in computing speed. A poorly chosen parallelisation approach with high parallel overhead leads to inferior performance. Finally, irrespective of the computing mode the correct choice of combinations of integerpixel and sub-pixel search algorithms is decisive for an efficient analysis. Using currently available hardware realtime analysis at high framerates remains an aspiration.
In comparison to crude oil, biorefinery raw materials are challenging in concerns of transport and storage. The plant raw materials are more voluminous, so that shredding and compacting usually are necessary before transport. These mechanical processes can have a negative influence on the subsequent biotechnological processing and shelf life of the raw materials. Various approaches and their effects on renewable raw materials are shown. In addition, aspects of decentralized pretreatment steps are discussed. Another important aspect of pretreatment is the varying composition of the raw materials depending on the growth conditions. This problem can be solved with advanced on-site spectrometric analysis of the material.
Though weir flow has been studied for centuries, there still remains some nuances of weir flow that are not well understood. Therefore, an international study was conducted in which 20 different hydraulics laboratories from around the world built and tested two linear weirs (quarter-round and half-round crested weirs) of common geometry. The only unconstrained dimension was the weir length, which could be adjusted to match the width of the test flume. Participating laboratories used the instrumentation and data collection methodologies of their choosing for head and discharge measurements.
The experimental results found significant variability in the discharge coefficients as a function of dimensionless upstream head, as well as in the head-discharge relationships (as much as 50% in some cases). Potential sources contributing to the scatter may have included head meter instrumentation, flow meter instrumentation, approach flow length (flume length upstream of weir), head measurement location, nappe behavior, laboratory measurement methods and experimental setup, and the care and skill of the investigator (human error). Analyzing the data as a function of instrumentation types, approach length, and head measurement location did not provide any insight regarding the variations. Nappe behavior (e.g., aeration), which could be influenced by laboratory-specific conditions, varied among the datasets primarily for the half-round crested weir (about 20%).
Formine 2019 : In Cima
(2019)
Der baurechtliche Vertrag
(2019)
Anhand von kurzen theoretischen Einführungen werden anhand von Beispielen die wesentlichen Aspekte des baurechtlichen Vertrages erläutert. Nach einer Einführung über das Zustandekommen von (Bau-) Verträgen wird die für Streitfälle unerlässliche Dokumentation auf Baustellen erläutert. Hierbei werden Hinweise zur Erstellung von Protokollen, zum E-Mail bei Großprojekten und zur Dokumentation von Stundenlohnarbeiten gegeben. Des Weiteren wird eine Schriftverkehrsliste vorgestellt, die zur Nachverfolgung des Schriftverkehrs bei Großprojekten unerlässlich ist.
Anschließend werden die typischen Vertragsarten vorgestellt, die bei der Abwicklung von Großprojekten zu beachten sind und die Unterschiede werden durch Fallbeispiele erläutert.
Einen Schwerpunkt des Kapitels bilden auftragsnehmerseitige Verzüge sowie mangelbehaftete Leistungen. Hier werden Hinweise gegeben, wie in den entsprechenden Situationen zu reagieren ist.
Baukosten und Finanzierung
(2019)
Boden, Baugrube, Verbau
(2019)
Im folgenden Kapitel werden die wichtigsten geotechnischen Nachweise sowie praxisnahe Beispiele für den Baubetrieb aufgeführt. Es wird im Wesentlichen auf die Bodenbeschreibung und Klassifikation nach DIN 18196 sowie nach DIN 18300 eingegangen, welche sowohl für die weiteren Berechnungen als auch für die Kalkulation von großer Bedeutung sind.
Die aus der Praxis aufgeführten Beispiele verdeutlichen verschiedene Untersuchungs- und Auswertungsmethoden für direkte und indirekte Aufschlüsse, diese enthalten Labor- und Feldversuche, mit denen man die Verdichtbarkeit von Böden auswertet und quantifiziert, sowie viele andere Themenbereiche wie Erddruckberechnungen sowie Spannungs- und Setzungsberechnungen.
Darüber hinaus werden exemplarisch bestimmte Verbauarten bezüglich ihrer Bemessung erläutert. Es wird ebenfalls auf das Thema Wasserhaltung eingegangen und die erforderlichen Maßnahmen beschrieben, um bestimmte Versagensmechanismen - wie z.B. den hydraulischen Grundbruch - zu verhindern.
Socio-technical scenarios for energy-intensive industries: the future of steel production in Germany
(2019)
Manufacturing Process Simulation for the Prediction of Tool-Part-Interaction and Ply Wrinkling
(2019)
Training-induced increase in Achilles tendon stiffness affects tendon strain pattern during running
(2019)
Background
During the stance phase of running, the elasticity of the Achilles tendon enables the utilisation of elastic energy and allows beneficial contractile conditions for the triceps surae muscles. However, the effect of changes in tendon mechanical properties induced by chronic loading is still poorly understood. We tested the hypothesis that a training-induced increase in Achilles tendon stiffness would result in reduced tendon strain during the stance phase of running, which would reduce fascicle strains in the triceps surae muscles, particularly in the mono-articular soleus.
Methods
Eleven subjects were assigned to a training group performing isometric singleleg plantarflexion contractions three times per week for ten weeks, and another ten subjects formed a control group. Before and after the training period, Achilles tendon stiffness was estimated, and muscle-tendon mechanics were assessed during running at preferred speed using ultrasonography, kinematics and kinetics.
Results
Achilles tendon stiffness increased by 18% (P <0:01) in the training group, but the associated reduction in strain seen during isometric contractions was not statistically significant. Tendon elongation during the stance phase of running was similar after training, but tendon recoil was reduced by 30% (P <0:01), while estimated tendon force remained unchanged. Neither gastrocnemius medialis nor soleus fascicle shortening during stance was affected by training.
Discussion
These results show that a training-induced increase in Achilles tendon
stiffness altered tendon behaviour during running. Despite training-induced changes in tendon mechanical properties and recoil behaviour, the data suggest that fascicle shortening patterns were preserved for the running speed that we examined. The asymmetrical changes in tendon strain patterns supports the notion that simple inseries models do not fully explain the mechanical output of the muscle-tendon unit during a complex task like running.
Entwicklung einer Qualitätssicherung für das Laserstrahlschweißen im Vakuum mittels Bildverarbeitung
(2019)
Neue Perspektiven für die Bahn in der Produktions- und Distributionslogistik durch Prozessautomation
(2019)
Deutschland braucht mehr Eisenbahn um CO2-Emissionen aus dem Verkehr zu reduzieren. Sie muss zum Rückgrat aktueller Logistikprozesse, z.B. bei Kaufmannsgütern und E-Commerce, werden. Dies geht nicht ohne neuartige betriebliche Konzepte und eine Transformation des Güterwagens von einem „dummen Stück Stahl“ zu einem modernen Werkzeug der Logistik.
Als „Güterwagen 4.0“ wird ein kommunikativer und kooperativer Güterwagen verstanden, der die Voraussetzung zur Automatisierung aller Prozesse der Zugvorbereitung bereitstellt, sich aber ansonsten vollkommen kompatibel mit heutigen Betriebsverfahren im Hauptlauf präsentiert. Durch Kommunikation zwischen Güterwagen und umgebenden intelligenten Systemen im Sinne eines „Internet der Dinge“ gelingt damit unter Anderem die Realisierung hoch effizienter Gleisanschlussverkehre, die der Güterbahn neue Märkte abseits der klassisch bahn-affinen Verkehre erschließen und letztlich den Wandel zu einer nachhaltigen Gütermobilität fördern.
Recognition of subjects with mild cognitive impairment (MCI) by the use of retinal arterial vessels.
(2019)
A light-addressable potentiometric sensor (LAPS) is a field-effect-based (bio-) chemical sensor, in which a desired sensing area on the sensor surface can be defined by illumination. Light addressability can be used to visualize the concentration and spatial distribution of the target molecules, e.g., H+ ions. This unique feature has great potential for the label-free imaging of the metabolic activity of living organisms. The cultivation of those organisms needs specially tailored surface properties of the sensor. O2 plasma treatment is an attractive and promising tool for rapid surface engineering. However, the potential impacts of the technique are carefully investigated for the sensors that suffer from plasma-induced damage. Herein, a LAPS with a Ta2O5 pH-sensitive surface is successfully patterned by plasma treatment, and its effects are investigated by contact angle and scanning LAPS measurements. The plasma duration of 30 s (30 W) is found to be the threshold value, where excessive wettability begins. Furthermore, this treatment approach causes moderate plasma-induced damage, which can be reduced by thermal annealing (10 min at 300 °C). These findings provide a useful guideline to support future studies, where the LAPS surface is desired to be more hydrophilic by O2 plasma treatment.
06| Namibia auf der Suche nach dem Weg in die Zukunft
16| Dort arbeiten, wo andere an Urlaub denken
19| „Das macht unsere Qualität aus“
20| Sicher auf See
24| Nachhaltig im All
26| Viel Kaffee in New York
29| Wo man Digitalisierung studieren kann
30| „Ein Leben reicht nicht aus“
32| 3022 Kilometer durch Australien
36| Für die Zeit nach der Kohle
38| Der Taktgeber
40| Die Emsigen
44| Volle Kraft voraus
46| Einmal in der Zeit zurück
50| Exkursion in die Wolken
56| Echte Gefühle in virtuellen Welten
58| Wir sind FH
60| Mit Herz und Hand
61| Kopfnuss
62| Nachruf
63| Impressum
Dimensionen 1-2019: Magazin der FH Aachen University of Applied Sciences - Wir sind FH Aachen!
(2019)
Inhaltsverzeichnis:
6 Wir sind FH!
8 Steigen Sie ein : Wir nehmen Sie mit auf eine Reise der Roboter und Maschinen
18 Grenzenlose Förderung : Das Stipendienprogramm geht in das zehnte Jahr
20 Marias neue Kleider : Wissenschaftler unterstützen die Domschatzkammer
24 Die Sprengstoffschnüffler : Fliegerbomben im Erdreich: Neues Verfahren auf Basis der Neutronenaktivierungsanalyse
26 Geschafft! : Erster marokkanischer Elektrotechnikstudent macht seinen Doppelabschluss an der FH Aachen
28 Maßgeschneidert : Dr. Denise Milinnus vom INB entwickelt digitale Biosensoren für die personalisierte Medizin
32 Auf Höhenflügen : Tobias Barth macht außergewöhnliche Luftaufnahmen
36 Über alle Berge : Talentscouting eröffnet neue Wege
38 Der etwas andere Reiseführer : FH-Studentinnen entwerfen Stadtplan für junge Menschen
42 Warum kommt mein Zug zu spät? : FH-Experten im Interview über Probleme und Lösungen der Schiene
48 Der Alina-Weg : Alina Richter promoviert bei der Volkswaren-Konzernforschung
51 Selbst ist die Frau : Die 31-jährige Meral Dural studiert erfolgreich Elektrotechnik am FH-Campus Jülich
52 An der Schnittstelle : INFORM-Professur für angewandte Mathematik und Informatik
53 Kopfnuss
54 Einmal scannen bitte : Forschungsprojekt am MASKOR-Institut wird vom Bund gefördert
56 Inspiriert vom Tier- und Pflanzenmeer : FH-Absolventin Lara Bispinck gewinnt "Future Impact Maker"
60 Schmusekurs mit dem Tiger : FH Aachen führt Kooperationsverbund mit taiwanesischen Hochschulen an
62 Impressum
Aufgrund des § 2 Absatz 4 Satz 1 in Verbindung mit § 64 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz – HG) vom 16. September 2014 (GV. NRW. S. 547), zuletzt geändert durch Artikel 3 des Gesetzes vom 17. Oktober 2017 (GV. NRW. S. 806), und der Rahmenprüfungsordnung (RPO) für die Bachelor- und Masterstudiengänge an der Fachhochschule Aachen vom 1. Februar 2018 (FH-Mitteilung Nr. 3/2018) hat der Fachbereich Architektur folgende Änderung der Prüfungsordnung vom 5. Juli 2018 (FH-Mitteilung Nr. 104/2018) erlassen.
Aufgrund des § 2 Absatz 4 Satz 1 in Verbindung mit § 64 des Gesetzes über die Hochschulen des Landes Nordrhein-Westfalen (Hochschulgesetz – HG) vom 16. September 2014 (GV. NRW. S. 547), zuletzt geändert durch Artikel 3 des Gesetzes
vom 17. Oktober 2017 (GV. NRW. S. 806), und der Rahmenprüfungsordnung (RPO) für die Bachelor- und Masterstudiengänge an der Fachhochschule Aachen vom 1. Februar 2018 (FH-Mitteilung Nr. 3/2018) hat der Fachbereich Architektur folgende
Änderung der Prüfungsordnung vom 5. Juli 2018 (FH-Mitteilung Nr. 105/2018) erlassen.