Machine Learning assisted Digital Twin for event identification in electrical power system / Song, Xinya

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2023. - xii, 186 Seiten.

(Ilmenauer Beiträge zur elektrischen Energiesystem-, Geräte- und Anlagentechnik - IBEGA ; 34)

ISBN 978-3-86360-267-3
DOI 10.22032/dbt.55185
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000438
Preis (Druckausgabe): 21,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

The challenges of stable operation in the electrical power system are increasing with the infrastructure shifting of the power grid from the centralized energy supply with fossil fuels towards sustainable energy generation. The predominantly RES plants, due to the non-linear electronic switch, have brought harmonic oscillations into the power grid. These changes lead to difficulties in stable operation, reduction of outages and management of variations in electric power systems. The emergence of the Digital Twin in the power system brings the opportunity to overcome these challenges. Digital Twin is a digital information model that accurately represents the state of every asset in a physical system. It can be used not only to monitor the operation states with actionable insights of physical components to drive optimized operation but also to generate abundant data by simulation according to the guidance on design limits of physical systems. The work addresses the topic of the origin of the Digital Twin concept and how it can be utilized in the optimization of power grid operation.

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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000438

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Analyse und Entwicklung einer Softwarearchitektur für die intelligente, optische Inspektion / Richter, Johannes

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2023. - xii, 205 Seiten.

ISBN 978-3-86360-268-0
DOI 10.22032/dbt.55214
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000473
Preis (Druckausgabe): 20,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Durch die automatisierte Bildaufnahme und das Ausführen vordefinierter Bildverarbeitungsschritte haben Systeme der automatischen optischen Inspektion (AOI) die manuelle Inspektion in der Elektronikfertigung weitestgehend verdrängt. In den letzten Jahren wurden zahlreiche Ansätze untersucht, welche einzelne Aspekte der optischen Qualitätssicherung durch die Anwendung von Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) deutlich verbessern. Darauf aufbauend stellt diese Arbeit ein Modell mit fünf Phasen vor, welches die Entwicklungsschritte auf dem Weg zur vollautonomen Inspektion abbildet. Um die Umsetzung dieses Modells zu tragen, zeigt diese Arbeit ein neues Architekturmuster auf, welches Lösungen auf Basis von künstlicher Intelligenz trainieren und ausführen kann. Die hohe Flexibilität der neuen Architektur ermöglicht die Auslieferungen auf einer Menge heterogener Systeme und damit viele Anwendungen von künstlicher Intelligenz über das Feld der optischen Inspektion hinaus.

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Prozessmodell für das Hinterspritzen von Dekorfolien in der In-Mould-Labeling Technik / Woyan, Felix

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2023. - xiv, 207 Seiten.

(Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik : SIFT ; 15)

ISBN 978-3-86360-262-8
DOI 10.22032/dbt.53464
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000337
Preis (Druckausgabe): 18,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Das Folienhinterspritzen ist ein Spritzgießverfahren zur Dekoration und Funktionalisierung von Kunststoffoberflächen. Dabei wird eine transparente Kunststofffolie bedruckt, verformt und hinterspritzt. Die Vorteile des Verfahrens liegen in der Oberflächenqualität und den zahlreichen Dekorationsmöglichkeiten. Typische Fehlerbilder sind die Auswaschung der aufgedruckten Dekore durch den Hinterspritzvorgang, Gestaltabweichungen wie Verzug und die Ablösung der Folie vom Träger. Der Arbeit liegt die These zugrunde, dass die Formteilqualität auf die Wechselwirkung zwischen thermischen und mechanischen Randbedingungen zurückgeführt werden kann. Basierend auf einer systematischen Verfahrensanalyse und einer analytischen Betrachtung der thermischen und mechanischen Einflussfaktoren, wird ein grundlegendes Prozessverständnis erarbeitet. Dies erfolgt unter Berücksichtigung von Prozess-, Material- und Geometriegrößen. Abschließend werden die Erkenntnisse in einem qualitativen Prozessmodell zusammengefasst, das die Haupteinflussfaktoren auf die Formteilqualität beinhaltet und eine Prozessoptimierung zulässt.

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Verification of Automata with Storage Mechanisms / Köcher, Chris

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2023. - xii, 248 Seiten.

ISBN 978-3-86360-265-9
DOI 10.22032/dbt.53804
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000388
Preis (Druckausgabe): 18,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

An important question in computer science is to ask, whether a given system conforms to a specification. Often this question is equivalent to ask whether a finite automaton with certain memory like a stack or queue can reach some given state. In this thesis we focus this reachability problem of automata having one or more lossy or reliable stacks or queues as their memory. Unfortunately, the reachability problem is undecidable or of high complexity in most of these cases. We circumvent this by several approximation methods. So we extend the exploration algorithm by Boigelot and Godefroid under-approximating the reachability problem of queue automata. We also study some automata having multiple stacks with a restricted behavior. These “asynchronous pushdown systems” have an efficiently decidable reachability problem. To show our results we first have to gain knowledge of several algebraic properties of the so-called transformation monoid of the studied storage mechanisms.

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Beitrag zur Minimierung der Insertionskräfte von Cochlea-Implantat-Elektrodenträgern / Hügl, Silke

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2023. - 172 Seiten.

(Berichte der Ilmenauer Mechanismentechnik : BIMT ; 8)

ISBN 978-3-86360-264-2
DOI 10.22032/dbt.53719
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000377
Preis (Druckausgabe): 14,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Sensorineurale Hörstörungen können mit einem Cochlea-Implantat behandelt werden. Dazu wird ein Elektrodenträger (ET) vom Chirurgen in die Cochlea inseriert, um dort die geschädigten Haarzellen zu ersetzen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit dem ET und dessen Insertionsprozess in die Cochlea. Dazu werden digitale und anschließend physikalische, planare Modelle der humanen Cochlea erstellt. Es werden Einflussfaktoren auf den Insertionsprozess systematisiert. Mit dem Ziel einer Reduktion der Insertionskräfte werden drei ausgewählte Einflussfaktoren mit eigens hergestellten Labormustern untersucht: Die Geometrie der Cochleamodelle, die Insertionsgeschwindigkeit des ETs und eine Alginat-Beschichtung des ETs.
Abschließend wird ein fluidisch-aktuierter, nachgiebiger Mechanismus zur Funktionalisierung des ETs betrachtet. Die Skalierbarkeit dieses Mechanismus wird analytisch und numerisch gezeigt. Die Synthese des fluidmechanischen Aktuators liefert dessen geometrische Maße, um unter Druckbeaufschlagung mit definiertem Druck einer vorgegebenen Form zu entsprechen.

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Novel Reactor Design and Method for Atmospheric Pressure Chemical Vapor Deposition of Micro and Nano SiO2-x Films in Photovoltaic Applications / Issa, Esmail

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2022. - 241 Seiten.

(Werkstofftechnik Aktuell : IWT ; 26)

ISBN 978-3-86360-263-5
DOI 10.22032/dbt.53692
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2021000505
Preis (Druckausgabe): 25,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2021

Inhalt

A laboratory-scale reactor and a novel method for the atmospheric pressure chemical vapor deposition (APCVD) of SiO2-x films are developed. The deposited films are investigated to synthesize heterogeneously upon the substrate surface with the elimination of the so-called gas-phase reaction, hence preventing parasitic oxide particles upon the substrate surface and the reactor inner walls. The films are extensively inspected in terms of chemical and optical properties and utilized for crystalline silicon solar cell applications. Simple reactor design with low safety measures, a wide range of deposition rates, high film resilience, and stability for the intended applications are successfully achieved. The newly developed APCVD SiO2-x is proven to protect the Si wafer surface against texturing in alkaline and acidic solutions. Electroplated metallization schemes of heterojunction and passivated emitter rear contact solar cells are examined with the use of the SiO2-x as a masking layer in the grid electrode-free area.

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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2021000505

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Berechnung des Elastizitätsmoduls von Verbundwerkstoffen unter Berücksichtigung der Adhäsion an der Faser-Matrix-Grenzfläche : ein Beitrag am Beispiel kurzfaserverstärkter Thermoplaste / Bruchmüller, Matthias

2., korrigierte Auflage. - Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2022. - XX, 218 Seiten.

(Schriften aus der Ilmenauer Fertigungstechnik : SIFT ; 14)

ISBN 978-3-86360-254-3
DOI 10.22032/dbt.53066
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022100027
Preis (Druckausgabe): 12,09 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

In dieser Arbeit wird erstmalig ein Berechnungsmodell für Elastizitätsmoduln von kurzfaserverstärkten Kunststoffen unter Berücksichtigung der werkstoffspezifischen Haftbedingung in der Faser-Matrix-Grenzfläche vorgestellt und validiert. Dies erfolgt im Rahmen einer Modellerweiterung indem die Oberflächenspannungsanteile der Kontaktpartner herangezogen und Oberflächenrauheiten der Fasern vernachlässigt werden. Die Anwendung des Modells präzisiert die Vorhersagen des Elastizitätsmoduls des Verbundes, was direkte Auswirkungen auf die Eigenfrequenzen und Nachgiebigkeiten von Bauteilen insbesondere unter Verwendung nahezu unpolarer Matrices hat. Ein einzigartiger Vorteil der Modellerweiterung besteht in der Möglichkeit ohne weitere Messungen Kreuzvergleiche zwischen den zu kombinierenden Materialien durchzuführen. Zusätzlich entfallen kombinationsspezifische Untersuchungen, wie Einzelfaserauszugstests einer Faser-Matrix-Kombination.

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Güteuntersuchung von Imputationsverfahren für unvollständige Datenmatrizen / Rockel, Tobias

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2022. - xvi, 347 Seiten.

ISBN 978-3-86360-261-1
DOI 10.22032/dbt.53257
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000316
Preis (Druckausgabe): 25,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Reale Datenmatrizen sind häufig unvollständig und können aus diesem Grund normalerweise nicht direkt ausgewertet werden. Eine Möglichkeit, mit diesem Problem umzugehen, sind Imputationsverfahren, die fehlende Werte ersetzen. Dieses Werk gibt zunächst einen Überblick über gängige Imputationsverfahren und stellt darauf aufbauend einen generellen Aufbau von Imputationsverfahren vor. Anhand von existierenden Simulationsstudien und einer eigenen Simulationsstudie wird die Güte verschiedener Imputationsverfahren analysiert. Basierend auf diesen Ergebnissen werden unter anderem Empfehlungen für die Auswahl von Imputationsverfahren abgeleitet.

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Mobile Assistenzsysteme in der Intralogistikplanung der Automobilindustrie – Gestaltung, Nutzen und Akzeptanz Augmented Reality-basierter Mensch-Maschine-Schnittstellen / Hafner, Anke

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2022. - XVIII, 246, Seiten.

ISBN 978-3-86360-260-4
DOI 10.22032/dbt.53078
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000283
Preis (Druckausgabe): 27,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Steigende Herausforderungen führen zu einem Wandel in der Automobilbranche. Die Kombination von Faktoren führt zu einem Anstieg der Komplexität in der Fahrzeugherstellung sowie des Produktionssystems. Die Intralogistik, ausgehend von der Komplexität der Automobilindustrie, steht ebenso Herausforderungen gegenüber. Eine Möglichkeit, um der Komplexität entgegen zu wirken, kann der Einsatz von innovativen Mensch-Maschine Schnittstellen in Form von mobilen Assistenzsystemen mit Augmented Reality sein. Im Bereich der Intralogistik, bezogen auf Augmented Reality, wird vermehrt die operative Intralogistik betrachtet. Obwohl auf dem Markt zahlreiche Technologien bestehen, existieren in der Intralogistikplanung keine flächendeckenden Anwendungen im Sinne eines mobilen Assistenzsystems mit Augmented Reality. Ausgehend davon wird in diesem Buch ein Use Case und darauf basierende Prototypen für eine Augmented Reality-basierte Intralogistikplanung in der Automobilindustrie entwickelt.

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Kantenfestigkeitsoptimierte (Weiter-) Entwicklung eines Verfahrens zum Trennen von ultradünnem Glas / Jotz, Matthias

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2022. - XV, 121 Seiten.

(Werkstofftechnik aktuell : IWT ; 25)

ISBN 978-3-86360-253-6
DOI 10.22032/dbt.53125
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022100032
Preis (Druckausgabe): 17,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Der Einsatz von Gläsern wird in vielen Anwendungen durch deren Sprödbruchverhalten begrenzt. In dieser Arbeit wird ein neues, fertigungstaugliches Kantenfestigkeitsmessverfahren für dünne Glasproben beschrieben und mit etablierten Festigkeitsprüfverfahren verglichen. Daraufhin wird ein auf Kantenfestigkeit optimiertes Trennverfahren unter Verwendung fortschrittlicher statistischer Methoden entwickelt. Zudem wird nachgewiesen, dass sich die aus dem Verfahren resultierende Festigkeit mittels eines linearen Modells zuverlässig vorhersagen lässt. Weiterhin wird mit einer hohen Anzahl getesteter Proben belegt, dass die resultierende Festigkeit eine Schwelle aufweist, unterhalb derer die Bruchwahrscheinlichkeit ingenieurtechnisch vernachlässigbar gering ist. Dies ermöglicht es Produktdesignern innovative Produkte zu entwickeln, die auf einer zuverlässig hohen Festigkeit von Glas basieren und damit den Anwendungsbereich von Gläsern signifikant zu erweitern.

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Modellbasierte Entwicklung von Methoden, Algorithmen und Werkzeugen zur Analyse und Synthese nachgiebiger Mechanismen / Henning, Stefan

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2022. - XXI, 184, Seiten.

(Berichte der Ilmenauer Mechanismentechnik : BIMT ; 7)

ISBN 978-3-86360-252-9
DOI 10.22032/dbt.53126
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000290
Preis (Druckausgabe): 15,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Nachgiebige Mechanismen (NM) sind in technischen Anwendungen aufgrund ihrer Vorteile weit verbreitet. Die Berechnung des Verformungsverhaltens unter dem Einfluss äußerer Belastungen stellt aufgrund von geometrischer Nichtlinearität eine anspruchsvolle Aufgabe dar. Mit Hilfe der in dieser Arbeit beschriebenen Modellgleichungen auf Basis der nichtlinearen Balkentheorie können ebene und räumliche NM sekundenschnell numerisch berechnet werden. Dazu werden über reine Biegung hinaus, Querkraftschub und Querkontraktion im Modell berücksichtigt und Empfehlungen für die zu verwendende Theorie abgeleitet. Zudem werden Algorithmen zur Dimensionierung von NM gegeben, mit Hilfe derer die Verformungseigenschaften im Hinblick auf konkrete Zielkriterien verbessert werden können. Abschließend werden die Methoden in drei eigenständig ausführbare und frei zugängliche Softwarewerkzeuge implementiert. Durch deren Entwicklung wird ein Beitrag zum Entwurf sowie zur Analyse und Synthese von NM geleistet.

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Machine learning Modell für die Abtragsvorhersage in der Roboter-Glaskeramik-Politur / Schneckenburger, Max

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2021. - XXV, 162, LX Seiten.

(Werkstofftechnik Aktuell : IWT ; 24)

ISBN 978-3-86360-259-8
DOI 10.22032/dbt.52077
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000175
Preis (Druckausgabe): 17,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Im 21. Jahrhundert gehören hochgenaue optische Systeme zu den Schlüsseltechnologien und spielen eine entscheidende Rolle im technischen Fortschritt. Ihre Anforderungen an Stückzahl und Qualität steigen kontinuierlich. Einer der letzten Prozessschritte in der Fertigungskette von Glas Hochleistungsoptiken ist in der Regel die Politur.
Ziel dieser Arbeit ist die Entwicklung eines datengetriebenen Poliermodells für die Robotergestützte-Politur von Optiken. Auf Grundlage der Daten ein maschinenlernendes Modell zur Vorhersage von Materialabtrag auf gekrümmten Flächen erstellt und validiert.
Das vorliegende Machine learning Modell bildet den betrachteten Polierprozess ab und Einflüsse auf diesen werden durch den Sensoreinsatz abgebildet. Das Modell erreicht eine Vorhersagengenauigkeit des Abtrages von 99,22 % (R²-Wert), welches bei Prozessvorhersagen als sehr gut bewertet wird.

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Untersuchung der Zirkulationsbewegung und des Wärmetransports in turbulenter Mischkonvektion mittels optischer Messverfahren / Mommert, Michael

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2022. - XXII, 190 Seiten.

ISBN 978-3-86360-258-1
DOI 10.22032/dbt.52357
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022000224
Preis (Druckausgabe): 29,00 €

Zugl.: Dissertation, Technische Universität Ilmenau, 2022

Inhalt

Diese Arbeit befasst sich mit zwei verschiedenen Typen des dynamischen Verhaltens von Strömungsstrukturen in turbulenter Mischkonvektion. Zu deren Untersuchung wurden Experimente in einer quaderförmigen Rayleigh-Bénard-Zelle, welche durch Lufteinlässe und -auslässe erweitert wurde, durchgeführt. Diese Experimente umfassten Messungen mit tomographischer Particle Image Velocimetry (PIV), stereoskopischer PIV und kombinierter PIV und Particle Image Thermometrie. Um die Mechanik hinter den verschiedenen Dynamiken der Strukturen zu untersuchen, wurden weiterführende Analyseverfahren, wie die Zerlegung gemessener Felder in orthogonale Moden, angewendet. Die wesentlichen Schlüsse, die daraus gezogen werden konnten sind, dass das dynamische Verhalten für den niedrigen Luftdurchsatz durch einen Akkumulationsprozess angetrieben wird, während bei höheren Luftdurchsätzen trägheitsgetriebene Strukturen, genauer Taylor-Görtler-artige Wirbel, das dynamische Verhalten bestimmen.

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Die Technische Hochschule Ilmenau : Eine sozialpolitische Studie / Buthmann, Reinhard

Ilmenau : Universitätsverlag Ilmenau, 2022. - 664 Seiten.

ISBN 978-3-86360-257-4
DOI 10.22032/dbt.52075
URN urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022100017
Preis (Druckausgabe): 35,00 €

Inhalt

„Was bedeuten Reste der akademischen Freiheit“, fragt der Bildungswissenschaftler Manfred Heinemann, „wenn die Handlungsebenen in der Institution und ihren Subeinheiten sich in einer parteilichen, sogar staatlich gesicherten Zwangsumklammerung verlieren? Was bedeuten hierbei die Hochschulreformen? Sind sie Auflösung von Hochschulkrisen, wie sie als Reflex von außen in den Staatsapparaten, Führungsebenen und dem Zentralkomitee der Staatspartei auf dem Weg zum Kommunismus gesehen und gehandhabt wurden?“ Der Autor gibt Antworten aus dem Leben der 1953 gegründeten Hochschule für Elektrotechnik, die, und so lautet ein beliebtes Narrativ, im relativen Windschatten der SED ihren Kurs verfolgen konnte. Dieses Narrativ ist falsifiziert. Dabei erwiesen sich drei Phänomene von Festigkeit: der chronische Ressourcenmangel, der staatlich-normative Druck auf alle Kernbelange der Hochschule und der hohe Stellenwert der kommunistischen Erziehung. Dennoch war ihre Leistungsbilanz beeindruckend, besaß sie mit sechs Herausstellungsmerkmalen gar einen vorderen Platz in der Hochschullandschaft der DDR.

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https://nbn-resolving.org/urn:nbn:de:gbv:ilm1-2022100017

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