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This paper deals with systematic approaches for the analysis of stability properties and controller design for nonlinear dynamical systems. Numerical methods based on sum-of-squares decomposition or algebraic methods based on quantifier elimination are used. Starting from Lyapunov’s direct method, these methods can be used to derive conditions for the automatic verification of Lyapunov functions as well as for the structural determination of control laws. This contribution describes methods for the automatic verification of (control) Lyapunov functions as well as for the constructive determination of control laws.
Die Diplomarbeit untersucht die Realisierbarkeit einer zentralen Wärmepumpe im Fahrzeugwerk Zwickau mit dem Ziel der Dekarbonisierung des Standorts. Basierend auf einer umfassenden Literaturrecherche werden Spezifikationen von Industriewärmepumpen mit Kältemittel CO2 untersucht. Die Wärmequelle, der Kühlwasserrücklauf, wird detailliert beschrieben. Ergebnisse zeigen, dass diese Wärmequelle nicht dauerhaft verfügbar ist, sondern nur während Produktionszeiten. Durch thermodynamische Modellierung im Druck-Enthalpie-Diagramm werden Aussagen über Temperaturen in Wärmeübertragern und dem COP getroffen. Mit einem Unterkühler kann ungenutzte Energie verwendet und die Temperatur der Wärmequelle erhöht werden. Die thermische Leistung von 9 MW ergibt sich aus der Leistung der Wärmequelle, erhöht durch den Unterkühler, und dem COP. Die Wärmepumpe kann als Grundlastwärmeerzeuger dienen. Die Integration der Wärmepumpe erfordert eine Betrachtung des Kühlwassertransports zum Heizhaus sowie Baumaßnahmen im Heizhaus. Die energetische Bewertung nutzt die Grundlagenbetrachtung zur Bestimmung des COPs von Wärmepumpen. Durch die Wärmepumpe resultiert ein Einsparpotential an CO2-Emissionen von 43,55% und damit eine beachtliche Möglichkeit zur Dekarbonisierung.
Diese Masterarbeit widmet sich der Thematik der Digital Twins (DT), einer Technologie, die in den letzten Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen hat, sowie der Verwendung von DTs im Retail. Im Fokus steht dabei der virtuelle Shelf als DT von Regalen in Einzelhandelsgeschäften. Ziel ist es, mithilfe des virtuellen Shelfs Services der GK in einem realitätsnahen Umfeld zu testen und präsentieren.
Der virtuelle Shelf bietet eine Visualisierung der Regale für einen großformatigen 72-Zoll Bildschirm und ermöglicht es den Nutzern, Interaktionen mit einem Regal zu simulieren. Zusätzlich zu den Auswirkungen der Interaktionen auf das Regal können mithilfe der Visualisierung zusätzliche Hintergrundinformationen dargestellt werden, wie beispielsweise die Bestandsinformationen eines Artikels.
Die Forschungsfrage, die dieser Arbeit zugrunde liegt, lautet: „Ist ein virtueller Shelf als Digital Twin geeignet, um den Prozess des Instore Fulfillments zu simulieren und zu visualisieren?“ Zur Beantwortung dieser Frage werden verschiedene Aspekte behandelt, darunter die Definition eines Digital Twins, die Schritte zur Erstellung eines solchen, die Definition des Instore Fulfillment-Prozesses, die Konzeptionierung und die prototypische Realisierung des virtuellen Shelfs sowie eine Studie zur Validierung
dieses DTs.
Durch die systematische Untersuchung dieser Punkte wird nicht nur die Eignung des virtuellen Shelfs als Digital Twin für den Instore Fulfillment-Prozess beleuchtet, sondern auch wertvolle Erkenntnisse für die zukünftige Anwendung und Weiterentwicklung dieser innovativen Technologie gewonnen.
Die vorliegende Diplomarbeit beschreibt die Vorgehensweise und Durchführung einer Systemanalyse bezüglich der bei der Stadtentwässerung Dresden GmbH vorhandenen Prozesse zur Probendaten-Bereitstellung sowie der Verwendung dieser Daten durch das Personal der Fachbereiche. Bei den Probendaten handelt es sich um Messergebnisse des unternehmenseigenen Betriebslabors aus analytischen Messverfahren und von digitalen Messgeräten. Ziel der Arbeit ist es, den Ist-Stand der Prozesse zu erfassen und Schwachstellen zu ermitteln. Auf Basis der gewonnenen Erkenntnisse soll ein neues System zur Verarbeitung dieser Daten gefunden und ein damit einhergehend verbesserter Prozess entworfen werden. Hierbei sind zum einen die Anforderungen der Datenbereitstellenden und derjenigen, welche die Daten im Unternehmen nutzen, zu berücksichtigen und zu erfassen.
Einleitend wird auf die theoretischen Grundlagen einer Systemanalyse und den aktuellen Stand der Technik im Bereich der Informationsversorgung eingegangen. Es werden weiterhin relevante Techniken und Systeme vorgestellt, welche sich für einen neuen Soll-Prozess eignen könnten. Zudem werden Möglichkeiten der Prozessmodellierung diskutiert.
Im praktischen Teil der Arbeit werden die Erkenntnisse genutzt, um den Ist-Stand für die Probendaten-Bereitstellung zu erfassen. Daraufhin folgend wird mittels einer Nutzwertanalyse und unter Auswertung von Experteninterviews eine für die Stadtentwässerung Dresden GmbH geeignete Lösung entworfen und in einem Soll-Prozess modelliert.
Abschließend werden die Ergebnisse in einem Prototyp als Testimplementierung umgesetzt. Es folgt eine Auswertung, inwiefern die Aufgabenstellung und definierte Probleme gelöst sowie Zielstellungen erreicht worden sind.
