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Diese Diplomarbeit behandelt die Konzeptionierung eines Inselnetzes auf einer Segelyacht. Einer der ersten und wichtigsten Punkte dieser Arbeit war es die gegebenen Nutzervorgaben richtig zu interpretieren und konkrete Rahmenbedingungen zu schaffen. In weiterer Folge war es notwendig, die für das umzusetzende Projekt entsprechenden nationalen und internationalen Normen festzulegen. Die weitere Arbeit beschäftigt sich mit der technischen Bestandsaufnahme, der Entwicklung und der Umsetzung der gesetzten Rahmenbedingungen. Um eine Betriebssicherheit an Bord der Yacht gewährleisten zu können, aber auch einen hohen Komfort bieten zu können sind mehrere Versorgungsnetze erforderlich. Alle diese Versorgungsnetze benötigen unterschiedliche Mengen an elektrischer Energie. Diese gilt es genau zu ermitteln, um den benötigten Energiebedarf für die gewünschte Autarkie zur Verfügung zu stellen. Ist die erforderliche Energie ermittelt, so ist ein geeignetes Energiemanagementsystem zu konzeptionieren, welches aus einem Energiespeicher, einer Energiequelle und einem Überwachungssystem besteht. Nach der Erstellung eines Konzepts ist in weiterer Folge eine Ausführungsplanung zu erstellen, um das erstellte Konzept auch in die Realität umsetzten zu können. Als letzten Punkt beschäftigt sich die Arbeit noch mit der Inbetriebnahme und der Überprüfung der elektrischen Anlage, um einen hohen Sicherheitsstandard gewährleisten zu können. Eine der Forderung war es die elektrische Funktionalität der Yacht für mindestens drei Tage am Meer autark zu gewährleisten. Die technisch einfachste Möglichkeit wäre einen Speicher zu dimensionieren, welche die elektrische Anlage für die geforderte Zeit sicher versorgt. Nach den örtlichen Gegebenheiten auf der Yacht konnte leider der ermittelte Speicher aufgrund von Platz- und Gewichtsproblemen nicht untergebracht werden. Aus diesem Grund musste nach Lösungen gesucht werden, um die Autarkie auch mit einem kleineren Speicher zu gewährleisten. Die Lösung stellte hierbei eine sonderangefertigte Photovoltaikanlage dar. Dadurch konnte der benötigte Energieinhalt der Speicheranlage reduziert werden. Es wurde jedoch noch ein Schritt weiter gegangen. Es wurde nämlich ermittelt, welche Anlagengröße des PV-Generators erforderlich wäre, um einen vollständigen autarken Betrieb der Yacht im Sommer am Mittelmeer gewährleisten zu können. Mit nur minimalen Einschränkung in Bezug auf den Komfort wurde die Anlage so konzeptioniert, um im Sommer bei mäßigen Wetterbedingungen vollständig autark Ankern zu können. Das Ergebnis dieses Konzepts ist eine vollständig energieautarke Yacht, welche nicht mehr auf die Landstromversorgung von Marinas und Stadthäfen angewiesen ist. Durch diese Autarkie öffnen sich besonders neue Möglichkeiten. Der Kühlschrank kann permanent ohne Einschränkungen betrieben werden. Dies ist besonders für südliche Länder von größter Bedeutung. Aber vor allem steht auch die Navigation zur Verfügung. Mit der Yacht ist es möglich den Atlantik zu überqueren und viele Tage in der Karibik zu ankern, ohne dabei die Antriebsmaschinen starten zu müssen, um elektrische Energie zu produzieren. Das umgesetzte Energiekonzept ist besonders umweltfreundlich, ohne dass Einschränkungen in Bezug auf den gewünschten Komfort hingenommen werden müssen. Das bei diesem Projekt ausgelegte und umgesetzte Energiekonzept kann auch auf vielen anderen Segelyachten gut angewendet werden. Es ist auch möglich größere Projekte zu realisieren. Bei der EXCESS 11 wurde zwar nur ein einphasiges Versorgungsnetz aufgebaut, aber bei dem im Projekt verwendeten Wechselrichter/Ladegerät können auch ohne weiteres größere Dreiphasen-Wechselspannungsnetze aufgebaut werden. Es müssen jeweils nur die wesentlichen Gesichtspunkte beachtet werden.

In der Arbeit wird dokumentiert, wie ein FB eine Beckhoffklemme erstellt wird.

Erprobung und Freigabe eines neuerstellten Programms zum Ätzen von Leiterplatten im Tenting–Verfahren

Die Darstellung von Volumendaten in der Medizin reicht vom einfachen Anzeigen einzelner zweidimensionaler Schnittbilder bis hin zur komplexen Analyse dreidimensionaler Datenwolken. Dabei stellen das Direct Volume Rendering und Indirect Volume Rendering zwei wesentliche Methoden der Visualisierung von dreidimensionalen Daten dar. In der Kieferorthopädie und -chirurgie spielen Darstellungen von DVT-Daten (Digital Volume Tomography) in der Diagnostik oder bei der digitalen Behandlungs-und Operationsplanung eine zentrale Rolle. Da die Volumenvisualisierung immer mehr an Bedeutung gewinnt, entwickeln sich die Rendering-Methoden stetig weiter. Insbesondere für Implementierungsaufgaben in eigene Systeme müssen aktuelle Entwicklungs- und Forschungsarbeiten stets verfolgt und analysiert werden. Ziel dieser Arbeit ist die Darstellung und Auswertung aktueller Methoden des Direct Volume Rendering, sowie der Extraktion von Objektoberflächen mittels des Indirect Volume Rendering. Ein weiteres Ziel ist die Erstellung eines umfangreichen Überblickes über bereits praktisch, implementierte Rendering-Methoden. Auf Grundlage der Ergebnisse können Software-Funktionen in OnyxCeph realisiert werden. Sowohl für das direkte, als auch indirekte Volumen-Rendering wurde eine theoretische Literaturrecherche und eine Übersicht der praktischen Anwendung der untersuchten Verfahren erarbeitet. Anhand der Recherche und Analyse wissenschaftlicher Arbeiten konnten Kenntnisse über theoretische Ansätze sowie aktuelle Forschungsergebnisse im Bereich der Visualisierung von Volumendaten gewonnen werden. Weiterhin wurden ausgewählte Software-Produkte genutzt, um bereits eingesetzte Rendering-Verfahren auf Funktionalität und Leistungsfähigkeit zu analysieren. Im Bereich des Direct Volume Rendering konnten erweiterte Interpolations-, Klassifikations-, Schattierungs- und Visualisierungsmethoden des Ray Casting-Algorithmus untersucht werden. Die 1D Gauß-Transferfunktion stellte sich als eine einfache und nützliche Alternative zu konventionellen stückweise-linearen Übertragungsfunktion heraus. Für eine detaillierte Darstellung kann der Verarbeitungsprozess durch Shading-Methoden erweitert werden. So sind in der Praxis überwiegend gradientenbasierte Shading-Modelle eingesetzt. Deep Shadow Maps stellen dabei eine nützliche Ergänzung dar. Weiterhin konnten erweiterte Rendering-Methoden untersucht werden. Neben der Maximum Intensity Projection kann die Minimum Intensity Projection für die Darstellung von Wurzelkanälen eingesetzt werden. Die Depth-enhanced Maximum Intensity Projection und Maximum Intensity Difference Accumulation bieten zwei vereinfachte Alternativen zum Ray Casting an, um eine nahezu korrekte dreidimensionale Darstellung erstellen zu können. Die Maximum Intensity Difference Accumulation erwies sich im Rahmen dieser Arbeit als eine besonders effektive Erweiterung zu bereits vorhandenen Rendering-Verfahren. Auf Grundlage der gewonnenen Erkenntnisse während Recherchearbeit konnte Maximum Intensity Difference Accumulation in das Software-Produkt OnyxCeph implementiert werden. Die generierten Visualisierungen ermöglichten eine verbesserte Tiefenwahrnehmung, die dem klassischen Direct Volume Rendering ähnelt. In Kombination mit Beleuchtungsmethoden können zudem Oberflächenstrukturen analysiert werden. Im Indirect Volume Rendering spielte die Segmentierung einzelner Volumenstrukturen durch das Iso-Surface Rendering eine besondere Rolle. Zur Generierung einer Oberfläche können verschiedene Methoden, wie der klassische Marching Cube-Algorithmus, die Level-Set-Methode und Surface-Nets eingesetzt werden. Die Literaturrecherche zeigte, dass Bestrebungen unternommen wurden, um alternative Algorithmen zum konventionellen Marching Cube-Verfahren zu entwickeln. So besteht die Möglichkeit den Rechenaufwand durch einen Simplified Pattern Marching Cube- oder Marching Tetrahedra-Algorithmus zu reduzieren. Weiterhin wurden Erweiterungen zur verbesserten Darstellung betrachtet. So kann durch den Laplace-Filter oder Mittelwertfilter eine Weichzeichnung der Oberflächennetze erzeugt werden. Für eine erhöhte Auflösung besteht die Möglichkeit, die konventionelle Catmull-Clark -Methode oder die 4-8 Subdivision anzuwenden. In diesem Projekt konnte ein umfangreicher Überblick über aktuelle Methoden der Visualisierung von Volumendaten in der Zahnmedizin erstellt werden. Dabei repräsentieren sowohl die theoretischen, wissenschaftlichen Ansätze, als auch die praktische Lösungsansätze den aktuellen Stand der Technik und Forschung. Die Erkenntnisse können die Grundlage für Implementierungen darstellen.

Der Bedienkomfort eines Treppensteigers sollte mithilfe einer Anpassung der Dynamik des Abtriebsmotors erhöht werden. Dieser wurde dazu analysiert und daraus ein Simulationsmodell abstrahiert. Anhand dieses Simulationsmodells wurden verschiedene Lösungsvarianten Simuliert. Die Lösungsvariante, die sich als am Vielversprechendsten heraus gestellt hat, wurde im Verlauf der Arbeit umgesetzt.