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In this study more than 150 kg real waste from electrical and electronic equipment (WEEE) shredder residues from different European dismantling plant were treated by laserspectroscopic flouroescence and solvent-based recycling process. Currently, the samples used are excluded from material recycling and remain as side streams in state-of-the-art plastic recycling plants. The main reason why the waste streams are not currently recycled is due to the fact that they contain flame retardants that are already banned by different EU regulations (e.g. REACH, POP) and must be removed before the recyclates produced can be used again in products on the market. Conventional recycling technologies cannot separate these hazardous flame retardants from the polymers, therefore the solvent-based recycling process was used for this study. The focus within this work was the upscaling of the CreaSolv® Process from the laboratory scale to the small technical scale to provide larger quantities of recyclates. Sensor-based sorting process and CreaSolv® Process were combined to achieve easier handling and better yields of recyclates. By means of safe solvents a significant decrease of halogen content of (up to 98%) was achieved within the applied methods. Mass balances were determined, and gas chromatography-electron capture detector (GC-ECD) as well as energy dispersive X-ray fluorescence (EDXRF) measurements provided data on the different flame retardants and halogen content of each recyclate. As a result, the recyclates produced comply with the limit values of the EU directives (e.g. POPs, REACH). Melt flow analysis and differential scanning calorimetry (DSC) were carried out on the recyclates for a quality evaluation and revealed that the recyclates have similar properties to virgin materials. Based on this work, the upscaling of the CreaSolv® Process is able to recycle WEEE containing pollutants and at the same time produce recyclates with good mechanical properties.
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.
Die Arbeit lässt sich in zwei große Themenkomplexe gliedern:
Simulation und Berechnung von Prüfstandkennwerten und
Eingabebasierte Steuerung des Gelenklagerprüfstands.
Beide Hauptthemen beinhalten die Ermittlung von Prüfstandparametern und sind eng miteinander verknüpft.
Die Simulationen der Kenngrößen Schwenkwinkel αs, Gleitgeschwindigkeit ω ⃗ und Gleitbeschleunigung α ⃗ erfolgen auf der Basis von Modellen. Neben einem realitätsnahen CAD-Modell kommen ein abstrahiertes Modell (Prüfstandmodell) sowie ein Balkenmodell zum Einsatz. Alle Modelle wurden in der Matlab-Simscape-Umgebung erstellt und unterscheiden sich ihn ihrem Abstraktionsgrad voneinander. Um die Modelle in Bezug auf ihre Realitätsnähe zu verifizieren, wurden die simulierten Ergebnisse der einzelnen Modellvarianten direkt miteinander verglichen. Die deckungsgleichen Verläufe der einzelnen Kenngrößen haben dabei die geometrische Korrektheit des jeweiligen Modells bestätigt. Ein zusätzlicher Vergleich wurde mit dem Vektorenmodell des Prüfstandantriebs angestellt. Hier waren die Simulationsergebnisse ebenfalls identisch. Die mit dem Prüfstandmodell simulierten Kenngrößen wurden abschließend mit den aufgezeichneten Messwerten eines realen Versuchs verglichen. Das Übereinstimmen beider Schwenkwinkel-Verläufe bestätigt die Realitätsnähe des Prüfstandmodells zusätzlich. Diese wertvollen Erkenntnisse zur Modellgestaltung erlauben die zukünftige Anwendung der Modelle für Simulationen und Berechnungen.
Die simulierten Kenngrößen sind zugleich auch Eingabeparameter für das LabVIEW-Programm zur Prüfstandsteuerung. Daraus werden weitere Prüfstandparameter, wie beispielsweise die Motordrehzahl nMot, berechnet. Der so ermittelte Vorgabewert für die Motordrehzahl wird direkt über eine, im Rahmen der Arbeit entwickelte, Schnittstelle an die Motorsteuerung übergeben. Das LabVIEW-Programm dient nicht nur der Motorsteuerung, auch die im Versuch ermittelten Messwerte werden hier gesammelt, aufbereitet und in Form einer Log-Datei ausgegeben. Der Datenaustausch zur Messwerterfassung geschieht ebenfalls über eigens dafür entwickelte Schnittstellen, welche in der Arbeit beschrieben sind. Somit sind die Dokumentation und Weiterverarbeitung der Versuchsergebnisse gegeben.
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.
Das Streben nach der optimalen Patientenversorgung sowie der hohen Wirtschaftlichkeit als Krankenhaus der Maximalversorgung haben am Klinikum Chemnitz gGmbH für die Notwendigkeit eines Steuerungstools für die ressourcenbasierte Kapazitätsplanung gesorgt. In Abhängigkeit und Korrelation bestimmter und aktuell fokussierter Planungsparameter soll in diesem Zusammenhang ein erster Schritt für die Standardisierung und Automatisierung in der Bemessung der Ressourcen geplant werden.
Im Rahmen dieser Masterarbeit konnte ein Steuerungstool aufgestellt werden, welches ein hohes Potenzial zur Weiterentwicklung aufweist.
Die analytische Elektronenmikroskopie ist eine häufig genutzte Charakterisierungsmethode für Festkörperoberflächen. Sie findet im Rahmen der Entwicklung, Modifizierung und Prüfung von Werkstoffen weitreichenden Einsatz. Daher bildet dieses Verfahren einen wesentlichen Baustein der Fachhochschulausbildung in vielen physikalisch orientierten Studiengängen.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Erstellung eines Praktikumskonzeptes für die Ausbildung von Bachelor- und Masterstudierenden an der Fakultät PTI der Westsächsischen Hochschule Zwickau. Insgesamt vier sowohl mikroskopisch als auch spektroskopisch orientierte Versuche wurden so gestaltet, dass sie didaktisch aufeinander aufbauend absolviert werden können. Dafür wurden zahlreiche Proben, unterschiedliche Detektoren sowie Kontrastvarianten auf ihre methodische und laborpraktische Eignung hin untersucht. Außerdem erfolgte eine vergleichende Betrachtung des Einflusses diverser Anregungs- und Auswerteparameter bei der energiedispersiven Röntgenspektroskopie.
Anhand von Experteninterviews, Peer-Befragungen und studentischem Feedback konnten sowohl die Gestaltung der Aufgabenstellung als auch der zeitliche Ablauf der Praktika optimiert werden. Zusätzlich fließen Berechnungen sowie komplexe Übungen als neue Komponenten in die Experimente ein. Durch eine adressatenspezifische Anpassung hinsichtlich Inhalt und Probenmaterial können die Praktika für Teilnehmer der Biomedizin- und Umwelttechnik oder perspektivisch auch anderer Studiengänge noch interessanter gestaltet werden.
Ziel der vorliegenden Masterthesis ist es, ein Pflege- und Finanzierungskonzept für die vom Arbeiter-Samariter-Bund Zwickau geplante Demenz-Wohngemeinschaft zu verfassen.
Durch einen zunehmenden Fachkräftemangel und den demografischen Wandel können alternative Wohnformen wie diese immer mehr an Bedeutung gewinnen. Damit das Ziel der Masterthesis erreicht werden kann, wird eine Literaturrecherche, Interviews, verschiedene Kalkulationen für die Wohngemeinschaft und ein gleich großes Pflegeheim sowie die Erstellung des Pflegekonzeptes vorgenommen. Die Interviews werden miteinander verglichen und gruppiert.
Die Erkenntnisse aus diesen fließen in die Kalkulationen sowie das Pflegekonzept ein. Um möglichst viel Handlungsspielraum bei der Inbetriebnahme der Wohngemeinschaft zu haben, werden neun Szenarien für diese kalkuliert. Diese Szenarien bestehen aus verschiedenen Einnahme- sowie Personalplanungsmöglichkeiten. Anschließend erfolgt das Pflegekonzept der Demenz-WG, in welchem mögliche Handlungsempfehlungen für die Geschäftsleitung des Arbeiter-Sa-mariter-Bundes Zwickau formuliert werden. Abschließend erfolgt eine Diskussion der Ergebnisse.
Das Pflegepersonal im Gesundheitswesen war während der COVID-19-Pandemie einer außerordentlich hohen Belastung ausgesetzt. Bei der Bekämpfung der Corona-Pandemie spielten Mitarbeiter*innen der Gesundheitsbranche eine bedeutende Rolle und wurden vor psychische und physische Herausforderungen gestellt.
Over the last few decades, the motorization rate has steadily increased because of an increase in private car ownership each year. According to the survey, the vehicle-to-person ratio is at an all-time high. An increase in accidents and parking space issues are some of the consequences of having more vehicles on the road.
Autonomous vehicles can be a solution to these problems. To allow autonomous vehicles to drive on the road, their efficiency and functionality to perform various tasks such as object detection, path planning, and path following must be tested.
Autonomous parking can be extremely beneficial for both autonomous vehicles and conventional vehicles. This thesis aims to develop a methodology to find if Reinforcement Learning can be used as an alternative approach to motion planning for autonomous parking. Three Reinforcement Learning algorithms, namely Soft Actor Critic, Truncated Quantile Critics and Twin Delay Deep Deterministic Policy, were used to accomplish the motion planning task.
The reinforcement Learning agents were trained on three scenarios with different levels of complexity. The agent learned the behaviour to follow, which led to a higher success rate and reward maximization at the end of the training phase. In the testing phase, agents were tested on various scenarios, including unknown scenarios. Additionally,
a comparison between the three agent’s training and testing results has been made with possible reasons behind the behaviour of all three agents. The potential benefit from autonomous parking by Reinforcement Learning includes an effective solution for various parking scenarios and a generalized model which can be used without repetition of the training process.
Im hochautomatisierten Montageprozess des Fahrwerkeinbaus der Volkswagen Sachsen GmbH wird das Federbeinlager robotergestützt mit der Karosserie verschraubt. Aufgrund von irregulären Positionierungsschwierigkeiten der Federbeine wird die Verschraubungsqualität trotz diverser Fügehilfen beeinträchtigt. Eine kritische Auseinandersetzung diesbezüglich erfordert eine detaillierte Untersuchung der Geometrie und Funktion der Fahrwerkkomponenten sowie der produktionstechnischen Umfänge und Herausforderungen an die Fahrzeugmontage.
In der vorliegenden Projektarbeit wird eine umfangreiche Ursachenanalyse unter dem Aspekt des montagegerechten Konstruierens durchgeführt, um die ausschlaggebenden Hauptursachen zu identifizieren. Als Nachweis und Bestätigung der theoretischen Überlegungen werden statistische Erhebungen relevanter Daten und quantitative Erfassungen geometrischer Größen angeführt.
Auf Basis dieser Erkenntnisse werden anschließend ausgewählte Konzeptideen als Maßnahme zur Prozessverbesserung präsentiert und mittels einer Entscheidungsmatrix gegenübergestellt. Die optimale Lösungsstrategie wird als Resultat der Konzeptphase zu einem technischen Projekt weiterentwickelt.
Abschließend wird das ausgewählte Konzept im Rahmen einer Versuchsreihe in der Serienproduktion der Volkswagen Sachsen GmbH erprobt und die Ergebnisse der Maßnahme unter der Prämisse einer Verbesserung der Verschraubungsqualität der Federbeinlager verifiziert.
