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Konzeption und prototypische Umsetzung einer Softwarelösung für das Änderungsmanagement mit arc42
(2026)
Die Digitalisierung der deutschen Unternehmen wird zunehmend bedeutender. Das gilt auch für die Weidplas Germany GmbH. Aktuell wird das Änderungsmanagement der Weidplas Germany GmbH durch kein zentrales Anwendungssystem unterstützt. Dadurch geraten Abläufe ins Stocken. Das soll sich ändern. Eine im Vorfeld durchgeführte Marktanalyse der Weidplas Germany GmbH kam zum Ergebnis, dass für das Änderungsmanagement der Weidplas Germany GmbH eine Eigenentwicklung als zentrales Anwendungssystem zu erwägen ist. Diese sollte in dieser Arbeit prototypisch konzipiert und entwickelt werden.
Zu Beginn wurden deshalb die Anforderungen an den Prototyp spezifiziert. Anschließend rückte die Konzeption, Implementierung und Dokumentation der Softwarearchitektur in den Fokus. Die Dokumentation erfolgte nach der Vorlage von arc42. Eine anschließende Nutzerstudie sollte den Prototyp evaluieren. Die Evaluation ergab, dass nahezu alle Anforderungen ausreichend umgesetzt wurden. Bei der Benutzeroberfläche gibt es jedoch Bedarf zur Nachbesserung. Die Weidplas Germany GmbH wird den Prototyp als Basis für eine Produktivlösung nutzen.
arc42 war für diese Arbeit nur bedingt hilfreich. Während arc42 Hinweise für relevante Inhalte der Dokumentation lieferte, konnte die von arc42 vorgeschlagene Struktur nicht gänzlich angewandt werden.
From Scenario Farming to Learning: A Modular Low-Code Framework for Decision Support in Scheduling
(2025)
This paper presents a relational integration of the TSXor compression algorithm for regularly sampled time-series data. We design and implement a schema and compression pipeline within TimescaleDB, allowing lossless compression and in-database decompression using SQL and PL/pgSQL. Our approach replaces full timestamps with delta-based offsets and encodes floating-point values using reference-based XOR encoding. We evaluate the system on multiple real-world datasets, showing moderate compression ratios (up to 23%) and fast decompression performance. While the SQL-based implementation introduces storage and execution overhead, the integration enables transparent querying and lays the foundation for further database-native optimizations of time-series compression.
IT company Raritan provides a public API for RPC on the devices they offer. Customers requested a client binding of this API for the Go programming language. This work shows how a Go module with bindings for Raritan’s API can be generated from a formal API description given in an interface definition language (IDL). First, the IDL was analyzed and translated to Go language concepts. A code generator written in Java was extended to produce Go code from IDL declarations. A client speaking JSON-RPC 2.0 over HTTP was written in Go. Written and generated code were combined to form a Go module. The module was published in a version control repository under an open source license. It was tested and verified using the Go tooling and third party linters. The produced module follows common Go idioms and best practices, only uses standard library packages, is well documented, and supports concurrent RPC calls.
Effizienzsteigerung durch digitale Prozessoptimierung für die Herstellung von Karosseriebauteilen
(2026)
Die vorliegende Masterarbeit untersucht die bestehenden Prozesse der Qualitätssicherung bei der PM Automotive GmbH mit dem Ziel, Effizienzpotenziale durch digitale Prozessoptimierung zu identifizieren und praxisnahe Lösungsansätze zu entwickeln. Im Rahmen einer systematischen Ist-Analyse wurden organisatorische, prozessuale und systemische Schwachstellen herausgearbeitet, insbesondere der hohe manuelle Aufwand bei der Erstellung von Prüfplänen sowie bei der Generierung qualitätsrelevanter Berichte.
Trübung und Farbe sind wichtige Wasserqualitätsparameter. Neben den etablierten Methoden zur Ermittlung von Trübung und Farbe, besteht die Möglichkeit diese aus Bilddaten zu gewinnen. In dieser Arbeit wird ein einfacher Ansatz verfolgt, die Trübung von Wasserproben über den Bildkontrast zu ermitteln, sowie die Farbe mithilfe einer Farbreferenzkarte im Bild zu bestimmen. Der Bildkontrast zeigt in den durchgeführten Versuchsreihen mit zunehmender Trübung eine exponentielle Abnahme hin zu einem geringen Offset. Die Kurve beschreibt das Verhältnis zwischen Kontrast und Trübung in einem Bereich zwischen 0 und etwa 80 NTU gut. Ab einem Wert von 80 bis 100 NTU nähert sich der Bildkontrast dem Offset an, d. h. der Kontrast ist so niedrig, dass auch bei weiterer Zunahme der Trübung keine weitere Kontrastabnahme erkennbar ist. Die Farbbestimmung gelingt als Ausgabe der RGB-Mittelwerte eines Bildbereichs zuverlässig. Eine automatische Korrektur der Farbe mit Hilfe einer Farbreferenzkarte, um die Einflüsse von Kamera und Umgebungsbedingungen herauszurechnen, gelang jedoch aufgrund der Überbelichtung einiger Bilder nicht zuverlässig. Die Methode ist somit für einen eingeschränkten Anwendungsbereich geeignet, es gibt jedoch Potenzial zur Optimierung im Rahmen weiterführender Untersuchungen.
Innerhalb der vorliegenden Diplomarbeit wurden vergleichende Geruchsemissionsmessungen an offenen Biofiltern mittels Probenahmehaube und Folienabdeckung nach der DIN EN 13725:2022 und der VDI 3880 durchgeführt. Es werden die Ergebnisse der Geruchsstoffkonzentration und die Durchführbarkeit der Messung nach dem jeweiligen Verfahren betrachtet. Im Rahmen der Versuche wurden Emissionsmessungen an unterschiedlich großen Biofiltern unter Einsatz der beiden Verfahren gemäß den oben genannten Normen durchgeführt. Im Vorfeld wurde eine Methodik zur Durchführung der Messungen konzipiert. Die theoretischen Grundlagen beinhalten Informationen zur Wahrnehmung von Geruch, die Beschreibung der beiden betrachteten Verfahren, die Grundsätze einer olfaktometrischen Auswertung sowie Informationen zu Biofiltern als Abgasreinigungssystem. Im Ausblick werden verschiedene Möglichkeiten weiterer Untersuchungen und Entwicklungen zu der Thematik beschrieben.
Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Entwicklung eines Fördersystems für ringförmige Werkstücke zu einer Schleifmaschine. Den Ausgangspunkt bildet eine teilautomatisierte, veraltete Zuführung, die aufgrund von hohem Bedienaufwand und Störungen nicht mehr zeitgemäß ist.
Im Rahmen der Arbeit werden verschiedene Lösungskonzepte erarbeitet und hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und technischer Eignung bewertet. Eine Vorzugsvariante wird auf Grundlage dessen konstruktiv ausgearbeitet. Diese umfasst eine Zuführung über eine Rinne, eine pneumatische Vereinzelung und einen Transport mit Werkstückträgern.
Die Steuerung erfolgt über eine speicherprogrammierbare Steuerung, welche die Sensorik auswertet und den Prozessablauf koordiniert. Darauf basierend wird eine Testeinrichtung als Prototyp entwickelt, um die Funktionsfähigkeit der gewählten Lösung unter realen Bedingungen zu überprüfen.
Die Ergebnisse zeigen, dass ein prozesssicherer Transport der Werkstücke grundsätzlich möglich ist. Die Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Werkstückgeometrien ist jedoch derzeit noch eingeschränkt.
Die entwickelte Lösung stellt somit eine geeignete Grundlage zur Verbesserung der Werkstückzuführung und zur Strukturierung des Materialflusses im Bereich der Schleifbearbeitung dar.
Die Arbeit untersucht die Leistungsfähigkeit und die Anwendungsmöglichkeiten des Feldemissionsrasterelektronenmikroskops CLARA von Tescan an der Westsächsischen Hochschule Zwickau. Ziel war die systematische Evaluierung der Detektoren und Abbildungsmodi sowie die Ermittlung geeigneter Parameter zur optimalen Abbildung ausgewählter Proben.
Untersucht wurden Sekundärelektronendetektoren und Rückstreuelektronendetektoren. Zudem wurden die hochauflösende Sekundärelektronenabbildung und ein Detektor für transmittierte Elektronen getestet.
Als Proben dienten ein eingebetteter Siliziumchip, Berliner Blau, ein Hochauflösungstestobjekt mit Goldteilchen auf Kohle sowie ein Trägerfilm auf einem TEM-Gitter. Die Arbeit zeigt, wie mit dem Feldemissionsrasterelektronenmikroskop CLARA die Topografie und Zusammensetzung verschiedener Proben analysiert werden kann und welche proben- und gerätespezifischen Grenzen dabei auftreten.
Hintergrund: Pflegekräfte in der stationären Altenpflege sind im Arbeitsalltag erheblichen psychischen Belastungen ausgesetzt. Der Umgang mit herausforderndem Verhalten von Bewohnern stellt dabei eine zentrale Belastungsquelle dar.
Ziel: Ziel dieser Arbeit war die systematische Erfassung psychischer Belastungen von Pflegekräften im Umgang mit herausforderndem Verhalten sowie der damit verbundenen Ursachen, Auswirkungen und Unterstützungsbedarfe.
Methodik: Die Untersuchung folgte einem Mixed-Methods-Design mit explorativen, halbstrukturierten Interviews (n = 5) und einer standardisierten Paper-Pencil-Befragung (n = 36). Die Daten wurden qualitativ inhaltsanalytisch und quantitativ deskriptiv ausgewertet.
Ergebnisse: Als besonders belastend wurden kontinuierlich auftretende Verhaltensweisen wie Unruhe, fehlende Kooperationsbereitschaft und Weglauftendenzen beschrieben. Zentrale Ursachen waren demenzielle Veränderungen sowie strukturelle Rahmenbedingungen wie Zeitdruck und Personalmangel. Die Belastungen äußerten sich insbesondere in emotionaler Erschöpfung und körperlichen Beschwerden.
Fazit: Herausforderndes Verhalten stellt eine relevante und dauerhafte Belastung im Pflegealltag dar und verdeutlicht den Bedarf an strukturellen Entlastungsmaßnahmen sowie gezielten Unterstützungsangeboten für Pflegekräfte.
Diese Diplomarbeit untersucht die Anwendbarkeit der Klassenschätzung zur Bestimmung der energieäquivalenten Geschwindigkeit (EES) in der Unfallanalyse. Ziel der Untersuchung ist es, mithilfe definierter Klassenintervalle aussagefähige EES-Werte zu ermitteln und deren Ergebnisse mit der Methode Expertenschätzung zu vergleichen. Derzeit wird das Verfahren der Klassenschätzung in der Unfallanalyse noch nicht angewendet.
Im Rahmen der Arbeit werden zunächst die bisher verwendeten Methoden zur EES-Bestimmung vorgestellt. Anschließend werden die theoretischen Grundlagen der Klassenschätzung erläutert und die entwickelte Klasseneinteilung der Geschwindigkeitsintervalle dargestellt. Zur praktischen Untersuchung wurden fünf reale Unfallfälle analysiert und die Ergebnisse der Klassenschätzung mit den Ergebnissen der Expertenschätzung statistisch verglichen.
Die Auswertung zeigt, dass die Klassenschätzung grundsätzlich vergleichbare Ergebnisse zur Expertenschätzung liefert. Eine eindeutige Verbesserung oder Verschlechterung der EES-Wert-Ermittlung konnte jedoch anhand der untersuchten fünf Fälle nicht festgestellt werden. Für eine belastbare Bewertung der Methode sind weitere Untersuchungen mit einer größeren Anzahl an Fallbeispielen erforderlich.
Chronische Wunden sind weltweit eine erhebliche medizinische Herausforderung. Die klinische Beurteilung erfolgt anhand der Wunddokumentation, die jedoch häufig noch manuell erstellt wird. Das Ziel dieser Arbeit ist die vollständig automatisierte Klassifikation und Vermessung der drei in der ambulanten Versorgung häufig vorkommenden Wundarten: das Ulcus cruris venosum, der Dekubitus und das diabetische Fußsyndrom. Zu diesem Zweck wurden zwei neuronale Netze auf Basis der YOLO-Architektur trainiert. Als Datengrundlage dienten zwei öffentlich zugängliche Datensätze mit jeweils etwa 400 Bildern. Das erste Modell übernimmt die Segmentierung der Wundränder sowie die Klassifikation der Wundart.
Das zweite Modell erkennt Ziffern auf den Wundlinealen in den Aufnahmen, um über deren physischen Abstand einen Maßstab für eine präzise Flächenberechnung unter Realbedingungen zu generieren. Der Fokus lag dabei auf der Optimierung des Segmentierungsmodells und der Entwicklung eines Algorithmus zur automatisierten Maßstabsbestimmung. Die Ergebnisse zeigen, dass trotz der Komplexität der Wunden und einer begrenzten Datenmenge eine robuste Segmentierung und Erkennung erreicht wurde. Durch die Kombination beider Modelle ist eine vollautomatisierte Analyse unter definierten Rahmenbedingungen möglich. Die entwickelte Methode leistet somit einen Beitrag zur digitalisierten Wundanalyse und hat das Potenzial, medizinisches Personal bei der Dokumentation zu entlasten.
Optimierung Schwingungsdämpfer-Inerter-Fahrwerk – Modellbildung und Simulation der Vertikaldynamik
(2026)
Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Vertikaldynamiksimulation eines Fahrzeugs auf Basis eines Viertelfahrzeugmodells entwickelt, um das Schwingungsverhalten von Aufbau und Radeinheit unter verschiedenen Anregungsbedingungen zu untersuchen. Neben den klassischen Fahrwerkskomponenten Aufbaufeder und Schwingungsdämpfer wurde ein Inerter in das Modell integriert, um dessen Einfluss auf das Systemverhalten zu analysieren.
Die Modellierung und Simulation erfolgten in Simulink, während die Auswertung der Ergebnisse in MATLAB durchgeführt wurde. Zur Bewertung wurden insbesondere die Radaufstandskraft sowie die Aufbaubeschleunigung herangezogen. Zusätzlich wurde eine parameterbasierte Untersuchung durchgeführt, bei der mithilfe einer Pareto-Analyse ein Kompromiss zwischen Fahrkomfort und Fahrsicherheit bestimmt wurde.
Die Ergebnisse zeigen, dass der Inerter das Schwingungsverhalten beeinflusst, jedoch bei alleiniger Nutzung ein ungünstiges dynamisches Verhalten aufweist. In Kombination mit einem Schwingungsdämpfer ergeben sich lediglich geringe Verbesserungen im Verhältnis zum zusätzlichen konstruktiven Aufwand. Die Analyse des Fail-Safe-Verhaltens zeigt, dass das System auch bei Ausfall des Dämpfers grundsätzlich funktionsfähig bleibt, jedoch mit einer Verschlechterung der Radaufstandskraft verbunden ist.
Insgesamt lässt sich festhalten, dass der Einsatz eines Inerters im betrachteten Anwendungsfall nur begrenzte Vorteile bietet. Für zukünftige Arbeiten wird eine Erweiterung des Modells sowie die Untersuchung alternativer Inerterkonzepte empfohlen.
In dieser Arbeit wird die Neuplanung einer Einmündung beschrieben, die aufgrund einer Verkehrsinsel einen Unfallschwerpunkt darstellt. Darüber hinaus wird ein theoretischer Ansatz zur Ermittlung der maximalen Kapazität einer Kreuzung mithilfe eines Algorithmus entwickelt. Die Arbeit gliedert sich in drei Teile.
Der erste Teil beinhaltet die Bewertung der drei verschiedenen Knotenpunkttypen. Der Kreisverkehr bietet die kürzeste Wartezeit für alle Verkehrsteilnehmer. Nichtsdestotrotz wird die signalisierte Kreuzung geplant, da sie Vorteile wie geringeren Flächenbedarf und damit eine geringere Beeinträchtigung der umgebenden Natur bietet. Anschließend wurden vier verschiedene Ampelprogramme entworfen und die für die Kreuzung optimale Variante ausgewählt.
Der zweite Teil der Arbeit umfasst die Entwurfsplanung der signalisierten Einmündung. Dabei wurden die relevanten deutschen Planungsrichtlinien berücksichtigt. Die Planung beinhaltet den Lageplan, Höhenpläne, Querschnittspläne und den Entwässerungslageplan.
Im dritten Teil der Arbeit werden zwei Algorithmen entwickelt. Der erste Algorithmus ermöglicht es dem Benutzer, die maximale Kapazität einer Einmündung zu ermitteln, wobei das Verkehrsaufkommen der Verkehrsströme definiert ist. Das Verkehrsaufkommen wird proportional erhöht. Der zweite Algorithmus verteilt die Gesamtverkehrszahl auf die verschiedenen Verkehrsströme. Die Ergebnisse für unterschiedliche Randbedingungen wurden analysiert. Dabei fällt auf, dass die Differenzen des Verkehrsaufkommens zwischen den Qualitätsstufen abnehmen. Vorfahrtsschilder wirken sich positiver auf den Verkehrsfluss aus als Stoppschilder. Der pauschale Umrechnungsfaktor der Verkehrszusammensetzung ist zu hoch.
Die vorliegende Diplomarbeit untersucht die Informationssicherheit beim Aufbau einer digitalen Arbeitsplattform zur Prüfungserstellung im Freistaat Sachsen. Ziel ist es, frühzeitig ein angemessenes Sicherheitsniveau für die geplante Plattform sicherzustellen und die dafür notwendigen Sicherheitsanforderungen systematisch zu ermitteln. Hierzu wird die IT-Grundschutz-Methodik des Bundesamts für Sicherheit in der Informationstechnik angewendet. Auf Grundlage einer Strukturanalyse, Schutzbedarfsfeststellung und Modellierung des Informationsverbunds werden relevante Sicherheitsanforderungen abgeleitet und in einem Sicherheitskonzept dokumentiert.
Ergänzend erfolgt eine Risikoanalyse zur Identifikation zusätzlicher Maßnahmen. Die Arbeit schafft damit eine nachvollziehbare und belastbare Grundlage für die weitere Planung und Umsetzung der Prüfungsplattform unter Berücksichtigung hoher Anforderungen an Vertraulichkeit, Integrität und Verfügbarkeit.
Die vorliegende Masterarbeit befasst sich mit der Potenzialanalyse innovativer Technologien zur nachhaltigen Optimierung des technischen Außendienstes in der Labordiagnostik. Die Effizienz der Serviceprozesse wird wesentlich durch eine fragmentierte Systemlandschaft behindert, deren isolierte Verwaltungs- und Wissenssysteme keine direkten Schnittstellen besitzen. Diese technologische Trennung erzwingt manuelle, fehleranfällige Zwischenschritte für den notwendigen Informationsaustausch, was als Hauptursache für unnötigen Zeitverlust identifiziert wurde.
Mittels eines qualitativen, explorativen Forschungsdesigns, das Experteninterviews mit analytischen Verfahren wie Nutzwert- und Kosten-Nutzen-Analysen kombiniert, wurde dieses Optimierungspotenzial beleuchtet. Die Systembewertung enthüllte eine Diskrepanz: Während das zentrale Administrationssystem aufgrund geringer Benutzerfreundlichkeit einen niedrigen Nutzwert zeigte, wurde ein proaktives Analysetool zur Geräteüberwachung intern als essenzielles Werkzeug höchst positiv bewertet. Trotz dieser Überlegenheit nutzen die Mitarbeiter das Analysetool jedoch nur unzureichend.
Experten fordern daher die Einführung eines KI-basierten Assistenzsystems, welches die heterogenen Datensilos intelligent verknüpft, um klare, statistische Handlungsanweisungen in Echtzeit abzuleiten. Die ökonomische Analyse bestätigte zudem, dass eine gezielte Weiterbildung im Umgang mit dem hoch bewerteten Analysetool unumgänglich ist, da der erwartete jährliche Nutzen die einmaligen Kosten signifikant übersteigt. Eine nachhaltige Steigerung der Servicequalität erfordert folglich die technologische Aufhebung der Systemfragmentierung und die Gewährleistung der Akzeptanz analytischer Werkzeuge.