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This paper presents a series of flow and temperature measurements on the principal heat network of :metabolon in Lindlar, Germany. These measurements intend to show the behaviour of the system on specific production areas of :metabolon for future monitoring and optimisation purposes. Such measurements allow the analysis of the system’s heat flow through the network, which showed that losses exist, some areas. The results demonstrate successfully that the temperature and flow changes deserve more detailed and fixed monitoring in specific areas to help the user decide the optimum measuring point.
Online-measurement systems for agricultural and industrial AD plants – A review and practice test
(2014)
Online-measurement systems for AD plants in general are crucial to allow for detailed and comprehensive process monitoring and provide a basis for the development and practical application of process optimisation and control strategies.
Nevertheless, the online measurement of key process variables such as Volatile Fatty Acids (VFA) and Total Alkalinity (TA) has proven to be difficult due to extreme process conditions. High Total Solids (TS) concentrations and extraneous material often damage the sensors or have a strong negative impact on measurement quality and long-term behaviour.
Consequently, there is a need for new robust and accurate online-measurement systems.
The purpose of this paper is to give an overview of existing online-measurement systems, to present the current state of research and to show the results of practice tests at an agricultural and industrial AD plant. It becomes obvious that a broad variety of measurement solutions have been developed over the past few years, but that the main problem is the upscaling from lab-scale to practical application at full-scale AD plants. Results from the practice tests show that an online-measurement of pH, ORP, TS is possible.
Mit Hilfe der Inline-ATR-FTIR-Spektroskopie im mittelinfraroten (MIR) Spektralbereich lassen sich gleich mehrere Prozessparameter für Biogasanlagen in Echtzeit und ohne Probenahme verfolgen. Die gemessenen Absorptionsspektren geben simultan Aufschluss über den Gehalt an flüchtigen organischen Säuren (FOS), die alkalische Pufferkapazität (TAC) und die Ammoniumstickstoff-Konzentration (NH4-N).
Dabei können unter Verwendung intelligenter Datenanalyseverfahren, wie z.B. Partial Least Squares (PLS), Regression oder Support Vector Regression (SVR) sowie in kontrollierter Laborumgebung, Vorhersagefehler (RMSECV) von 0.372 g/l (FOS: R2=0.971), 0.336 g/l (TAC: R2=0.996) und 0.171 g/l (NH4-N: R2=0.992) im Falle der PLS, bzw. 0.386, 0.259 und 0.110 g/l für die SVR erreicht werden.
Erste Inline-Messungen in einer Biomüllvergärungsanlage zeigen, dass die erwarteten Absorptionsbanden auch im Prozessbetrieb wiedergefunden werden können. Sie unterliegen jedoch einem ausgeprägten Temperatureinfluss, der bei der Quantifizierung dieser Prozessdaten berücksichtigt werden muss. Weiterführende Untersuchungen sind notwendig, um die Inline-Tauglichkeit des Messsystems unter Beweis zu stellen.
In this paper a closed-loop substrate feed control for agricultural biogas plants is proposed. In this case, multi-objective nonlinear model predictive control is used to control composition and amount of substrate feed to optimise the economic feasibility of a biogas plant whilst assuring process stability. The control algorithm relies on a detailed biogas plant simulation model using the Anaerobic
Digestion Model No. 1. The optimal control problem is solved using the state-of-the-art multi-objective optimization method SMS-EGO. Control performance is evaluated by means of a set point tracking problem in a noisy environment.
Results show, that the proposed control scheme is able to keep the produced electrical energy close to a set point with an RMSE of 0.9 %, thus maintaining optimal biogas plant operation.
Aufgrund der steigenden Komplexität der Projekte und einem hohen Wettbewerbsdruck stellt die Kostenschätzung der fixen Investition, bereits in frühen Projektphasen, einen wichtigen Teil der Vorprojektierung dar. Wachsende Kosten und enormer Zeitdruck führten zu der Überlegung, auf Grundlage von Musteranlagen, bestehende Kostenschätzmethoden zu überprüfen und weiterzuentwickeln. Ferner ist das Ziel dieser Musteranlage, eine geeignete Kostenstruktur, die typisch für ihren Anlagentyp steht hervorzubringen, um das Kostenverhältnis weiterer Anlagen miteinander vergleichen zu können. Im Rahmen dieser Arbeit wird eine Musteranlage eines typischen Fluid-Prozesses abgeleitet und anhand geeigneter Kostenschätzmethoden überprüft. Ferner wird die Musteranlage, aufgrund ihrer Hauptausrüstungsgegenstände und ihren prozentualen Anteilen auf die Gesamtanlagenkomponenten, auf mögliche Kostenstrukturen hin untersucht. Als Musterprozess wird die Synthese von Ethylenglykol aus Ethen und Sauerstoff, als ein typisch chemisches Massenprodukt einer durchschnittlichen Chemieanlage, vorgeschlagen. Mit Hilfe des Programms Chemcad wird dieser Prozess simuliert und die einzelnen Anlagenkomponenten werden mit Hilfe von Erfahrungsregeln und Literaturwerten dimensioniert. Für die Umsetzung dieser Vorgehensweise wurde eine intensive Literaturrecherche über die üblichen Verfahrensweisen durchgeführt. Im Anschluss ein Grundfließschema erstellt aus dem ein vereinfachtes Fließbild abgeleitet wurde. Neben der Simulation mit dem Programm Chemcad erfolgte eine Auflistung aller am Prozess beteiligten Anlagenkomponenten in Form einer Equipment-Liste, die neben den Komponentenbezeichnungen auch alle für den Prozess wichtigen technischen Daten beinhaltet. Auf Grundlage dieser Equipment-Liste wurde sodann mit Hilfe geeigneter Kostenquellen wie z.B. dem DACE price booklet eine Kostenermittlung der einzelnen Anlagenkomponenten durchgeführt. Letztlich wurden anhand dieser Werte mögliche Kostenschätzmethoden, welche für einen frühen Zeitpunkt einer Projektphase geeignet sind, überprüft und miteinander verglichen. Abschließend wurde die Kostenstruktur dieser Musteranlage auf die prozentualen Anzahl- und Kostenverhältnisse, in Bezug auf die einzelnen Komponentengruppen, entwickelt und dargestellt.
Aufgrund der hervorgebrachten Kostenstruktur konnte festgestellt werden, dass die in dieser Arbeit abgeleitete Musteranlage typische Merkmale einer Fluid-Anlage aufweist und demnach für den Zweck ihrer Entwicklung genutzt werden kann. Die wesentlichsten Merkmale sind die hohen Kosten der Kolonnen und deren relativ kleinem Anzahlverhältnis im Vergleich zur hohen Anzahl an Pumpen und ihrem sehr kleinen Kostenverhältnis. Ferner konnte festgehalten werden, dass die Kostenschätzung für die frühe Projektphase eine hohe Ungenauigkeit ergab. Des Weiteren hat der Vergleich der Schätzmethoden ergeben, dass die Methode mittels der Hand-Faktoren ein genaueres Ergebnis lieferte. Aufgrund der Feststellung, dass spezifische Einflüsse wie Material, Instrumente und Gebäudekosten einen erheblichen Einflusses auf die Kosten der einzelnen Anlagenkomponenten aufzeigten, wird vorgeschlagen weitere Korrekturfaktoren in der Kostenschätzung zu berücksichtigen. Zum Zwecke der Weiterentwicklung von Kostenschätzmethoden wird ferner vorgeschlagen weitere Musteranlagen des Typs: gemischte Feststoff-Fluid-Anlage und eine reine Feststoffanlage, abzuleiten.
Erwachsenenbildungs- und Weiterbildungsprogramme begründen sich auf Zielgruppen- und Bedarfsanalysen. Es geht darum heraus zu finden, welche Zielgruppe welchen Bedarf hat, um daraufhin gezielte Angebote konzipieren zu können. Doch selbst wenn die Zielgruppe, ihre Bedürfnisse, Wünsche und Erwartungen bekannt sind und Ziele für ein Weiterbildungs-programm klar formuliert und kommuniziert wurden, bedeutet das nicht, dass diese Ziele in dieser Form von den Programmteilnehmer/innen verstanden und angenommen sowie in ihrem Arbeitsalltag umgesetzt werden. Diese Studie untersucht inwiefern die Programmziele des LehrendenCoaching-Programms der Fachhochschule Köln in den von neu berufenen Professorinnen und Professoren verfassten Lehrportfolios wieder zufinden sind.
This market research paper has been prepared under the supervision of Prof. Dr. Wolfgang Veit of Cologne University of Applied Sciences and Prof. Dr. Carol Scovotti of University of Wisconsin-Whitewater in the course of the inter-university cross-border collaboration student research project “Export Opportunity Surveys (EOS)”. This study explores organic cotton export opportunities to the German and US markets.
This market research paper has been prepared under the supervision of Prof. Dr. Wolfgang Veit of Cologne University of Applied Sciences and Prof. Dr. Carol Scovotti of University of Wisconsin-Whitewater in the course of the inter-university cross-border collaboration student research project “Export Opportunity Surveys (EOS)”. This study explores organic oats export opportunities to the German and US markets.
This market research paper has been prepared under the supervision of Prof. Dr. Wolfgang Veit of Cologne University of Applied Sciences and Prof. Dr. Carol Scovotti of University of Wisconsin-Whitewater in the course of the inter-university cross-border collaboration student research project “Export Opportunity Surveys (EOS)”. This study explores organic rye export opportunities to the German and US markets.
State of the art browser games are increasingly complex pieces of software with extensive code basis. With increasing complexity, a software becomes harder to maintain. Automated regression testing can simplify these maintenance processes and thereby enable developers as well as testers to spend their workforce more efficiently.
This thesis addresses the utilization of automated tests in web applications. As a use case test automation is applied to an online-based strategy game for the browser. The introduction presents the general conditions for a software project that makes use of automated tests and different approaches of test automation. The main section introduces a specific solution of test automation applied on the game “Forge of Empires”, produced by Innogames GmbH. The created framework of the company is presented. It implements different software frameworks. The conclusion consists of a comparison and analysis about the presented methods and technologies.
Diese Arbeit untersucht die zeitliche Interpolation von Videosignalen. Durch die
Einführung des Ultra High Definition Television Standard wird eine höhere Bildwiederholrate benötigz um
Judder-Artefakte zu vermeiden. In diesem Zusammenhang kommt der zeitlichen Interpolation von nicht nativem UHD Material eine besondere Bedeutung zu. Neben der räumlichen Interpolation ist diese essenziell. In dieser Arbeit wird eine Übersicht über die Anforderungen an UHD Video gegeben. Bewegungskompensierende
Verfahren für das Deinterlacing und Upscaling in Verbindung mit einer Phasenkorrelation werden behandelt. Ein MATLAB-Programm wird entwickelt mit dem ein Upscaling und Deinterlacing von HD Material durchgeführt werden kann.
Ein Problem unserer heutigen Informationsgesellschaft ist, dass Ärzte neuen technischen Systemen immer mit großem Argwohn begegnen und dies nicht zu unrecht. Denn immer wieder wird unser Vertrauen in Systeme durch große Missbrauchsskandale erschüttert. Doch sind technische Systeme wie medizinische Semantic Web Anwendungen ein nächster Schritt zu einer verbesserten medizinischen Versorgung.
Deshalb ist das Ziel dieser Arbeit für medizinische Semantic Web Anwendungen Ansätze für Normen und Architekturen zur Schaffung von Vertrauen zu finden. Hierzu wird erst das Vertrauen aus unterschiedlichen Blickwinkeln betrachtet und danach medizinische Semantic Web Anwendungen als sozio-technisches System. Dazu wird der der soziale Kontext des deutschen Gesundheitswesens betrachtet. Zusätzlich wird untersucht wie ein technisches System diesen Kontext verändern könnte.
Aus diesen drei Kategorien werden Normen definiert. Auf diesen Normen aufbauend werden Ansätze für Architekturen formuliert, welche das Vertrauen steigern sollen. Dazu werden schon vorhandene medizinische Ontologien beleuchtet, um den Ansätzen eine Basis zu geben.
Diese Ansätze für Architekturen werden als einzelne Bausteine zu einem größeren Ansatz zusammengefügt. Zuerst wird dieser größere Zusammenhang vorgestellt und danach werden einige Bausteine im Folgenden weiter beschrieben. Unter diese Bausteine fallen Kontrollinstanzen und deren Services sowie Zertifizierungsstellen mit unterschiedlichen Arten von Zertifikaten. Die meisten dieser Bausteine
sind jedoch Agenten mit den verschiedensten Aufgaben, auf welche genauer eingegangen wird. Die Qualität der Ontologien sollen diese einerseits als wichtigen Aspekt des Vertrauens verbessern und überwachen. Andererseits dienen weitere Agenten wiederum der Kommunikation untereinander oder der üblichen Akquisition von Informationen.
DesWeiteren bauen diese Agenten ein Vertrauensnetzwerk untereinander auf. Das Vertrauen zu anderen Agenten wird dabei mit unterschiedlichen Attributen dargestellt und liegt dezentral bei jedem Agenten oder kann ebenfalls von zentralen Services erfragt werden. Ein Austausch der Informationen unter den Agenten ist ebenso möglich. Diese Architektur mit einer Vielzahl von Agenten und das daraus
resultierende Vertrauensnetzwerk soll schließlich ein grundlegendes Vertrauen schaffen, auf welchem medizinische Semantic Web Anwendungen aufbauen können.
Studierende der Fachhochschule Köln unterscheiden sich in zunehmendem Maße in ihren sozio-kulturellen, bildungsbiografischen und kognitiven Voraussetzungen für einen hochschulischen Bildungsprozess. Lehre zeigt sich vor dem Hintergrund dieser Diversität zunehmend als Herausforderung. Ausgehend vom Ziel, studentisches Lern- und Arbeitsverhalten verstärkt auf Studienerfolg und die Gestaltung von Lehrveranstaltungen auf heterogene Zielgruppen auszurichten, wurde die Studie „Diversity Forschung“ durchgeführt, um Status quo der und Gestaltungsspielräume für Diversity-bezogene Aufmerksamkeit und Verständnis für lehr- und lernrelevante Effekte zu identifizieren. Die Studie wurde mit dem Forschungstypus Innerinstitutionelle Hochschulforschung durchgeführt.
Was kann und was sollte eine Hochschule über ihr Kerngeschäft Studium und Lehre wissen, wie kommt sie zu diesem Wissen und was fängt sie damit an? Innerinstitutionelle Hochschulforschung macht Handlungen und Prozesse im Rahmen von Studium und Lehre in den Strukturen der Hochschule transparent und kann so die institutionelle Selbstaufklärung und das Qualitätsmanagement stützen.
Gegenstand dieses Berichts sind Ansatz, Methoden und Befunde innerinstitutioneller hochschuldidaktischer Forschung an der Fachhochschule Köln. Schwerpunkt ist die Diversität der Lehrenden und Lernenden als Akteursgruppen und -gemeinschaft in Sachen Studium und Lehre. Ausgangspunkt war die Absicht, den Status lehr- und lernrelevanter Diversität zu erkennen, Gestaltungsspielräume für den Umgang mit Diversität auszuloten und Implementationen innovativer Lehrkonzepte für erfolgreiches Studieren mit einem Monitoring-Ansatz zu begleiten.
Weiterer Gegenstand des Berichts sind die Einflüsse dieser Forschung als Selbstbeobachtung auf intendierte Change-Prozesse zur Verbesserung von Studium und Lehre und die Frage, wie Selbstbeobachtungsstrategien als hochschuldidaktische Hochschulforschung weiter elaboriert werden und deren Befunde in die hochschuldidaktische Praxis und die Lehr- und Lernkultur der Fachhochschule Köln gelangen können.
This paper gives an overview of the development of Fair Trade in six European countries: Austria, France, Germany, the Netherlands, Switzerland and the United Kingdom. After the description of the food retail industry and its market structures in these countries, the main European Fair Trade organizations are analyzed regarding their role within the Fair Trade system. The following part deals with the development of Fair Trade sales in general and with respect to the products coffee, tea, bananas, fruit juice and sugar. An overview of the main activities of national Fair Trade organizations, e.g. public relation activities, completes the analysis. This study shows the enormous upswing of Fair Trade during the last decade and the reasons for this development. Nevertheless, it comes to the conclusion that Fair Trade is still far away from being an essential part of the food retail industry in Europe.
Die Einzelfadenverklebung zur Rissschließung in Leinwandbildträgern stellt ein bedeutendes Forschungsfeld dar, dem sich diese Arbeit widmet:
Erstmalig wurden in einem gemeinsamen Kontext uniaxiale Zugprüfungen an freien
Klebstofffilmen, verklebtem Garn und Gewebestreifen neben biaxialen Zugversuchen und multiaxialen Berstdruckprüfungen an Gewebeproben aus Leinen gegenübergestellt. Dazu wurden Rissverklebungen mit einer Auswahl unterschiedlicher Kunstharzdispersionen und Störleim-Modifikationen in überlappenden bzw. Stoß-auf-Stoß-Verbindungen mit und ohne Fadenbrücken angefertigt.
Ziel der Untersuchung war es, die einzelnen Einflussfaktoren bei den verschiedenen Versuchsreihen zu vergleichen und eine geeignete Prüfsystematik für die Klebstoffbewertung zur Rissbehandlung in textilen Bildträgern zu entwickeln.
Es zeigte sich, dass nur die Prüfung mehrerer verklebter Fäden im Gewebeverbund als langfristig sinnvoller Prüfaufbau verfolgt werden sollte. Im Zuge der Verklebungsbetrachtung konnten zudem vielversprechende Klebstoffe und -modifikationen gefunden sowie der zusätzlich verfestigende Effekt von Fadenbrücken an Stoß-auf-Stoß-Verbindungen belegt werden.
This paper is grounded in the emerging field of web science and shall contribute to its further classification and demarcation by illustrating the current state of »web-native research methods«. It builds upon an initial arraying work of Richard Rogers, who coined the term »Digital Methods« for research with methods that were »born« in the web, and illustrated and organized them in his eponymous book in 2013. This paper attempts to develop a more appropriate illustration of the Digital Methods by following the web’s very own, hypertextual, network-like nature, in particular by construing an ontological representation on the base of the Web Ontology Language (OWL). By virtue of decomposing the book into granular information units and their subsequent reassembly into OWL entities, immediate access to the entire knowledge domain can be provided, and coherencies, interrelations and distinctions between concepts become apparent. The ontology’s structure was induced narrowly along the provided examples of research projects and subsequently clustered in topic groups, of which the three most important ones were (a) the Digital Methods as an arraying space of web-native methodology, (b) a collection of concrete applications of these Digital Methods in research projects, and (c) a hierarchical scheme of traditional sciences with a distinct interest in answering research questions with help of Digital Methods. Subsequently, the ontology was evaluated in three general dimensions: Deriving user stories and scenarios provided means to validate the utilization quality; the accuracy and reliability of the resulting structure was validated with help of a control group of web-native research projects; and process control instruments served as a validator for the ontology’s correctness. Despite the ontology itself, this paper also resulted in a first interpretation of the produced information: Statements about research practise in social science, politics and philosophy were as possible as findings about commonly applied varieties of methods. Concluding, the present paper proposes a process of ontology engineering, an evaluation of the ontology’s value, and an interpretation of the ontology’s content.
Vorlesungsnotizen, Präsentationen, To-do-Listen – und vielleicht auch der eine oder andere Schmierzettel: Wie Studierende lernen, bleibt Dozenten oft verborgen. In Lernportfolios sammeln Studierende solche Dokumente dagegen systematisch. Davon können auch Lehrende profitieren – wenn sie ihre Kursteilnehmer gut anleiten.
CAPTCHAs (Completely Automated Public Turing test to tell Computers and Humans Apart), auch HIPs (Human Interaction Proof) genannt, sind weit verbreitete Sicherheitsmaßnahmen im World Wide Web, die Online-Dienste vor dem Missbrauch durch automatisierte Programme schützen sollen. Dazu werden die Benutzer aufge-fordert, eine Aufgabe zu lösen, welche von Computern nicht gelöst werden kann, wie beispielsweise das Entziffern von verkrümmten Buchstaben. Durch die immer weiter verbesserten Fähigkeiten der Computerprogramme auf diesen Gebieten, wird es für die Entwickler der HIPs immer anspruchsvoller eine ausreichende Sicherheit zu garantieren. Daraus resultiert ein Zielkonflikt zwischen der Sicherheit und Gebrauchstauglichkeit der HIPs. Da die Sicherheit garantiert werden muss, leidet die Gebrauchstauglichkeit und die Benutzer sind oftmals nicht in der Lage das HIP zu lösen. Dies führte bereits in der Vergangenheit zu einer Abneigung gegenüber diesen Systemen.
In dieser Arbeit wurde überprüft ob diese Abneigung durch die Verwendung von Gamifizierung, also Spielelementen, in einem neu entwickelten HIP verringert werden kann. Zusätzlich sollte geprüft werden, ob anstelle der Tastatur die Sensoren mobiler Endgeräte als Eingabe-medium dienen können.
Dazu wurde durch eine Analyse von durchgeführten Angriffen auf bestehende HIPs sowie Studien zur Gebrauchs-tauglichkeit derselben ein Rahmenwerk erstellt. Dieses Rahmenwerk definiert Anforderungen, die ein sicheres und zugleich benutzerfreundliches HIP erfüllen muss. Anhand dieser Anforderungen wurde ein neues spielbasiertes HIP in Form eines Kugellabyrinths auf Basis von JavaScript und HTML5 implementiert. Der Benutzer muss durch die Neigung des Geräts eine Kugel steuern und diese innerhalb der vorge-gebenen Zeit in das Loch lenken. Die Gebrauchstauglichkeit dieses HIPs konnte durch eine Onlineumfrage bestätigt werden. Dies gilt jedoch nicht für die Sicherheit, welche durch den lesbaren Quellcode stark beeinträchtigt wird. Für diese Schwach-stelle konnte eine Lösung in Form einer Browsererweiterung durch eine Public-Key-Signatur konzipiert werden. Durch diese Erweiterung könnte auf den Einsatz von HIPs in vielen Bereichen verzichtet und andere Webanwendungen sicherer gestaltet werden.