Softwarearchitektur für die interaktive Simulation mobiler Arbeitsmaschinen in virtuellen Umgebungen

Die numerische Simulation ist ein unverzichtbares Werkzeug bei der Produktentwicklung geworden. Bereits in den frühen Phasen von Studien und Konzepten können unterschiedliche Lösungsansätze für eine Aufgabenstellung bewertet werden. In diesem Zusammenhang wird von virtuellen Prototypen gesprochen. Bei der Simulation mobiler Arbeitsmaschinen erfordert das die Einbindung des Bedieners. Die technologische Leistungsfähigkeit wird wesentlich durch die Interaktion zwischen Bediener und Maschine geprägt. Die Beschreibung des Bedieners durch mathematische Modelle ist bis zum gegenwärtigen Zeitpunkt nicht mit belastbaren Resultaten erfolgt. Die Entwicklungen im Bereich der Simulationstechnologie und der Computergrafik ermöglichen die Durchführung interaktiver Simulationen in komplexen virtuellen Welten. Damit lässt sich der Bediener direkt in die Simulation einbinden und es können zusätzliche Potenziale, wie z. B. bei der Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion erschlossen werden. Durch die interaktive Simulation in Virtual-Reality-Systemen werden neue Anforderungen an die Simulationssoftware gestellt. Zur Interaktion mit dem Bediener müssen die Eingaben aus den Bedienelementen in Echtzeit verarbeitet und audiovisuelle Ausgaben generiert werden. Dabei sind neben den mathematisch-physikalischen Aspekten der Simulation auch Problemfelder wie Synchronisation, Kommunikation, Bussysteme und Computergrafik zu behandeln. Die Anpassung des Simulationssystems an unterschiedliche Aufgabenstellungen erfordert ein flexibel konfigurierbares Softwaresystem. Als Lösung dieser Aufgabenstellung wird eine Softwarearchitektur vorgestellt, welche die unterschiedlichen Problemfelder durch klar voneinander abgegrenzte Komponenten mit entsprechenden Schnittstellen behandelt. Das entstandene Softwaresystem ist flexibel und erweiterbar. Die Simulationsaufgabe wird durch die Konfiguration des Komponentensystems spezifiziert. Die entstehenden Konfigurationsdateien bilden die Anwendungslogik ab und stellen daher einen der wesentlichen Kostenfaktoren bei der Realisierung interaktiver Simulationen dar. Zur Erhöhung der Wiederverwendbarkeit bestehender Konfigurationsfragmente wird ein kompositionsbasierter Ansatz auf der Basis von Skriptsprachen gewählt.Numerical simulation has evolved into an indispensable tool in modern product development. Even in the early design phases of studies and concepts several different approaches for one individual task can be evaluated. In this context the term virtual prototypes can be used. For effective simulation of mobile construction site machinery incorporation of the operator\'s influence is required. The technological performance of the machinery is essentially influenced by the interaction between the operator and the machine. Currently, there are no known mathematical models describing the operator\'s behaviour, which give substantiated results. The latest developments in computing technology and computer graphics facilitate interactive simulations in complex virtual worlds. This allows not only the operator to be linked to the simulation but also the investigation of additional research areas such as human-machine-interaction. The application of interactive simulation in virtual reality systems places new demands on the simulation software. Due to the interaction not only input signals from the instruments have to be processed but also audio and visual output has to be generated in real time. In addition to the mathematical and physical aspects of simulation, problems in the areas of synchronisation, communication, bus systems and computer graphics also have to be solved. The adaption of the simulation system to new tasks requires a flexible and highly configurable software system. As a response to these demands, a software architecture is presented which partitions the various problems into finite components with corresponding interfaces. The partitioning results in a flexible and extendable software system. The simulation task is specified by the configuration of the component system. The resulting configuration files reflect the application logic and therefore represent one of the main cost factors in the realisation of the interactive simulations. A composition-based approach is chosen as it raises the level of reuse of existing configuration fragments. This approach is based on scripting languages

Untersuchung und Optimierung der Fahrkomfort- und Fahrdynamikeigenschaften von Radladern unter Berücksichtigung der prozessspezifischen Randbedingungen

The objective of this work is to provide an efficient solution to analyze and optimize global dynamic vehicle behavior of wheel loaders in the areas of vibration comfort, vehicle dynamics and tipping safety. To quantify the vehicle’s behavior several virtual tests and maneuvers are automatically performed by a full-vehicle simulation model of the machine. The results are then analyzed and combined to provide objective measures representing the global dynamic vehicle behavior

Untersuchung und Optimierung der Fahrkomfort- und Fahrdynamikeigenschaften von Radladern unter Berücksichtigung der prozessspezifischen Randbedingungen

Thema der Arbeit ist die Darstellung einer effizienten Vorgehensweise zur Analyse und ganzheitlichen Optimierung des globalen, dynamischen Fahrzeugverhaltens von Radladern in den Teildomänen Schwingungskomfort, Fahrdynamik sowie Kippsicherheit. Zur Quantifizierung des Fahrzeugverhaltens werden hierzu verschiedenste virtuelle Fahrmanöver mithilfe eines Gesamtfahrzeugmodells absolviert, automatisiert ausgewertet und die gewonnenen Erkenntnisse zusammengeführt

WERKSTATTLOGIK - Computer im Spannungsfeld von Handwerks-Expertise und Akteurs-Beziehungen: Über Besonderheiten des Arbeitens und Lernens in der Werkstatt zur Beachtung im didaktischen Design der arbeitsunterstützenden Medien und Prozesse

Diese Arbeit erklärt anhand von Vertragswerkstätten der Volkswagen AG, wie Kfz-Handwerker im komple-xen Feld Werkstatt Probleme lösen. Sie deckt auf, wie und warum Kfz-Handwerker auf besondere Weise Denken und Handeln. Dies meint, wie sie arbeiten, lernen und vor Allem, wie und warum sie Medien an-eignen – oder verweigern: Täglich diagnostizieren und reparieren Kfz-Handwerker Fahrzeuge. Dabei ist oft zu beobachten, dass extra dafür hergestellte Hilfsmedien von ihnen umgangen oder gar offen abgelehnt werden. Dies führt teils zu schweren Fehlern, teils aber auch zu herausragenden Leistungen. Bislang ist kaum geklärt, aus welchen Gründen dies erfolgt. Von den Handwerkern genannte Gründe er-scheinen in der Außenperspektive oft sonderbar. Doch sie sind subjektiv vernünftig. Die Untersuchung zeigt, mit welchen Begründungen die Handwerker sich gegen Medienaneignung entscheiden. Und sie er-klärt, inwiefern dies daran liegt, dass Computer im Spannungsverhältnis zwischen den Expertise-Denk¬wei-sen der Handwerker und den sozialen Beziehungen der Akteure stehen. Die Akteure sind Mitarbeiter im Autohaus, aber auch beim Hersteller und beim Importeur des jew. Landes. Dies gelingt durch die theoretische Basis subjektwissenschaftlicher Lerntheorie, unter Bezugnahme auf wissenschaftliche Nachbardisziplinen und mit der Methodologie, Strategie und Methodik qualitativer So-zialforschung. Die Phänomene werden exemplarisch aus mehrwöchigen Feldstudien in Werkstätten der Volkswagen AG in Deutschland qua O-Ton-Audiomittschnitt, Interview und Beobachtung rekonstruiert und mit begleitenden Quellen ergänzt. So entstehen z.B. Modelle - zur Typologie intuitiver und analytischer Arbeitsstrategien der Handwerker - zu Reflexionsauslösern - zu Medienkontakthürden und - zur Medien(vertrauens)bewertung im Prozess der Medienkompetenzentwicklung. Durch diese erstmals in solcher Form geleistete Phänomen-Aufschlüsselung werden - neue Ansatzpunkte des didaktischen Designs - und für die technische Redaktion - Herausforderungen an Medien und Prozesse - und für die Qualitätssteigerung zwingend zu leistende Aufgaben aufgezeigt. Es werden fast banal scheinende, subtile alltägliche Phänomene analysiert und deren massiver Einfluss auf Fehler und Erfolge des Handelns verdeutlicht. Da ersteres oberflächlich altbekannt und oft unhinterfragt ist, wird die große Bedeutung für einen erfolgreichen Reparaturprozess zumeist übersehen. Darum bietet sich hier noch ungenutztes Verbesserungs-Potential. Die Befunde fokussieren auf deutsche ‚Werkstattlogik‘, sind aber mit kritischem Rückbezug auf kulturelle Besonderheiten auf die Volkswagen AG Vertragswerkstätten in über 150 Ländern anwendbar.:Inhalt Auf einen Blick – Zusammenfassung und Schlagworte Aufbau der Kapitel 1 Einleitung 1 1.1 Problemstellung und Einleitung in das Phänomenfeld – die Herausforderung Werkstatt 1 1.2 Settingbeschreibung – das Szenario Werkstatt 4 1.3 Verwertungsziele – die Handreichungen für Redaktion, Computer und Forschungsgemeinschaft 5 1.4 Fragestellung – die Aneignung der Handwerker 6 1.5 Forschungsstrategie – der Analyseverlauf 7 1.5.1 Grounded Theory 7 1.5.2 Aufbau der Analyse 13 2 Exploration 15 2.1 Sensibilisierendes Konzept ad hoc – die ersten Überlegungen 15 2.2 Pädagogische Basis – die Ausgangs-Modelle als Integral der Analyse 16 2.2.1 Mediendidaktische Klassifikation – die Gegenstandsbeschreibung 16 2.2.2 Subjektwissenschaftliche Lerntheorie – das Integral der Theoriefolien 20 2.2.3 Mentale Modelle – die Erweiterung des Integrals um ein Bindeglied zu Experten-Begründungen 28 2.2.4 IT-Design, Medienkompetenz und Medienaneignung – die Erweiterung des Integrals um Bindeglieder zum Computer 32 2.3 Forschungs-Stand – der Status quo und neue Perspektiven als Anregung für die Analyse 39 2.3.1 Studien direkt zum Phänomen Medien und Werkstatt 40 2.3.2 Offene Fragen in der Praxisdisziplin Technische Redaktion 58 2.3.3 Offene Fragen zum Gestaltungswissen pädagogischer Psychologie 67 2.3.4 Technik im Forschungsfeld IT-Design 74 2.3.5 Didaktische Aspekte des Lernens und Wissens außerhalb von Lehr-Lern-Institutionen 91 2.3.6 Arbeitsobjekt, Subjekt und Feld in der komplexen Problemlöseforschung 105 2.3.7 Subjektsicht in Expertiseforschung, Routinen und Standards 115 2.3.8 Intuition und Analyse durch Forschung zum natürlich-intuitiven Entscheiden 136 2.3.9 Fehler-Forschung und Human Factors 156 2.3.10 Hochverlässlichkeit und Hochleistung in Gruppen 168 2.3.11 Soziodynamik 176 2.3.12 Forschung zur Vergemeinschaftung bei Lernen und e-Learning 180 2.4 Sensibilisierendes Konzept a priori – die Zusammenführung zu Suchsonden 195 2.5 Forschungs-Design – der Bau der Werkzeuge 198 2.5.1 Methodologie, Gütekriterien und Folgerungen 198 2.5.2 Methodik und Instrumentarium 202 3 Ergebnis 216 3.1 Aufbau der Ergebnisdarstellung 216 3.2 Werkstattlogik – das Konzept a posteriori als Befunde zu den Phänomenen und abgeleitete Prinzipien 218 3.2.1 Bekannte didaktische Faktoren 218 3.2.2 Kontext 220 3.2.3 Arbeitsstrategien der Handwerker 237 3.2.4 Begründungslogik intuitiv-heuristischer Arbeitsstrategie 247 3.2.5 Entscheidungsfaktoren für Arbeitsstrategien 272 3.2.6 Medienkollaboration und Medienaneignung 292 3.3 Antworten – die Auflösung der Fragestellung und didaktische Schlussfolgerungen 321 3.3.1 Kompression – die Rekapitulation der Frage und die verdichtete Antwort 321 3.3.2 Extrakt – die Zusammenschau der Befunde als Checkliste 323 3.3.3 Rahmen – die Zentralsätze als Meta-Modell 331 3.3.4 Effekt – die durch die Phänomene erzeugten Medienkontakthürden 332 3.4 Ausblick – die Diskussion der Ergebnisse und die Desiderata an die Forschungsgemeinschaft 333 Appendix Eins 336 A1 Literatur 336 A2 Abbildungen 365 A3 Abkürzungen 366 Appendix Zwei 369 A4 Empirische Quellen 369 A4.1 Codings pro Phänomen 369 A4.2 Analysierte Dokumente 402 A4.3 Transkripte 402 A4.4 MAXQDA-Files 402 A5 Ausgelagerte Details des Instrumentariums 403 A5.1 Interview-Leitfaden 403 A5.2 Transkriptionssystem 408 A5.3 Nicht eineindeutige Abkürzungen der rekonstruktiven Zusammenfassung 409 A6 Ausgelagerte Details der Theoriefolien 41

Der fotografische Raum: Bérénice de Molìere

Die Arbeit setz sich einerseits mit der Thematik von Fotografie und dessen Wahrnehmung im Raum auseinander. Andererseits behandelt sie die raumbildende Wirkung einer Fotografie. Fotografie - Raum - Bühne - Theater

Implementierung von Reglern und Steuerelementen für ein Android-basiertes E-Learning-Spiel für Smartphones

E-Learning spielt in der Bildung eine immer wichtigere Rolle und ermöglicht es Inhalte spielerisch und schnell zu erfassen. Aus diesem Grund wird in dieser Arbeit ein Spiel auf Basis des mobilen Betriebssystems Android konzipiert und implementiert, mit dem die Inhalte der Vorlesungen des Instituts für Systemtheorie und Regelungstechnik verdeutlicht werden sollen. Inhaltlich wurde das Thema in zwei Studienarbeiten aufgeteilt. Der Schwerpunkt dieser Arbeit liegt auf der Umsetzung der regelungstechnischen Modelle. Nach einer kurzen Einleitung wird in dieser Arbeit ein Überblick über die notwendigen Grundlagen der Regelungstechnik und dem Betriebssystem Android gegeben. Anschließend werden neben den verschiedenen Reglerentwurfsverfahren die genutzten Konzepte und Entwurfsverfahren der Softwaretechnik vorgestellt. Im anschließenden Implementierungskapitel wird vor allem auf die konkrete Implementierung der Regler und deren mathematischen Herleitungen im Detail eingegangen. Des Weiteren werden die Implementierungen der Sensorsteuerung, der Anwendungsstruktur und der Diagramme beschrieben