<p>To apply Industry 4.0 technologies and accelerate the modernization of continuous pharmaceutical manufacturing, digital twin (DT) and advanced process control (APC) strategies are indispensable. The DT serves as a virtual representation that mirrors the behavior of the physical process system, enabling real-time monitoring and predictive capabilities. Consequently, this facilitates the feasibility of real-time release testing (RTRT) and enhances drug product development and manufacturing efficiency by reducing the need for extensive sampling and testing. Moreover, APC strategies are required to address variations in raw material properties and process uncertainties while ensuring that desired critical quality attributes (CQAs) of in-process materials and final products are maintained. When deviations from quality targets are detected, APC must provide optimal real-time corrective actions, offering better control performance than the traditional open loop-control method. The progress in DT and APC is beneficial in shifting from the paradigm of Quality-by-Test (QbT) to that of Quality-by-Design (QbD) and Quality-by-Control (QbC), which emphasize the importance of process knowledge and real-time information to ensure product quality.</p> <p><br></p> <p>This study focuses on four key elements and their applications in a continuous dry granulation tableting process, including feeding, blending, roll compaction, ribbon milling and tableting unit operations. Firstly, the necessity of a digital infrastructure for data collection and integration is emphasized. An ISA-95-based hierarchical automation framework is implemented for continuous pharmaceutical manufacturing, with each level serving specific purposes related to production, sensing, process control, manufacturing operations, and business planning. Secondly, investigation of process analytical technology (PAT) tools for real-time measurements is highlighted as a prerequisite for effective real-time process management. For instance, the measurement of mass flow rate, a critical process parameter (CPP) in continuous manufacturing, was previously limited to loss-in-weight (LIW) feeders. To overcome this limitation, a novel capacitance-based mass flow sensor, the ECVT sensor, has been integrated into the continuous direct compaction process to capture real-time powder flow rates downstream of the LIW feeders. Additionally, the use of near-infrared (NIR)-based sensor for real-time measurement of ribbon solid fraction in dry granulation processes is explored. Proper spectra selection and pre-processing techniques are employed to transform the spectra into useful real-time information. Thirdly, the development of quantitative models that establish a link between CPPs and CQAs is addressed, enabling effective product design and process control. Mechanistic models and hybrid models are employed to describe the continuous direct compaction (DC) and dry granulation (DG) processes. Finally, applying APC strategies becomes feasible with the aid of real-time measurements and model predictions. Real-time optimization techniques are used to combine measurements and model predictions to infer unmeasured states or mitigate the impact of measurement noise. In this work, the moving horizon estimation-based nonlinear model predictive control (MHE-NMPC) framework is utilized. It leverages the capabilities of MHE for parameter updates and state estimation to enable adaptive models using data from the past time window. Simultaneously, NMPC ensures satisfactory setpoint tracking and disturbance rejection by minimizing the error between the model predictions and setpoint in the future time window. The MHE-NMPC framework has been implemented in the tableting process and demonstrated satisfactory control performance even when plant model mismatch exists. In addition, the application of MHE enables the sensor fusion framework, where at-line measurements and online measurements can be integrated if the past time window length is sufficient. The sensor fusion framework proves to be beneficial in extending the at-line measurement application from just validation to real-time decision-making.</p>

<p>Modern reactors promise enhanced capabilities not previously possible including integration with the smart grid, remote monitoring, reduced operation and maintenance costs, and more efficient operation. . Modern reactors are designed for installation to remote areas and integration to the electric smart grid, which would require the need for secure undisturbed remote control and the implementation of two-way communications and advanced digital technologies. However, two-way communications between the reactor facility, the enterprise network and the grid would require continuous operation data transmission. This would necessitate a deep understanding of cybersecurity and the development of a robust cybersecurity management plan in all reactor communication networks. Currently, there is a limited number of testbeds, mostly virtual, to perform cybersecurity research and investigate and demonstrate cybersecurity implementations in a nuclear environment. To fill this gap, the goal of this thesis is the development of a real-time cyber-physical testbed with real operational and information technology data to allow for cybersecurity research in a representative nuclear environment. In this thesis, a prototypic cyber-physical testbed was designed, built, tested, and installed in PUR-1. The cyber-physical testbed consists of an Auxiliary Moderator Displacement Rod (AMDR) that experimentally simulates a regulating rod, several sensors, and digital controllers mirroring Purdue University Reactor One (PUR-1) operation. The cyber-physical testbed is monitored and controlled remotely from the Remote Monitoring and Simulation Station (RMSS), located in another building with no line of sight to the reactor room. The design, construction and testing of the cyber-physical testbed are presented along with its capabilities and limitations. The cyber-physical testbed network architecture enables the performance of simulated cyberattacks including false data injection and denial of service. Utilizing the RMSS setup, collected information from the cyber-physical testbed is compared with real-time operational PUR-1 data in order to evaluate system response under simulated cyber events. Furthermore, a physics-based model is developed and benchmarked to simulate physical phenomena in PUR-1 reactor pool and provide information about reactor parameters that cannot be collected from reactor instrumentation system.</p>

Les moisissures sont considérées comme un des facteurs affectant la qualité de l'air intérieur. L'exposition professionnelle aux moisissures peut affecter la santé des travailleurs. Selon l’espèce de moisissure, la dose d'exposition et la sensibilité individuelle, les effets peuvent être irritatifs, infectieux, immunologiques, toxiques ou cancérigènes. Les méthodes classiques, basées sur le bilan environnemental des moisissures cultivables dans l'air, souffrent d'inconvénients tels que le nombre élevé d'échantillons, les analyses coûteuses et la sous-estimation de l'exposition. La croissance des moisissures peut entraîner la production de métabolites, notamment des COVm. Ces derniers, lorsque inhalés, pourraient s’accumuler dans le corps et pourraient être détectés dans les matrices biologiques des travailleurs avant et après leur quart de travail. L'objectif principal de cette thèse est de développer une méthode permettant d’évaluer l'exposition aux moisissures en milieu de travail en exploitant les COVm comme biomarqueurs d'exposition. Le premier objectif spécifique est de développer une méthode analytique en utilisant la technique HS-SPME-CPG-SM/SM pour mesurer simultanément les 21 COVm dans le sang et l’urine. Le deuxième objectif est de développer une méthode analytique en se basant sur la technique DT-CPG-SM/SM pour analyser ces COVm dans l’air ambiant et exhalé. Le troisième objectif vise à optimiser la méthode développée dans l'air ambiant pour documenter les concentrations des COVm présents dans deux milieux de travail ayant des charges de moisissures différentes et évaluer leurs variations spatio-temporelles. Les 21 COVm sélectionnés dans cette thèse ont un potentiel comme biomarqueurs d’exposition aux moisissures. Leur sélection a été basée sur l’intérêt pour des effets sanitaires potentiels des espèces de moisissures, l’occurrence d’émission et les paramètres physicochimiques et pharmacocinétiques des COVm. Les paramètres d'extraction des COVm et les conditions analytiques ont été optimisés pour assurer une meilleure extraction et analyse des COVm dans le sang et l’urine. D’autre part, la méthode DT-CPG-SM/SM a été optimisée dans l’air ambiant et exhalé en testant plusieurs types d’adsorbant, débits et volumes d’air. Tenax TA/Carbograph a été sélectionné pour l’adsorption des COVm en échantillonnant 3 L d’air à 150 mL/min. Ces méthodes développées ont présenté de bonnes performances analytiques en termes de linéarité, précision, limites de détection et de quantification. Ceci a permis la quantification des COVm à faibles niveaux dans les matrices biologiques et l’air. Finalement, l’optimisation de l’analyse des prélèvements d’air d’un centre de tri des déchets et d’une université a été réalisée en utilisant la méthode DT-CPG-SM/SM. Un prélèvement de 2 heures a été sélectionné. Pour la majorité des COVm, aucune différence n’a été démontrée entre les périodes de la journée dans les milieux étudiés. À l’université, les concentrations des COVm étaient plus élevées dans les classes comparativement aux laboratoires munis d’un système de ventilation plus efficace. Au centre de tri, les concentrations des COVm étaient plus élevées dans la salle de pré-tri. Les résultats obtenus ont permis de sélectionner plusieurs COVm comme potentiels biomarqueurs d'exposition aux moisissures. Cette approche de biosurveillance pourrait donner un indice de la contamination fongique dans un milieu de travail, avant tout recours à l'approche classique, plus complexe et onéreuse. / Molds are one of the factors affecting indoor air quality. Occupational exposure to molds can have effects on workers' health. Depending on mold species, exposure dose and individual sensitivity, the health effects can be irritative, infectious, immunological, toxic, or carcinogenic. Conventional methods, based on the environmental assessment of cultivable molds in the air, have many drawbacks such as the high number of samples, the costly analyzes and the underestimation of exposure. Mold growth can lead to the production of metabolites, including mVOCs. The latter, when inhaled, could accumulate in the body, and could be detected in the biological matrices of workers before and after their shift. The main objective of this thesis is to develop a method to assess exposure to molds in the workplace by exploiting mVOCs as biomarkers of exposure. The first specific objective is to develop an analytical method using the HS-SPME-GC-MS/MS technique to simultaneously measure the 21 mVOCs in blood and urine. The second objective is to develop an analytical method based on the TD-GC-MS/MS technique to analyze these mVOCs in ambient and exhaled air. The third objective aims to optimize the method developed in ambient air to document the concentrations of mVOCs present in two workplaces with different mold loads and to assess their spatio-temporal variations. The 21 mVOCs selected in this thesis have potential as biomarkers of mold exposure. Their selection was based on the interest in potential health effects of the mold species, the occurrence of emission and their physicochemical and pharmacokinetic parameters of the mVOCs. Parameters influencing the extraction process and analytical conditions have been optimized to ensure better extraction and analysis of mVOCs in blood and urine. On the other hand, the TD-GC-MS/MS method has been optimized in ambient and exhaled air by testing several types of adsorbent and several flow rates and air volumes. Tenax TA/Carbograph was selected for mVOC adsorption by sampling 3 L of air at 150 mL/min. These developed methods exhibited good performance in terms of linearity, precision and detection and quantification limits. This allowed the quantification of mVOCs at relatively low levels in biological matrices and air. Finally, the optimization of mVOCs sampling from the air of a waste sorting centre and a university, was carried out using the TD-GC-MS/MS method. A sampling time of 2 hours was selected. For the majority of mVOCs, no difference was demonstrated between the periods of the day in the two environments studied. At university, the concentrations of mVOCs were higher in classrooms compared to laboratories equipped with a more efficient ventilation system. At the sorting centre, mVOCs’ concentrations were higher in the pre-sorting room. The results obtained made it possible to select several mVOCs as potential biomarkers of exposure to molds. This new biomonitoring approach could give an indication of fungal contamination in a workplace, before resorting to the traditional approach, which is more complex and expensive.

Daten der amtlichen Statistik deuten auf eine Überrepräsentation von Kindern mit ausländischer Staatsbürgerschaft an Förderschulen hin. Dies wird in der Literatur häufig als Hinweis auf eine Benachteiligung von Kindern mit Zuwanderungshintergrund (ZHG) gedeutet. Hier anknüpfend geht die vorliegende Arbeit in drei Teilstudien der Frage nach, inwiefern die Diagnose eines sonderpädagogischen Förderbedarfs im Schwerpunkt Lernen (SPF-L) und die besuchte Schulart mit dem ZHG eines Kindes zusammenhängen. Teilstudie I zeigt anhand logistischer Regressionsanalysen, dass Kinder aus zugewanderten Familien unter Berücksichtigung der sozialen Herkunft, der kognitiven Grundfähigkeiten und der schulischen Kompetenzen seltener einen diagnostizierten SPF-L aufweisen und seltener eine Förderschule besuchen als Kinder ohne ZHG. Vertiefend werden zwei Erklärungen für diese Befunde näher betrachtet: Eine Erklärung für die geringere Diagnosehäufigkeit eines SPF-L liegt in der Klassenzusammensetzung. Diese bildet den Referenzrahmen für die Leistungsbeurteilung und könnte somit auch bei der Einleitung von Diagnoseverfahren bedeutsam sein. Teilstudie II untersucht daher, inwiefern die Diagnose eines SPF-L mit der zuwanderungsbezogenen, der sozialen und der leistungsbezogenen Klassenzusammensetzung assoziiert ist. Logistische Mehrebenen-Regressionsanalysen weisen auf entsprechende Zusammenhänge hin. Zur Erklärung des selteneren Förderschulbesuchs von Kindern mit ZHG könnten Schulwahlmotive von Eltern beitragen. Teilstudie III zeigt daher anhand von Strukturgleichungsanalysen, dass sich Schulwahlmotive nach Schulart und ZHG unterscheiden und dass diese Motive den Zusammenhang zwischen einem ZHG und der besuchten Schulart vollständig mediieren. Die Dissertation leistet einen Beitrag zur empirischen Fundierung der Diskussion über Objektivität bei der Einleitung von Diagnoseverfahren und die Relevanz von Hintergrundmerkmalen für die Diagnose eines SPF-L und Schulartentscheidungen. / Data from official statistics indicate that children with migrant background are overrepresented in special schools. In previous studies this finding has often been interpreted as an indication of ethnic discrimination. The present thesis investigates in three studies whether the migrant background of a child is associated with special educational needs in the area of learning (SEN-L) and with the type of school attended. The results of logistic regression analyses in Study I indicate that controlling for differences in social background, cognitive abilities and academic achievement, children with migrant background are less likely to have diagnosed SEN-L and to attend a special school than non-migrant children. Two explanations for these findings are examined in more detail: One possible explanation for the lower frequency of SEN-L diagnosis could be found in the effects of classroom composition which forms a frame of reference for achievement assessment. This may also be relevant for the initiation of diagnostic procedures. Study II investigates whether a SEN-L is associated with the migrant, socioeconomic, and academic classroom composition. Multilevel logistic regression models confirmed the relationship between classroom composition and SEN-L. One possible explanation for the finding that children with migrant background are less likely to attend a special school in the area of learning than comparable children without migrant background could lie in parents' motives for school choice. Study III therefore uses structural equation analysis to show that the parent’s motives for school choice differ according to school type and migrant background and also mediate the relationship between migrant background and school type. The thesis contributes to the empirical foundation of the discussion on objectivity in the initiation of diagnostic procedures by examining the relevance of background characteristics for the diagnosis of SEN-L and decisions on the school type.

Aktuelle Debatten in der Hörgeschädigtenpädagogik beschäftigen sich vor allem mit den Fragen der Sprachbildung hörgeschädigter Kinder im Rahmen der schulischen Inklusion. Übersehen wird dabei oft, dass dieser Diskurs nicht neu ist, sondern bereits historische Vorläufer hat. Ziel dieser Untersuchung ist deshalb, Veränderungsprozesse von Elementarbildung und Sprachbildung hörgeschädigter Kinder im 18. und 19. Jahrhundert vor dem Hintergrund einer sich etablierenden Volksschulbildung zu analysieren, um den schulstrukturellen Wandel und seine Auswirkungen nachzuzeichnen. Auf der Grundlage einer quellenkritischen Rekonstruktion wurden dafür ideen-, sozial- und institutions-geschichtliche Ereignisse und Diskurse im Sinne des kritisch-konstruktiven Ansatzes von Klafki (1971) analysiert. Im Fokus standen dabei die konkreten Auswirkungen (national-) sprachlicher und bildungspolitischer Konzepte auf den Unterricht am Berliner Königlichen Taubstummeninstitut und auf die ländliche Schulpraxis in der Provinz Brandenburg. Die Analysen zeigen, dass die sprachphilosophischen Diskurse in dieser Zeit Fehlannahmen über die Funktion und Bedeutung von Laut- und Gebärdensprachen enthielten, die die Sprachbildungskonzepte für gehörlose Menschen maßgeblich prägten. Außerdem führte die Verallgemeinerungsbewegung, in deren Rahmen zunehmend gehörlose Menschen auch in Volksschulen unterrichtet wurden, dazu dass die ausschließliche Förderung der Lautsprache propagiert wurde. Zweisprachige Bildungskonzepte, mit der Gebärdensprache als festem Bestandteil, wurden aufgegeben. Die besonderen Bedürfnisse gehörloser Menschen wurden weder an allgemeinen Schulen noch an Taubstummeninstituten berücksichtigt und der Zugang zu Bildung setzte damit in der Folgezeit eine einseitige Anpassungsleistung gehörloser Menschen voraus. / Current debates in deaf education are primarily concerned with questions of language education of hearing impaired children as part of school inclusion. It is often overlooked in this context that this discourse is not new, but already has historical antecedents. The aim of this study is therefore to analyse the changing processes of elementary education and language education of hearing impaired children in the 18th and 19th centuries against the background of the on-going establishment of elementary education, in order to reconstruct the structural change of the culture of schooling and its impact. To this end, historical ideas, social and institutional discourses and events were analysed in terms of the critical and constructive approach of Klafki (1971) on the basis of a source-critical reconstruction. The focus was on the specific impact of (national) linguistic and educational approaches to teaching at the Berlin Royal Institute of Deaf and Dumb and the rural school practice in the province of Brandenburg. The analyses show that the discourses on linguistic philosophy at this time contained misperceptions concerning the function and meaning of spoken and signed languages that significantly shaped approaches to language education for deaf people. Furthermore, the movement towards generalisation, in the framework of which deaf people were increasingly also taught in elementary schools, led to the exclusive propagation of the promotion of oral language. Bilingual education concepts, with sign language as an integral part, were abandoned. The special needs of deaf people were not taken into consideration in either public schools or in deaf and dumb institutions, and access to education in the subsequent period thus presupposed a successful unilateral adaptation of deaf people.

Die vorliegende Studie leistet einen Beitrag in dem noch offenen Forschungsfeld zu gesundheitsbedingten Ausstiegs- und Neuorientierungsprozessen und der damit verbundenen Bewältigung einer ‚doppelten Brüchigkeit der Biographie’, d. h. über die Bewältigung der chronischen Erkrankung und der vulnerablen beruflichen Situation. Ziel ist es, die individuellen Aushandlungsprozesse beruflicher Neuorientierung zu verstehen und in ein Verhältnis mit der Krankheitsbewältigung zu setzten. Es ist eine weitere Zieldimension dieser Studie, den Blick auf die Rückkehr in das Erwerbsleben zu richten und dabei in Ansätzen herauszuarbeiten, welche Faktoren ein Arbeiten unter bedingter Gesundheit ermöglichen oder hemmen können. Im Zentrum der Studie stehen drei Frauen und drei Männer im Alter von 25 bis 57 Jahren, die zu zwei verschiedenen Zeitpunkten im Erhebungszeitraum von 2013 bis 2014 leitfadengestützt (episodisch-narrativ) interviewt wurden: während ihrer medizinischen Rehabilitation (t1) und erneut ca. ein Jahr später (t2). Übergreifendes Merkmal aller Fälle sind die sich anbahnenden bzw. bereits vollzogenen gesundheitsbedingten berufsbiographischen Einschnitte durch eine chronische muskuloskelettale Erkrankung und z. T. begleitet durch psychosomatische Beschwerden. Den rahmenden Forschungsstil bildete die Grounded Theory (Glaser und Strauss 1967/2010). Im Ergebnis dieser Studie werden die komplexen Risikokonstellationen sowie der Verlauf eines gesundheitsbedingten Ausstiegs aus dem Erwerbsleben beschrieben und dabei auf die vielfältigen Bewältigungsherausforderungen dieses biografischen Bruchs eingegangen. Das entwickelte Modell der ‚Aushandlungsarena der Krankheitsbewältigung und beruflichen Neuorientierung’ verdichtet den Aushandlungsprozess beruflicher Neuorientierung unter ständiger Berücksichtigung der bedingten Gesundheit. Gleichzeitig geben die Ergebnisse dieser Studie Impulse für die weiterführende Fundierung der theoretischen und anwendungsbezogenen Return to Work-Ansätze. / The present study intends to contribute to the research field on health-related exit and reorientation processes and the associated coping with such a double-folded biographical challenge, means on coping with a vulnerable health and uncertain job-condition. The basic purpose of this study is to understand the biographical coping processes in the context of professional reorientation and to describe exit from work processes, as well as their conditions. The aim is to comprehend the individual negotiation in the course of professional reorientation and to relate it with the illness coping. It is another dimension of this study to look at return to work phases and their supporting or obstructing factors. The study focuses on three women and three men between the ages of 25 and 57 who were interviewed (episodically-narrative) at two different points in the survey period from 2013 to 2014: during their medical rehabilitation (t1) and again about a year later (t2). The overall characteristic of all cases is the initiated or already completed health-related occupational biographical disruption caused by a chronic musculoskeletal disease partly accompanied by psychosomatic issues. This study follows the methodological approach and research style of the Grounded Theory (Glaser and Strauss 2010). As a result of this study, the complex risk constellations as well as the trajectory of a health-related exit from work are described, focusing on the diverse coping challenges of this biographical disruption. The developed model of a “Negotiation Arena of coping with the illness and professional reorientation" summarizes the negotiation process of professional reorientation taking into account the limited health. At the same time, the results of this study provide impulses for the further foundation of theoretical and application-oriented return to work approaches.

Lese- und Schriftsprachkompetenzen zu erwerben ist eine Herausforderung für gehörlose Schüler und gleichzeitig eine zentrale Voraussetzung für einen erfolgreichen Bildungsweg. Innerhalb des auditiv-verbalen Paradigmas der Gehörlosenpädagogik werden die Schwierigkeiten in der Schriftsprache auf die hörschädigungsbedingte Einschränkung der phonologischen Rekodierungsfähigkeit zurückgeführt. Die Pädagogische Unterrichtsforschung zeigt jedoch, dass bilinguale gehörlose Schüler mit Gebärdensprache als Erstsprache oft über gute Schriftsprachkompetenzen verfügen. Bis dato liegen jedoch nur vereinzelt Studien zur Schriftsprachentwicklung bei bilingualen gehörlosen Schülern vor. Die vorliegende Studie fasst dieses Desiderat ins Auge und untersucht über einen Zeitraum von fünf Jahren (Kl. 5-9) Aspekte der Syntax- und Morphologieentwicklung im Schriftspracherwerb bei sechs bilingualen gehörlosen Realschülern. Das Ziel der Studie ist, Erkenntnisse über Sprachlernprozesse in diesem besonderen Schriftzweitspracherwerb zu gewinnen und dieses Wissen für einen entwicklungsorientierten Sprachförderansatz methodisch aufzubereiten. Die Untersuchung wird durch Bezugnahme auf die Zweitspracherwerbstheorie Processability Theory (PT) (Pienemann 1998; Pienemann/ Di Biase/ Kawaguchi 2005) fundiert. Im Fokus stehen die Untersuchungsbereiche Wortstellungserwerb, Erwerb der Subjekt/ Verb-Kongruenz und Erwerb des Verbalkasus. Die Datenanalyse zeigt, dass gehörlose Schüler, mit einer Gebärdensprache als Erstsprache, die Schriftsprache in den gleichen grammatischen Entwicklungsschritten erwerben, wie hörende Schüler, die Deutsch mündlich als Zweitsprache lernen. Die Ergebnisse bieten einen differenzierten Einblick in die Sprachlernprozesse der gehörlosen Schüler und erkennen in der Berücksichtigung von Entwicklungssequenzen eine wertvolle Ressource für die Schriftsprachförderung. Aus den Ergebnissen wird ein Konzept zur Förderung des Schriftzweitspracherwerbs abgeleitet, welches auch zwei Analyseraster als Instrumente für eine förderdiagnostische Sprachstandsermittlung beinhaltet. / Learning to read and write is a challenge for deaf students – but a major goal of schooling. Deaf student’s reading and writing problems have always been seen as a consequence of their hearing loss, overlooking the fact that there are deaf adults using a sign language as their first language and show good reading abilities and written-language skills. In Germany, research on bilingual school programs shows that deaf students progress successfully in learning written German from print forms. Current theories of second language acquisition do not discuss the possibility of learning a language exclusively from print exposure. This study is a pioneer attempt to investigate the acquisition of written German by deaf secondary students in order to advance our understanding of written language learning as second language learning. Empirically, this analysis consists of longitudinal data of 6 bilingual deaf students who learn German as a written language in secondary school. On the basis of a 5 years’ data collection based on written narratives, developmental patterns are investigated and analyzed within the paradigm of Processability Theory (Pienemann 1998; Pienemann/ Di Biase/ Kawaguchi 2005). Objects of investigation are word order, subject/ verb-agreement and case system in verbal arguments. The results show that deaf students acquire German written language via print in the same developmental stages as hearing individuals learn oral German in second language acquisition. The deaf students’ interlanguage shows that written language can be processed by language processing procedures of second language acquisition. Individual variations in the developmental process are discussed within the specific learning conditions of deaf students. Regarding the results, a development-orientated teaching concept is recommended, that draws attention on implicit language learning. Two screenings for language development diagnoses are designed and proposals for practical intervention are made in teaching German literacy as a second language to bilingual deaf students.

<p>A thesis study investigating the development and evaluation of a computer vision (CV) system for a manufacturing assembly task is reported. The CV inference results are compared to a Manufacturing Process Plan and an automation method completes a buyoff in the software, Solumina. Research questions were created and three hypotheses were tested. A literature review was conducted recognizing little consensus of Industry 4.0 technology adoption in manufacturing industries. Furthermore, the literature review uncovered the need for additional research within the topic of CV. Specifically, literature points towards more research regarding the cognitive capabilities of CV in manufacturing. A CV system was developed and evaluated to test for 90% or greater confidence in part detection. A CV dataset was developed and the system was trained and validated with it. Dataset contextualization was leveraged and evaluated, as per literature. A CV system was trained from custom datasets, containing six classes of part. The pre-contextualization dataset and post-contextualization dataset was compared by a Two-Sample T-Test and statistical significance was noted for three classes. A python script was developed to compare as-assembled locations with as-defined positions of components, per the Manufacturing Process Plan. A comparison of yields test for CV-based True Positives (TPs) and human-based TPs was conducted with the system operating at a 2σ level. An automation method utilizing Microsoft Power Automate was developed to complete the cognitive functionality of the CV system testing, by completing a buyoff in the software, Solumina, if CV-based TPs were equal to or greater than human-based TPs.</p>

Diese Erwerbsstudie beschreibt die Adaption eines Testverfahrens aus der Britischen Gebärdensprache von Herman et al. (2004) in Deutsche Gebärdensprache (DGS). NaKom DGS ist ein Testverfahren das narrative und grammatische Kompetenzen in Kindererzählungen analysiert. NaKom DGS elizitiert Erzählungen mittels eines kurzen sprachfreien Stimulus-Videos und ist für Kinder im Alter von 4-11 Jahren validiert. In einer Querschnittsstudie wurde das Testverfahren mit 97 Kindern deutschlandweit durchgeführt, um das Testverfahren zu validieren. Die Referenzwerte für NaKom DGS basieren auf den Erzählungen von 72 Kindern mit Zugang zu DGS ab Geburt durch taube in DGS kommunizierende Eltern. Durch diese Studie wurden neue Erkenntnisse zum Spracherwerb von DGS gewonnen. Die gefundenen Erwerbsverläufe bieten Wissenschaftler_innen in vielen der untersuchten Strukturen erste Anhaltspunkte für den Spracherwerb in DGS, mit denen zukünftige Forschungsergebnisse verglichen werden können. Ausgewertet werden als narrative Kompetenzen Strukturelemente nach dem globalen Strukturmodell von Labov and Waletzky (1973), sowie Erzählinhalt und Reihenfolge der Erzählung. Als grammatische Kompetenzen werden in Anlehnung an Johnston (2016) auf kleiner satzähnlicher Ebene Verbmodifikationen analysiert: Modifikationen der Art und Weise, direktionale Modifikationen, aspektuelle Modifikationen und abbildende Verben. Auf Textebene, d.h. in Bezug zur gesamten Erzählung, wird konstruierte Aktion untersucht. Die Referenzwerte von NaKom DGS werden cross-linguistisch mit den Ergebnissen des Grundlagentests, sowie einer weiteren Adaption in Amerikanische Gebärdensprache (Enns et al. 2019) verglichen und dadurch zusätzlich bestätigt. / This acquisition study describes the test adaptation process of the British Sign Language (BSL) Productive Skills test from Herman et al. (2004) to German Sign Language (DGS), resulting in the new assessment tool „Sprachproduktionstest zu narrativen Kompetenzen in Deutscher Gebärdensprache“ (NaKom DGS). NaKom DGS analyzes narrative and grammatical competences in children´s narrations, that are elicited via a short language free videoclip. In a nationwide cross-sectional study NaKom DGS was validated with data from 97 signing children, 4-11 years old. The standards for the test are derived from the results of 72 native signing children, that acquire DGS from Deaf DGS signing parents. This study provides new insights in language acquisition in DGS. Up to now research in DGS acquisition is sparse, therefore the results of NaKom DGS are the first insights in many of the analyzed areas. The results provide scholars with first insights and stepping stones for future research. This study focuses on narrative competences as the global structural elements from the model of Labov and Waletzky (1973), as well as narrative content and narrative sequence. Grammatic competences specifically modifications of verbs are analyzed on the level of small clause like units, following Johnston (2016): indicating directional modifications, depicting verbs, aspect and manner. On text level constructed action is analyzed across the whole narration. Additionally the newly developed standards for NaKom DGS are compared to the standards from the BSL test as well as another adaptation to American Sign Language (Enns et al. 2019). This cross-linguistic comparison supports the validity of the German test results.