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Entwerfen Entwickeln Erleben - Methoden und Werkzeuge in der Produktentwicklung: 10. Gemeinsames Kolloquium Konstruktionstechnik KT2012Rieg, Frank, Feldhusen, Jörg, Stelzer, Ralph, Grote, Karl-Heinrich, Brökel, Klaus 25 August 2017 (has links)
Die Konferenz »Entwerfen – Entwickeln – Erleben« führte am 14. und 15. Juni 2012 das 10. Gemeinsame Kolloquium Konstruktionstechnik und das 5. Symposium Technisches Design zusammen. In Kooperation mit dem Kunstgewerbemuseum der Staatlichen Kunstsammlungen Dresden war es möglich, die fachübergreifende Diskussion industrieller Herausforderungen sowie aktueller Trends und Innovationen der Forschung in einem einzigartigen kulturellem Umfeld – dem Dresdner Residenzschloss – zu führen. Im Mittelpunkt der zweitägigen Konferenz stand der Erfahrungsaustausch zwischen Experten aus Industrie und Wissenschaft über neue Werkzeuge und Methoden, mit denen den aktuellen Herausforderungen von Globalisierung, Nachhaltigkeit und ökonomischen Rahmenbedingungen bei der Entwicklung immer komplexerer Produkte entsprochen werden kann. In diesem Band sind die Textfassungen der Fachvorträge zu den thematischen Schwerpunkten Virtuelle Produktentwicklung (CAD-Einsatzszenarien, Virtual Reality und Product Lifecycle Management), Konstruktion (Konstruktionstechnik und -methodik, Reverse Engineering und Maschinenelemente) enthalten. Ein separater Band, herausgegeben von Linke et al. (ISBN 978-3-942710-75-6) enthält die Beiträge zum Technischen Design (Industriedesign, Transportation Design und Produkterleben).:Inhalt
Vorwort
15 Heinz-Simon Keil
Ganzheitlicher »Produkt-Entwicklungs-Prozess« beeinflusst nachhaltig das schlanke »Life-Cycle-Management« – From Lean to Digital Approach
29 Alfred Katzenbach & Peyman Merat
Methodik zum Austausch eines CAD Systems in einem Großunternehmen
37 Martin Eigner, Torsten Gilz & Radoslav Zafirov
Interdisziplinäre Produktentwicklung
55 Bodo Machner
Neue Produkte, neue Märkte, effizientere Prozesse – Herausforderungen an das Produktdatenmanagement
71 Ernst-Eckart Schulze, Lars Wolter, Haygazun Hayka & Martin Röhlig
Intuitive Interaktion mit Strukturdaten aus einem PLM-System
89 Michael Wegner, Georg Freitag & Markus Wacker
GENIAC – Konfigurieren komplexer Produktsimulationen mit Hilfe von natürlichen Benutzeroberflächen
103 Michael Abramovici & Jens Christian Göbel
Systematisierung und Evaluation von Gestaltungsalternativen für die Harmonisierung firmenspezifischer PLM-Umgebungen
123 Christiane Kamusella
Digitale Ergonomie-Tools zur Berücksichtigung ergonomischer Aspekte imProduktentstehungsprozess
145 Ingolf Rehfeld & Jan Wunderlich
Virtual Reality und Product Lifecycle Management – Entwicklung eines durchgängigen Prozesses für die BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH
153 Ralph Stelzer, Wolfgang Steger & Dirk Petermann
Virtual Reality als zentrale Komponente einer PLM-Strategie – Herausforderungen und Umsetzungskonzepte
177 Michael Muschiol & Stefan Schulte
Globale Collaboration im Kontext mit PLM
195 Andreas Seibold, Ralph Stelzer & Bernhard Saske
Virtual Reality bei Kärcher
207 Uwe Freiherr von Lukas
Visual Computing als Basis für Prozessinnovation im Produktlebenszyklus
225 Detlef Gerhard & Touba Rahmani
PDM based Lifecycle Analysis – A Case Study
237 Wolfgang Holle, Stephan Husung & Christian Weber
CAD-Produktmodell – Quelle der Produktbewertung nach Zeit und Kosten
251 Markus Färber, Johannes Ghiletiuc, Peter Schwarz & Beat Brüderlin
Echtzeit-Visualisierung von sehr großen Virtual- und Augmented-Reality-Szenen auf Smartphones und mobilen Tablet-Computern
267 Hans-Peter Prüfer
Quo vadis, FEM?
281 Petra Hoske, Günter Kunze, Kai Bürkle,
Martin Schmauder, Mark Brütting & Christian Böser Interaktiver Simulator für mobile Arbeitsmaschinen – Virtuelle Prototypen im Einsatzkontext erleben
303 Ingo Jonuschies & Klaus Brökel
Ansatz für die Modellierung und Simulation von Hybridgleitlagern für Wellen mit großen Durchmessern und geringen Drehzahlen am Beispiel einerWindkraftanlage
315 Christoph Wehmann, Florian Nützel & Frank Rieg
Auslegung von Dehnschrauben bei plastischem Materialverhalten unter Einsatz der Finite-Elemente-Analyse
333 Denis Polyakov & Willi Gründer
Design Process Management
351 Christine Schöne & Ralph Stelzer
Reverse Engineering in der Produktentwicklung – Aktuelle Herausforderungen
365 Jörg Szyszka, Dietmar Süße & Christine Schöne
CAE Methoden in der Einarbeitungsphase der Blechumformung
377 Petra Aswendt
Mikrospiegel basierte 3D Scannersysteme für Reverse Engineering Lösungen in einem weiten Skalenbereich
385 Gunter Sanow, Oliver Erne & Hagen Berger
Optische 3D-Messtechnik zur Schwingungsanalyse an Windkraftanlagen
395 Jürgen Gausemeier, Christian Tschirner,
Roman Dumitrescu & Tobias Gaukstern Integrative Konzipierung von Produkt und Produktionssystem als Basis für eine erfolgreiche Produktentstehung
413 Bernd Neutschel, Matthias G. Raith & Sándor Vajna
Moderne Produktentwicklungsprozesse als Grundlage für universitäre Gründerförderung
425 Sebastian Schubert, Jan Erik Heller & Jörg Feldhusen
Produktmerkmale in der Entwicklung von kundenindividuellen Produkten
441 Rolf Klamann
Mobility 2.0 — Driving assistance simulation for Zero accidents and Electromobility
447 Janna Hahn, Michael Hazelaar & Karl-Heinrich Grote
Unterstützung der eigenschaftsbasierten Fahrzeugkonzeption in der frühen Konzeptphase
459 Sven Kleiner & Christoph Kramer
Entwerfen und Entwickeln mit Systems Engineering auf Basis des RFLP-Ansatzes in V6
475 Fabian Klink, Rocco Gasteiger, Harald Paukisch & Ulrich Vorwerk
Workflow zur generativen Herstellung von Felsenbeinfaksimilemodellen für die Optimierung von Cochlea-Implantat Operationen
483 Daniel Krüger & Sandro Wartzack
Ein Werkzeug zur schnellen Konfiguration biomechanischer Simulationen in der Produktentwicklung
501 Ines Barz & Frank Engelmann
Cutane Mikrogewebspartikel – Lösungsansätze für eine neue Technologie zur Behandlung Schwerbrandverletzter
513 Tibor Bercsey & György Gyurecz
Surface Shape Correction by Highlight Lines
527 Jana Hadler & Klaus Brökel
Analyse des monetären und qualitativen Nutzens schwimmender Energiekonverter
537 Benedikt Posner, Alexander Keller, Hansgeorg Binz & Daniel Roth
Anforderungen an eine Methode zum leichtbaugerechten Konstruieren
549 Bettina Alber-Laukant, Markus Zimmermann, Florian Nützel, Michael Frisch & Frank Rieg
Anforderungen an die grafische Oberfläche eines FE-Systems aus Sicht des Ingenieurs
565 Jan Erik Heller, Judith Pollmanns & Jörg Feldhusen
Bestimmung des Produktentwicklungsaufwands basierend auf Kennzahlen am Beispiel der Luftfahrzeugentwicklung
581 Emanuel Richter, Axel Spickenheuer & Gert Heinrich
Entwicklungs- und Designmethoden für hochintegrale Leichtbauteile aus Faser-Kunststoff-Verbundmaterial
591 Alexander Martha, Uwe Klemme & Peter Köhler
Interdisziplinäre Prototypenentwicklung am Beispiel eines Seilroboters
609 Vilhelm Hadzhiyski & Zviatko Atanasov
Investigation of stressed state of elastic element of elastic clutch from three ply reinforced polymer material
619 Ralph Stelzer, Erik Steindecker & Bernhard Saske
Kombinierter Einsatz von Augmented Reality in virtuellen Umgebungen
643 Alexander Krauß & Uwe Fischer
Konstruktionsintegrierte Optimierung mit intelligenten Bauteilfeatures im Dünnblechbereich
655 Carsten Böhme, Clemens Lieberwirth & Klaus Brökel
Konzept zum Parameteraustausch zwischen unterschiedlichen CAD/CAE-Plattformen
665 Victor Gomes, Durval J. De Barba Jr.,
Jefferson de Oliveira Gomes, & Karl-Heinrich Grote LCA to support decision-making in layout designs
677 Thomas Hohnen, Ino Schliefer,
Claudia Gneist & Jörg Feldhusen Methode zur kennwertgestützten Modularisierung – Retrospektive Untersuchung der Produktmodularität
691 Nikoletta Szélig, Sándor Vajna & Michael Schabacker
Modellierungsmethoden für die Prozessplanung
709 Marcel Böttrich, Matthias Sieber & Ralph Stelzer
Numerische Methode zur Bestimmung der Fahrwerkskonfiguration aus Baukastenkomponenten
725 Kevin Kuhlmann, Fabian Klink & Carsten Haugwitz
Optische Vermessung mit Streifenlichtscannern – aus Industrie und Forschung nicht mehr wegzudenken
739 Ute Dietrich, Marc Glauche & Jörg P. Müller
Produktstrukturbeeinflussende Gestaltungskriterien am Beispiel von Offshore-Windkraftanlagen
755 Peter Köhler & Marcin Humpa
Geometrische Umsetzung von Designabsichten bei der Produktmodellierung
771 Jan Brökel
Risikoabwägung im Rahmen einer Windkraftanlagenentwicklung
781 Reimund Neugebauer, Volker Wittstock, René Heinig, Tino Riedel & Eckhart Wittstock
VR-basierte Serviceanwendungen als Produkt im Werkzeugmaschinenbau
791 Christoph Kneschke & Martin Schmauder
Grundlagen zur methodischen Beurteilung der montagegerechten Produktgestaltung anhand virtueller Werkzeuge
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Konstruktion lehren - Wirkung einer konstruktionsmethodischen Ausbildung auf das Konstruieren bei Studenten und KonstrukteurenPietzcker, Frank 15 October 2004 (has links)
Studenten und Konstrukteure mit verschiedener konstruktionsmethodischer Ausbildung wurden bezüglich ihres Vorgehens beim Konstruieren und ihrer Konstruktionsleistungen untersucht. Dabei zeigte sich, dass die Wirkung der Ausbildung für drei Teilleistungen (Konzepte erstellen, Konzepte bewerten, Entwürfe erstellen) verschieden ist. Für die konstruktionsmethodischen Empfehlungen für die frühen Phasen wird eine neue Konzeption vorgeschlagen. Der Einfluss kognitiver Variablen (Arbeitsgedächtnis, heuristische Kompetenz, Interferenz) wurde untersucht.
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Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2019 - 1Stelzer, Ralph H., Krzywinski, Jens 15 November 2019 (has links)
Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben hat bereits zum vierten Mal ein einzigartiges Konferenz- und Ausstellungsformat zum Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis in Produktentwicklung und Design angeboten.
Am 27. und 28. Juni 2019 ermöglichten die Professuren Konstruktionstechnik/CAD und Technisches Design der Technischen Universität Dresden in Kooperation mit weiteren Partnern den 200 Teilnehmenden die fachübergreifende Diskussion zu den Themen
• Interdisziplinärer Entwurf adaptiver Produktsysteme,
• Entwickeln vernetzter Anwendungen für Industrie 4.0,
• Konstruktion mit hybriden Werkstoffen und für additive Fertigungsprozesse,
• Entwicklungsunterstützung durch Produktdatenmanagement und VR/AR,
• Design nutzerzentriertem Erleben komplexer Produkt-Service-Systeme.:Quo vadis Digitalisierung: Die digitale Engineering-Kette und Ihre nachhaltige Wirkung auf die Wertschöpfung
Heinz Simon Keil 9
Augmented Reality in der Produktvalidierung: Potenziale und Grenzen in frühen Entwicklungsphasen
Jonas Reinemann, Joshua Fahl, Tobias Hirschter und Albert Albers 33
Konzept zur Verbesserung des realitätsgetreuen, visuellen Erlebens in virtuellen Umgebungen durch Eye-Tracking
Benjamin Gerschütz, Marius Fechter, Benjamin Schleich und Sandro Wartzack 51
Mixed Reality Assistenzsystem zur visuellen Qualitätsprüfung mit Hilfe digitaler Produktfertigungsinformationen
Stefan Adwernat und Matthias Neges 67
Ein Beitrag zur Verwendung von Technologien der Virtuellen Realität für Design-Reviews
Margitta Pries, Ute Wagner, Johann Habakuk Israel und Thomas Jung 75
Eingriff in die Privatsphäre der Endanwender durch Augmented Reality-Anwendungen
Matthias Neges und Jan Luca Siewert 87
Virtual Prototyping als agile Feedback-Methode für frühe Produktentwicklungsphasen
Manuel Dudczig 97
aHa – Der adaptive Handgriff der Zukunft
Paula Laßmann, Jonathan Kießling, Stephan Mayer, Benedikt Janny und Thomas Maier 107
Design-Education: Die Siemens HMI-Design Masterclass
Oliver Gerstheimer, Romy Kniewel, Sebastian Frei und Felix Kranert 125
Nutzungsaspekte von Head-Mounted-Displays in industriellen Umgebungen
Maximilian Peter Dammann, Martin Gebert und Ralph Stelzer 141
Selbstlernende Assistenzsysteme für Maschinenbediener
Andre Schult, Lukas Oehm, Sebastian Carsch, Markus Windisch und Jens-Peter Majschak 159
Untersuchung der Mensch-Maschine-Interaktion bei der Werkstückspannung beim Vertikal-Drehen
Volker Wittstock, Patrick Puschmann, Adrian Albero Rojas, Matthias Putz und Heinrich Mödden 173
Entwicklungsassistenz zum Entwurf Innermaschineller Verfahren für Verarbeitungsmaschinen
Paul Weber, Lukas Oehm, Sebastian Carsch, Andre Schult und Jens-Peter Majschak 185
Gestaltung nutzerzentrierter Assistenzen im Produktdatenmanagement
Stephan Scheele und Frank Mantwill 201
Model-Based Engineering für die Automatisierung von Validierungsaktivitäten am Beispiel Fahrerassistenzsysteme
Constantin Mandel, Sebastian Lutz, Olivia Rau, Matthias Behrendt und Albert Albers 221
Das Potenzial 3D-gedruckter Gradientenwerkstoffe für pharmazeutische Applikationen
Tobias Flath, Alexandra Springwald, Michaela Schulz-Siegmund, Michael C. Hacker und Peter Schulze 239
Feature-Baukasten für FDM-Druckverfahren
Franz Wieck, Tim Katzwinkel und Manuel Löwer 247
Gestalten mit hybriden Materialien – Additive Fertigung für neuartige, kundenindividuelle Stichschutzbekleidung
Dustin Ahrendt, Sybille Krzywinski, Enric Justo i Massot und Jens Krzywinski 265
Individuelle Produktgestaltung mittels funktionsintegrierten AM-Knoten und Profilen am Beispiel eines Batteriekastens
Richard Kordaß und Christian Arved Stürmer 281
Einführung in die Produktentwicklung im Rahmen eines Schülerlabors am Beispiel des PROJECT 10|2018
Nico Herzberg, Laura Marschner und Florian Schröder 299
Einflussfaktoren in der standortverteilten Produktgenerations-entwicklung – Eine literaturbasierte Momentaufnahme
Katharina Duehr, David Kopp, Benjamin Walter, Markus Spadinger und Albert Albers 309
Szenarien verbinden
Gerhard Glatzel und Mathias Wiehle 327
Iterationsarten und deren Auslöser in der Frühen Phase der PGE – Produktgenerationsentwicklung
Miriam Wilmsen, Markus Spadinger, Albert Albers, Cong Minh Nguyen und Jonas Heimicke 339
Building Information Modeling (BIM) für Bahn-Bauwerke – von Datenakquisition bis Virtueller Realität
Markus Färber, Thomas Preidel, Markus Schlauch, Bernhard Saske, Adrian Bernhardt, Michael Reeßing, Steffen Cersowsky und Ronny Krüger 355
Effiziente Produktion und Wartung durch die Industrie 4.0 – Anwendung
Hashem Badra und Jivka Ovtcharova 371
Herausforderungen klassischer Maschinenelemente im nicht-elektrischen Explosionsschutz
Sabrina Herbst, Thomas Guthmann und Frank Engelmann 383
Ein hybrider Ansatz für Festigkeitsnachweise von multiskaligen Strukturen
Hans-Peter Prüfer 399
Interdisziplinäre Design Methodik
Martin Eigner, Thomas Dickopf und Hristo Apostolov 415
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Entwerfen Entwickeln Erleben in Produktentwicklung und Design 2019 - 2Stelzer, Ralph H., Krzywinski, Jens 15 November 2019 (has links)
Die Konferenz Entwerfen Entwickeln Erleben hat bereits zum vierten Mal ein einzigartiges Konferenz- und Ausstellungsformat zum Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis in Produktentwicklung und Design angeboten.
Am 27. und 28. Juni 2019 ermöglichten die Professuren Konstruktionstechnik/CAD und Technisches Design der Technischen Universität Dresden in Kooperation mit weiteren Partnern den 200 Teilnehmenden die fachübergreifende Diskussion zu den Themen
• Interdisziplinärer Entwurf adaptiver Produktsysteme,
• Entwickeln vernetzter Anwendungen für Industrie 4.0,
• Konstruktion mit hybriden Werkstoffen und für additive Fertigungsprozesse,
• Entwicklungsunterstützung durch Produktdatenmanagement und VR/AR,
• Design nutzerzentriertem Erleben komplexer Produkt-Service-Systeme.:Finishing Perspective (Endbehandlung Perspektive)
Ingmar S. Franke, Mario Linke, Christian Bendicks und Rainer Groh 9
Card Sorting basierter Ansatz zur Erarbeitung einer nutzungsgerechten Methodensammlung am Beispiel des IDE-Toolkits
Martin Wiesner, Björn Kokoschko, Linh Bùi Duy und Laura Augustin 29
Feasibility-Labor“ – erste Vorstellung neuer Ansätze zur Optimierung der Designumsetzung im Automobilbau
Knut Lender 41
MBSE-basierte Produktkonfiguratoren zur Analyse der Modularisierung bei der Entwicklung modularer Baukastensysteme
Florian Seiler, Lea-Nadine Schwede und Dieter Krause 55
Branchenübergreifendes Benchmarking von variantenreichen Produktportfolios auf Basis von Produktstrukturen
Christian Wyrwich und Georg Jacobs 71
Aspekte der Authentizität bei der Umsetzung eines künstlerischen Entwurfs mit 3D-Software-Werkzeugen
Wolfgang Steger, Christine Schöne und Helmut Nitsche 91
Das Visionsmodell: Präzise Darstellung von Entwicklungszielen
Laura Augustin, Michael Schabacker 105
Wissen und Heterogenität in der Produktentwicklung
Alexandra Göhring 111
Kombination der experimentellen und numerischen Simulation zur Entwicklung dreidimensionaler Elektronik
Florian Schaller, Fabian Kayatz und Cedric Sanjon 123
Lösungsansätze für eine nachhaltigkeitsorientierte, interdisziplinäre Produktentwicklung
Barbara Gröbe-Boxdorfer 133
Szenariobasierte Validierung von Produktprofilen in der frühen Phase der PGE-Produktgenerationsentwicklung
Florian Marthaler, Vincent Kutschera, Jonas Reinemann, Nikola Bursac und Albert Albers 149
Vergleich von Produktinnovationsarten – Worin die Unterschiede wirklich begründet liegen
Jonas Heimicke, Valentin Zimmermann, Monika Klippert, Markus Spadinger und Albert Albers 165
Zusammenarbeit von Ingenieuren und Designern – die überarbeitete VDI/VDE-Richtlinie 2424
Robert Watty, Christian Zimmermann und Gerhard Reichert 181
IM-UX – Fragebogen zu intrinsischer Motivation in der User Experience
Jette Selent und Michael Minge 195
Konzept zur Identifikation relevanter Produkteigenschaften zur Unterstützung einer positiven User Experience
Tina Schröppel, Jörg Miehling und Sandro Wartzack 205
User Experience Design für Sicherheitstechnik – Ansatz und Methodik bei Dräger Safety
Marlene Vogel, Matthias Willner, Christian Wölfel und Jens Krzywinski 219
3D-volldigitalisierte Behandlungsplanung bei Lippen-Kiefer-Gaumenspalten
Christiane Kunert-Keil, Dominik Haim, Karol Kozak, Ines Zeidler-Rentzsch, Bernhard Weiland, Olaf Müller, Thomas Treichel und Günter Lauer 231
Automatische Vermessung der Knietopologie zur Unterstützung der Prothesenplanung für Kniearthroplastiken
Sebastian Heerwald und Marc Mörig 243
Design und additive Fertigung von individualisierten biofunktionellen Implantaten in klinisch relevanten Dimensionen
David Kilian, Philipp Sembdner, Stefan Holtzhausen, Tilman Ahlfeld, Christine Schöne, Anja Lode, Ralph Stelzer und Michael Gelinsky 253
Design von Medizinprodukten – Einfluss regulatorischer Anforderungen auf den Designprozess
Christian Thomas 267
5G Sports – tragbare Technologiedemonstratoren im taktilen Internet
Lisa-Marie Lüneburg, Emese Papp und Jens Krzywinski 277
Verbesserte Ergonomie durch Mensch-Roboter-Kollaboration als sozio-technisches System
Daniel Rücker, Kristin Paetzold und Rüdiger Hornfeck 295
Modellbasierter Systems Engineering Ansatz zur effizienten Aufbereitung von VR-Szenen
Atif Mahboob, Stephan Husung, Christian Weber, Andreas Liebal und Heidi Krömker 309
Akzeptanz und Nutzererleben von körpergetragenen Assistenzsystemen im industriellen Anwendungsbereich
Emese Papp und Christian Wölfel 323
Modell zur Unterstützung von Designentscheidungen auf strategischer Unternehmensebene im Industrial Design
Frank Thomas Gärtner 335
Der Einfluss stilistischer Merkmale einer Entwurfsvisualisierung auf die semantischen Produkteigenschaften
Frank Mühlbauer 347
Konstruktionslösungen mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz
Willi Gründer und Denis Polyakov 361
Das Analysekompetenz-Marktpriorität-Portfolio zum Vergleich von Datenanalyseprojekten in der Produktentwicklung
Sebastian Klement, Bernhard Saske, Stephan Arndt und Ralph Stelzer 375
Einsatz von Graphdatenbanken für das Produktdatenmanagement im Kontext von Industrie 4.0
Christopher Sauer, Benjamin Schleich und Sandro Wartzack 393
Predictive Quality Management mit modellbasierten Services in kollaborierenden Netzwerken
Andreas Trautheim-Hofmann 409
Softwareentwicklung ECM/WCM im Spannungsfeld KMUs–Großunternehmen
Oliver Schwarz und Christian Kowalewski 419
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A new family of dc-dc-ac power electronics convertersDarabi, Mostafa January 2014 (has links)
Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / This thesis proposes a family of non-isolated bidirectional converter in order to
interface dc and ac variables. Such power electronics solutions guarantee: (i) bidirectional
power flow between dc and ac converter sides, (ii) independent control in both
converter sides, (iii) high level of integration with a reduction of one power switch
and its drive circuits, (iv) implementation of two functions by using a unique power
conversion stage and (v) reduction of the capacitor losses. Despite proposing new
power converter solutions, this thesis presents an analysis of the converters in terms
of pulse-width-modulation (PWM) strategy, dc-link capacitor variables, and suitable
a control approach.
Solutions for single-phase, three-phase and three-phase four-wire systems are proposed
by employing a converter leg with three switches. A possible application of
this converter is in Vehicle-to-Grid (V2G) systems and interfacing dc microgrid with
a utility grid.
In addition to the new power electronics converters proposed in this thesis, an
experimental setup has been developed for validation of the simulated outcomes. The
proof-of-concept experimental setup is constituted by: DSP, Drivers & Integrating
Board, Power Supply and, Power Converter & Heat-Sink .
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Solar Micro InverterHegde, Shweta January 2014 (has links)
Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The existing topologies of solar micro inverter use a number of stages before the DC input voltage can be converted to AC output voltage. These stages may contain one or more power converters. It may also contain a diode rectifier, transformer and filter. The number of active and passive components is very high. In this thesis, the design of a new solar micro inverter is proposed. This new micro inverter consists of a new single switch inverter which is obtained by modifying the already existing single ended primary inductor (SEPIC) DC-DC converter. This new inverter is capable of generating pure sinusoidal waveform from DC input voltage. The design and operation of the new inverter are studied in detail. This new inverter works with a controller to produce any kind of output waveform. The inverter is found to have four different modes of operation. The new inverter is modeled using state space averaging. The system is a fourth order system which is non-linear due to the inherent switching involved in the circuit. The system is linearized around an operating point to study the system as a linear system. The control to output transfer function of the inverter is found to be non-minimum phase. The transfer functions are studied using root locus. From the control perspective, the presence of right half zero makes the design of the controller structure complicated. The PV cell is modeled using the cell equations in MATLAB. A maximum power point tracking (MPPT) technique is implemented to make sure the output power of the PV cell is always maximum which allows full utilization of the power from the PV cell. The perturb and observe (P&O) algorithm is the simplest and is used here. The use of this new inverter eliminates the various stages involved in the conventional solar micro inverter. Simulation and experimental results carried out on the setup validate the proposed structure of inverter.
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Proposing a New System Architecture for Next Generation Learning EnvironmentAboualizadehbehbahani, Maziar January 2016 (has links)
Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The emergence of information exchange and act of offering features through external interfaces is a vast but immensely valuable challenge, and essential elements of learning environments cannot be excluded. Nowadays, there are a lot of different service providers working in the learning systems market and each of them has their own advantages. On that premise, in today's world even large learning management systems are trying to cooperate with each other in order to be best. For instance, Instructure is a substantial company and can easily employ a dedicated team tasked with the development of a video conferencing functionality, but it chooses to use an open source alternative instead: The BigBlueButton. Unfortunately, different learning system manufacturers are using different technologies for various reasons, making integration that much harder.
Standards in learning environments have come to resolve problems regarding exchanging information, providing and consuming functionalities externally and simultaneously minimizing the amount of effort needed to integrate systems. In addition to defining and simplifying these standards, careful consideration is essential when designing new, comprehensive and useful systems, as well as adding interoperability to existing systems, all which subsequently took part in this research.
In this research I have reviewed most of the standards and protocols for integration in learning environments and proposed a revised approach for app stores in learning environments. Finally, as a case study, a learning tool has been developed to avail essential functionalities of a social educational learning management system integrated with other learning management systems. This tool supports the dominant and most popular standards for interoperability and can be added to learning management systems within seconds.
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[pt] O DESIGN CENTRADO NO USUÁRIO NAS METODOLOGIAS ÁGEIS / [en] USER-CENTERED DESIGN IN AGILE METHODOLOGIESLARA DA COSTA BRITO 27 April 2020 (has links)
[pt] Atualmente a pesquisa com usuários vem ganhando projeção como diferencial no desenvolvimento de produtos e serviços de interface digital, incluindo atividades que envolvem análises e observações no contexto de uso, feedbacks e avaliações. O usuário, que anteriormente era um coadjuvante, passou a ter destaque como ator principal, tornando-se peça-chave no levantamento de requisitos de um produto, em meio a um mercado competitivo em constante transformação. Pela necessidade de adequação a frequentes mudanças, a agilidade se tornou um elemento essencial, como processo alternativo de desenvolvimento. Desse modo, uma metodologia ágil foi adotada como forma de suprir a demanda pela rapidez no lançamento dos produtos, modificando profundamente a maneira como eles são estruturados e desenvolvidos, influenciados principalmente pelo fator tempo. Consequentemente, as atividades que envolvem pesquisas, ideações e avaliações tem o tempo reduzido, comprometendo a pesquisa com usuários e a aplicação dos princípios do Design Centrado no Humano. Diante disso, a presente pesquisa tem como objetivo investigar a pesquisa com usuários em consonância com a aplicação de metodologias ágeis no desenvolvimento de produtos digitais. Através da pesquisa bibliográfica, foi permitido aprofundar os conceitos sobre o design centrado no usuário, seus princípios, as metodologias associadas e seus processos, e relacioná-lo às metodologias ágeis. Mediante as entrevistas, foi possível, também, o entendimento sobre os problemas enfrentados pelos profissionais de UX na aplicação das práticas de design centrado no usuário nas organizações, gerando insumos para aplicação de um questionário online que produziu uma compreensão e análise sobre as atividades relacionadas à pesquisa com usuários na aplicação das metodologias ágeis nas empresas do mercado brasileiro. Esta pesquisa revela como os profissionais de UX aplicam as atividades que envolvem a pesquisa com usuários em conjunto com as metodologias ágeis de acordo com a amostra coletada, evidenciando as influências no desenvolvimento dos produtos segundo as características organizacionais apresentadas. / [en] Currently, user research has been gaining a projection as a differentiator in the development of digital interface products and services, including activities that involve analysis and observations in the context of use, feedback and evaluation. The user, who was previously a supporting actor, has become a major player, key in the product requirements specification, in the midst of a competitive market in constant transformation.. Due to the need to adapt to frequent changes, agility has become an essential element as an alternative development process. This way, an agile methodology was adopted as a way of supporting the demand for speed in the launch of products, thus, deeply modifying the way they are structured and developed, influenced mainly by the time factor. Consequently, activities involving research, ideation, and evaluation are time-consuming, which compromises user research and the application of the principles of User-Centered Design. Therefore, the present research aims at investigating the research with users in consonance with the application of agile methodologies in the development of digital products. The literature review, allowed us to gain in depth knowledge about user-centered design, its principles, associated methodologies and its processes, and to relate UCD to agile methodologies. Through the interviews, it was also possible to understand the issues faced by UX professionals in the application of user-centered design practices in organizations, which generated inputs for the application of an online survey, which in turn enabled both the analysis of activities related to user research in the application of agile methodologies in the Brazilian market. This research reveals how UX professionals apply the activities that involve research with users along with agile methodologies according to the collected sample, the research findings also show what influences in the development of their products according to the presented organizational characteristics.
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Environmental and economic sustainability of submerged anaerobic membrane bioreactors treating urban wastewaterPretel Jolis, Ruth 16 December 2015 (has links)
Tesis por compendio / [EN] Anaerobic MBRs (AnMBRs) can provide the desired step towards sustainable wastewater treatment, broadening the range of application of anaerobic biotechnology to low-strength wastewaters (e.g. urban ones) or extreme environmental conditions (e.g. low operating temperatures). This alternative technology gathers the advantages of anaerobic treatment processes (e.g. low energy demand stemming from no aeration and energy recovery through methane production) jointly with the benefits of membrane technology (e.g. high quality effluent, and reduced space requirements). It is important to highlight that AnMBR may offer the possibility of operation in energy neutral or even being a net energy producer due to biogas generation. Other aspects that must be taken into account in AnMBR are the quality and nutrient recovery potential of the effluent and the low amount of sludge generated, which are of vital importance when assessing the environmental impact of a wastewater treatment plant (WWTP).
The main aim of this Ph.D. thesis is to assess the economic and environmental sustainability of AnMBR technology for urban wastewater treatment at ambient temperature. Specifically, this thesis focusses on the following aspects: (1) development of a detailed and comprehensive plant-wide energy model for assessing the energy demand of different wastewater treatment systems at both steady- and unsteady-state conditions; (2) proposal of a design methodology for AnMBR technology and identification of optimal AnMBR-based configurations by applying an overall life cycle cost (LCC) analysis; (3) life cycle assessment (LCA) of AnMBR-based technology at different temperatures; and (4) evaluation of the overall sustainability (economic and environmental) of AnMBR for urban wastewater treatment.
In this research work, a plant-wide energy model coupled to the extended version of the plant-wide mathematical model BNRM2 is proposed. The proposed energy model was used for assessing the energy performance of different wastewater treatment processes. In order to propose a guidelines for designing AnMBR at full-scale and to identify optimal AnMBR-based configurations, the proposed energy model and LCC were used. LCA was used to assess the environmental performance of AnMBR-based technology at different temperatures. An overall sustainability (economic and environmental) assessment was conducted for: (a) assessing the implications of design and operating decisions by including sensitivity and uncertainty analysis and navigating trade-offs across environmental and economic criteria.; and (b) comparing AnMBR to aerobic-based technologies for urban wastewater treatment.
This Ph.D. thesis is enclosed in a national research project funded by the Spanish Ministry of Science and Innovation entitled "Using membrane technology for the energetic recovery of wastewater organic matter and the minimisation of the sludge produced" (MICINN project CTM2008-06809-C02-01/02). To obtain representative results that could be extrapolated to full-scale plants, this research work was carried out in an AnMBR system featuring industrial-scale hollow-fibre membrane units that was operated using effluent from the pre-treatment of the Carraixet WWTP (Valencia, Spain). / [ES] El reactor anaerobio de membranas sumergidas (AnMBR) puede proporcionar el paso deseado hacia un tratamiento sostenible del agua residual, ampliando la aplicabilidad de la biotecnología anaerobia al tratamiento de aguas residuales de baja carga (ej. agua residual urbana) o a condiciones medioambientales extremas (ej. bajas temperaturas de operación). Esta tecnología combina las ventajas de los procesos de tratamiento anaerobio (baja demanda energética gracias a la ausencia de aireación y a la recuperación energética a través de la producción de metano) con los beneficios de la tecnología de membranas (ej. efluente de alta calidad y reducidas necesidades de espacio). Cabe destacar que la tecnología AnMBR permite la posibilidad del autoabastecimiento energético del sistema debido a la generación de biogás. Otros aspectos que se deben considerar en el sistema AnMBR son el potencial de recuperación de nutrientes, la calidad del efluente generado y la baja cantidad de fangos producidos, siendo todos ellos de vital importancia cuando se evalúa el impacto medioambiental de una planta de tratamiento de aguas residuales urbanas.
El objetivo principal de esta tesis doctoral es evaluar la sostenibilidad económica y medioambiental de la tecnología AnMBR para el tratamiento de aguas residuales urbanas a temperatura ambiente. Concretamente, esta tesis se centra en las siguientes tareas: (1) desarrollo de un modelo de energía detallado y completo que permita evaluar la demanda energética global de diferentes sistemas de tratamiento de aguas residuales tanto en régimen estacionario como en transitorio; (2) propuesta de una metodología de diseño e identificación de configuraciones óptimas para la implementación de la tecnología AnMBR, aplicando para ello un análisis del coste de ciclo de vida (CCV); (3) análisis del ciclo de vida (ACV) de la tecnología AnMBR a diferentes temperaturas; y (4) evaluación global de la sostenibilidad (económica y medioambiental) de la tecnología AnMBR para el tratamiento de aguas residuales urbanas.
En este trabajo de investigación se propone un modelo de energía acoplado a la versión extendida del modelo matemático BNRM2. El modelo de energía propuesto se usó para evaluar la eficiencia energía de diferentes procesos de tratamiento de aguas residuales urbanas. Con el fin de proponer unas directrices para el diseño de AnMBR a escala industrial e identificar las configuraciones óptimas para la implementación de dicha tecnología, se aplicaron tanto el modelo de energía propuesto como un análisis CCV. El ACV se usó para evaluar la viabilidad medioambiental de la tecnología AnMBR a diferentes temperaturas. En este trabajo se llevó a cabo una evaluación global de la sostenibilidad (económica y medioambiental) de la tecnología AnMBR para: (a) evaluar las implicaciones que conllevan ciertas decisiones durante el diseño y operación de dicha tecnología mediante un análisis de sensibilidad e incertidumbre, y examinar las contrapartidas en función de criterios económicos y medioambientales; y (b) comparar la tecnología AnMBR con tecnologías basadas en procesos aerobios para el tratamiento de aguas residuales urbanas.
Esta tesis doctoral está integrada en un proyecto nacional de investigación, subvencionado por el Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), con título "Modelación de la aplicación de la tecnología de membranas para la valorización energética de la materia orgánica del agua residual y la minimización de los fangos producidos" (MICINN, proyecto CTM2008-06809-C02-01/02). Para obtener resultados representativos que puedan ser extrapolados a plantas reales, esta tesis doctoral se ha llevado a cabo utilizando un sistema AnMBR que incorpora módulos comerciales de membrana de fibra hueca. Además, esta planta es alimentada con el efluente del pre-tratamiento de la EDAR del Barranco del Carraixet (Valencia, España). / [CA] El reactor anaerobi de membranes submergides (AnMBR) pot proporcionar el pas desitjat cap a un tractament d'aigües residuals sostenible, i suposa una extensió en l'aplicabilitat de la biotecnologia anaeròbia al tractament d'aigües residuals amb baixa càrrega (p.e. aigua residual urbana) o a condicions mediambientals extremes (p.e. baixes temperatures d'operació). Aquesta tecnologia alternativa reuneix els avantatges dels processos de tractament anaerobi (baixa demanda d'energia per l'estalvi de l'aireig i possibilitat de recuperació energètica per la producció de metà), conjuntament amb els beneficis de l'ús de de la tecnologia de membranes (p.e efluent d'alta qualitat, i reduïdes necessitats d'espai). Cal destacar que la tecnologia AnMBR permet la possibilitat de l'autoabastiment energètic del sistema degut a la generació de biogàs. Altres aspectes que s'han de considerar en el sistema AnMBR són el potencial de recuperació de nutrients, la qualitat de l'efluent i la baixa quantitat de fang generat, tots ells de vital importància quan s'avalua l'impacte mediambiental d'una planta de tractament d'aigües residuals urbanes.
L'objectiu principal d'aquesta tesi doctoral és avaluar la sostenibilitat econòmica i mediambiental de la tecnologia AnMBR per al tractament d'aigües residuals urbanes a temperatura ambient. Concretament, aquesta tesi se centra en les tasques següents: (1) desenrotllament d'un detallat i complet model d'energia per al conjunt de la planta a fi d'avaluar la demanda d'energia de diferents sistemes de tractament d'aigües residuals tant en règim estacionari com en transitori; (2) proposta d'una metodologia de disseny i identificació de les configuracions òptimes de la tecnologia AnMBR mitjançant l'aplicació una anàlisi del cost de tot el cicle de vida (CCV) ; (3) anàlisi del cicle de vida (ACV) de la tecnologia AnMBR a diferents temperatures; i (4) avaluació global de la sostenibilitat (econòmica i mediambiental) de la tecnologia AnMBR per al tractament d'aigües residuals urbanes.
En aquest treball d'investigació es proposa un model d'energia a nivell de tota la planta acoblat a la versió estesa del model matemàtic BNRM2. El model d'energia proposat s'ha utilitzat per a avaluar l'eficiència energètica de diferents processos de tractament d'aigües residuals urbanes. A fi de proposar unes directrius per al disseny d'AnMBR a escala industrial i identificar les configuracions òptimes de la tecnologia AnMBR, s'ha aplicat tant el model d'energia proposat, com el cost del cicle de vida (CCV). L'anàlisi del cicle de vida (ACV) s'ha utilitzat per a avaluar el rendiment mediambiental de la tecnologia AnMBR a diferents temperatures. En aquest treball s'ha dut a terme una avaluació global de la sostenibilitat (econòmica i mediambiental) de la tecnologia AnMBR per a: (a) avaluar les implicacions de les decisions de disseny i operació per mitjà d'una anàlisi de sensibilitat i incertesa i examinar les contrapartides en funció de criteris econòmics i mediambientals; i (b) comparar la tecnologia AnMBR amb tecnologies basades en processos aerobis per al tractament d'aigües residuals urbanes.
Aquesta tesi doctoral està integrada en un projecte nacional d'investigació, subvencionat pel Ministerio de Ciencia e Innovación (MICINN), amb títol "Modelación de la aplicación de la tecnología de membranas para la valorización energética de la materia orgánica del agua residual y la minimización de los fangos producidos" (MICINN, projecte CTM2008-06809-C02-01/02). Per a obtenir resultats representatius que puguen ser extrapolats a plantes reals, aquesta tesi doctoral s'ha dut a terme utilitzant un sistema AnMBR que incorpora mòduls comercials de membrana de fibra buida. A més, aquesta planta és alimentada amb l'efluent del pretractament de l'EDAR del Barranc del Carraixet (València, Espanya). / Pretel Jolis, R. (2015). Environmental and economic sustainability of submerged anaerobic membrane bioreactors treating urban wastewater [Tesis doctoral]. Universitat Politècnica de València. https://doi.org/10.4995/Thesis/10251/58864 / Premios Extraordinarios de tesis doctorales / Compendio
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Energy conversion unit with optimized waveform generationSajadian, Sally January 2014 (has links)
Indiana University-Purdue University Indianapolis (IUPUI) / The substantial increase demand for electrical energy requires high efficient apparatus dealing with energy conversion. Several technologies have been suggested to implement power supplies with higher efficiency, such as multilevel and interleaved converters. This thesis proposes an energy conversion unit with an optimized number of output voltage levels per number of switches nL=nS. The proposed five-level four-switch per phase converter has nL=nS=5/4 which is by far the best relationship among the converters presented in technical literature. A comprehensive literature review on existing five-level converter topologies is done to compare the proposed topology with conventional multilevel converters. The most important characteristics of the proposed configuration are: (i) reduced number of semiconductor devices, while keeping a high number of levels at the output converter side, (ii) only one DC source without any need to balance capacitor voltages, (iii) high efficiency, (iv) there is no dead-time requirement for the converters operation, (v) leg isolation procedure with lower stress for the DC-link capacitor. Single-phase and three-phase version of the proposed converter is presented in this thesis. Details regarding the operation of the configuration and modulation strategy are presented, as well as the comparison between the proposed converter and the conventional ones. Simulated results are presented to validate the theoretical expectations. In addition a fault tolerant converter based on proposed topology for micro-grid systems is presented.
A hybrid pulse-width-modulation for the pre-fault operation and transition from the pre-fault to post-fault operation will be discussed. Selected steady-state and transient results are demonstrated to validate the theoretical modeling.
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