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Das Themenfeld Industrie 4.0 gewinnt mit der fortschreitenden Digitalisierung und neuen Technologien immer mehr an Bedeutung. Während LEAN Manufacturing in vielen Unternehmen bereits im Einsatz ist, sind die eingesetzten Methoden nicht an das aktuelle digitale Zeitalter angepasst. LEAN 4.0, die Kombination von Industrie 4.0 und Lean Manufacturing, wird für Unternehmen daher immer wichtiger.
Während im Bereich Industrie 4.0 bereits mehrere Reifegradmodelle existieren und etabliert sind, gibt es für LEAN 4.0 wenige Konzepte. Im Rahmen dieser Arbeit wird ein konzeptionelles Reifegradmodell im Themenfeld LEAN 4.0 entwickelt, welches auf etablierten Reifegradmodellen im Kontext Industrie 4.0 aufbaut, jedoch Aspekte des LEAN Manufacturing miteinbezieht.
Nach Erläuterung der relevanten Theorie, wird ein Reifegradmodell aufgebaut und in den Zusammenhang mit realen Fallbeispielen in einem sonst fiktiven Unternehmen getestet.
Basierend auf den Stufen des Modells werden Handlungsempfehlungen für die verschiedenen Fallbeispiele aufgestellt, sodass exemplarisch die reale Anwendung gezeigt wird. Das konzeptionelle Reifegradmodell soll für Unternehmen eine Richtlinie darstellen und dabei helfen einen Überblick in der Produktion zu schaffen, sowie Ideen für weitere Schritte zu erhalten.
Kurzfassung
Gegenstand der hier vorgestellten Arbeit ist die Untersuchung des Einflusses der Modellbildung auf die rechnerischen Ermüdungsnachweise orthotroper Fahrbahnplatten. Dazu wurde eine orthotrope Fahrbahnplatte, die den geltenden Konstruktionsempfehlungen entspricht, mit der Software SOFiSTiK als Stabwerksmodell, Stabwerksmodell mit Schalendeckblech (kombiniertes Modell) und FE-Modell modelliert. Anschließend wurden Ermüdungsnachweise mit den Ermüdungslastmodellen (ELM) 3 und 4 für zwei Konstruktionsbereiche berechnet.
Die Ergebnisse zeigen eindeutig, dass die Modellbildung Einfluss auf die Ergebnisse der Ermüdungsnachweise für die in dieser Arbeit ausgewählte Konstruktion hat. Für möglichst genaue und plausible Nachweisergebnisse ist die Anwendung des FE-Modells in Kombination mit dem ELM 4 zu empfehlen. Ein erster grober Überblick über die Ermüdung orthotroper Fahrbahnplatten kann jedoch mit allen Berechnungsmodelle und unter Anwendung von ELM 3 erzielt werden. Entgegen den normativen Vorgaben wird in An-betracht der Ergebnisse die Durchführung von Ermüdungsnachweisen auch für Neubauprojekte empfohlen.
Schlagwörter: Modellbildung, Ermüdungsnachweis, orthotrope Fahrbahnplatten, Brü-ckenbau
Diese Arbeit beschäftigt sich mit der Erstellung einer Administratoroberfläche für die Lehre bei Photovoltaik (PV)-Praktika in der virtuellen Realität (VR). Die erstellte Umgebung bietet, mittels Bildschirmspiegelungen, Möglichkeiten zur didaktischen Anleitung und Unterstützung der Studierenden. Das Thema wurde aufgrund einer bestehenden Lehranwendung in der VR bedeutungsvoll und zeigt deutliches Potenzial. Diese Lehranwendung wird bereits umfassend und verpflichtend in den Praktika eingesetzt. Sie bietet einen praxisnahen Aufbau von Solaranlagen und erhöht gefahrlos die Experimentierfreudigkeit. Mit ihr lassen sich die aufgebauten Anlagen technisch prüfen, simulieren und bewerten. Zudem werden die beiden Möglichkeiten zur Unterstützung der Studierenden beurteilt. Als Ergebnis wird die Umsetzung der nahezu automatisierten Administratorober-fläche verdeutlicht und ein Usability-Test aus den Praktika evaluiert.
Schlagwörter: Administratoroberfläche, Bildschirmspiegelung, C, Didaktik, im-mersiv, Oculus Quest 2, Photovoltaik, Python, Tkinter, virtuelle Realität
Developing an intelligent chatbot that can imitate human-to-human interaction has become important in recent years. For this reason, many studies have been conducted to evaluate the quality of chatbots. Furthermore, various approaches and tools, such as sentiment analysis, have been created to improve the performance of chatbots.
This study examines previous research to identify the quality dimensions used to measure chatbots performance in order to develop a general chatbot assessment model that evaluates and compares chatbots quality. The developed evaluation model measures ten chatbot quality dimensions. This model is based on user experience. It requires human testers to interact with the chatbot to test its functioning and then a quantitative approach is used to collect data from user testing by conducting a survey with these testers. In this survey, they are instructed to evaluate the quality of the chatbot using a questionnaire that contains the items needed to evaluate each dimension.
This study also investigates whether sentiment analysis can improve the quality of chatbots and, if so, to identify the dimensions improved with sentiment analysis. For this reason, two chatbot versions are implemented using the Rasa framework (one that cannot detect sentiment and the other that analyzes sentiment and responds accordingly).
Following that, we used our evaluation model to evaluate and compare the two chatbot versions with two groups of participants by conducting a survey. In this survey, each group tested the functioning of one version. Then, both groups were instructed to use the items of the evaluation model to evaluate the version they tested. The goal of this survey was to evaluate the validity and reliability of the items used in the evaluation model to evaluate chatbots, and also to determine if sentiment analysis improved the chatbot quality by comparing survey results between the two groups. The results show that items used in the assessment model to evaluate chatbots are valid and reliable. The findings also indicate that sentiment analysis improves the chatbot’s quality. However, it improves the quality of some dimensions but not the majority of them.
Die Energiewende schreitet in Deutschland weiter voran und die im Jahr 2021 neu gewählte Bundesregierung setzt dafür deutliche Zeichen in ihrem Koalitionsvertrag. Bis 2030 sollen 80 Prozent des antizipierten Strombedarfs von 680-750 Terawattstunden (TWh) aus erneuerbaren Energien (EE) stammen.1 Insbesondere Windkraft und Solarenergie sollen in Deutschland ihre bereits sehr relevante Rolle weiterentwickeln und einen Großteil dieses Strombedarfs erzeugen. So gibt die Bundesregierung ein neues Ausbauziel von 200 Gigawatt (GW) installierter Leistung für Photovoltaik (PV) vor und möchte zwei Prozent der Landesfläche für Windenergie ausweisen. Außerdem sollen bürokratische Hürden und langwierige Genehmigungsprozess vereinfacht und reduziert werden.2
Der Ausbau der EE führt aufgrund der zunehmenden volatilen Einspeisung zu einer höheren Netzbelastung. Dadurch wiederum wird das Potenzial der regenerativen Energiequellen nicht optimal genutzt, wenn beispielsweise Windkraftanlagen (WKA) abgeregelt werden müssen.3
Ein weiterer Baustein der Energiewende und vor allem auch der Mobilitätswende stellt die Elektromobilität dar. Deutschland erlebt seit wenigen Jahren einen Markthochlauf, der sich in rasant steigenden Zulassungszahlen von Elektrofahrzeugen (eletric vehicle: EV) und dem Ausbau der deutschlandweiten Ladeinfrastruktur darstellt.4 Abbildung 1 (siehe S. 8) zeigt ein nahezu exponentielles Wachstum für neuzugelassene vollelektrische Fahrzeuge (battery electric vehicle: BEV) sowie für Plug-In-Hybride (PHEV).
Artificial intelligence (AI) is one of the most auspicious yet controversial technologies with virtually unlimited potential to solve almost all of the existential problems humanity is facing today.1 Huge resources are poured into the development, testing and application of AI that is supposed to be utilized in almost all areas of everyday life.2 It may be used to combat genetically inherited diseases, to revolutionize the economy, to bring prosperity and equality to everyone and to counter the effects of climate change.3 With AI as the enabling technology humanity may experience a better future. Today, AI capabilities can already drastically improve analytic processing tasks and algorithmic systems and have beaten humans in games such as chess.4 Yet, AI and all of its applications bring about a myriad of ethical challenges. Revolutionary weapon systems that achieve autonomy via AI and genome-editing powered by AI are just some specific examples.5 An omnipotent AI will be either the greatest or the vilest thing that has happened to humanity in its brief existence.6 However, even today more and more computational devices are connected to each other, spurring a huge increase in global data streams that can be used to further train and enhance AI systems.
The prowess of AI for executing analytic tasks paves the way for the use of AI in more and more applications. One of these applications, that shows great promise, is the use of AI in surveillance applications.7 AI surveillance applications are proliferating at a fast rate, with a number of appli-cations already being in use today.8 These applications are aimed at accomplishing a number of policy objectives, some are in accordance with basic human laws, some are definitely not and some
1 Cf. Hawking (2018). P. 183ff
2 Cf. Hawking (2018). P. 183ff.
3 Cf. Hawking (2018). P. 183ff.
4 Cf. Burton (2015). P. 1ff.
5 Cf. Hawking (2018). P. 183ff.
6 Cf. Hawking (2018). P. 183ff.
7 Cf. Feldstein (2019). P. 1.
8 Cf. Feldstein (2019). P. 1.
2
belong in the nebulous area in between lawful and unlawful.9 But what are lawful and unlawful uses of AI surveillance systems and what are their ethical implications?
This thesis will examine the ethical implications of AI based mass surveillance systems and try to answer the first central question, if it is possible to use AI based mass surveillance applica-tions in an ethical way. Furthermore, the thesis will attempt to answer the second central ques-tion and find out how the ethical use of AI based mass surveillance systems, if this ethical use is possible, materialize. Governmental agencies will be in the focus of this discussion, as their use of the technology may have bigger ethical challenges. Yet private companies will play a part as well. In an attempt to accomplish these two aims, the thesis will inspect the basics of ethics and possible ethical theories that can be utilized to answer the questions. Normative ethics will be stud-ied first with a focus on consequentialism and utilitarianism. To gain a deeper understanding of utilitarianism, act and rule utilitarianism will be compared. Afterwards, deontological theories will be the focus of the discussion with a concentration on deontological pluralism. Next, the mentioned theories will be evaluated, discussing advantages and weak spots of the theories, to assess which theory may serve as the ethical framework of this thesis and the subsequent answer to the two main questions.
The next step will be the establishment of the AI framework. This contains the definition of AI and a distinction of terms that are commonly used in the its environment such as automation and au-tonomy. The importance of data for AI will be discussed. Afterwards, the technological basis of AI will be outlined, discussing key concepts such as machine learning and deep learning. Addi-tionally, it will be examined how an AI learns. The possible uses of AI in general will be outlined in a brief fashion, blazing the trail to discussing the moral challenges of AI. Afterwards, the current pace of AI development will be studied.
In the chapter that follows, the use of AI in surveillance technology is going to be highlighted. The possible ways of how AI can be used for surveillance purposes are reviewed here, discussing facial
9 Cf. Feldstein (2019). P. 1.
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and behavioral recognition systems, smart cities, smart policing, communications/data driven sur-veillance and their enabling technologies. Then, the global proliferation of AI surveillance systems is going to be outlined.
Subsequently, the accordance of AI surveillance with basic human laws and rights, such as the right to privacy, will be checked to find out if the law and the international framework of human rights allow for AI surveillance or at least have restrictions that would greenlight the use of AI surveillance technology. All the aspects of the thesis, especially including the selected ethical framework, will be combined in this last section in order to enable the adaptation of a framework that allows to find out, if AI surveillance systems can be ethically permissible while also creating insights how this ethical AI surveillance system must be engineered. To finish, the thesis will end with a conclusion.