Sonderdruck / Schriftenreihe der Georg-Simon-Ohm-Hochschule, Nürnberg
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Roboter halten in vielen Bereichen unserer Gesellschaft immer mehr Einzug. Dies bedeutet auch, dass der Mensch gemeinsam mit dem Roboter Arbeiten verrichten muss, ohne dass es zu Verletzungen kommt. Um dieses Ziel zu erreichen, sind neben den bisherigen mechatronischen Systemen auch neue Konstruktionsprinzipien gefragt. Konstruktionsbeispiele für nachgiebige Gelenke liefert die Natur. Am Beispiel einer bionischen Konstruktion nach dem Vorbild eines Spinnenbeins wird die Realisierung eines Softroboters „BioFlexRobot“ vorgestellt. Abschließend werden die Einsatzgrenzen dieses Gelenkroboters aufgezeigt und mögliche neue Forschungsfelder zur Leistungssteigerung aufgezeigt.
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Basierend auf einem bionischen Gelenkmechanismus nach dem Vorbild eines Spinnenbeins wurde ein SCARA-Gelenkroboter mit zwei bionischen Gelenken und einem konventionellen Höhenantrieb entwickelt. Hierbei entstand ein Soft-Roboter-System, das eine natürliche Nachgiebigkeit bei einer Kollision mit dem Werker aufweist. Die Forschungsarbeiten gliederten sich in die Teilbereiche Konstruktion, Elastomerkom-ponenten und Regelungstechnik. Nach Abarbeitung dieser Teilpakete wurde ein Demonstrator aufgebaut und dessen Leistungsdaten ermittelt. In einer abschließenden Bewertung konnte der BioFlexRobot mit bestehenden Systemen verglichen werden. Der vorliegende Bericht fasst die Forschungsergebnisse zusammen.
69
Um Informationen über Studienmotivation, Studierverhalten und Studien-verläufe zu erhalten, wurden die Studienanfänger (BA) des Winter-semesters 2015/16 an der TH Nürnberg im Lauf ihres Studiums mehrfach befragt. Der vorliegende Bericht stellt auf der Basis dieser Daten Methoden und Ergebnisse zur Messung studienbezogener Heterogenität vor. Das verdeutlicht, wie sich die Studierenden in der Studieneingangsphase bezüglich ihrer Einstellungen zum Studium unterscheiden, wie studien-bezogene und sozialstrukturelle Heterogenität zusammenhängen und welche gruppenspezifi schen Abbruchquoten sich bis zum Ende des sechsten Semesters beobachten lassen. Die Ergebnisse werden für die Weiter-entwicklung von Maßnahmen zur Förderung des Studienerfolgs genutzt.
68
This study examines the effects of using different types of visualization for task in- structions within engineering studies. Participant observation and guided group interviews were used to determine both the learning difficulties of students and their expectations towards the educational use of 3D models.Comparing between three different modes of representation of the same model (2D drawings, per-spective 3D models and stereoscopicobject representations), the performance of task execution, the speed for task handling and the perceived cognitive workload of one taskwere measured. 183 students take part in the study. It was found, that the participants that used stereoscopic object-representations per-ceived task less complex than the groups using perspective 3D or paper based 2D-representations.
67
Es gibt kaum eine technologische Entwicklung, die aktuell unser Leben, Denken und Arbeiten so stark verändert wie die digitale Transformation. Der Ar-beitsmarkt der Gegenwart und der Zukunft unter-liegt dadurch einem fundamentalen Wandel. Wie bei jeder großen Veränderung wird es Gewinner und Verlierer am Arbeitsmarkt geben. Zu den Ge-winnern werden diejenigen Menschen zählen, die sich genau jene Kompetenzen angeeignet haben, die von Unternehmen und Organisationen zur Um-setzung ihrer jeweiligen digitalen Strategien beson-ders benötigt werden. Jeder Qualifikationserwerb benötigt Zeit. Daher nimmt die vorliegende Studie eine vorausschauende Perspektive ein und ana-lysiert, was die „Future Hot Skills“ sind, die am Ar-beitsmarkt der Zukunft in besonderem Maße benö-tigt werden und bislang nur unzureichend verfügbar sind. Für junge Nachwuchskräfte wie auch für be-rufserfahrene Professionals soll damit ein transpa-renter Überblick geschaffen werden, mit welchen Kompetenzen sie ihren persönlichen Arbeitsmarkt-wert steigern und ihre Beschäftigungsfähigkeit im digitalen Zeitalter sichern können. Für Arbeitgeber werden diejenigen Kompetenzfelder aufgezeigt, in welche durch geeignete Rekrutierungs-, Personal-entwicklungs- und Qualifizierungsmaßnahmen in besonderem Maße investiert werden muss.
66
Für die Fertigung von CFK-Bauteilen sind Laminierformen erforder-lich. Diese werden üblicherweise gefräst oder ebenfalls aus Lami-nataufbauten hergestellt. Dieser Fertigungsprozess ist gerade für die Einzelfertigung und im Prototypenbau sehr zeitaufwendig und kostenintensiv und die Formen müssen bei Änderungen verworfen werden. Abhilfe schaffen hier formflexible Werkzeuge, mit denen die Bauteilkontur individuell eingestellt werden kann und zudem schnell änderbar ist. Dies wurde in einem Verbundprojekt zwischen der TH Nürnberg und der HAW München entwickelt. Die Schwerpunkte der Arbeiten an der TH Nürnberg lagen in der Konzipierung der Ansteu-erelektronik und der SW-Programmierung, in der Prozessbeschreibung der Verwendung von Rapid Tooling Einsätzen für CFK-Formteile mit einem sehr steilen Formgradienten und der Konzipie-rung einer Wissensdatenbank als Entscheidungshilfe zur Beurtei-lung eines technisch-wirtschaftlichen Einsatzes des formflexiblen Werkzeuges. Die prinzipielle Machbarkeit und der Nutzen dieses Werkzeugs wurden im Projekt nachgewiesen. Auf der Basis dieser Forschungsergebnisse können Anlagenbauer ein Serienprodukt entwickeln.
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Mit dem Studierendenpanel der TH Nürnberg werden Informationen zu Studienfachwahl, Studierverhalten und Studienerfolg der Studien-anfänger in den BA-Studiengängen im WS 2015/16 über den Verlauf des gesamten Studiums hinweg erhoben. Damit können wichtige Erkenntnisse über Risikofaktoren für einen Studienabbruch, aber auch über Faktoren, die positiv auf den Studienerfolg wirken, gewonnen werden. Mit diesem ersten Zwischenbericht werden Ergebnisse zur Studienein-mündung und zum Verlauf der ersten Prüfungsphase vorgelegt.
64
Mit dem rapiden Wachstum der Informationstechnologie zum Anfang des 21. Jahrhunderts und der damit verbundenen starken Zunahme der Datenmenge, ist Software zum Filtern und Auffinden von relevanten Informationen unverzichtbar geworden. Gerade für Unternehmen, deren Geschäftsmodell auf digitalisierten Unternehmensprozessen beruht, ist es essenziell dem jeweiligen Kunden automatisiert passende Produkte anzubieten. Recommenderalgorithmen befassen sich genau mit dieser Problemstellung und versuchen Produktempfehlungen für Kunden möglichst gut zu personalisieren.
Die bislang vorliegenden Veröffentlichungen beschreiben Recommenderalgorithmen lediglich in groben Zügen. Der vorliegende Artikel befasst sich daher mit der didaktischen Aufarbeitung zweier grundlegender Algorithmen und bietet einen transparenten und allgemein verständlichen Zugang zu diesem Thema. Die beiden Algorithmen werden anhand eines durchgängigen Beispiels von der Berechnung der Ähnlichkeitsmaße bis zur Erstellung der Empfehlungsrangliste illustriert. Darüber hinaus wird eine Methodik vorgestellt, um die Empfehlungsqualität im Rahmen von Simulationsstudien mit ROC-Kurven zu evaluieren.
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Tafelarbeit in Nürnberg
(2016)
Für viele Menschen, die als einkommensarm gelten, stellen die Tafeln eine Möglichkeit dar, kostenlos oder gegen einen kleinen Unkostenbeitrag Lebensmittel zu erhalten und ihr Budget dadurch etwas aufzubessern. Der vorliegende Endbericht eines Lehrforschungsprojekts an der Fakultät Sozialwissenschaften präsentiert detaillierte Einblicke in die Praxis der Tafelarbeit. Einerseits werden die internen Strukturen der Organisation sowie die subjektiven Wahrnehmungen und Einschätzungen der Helfer untersucht. Andererseits fokussieren die Analysen auf die soziale Lage der Nutzer und deren Praxis der Tafelnutzung.
62
Industrie 4.0 bestimmt als Innovation oder innovative Technologie aktuell die Agenda in Fach- und Wirtschaftsmedien. Dabei ist Industrie 4.0 weder Produkt oder Dienstleistung noch ein Schema oder eine Methode, die gekauft oder erlernt und eingesetzt werden können, sondern ein Konzept, das mehrere Aspekte bündelt. Trotzdem sind mit Blick auf Industrie 4.0 Eigenschaften von disruptiven Innovationen zu beobachten, die erheblichen Einfluss auf andere Systeme wie Gesellschaft, Politik und Recht haben werden. Industrie 4.0 wird Beschäftigungsverhältnisse und Arbeitsrecht (Arbeit 4.0) beeinflussen, wird neue Aufgaben für Versicherungen (Roboterrecht)stellen, wird Wirtschafts-, Technologie- und Innovationspolitik herausfordern, wird das Finanzsystem mit Themen wie Finanzierungsstrategien für Innovationstechnologien bis hin zur Bewertung von Geschäftsmodellen konfrontieren, wird gesellschaftliche Strukturen durch die Veränderung von Arbeit beeinflussen oder Anforderungen an Hochschulen und Weiterbildung stellen. Dabei wird Industrie 4.0 einerseits als Konzept und Technologie sozial konstruiert. Andererseits werden sich soziale Organisationen und Praktiken an diese Innovation anpassen. Dabei spielt Akzeptanz dieser Innovation eine wichtige Rolle, über die in einem Gestaltungsdiskurs verhandelt wird. Hierfür ist sowohl die Analyse der Vermittlung über journalistische Leistungsangebote bedeutend. Entscheidend ist zudem, welche Frames im Diskurs verwendet werden. Hier lassen sich Framing-Ansätze aus Policy-Forschung, politikwissenschaftlicher Bewegungsforschung sowie Journalismus- und Kommunikationswissenschaft nutzbar machen. In dieser Abhandlung werden exemplarisch zwei Frames skizziert. Einerseits die Bewertung von Industrie 4.0 unter den Aspekten von Datensicherheit und IT-Security und andererseits die Diskussion um die Entwicklung des Arbeitsmarktes mit Blick auf Robotik und Künstlicher Intelligenz. Diese Frames machen auch deutlich, dass ob der gesellschaftlichen Bedeutung und Wirksamkeit von Industrie 4.0 ein breiter Gestaltungsdiskurs erforderlich ist, der allerdings erst am Anfang steht.
61
Märkte sind der Ort, an dem Produkte und Dienstleitungen gehandelt werden, die also Nachfrage und Angebot zusammen bringen. Mit Blick auf Innovationen, die erst einen Markt suchen bzw. um die erst ein Markt entstehen muss, ist zu fragen, wie der Prozess von Marktentstehung und dann der Stabilisierung gelingt. Ausgehend von der Annahme, dass Märkte als Arenen von Konkurrenzsituationen die meisten Innovationen und Technologieentwicklungen hervorbringen und Märkte global und dezentral sind, ist zu beschreiben, welche Rolle Medien und Journalismus in der Entstehung und Stabilisierung von Technologiemärkten spielen. Investitionsgütermärkte sind als medialisierte Märkte zu beschreiben, womit die Bedeutung von öffentlicher Kommunikation für die Marktbildung und die Entwicklung gerade von modernen Investitionsgütermärkten in den Mittelpunkt rückt. In diesem Kontext von B2B-Märkten müssen Fach- und Massenmedien eine Plattform für öffentliche Kommunikation herstellen, um die Konstruktion und die Stabilität von Märkten ermöglichen zu können. Auch in Zeiten digitaler Öffentlichkeiten sowie Content-Marketing-Strategien von Industrieunternehmen werden journalistische Leistungsangebote als Instanz zur Orientierung der Leistungsempfänger zentral bleiben. Daraus ergibt sich auch die Forderung nach einem journalistischen Leistungsangebot, das diese Anforderungen erfüllt. Die Entstehung von Industrie 4.0-Märkten und die Rolle von Massenmedien und fachjournalistischen Angeboten ist ein aktuelles Beispiel für die Medialisierung und die soziale Konstruktion von Märkten.
60
Technik und Technologien nehmen in unseren Gemeinwesen eine zentrale Rolle ein. So zentral, dass ob der Bedeutung von Technologie der journalistischen Begleitung dieses Feldes ebenso eine zentrale Rolle zugeschrieben werden muss. Angesichts dessen stellt sich die Frage nach der politischen Dimension des Technikjournalismus.
Das Projekt Energiewende, Konzepte wie Industrie 4.0 oder die Digitalisierungsoffensive sind Phänomene, Ansätze oder Initiativen, die Technik beeinflussen aber auch teilweise erhebliche Auswirkungen auf Politik, Wirtschaft und Gesellschaft. Gefordert ist deshalb eine ganzheitliche Technikberichterstattung, die gleichermaßen gesellschaftliche und sachtechnische Dimensionen betrachtet und so dem Anspruch gerecht werden kann, als Technikjournalismus einen Beitrag zum demokratischen Diskurs leisten zu können.
Ziel ist eine umfassende Technikberichterstattung, die auf Tools der mehrdimensionalen Politikanalyse und den Ansatz des Innovation Journalism zurückgreift, um die gesellschaftlichen Funktionen von (Technik-) Journalismus zur Thematisierung, Einordnung und Kontrolle des Politikfeldes Technik erfüllen und die Technikthemen in ihrer Mehrsystemrelevanz beschreiben zu können.
59
Das "Standard Economic Model", auf dem die neoklassisches Theorie (die Neoklassik) basiert, nimmt an, dass
(1) die "Wirtschaftssubjekte" (economic agents) rational und zeitkonsistent (willensstark) in ihrem Verhalten sind, wobei sie egoistisch ohne Rücksicht auf andere (not to consider the utility of others) ihren eigenen Nutzen/Gewinn maximieren. Dabei gilt stets, dass
(2) mehr besser als weniger ist (more is preferred to less).
Im Lichte der Erkenntnisse der empirischen Sozialwissenschaften haben sich mittlerweile diese Annahmen als haltlos herausgestellt. Damit ist der neoklassischen Theorie die Grundlage entzogen. „The theories economists typically put forth about how the whole economy works are too simplistic.” George A. Akerlof (Nobelpreisträger für Wirtschaftswissenschaften 2001), Robert J. Shiller (Nobelpreisträger für Wirtschaftswissenschaften 2013), Animal spirits – How Human Psychology Drives the Economy, and why it Matters for Global Capitalism, Princeton 2009, S. 146
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Bei der Stellungnahme zum Indikatorensystem im Jahre 2010, aber auch beim Mitwirken des SVR bei der Enquete-Kommission durch seinen gegenwärtigen Vorsitzenden, zeigte sich an der (scharf) ablehnenden Haltung gegen eine Verwendung von subjektiven Indikatoren als Orientierungshilfe für die (Wirtschafts-) Politik, dass der SVR noch (immer!) im neoklassischen (neoliberalen) Paradigma und der für dieses Paradigma grundlegenden "homo oeconomicus-Annahme" und darauf fußend der Theorie der "offenbarten Präferenzen" verhaftet ist. Die grundsätzliche Ablehnung subjektiver Indikatoren durch den SVR bedeutet faktisch auch eine Leugnung der Psychologie als Wissenschaft. Als der Psychologe Daniel Kahneman, der für seine Arbeiten auf dem Gebiet der Behavioural Economic(Verhaltensökonomik) 2002 auch den Nobelpreis für Wirtschaftswissenschaften erhielt, erstmals von der homo oeconomicus- Annahme der neoklassischen Ökonomik, wonach der Mensch in der Ökonomik rational und egoistisch sei und seine Präferenzen (im Zeitablauf) nicht ändere („the agent of economic theory is rational and selfish, and that his tastes do not change“), glaubte er als erfahrener Psychologe kein Wort davon („not to believe a word of it“).
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Bereits Mitte des 20. Jahrhunderts wurde das Problem der Ermittlung des Profils von Werkzeugschneiden zur genauen Erzeugung einer vorgegebenen Verzahnungsgeometrie von verschiedenen Autoren behandelt und auf die dabei entstehenden Probleme wurde hingewiesen. Meist wurde dabei auf die Ermitt-lung von Hüllkurven bzw. Hüllflächen zurückgegriffen, die ihren Ursprung bereits in der von Euler behandel-ten Umkehrung der Bewegung haben.
Wie die Autoren im vorliegenden Aufsatz zeigen, kann über diese Vorgehensweise kein allgemein gültiges Verfahren zur Profilierung von Verzahnungswerkzeugen aufgestellt werden, in vielen Fällen führt dieses Verfahren sogar zu unbrauchbaren Ergebnissen.
Im Nachfolgenden wird ein allgemein gültiges Verfahren entwickelt, welches für die Profilierung beliebiger, von einer Schraubenfläche begrenzter Werkzeuge anwendbar ist. Durch die Ermittlung seiner diskreten Punkte kann das Profil des Werkzeugs mit hinreichender Genauigkeit aufgebaut werden.
An Beispielen wird gezeigt, dass das dargelegte Verfahren bei geradverzahnten Zahnrädern zwar auf das Normprofil führt, bei schrägverzahnten Zahnrädern das exakt ermittelte Werkzeugprofil bereits deutliche Abweichungen von der Normgeometrie aufweist.
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Während die Mehrheit im Zweiten Senat des Bundesverfassungsgerichts und Hans-Werner Sinn der neoklassischen Effizienzmarkttheorie folgen, also effiziente Finanzmärkte unterstellen, beruht die Begründung der EZB auf den Erkenntnissen der Behavioral Economics. Mit ihrem Urteil sagen die Richter zweierlei: Finanzmärkte sind immer vernünftig, und Eingriffe von Zentralbanken sind deshalb nicht zu rechtfertigen.
Die EZB geht hingegen davon aus, dass die Märkte zu Über-Optimismus (Manie) und Panik, also zu Irrationalität neigen. Die Wirkungen des OMT-Programms beruhen dabei (nur) auf der Ankündigung von unbegrenzten Ankäufen von Staatsanleihen durch die EZB/ das Eurosystem und konnten eine Beruhigung der Finanzmärkte erreichen.
Vor dem Hintergrund der neueren Erkenntnisse in den Wirtschafts-wissenschaften erscheint die Auffassung, die die Mehrheit des Zweiten Senats des Bundesverfassungsgerichtes vertritt, sehr problematisch.
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Die Anregung der im Nachfolgenden dargestellten Untersuchung verdanken die Verfasser Herrn Prof. Dr.-Ing. Dieter Tremmel.
Das vorliegende Werk kann als Fortsetzung der Arbeiten [1] und [2] angesehen werden. Es handelt sich um die geometrische Synthese von Verzahnungen mit windschiefen Achsen, die aus einem schräg- und einem geradverzahnten Zahnrad be-stehen. In der umfangreichen Literatur, die der Geometrie der Verzahnungen gewidmet ist (vgl. z.B. [3]-[14]), ist für diesen Fall kein einziges konkretes Beispiel zu finden.
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Based on the full state-controller theory, a new ob-server-controller for MAGLEV vehicles considering the guideway elasticity was proposed in early publi-cations in Germany and now realized in practice in China. It is expected to eliminate the phenomenon of the vehicle-guideway coupling vibration caused by the hypothesis of a rigid guideway, which usually happens in the current high-speed MAGLEV line, and reduce the over dependence of system stability on the guideway properties. A test rig for the elastic guideway levitation system was founded and the effectiveness of the new observer-controller was verified.
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Mit einem 3D-CAD System wurde dem Konstrukteur ein Werkzeug an die Hand gegeben, mit dem er schneller und zuverlässiger seine Konstruktionen am Rechner ausführen kann, als dies über Jahrhunderte hinweg mit dem Reißbrett möglich war. Aufbauend darauf können aus den räumlichen CAD-Daten über eine Rapid Prototyping Anlage schnell Bauteile für Anschauungs- oder Funktions-muster hergestellt werden. Umgekehrt hierzu ist es möglich, reale Objekte mit einem 3D-Scanner zu erfassen, um diese dann in die virtuelle Rechnerwelt zurück-zuführen. Schließlich können die CAD Konstruktionen an einer virtuellen Wand als Modelle realistischer als am Monitor betrachtet werden. Anhand ausgesuchter Fallbeispiele soll gezeigt werden, wie mit diesen 3D-Werkzeugen die Produktentwicklungs-prozesskette beschleunigt, die Produktkosten gesenkt und die Qualität gesteigert werden können.
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Zur Herstellung von CFK-Bauteilen sind Laminierformen erforderlich. In der Kleinstserienfertigung und im Prototypenbau müssen demzufolge die Werkzeugkosten auf geringe Stückzahlen umgelegt werden, was eine erhebliche Verteuerung der Stückkosten bedeutet. Darüber hinaus sind ebenfalls die Durchlaufzeiten in der Fertigung entsprechend lang, bis die CFK-Teile abgeformt werden können.
Um Fertigungskosten einzusparen und um vorrangig diesen Fertigungs-prozess zu beschleunigen, wurden Laminierformen aus Kunststoff mit einem Rapid Prototyping Prozess nach dem Fused Depo-sition Modeling Verfahren aufgebaut. Des Weiteren wurde untersucht, wie sich bei den Kunststoffformteilen die Oberfläche veredeln lässt, damit die herstellbedingten Schichtstufen egalisiert werden können.
Abschließend wurde dieser Rapid Shaping Prozess an zwei ausgewählten CFK-Bauteilen verifiziert.