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  • Semester: Summer term 2015
  • Vorlesungstyp: Kolloquium
  • Unterrichtssprache: deutsch

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    Kolloquium Übersicht

    Kolloquiumsvortrag: 26. März 2019, Andreas Buck

    The Practical Application of Differential Privacy in the Automotive Domain

    Das Auswerten von Nutzerdaten birgt erhebliches Potential für die Verbesserung von Produkten und Diensten. Um Nutzer vor schädlicher Verwertung zu schützen, werden deren Daten anonymisiert. Traditionellen Anonymisierungstechniken fehlt es trotz jahrelanger Anwendung an einem konkreten Versprechen an Sicherheit, welches Individuen gegeben werden kann. Differential Privacy (DP) stellt anonymisierenden Algorithmen die mathematische Bedingung, dass Daten einzelner Nutzer nur eingeschränkt Auswirkung auf Ergebnisse haben und kann somit ein Versprechen geben. Obwohl bereits über eine Dekade alt und in der Forschung ein großer Erfolg, sind Anwendungen von DP in der Praxis immer noch rar. Diese Arbeit untersucht die praktische Anwendbarkeit von DP in der Automobilindustrie. Um den Zugang zu DP zu vereinfachen, werden zunächst Kriterien identifiziert, die beim Entwurf eines Anonymisierungskonzeptes eine Rolle spielen. Anhand dieser Kriterien wird ein Schema erarbeitet, welches die Zuordnung von konkreten Anwendungsfällen zu DP Mechanismen vereinfacht. Zur Einbindung von DP in die Datenverarbeitung wird ein leichtgewichtiges Anonymisierungsframework vorgestellt. Es implementiert verschiedene Mechanismen, die Local Differential Privacy (LDP), eine besonders strikte Variante von DP, erfüllen. Das Framework wird in eine aktive Big Data Plattform integriert. Anhand eins beispielhaften Anwendungsfalls werden die Performanz und die Resultate verschiedener LDP Algorithmen auf der Plattform erprobt und evaluiert. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen Zeit: 10:15 Uhr

    Veröffentlicht am 2018-12-03 08:47:02 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag 22. Januar 2019, Florian Korschin

    Aufbau eines Demo-Prototyps zur blockchainbasierten Koordinierung einer Energiezelle

    Im Rahmen der nachhaltigen Umstellung der deutschen Energieversorung, findet eine zunehmende Dezentralisierung des Energiesystems statt, die Anzahl der Akteure und somit die Komplexität im Energiesystem steigt stark an und die Volatilität der erneuerbaren Energien erfordert neue Flexibilitätsoptionen um auch weiterhin Systemstabilität zu gewährleisten. In diesem Kontext ist es notwendig neue dezentrale Kontrollstrukturen zu designen und entwickeln die den Anforderungen des zukünftigen Energiesystems entsprechen. Als Grundlage für die vorliegende Arbeit dient eine dezentrale blockchainbasierte Appliklation, welche die Systemstabilität eines kleines Dorfes sicherstellt. Das Dorf besteht hierbei aus mehreren Haushalten, welche jeweils als einzelne Energiezelle simuliert werden. Hardwaretechnisch besteht jeder Haushalt bereits aus einem Rasperry Pi, welches in ein mit einem 3D-Drucker erstelltem Haus eingebettet ist. Die bestehende Infrastruktur wird innerhalb dieser Arbeit derart erweitert, dass daraus ein Demonstrator ensteht, mittels welchem eine Interaktion mit dem Haushalt als auch eine Anzeige des aktuellen Zustandes möglich ist. Dazu soll der Zustand der Einspeisung und des Verbrauches auf Displays (auf den Häuserdächern) visualisiert und eine User Interaktion mit dem Modell ermöglicht werden. Die vorliegende Arbeit erläutert zunächst die vorhande Infrastruktur. Daraufhin wird ein Konzept zur Erstellung der GUI und die daraus entstehende Softwarearchitektur dargestellt. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen Zeit: 10:15 Uhr      

    Veröffentlicht am 2018-11-27 13:35:34 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag: 15. Januar 2019, Fabian Scheidig

    Einsatz von OPC-UA als Kommunikationsprotokoll in medizinischen Geräten

    OPC UA oder auch IEC 62541 ist ein Standard der Industrie 4.0 für Maschinenbeschreibung und Kommunikation. Maschinen, unabhängig von Herstellern, können somit die Fähigkeiten anderer Maschinen automatisch erkennen und selbstständig interagieren. Über die gleiche Schnittstelle können Service, IT oder Management zugreifen, um den aktuellen Status des Systems auszulesen oder große Datenmengen für Prognosen zu sammeln. Die ehemalige Verbindungsschicht zwischen Maschine und Mensch kann dadurch eingespart werden. Hierdurch, und da der Standard gebührenfrei und ohne Lizenzauflagen genutzt werden kann, können Kosten, Hardware und Entwicklungsaufwand reduziert werden. Heute bestehen medizinische Geräte wie MRT-, CT- oder Röntgengeräte aus vielen ”embedded platforms”. Diese kommunizieren über unterschiedliche Schnittstellen und Protokolle miteinander. Kaufbare Komponenten müssen noch einmal entwickelt, angepasst oder durch ein Gateway integriert werden, um mit diesen Schnittstellen kommunizieren zu können. Dies erfordert zusätzlichen Aufwand, der durch die Nutzung eines weit verbreiteten Standards, wie dem Industrie 4.0 Standard OPC UA, vermieden werden kann. In dieser Thesis wird geprüft, ob OPC UA den Medizin-Normen und notwendigen Timings genügt. Des Weiteren werden vorhandene Implementierungen verglichen. Es wird ein Beispielsystem zur Ansteuerung der Achsen entwickelt. Der Prototyp basiert auf der Patientenliege. Hierbei wird auf Anpassungsfähigkeit an unterschiedliche Achsentypen, Sicherheit, Performance, den aktuellen Stand der Spezifikation und mögliche zukünftige Features eingegangen. Der Stack ”open62541” ist effizient. Es ist eine ausführliche Dokumentation mit Beispielcode vorhanden. Die Namensgebung von Variablen und Funktionen ist schlüssig. Die Community ist freundlich und hilfsbereit. Gefundene medizinischen Normen, so wie geforderten Intervalle können eingehalten werden. Angeschlossene Achsen werden vom Server dynamisch erkannt. Ein Client stellt diese mit einer GUI dem Nutzer zur Verfügung.   Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen Zeit: 10:15 - 11:00 Uhr

    Veröffentlicht am 2018-11-22 13:14:09 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag: 18. Dezember 2018, Ramesh Palwai

    Development and Evaluation of Adaptive Methods for Fault Detection in Building Operation

    In order to ensure fault-free and energy-efficient building operation, it is necessary to acquire and analyze relevant time series data, such as system temperatures, control signals or weather data. For a largely automated analysis of these data with regard to suboptimal operating states / errors, different methods can be used. Promising methods are common regression and classification methods, such as linear regression, support vector machines, decision trees, or naive Bayes classifiers. A prerequisite for the functioning of these and similar methods is the existence of a training data set which covers as far as possible (nominal and faulty) system states. Since this requirement is not fulfilled in practice in most cases, one can pass on to adjust the training data set gradually during operation. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen Zeit: 18. Dezember 2018, 11:00 Uhr

    Veröffentlicht am 2018-11-19 10:29:53 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag: 18. Dezember 2018, Daniel Rosenmüller

    Umsetzung von DIY-Plattformen im Prototypenbau bei Automobilen

    Die Umsetzung von Elektronik im Prototypenbau bei Automobilen steht vor Herausforderungen, neue Technologien schnell, einfach und funktional zu entwickeln, jedoch flexibel zu bleiben um einzelne Module ad-hoc austauschen zu können. DIY-Plattformen, wie die Arduino Produktfamilie oder der Raspberry Pi sind heutzutage gängige Methoden, um Elektronik-Projekte jeglicher Art schnell und günstig zu entwickeln. Da sie ebenfalls in der Internet of Things (IoT) Welt hohe Beliebtheit haben, wächst die Erweiterungsmöglichkeit stetig, um Sensoren und Aktuatoren jeglicher Art damit zu steuern und auch komplexe Logiken zu implementieren. Auch Anbindungen an die Fahrzeugelektronik sind damit umsetzbar, um beispielsweise Bus-Systeme, wie den LIN-Bus, damit anzusteuern. Fahrzeugbezogene Sensoren können somit ebenfalls gelesen werden und Aktuatoren algorithmisch gesteurt werden. Dieser Vortrag zeigt Wege mit vielen Beispielen, wie Problemansätze mit DIY-Plattformen einfach zu entwickeln sind, um einen Überblick zu schaffen, wie mächtig diese Technologien heutzutage sind. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, 91058 Erlangen Zeit: 10:15 Uhr

    Veröffentlicht am 2018-10-22 15:20:25 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag: 4. Dezember 2018, Bernhard Schlott

    Modellierung eines Wärmepumpen-ORC-Wärmespeichersystems für Haushalte

    Der Erfolg der deutschen Energiewende hängt im wesentlichen von der effektiven Nutzung erneuerbarer Energiequellen ab. Aufgrund ihrer fluktuierenden Einspeisung ist ein grundlegender Schritt, Speichersysteme in systemrelevanter Größenordnung zu etablieren. Im Rahmen des Projektes „Speicher“ des Energiecampus Nürnberg wird die (Weiter)Entwicklung von potenziellen Speichersystemen fokussiert. Im Verlauf der Masterarbeit wurde ein Simulationsmodell eines Speichersystems entwickelt, welches auf einem Zusammenspiel von Wärmepumpe, Wärmespeicher und Organic-Rankine-Cycle basiert. Das System wird mittels einfacher thermischer Energieflüsse in AnyLogic dargestellt. Für eine bessere Nachbildung des Wärmespeichers, ist sowohl die Schichtung verschiedener Wasserzonen als auch die Wärmeverluste über die Oberfläche detaillierter modelliert. Das fertige Speichersystem wurde anschließend in einem Häuserverbund mit typischen Wärme- und Strombedarfskurven integriert. Mittels verschiedener Testszenarien erfolgt eine Evaluation des Speichersystems im privaten Anwendungsbereich. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen Zeit: 10:15

    Veröffentlicht am 2018-10-17 09:09:56 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag: 11. Dezember 2018, Franz Egri

    Analyse eines MSMQ-Systems zur Entwicklung eines Systemdiagnosetools

    Computer-Systeme sollen heutzutage zuverlässig funktionieren und kleinste Störungen müssen sofort erkannt und behoben werden. Vor allem in einem verteilen (Video)System mit vielen heterogenen Komponenten können Fehler auftreten. Praktischerweise erzeugt ein solches System eine enorm hohe Menge an Daten, die jedoch nicht immer leicht zu interpretieren sind. Im Abschlussvortrag der Arbeit wird vorgestellt, wie anhand der Daten ein Nutzerverhalten modelliert werden kann und ob durch eine Analyse dieses ein Systemzustand diagnostizierbar ist. Dazu wird zunächst das System selbst betrachtet und exploriert. Mittels künstlicher Intelligenz wird ein Vorhersagemodell erstellt, dass einen Systemzustand klassifizieren soll. Dabei werden mehrere bekannte Algorithmen des Maschinellen Lernens vorgeschlagen, beschrieben und anhand eines Testsystems evaluiert. Es findet zudem eine Vorstellung einer ersten prototypischen Webanwendung statt, die den entwickelten Prozess visuell darstellt. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen

    Veröffentlicht am 2018-10-15 14:51:53 (Permalink)

    Kolloquimsvortrag: 20. November 2018, Wojciech Baron

    Konzeption einer Cloud2Device Kommunikation zur Visualisierung von cloudbasierten Daten auf HMI- und SCADA-Systemen

    Die Rückkopplung von Ergebnisdaten aus cloudbasierten Datenanalyseanwendungen eröffnet Produktionsanlagen neue Möglichkeiten. Ergebnisdaten können auf Prozessleitebene in den Produktionsprozess zurückgespeist werden. Dadurch kann der zugrundeliegende Prozess mit weniger oder komplett ohne menschlicher Interaktion verbessert werden. Jedoch sind die Cloud- und die Prozessleittechnologie von unterschiedlichen Kommunikationsmechanismen und -protokollen geprägt. In Cloudsystemen ist HTTPS das am weitesten verbreitete Protokoll. In Prozessleitsystemen gewinnt das standardisierte Protokoll OPC UA mehr und mehr an Beliebtheit. Diese Arbeit untersucht den aktuellen Stand von industriellen Cloudsystemen und von Prozessleitsystemen sowie aktuelle Publikationen zur Kopplung beider Systeme. Verschiedene potentielle Lösungsmöglichkeiten zum spezifizierten Problem werden vorgeschlagen und evaluiert. Ein OPC UA Server wird als Gateway zwischen den beiden unterschiedlichen Systemen installiert. Verbundene Datenanalyseapplikationen und Prozessleiteinheiten sowie die Variablen, die sie austauschen wollen, werden als virtuelle Einheiten abgebildet und im Cloudspeicher abgelegt. Der Adressraum des OPC UA Servers wird mit diesen virtuellen Einheiten synchronisiert. Dies erlaubt den Austausch von strukturierten Daten zwischen Datenanalyseanwendungen und Prozessleiteinheiten. Dies führt zu einer Bereicherung des gesamten Produktionsprozesses.   Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen

    Veröffentlicht am 2018-10-11 08:36:14 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag: 27. November 2018, Anna Arestova

    Konzept und Umsetzung eines Centralized Network Controllers für Time-Sensitive Networks

      With Time-Sensitive Networking (TSN), the IEEE 802.1Q workgroup is expanding the Ethernet standard to determinism and real-time capability for a commo  basis for real-time communication systems via Ethernet. The heterogeneity and incompatibility of existing procedures makes development and extension of real-time communication methods in a common network difficult. Using the time synchronization substandards from IEEE 802.1AS, the time-aware shaper from IEEE 802.1Qbv and the TSN configuration models from IEEE 802.1Qcc, TSN allows to give timing guarantees and bandwidth reservation for critical time-triggered traffic and also bandwidth guarantees for further traffic classes based on a TDMA principle. A central unit, the Centralized Unit Network Controller (CNC), is in charge of the actual TSN configuration in a hybrid and fully centralized TSN configuration model. Since the idea of a CNC has been introduced in the 802.1Qcc standard but not concretized yet, big companies are thinking about a possible concept of a CNC, without disclosing concrete results and implementations. That is why a concept for the CNC in a fully centralized TSN configuration model from IEEE 802.1Qcc with the focus on the scheduling is examined and worked out in this thesis. Related publications will be analyzed to the scheduling mechanism and extended. Additionally, important parameters for the tasks of the CNC and in particular for the scheduling will be identified. In the analysis part, it will be shown how latencies are satisfied and jitter is minimized by the TSN substandards and by the scheduling. Nevertheless, it will be explained which restriction has to be made due to the performance of the scheduling mechanism. Finally, it will be discussed how a TSN configuration can be made more efficient regarding bandwidth utilization. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen Zeit: 10:15 Uhr

    Veröffentlicht am 2018-10-11 08:33:08 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag: 6. November 2018, Matthias Seidl

    Implementation of Blockchain-Based and Grid-Friendly Local Energy Markets

    The goal of this thesis is to create blockchain-based, grid-friendly LEMs, where, in particular, the use of blockchain technologies as information infrastructure is reviewed, along with different approaches to achieve grid-friendly behavior. As a result, decentralized blockchain-based and grid-friendly Local Energy Markets (LEMs) are conceptualized and implemented as prototypes. Moreover, the implementation of markets and their agents is analyzed through different scenarios showing that it is possible to create blockchain based LEMs reacting in 30-second time-slots to current supply and demand. These markets are also able to contribute to the stability of the grid’s voltage and frequency level, as well as, congestion management. The results show that LEMs with a higher local self-sufficiency and the tackling of growing grid operating expenses in more distributed approaches is possible.   Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen

    Veröffentlicht am 2018-09-26 10:17:44 (Permalink)