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  • Semester: Winter term 2014/2015
  • Type of lecture: Kolloquium
  • Language: German

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    Kolloquium overview

    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

    Published on 2018-12-03 08:47:51 (Permalink)

    Kollquiumsvortrag: 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

    Published on 2018-11-27 13:36:26 (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

    Published on 2018-11-26 10:01:31 (Permalink)

    Kolloquiumsvortrag: 15. Januar 2019, Fabian Scheidig

    Einsatz von OPC-UA als Kommunikationsprotokoll in medizinischen Geräten

    The standard Open Platform Communication (OPC) Unified Architecture (UA), also known as IEC 62541, defines machine description and communication for the ”industry 4.0”. With this standard machines, independent of the manufacturer, can detect the abilities of other devices and interact self-sufficient. Service, IT and management can interact through the same interface for reading the status or getting large amounts of data for statistics or prognosis. The previously needed layer for translation between machines and humans can be spared. Because of that and because the specification is free of charge, hardware and development costs decrease. Today medical systems like magnetic resonance tomography (MRT), computer tomography (CT) or X-ray devices consist of many embedded devices. These communicate through different interfaces with each other. Until now there does no established communication standard exist. Already existing components have to be developed new or customized that the communication interfaces fit to the system. OPC UA can fix this problem. With usage of this standard, components of the industry can be integrated, without changes, into medical devices. This thesis examines, whether OPC UA can pass medical-norms and given real time criteria. Further, a prototype, for controlling axes, will be developed. It is based on a patient table and used for comparison to existing implementations. This prototype shall be configurable, so it can be used for other parts of the X-ray device too. By developing this software, aspects like security, performance, status of the specification-development and possible features will be highlighted. The stack ”open62541” has proven to be fast at low source-consumption and being developer friendly. Norms for medical devices can be passed and given time requirements are kept. The server recognizes connected axes and configures itself dynamically to its environment. A user can interact with those axes through a client, which provides a GUI. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen Zeit: 10:15 Uhr

    Published on 2018-11-22 13:14:37 (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

    Published on 2018-10-22 15:22:25 (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 Uhr

    Published on 2018-10-17 09:10:44 (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 Zeit: 10:15 Uhr

    Published on 2018-10-15 14:52:49 (Permalink)

    Kolloquimsvortrag: 20. November 2018, Wojciech Baron

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

      The feedback of results data originating from cloud-based data analytics applications offers new possibilities for production facilities. Results data can be fed back to the production process at process control level and optimize the underlying process with less human interaction or even automatically. However cloud technology and process control technology are dominated by diverse communication mechanisms and protocols. In cloud systems HTTPS is the protocol of choice. In process control systems the standardized protocol OPC UA is gaining in popularity. This work investigates the current situation of industrial cloud systems and process control systems as well as current research in interconnecting these systems. Different potential solutions to the stated problem are proposed and evaluated. An OPC UA server which acts as a gateway between the two diverse systems is being deployed. Connected analytics applications, process control entities and the variables they want to exchange are mapped to virtual assets and saved in the cloud storage. The address space of the OPC UA server is being synchronized with these virtual assets allowing the exchange of structured data between analytics applications and process control entities and therefore allowing the enrichment of the whole production process. Ort: Raum 04.137, Martensstr. 3, Erlangen

    Published on 2018-10-11 08:37:05 (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

    Published on 2018-10-11 08:34:09 (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

    Published on 2018-09-26 10:18:39 (Permalink)