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PublicationNew active learning algorithms for near-infrared spectroscopy in agricultural applications( 2021)The selection of training data determines the quality of a chemometric calibration model. In order to cover the entire parameter space of known influencing parameters, an experimental design is usually created. Nevertheless, even with a carefully prepared Design of Experiment (DoE), redundant reference analyses are often performed during the analysis of agricultural products. Because the number of possible reference analyses is usually very limited, the presented active learning approaches are intended to provide a tool for better selection of training samples.
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PublicationMicrogrid Systems: Towards a Technical Performance Assessment Frame( 2021)
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PublicationEinfach mächtig - OGC SensorThings API: Sensordaten im Internet der Dinge( 2017)Das Thermostat misst die Temperatur, das Smart Meter den Stromverbrauch - alle Dinge werden smarter und haben Sensoren, die die Welt um uns herum beobachten. Aber wie kommt man an all diese Daten heran? Nahezu jede IoT-Plattform hat ihre eigene Schnittstelle und alle funktionieren sie anders. Das Open Geospatial Consortium hat jetzt einen Standard für das Verwalten und Abfragen von Sensordaten entwickelt: Das SensorThings API.
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PublicationFuture Internet technologies for environmental applications( 2016)This paper investigates the usability of Future Internet technologies (aka ""Generic Enablers of the Future Internet"") in the context of environmental applications. The paper incorporates the best aspects of the state-of-the-art in environmental informatics with geospatial solutions and scalable processing capabilities of Internet-based tools. It specifically targets the promotion of the ""Environmental Observation Web"" as an observation-centric paradigm for building the next generation of environmental applications. In the Environmental Observation Web, the great majority of data are considered as observations. These can be generated from sensors (hardware), numerical simulations (models), as well as by humans (human sensors). Independently from the observation provenance and application scope, data can be represented and processed in a standardised way in order to understand environmental processes and their interdependencies. The development of cross-domain applications is then leveraged by technologies such as Cloud Computing, Internet of Things, Big Data Processing and Analytics. For example, ""the cloud"" can satisfy the peak-performance needs of applications which may occasionally use large amounts of processing power at a fraction of the price of a dedicated server farm. The paper also addresses the need for Specific Enablers that connect mainstream Future Internet capabilities with sensor and geospatial technologies. Main categories of such Specific Enablers are described with an overall architectural approach for developing environmental applications and exemplar use cases.
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PublicationDatenschutz und Datenanalyse: Herausforderungen und Lösungsansätze( 2016)Eine der großen Chancen von Big Data sind neue Erkenntnisse, die sich durch die schnelle und flexible Analyse großer Datenmengen ergeben. Um diese Analyse aber rechtskonform durchzuführen, bedarf es der Beachtung des Datenschutzes, sobald auf personenbezogene Daten zugegriffen wird. Mittlerweile existieren verschiedene Ansätze und Konzepte, wie Datenschutz und Datenanalyse vereint werden können.
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PublicationLossless asymmetric single instruction multiple data codec( 2012)This report introduces a new lossless asymmetric single instruction multiple data codec designed for extremely efficient decompression of large satellite images. A throughput in excess of 3GB/s allows decompression to proceed in parallel with asynchronous transfers from fast block devices such as disk arrays. This is made possible by a simple and fast single instruction multiple data entropy coder that removes leading null bits. Our main contribution is a new approach for vectorized prediction and encoding. Unlike previous approaches that treat the entropy coder as a black box, we account for its properties in the design of the predictor. The resulting compressed stream is 1.2 to 1.5 times as large as JPEG-2000, but can be decompressed 100 times as quickly - even faster than copying uncompressed data in memory. Applications include streaming decompression for out of core visualization. To the best of our knowledge, this is the first entirely vectorized algorithm for lossless compression.
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PublicationSimulation zur Auswahl und Parametrierung einer Produktionssteuerung: Risikolos verstecktes Optimierungspotenzial erschließen( 2011)Unternehmen sind heutzutage mehr denn je gezwungen, Verbesserungen und Optimierungen ihrer Produktionsprozesse zu finden und zu evaluieren. Dabei ist die Abschätzung der realisierbaren Einsparungen umso schwieriger, je größer der betrachtete Ausschnitt des Maschinenparks und der zeitliche Horizont der Untersuchung sind. Viele Unternehmen vermuten, eine anders organisiere Produktion würde effizienter und kostengünstiger ablaufen. Erhebliches Potenzial liegt nach wie vor bei den klassischen Zielen der Fertigungssteuerung wie der Termineinhaltung, den Durchlaufzeiten und der Lagerhaltung. Hinzu kommt die Reduzierung der reihenfolgeabhängigen Rüstzeiten, der organisatorischen Ausfallzeiten und der Folgen von Störungen. Dies lässt sich mittels Simulation der Produktionssteuerung evaluieren, um das bestgeeignete Verfahren zu bestimmten und zu parametrisieren. Für den Zweck der Evaluation von Produktionssteuerungsalternativen wurde am Fraunhofer Institut IOSB eine Simulationsumgebung entwickelt, welche über die Stammdaten aus der ERP-Welt eines Unternehmens und gesammelten Produktionsdaten für eine repräsentative Periode parametrisiert wird. Mit Hilfe von Produktionsdaten einer vergangenen Periode lassen sich so realistische Ersparnisse sowie Nutzen und Probleme der einzelnen Verfahren zuverlässig und einfach ermitteln. Per Simulation wurde anhand eines Anwendungsbeispiels aus der Wafer-Fertigung deutlich, welcher Nutzen mit einer geeigneten Produktionssteuerung erzielbar ist. Die Simulation hat dabei auch gezeigt, dass Standardverfahren im konkreten Einzelfall versagen können. Ohne Simulation wäre dies möglichweise erst einige Monate nach der Inbetriebnahme eines APS deutlich geworden.
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PublicationAutomatisierte Erstellung von Prozessbildern( 2011)Das Engineering von Leitsystemen erfolgt vor deren Inbetriebnahme und beinhaltet u.a. die Erstellung der Prozessführungsbilder, die heute hauptsächlich manuell durchgeführt wird. Im Beitrag wird gezeigt, wie das Projekt IDA hier Abhilfe schafft. Es adressiert die Problematik der Interoperabilität von Prozessvisualisierungen als Schnittstelle zwischen Mensch und Leitsystem.
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PublicationDesigning environmental software applications based upon an open sensor service architecture( 2010)One of the key issues for the analysis and the management of the environmental status is the integration of information from various sources, being in situ, airborne or space borne sensors or environmental databases. The European Integrated Project SANY has published a specification of the Sensor Service Architecture (SensorSA) enabling large-scale environmental information systems. The SensorSA belongs to the family of service-oriented architectures but has a particular focus on the access, the management, the processing of information and event notifications provided by sensors and sensor networks. It contains sensor-specific services, primarily based upon standards of the Sensor Web Enablement initiative of the Open Geospatial Consortium abstracting from the peculiarities of sensors and underlying sensor network technologies. The SensorSA follows a multi-style architectural approach: In addition to remote invocations, it also supports an event-driven and a resource-oriented architectural style. This paper presents the basic architectural concepts, supported sensor network topologies, generic use cases, sensor service types and information models. It concludes with a description of the SERVUS design methodology. The SERVUS design methodology is tailored to the design of geospatial service-oriented architectures and environmental information systems and leverages the idea of a uniform modeling of use cases and capabilities of SensorSA implementations as resources.
