54.21 Rechnerperipherie, Datenkommunikationshardware
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Entwicklung und Evaluierung eines intelligenten Edge-Routers auf Basis eines Einplatinencomputers
(2026)
Diese Masterarbeit dokumentiert die Entwicklung eines intelligenten Multi-WAN-Routers auf Basis eines Einplatinencomputers. Ziel ist die Realisierung eines Heimrouters, der mehrere Internetzugänge parallel nutzen und gleichzeitig zentrale Netzwerkdienste bereitstellen kann. Die Motivation liegt in der effizienteren Nutzung vorhandener Ressourcen sowie in der Steigerung von Datendurchsatz und Ausfallsicherheit durch die Kombination verschiedener Internetverbindungen. Im praktischen Teil werden geeignete Hard- und Softwarekomponenten ausgewählt. Als Hardware kommt ein Banana Pi R4 zum Einsatz, auf dem mit dem Betriebssystem OpenWrt ein Load-Balancing über drei Internetzugänge unterschiedlicher Medientypen konfiguriert wurde. Zur Verbesserung der Verteilungsqualität wird im weiteren Verlauf auf OpenMPTCProuter umgestellt, dass eine paketgenaue Lastverteilung ermöglicht. Anschließend wird das System um zusätzliche Netzwerkfunktionen erweitert, darunter VLAN-, VPN-, DMZ und NAS-Funktionalitäten. Durch den Einsatz von OpenMPTCProuter konnte eine Bündelung der Internetzugänge mit einer Effizienz von über 90 % erreicht werden. Abschließend erfolgt eine Bewertung des entwickelten Systems sowie ein Vergleich mit marktüblichen Alternativen. Die Ergebnisse zeigen, dass eine Eigenentwicklung zwar einen hohen Zeitaufwand erfordert, jedoch eine präzise Anpassung an individuelle Anforderungen ermöglicht. Zudem erlaubt die hohe Vielfalt der verfügbaren Schnittstellen, unterschiedliche Zugangstechnologien zu kombinieren und das Heimnetzwerk um zusätzliche Funktionen zu erweitern, ohne das Netzwerk groß umzubauen.
Die Revolution in der Industrie hält nunmehr seit über 200 Jahren an. Mit Beginn des 21. Jahrhunderts wurde durch die Entwicklung von Cyber-physischen Systemen die vierte und bislang jüngste Revolutionsstufe eingeleitet. Eine datentechnische Vernetzung der Anlagen untereinander und eine zunehmende Maschinenkommunikation erhöhen die Gesamtkomplexität des Systems und erschweren dadurch die Service- und Instandhaltungsarbeiten. Die Instandhaltung, welche mittlerweile maßgeblich zum Unternehmenserfolg und zur Wettbewerbsfähigkeit beiträgt, hat an Komplexität zugenommen und fordert nicht zuletzt auch durch die Digitalisierung in der Industrie ein Umdenken hinsichtlich der Ausbildung und Qualifikation von Service- und InstandhaltungsmitarbeiterInnen. Digitale Assistenzsysteme bilden eine Schnittstelle für eine Mensch-Maschine-Interaktion und sollen die MitarbeiterInnen bei komplexen Tätigkeiten unterstützen. Diese Masterarbeit zeigt, inwiefern der Einsatz eines Live-Video-Assistenzsystems Service- und InstandhaltungsmitarbeiterInnen unterstützen und den Problemlösungsprozess positiv beeinflussen kann. Im Zuge der Theorieaufarbeitung im ersten Teil dieser Arbeit werden Hypothesen formuliert, welche im zweiten Teil der Arbeit durch einen „mixed-method“-Ansatz geprüft werden, wozu Daten aus österreichischen, international agierenden, Unternehmen erhoben werden. Die Ergebnisse der Untersuchung zeigen, dass Live-Video-Assistenzsysteme wie z.B. EVOCALL nicht zielführende Kommunikationskanäle ersetzen können und dass durch einen „work-shadowing“-Ansatz die Vor-Ort-Präsenz von ExpertInnen verringert sowie die Reparaturzeiten reduziert werden können. Die Erhebung hat gezeigt, dass solide Ausbildungsmaßnahmen für die Service- und InstandhaltungsmitarbeiterInnen eine Herausforderung für Unternehmen darstellen, welcher sie sich trotz Einsatz eines Live-Video-Assistenzsystems weiterhin stellen werden müssen.
