54.80 Angewandte Informatik
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Für eine qualitativ hochwertige Fertigung in einem industriellen Umfeld müssen die Produkte eine Vielzahl von Prüf- und Qualitätsstandards erfüllen. Diese Inspektionsprozesse, zum Beispiel das Messen der Dichte von Flüssigkeiten, werden von hochpräzisen Messsystemen erledigt. Am Ende jeder Messung entstehen Ergebniswerte, die oftmals zu Analysezwecken benötigt werden. Besitzt das jeweilige Messsystem keine Schnittstelle nach außen oder lediglich eine veraltete Schnittstelle wie RS232, die aber vom übergeordneten System nicht mehr unterstützt wird, kann sich der händische Datenübertragungsprozess als mühselig erweisen. Diese Masterarbeit befasst sich mit der Konzeptionierung und Implementierung eines Gateway-Prototypen-Adapters, um Smart Services mit Telemetrie- beziehungsweise Messdaten unter Verwendung des Einplatinencomputers Raspberry Pi zu versorgen. Ein weiteres Ziel dieser Arbeit ist es, die Portabilität und Skalierbarkeit des Gateway-Adapters mithilfe einer Microservice-orientierten Architektur und der Verwendung von Containertechnologien möglichst hoch zu halten. Zu diesem Zweck wurde speziell für den Gateway-Adapter-Prototyp eine standardisierte Schnittstelle entwickelt. Diese Arbeit vermittelt außerdem ein vertieftes Verständnis hinsichtlich Interaktionsmöglichkeiten mit verschiedenen Protokollen, Protokollformaten und Programmierparadigmen für verteilte Systeme sowie bezüglich Grundlagen der Hard- und Software des Einplatinencomputers Raspberry Pi und des Prototypings im Zuge der Softwareentwicklung. Das Ergebnis dieser Masterarbeit zeigt, dass es möglich ist, Smart Services auch mit Daten aus alten Messsystemen zu speisen. So bietet der Einsatz des Gateway-Adapters nicht nur die Option, Altsysteme weiterhin zu verwenden, sondern ermöglicht durch sein Architekturkonzept Modularität und zukünftige Erweiterung.
The importance of stainless and special steel products has increased substantially in recent decades, as their use has shifted from niche special applications to widespread popular function. Clearly, the vacuum oxygen decarburization (VOD) process plays a major role in stainless steel production. In order to achieve extremely low carbon ratios in the presence of high chromium content, oxygen is blown under reduced pressure conditions. Despite the well-known determination of the required amount of oxygen, the operation practice itself seems to vary in the field. This gives rise to the question of the existence of a consistent optimized control strategy. The present master’s thesis addresses the existing optimization problem by using a multiple-validated VOD process simulation model. As a first step, the optimization problem is defined by the examination of the existing model. Thus, the process model flow is step by step transformed into mathematical terms. Subsequently, a variable study is carried out evaluating the influences of the oxygen blowing rate, stirring gas rate and the system pressure on the result of the model. Based on the findings, an optimization algorithm is then implemented to generate enhanced control strategies with respect to the given optimization criterion: minimize chromium oxidation. Finally, the results are demonstrated by simulations and tests of generated control strategies with the existing model. These tests clearly show an improvement regarding the optimization criterion. Moreover, the results demonstrate numerically and visually, that the newly developed algorithm generates enhanced control strategies.