Die Dissertation beschäftigt sich mit den Thema Virtual-build-to-Order. Der VbtO-Ansatz ba-siert auf intelligenten Algorithmen zur Analyse von Vertriebs- und Finanzdaten der Vergan-genheit, sowie auf Setzung von Prämissen der zukünftigen Marktentwicklung. Dies soll dazu dienen, Lagerfahrzeuge optimal zu spezifizieren und die Wahrscheinlichkeit zu maximieren, dass genau diese Spezifikationen den Kundenwünschen entsprechen. Zentrales Ziel ist die Entwicklung eines geeigneten Systemaufbaus für ein VbtO-System im Kontext des Automo-bilbaus und die Erarbeitung eines praxistauglichen Konzepts in Form eines strukturierten Vorgehensmodells zur Implementierung eines VbtO-Systems in die bestehende System-landschaft. Hierzu wird in einem Praxisfall ein Vorklärungsprojekt und eine Mitarbeiterbefra-gung in einem Referenzunternehmen durchgeführt. Darüber hinaus wird die Übertragbarkeit von VbtO auf andere Branchen untersucht.
The dissertation deals with the topic of virtual build-to-order. The VBT-O approach is based on intelligent algorithms for analysing past sales and financial data, as well as on assump-tions about future market developments. The aim is to optimally specify stock vehicles and maximise the probability that these specifications correspond exactly to customer require-ments. The central goal is to develop a suitable system structure for a VbtO system in the the context of automotive manufacturing and the development of a practical concept in the form of a structured process model for implementing a VbtO system in the existing system landscape. To this end, a preliminary clarification project and an employee survey will be car-ried out in a reference company in a practical case study. In addition, the transferability of VbtO to other industries will be investigated.
Protecting critical maritime infrastructure (CMI) in remote offshore regions poses a significant challenge due to limited communication coverage and harsh environmental conditions. Offshore wind farms and submarine cables are vulnerable to threats from above, on the sea surface, and below the water. Reliable protection requires the integration of Multi-Domain unmanned platforms that can coordinate across these environments via a Mobile Ad-Hoc Network (MANET), which must address the challenges arising from the transition between radio-based and acoustic communication domains by utilizing intermediate gateway nodes. This work extends the Ad-Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) routing protocol to enable Multi-Domain Operations with unmanned systems operating in the air, on the sea surface, and underwater. The extended AODV protocol combines internal, geolocation-based logic with external, signal quality-based logic. Using additional message types, such as Relay Request and Relay Reply, nodes can dynamically identify and select Unmanned Surface Vehicles (USVs) as gateways. As USVs support radio communication above-water and acoustic communication underwater, they facilitate direct Cross-Domain data transmission and routing between the two environments. For evaluation, the classical AODV protocol is first implemented in a time-discrete simulation environment in MATLAB and adapted into a hybrid version that reflects the specific characteristics of radio and acoustic communication. Using the hybrid AODV as a reference baseline, the performance of the extended AODV is systematically compared within the simulation framework. Concurrently, a practical demonstrator is being developed using Raspberry Pis in conjunction with acoustic modems. The measurements obtained from the demonstrator include transmission range, message runtime, signal-to-noise ratio, Reception Drop Rate and received data volume. These measurements are used to parameterize the simulation’s physical models. The results show that the extended AODV protocol decreases latency, increases reliability, and decreases data traffic in the hydroacoustic channel. Using USVs as gateways significantly improves communication between domains, providing a reliable link between UAVs in the air and UUVs underwater. Therefore, this work advances the development of resilient, Cross-Domain Ad-Hoc communication systems and supports the protection of critical maritime infrastructure.
Der Schutz maritimer kritischer Infrastrukturen in abgelegenen Offshore-Regionen ist aufgrund begrenzter Kommunikationsabdeckung und rauer Umweltbedingungen besonders anspruchsvoll. Offshore-Windparks und Unterseekabel sind Bedrohungen aus der Luft, von der Oberfläche und aus dem Wasser ausgesetzt. Ein zuverlässiger Schutz erfordert die Koordination multidomainfähiger, unbemannter Plattformen über ein mobiles Ad-Hoc-Netzwerk (MANET). Dieses überbrückt mithilfe von Gateway-Knoten den Übergang zwischen funkbasierter und akustischer Kommunikation. In dieser Arbeit wird das Ad-Hoc On-Demand Distance Vector (AODV) Routing-Protokoll erweitert, um eine domänenübergreifende Vernetzung mit unbemannten Systemen zu ermöglichen. Das erweiterte AODV Protokoll kombiniert eine interne, geolokalisierungsbasierte Logik mit einer externen, signalqualitätsbasierten Logik. Mithilfe zusätzlicher Nachrichtentypen wie Relay Request und Relay Reply können Netzwerkknoten unbemannte Oberflächenfahrzeuge (USVs) dynamisch identifizieren und als Gateways auswählen. USVs fungieren als Gateways zwischen Funk- und akustischer Kommunikation und ermöglichen eine domänenübergreifende Datenübertragung. Zur Bewertung wurde zunächst das klassische AODV Protokoll in einer zeitdiskreten Simulationsumgebung in MATLAB implementiert und an eine Hybridversion angepasst, welche die spezifischen Eigenschaften der Funk- und Akustikkommunikation widerspiegelt. Unter Verwendung des hybriden AODV als Referenzbasis wird die Leistung des erweiterten AODV Protokolls innerhalb des Simulationsrahmens systematisch verglichen. Parallel dazu wird ein praktischer Demonstrator entwickelt. Mit dem Demonstrator werden Messungen zur Übertragungsreichweite, Nachrichtenlaufzeit, zum Signal-Rausch-Verhältnis, zur Empfangsausfallrate und zum empfangenen Datenvolumen durchgeführt. Diese Messungen werden zur Parametrisierung der physikalischen Modelle der Simulation verwendet. Die Ergebnisse zeigen, dass das erweiterte AODV Protokoll die Latenz verringert, die Zuverlässigkeit erhöht und den Datenverkehr im hydroakustischen Kanal reduziert. Die Verwendung von USVs als Gateways verbessert die Kommunikation zwischen den Domänen erheblich und stellt eine zuverlässige Verbindung zwischen UAVs in der Luft und UUVs unter Wasser her. Somit trägt diese Arbeit zu der Entwicklung robuster, domänenübergreifender Ad-Hoc-Kommunikationssysteme bei und unterstützt damit den Schutz maritimer kritischer Infrastruktur
Schiffskollisionen sind selten, aber verheerend für Umwelt, Passagiere und Maschinen. Die Kollisionsvermeidung ist Aufgabe der Besatzung, unterstützt durch Assistenzsysteme. Diese nutzen eine lineare Bewegungsprädiktion zur Gefahrenabschätzung, ignorieren dabei allerdings Kontextfaktoren wie Wetter und den Wasserstraßenverlauf, was zu Fehlalarmen führt. Dies erhöht das Kollisionsrisiko in küstennahen Gewässern. In dieser Arbeit wird eine neue Methode zur Verhaltensprädiktion präsentiert, die Bewegungsdaten und Kontextinformationen miteinander kombiniert. Zur eigentlichen Vorhersage wird ein LSTM-Netzwerk für präzisere genutzt. Die Evaluationen in der Jade, Weser und Elbe zeigen, dass insbesondere die Berücksichtigung von Seewetter präzisere Ergebnisse liefert. Die Methode trägt somit zur Verbesserung der Kollisionsvermeidung bei.
Ship collisions are rare, but devastating for the environment, passengers and machinery. Collision avoidance is the task of the crew, supported by assistance systems. They use linear motion prediction to assess the risk, however, they neglect contextual factors such as weather and the course of the waterway, which leads to false alarms. This increases the risk of collision in coastal waters. In this thesis, a new method for behavior prediction is presented that combines movement data and context information. For the actual prediction, an LSTM network is used for more precise predictions. The evaluations in the Jade, Weser and Elbe show that the incorporation of sea weather in particular provides more precise results. The method therefore contributes to improving collision avoidance.
