Dissertation & Software-Architektur (Dr. rer. nat. in Physik)
Titel der Dissertation:
Zeitreihenanalyse natürlicher Systeme mit neuronalen Netzen und Methoden der statistischen Physik sowie der nichtlinearen Dynamik
(Universität Oldenburg)
- Erstreferent: Prof. Dr. Pál Ruján
- Korreferenten: Prof. Dr. Bruno Eckhardt, Prof. Dr. Jürgen Parisi
Wissenschaftlicher Fokus & Algorithmen-Engineering
Analyse komplexer natürlicher Datenreihen und Vorhersage biologischer Zeitreihen.
- Ressourceneffizientes Machine Learning (RBF-Netzwerke):
Aufgrund der damals stark begrenzten Rechenleistung wurden statt schwerfälliger Multi-Layer-Perceptrons (MLP) optimierte Radial-Basis-Funktionen (RBF) mit eigener Erweiterung entwickelt und implementiert. Diese erreichten bei wesentlich kleinerem Rechenaufwand analoge Vorhersagequalitäten zu komplexen MLPs (im Rahmen einer externen Informatik-Vergleichsarbeit validiert).
Software-Architektur: Data-Stream-Network (Visual Node Editor)
Konzeption und Entwicklung einer erweiterbaren Analyse-Software zur Unterstützung der eigenen Promotion sowie als universelles Forschungswerkzeug für die gesamte Arbeitsgruppe.
- Visueller Node-Editor (Grafisches Datenfluss-Netzwerk):
Drag-and-Drop-Tool zur dynamischen Verknüpfung von Algorithmen und Datenquellen auf einem virtuellen Workspace (5.000 × 5.000 Pixel). Anwender konnten komplexe Analyseketten aus ca. 100 mathematischen Algorithmen ohne Neu-Kompilierung visuell verschalten und testen.
- Lazy Evaluation / Event-Driven Execution:
Ein Doppelklick auf einen Endknoten triggerte zielgerichtet nur die für dieses Ergebnis absolut notwendigen Teilberechnungen und vorgelagerten Knoten der gesamten Kette (Bedarfsausführung).
- C/C++ & Tcl/Tk Architektur (Cross-Platform / Linux-fähig):
Objektorientierter C++ Core mit entkoppelten Container-Klassen und standardisierten Schnittstellen für Netzwerkknoten. Einbindung von Tcl/Tk als GUI-Engine für vollkommene Plattformunabhängigkeit (Linux & Windows / Borland C++Builder).
- High-Performance, Visualisierung & Persistence:
- Memory Caching: Intelligentes, bedarfsgesteuertes Laden von Datensträngen ins RAM zur Minimierung des Arbeitsspeicherbedarfs bei großen Zeitreihen.
- Automatisierte 2D/3D-Grafik (Gnuplot): Direkt in die Software integrierte automatisierte Generierung von 2D- und 3D-Datengrafiken über Gnuplot (optimiert für den direkten Export/Copy-Paste in wissenschaftliche Publikationen und die Promotionsarbeit).
- Persistence: Vollständige Serialisierung von Netzwerkstruktur, Datenzuständen und Desktop-Layout.
- Umfang: ca. 25.000 Lines of Code (~1 MB Quellcode), ca. 100 Algorithmen-Module, ausgelegt für bis zu 500 verknüpfte Knoten pro Netz.
Technologie-Stack: C++, Borland C++Builder, Tcl/Tk, Linux (POSIX), Radial-Basis-Funktionen (RBF / Neural Networks), Gnuplot (2D/3D), OOP, Container-Klassen, Lazy Evaluation.
Central Analytics & Sensor Control Suite (2001–2015 | 14 Jahre)
Position: Projektleiter & C++-Software-Entwickler (Festanstellung bei TriOS Mess- und Datentechnik GmbH)
Projektübersicht:
Eigenständige Konzeption, Architektur und Entwicklung eines zentralen C++/Desktop-Softwarepakets sowie eines Embedded-C++-Kerns für die Steuerung, Kalibrierung und Auswertung multispektraler optischer Sensoren im Bereich Umweltanalytik und Industriemonitoring.
System-Architektur & Hardware-Anbindung:
- Multi-Protokoll-Sensoransteuerung: Simultane Echtzeitansteuerung eigener und fremder Sensoren (OEM-Integration) über RS232, RS485, Modbus, USB und LAN.
- Embedded-Deployment: Entwicklung eines Standard-C++-Backend-Kerns für Windows-CE-Embedded-Systeme (ca. 1.000 Geräte im industriellen Dauereinsatz, Stand 2016) mit angepasster Touchscreen-Oberfläche.
- Datenbank & Schnittstellen: Vollständiges Mess- und Kalibrierdatenmanagement via Datenbanken sowie automatisierter Export nach MS-Word, MS-Access und HTML.
Numerik, Algorithmen & Spektralanalytik:
- Substanzkonzentrations-Berechnung: Entwicklung mathematischer Algorithmen zur Auswertung multispektraler Messdaten zur Bestimmung gelöster Stoffe in wässrigen Medien (Trinkwasser, Kläranlagen, Industrieabwasser, Meeres- & Binnenseebiotope).
- Sensor-Kompensation & Präzision: Implementierung anspruchsvoller numerischer Verfahren zur Kompensation störender Einflüsse (elektronisch, thermisch, chemisch, mechanisch, optisch) zur Erreichung höchster Messgenauigkeit.
Technische Highlights & UI/UX-Ingenieursleistungen:
- Visuelle Datenfluss-Engine (Node-based UI): Ergonomisches GUI-System, mit dem Anwender Berechnungsmodule als Fenster auf dem Desktop anlegen und grafisch verknüpfen können (Datenflussprinzip von Messquelle bis Ergebnis).
- Integrierte Scriptsprache: Entwicklung einer proprietären, vielseitigen Scriptsprache für komplexe Messabläufe, automatisierte Kalibrierungen und die Fernsteuerung/Integration in fremde Messsysteme.
- Labor- & Qualitätsmodule: Automatisierte Kalibrierprozeduren und mehrtägige Qualitätsprüfungs-Workflows mit automatischer Zertifikats- und Report-Generierung.
- Interactive Charting: Hochleistungsmodul zur visuellen Aufbereitung und interaktiven Analyse komplexer Spektraldaten.
Technologie-Stack:
C++, C++Builder, Windows CE (Embedded), Access, Developer Express (DevExpress), TeeChart / TChart, Numerical Recipes (C-Library), RS232/485, Modbus.
Softwareentwicklung & Statistische Hochwasserprognose (Festanstellung)
- Rolle / Position: Softwareentwickler (Festanstellung bei Kisters AG, Oldenburg)
- Projekt-Umfeld: Weiterentwicklung von bestehenden Großsystemen im Bereich Hydrologie und Gewässermonitoring (Erfassung von Wasserständen, Durchflussmengen und hydrologischen Messdaten).
- Fokus & Schwerpunkt:
- Mitarbeit im Enterprise-System: Einarbeitung in ein sehr umfangreiches Bestandssystem und flexible Unterstützung bei Entwicklungsaufgaben an verschiedenen Systemstellen.
- Statistische Hochwasserprognose: Entwicklung von Modulen zur statistischen Hochwasserprognose und Extremwertanalyse (unter Berücksichtigung relevanter Normen wie VDI-Vorschriften und Extremwertstatistik).
- Dynamische Reporting-Engine: Neuentwicklung einer Funktion/eines Systemzweigs, mit dem Endanwender eigene Reports flexibel designen und nahtlos in die Anwendung integrieren können.
Softwareentwicklung & Datenbank-Engineering (Festanstellung / Startup)
- Rolle / Position: Softwareentwickler (Festanstellung bei LOYS-Wirtschaftsdienst, Oldenburg)
- Projekt-Umfeld: Entwicklung spezialisierter Business- und Abrechnungssoftware für ein Finanz- und Immobilien-Startup direkt nach dem Promotionsstudium.
- Fokus & Schwerpunkt:
- Spezialisierte Büro- & Abrechnungssoftware: Konzeption und Umsetzung maßgeschneiderter Access-Anwendungen für die administrative Verwaltung von Immobilienportfolios und Finanzelementen.
- Portfolio-Auswertung & Charting: Automatisierte monatliche Performance-Auswertung und grafische Aufbereitung von Aktiendepots.
- Provisions- & Vertriebsverwaltung: Entwicklung eines komplexen Moduls zur Verwaltung und Abrechnung von Vertriebsprovisionen für Bankberater (im Rahmen spezialisierter Immobilien-Beteiligungsmodelle).
- Technologie-Stack: MS Access, VBA, SQL, Charting, MS Office Automation.
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Referenzprojekt: Integriertes Automotive-Inspektions & ERP-System (10 Jahre)
Projektübersicht:
Eigenständige Konzeption, Architektur und kontinuierliche Weiterentwicklung eines durchgängigen Inspektions- und Management-Systems für die Logistik und Qualitätssicherung im Automotive-Bereich. Das System steuert den gesamten Prozess der Fahrzeuginspektion vor und nach der Schiffs- und Zugverladung in den Seehäfen Bremerhaven und Wilhelmshaven.
System-Architektur & Umfang:
- Kernsystem: C++ / Qt Cross-Platform Desktop-Anwendung & Server-Infrastruktur (ca. 130.000 Lines of Code).
- Mobile Erfassung: Cross-platform Qt/C++-App (Android) für den extremen Außeneinsatz auf Industrie-Handhelds (Zebra TC27 mit Barcode-/QR-Scanner).
- Datenhaltung: Zentrale SQL-Server-Datenbank mit lokaler SQLite-Gegenstelle auf den Mobilgeräten für Offline-Fähigkeit und performante Synchronisation.
Funktionalitäten & Fachliche Abdeckung:
- Inspektion & Erfassung: Schadensdokumentation nach AIAG-Schadenscode inklusive Fotodokumentation, Batteriestandskontrolle sowie Überwachung der Verladungsqualität (Abstände, Laschen, Ladungssicherung).
- Schiffs- & Deck-Verwaltung: Kontrolle der verladenen Fahrzeuge an Bord zur Bestimmung von Gewichtsverteilung, Ballasttanks und Fehlbeständen.
- Automatisierte Logistik-Schnittstellen: Import von Lade-/Entladedaten (VIN, Modell, Stellplatz) über BLG-Schnittstellen sowie automatisierter, zeitgesteuerter Datentransfer (Schäden, Batteriestände) an Kundensysteme (u. a. BLG, Mercedes-Benz, Volkswagen).
- Auftragsabwicklung & Billing: Vollständiges Backoffice-Modul von der Auftrags- und Kontrakterstellung über die automatische Rechnungsgenerierung, Zahlungsverwaltung und Mahnwesen bis hin zum komplexen PDF/Excel-Reporting.
- Statistik & Auswertung: Detaillierte statistische Analysen von Inspektionsergebnissen und Schadensquoten mit visueller Aufbereitung.
Technische Highlights & Ingenieursleistungen:
- Custom UI & Corporate Identity: Umfassende Erweiterung aller Qt-Steuerelemente für ein maßgeschneidertes Styling und zentral konfigurierbares Font-Management auf PC und Android.
- High-Performance Datenbank-Anbindung: Entwicklung intelligenter Bulk-Write-Verfahren und gecachter UI-Tabellen zur beschleunigten Darstellung großer Datenmengen über entfernte Serververbindungen.
- Optimierte Mobile UX: Touch-orientierte, fortlaufend optimierte Benutzerführung für Arbeitsabläufe in den Parkplatzreihen (Lookup-Tabellen, Textbausteine, schnelle Fotokopplung).
- Auditive Ergonomie & Sprachausgabe (TTS): Integration automatischer Sprachausgabe (Text-to-Speech) zur akustischen Rückmeldung wichtiger Daten. Inspekteure erhalten relevante Kontextinformationen – wie die Anzahl früherer/bekannter Vorschäden – freihändig während der Inspektion am Fahrzeug.
- Datenvisualisierung: Integration des Grafikmoduls Chart Director zur Generierung ansprechender Diagramme und statistischer Auswertungen.
- Dokumenten- & Report-Engine: Dynamische Belegerstellung (Rechnungen/Reports) via MS-Word- und MS-Access-Schnittstellen sowie strukturierte MS-Excel-Dokumente und PDF-Export.
- Performantes Foto-Caching: Intelligente lokale Zwischenspeicherung der auf dem Server abgelegten Inspektionsfotos. Minimiert Netzwerk-Latenzen, beschleunigt die Bildanzeige im Client und garantiert schnelles Rendering fotointensiver Berichte.
- Sicherheit & Schnittstellen: Sichere Client/Server-Kommunikation für die mobile Datenübertragung inklusive granularem Benutzer- und Rechtesystem.
- Effiziente Entwicklung: Dank durchgängiger C++/Qt-Architektur lässt sich die Android-Anwendung direkt unter MS Windows ausführen und debuggen, was Test- und Entwicklungszyklen drastisch verkürzt.
Referenzprojekt: Code-Audit, Migration & Langzeitpflege eines Legacy-Systems
Projektübersicht:
Strategische Analyse, Migration und 6-jährige Weiterentwicklung eines C++/VCL-Softwarepakets im Bereich Markt- und Verkehrsforschung. Nach einer umfassenden Auditing-Phase eines 200k LOC Gesamtsystems erfolgte die gezielte Übernahme, Portierung und langfristige Erweiterung von zwei Kernmodulen (ca. 50.000 Lines of Code).
Phase 1: Technical Due Diligence & Code-Audit (Machbarkeitsstudie)
- Statische Quellcode-Analyse: Einsatz eigener Analyse-Tools zur Bewertung von Code-Qualität, Struktur, Redundanzen und Abhängigkeiten im 200k LOC Gesamtbestand.
- Risiko- & Lizenzbewertung: Identifikation fehlender Quelltexte, Evaluierung veralteter Drittanbieter-Komponenten (Native MySQL, DevArt TCRDBGrid) und Erstellung einer Migrations-Roadmap für die Geschäftsführung.
Phase 2: Praktische Migration & Refactoring (Hands-on)
- Upsizing & Portierung: Schrittweise Konvertierung der ausgewählten Module von Borland C++Builder 5.0 auf Embarcadero C++Builder (10.4).
- Kompatibilität & Delphi-Anpassung: Auflösung komplexer Inkompatibilitäten (Unicode-Umstellung, Windows-API, C++-Standards) sowie Anpassung und Kompilierung zugehöriger Delphi-Komponenten.
- Code-Konsolidierung: Bereinigung redundanter Projektstrukturen und Zusammenführung doppelter Quelltexte in zentral wiederverwendbare Bibliotheken.
Phase 3: Kontinuierliche Weiterentwicklung & Betreuung (6 Jahre)
- Regulatorische Anpassungen: Laufende Erweiterung der Datenimporte und Konvertierungslogiken an neue gesetzliche und fachliche Vorgaben.
- Datenbank & GUI: Erweiterung der MySQL-Datenbankstrukturen und Modernisierung der Benutzeroberflächen zur Darstellung neuer Datenfelder.
- Reporting Engine: Neuentwicklung und Pflege komplexer Berichte und Auswertungen mittels List & Label (combit).
Technologie-Stack:
C++ (Borland C++Builder 5.0 / Embarcadero 10.4), Delphi, VCL-Komponenten, combit List & Label, MySQL, Windows API, Statische Code-Analyse.
Referenzprojekt: DB-Refactoring & Organisation von Forschungsprojekten (5 Jahre)
Projektübersicht:
Strategisches Re-Engineering, Datenbereinigung und 5-jährige Weiterentwicklung einer MS Access Datenbankanwendung. Die Kernherausforderung lag in der sanften Sanierung einer historisch gewachsenen, stark fehlerhaften Code- und Datenbasis bei 100 % Ausfallsicherheit und unterbrechungsfreiem Produktivbetrieb.
Legacy-Sanierung & Data Engineering (Untereinander lückenloser Datenerhalt):
- Strukturelle Bereinigung & Normalisierung: Entflechtung inkonsistenter Datenstrukturen (z. B. Entkopplung von Kontaktnetzwerken und Mehrfach-Adressen) ohne Datenverlust historischer Bestände.
- Redundanz-Analyse & Consolidation: Systematische Identifikation, Konsolidierung und Löschung verwaister oder mergen-kritischer Abfragen und Dubletten (Bereinigung von >90 % ungenutzter Abfrage-Varianten).
- Live-Migration: Durchführung mehrstufiger Migrations-Skripte und ETL-Konvertierungen im laufenden Geschäftsbetrieb.
Moderne Office-Ergonomie & Schnittstellen (Front-End & Workflow):
- Ergonomisches UI-Design: Entwicklung einer modernen, flachen Benutzeroberfläche in Access mit dynamischer Bildschirmanpassung, großflächigen Bedienelementen und geführten Wizard-Dialogen.
- Serienbrief- & Document-Engine: Nahtlose Office-Automatisierung (Word/Excel/Outlook) zur Generierung von Serienbriefen und zum automatischen PDF-Mailversand von Veranstaltungseinladungen an gefilterte Zielgruppen.
- Web-Publisher & Medienverwaltung: Automatische Datensynchronisation und FTP/Web-Upload für den öffentlichen Fellow-Bereich der HWK-Website; Speicherung von Personenporträts und Publikationen.
Technologie-Stack:
MS Access, MS SQL Server, VBA, Microsoft Office Automation (Word, Excel, Outlook Interface), Web-Upload/FTP-Schnittstellen.
Referenzprojekt: Fütterungstest-Analytik & Numerik-Engine (8 Jahre)
Projektübersicht:
Konzeption, Architektur und 8-jährige Betreuung einer datenbankgestützten Labor- und Auswertungsanwendung zur Erfassung, statistischen Analyse und Visualisierung von Fressverhalten-Tests für einen führenden Tiernahrungshersteller. Die Lösung kombiniert ein hochgradig angepasstes MS Access Front-End mit einem MS SQL Server Backend und einer maßgeschneiderten C++-Numerik-Bibliothek.
Kernfunktionalitäten & Business-Logik:
- Stammdaten- & Rezepturverwaltung: Verwaltung von Tierstammdaten, Futterprodukten, Zielzusammensetzungen, Ist-Analysen sowie automatisierter Excel-Datenimport aus externen Testinstituten.
- Erweiterte Security & Rechte-Engine: Serverseitig programmiertes, record-basiertes Berechtigungssystem. Eine feingranulare Berechtigungsmatrix steuert Lese-/Schreibrechte auf Datensatz-Ebene anhand dynamischer Attribute (z. B. Tierart, Standort, Security Level).
- Dynamische Fragebogen-Engine: GUI-gestützte Erstellung dynamischer Fragebögen (Ja/Nein, Multiple Choice, Skalen) innerhalb von MS Access inklusive automatischer Formular-/PDF-Generierung und statistischer Auswertung ohne Programmierkenntnisse des Anwenders.
- Dokumenten- & Report-Management: Integrierte Dokumentenverwaltung mit BLOB-Speicherung auf dem SQL Server sowie eine dynamische Reportverwaltung zum lokalen Design, Server-Upload und unternehmensweiten Import von Berichtslayouts.
Technische Highlights & Ingenieursleistungen:
- C++ Numerik-DLL (Varianzanalyse & Signifikanz): Eigenständige Entwicklung einer Hochleistungs-C++-Bibliothek (Visual Studio) unter Einbindung der Numerical Recipes (Cambridge University). Anbindung an MS Access via C-Schnittstelle zur Berechnung von Varianzanalysen, p-Werten und statistischer Signifikanz (Produkt-A/B-Vergleiche).
- High-Performance Caching: Lokales Caching von Lookup-Tabellen in der Access-Client-DB inklusive automatischer Server-Synchronisation zur Vermeidung von Netzwerklatenzen.
Technologie-Stack:
MS Access, MS SQL Server, C++, Visual Studio, Numerical Recipes (C-Library), T-SQL, VBA, MS Excel Interface.
Privates Projekt: Multi-Platform Vokabeltrainer & Audio-Generator (Access → C++ / Qt)
- Fokus: Technologie-Umstieg, GUI-Architektur & Multimedia-Generierung
- Beschreibung: Eigenständige Entwicklung eines intelligenten Vokabellern- und Karteikartensystems. Ursprünglich als erweiterte MS-Access-Anwendung konzipiert und anschließend als Referenzprojekt zur tiefgreifenden Einarbeitung in das Qt-Framework vollständig re-implementiert.
- Kernfunktionen & Highlights:
- Ergonomische Touch-Oberfläche: Speziell optimiertes Layout für die Nutzung auf großen Windows-Tablets (z. B. zum mobilen Lernen im Garten oder beim Lesen englischer Fachliteratur).
- Echtzeit-Matching & Web-Integration: Dynamische Datenbank-Filterung bei der Texteingabe sowie Schnittstellen-Integration (ActiveX/WebEngine) zur direkten Übernahme von Online-Übersetzungen (z. B. Leo / Google).
- Intelligenter Lernmodus: Algorithmus zur Verfolgung des Lernerfolgs (Spaced Repetition / Abfrage-Zähler) mit automatischer Entfernung gewusster Vokabeln.
- MP3-Audio-Export: Automatisierte Generierung von MP3-Audio-Lektionen inklusive konfigurierbarer Denkpausen für das freihändige Lernen (z. B. während Autofahrten).
- Sprachausgabe (TTS): Einbindung von Text-to-Speech-Engines zur korrekten Aussprache-Wiedergabe.
- Technologie-Stack: C++, Qt (QtCore, QtWidgets, QtMultimedia), MS Access, VBA, Text-to-Speech (TTS), MP3-Audio-Encoding.
Profil-Baustein: Eigenprojekte & Private Exploration
Automatisierter Crypto-Trading-Bot (Binance & KuCoin)
- Fokus: Echtzeit-Datenverarbeitung, API-Integration & Algorithmen-Testing
- Beschreibung: Eigenständige Entwicklung eines Python-basierten Handels-Bots zur automatisierten Überwachung, Analyse und Ausführung von Handelsstrategien auf den Börsen Binance und KuCoin.
- Kernfunktionen:
- Echtzeit-Schnittstellen: Anbindung von REST-APIs und WebSockets zur verzögerungsfreien Übertragung von Orderbüchern und Marktdaten.
- Sicherheit & Authentifizierung: Sichere Handhabung von API-Keys, HMAC-Signierung und REST-Sicherheitsstandards.
- Algorithmen & Ausführung: Implementierung von Signal-Kriterien, Automated Order Placement und Risikomanagement-Regeln (Stop-Loss / Take-Profit).
- Technologie-Stack: Python, REST APIs, WebSockets, JSON, Crypto-Interfaces, Matplotlib.
Wer die Positionen eines Templates unter Joomla! herausfinden will, setzt hinter die Adresse einfach ein “?tp=1” (http://www.domain.de/index.php?tp=1 bzw. http://www.domain.de/?tp=1). Gerade wenn man ein neues Template übernimmt ist es wichtig zu wissen, welches Modul man wo Platzieren sollte.
Dr. rer. nat.
Andreas Weichert
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