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Die großen Herausforderungen des nachhaltigen Bauens im Bereich Ökologie liegen zukünftig in der Optimierung der Baumaterialien hinsichtlich des Ressourcenbedarfs bei der Herstellung und Verwendung. Das Ziel für die Zukunft muss eine möglichst umfassende Kreislaufwirtschaft sein, für die neue Bewertungskriterien gelten (stofflicher, energetischer und logistischer Aufwand im Zyklus). Im Sinne eines ökologisch optimierten Kreislaufansatzes bieten hier die Strategien Wiederverwendung und Weiterverwendung große Potenziale. Es mangelt jedoch bisher an Analysen zur systematischen Wieder- und Weiterverwendung von Baukomponenten im regionalen Kontext und der Übertragung auf Anforderungen an zukünftige Neubauvorhaben.
Das Ziel des Forschungsprojektes RE-USE war es, im Landkreis Konstanz die Grundlagen zur regionalen Etablierung einer geeigneten Organisationsstruktur für eine Wieder- und Weiterverwendung im Hochbau zu schaffen und zu dokumentieren. Zudem erfolgte die Analyse des baulichen Bestandes in Konstanz sowie der Hemmnisse, die derzeit die Wiederverwendung von Bauteilen erschweren. Die relevanten Akteure im Landkreis Konstanz wurden bereits früh in das Projekt involviert und untereinander vernetzt. In Abstimmung mit den derzeitigen Abläufen beim Abbruch von Gebäuden, wurden die für die Demontage von wiederverwendbaren Bauteilen erforderlichen, zusätzlichen logistischen Abläufe des Gebäuderückbaus mit den Akteuren abgestimmt. Dies geschah vor dem Hintergrund, dass im Rahmen des Forschungsprojektes die Planung und die bauliche Umsetzung eines Pilotgebäudes aus Rückbaukomponenten wissenschaftlich begleitet werden sollte.
Das Pilotgebäude, ein Ausstellungspavillon, der zu 100% aus Rückbaukomponenten und (Bau-)Abfällen aus dem Landkreis Konstanz bestehen sollte, wurde mithilfe eines dialektischen Entwurfsansatzes entwickelt, dessen besondere Herausforderung darin bestand, Bauteilakquise und Planungsfortschritt parallel zu bearbeiten und den Entwurf mit fortschreitendem Detaillierungsgrad immer wieder anzupassen und weiterzuentwickeln. Studierende der Architektur und des Bauingenieurwesens nahmen sich dieser Aufgabe gemeinsam an. Aufgrund der Corona-Pandemie konnte es zwar nicht zur Realisierung des Bauvorhabens kommen, jedoch wurden die bis zur Umsetzung notwendigen Planungsschritte und Arbeitsabläufe dokumentiert. Es entstanden ein 3-D-Modell und ein Präsentationsfilm. Die ursprüngliche Idee des Forschungsvorhabens, mit dem Pilotgebäude ein „Haus der 1000 Geschichten“ zu erschaffen, in dem jedes Bauteil über einen QR-Code seinen Herkunftsgeschichte erzählt, wurde von Studierenden mit verschiedenen Konzeptideen für die Form der Erzählung weiterentwickelt.
Im Verlauf des Forschungsvorhabens entstanden Arbeitsinstrumente, die zukünftig bei der Demontage von Rückbaukomponenten und deren Wiederverwendung im Landkreis Konstanz, aber auch darüber hinaus, eingesetzt werden bzw. als Anregung für zukünftige Rückbau- und Wiederverwendungsprojekte dienen können. Ein RE-USE Baustoff-Lexikon dokumentiert die Verfügbarkeit und Eignung einzelner Baustoffe zur Wiederverwendung. Es ist online abrufbar auf der für das Forschungsvorhaben erstellten RE-USE Website. Außerdem entstand eine RE-USE Map, auf der die Akteure sowie die im Rahmen des Projektes für den Ausbau von Wunschbauteilen genutzten Abbruchgebäude und Transportdistanzen der demontierten Bauteile kartiert sind. Auch eine Übersicht über den aktuellen Gebäudebestand in Konstanz ist dort verzeichnet. Des Weiteren entstand ein virtueller Rundgang durch ein Konstanzer Bestandsgebäude, der es ermöglicht, Informationen zu einzelnen Wunschbauteilen abzurufen (z.B. Bauteilbezeichnung, Maße, geschätztes Gewicht, Ökobilanzdaten, Rückbaumöglichkeit, Wiederverwendbarkeit, Recyclingfähigkeit). Insbesondere bei größeren Abbruchvorhaben, die aufgrund ihrer Größe unübersichtlich sind, kann eine solche Darstellung hilfreich sein, um Demontageabläufe vorab in Absprache mit allen Akteuren zu planen und die auszubauenden Wunschbauteile mit relativ einfachen Mitteln eindeutig zu kennzeichnen. Darüber hinaus konnte ein Netzwerk der lokalen Akteure aufgebaut werden, das, ebenso wie die logistischen Abläufe und die Form der Inventarisierung bei der Dokumentation von Wunschbauteilen, die im Rahmen diese Projektes erarbeitet wurden, auch für zukünftige Demontagevorhaben genutzt werden kann.
Eine wichtige Erkenntnis aus dem Forschungsprojekt ist, dass für eine auf regionaler Ebene optimierte Kreislaufwirtschaft großes Potenzial besteht, das allerdings derzeit noch nicht voll ausgeschöpft werden kann. Mit den Arbeitsinstrumenten, Analysen und Erkenntnissen aus diesem Forschungsprojekt kann aber ein Beitrag für eine zukünftige Wieder- und Weiterverwendung von Bauteilen im regionalen Kontext geleistet werden. Dennoch werden die Hemmnisse, die einer umfangreichen Wiederverwendung von Bauteilen aus Bestandsgebäuden derzeit im Wege stehen, ohne politische und wirtschaftliche Anreize nur schwierig zu überwinden sein. Da die Wiederverwendung im Bestandsbau mit großen Hürden verbunden ist, ist es umso wichtiger, aktuelle Bauvorhaben dergestalt zu planen, dass Bauteile später einfacher rückbaubar sind, als dies heute der Fall ist. Material- und Gebäudepässe könnten in dieser Hinsicht vielversprechende Instrumente sein, um das Wissen um die verbauten Materialien und deren Fügungen bereits heute für den späteren Rückbau zu dokumentieren.
Dieses Forschungsvorhaben zielt darauf ab, individuelle Entrepreneure hinsichtlich ihrer Veränderungstendenzen zur Nutzung der Entscheidungslogik Effectuation und Causation zu untersuchen – insbesondere während des Gründungsprozesses. Basierend auf einem qualitativen Fallstudiendesign zeigen sowohl fallinterne als auch fallübergreifende Analysen, wie Entrepreneure zunächst an der effektuativen Logik festhalten und im Gründungsverlauf zu hybriden Logikformen übergehen. Der Beitrag zur Weiterentwicklung der Forschung zielt in drei Richtungen: Erstens schließt die Arbeit Lücken in der Effectuation-Forschung, indem sie Entscheidungsfindung von Unternehmensgründern auf individueller Ebene spezifiziert. Zweitens ermöglicht die Fokussierung auf die einzelnen Gründungsphasen ein besseres Verständnis der Veränderungstendenzen einschließlich der Kausalzusammenhänge (wann, wie und warum). Insbesondere werden Erkenntnisse zur Auffälligkeit von Veränderungssprüngen von einer Phase zur anderen geliefert. Drittens kann durch die Beleuchtung der verschiedenen Subdimensionen von Effectuation und Causation ihre zunehmend hybride Verwendung im Zeitverlauf der Gründung das Verständnis für transformative Prozesse entwickeln.
Vertrauen durch Integrität
(2021)
In der Diskussion um unternehmerische Verantwortung hat die Frage nach der Reichweite der Unternehmensverantwortung an Intensität zugenommen, getrieben von der Globalisierung und gesellschaftlichen, ökologischen und technologischen Herausforderungen. Für viele gesellschaftliche und ökologische Problemstellungen wird verstärkt auch die Verantwortung von Unternehmen eingefordert, etwa bei der Achtung von Menschenrechten in der Wertschöpfungskette, der Einhaltung von Sozial- und Umweltstandards, beim Thema Nachhaltigkeit und bei der Produktsicherheit. Wie Unternehmen durch Integritäts- und Compliance-Management ihrer Verantwortung gerecht werden können, zeigt der vorliegende Beitrag.
Urban car-free mobility
(2021)
Across the globe, urban areas experience the phenomena of rising road-congestion, air pollution and car accidents. These are just a few popular quantified effects that arise due to rapid, uncoordinated urbanization on a car-centric city layout. There is an urgent need to consider new concepts of urban mobility development to combat these negative effects. Car-free mobility is one notion adopted in diverse formats by numerous cities to create a more inclusive, just, healthy and sustainable urban life. The focus of this thesis is to ex- amine whether a car-free mobility concept is applicable to the Maun Science Park, Bot- swana. Therefore, the idea of car-free mobility, its positive aspects as well as its con- straints, are described first. This illustrates the complexity of urban transport planning as it is intertwined with urban land-use, political vision and people’s perceptions and behav- iors. Secondly, examples and strategies on how to change existing structures are pre- sented. Following this, the smart developments in the field of sustainable urban mobility are considered to provide an insight into their assets and drawbacks. Then the local mo- bility conditions are examined before the car-free concept is exemplarily applied to the Maun Science Park via scenario construction. These scenarios give a first vision of how a car-free concept can be applied to the MSP and additionally provide a starting point for future strategic planning as well as inspiration for other cities to follow along.
Zur Erfassung von Veränderungen der Produkteigenschaften während der Trocknung von Lebensmitteln werden zerstörungsfreie Qualitätsmesstechniken gefordert, mit denen Veränderungen im Inneren des Produkts bestimmt werden können. Gerade im industriellen Einsatz sind schnelle, präzise, und gleichzeitig robuste Verfahren besonders wichtig, um qualitativ hochwertige Produkte zu erhalten.
In dieser Arbeit wurde zur optischen Qualitätsmessung ein neuartiges multispektrales Kamerasystem eingesetzt, um von Veränderungen der spektralen Oberflächenreflexion bei der Mango- und Ananastrocknung mit Veränderungen der Produktfeuchte, sowie mechanischen und chemischen Eigenschaften zu verknüpfen. Diese Verknüpfung wurde mit maschinellem Lernen erreicht.
In einem ersten Schritt wurde ein neues Kameraprinzip, eine multispektrale Flächenkamera mit vier Objektiven und Vorsatzfiltern, entwickelt und speziell auf den Einsatz in der Obsttrocknung angepasst. Anschließend wurden die Änderungen der Spektren und der Qualitätskriterien während der Trocknung gemessen. Dazu wurden Mango- und Ananasscheiben in einem Einzelschichttrockner bei Lufttemperaturen zwischen 40 °C und 80 °C und relativen Luftfeuchtigkeiten von 5 % bis 30 % getrocknet. Während der gesamten Trocknungsdauer wurde die Produktfeuchte der Proben gemessen, und Bilder mit der multispektralen Flächenkamera aufgenommen. Zur Analysen von nur ausgewählten Bereichen von Interesse in den Bildern wurde ein Softwarefilter entwickelt. Aus Spektraldaten und Prozessdaten konnte mit Algorithmen des maschinellen Lernens die Produktfeuchte zu jedem Zeitpunkt sehr genau vorhergesagt werden (Bestimmtheitsmaß R² von 0,98 bis 0,99). Die Kombination aus dem Prinzip der multispektralen Flächenkamera und maschinellem Lernen wurde in einem anderen Trocknungsprozess und mit weiteren Qualitätskriterien getestet. Dafür wurden Mangoscheiben in einem Schranktrockner getrocknet und deren Produkteigenschaften anhand der Spektraldaten und der Prozessdaten vorhergesagt. Bei der Vorhersage der Farbwerte Δa*, Δb* und ΔE00 sowie des Gehalts an gesamtlöslichen Feststoffen im Rehydrierungswasser wurden Bestimmtheitsmaße R² zwischen 0,56 und 0,94 erzielt).
Es konnte gezeigt werden, dass die Kombination aus dem neu entwickelten Multispektralkamerasystem und maschinellem Lernen zur Vorhersage der Produktfeuchte und anderer Qualitätskriterien der Produkte eingesetzt werden kann. Auf diese Weise können Qualitätsänderungen während des Prozesses mit nur wenigen Messgeräten inline überwacht werden.
Ballistocardiography (BCG) can be used to monitor heart rate activity. Besides, the accelerometer should have high sensitivity and minimal internal noise; a low-cost approach was taken into consideration. Several measurements have been executed to determine the optimal positioning of a sensor under the mattress to obtain a signal strong enough for further analysis. A prototype for an unobtrusive accelerometer-based measurement system has been developed and tested in a conventional bed without any specific extras. The influence of the human sleep position for the output accelerometer data was tested. The obtained results indicate the potential to capture BCG signals using accelerometers. The measurement system can detect heart rate in an unobtrusive form in the home environment.
This paper introduces the concept of Universal Memory Automata (UMA) and automated compilation of Verilog Hardware Description Language (HDL) code at Register Transfer Level (RTL) from UMA graphs for digital designs. The idea is based on the observation that Push Down Automata (PDA) are able to process the Dyk-Language - commonly known as the balanced bracket problem - with a finite set of states while Finite State Machines (FSM) require an infinite set of states. Since infinite sets of states are not applicable to real designs, PDAs appear promising for types of problems similar to the Dyk-Language. PDAs suffer from the problem that complex memory operations need to be emulated by a specific stack management. The presented UMA therefore extends the PDA by other types of memory, e.g. Queue, RAM or CAM. Memories that are eligible for UMAs are supposed to have at least one read and one write port and a one-cycle read/write latency. With their modified state-transfer- and output-function, UMAs are able to operate user-defined numbers, configurations and types of memories. Proof of concept is given by an implementation of a cache coherency protocol, i.e. a practical problem in microprocessor design.
In today's volatile market environments, companies must be able to continuously innovate. In this context, innovation does not only refer to the development of new products or business models but often also affects the entire organization, which has to transform its structures, processes, and ways of working.Corporate entrepreneurship (CE) programs are often used by established companies to address these innovation and transformation challenges. In general, they are understood as formalized entrepreneurial activities to (1) support internal corporate ventures or (2) work with external startups. The organizational design and value creation of CE programs exhibit a high degree of heterogeneity. On the one hand, this heterogeneity makes CE programs a valuable management tool that can be used for many purposes. On the other hand, it can be seen as a reason for the current challenges that companies experience in effectively using and managing CE programs.By systematically analyzing 54 different cases in established companies in Germany, Switzerland, and Austria, this study contributes to a better understanding of the heterogeneity of CE programs. The taxonomic approach provides clearly defined types of CE programs that are distinguished according to their organizational design and the outputs they generate.
This paper examines the interdependencies of tourism, Buddhism and sustainability combining in-depth-interviews with Buddhism experts and non-participant observation in a mixed-method approach. The area under investigation is the Alpine region of Austria, Germany and Switzerland, since it is home to Asian and Western forms of Buddhism tourism alike. Results show that Buddhism tourism as a value-based activity on the one hand is not commercial, but since demand is rising, on the other hand tendencies towards more commercial forms can be observed. As a modest form of activity Buddhism tourism does not shape the landscape of the Alpine area and by its nature it incorporates sustainability.
The main challenge in Bayesian models is to determine the posterior for the model parameters. Already, in models with only one or few parameters, the analytical posterior can only be determined in special settings. In Bayesian neural networks, variational inference is widely used to approximate difficult-to-compute posteriors by variational distributions. Usually, Gaussians are used as variational distributions (Gaussian-VI) which limits the quality of the approximation due to their limited flexibility. Transformation models on the other hand are flexible enough to fit any distribution. Here we present transformation model-based variational inference (TM-VI) and demonstrate that it allows to accurately approximate complex posteriors in models with one parameter and also works in a mean-field fashion for multi-parameter models like neural networks.
Trajectory Tracking of a Fully-actuated Surface Vessel using Nonlinear Model Predictive Control
(2021)
The trajectory tracking problem for a fully-actuated real-scaled surface vessel is addressed in this paper. The unknown hydrodynamic and propulsion parameters of the vessel’s dynamic model were identified using an experimental maneuver-based identification process. Then, a nonlinear model predictive control (NMPC) scheme is designed and the controller’s performance is assessed through the variation of NMPC parameters and constraints tightening for tracking a curved trajectory.
The State of Custom
(2021)
In our article, we engage with the anthropologist Gerd Spittler’s pathbreaking
article “Dispute settlement in the shadow of Leviathan” (1980) in which
he strives to integrate the existence of state courts (the eponymous Leviathan’s
shadow) in (post-)colonial Africa into the analysis on non-state court legal practices.
According to Spittler, it is because of undesirable characteristics inherent
in state courts that the disputing parties tended to rather involve mediators than
pursue a state court judgment. The less people liked state courts, the more likely
they were to (re-)turn to dispute settlement procedures. Now how has this situation
changed in the last four decades since its publication date? We relate his findings
to contemporary debates in legal anthropology that investigate the relationship
between disputing, law and the state. We also show through our own work in
Africa and Asia, particularly in Southern Ethiopia and Kyrgyzstan, in what ways
Spittler’s by now classical contribution to the field of legal anthropology in 1980
can be made fruitful for a contemporary anthropology of the state at a time when
not only (legal) anthropology has changed, but especially the way states deal with
putatively “customary” forms of dispute settlement.
Despite the increased attention dedicated to research on the antecedents and determinants of new venture survival in entrepreneurship, defining and capturing survival as an outcome represents a challenge in quantitative studies. This paper creates awareness for ventures being inactive while still classified as surviving based on the data available. We describe this as the ‘living dead’ phenomenon, arguing that it yields potential effects on the empirical results of survival studies. Based on a systematic literature review, we find that this issue of inactivity has not been sufficiently considered in previous new venture survival studies. Based on a sample of 501 New Technology-Based Firms, we empirically illustrate that the classification of living dead ventures into either survived or failed can impact the factors determining survival. On this basis, we contribute to an understanding of the issue by defining the ‘living dead’ phenomenon and by proposing recommendations for research practice to solve this issue in survival studies, taking the data source, the period under investigation and the sample size into account.
The Global Sanctions Data Base (GSDB): an update that includes the years of the Trump presidency
(2021)
The main objective of this paper is to revisit the Euro method in a critical and constructive way.Wehave analysed some arguments against the Euro method published recently in the literature as well as some other relevant aspects of the SUT-Euro and SUT-RAS methods not covered before. Although not being the Euro method perfect, we believe that there is still space for the use of the Euro method in updating/regionalizing Supply and Use tables.
The main objective of this paper is to revisit Temursho’s (2020) article “On the Euro method” in a critical and constructive way. We have praised part of his work and at the same time, we have analysed some of his arguments against the Euro method and against the work published by Valderas-Jaramillo et al. (2019). Moreover, we have analysed some other relevant aspects of the SUT-Euro and SUT-RAS methods not covered in Temursho (2020). Temursho (2020) seems to conclude that no one should use the Euro method again because of its limitations and drawbacks. However, although not being the Euro method perfect, we are afraid that there is still space for the use of the Euro method in updating/regionalizing supply and use tables.
Die Fähigkeit zur Erzeugung einer nur wenige Nanometer dicken Passivschicht gelingt nichtrostenden Edelstählen aufgrund deren chemischer Zusammensetzung. Die erzielte Korrosionsbeständigkeit wird allerdings darüber hinaus als Systemeigenschaft von einer Vielzahl von weiteren Faktoren beeinflusst. Die vorliegende Arbeit befasst sich fokussiert mit dem Einfluss der schleiftechnischen Oberflächenbearbeitung von zwei ausgesuchten metastabilen austenitischen Legierungen auf deren Korrosionsverhalten.
Obwohl beide Legierungen eine vergleichbare Beständigkeit gemäß der chemischen Zusammensetzung besitzen, kann gezeigt werden, dass infolge von unterschiedlicher Oberflächenbearbeitung und unterschiedlichem Umformgrad eine starke Variation des Korrosionsverhaltens möglich ist. Es kann ebenfalls nachgewiesen werden, dass die Ausprägung und Anzahl von lokalen Oberflächendefekten hierfür verantwortlich ist. Dem eingesetzten Schleifkornwerkstoff kommt hierbei eine besondere Bedeutung zu.
SyNumSeS is a Python package for numerical simulation of semiconductor devices. It uses the Scharfetter-Gummel discretization for solving the one dimensional Van Roosbroeck system which describes the free electron and hole transport by the drift-diffusion model. As boundary conditions voltages can be applied to Ohmic contacts. It is suited for the simulation of pn-diodes, MOS-diodes, LEDs (hetero junction), solar cells, and (hetero) bipolar transistors.
Summary of the 9th workshop on metallization and interconnection for crystalline silicon solar cells
(2021)
The 9th edition of the Workshop on Metallization and Interconnection for Crystalline Silicon Solar Cells was held as an online event but nevertheless reached the workshop goals of knowledge sharing and networking. The technology of screen-printed contacts of high temperature pastes continues its fast progress enabled by better understanding of the phenomena taking place during printing and firing, and progress in materials. Great improvements were also achieved in low temperature paste printing and plated metallization. In the field of interconnection, progress was reported on multiwire approaches, electrically conductive adhesives and on foil-based approaches. Common to many contributions at the workshop was the use of advanced laser processes to improve performance or throughput.
Stadtbaukunst
(2021)
In this paper, a novel measurement model based on spherical double Fourier series (DFS) for estimating the 3D shape of a target concurrently with its kinematic state is introduced. Here, the shape is represented as a star-convex radial function, decomposed as spherical DFS. In comparison to ordinary DFS, spherical DFS do not suffer from ambiguities at the poles. Details will be given in the paper. The shape representation is integrated into a Bayesian state estimator framework via a measurement equation. As range sensors only generate measurements from the target side facing the sensor, the shape representation is modified to enable application of shape symmetries during the estimation process. The model is analyzed in simulations and compared to a shape estimation procedure using spherical harmonics. Finally, shape estimation using spherical and ordinary DFS is compared to analyze the effect of the pole problem in extended object tracking (EOT) scenarios.
Sanierputzsysteme
(2021)
Sanierputzsysteme wurden für feuchtes, salzbelastetes Mauerwerk entwickelt. Richtig angewendet ermöglichen sie langfristig schadenfreie Putzflächen auf problematischen Untergründen. Leider kommen immer wieder Fehlanwendungen vor. Es treten Flecken und Ausblühungen auf, der Putz wird zerstört, weil grundlegende Voraussetzungen für die Planung und Ausführung missachtet wurden. Dieses Buch vermittelt das notwendige Grundwissen für die Vermeidung solcher Fehler. Sanierputzsysteme bestehen in der Regel aus dem Spritzbewurf, dem Sanierputz als Grundputz und einem Oberputz oder einem Farbanstrich. Diese Materialien müssen genau aufeinander abgestimmt werden, damit sie in der Lage sind, Salze aufzunehmen und Feuchtigkeit zu speichern. Außerdem müssen sie zum jeweiligen Untergrund passen. Vorhandene Salzbelastung, Durchfeuchtungsgrad, Tragfähigkeit des Putzgrunds, Saug- und Trocknungsverhalten sind nur einige der Eigenschaften, an die das System angepasst werden muss. Diese komplexen Zusammenhänge zwischen Untergrund und Putzmörteleigenschaften sind wissenschaftlich gut erforscht und in den technischen Regelwerken berücksichtigt. Die Autoren bereiten dieses Wissen für die praktische Anwendung auf. Mit anschaulichen Erklärungen und aussagekräftigen Bilder gelingt es ihnen, die komplexen Schadensmechanismen von Putzen und Mauerwerk darzustellen und die Funktionsweise von Sanierputzsystemen zu erklären. Das Buch enthält alle Informationen, die Planer und Ausführende für die Herstellung dauerhafter Putze auf problematischen Untergründen benötigen, einschließlich der Lösungen für die besonders schwierigen Gebäudesockel und denkmalgeschützte Fassaden.
Error correction coding for optical communication and storage requires high rate codes that enable high data throughput and low residual errors. Recently, different concatenated coding schemes were proposed that are based on binary BCH codes with low error correcting capabilities. In this work, low-complexity hard- and soft-input decoding methods for such codes are investigated. We propose three concepts to reduce the complexity of the decoder. For the algebraic decoding we demonstrate that Peterson's algorithm can be more efficient than the Berlekamp-Massey algorithm for single, double, and triple error correcting BCH codes. We propose an inversion-less version of Peterson's algorithm and a corresponding decoding architecture. Furthermore, we propose a decoding approach that combines algebraic hard-input decoding with soft-input bit-flipping decoding. An acceptance criterion is utilized to determine the reliability of the estimated codewords. For many received codewords the stopping criterion indicates that the hard-decoding result is sufficiently reliable, and the costly soft-input decoding can be omitted. To reduce the memory size for the soft-values, we propose a bit-flipping decoder that stores only the positions and soft-values of a small number of code symbols. This method significantly reduces the memory requirements and has little adverse effect on the decoding performance.
In this paper, rectangular matrices whose minors of a given order have the same strict sign are considered and sufficient conditions for their recognition are presented. The results are extended to matrices whose minors of a given order have the same sign or are allowed to vanish. A matrix A is called oscillatory if all its minors are nonnegative and there exists a positive integer k such that A^k has all its minors positive. As a generalization, a new type of matrices, called oscillatory of a specific order, is introduced and some of their properties are investigated.
In diesem Beitrag wird zunächst ein einführender Überblick über die Thematik eines Marketing-Controlling spezifischen Rechtsrahmens gegeben. Da die Datenerhebung, -verarbeitung und -analyse stets die Hauptfunktionsmerkmale eines Marketing-Controllings sind, stehen nach diesem Überblick die Rechtsgrundlagen eines Datenschutzes im Mittelpunkt der folgenden Ausführungen.
Continuous range queries are a common means to handle mobile clients in high-density areas. Most existing approaches focus on settings in which the range queries for location-based services are mostly static whereas the mobile clients in the ranges move. We focus on a category called Dynamic Real-Time Range Queries (DRRQ) assuming that both, clients requested by the query and the inquirers, are mobile. In consequence, the query parameters results continuously change. This leads to two requirements: the ability to deal with an arbitrary high number of mobile nodes (scalability) and the real-time delivery of range query results. In this paper we present the highly decentralized solution Adaptive Quad Streaming (AQS) for the requirements of DRRQs. AQS approximates the query results in favor of a controlled real-time delivery and guaranteed scalability. While prior works commonly optimizes data structures on servers, we use AQS to focus on a highly distributed cell structure without data structures automatically adapting to changing client distributions. Instead of the commonly used request-response approach, we apply a lightweight streaming method in which no bidirectional communication and no storage or maintenance of queries are required at all.
The performance and reliability of non-volatile NAND flash memories deteriorate as the number of program/erase cycles grows. The reliability also suffers from cell to cell interference, long data retention time, and read disturb. These processes effect the read threshold voltages. The aging of the cells causes voltage shifts which lead to high bit error rates (BER) with fixed pre-defined read thresholds. This work proposes two methods that aim on minimizing the BER by adjusting the read thresholds. Both methods utilize the number of errors detected in the codeword of an error correction code. It is demonstrated that the observed number of errors is a good measure for the voltage shifts and is utilized for the initial calibration of the read thresholds. The second approach is a gradual channel estimation method that utilizes the asymmetrical error probabilities for the one-to-zero and zero-to-one errors that are caused by threshold calibration errors. Both methods are investigated utilizing the mutual information between the optimal read voltage and the measured error values.
Numerical results obtained from flash measurements show that these methods reduce the BER of NAND flash memories significantly.
Since its first edition in 2008, the Workshop on Metallization and Interconnection for Crystalline Silicon SolarCells has been a key event where knowledge in the critical fields of crystalline silicon solar cell metallization andinterconnection is shared between experts from academia and industry. It has become a highly recognized event forthe quality of the contributions, the lively Q&A sessions, and the exceptional networking opportunity.The situation with the Covid-19 pandemic made organizing the 9th edition as an in-person event impossible andforced us to reconsider the event format. The event took place virtually on October 5th and 6th 2020. We used aninnovative online platform that enabled not only presentations followed by Q&A but also more informal interactions,where participants could see and talk directly to other participants. 120 experts from 22 countries took part andattended 21 contributions presented live. In spite of a few technical glitches, the workshop was successful and thegoals of exchanging on the state-of-the-art in research/industry and connecting experts in the field were achieved.All presentations are available on www.miworkshop.info as .pdf documents. These proceedings contain asummary of the 9th edition (MIW2020) and peer-reviewed papers based on the workshop contributions. The organizerswish to thank the members of the Scientific Committee for the time spent reviewing the MIW2020 abstracts andproceedings. The organizers also wish to thank again the sponsors and supporters for their financial contributionswhich made the 9th Workshop on Metallization and Interconnection for Crystalline Silicon Solar Cells possible.
Probabilistic Short-Term Low-Voltage Load Forecasting using Bernstein-Polynomial Normalizing Flows
(2021)
The transition to a fully renewable energy grid requires better forecasting of demand at the low-voltage level. However, high fluctuations and increasing electrification cause huge forecast errors with traditional point estimates. Probabilistic load forecasts take future uncertainties into account and thus enables various applications in low-carbon energy systems. We propose an approach for flexible conditional density forecasting of short-term load based on Bernstein-Polynomial Normalizing Flows where a neural network controls the parameters of the flow. In an empirical study with 363 smart meter customers, our density predictions compare favorably against Gaussian and Gaussian mixture densities and also outperform a non-parametric approach based on the pinball loss for 24h-ahead load forecasting for two different neural network architectures.
Preliminary results of homomorphic deconvolution application to surface EMG signals during walking
(2021)
Homomorphic deconvolution is applied to sEMG signals recorded during walking. Gastrocnemius lateralis and tibialis anterior signals were acquired according to SENIAM recommendation. MUAP parameters like amplitude and scale were estimated, whilst the MUAP shape parameter was fixed. This features a useful time-frequency representation of sEMG signal. Estimation of scale MUAP parameter was verified extracting the mean frequency of filtered EMG signal, extracted from the scale parameter estimated with two different MUAP shape values.
Interpretability and uncertainty modeling are important key factors for medical applications. Moreover, data in medicine are often available as a combination of unstructured data like images and structured predictors like patient’s metadata. While deep learning models are state-of-the-art for image classification, the models are often referred to as ’black-box’, caused by the lack of interpretability. Moreover, DL models are often yielding point predictions and are too confident about the parameter estimation and outcome predictions.
On the other side with statistical regression models, it is possible to obtain interpretable predictor effects and capture parameter and model uncertainty based on the Bayesian approach. In this thesis, a publicly available melanoma dataset, consisting of skin lesions and patient’s age, is used to predict the melanoma types by using a semi-structured model, while interpretable components and model uncertainty is quantified. For Bayesian models, transformation model-based variational inference (TM-VI) method is used to determine the posterior distribution of the parameter. Several model constellations consisting of patient’s age and/or skin lesion were implemented and evaluated. Predictive performance was shown to be best by using a combined model of image and patient’s age, while providing the interpretable posterior distribution of the regression coefficient is possible. In addition, integrating uncertainty in image and tabular parts results in larger variability of the outputs corresponding to high uncertainty of the single model components.
Optimierungsansätze zur Verbesserung der Leistungsbeschreibungen bei öffentlichen Bauvorhaben
(2021)
Elbphilharmonie, BER, Bischofsresistenz Limburg, Stuttgart 21, Alter Elbtunnel Hamburg. Alles bekannte deutsche Bauprojekte der letzten 20 Jahre. Alle mit einer Gemeinsamkeit: Exorbitante Kostenexplosionen und Bauzeitenverzögerungen.
In dieser Arbeit wird aufgezeigt, weshalb solche Kostenexplosionen auch aufgrund von Unklarheiten bzw. Fehlern in Leistungsbeschreibungen entstehen und welches enorme Potential klare und erschöpfende Leistungsbeschreibungen haben, um bereits im Vorfeld eines Bauvorhabens die Weichen für einen reibungslosen und erfolgreichen Projektverlauf zu stellen.
Die Hochschule Konstanz Technik Wirtschaft und Gestaltung (HTWG) leistet sich einen technologischen Think-Tank: Das Open Innovation Lab. Es ist ein Labor, welches über Hierarchien und Fakultätsgrenzen hinweg für die Hochschulangehörigen geöffnet ist. Es leistet seinen Beitrag zu Lehre, Forschung und Transfer. Bezogen auf das Lernen ermöglicht das Labor, für den allgegenwärtigen Prozess der Digitalisierung soziale Verantwortung zu übernehmen und Kreativität im Umfeld technologischer Möglichkeiten zu entwickeln. Drei Ebenen wirken hier zusammen: das Individuum, das Miteinander und die übergreifende Organisationsstruktur.
The main goal of this work was to experimentally characterize the hot air-drying process of agricultural products (Potato, Carrot, Tomato) and verify it with numerical solutions at single layer and industrial scale dryer using Comsol Multiphysics® 5.3.
Input parameters at single layer dryer effects on quality attributes were examined. Two strategies of drying were applied on batch dryer to examine the input effects on quality attributes. Constant input parameters strategy was designed by using central composite design formulation and optimized by Response Surface Methodology (RSM). The second strategy was applied for further optimization of the selected region by using square wave profile of the air temperature and relative humidity. Similarly, numerical method for single layer dryer, unsteady-state partial differential equations have been solved by means of the Finite Elements Method coupled to the Arbitrary Lagrangian-Eulerian (ALE). Also, for batch dryer, the mechanistic mathematical models of coupled heat and mass transfer were developed and solved as solid porous moist material.
With this work, the process of convective drying of agricultural products could be optimized. Furthermore, important knowledge about the basic mechanisms of the drying process was found and implemented in the numerical models.
Notizen zur Stadtbaukunst
(2021)
Bedarf es heute einer institutionalisierten Stadtbaukunst? Als Gegenbewegung zur schematischen, mechanischen Stadterweiterungspraxis entwickelte sich Stadtbaukunst gegen Ende des 19. Jahrhunderts und fand in Praxis und Diskurs ihren Höhepunkt vor dem Ersten Weltkrieg. Seit einigen Jahren wird nun von verschiedenen Seiten deren Neuentdeckung und Neubewertung eingefordert. Doch die Lage heute ist eine andere als die vor über hundert Jahren. Was bedeutet das für die Idee einer Stadtbaukunst im Zusammenspiel mit Städtebau, Architektur und Stadtplanung?
A nonlinear mathematical model for the dynamics of permanent magnet synchronous machines with interior magnets is discussed. The model of the current dynamics captures saturation and dependency on the rotor angle. Based on the model, a flatness-based field-oriented closed-loop controller and a feed-forward compensation of torque ripples are derived. Effectiveness and robustness of the proposed algorithms are demonstrated by simulation results.
Respiratory diseases are leading causes of death and disability in the world. The recent COVID-19 pandemic is also affecting the respiratory system. Detecting and diagnosing respiratory diseases requires both medical professionals and the clinical environment. Most of the techniques used up to date were also invasive or expensive.
Some research groups are developing hardware devices and techniques to make possible a non-invasive or even remote respiratory sound acquisition. These sounds are then processed and analysed for clinical, scientific, or educational purposes.
We present the literature review of non-invasive sound acquisition devices and techniques.
The results are about a huge number of digital tools, like microphones, wearables, or Internet of Thing devices, that can be used in this scope.
Some interesting applications have been found. Some devices make easier the sound acquisition in a clinic environment, but others make possible daily monitoring outside that ambient. We aim to use some of these devices and include the non-invasive recorded respiratory sounds in a Digital Twin system for personalized health.
This paper presents the current state of development and selected technological challenges in the application of ecologically and economically sustainable nets for aquaculture based on ongoing development projects. These aim at the development of a new material system of high-strength stainless steel wires as net material with environmentally compatible antifouling properties for nearshore and offshore aquacultures. Current plastic netting materials will be replaced with high-strength stainless steel to provide a more environmentally friendly system that can withstand more severe mechanical stresses (waves, storms, tides and predators). A new antifouling strategy is expected to solve current challenges, such as ecological damage (e.g., due to pollution from copper-containing antifouling substances or microplastics), high maintenance costs (e.g., cleaning and repairs), and shorter service life. Approaches for the next development steps are presented based on previous experience as well as calculation models based on this experience.
Modular arithmetic over integers is required for many cryptography systems. Montgomeryreduction is an efficient algorithm for the modulo reduction after a multiplication. Typically, Mont-gomery reduction is used for rings of ordinary integers. In contrast, we investigate the modularreduction over rings of Gaussian integers. Gaussian integers are complex numbers where the real andimaginary parts are integers. Rings over Gaussian integers are isomorphic to ordinary integer rings.In this work, we show that Montgomery reduction can be applied to Gaussian integer rings. Twoalgorithms for the precision reduction are presented. We demonstrate that the proposed Montgomeryreduction enables an efficient Gaussian integer arithmetic that is suitable for elliptic curve cryptogra-phy. In particular, we consider the elliptic curve point multiplication according to the randomizedinitial point method which is protected against side-channel attacks. The implementation of thisprotected point multiplication is significantly faster than comparable algorithms over ordinary primefields.
Monitor Energiewende 2020
(2021)
This paper describes the development of a control system for an industrial heating application. In this process a moving substrate is passing through a heating zone with variable speed. Heat is applied by hot air to the substrate with the air flow rate being the manipulated variable. The aim is to control the substrate’s temperature at a specific location after passing the heating zone. First, a model is derived for a point attached to the moving substrate. This is modified to reflect the temperature of the moving substrate at the specified location. In order to regulate the temperature a nonlinear model predictive control approach is applied using an implicit Euler scheme to integrate the model and an augmented gradient based optimization approach. The performance of the controller has been validated both by simulations and experiments on the physical plant. The respective results are presented in this paper.
The present work proposes the use of modern ICT technologies such as smartphones, NFCs, internet, and web technologies, to help patients in carrying out their therapies. The implemented system provides a calendar with a reminder of the assumptions, ensures the drug identification through NFC, allows remote assistance from healthcare staff and family members to check and manage the therapy in real-time. The system also provides centralized information on the patient's therapeutic situation, helpful in choosing new compatible therapies.
Der Inhalt dieser Arbeit befasst sich mit der Erläuterung von Technologien der Industrie 4.0. Diese Technologie soll in Verbindung mit einem Stampfprozess die altbewährte Stampflehmbauweise wieder mehr ins Leben rufen. Dabei soll in dieser Arbeit über die technischen Funktionalitäten, die relevanten Parameter sowie über den Stand der Technik aufgeklärt werden. Darüber hinaus wird in einer Markabschätzung das Potential des Stampflehms als nachhaltige Baumethode und Ersatz für anderweitige Baumethoden untersucht. Hierbei werden die Vor- und Nachteile nochmals aufgezeigt, um eine bessere Beurteilung möglich zu machen. Die Meinungen und Erfahrungen von Experten sind in dieser Arbeit aufbauend miteingeflossen.
Market research institutes forecast a growing relevance of Low-Code Development Platforms (LCDPs) for organizations. Moreover, the rising number of scientific publications in recent years shows the increasing interest of the academic community. However, an overview of current research focuses and fruitful future research topics is missing. This paper conducts a first scientific literature review on LCDPs to close this gap. The socio-technical system (STS) model, which categorizes information systems into a social and a technical system, serves to analyze the identified 32 publications. Most of current research focuses on the technical system (technology or task). In contrast, only three publications explicitly target the social system (structure or people). Hence, this paper enables future research to address the identified research gaps. Additionally, practitioners gain awareness of technical and social aspects involved in the development, implementation, and application of LCDPs.
List decoding for concatenated codes based on the Plotkin construction with BCH component codes
(2021)
Reed-Muller codes are a popular code family based on the Plotkin construction. Recently, these codes have regained some interest due to their close relation to polar codes and their low-complexity decoding. We consider a similar code family, i.e., the Plotkin concatenation with binary BCH component codes. This construction is more flexible regarding the attainable code parameters. In this work, we consider a list-based decoding algorithm for the Plotkin concatenation with BCH component codes. The proposed list decoding leads to a significant coding gain with only a small increase in computational complexity. Simulation results demonstrate that the Plotkin concatenation with the proposed decoding achieves near maximum likelihood decoding performance. This coding scheme can outperform polar codes for moderate code lengths.
Anthropologists’ arrival stories have long served to justify, naturalize, and domesticate—often through humor—the fraught moment of entering unasked into other people's lives. This textual convention has been thoroughly critiqued, but no comparable attention has been paid to the analogous moment of departure from the field. The digital age enables both sides to maintain contact, a shift that negates the finality of earlier departures. This article engages the changes wrought by digital media that allow us to remain connected to the field. While this seems a humane affordance, it also means that it is no longer feasible to cleanly sever ties established ‘there’. When anthropologists leave the field, the field will likely follow them—on Facebook or Instagram.
Als Grundlage für die im Zuge der Verkehrswende anfallenden Planungs- und Entscheidungsprozesse werden aktuelle und digitale Daten des Straßenraums benötigt. Mobile-Mapping-Systeme sind in der Lage, solche raumbezogenen Daten schnell, genau und flächendeckend zu erfassen. Die anfallenden Datenmengen sind dabei jedoch erheblich und der Zeitaufwand für eine manuelle Analyse durch Personen mit entsprechender Expertise immens. Daher ist eine Automatisierung wünschenswert. Der vorliegende Beitrag gibt einen praxisbezogenen Überblick über Anwendungsmöglichkeiten für Künstliche Intelligenz (KI) im Themenbereich Straßenraumerfassung. Aufbauend auf einer thematischen Einführung in Mobile Mapping und KI werden ausgewählte Anwendungen vorgestellt, bei denen KI-Ansätze typische Prozesse der Straßenraumdatenverarbeitung unterstützen und beschleunigen können.
Kritische Analyse des Geschäftsmodells von Amazon mit einem Fokus auf wettbewerbsrechtliche Aspekte
(2021)
Beim data-driven learning (DDL) werden Lernerinnen und Lerner angeleitet, sprachliche Muster mit Hilfe von Korpuswerkzeugen zu entdecken und eigene Korpusabfragen durchzuführen. Am Beispiel einer Unterrichtseinheit für den Wirtschaftsdeutsch-Unterricht wird der Einsatz von DDL erläutert. Es wird deutlich, welche Chancen korpuslinguistische Verfahren bieten, aber auch, welche Probleme beim DDL auftreten können. Vor allem für die Planung des Fachsprachenunter-richts können korpuslinguistische Analysen hilfreich sein: Zu nennen sind die Bedarfsermittlung, die Auswahl von Materialien, die Identifizierung von typischem Wortschatz und häufigen Mustern sowie die Erstellung von Übungsmaterialien. Das Praxisbeispiel, das auf andere Kontexte übertragen werden kann, illustriert, wie sich korpuslinguistische Verfahren und DDL auf die Unterrichtsplanung und -durchführung auswirken: Sprache wird als Datenmenge betrachtet; der Fokus liegt auf sprachlichen Mustern; Fragen nach der Korrektheit bzw. der Angemessenheit werden thematisiert.
Das Ziel dieser Arbeit war die Konzeption eines untergeordneten Stadtbusnetzes der Stadt Konstanz. Dabei wurde auf einem bereits entwickelten Entwurf eines übergeordneten Netzes aufgesetzt. Durch die Kombination dieser beiden entstand ein Gesamtbusnetz.
Im ersten Schritt wurde eine breit gefächerte Bestandsanalyse durchgeführt, inbegriffen war dabei eine Analyse des übergeordneten Busnetzes. Die gebündelten Ergebnisse gaben den Rahmen für die Konzeption vor. Danach folgte der schrittweise Entwurf der einzelnen Linien des untergeordneten Netzes. Im letzten Schritt der Konzeption wurden die Linien an wichtigen Umsteigeknoten und Parkräumen aufeinander abgestimmt.
Aus der genannten Analyse resultierten diverse Anforderungen für die Konzeption eines neuen Busnetzes. Hierbei konnte die Anbindung an die Bahn und das neu entstehende Mobilitätszentrum besonders hervorgehoben werden. Das Ergebnis der Konzeption waren elf Buslinien, die dem untergeordneten Netz zugewiesen werden können. Gemeinsam mit den fünf Linien des übergeordneten Entwurfs bilden sie ein Gesamtstadtbusnetz. Dabei wurden die Streckenverläufe der Linien aufeinander abgestimmt, sodass ein breitgefächertes Netz an Direktverbindungen entstehen konnte. Mithilfe der Abstimmung an Umsteigeknoten konnten sinnvolle Umsteigerelationen geschaffen werden, wodurch die Direktverbindungen zu einer flächendeckenden Anbindung der Stadtteile an relevante Ziele im Stadtgebiet erweitert wurden.
Auf theoretischer Ebene wurde hier aufgezeigt, wie ein neues Buskonzept der Stadt Konstanz gestaltet sein kann. Das vorliegende Konzept sollte in einer separaten Arbeit auf eine tatsächliche Umsetzbarkeit geprüft werden.
In multi-extended object tracking, parameters (e.g., extent) and trajectory are often determined independently. In this paper, we propose a joint parameter and trajectory (JPT) state and its integration into the Bayesian framework. This allows processing measurements that contain information about parameters and states. Examples of such measurements are bounding boxes given from an image processing algorithm. It is shown that this approach can consider correlations between states and parameters. In this paper, we present the JPT Bernoulli filter. Since parameters and state elements are considered in the weighting of the measurement data assignment hypotheses, the performance is higher than with the conventional Bernoulli filter. The JPT approach can be also used for other Bayes filters.
Jahresbericht 2021
(2021)
ISO 37001:2016 is an international management system standard against bribery, issued by the International Organization for Standardization (ISO). The aim of the standard is to support companies and organizations in combating bribery risks in their own operations and in their global value chains to prevent and detect bribery and to create international comparability in anti-corruption management.
ISO itself is the international association of more than 160 national standardization bodies that work together in ISO technical committees to develop international standards. ISO Standard 37001 was published for the first time on 15 October 2016 under the title “Anti-bribery management systems – Requirements with guidance for use”. ISO 37001 is based on the British standard 10500 and refers to international anti-corruption principles and guidelines. The standard is open to all types of organizations, regardless of their size, legal form, or geographical location. ISO 37001 has the usual “high-level structure” of an ISO standard, which simplifies setting up and operating the system alongside other management systems in an organization. As a Type-A standard, ISO 37001 is approved for certification. Companies can ask to be certified by accredited third parties; thus proving that their anti-bribery management system meets the criteria of the ISO 37001 standard. However, neither appropriate certification nor basic conformity to ISO 37001 can guarantee that bribery does not occur. Instead, the certification of a management system indicates that the company has taken all appropriate and required measures to tackle the issue of bribery.
This article discusses the ISO 19600, an international cross-industry standard that contains directives for the use of compliance management systems. The standard is designed as a guideline and is based on the principles of good governance, proportionality, transparency, and sustainability. It covers all forms of corporate and organizational structures and aims to support managers and employees in avoiding unethical conduct. The authors describe the principles of the ISO 19600 standard and in this context examine in more detail the three core elements that form a successful compliance management system: a high-level structure, a risk-based approach, and a plan-do-check-act model. In addition, compliance culture and the role of management are discussed.
Ferromagnetism is of increasing importance in the growing field of electromobility and data storage. In stable austenitic steels, the occurrence of ferromagnetism is not expected and would also interfere with many applications. However, ferromagnetism in austenitic stainless steels after low-temperature nitriding has already been shown in the past. Herein, the presence of ferromagnetism in austenitic steels is discovered after low-temperature carburization (Kolsterizing), which represents a novel and unique finding. A zone of expanded austenite is established on various austenitic stainless steels by low-temperature carburization and the respective ferromagnetism is investigated in relation to the alloy composition. The ferromagnetism occurring is determined by means of a commercial magnetoinductive sensor (Feritscope). Ferromagnetic domains are visualized by magnetic force microscopy and a ferrofluid. X-ray diffraction measurements indicate a clear difference in the lattice expansion of the different alloys. Furthermore, a different appearance of the magnetizable microstructure regions (magnetic domain structure) is detected depending on the grain orientation determined by electron backscatter diffraction (EBSD). Strongly pronounced magnetic domains show no linear lattice defects, whereas in small magnetizable areas linear lattice defects are detected by electron channeling contrast imaging and EBSD.
Integrity Management
(2021)
Established compliance management systems are not sufficient to guarantee that employees act in a law-abiding and ethical manner. In fact, modern compliance management systems rather require complementary initiatives such as an integrity management which expands the focus which is often only limited to legal content, by considering business decisions also from a moral, social, societal, and ecological perspective. The goal of integrity management is not simply having employees strictly following the rules, but instead promoting moral conduct. Therefore, integrity management particularly pays attention to the ethical behavior of the individual employee, as well as the company and management culture. The company culture can be understood as the sum of the organization’s collective values, convictions, attitudes, and mindsets. The authors point out possibilities and limitation on how companies can influence their culture by setting up targets, incentive and sanctions schemes, in addition to the already-existing control measures.
Innovation Labs
(2021)
Today's increasing pace of change and intense competition places demands on organizations to use a different approach to innovation, going beyond the incremental innovation that is typically developed within the core of the organization. As an option to escape the existing beliefs of the core organization, innovation labs are used to develop more discontinuous innovation. Despite the abundance of these so-called innovation labs in practice, researchers have devoted little effort to scrutinizing the concept and to provide managers with a framework for exploiting this form of innovation. In this paper, we aim to perform an empirical investigation and to create a consensus around the concept of innovation labs. To do so, we conducted a multiple case study in large international organizations with a total of 31 interviews of an average length of 70 minutes. We offer a framework by identifying four innovation lab types and consider when each is most appropriate. Furthermore, we highlight the importance for managers and their organizations to align the strategic intent with the innovation lab type as well as the interface between the innovation lab and the core business.
InnoCrowd, a Product Classification System for Design Decision in a Crowdsourced Product Innovation
(2021)
System engineering focuses on how to design and manage complex systems. Meanwhile, in the era of Industry 4.0 and Internet of Things (IoT), systems are getting more complex. Contributors to higher complexity include the usage of modern components (e.g. mechatronics), new manufacturing technologies (e.g. 3D Print) and new engineering product development processes, e.g. open innovation. Open innovation is enabled by IoT, where people and devices are easily connected, and it supports development of more innovative products through ideas gained from predecessors and collaborators world wide. Some researchers suggest this approach is up to three times faster and five times cheaper than conventional approaches [Gassmann, 2012], [Howe, 2008], [Kusumah, 2018]. Because open innovation is relatively new, many managers do not know how to employ it effectively in some phases of product development [Schenk, 2009], [Afuah, 2017], including requirements definition, design and engineering processes (task assignment) through quality assurance. Also, they have trouble estimating and controlling development time and cost [Nevo, 2020], [Thanh, 2015]. As a consequence, the acceptance of this new approach in the industry is limited. Research activities addressing this new approach mainly address high-level and qualitive issues. Few effective methods are available to estimate project risk and to decide whether to initiate a project.
We propose InnoCrowd, a decision support system that uses an improved method to support these tasks and make decisions about crowdsourced engineering product development.
InnoCrowd uses natural language processing and machine learning to build a knowledgebase of crowdsourced product developments. InnoCrowd presents a manager with results of similar projects to show which practices led to good results. A manager of a new project can use this guidance to employ best practices for product requirements definition, project schedule, and other aspects, thereby reducing risk and increasing chances for success.
inno4regio
(2021)
Unternehmen stehen häufig unter einem Innovationsdruck, um ihre langfristige Wettbewerbsfähigkeit zu sichern. Vor allem kleine und mittelständische Unternehmen sind hier besonders gefordert, da ihnen vielfach die erforderlichen Ressourcen oder Kompetenzträger fehlen und das tägliche operative Geschäft häufig eine intensive Auseinandersetzung mit dem Thema nicht zulässt.
Diese Unternehmen sind auf externe Ressourcen angewiesen. Hinzu kommt die Unsicherheit vieler Unternehmer hinsichtlich Kooperationsmöglichkeiten mit öffentlichen Forschungseinrichtungen sowie organisatorische Bedenken mit dem damit verbundenen Koordinationsaufwand.
Das Innovationsportal inno4regio kann genau hier Abhilfe schaffen. Mittels standardisierter Prozesse soll den Unternehmern eine Möglichkeit geboten werden, externe Innovationsvorhaben durch eine Problemanalyse anzustoßen und die notwendigen Partner aus der Hochschulwelt einzubinden. Der Zugriff über einen Knotenpunkt auf das fachliche sowie kreative Personal von rund dreißig Hochschulen im Verbund der Internationalen Bodensee-Hochschule ist dabei ein Alleinstellungsmerkmal, welches in dieser Form bisher noch nicht am Markt existiert.
With the increasing challenges of the 21st century, such as a rapidly growing population, increasing hunger and the destruction of the environment, the demand for sustainable and future-oriented ways of living is growing. To meet this demand, a residential district named Maun Science Park is being built in Botswana to develop a resilient society. In addition to the application of modern technology to optimise the use of resources, the environmentally friendly construction of the buildings is another goal of the project. This thesis investigates the prefabrication of rammed earth in terms of implementation and profitability for the Maun Science Park.
For this purpose, the specific properties, handling, as well as the application of the building material in prefabrication are first discussed.
This is followed by an investigation of how the work processes of prefabrication can be implemented in the Maun Science Park. Based on this, a profitability test is carried out using a break-even and sensitivity analysis.
The analyses showed that the investment in prefabrication is not profitable within the assumed production volume, which is due to the high fixed costs. These are primarily generated by the two main cost drivers, consisting of the new construction of the production hall and the rental of heavy construction equipment.
Lastly, recommendations for action were formulated that provide for a cost reduction in both the two main cost drivers as well as for other decisive factors.
Identifikation von Schlaf- und Wachzuständen durch die Auswertung von Atem- und Bewegungssignalen
(2021)
The development of home health systems can provide continuous and user-friendly monitoring of key health parameters. This project aims to create a concept for such a system, implement it on a test basis, and evaluate it. Three health areas were selected for this purpose:
Sleep, Stress, and Rehabilitation. Appropriate devices were installed in the homes of test subjects and used by them for two weeks. Besides, relevant questionnaires were completed to obtain a complete picture. Finally, the implemented system was evaluated, and the results of the conducted study showed that home health systems have great potential. However, it is necessary to consider some points to increase the usability of the system and the motivation of the users. Among others, ease of use of the equipment is of extreme importance.
Guiding through the Fog
(2021)
Corporate Entrepreneurship (CE) programs are formalized efforts to realize entrepreneurial activities in established companies. Despite the growing and evolving landscape of CE programs, effectively managing them remains a challenging endeavor which results in disappointing outcomes and oftentimes leads to the early termination of such programs. We unmask the differences in goal setting of CE programs and highlight that setting appropriate goals is imperative for their desired outcomes. In practice, companies seem to struggle with the goal setting, and scholars have not yet fully solved the puzzle of goals setting in the context of CE programs either. Therefore, we set out to explore the current state of goal setting in the context of CE programs building upon 61 semi-structured interviews with CE program executives from cross-industry companies with different sizes. Our study contributes to a better understanding of goal setting in the context of CE programs by (1) characterizing the goal setting of CE programs based on goal attributes and goal types and (2) identifying differences among the goal setting of CE programs. We provide implications to practice for a more effective management of CE programs and conclude with a discussion for future research on the impact of the different goal settings.
Female Entrepreneurship has gained interest over the last 20 years. Therefore, this paper analyses 7,320 articles of the research field ‘women in entrepreneurial context’ published in 885 journals. The sample is analyzed by using a machine learning and text mining based methodological approach. Aiming to provide a broad overview over the research literature, 41 clusters and 11 superordinate topics were identified. Major developments of research attention are outlined by analyzing bibliometric data of the period from 2000 to 2020. Overall growth in terms of research attention measured by the development of yearly citations per article is best noticeable in clusters ‘corporate social responsibility’, ‘brand’, and ‘corporate (-governance)’, and in superordinate topics ‘performance’, ‘education’, and ‘corporate (board/ management)’. There are also indicators for an overall increase of research attention and cluster variety. The synthesis provides an insight into most trending superordinate topics. Therefore, this literature review gives a comprehensive and descriptive overview as well as an insight into thematic trend developments of the research field.
Generalized Concatenated Codes over Gaussian and Eisenstein Integers for Code-Based Cryptography
(2021)
The code-based McEliece and Niederreiter cryptosystems are promising candidates for post-quantum public-key encryption. Recently, q-ary concatenated codes over Gaussian integers were proposed for the McEliece cryptosystem together with the one-Mannheim error channel, where the error values are limited to Mannheim weight one. Due to the limited error values, the codes over Gaussian integers achieve a higher error correction capability than maximum distance separable (MDS) codes with bounded minimum distance decoding. This higher error correction capability improves the work factor regarding decoding attacks based on information-set decoding. The codes also enable a low complexity decoding algorithm for decoding beyond the guaranteed error correction capability. In this work, we extend this coding scheme to codes over Eisenstein integers. These codes have advantages for the Niederreiter system. Additionally, we propose an improved code construction based on generalized concatenated codes. These codes extent the rate region where the work factor is beneficial compared to MDS codes. Moreover, generalized concatenated codes are more robust against structural attacks than ordinary concatenated codes.
Compliance wirkt, wenn sie in den Köpfen der Menschen ankommt – und wenn sie adaptiv die Themen der Zeit aufgreift.
Eine Führungskräftebefragung der Kommunikationsagentur A&B One, unterstützt vom Zentrum für Wirtschaftsethik (ZfW), zeichnet hierzu ein aktuelles Bild der wichtigen Zielgruppe “Management”. Der Beitrag skizziert die Sicht von Führungsverantwortlichen aller Ebenen auf die viel diskutierte unternehmerische Verantwortung, auf die Wirksamkeit von Compliance-Maßnahmen und auf Compliance-Risiken im Homeoffice. Er gibt Impulse für die Praxis: von Synergien zwischen Purpose und Integrität bis hin zur Förderung von Regelbewusstsein beim (coronabedingten) Remote Working.
In this article, the collection of classes of matrices presented in [J. Garloff, M. Adm, ad J. Titi, A survey of classes of matrices possessing the interval property and related properties, Reliab. Comput. 22:1-14, 2016] is continued. That is, given an interval of matrices with respect to a certain partial order, it is desired to know whether a special property of the entire matrix interval can be inferred from some of its element matrices lying on the vertices of the matrix interval. The interval property of some matrix classes found in the literature is presented, and the interval property of further matrix classes including the ultrametric, the conditionally positive semidefinite, and the infinitely divisible matrices is given for the first time. For the inverse M-matrices the cardinality of the required set of vertex matrices known so far is significantly reduced.
Four-Dimensional Hurwitz Signal Constellations, Set Partitioning, Detection, and Multilevel Coding
(2021)
The Hurwitz lattice provides the densest four-dimensional packing. This fact has motivated research on four-dimensional Hurwitz signal constellations for optical and wireless communications. This work presents a new algebraic construction of finite sets of Hurwitz integers that is inherently accompanied by a respective modulo operation. These signal constellations are investigated for transmission over the additive white Gaussian noise (AWGN) channel. It is shown that these signal constellations have a better constellation figure of merit and hence a better asymptotic performance over an AWGN channel when compared with conventional signal constellations with algebraic structure, e.g., two-dimensional Gaussian-integer constellations or four-dimensional Lipschitz-integer constellations. We introduce two concepts for set partitioning of the Hurwitz integers. The first method is useful to reduce the computational complexity of the symbol detection. This suboptimum detection approach achieves near-maximum-likelihood performance. In the second case, the partitioning exploits the algebraic structure of the Hurwitz signal constellations. We partition the Hurwitz integers into additive subgroups in a manner that the minimum Euclidean distance of each subgroup is larger than in the original set. This enables multilevel code constructions for the new signal constellations.
Twenty-first century infrastructure needs to respond to changing demographics, becoming climate neutral, resilient, and economically affordable, while remaining a driver for development and shared prosperity. However, the infrastructure sector remains one of the least innovative and digitalized, plagued by delays, cost overruns, and benefit shortfalls. The authors assessed trends and barriers in the planning and delivery of infrastructure based on secondary research, qualitative
interviews with internationally leading experts, and expert workshops. The analysis concludes that the root-cause of the industry’s problems is the prevailing fragmentation of the infrastructure value chain and a lacking long-term vision for infrastructure. To help overcome these challenges, an integration of the value chain is needed. The authors propose that this could be achieved through a use-case-based, as well as vision and governance-driven creation of federated digital platforms applied to infrastructure projects and outline a concept. Digital platforms enable full-lifecycle participation and responsible governance guided by a shared infrastructure vision. This paper has contributed as policy recommendation to the Group of Twenty (G20) in 2021.
Im modernen Automobilbau spielen Fussgängerschutzsysteme eine immer stärker werdende Rolle, um Verletzungen und Todesfälle bei Verkehrsunfällen mit Fussgängerbeteiligung zu reduzieren. Eines dieser Sicherheitssysteme ist die aktive Motorhaube. Durch die Verwendung von Formgedächtnislegierungen (FGL) als Aktoren können die bestehenden Systeme vereinfacht werden, wobei die gleiche Funktion durch neue Mechanismen bei reduzierter Grösse und Gewicht sowie verringerten Kosten ausgeführt werden kann. In diesem Beitrag werden nach einer Einleitung zu existierenden Systemen zur Motorhauben-Anhebung FG-Aktoren und deren potenzielle Einsatzmöglichkeiten in Automobilbau kurz vorgestellt.
Many countries offer state credit guarantees to support credit-constrained exporters. The policy instrument is commonly justified by governments as a means to mitigating adverse outcomes of financial market frictions for exporting firms. Accumulated returns to the German state credit guarantee scheme deriving from risk-compensating premia have outweighed accumulated losses over the past 60 years. Why do private financial agents not step in and provide insurance given that the state-run program yields positive returns? We argue that costs of risk diversification, liquidity management, and coordination among creditors limit the ability of private financial agents to offer comparable insurance products. Moreover, we suggest that the government’s greater effectiveness in recovering claims in foreign countries endows the state with a cost advantage in dealing with the risks involved in large export projects. We test these hypotheses using monthly firm-level data combined with official transaction-level data on covered exports of German firms and find suggestive evidence that positive effects on trade are due to mitigated financial constraints: State credit guarantees benefit firms that are dependent on external finance, if the value at risk which they seek to cover is large, and at times when refinancing conditions on the private financial market are tight.
Experimentelle Untersuchung einer Kontaktverbindung für die Anwendung im konstruktiven Holzbau
(2021)
Im Rahmen dieser Arbeit wurde eine Holz-Holz-Kontaktverbindung aus Brettschichtholz ohne mechanische Verbindungsmittel hinsichtlich ihrer Steifigkeit experimentell untersucht. Eine Druckstrebe wurde mit Hilfe eines versteckten Treppenversatzes unter einem Winkel von 30° bzw. 60° an einen Gurt angeschlossen. Insgesamt wurden in den zwei Prüfreihen 20 Prüfkörper untersucht.
Das für die Versuche verwendete Brettschichtholz wurde von vier verschiedenen Firmen und Ingenieurbüros in Deutschland zur Verfügung gestellt. Für die experimentellen Untersuchungen in dieser privatfinanzierten Masterthesis standen so immerhin ca. 50 Meter Brettschichtholz zur Verfügung.
Die Versuche wurden in der Öffentlichen Prüfstelle für Baustoffe und Geotechnik an der HTWG durchgeführt.
Die Auswertung der Versuchsergebnisse soll Aufschluss über die Steifigkeit, die Tragfähigkeit und das mechanische Verhalten eines solchen modifizierten Versatzes geben. Diese Erkenntnisse sollen eine Grundlage für die computergestützte Modellierung von Verbindungen schaffen, um lokale Effekte in Anschlussbereichen besser zu verstehen und möglichst realitätsnah implementieren zu können.
In der Nachhaltigkeits-Diskussion spielen anthropogene Treibhausgasemissionen durch den von ihnen hervorgerufenen Klimawandel eine entscheidende Rolle. Im Zuge dessen entscheidet sich die Hochschule Technik, Wirtschaft und Gestaltung in Konstanz (HTWG), eine jährliche Treibhausgasbilanzierung zu erstellen. Durch die jährliche Erfassung der hochschulbezogenen Emissionen erfolgt das Monitoring (dt.: Überwachung).
Die Bilanzierung und Überwachung der durch die Hochschule und ihren Betrieb verursachten Treibhausgasemissionen (THG-Emissionen) dienen als Ausgangspunkt für lokalen Klima-schutz. Die wesentlichen Handlungsfelder werden durch das Identifizieren der Hauptursachen für Treibhausgasemissionen ermittelt und setzen den Startpunkt für die Planung, Auswahl und Umsetzung von Klimaschutzaktivitäten. Durch eine langfristige und regelmäßige Überwachung der Emissionen trägt die HTWG auch über ihre lokalen Systemgrenzen hinaus zum gesellschaftlichen Umweltbewusstsein bei.
Um das Erreichen dieses Ziels zu unterstützen, wird im Rahmen der vorliegenden Abschlussarbeit ein Pflichtenheft erstellt. Dieses enthält eine Ausarbeitung über die erforderlichen Organisations- und Arbeitsstrukturen für das Monitoring der THG-Emissionen. Des Weiteren erfolgt mit der Status-Quo-Abschätzung der THG-Emissionen des festgelegten Basisjahres 2019 die erste exemplarische Praxisanwendung des Pflichtenheftes. Das Monitoring wird mit der Zielsetzung einer maßnahmen- und umsetzungsorientierten Anwendung konzeptioniert, dessen jährliche Erhebung mit einem vertretbaren Aufwand zu realisieren ist.