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Der Beitrag beschreibt beispielhaft die administrativen, organisatorischen und sozialen Voraussetzungen gelungener Austauschprogramme mit chinesischen Partnerhochschulen. Hierzu gehört neben einer intensiven Beziehungspflege mit diesen Partnerinstitutionen eine gelebte Willkommenskultur für chinesische Studierende an der deutschen Hochschule. Letztere beinhaltet eine über die notwendigen administrativen Prozesse hinausgehende Betreuung, besondere Kursangebote sowie eine kontinuierliche Vernetzung und Einbindung der chinesischen Studierenden durch verschiedene extracurriculare Aktivitäten zur Integration in den Studienalltag und in das Alltagsleben über verschiedene Phasen hinweg (vor der Ausreise, bei der Ankunft, im Verlauf des Studiums, bei der Gestaltung von Praxisphasen sowie beim Übergang ins Berufsleben). Als Teil
dieses Maßnahmenplans fördern interkulturelle Kursangebote in kulturell gemischten Gruppen nicht nur die Integration der chinesischen Studierenden. Sie leisten auch einen wichtigen Beitrag zur Stärkung der internationalen Ausbildung deutscher Studierender im Sinne einer internationalization@home. Entsprechende Angebote erhöhen damit die Wertschätzung von Internationalisierung als Mehrwert für die gesamte Hochschule. Gleichzeitig unterstützen sie den Ausbau interkultureller Sensibilität als wichtiger Qualifikation für das zukünftige Berufsleben für die Studierenden beider Seiten. Um all diese Maßnahmen zu verwalten und umzusetzen, sind personelle Ressourcen zur Betreuung und Evaluation der Programme erforderlich. Darüber hinaus bedarf es einer konstruktiven Kommunikationskultur zwischen verschiedenen Abteilungen der Hochschule sowie hinreichend mit China-Kompetenz ausgestatteter Akteur*innen (Mitarbeiter*innen im Akademischen Auslandsamt, Professor*innen, Auslands- und Regionalbeauftragte etc.).
Wirtschaftsprüfung
(2022)
Das Ziel der vorliegenden Arbeit ist die Ermittlung relevanter Parameter der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung von Überdeckelungen von Infrastrukturflächen in hybrider Bauweise im innerstädtischen Raum in Deutschland. Die untersuchte Hybridbauweise setzt sich aus Grünbrücken in Leichtbauweise und massive, bebaubare Module zusammen. Zusätzlich soll ein Berechnungsmodell entwickelt werden, in das die Werte der Parameter potenzieller Standorte eingegeben werden können. Hierüber können Bewertungen und Vergleiche der Standorte durchgeführt werden, welche später als Entscheidungsgrundlage für eine Realisierung dienen können. Mit Hilfe einer Sensitivitäts-, Szenarien- und Immobilienmarktanalyse werden die Parameter der Wirtschaftlichkeitsuntersuchung analysiert, wonach den maßgeblichen Einfluss auf das Endergebnis die Grundflächenzahl und die Geschossflächenzahl haben. Die Länge der Überdeckelung hat dagegen weniger bis keinen Einfluss auf das Gesamtergebnis. Die regionalen Immobilienpreise stellen den Schlüssel zur Wirtschaftlichkeit dar. Sie können geringe Werte der Grundflächenzahl und Geschossflächenzahl ausgleichen. Die verschiedenen Gegebenheiten und regionalen Unterschiede der Standorte deutschlandweit machen derartige Großprojekte jeweils zu Individuallösungen und die Entwicklung eines standardisierten Modells schwierig. Das Modell sollte für jeden Standort leicht modifiziert werden, wie die Case Study des McGraw-Grabens in München zeigt. Das Ergebnis der Case Study fällt durch die entsprechende Bebauungsdichte und die hohen Immobilienpreise positiv aus. Trotzdem muss der Detaillierungsgrad berücksichtigt werden, wonach ein solches Modell lediglich erste Anhaltspunkte für eine Bewertung geben kann. Für eine ganzheitliche Beurteilung müssen entsprechende Erweiterungen des Modells vorgenommen werden.
Bei der Auslegung des Verteilergetriebes leistungsverzweigter Hybridantriebe müssen die Übersetzungen sorgfältig hinsichtlich des Wirkungsgrades ausgewählt werden. Die ungünstige Leistungsübertragung im seriellen, elektrischen Zweig sowie die Blindleistung sind zu minimieren. Die Formelzusammenhänge werden in diesem Aufsatz, der im Rahmen eines Freistellungssemesters entstanden ist, hergeleitet.
Wirkung von Design verstehen
(2022)
Um das Konstrukt Corporate Design verstehen zu lernen und einen methodischen Ansatz zur Schulung des gestalterischen Gespürs im Gestaltungsprozess zu generieren, untersucht die Independent Study bestehende Marken mithilfe theoretischer Grundlagen aus der Rhetorik. In vier Case Studies werden Corporate Designs oder Aspekte dieser unter gestalterischen sowie rhetorischen Regeln betrachtet. Die Beschäftigung mit Marken auf diese Art und Weise schafft Erfahrungen mit der Thematik, während die angewendeten Methodiken systematisches Denken in der Gestaltung fördert und einen methodischen Werkzeugkasten ermöglicht.
Vertrauen durch Integrität
(2022)
Durch eine Aufweitung des Kristallgitters mittels Niedertemperatur-Eindiffusion von Kohlenstoff und/oder Stickstoffatomen können in der Randzone von nichtrostenden Stählen eine hohe Härte und eine hohe Verschleißbeständigkeit erzeugt werden, ohne dass zusätzliche Legierungselemente verwendet werden müssen. Die metallkundlichen Hintergründe für die Härtung, die Wirkung auf Verschleißvorgänge und mögliche Anwendungsbereiche werden geschildert. Anhand von Reibwerten wird gezeigt, in welcher Weise das Reibungsverhalten bei Schraubverbindungen durch die Behandlung verändert wird. Über Migrationsversuche wird nachgewiesen, dass die Ionenabgabe durch die Oberflächenhärtung nicht erhöht, sondern sogar abgesenkt wird. Neben dem besseren Verschleißschutz und einer höheren Dauerfestigkeit sichert diese Oberflächenbehandlung am nichtrostenden Stahl den Schutz gegen die Kontamination von Pharmaprodukten durch Metallabrieb/-ionen. Tests an oberflächengehärteten Edelstahlproben ergaben weiterhin, dass durch die Oberflächenhärtung die Biokompatibilität des nichtrostenden Edelstahls nicht beeinträchtigt wird.
Unternehmenskultur
(2022)
Unternehmenskultur als die zentrale informeller Steuerungsgröße von Organisationen spielt insbesondere bei der Verankerung ethischer Werte und Prinzipien in Unternehmen eine unverzichtbare Rolle. Warum dies so ist und welchen konkreten Beitrag eine bewusste Kulturentwicklung im Kontext angewandter Unternehmensethik leisten kann, ist Gegenstand des Artikels.
Unternehmensberatung
(2022)
Im Kapitel "Unternehmensberatung" geht es um die Themen, inhaltlichen Schwerpunkte und möglichen Ansätze von Beratungsdienstleistungen im Kontext heutiger angewandter Unternehmensethik. Von der Gestaltung einer Unternehmenskultur der Integrität zur Prävention von Wirtschaftskriminalität bis zur Entwicklung eines ganzheitlichen unternehmerischen Verantwortungsmanagements, das neben Nachhaltigkeitsaspekten auch einen ethisch reflektierten Umgang mit Digitalisierung und KI umfasst.
As organizations struggle to cope with digital transformation in
an innovation environment, partnerships between startups and established
companies have become increasingly important. Building upon years of
practical experience and empirical research, we present advantages,
obstacles, and the keys to successful corporate-startup collaboration.
Low-Code Development Platforms (LCDPs) enable non-information technology (IT) personnel to develop applications and workflows independently of the IT department. Consequently, these digital platforms help to overcome the growing need for software development. However, science and practice warn of several barriers that slow down or hinder the usage of LCDPs. This publication scientifically identifies, analyzes, and discusses challenges during implementation and application of LCDPs from both perspectives in a holistic manner. Therefore, we conduct an exploratory study (data from scientific literature, expert interviews, and practical studies) and assign the challenges to the socio-technical system model. The results show that the scientific and practical communities recognize common challenges (especially knowledge transfer) but also perceive differences related to technological (science) and social (practice) aspects. This paper proposes future research directions for academia, such as governance, culture change, and value evaluation of LCDPs. Additionally, practitioners can prepare for possible challenges when using LCPDs.
The trajectory tracking problem for a real-scaled fully-actuated surface vessel is addressed in this paper. A nonlinear model predictive control (NMPC) scheme was designed to track a reference trajectory, considering state and input constraints, and environmental disturbances, which were assumed to be constant over the prediction horizon. The controller was tested by performing docking maneuvers using the real-scaled research vessel from the University of Applied Sciences Konstanz at the Rhine river in Germany. A comparison between the experimental results and the simulated ones was analyzed to validate the NMPC controller.
We call for a paradigm shift in engineering education. We are entering the era of the Fourth Industrial Revolution (“4IR”), accelerated by Artificial Intelligence (“AI”). Disruptive changes affect all industrial sectors and society, leading to increased uncertainty that makes it impossible to predict what lies ahead. Therefore, gradual cultural change in education is no longer an option to ease social pain. The vast majority of engineering education and training systems, which have remained largely static and underinvested for decades, are inadequate for the emerging 4IR and AI labour markets. Nevertheless, some positive developments can be observed in the reorientation of the engineering education sector. Novel approaches to engineering education are already providing distinctive, technology-enhanced, personalised, student-centred curriculum experiences within an integrated and unified education system. We need to educate engineering students for a future whose key characteristics are volatility, uncertainty, complexity and ambiguity (“VUCA”). Talent and skills gaps are expected to increase in all industries in the coming years. The authors argue for an engineering curriculum that combines timeless didactic traditions such as Socratic inquiry, mastery-based and project-based learning and first-principles thinking with novel elements, e.g., student-centred active and e-learning with a focus on case studies, as well as visualization/metaverse and gamification elements discussed in this paper, and a refocusing of engineering skills and knowledge enhanced by AI on human qualities such as creativity, empathy and dexterity. These skills strengthen engineering students’ perceptions of the world and the decisions they make as a result. This 4IR engineering curriculum will prepare engineering students to become curious engineers and excellent collaborators who navigate increasingly complex multistakeholder ecosystems.
Traggerüste
(2022)
Virtual measurement models (VMM) can be used to generate artificial measurements and emulate complex sensor models such as Lidar. The input of the VMM is an estimation and the output is the set of measurements this estimation would cause. A Kalman filter with extension estimation based on random matrices is used to filter mean and covariance of the real measurements. If these match the mean and covariance of the artificial measurements, then the given estimation is appropriate. The optimal input of the VMM is found using an adaptation algorithm. In this paper, the VMM approach is expanded for multi-extended object tracking where objects can be occluded and are only partially visible. The occlusion can be compensated if the extension estimation is performed for all objects together. The VMM now receives as input an estimation for the multi-object state and the output are the measurements that this multi-object state would cause.
Adjusting the friction response of the wheel-rail interface is a key factor in the mitigation of wear and rollingcontact fatigue (RCF) in rails. The use of top-of-rail (TOR) friction conditioners has the potential to reduce maintenance costs significantly. Unfortunately, conflicting results on the use of commercial TOR conditioners have been presented in the literature. In this work, the performance of commercial TOR conditioners and a laboratory-made formulation were tested, both on the lab scale and in field measurements. Friction results are discussed together with the structural and chemical analysis of the tested materials.
Dissipation of heat can be a major challenge when applying sensor systems outdoors under varying environmental conditions. Typically, complex software and knowledge is needed to optimize thermal management. In this paper it is shown how the thermal optimization of a LiDAR (light detection and ranging) sensor can be performed efficiently. This approach uses standard CAD (computer aided design) software, which is readily available, and saves time and cost as the thermal design can be optimized before experimental realisation. A four-step process was developed and realized: (i) Measurement of the thermal energy distribution of the current sensor design; (ii) Simulation of the time-dependant thermal behaviour using standard CAD software; (iii) Simulation of a thermally optimized design. This was compared quantitatively with the original design and was also used for verification of sufficient increase in heat dissipation; (iv) Experimental realisation and verification of the optimized design. It could be shown that the optimized prototype shows significantly improved thermal behaviour in accordance with the predictions from the simulations. The new LiDAR sensor shows lower heat generation and optimized dissipation of thermal energy which proofs the applicability of the approach to complex sensors.
The digital twin concept has been widely known for asset monitoring in the industry for a long time. A clear example is the automotive industry. Recently, there has also been significant interest in the application of digital twins in healthcare, especially in genomics in what is known as precision medicine. This work focuses on another medical speciality where digital twins can be applied, sleep medicine. However, there is still great controversy about the fundamentals that constitute digital twins, such as what this concept is based on and how it can be included in healthcare effectively and sustainably. This article reviews digital twins and their role so far in what is known as personalized medicine. In addition, a series of steps will be exposed for a possible implementation of a digital twin for a patient suffering from sleep disorders. For this, artificial intelligence techniques, clinical data management, and possible solutions for explaining the results derived from artificial intelligence models will be addressed.
Digitization extends to all areas of people's lives and processes, including public administration and government technology (GovTech for short). However, there are various problems here, such as the inappropriate development of new application systems, that are to be solved efficiently by combining two aspects: methodical digitization according to the process-driven approach and the idea of an app store for processes. This simultaneously fuels a process competition to advance methodical process digitization in the EU. Furthermore, this study explains the target-oriented use of this “firing” within the EU and concludes with a proposal of a new 3-schema architecture standard for successful process digitization within the EU.
In order to support entrepreneurs in the Business Model Innovation (BMI) process, practice-oriented frameworks such as the St. Gallen Business Model NavigatorTM (BMN) are considered to be a powerful tool. The aim of this paper is to identify strengths and limitations of the BMN when applied to start-ups in their early stages and to contribute to the optimization of the BMN in terms of applicability for start-ups. Furthermore, the paper aims to emphasize the importance of BMI for start-ups and the relevance of a supporting framework as well as formulating a unified catalogue of requirements of BMI frameworks for start-ups.
As fish farming is becoming more and more important worldwide, this ongoing project aims at the simulation and test-based analysis of highly stressed wire contacts, as they are found in off-shore fish farm cages in order to make them more reliable. The quasi-static tensile test of a wire mesh provides data for the construction of a finite element model to get a better understanding of the behavior of high-strength stainless steel from which the cages are made. Fatigue tests provide new insights that are used for an adjustment of the finite element model in order to predict the probability of possible damage caused by heavy mechanical loads (waves, storms, predators (sharks)).
This report summarises up-to-date social science evidence on climate communication for effective public engagement. It presents ten key principles that may inform communication activities. At the heart of them is the following insight: People do not form their attitudes or take action as a result primarily of weighing up expert information and making rational cost-benefit calculations. Instead, climate communication has to connect with people at the level of values and emotions.
Two aspects seem to be of special importance: First, climate communication needs to focus more on effectively speaking to people who have up to now not been properly addressed by climate communications, but who are vitally important to build broad public engagement. Second, climate communication has to support a shift from concern to agency, where high levels of climate risk perception turn into pro-climate individual and collective action.
Das 'essential' behandelt die technoökonomischen Grundlagen und deren Anwendung auf die Schlüsseltechnologien der Energiewende. Zunächst erfolgt eine inhaltliche Klärung und formale Herleitung von statischen und dynamischen Skaleneffekten sowie eine Übersicht bzgl. deren unterschiedlicher Kombinationsmöglichkeiten für die Diskussion von Best- und Worst-Case-Szenarien. Für eine Anwendung dieser Grundlagen stehen zunächst die diversen brennstoffbasierten KWK-Varianten, insbesondere Blockheizkraftwerke (BHKW), im Zentrum. Anschließend erfolgt eine Ausweitung der Betrachtungen auf die regenerativen Energietechnologien Photovoltaik und Windkraft. Mit einem kurzen Blick auf weitere Technologien wie Wärmepumpen sowie elektrische und thermische Energiespeicher finden diese Darstellungen ihren Abschluss.
Targetless Lidar-camera registration is a repeating task in many computer vision and robotics applications and requires computing the extrinsic pose of a point cloud with respect to a camera or vice-versa. Existing methods based on learning or optimization lack either generalization capabilities or accuracy. Here, we propose a combination of pre-training and optimization using a neural network-based mutual information estimation technique (MINE [1]). This construction allows back-propagating the gradient to the calibration parameters and enables stochastic gradient descent. To ensure orthogonality constraints with respect to the rotation matrix we incorporate Lie-group techniques. Furthermore, instead of optimizing on entire images, we operate on local patches that are extracted from the temporally synchronized projected Lidar points and camera frames. Our experiments show that this technique not only improves over existing techniques in terms of accuracy, but also shows considerable generalization capabilities towards new Lidar-camera configurations.
Die Beständigkeit von hochlegierten korrosions- und säurebeständigen Stählen wird primär durch den Chromgehalt bestimmt. Allerdings gibt es entlang der Wertschöpfungskette von der Stahlerschmelzung bis zum fertigen Produkt eine Vielzahl weiterer Einflussfaktoren. Dem Schleifen kommt hier eine besondere Bedeutung zu, da es je nach Wahl der Prozessparameter sowohl zu einer signifikanten Verschlechterung als auch zu einer Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit führen kann. Im vorliegenden Beitrag wird aufgezeigt, dass die erzeugte Rauheit nur eine begrenzte Aussagekraft bietet. Vielmehr erhöhen lokale Mikrodefekte die Anfälligkeit gegen Lochfraß – je nach Ausprägung und Anzahl. Die Automatisierung für die Innenbearbeitung von Behältern im pharmazeutischen Apparatebau kann dabei zu einer signifikanten Verbesserung der Oberfläche und einem homogeneren Erscheinungsbild führen.
Systematic Generation of XSS and SQLi Vulnerabilities in PHP as Test Cases for Static Code Analysis
(2022)
Synthetic static code analysis test suites are important to test the basic functionality of tools. We present a framework that uses different source code patterns to generate Cross Site Scripting and SQL injection test cases. A decision tree is used to determine if the test cases are vulnerable. The test cases are split into two test suites. The first test suite contains 258,432 test cases that have influence on the decision trees. The second test suite contains 20 vulnerable test cases with different data flow patterns. The test cases are scanned with two commercial static code analysis tools to show that they can be used to benchmark and identify problems of static code analysis tools. Expert interviews confirm that the decision tree is a solid way to determine the vulnerable test cases and that the test suites are relevant.
This paper presents the swinging up and stabilization control of a Furuta pendulum using the recently published nonlinear Model Predictive Path Integral (MPPI) approach. This algorithm is based on a path integral over stochastic trajectories and can be parallelized easily. The controller parameters are tuned offline regarding the nonlinear system dynamics and simulations. Constraints in terms of state and input are taken into account in the cost function. The presented approach sequentially computes an optimal control sequence that minimizes this optimal control problem online. The control strategy has been tested in full-scale experiments using a pendulum prototype. The investigated MPPI controller has demonstrated excellent performance in simulation for the swinging up and stabilizing task. In order to also achieve outstanding performance in a real-world experiment using a controller with limited computing power, a linear quadratic controller (LQR) is designed for the stabilization task. In this paper, the determination of the controller parameters for the MPPI algorithm is described in detail. Further, a discussion treats the advantages of the nonlinear MPPI control.
Personalized remote healthcare monitoring is in continuous development due to the technology improvements of sensors and wearable electronic systems. A state of the art of research works on wearable sensors for healthcare applications is presented in this work. Furthermore, a state of the art of wearable devices, chest and wrist band and smartwatches available on the market for health and sport monitoring is presented in this paper. Many activity trackers are commercially available. The prices are continuously reducing and the performances are improving, but commercial devices do not provide raw data and are therefore not useful for research purposes.
The Black Forest offers renewable energy as a specific tourist destination in the form of bioenergy villages (BEV). Particularly expert tourists tend to visit them. The results of two quantitative surveys on the supply and demand side show that there is, up to now, an untapped potential among experienceoriented
tourists for this type of niche tourism.
The respiratory rate is a vital sign indicating breathing illness. It is necessary to analyze the mechanical oscillations of the patient's body arising from chest movements. An inappropriate holder on which the sensor is mounted, or an inappropriate sensor position is some of the external factors which should be minimized during signal registration. This paper considers using a non-invasive device placed under the bed mattress and evaluates the respiratory rate. The aim of the work is the development of an accelerometer sensor holder for this system. The normal and deep breathing signals were analyzed, corresponding to the relaxed state and when taking deep breaths. The evaluation criterion for the holder's model is its influence on the patient's respiratory signal amplitude for each state. As a result, we offer a non-invasive system of respiratory rate detection, including the mechanical component providing the most accurate values of mentioned respiratory rate.
Nowadays, most digital modulation schemes are based on conventional signal constellations that have no algebraic group, ring, or field properties, e.g. square quadrature-amplitude modulation constellations. Signal constellations with algebraic structure can enhance the system performance. For instance, multidimensional signal constellations based on dense lattices can achieve performance gains due to the dense packing. The algebraic structure enables low-complexity decoding and detection schemes. In this work, signal constellations with algebraic properties and their application in spatial modulation transmission schemes are investigated. Several design approaches of two- and four-dimensional signal constellations based on Gaussian, Eisenstein, and Hurwitz integers are shown. Detection algorithms with reduced complexity are proposed. It is shown, that the proposed Eisenstein and Hurwitz constellations combined with the proposed suboptimal detection can outperform conventional two-dimensional constellations with ML detection.
Dynamic Real-Time Range Queries (DRRQ) are a common means to handle mobile clients in high-density areas where both, clients requested by the query and the inquirers, are mobile. In contrast to the very well-known continuous range queries, only a few approaches, such as Adaptive Quad Streaming (AQS), address the mandatory scalability and real-time requirements of these so-called ad-hoc mobility challenges. In this paper we present the highly decentralized solution Adaptive Quad Streaming Flexible (AQSflex) as an extension of the already existing more theoretical AQS approach. Beside a highly distributed cell structure without data structures and a lightweight streaming communication, we use a multi-cell-assignment on limited pool resources instead of an idealistic unlimited cell-per-server assignment. The described experimental results show the potential of our local capacity balancing scheme for cell handover in a strongly decentralized setting. Leafs of a cell hierarchy define a kind of self-optimizing fuzzy edge for the processing resources in high-density systems without any centralized controlling or cloud component.
Um gegen den Klimawandel vorzugehen, ist im Gebäudebestand eine Reduktion der Treibhausemmissionen nötig. Dafür müssen politische Entscheidungsträger, Wohnungsunternehmen und Baufirmen gemeinsam arbeiten, um CO2 Neutralität zu erreichen. Die energetische Sanierung der bedürftigen Gebäude ist mit den konventionellen Methoden bis zum Jahr 2050 nicht zu erreichen. Das Energiesprong Prinzip bietet einen Lösungsansatz, welcher finanziell interessant ist und mit weniger Personalaufwand in großer Menge umgesetzt werden kann. Es wird die Erkenntnis gewonnen, dass die bisher verwendeten konstruktiven Systeme jedoch noch Optimierungsbedarf haben, um den finanziellen Rahmen des Prinzips einzuhalten und den Massenmarkt bedienen zu können. Die Untersuchungen dieser Arbeit ergeben, dass eine im Prozess eingebundene Gebäudeaufstockung in Holzbauweise eine lohnende Ergänzung sein kann. Aus nachhaltigem Baumaterial wird mit verhältnismäßigem Mehraufwand eine größere Rentabilität der Immobilie bewirkt und dem Problem der Wohnungsknappheit in Städten entgegengewirkt.
Driver assistance systems are increasingly becoming part of the standard equipment of vehicles and thus contribute to road safety. However, as they become more widespread, the requirements for cost efficiency are also increasing, and so few and inexpensive sensors are used in these systems. Especially in challenging situations, this leads to the fact that target discrimination cannot be ensured which in turn leads to a false reaction of the driver assistance system. Typically, the interaction between moving traffic participants is not modeled directly in the environmental model so that tracked objects can split, merge or disappear. The Boids flocking algorithm is used to model the interaction between road users on already tracked objects by applying the movement rules (separation, cohesion, alignment) on the boids. This facilitates the creation of semantic neighborhood information between road users. We show in a comprehensive simulation that with only 7 boids per traffic participant, the estimated median separation between objects can improve from 2.4 m to 3 m for a ground truth of 3.7 m. The bottom percentile improves from 1.85 m to 2.8 m.
Lignin is a potentially high natural source of biological aromatic substances. However, decomposition of the polymer has proven to be quite challenging, as the complex bonds are fairly difficult to break down chemically. This article is intended to provide an overview of various recent methods for the catalytic chemical depolymerization of the biopolymer lignin into chemical products. For this purpose, nickel-, zeolite- and palladium-supported catalysts were examined in detail. In order to achieve this, various experiments of the last years were collected, and the efficiency of the individual catalysts was examined. This included evaluating the reaction conditions under which the catalysts work most efficiently. The influence of co-catalysts and Lewis acidity was also investigated. The results show that it is possible to control the obtained product selectivity very well by the choice of the respective catalysts combined with the proper reaction conditions.
Reliability Assessment of an Unscented Kalman Filter by Using Ellipsoidal Enclosure Techniques
(2022)
The Unscented Kalman Filter (UKF) is widely used for the state, disturbance, and parameter estimation of nonlinear dynamic systems, for which both process and measurement uncertainties are represented in a probabilistic form. Although the UKF can often be shown to be more reliable for nonlinear processes than the linearization-based Extended Kalman Filter (EKF) due to the enhanced approximation capabilities of its underlying probability distribution, it is not a priori obvious whether its strategy for selecting sigma points is sufficiently accurate to handle nonlinearities in the system dynamics and output equations. Such inaccuracies may arise for sufficiently strong nonlinearities in combination with large state, disturbance, and parameter covariances. Then, computationally more demanding approaches such as particle filters or the representation of (multi-modal) probability densities with the help of (Gaussian) mixture representations are possible ways to resolve this issue. To detect cases in a systematic manner that are not reliably handled by a standard EKF or UKF, this paper proposes the computation of outer bounds for state domains that are compatible with a certain percentage of confidence under the assumption of normally distributed states with the help of a set-based ellipsoidal calculus. The practical applicability of this approach is demonstrated for the estimation of state variables and parameters for the nonlinear dynamics of an unmanned surface vessel (USV).
In this paper, we propose a novel method for real-time control of electric distribution grids with a limited number of measurements. The method copes with the changing grid behaviour caused by the increasing number of renewable energies and electric vehicles. Three AI based models are used. Firstly, a probabilistic forecasting estimates possible scenarios at unobserved grid nodes. Secondly, a state estimation is used to detect grid congestion. Finally, a grid control suggests multiple possible solutions for the detected problem. The best countermeasures are then detected by evaluating the systems stability for the next time-step.
Projekte aus dem Hochbau, wie z.B. Schulgebäude sind eine klassische Aufgabe der Tragwerksplanung. Dabei steht eine Vielzahl an unterschiedlichen Bauweisen zur Verfügung. Vor dem Hintergrund der Klimakrise und den damit verbundenen Klimaschutzzielen von Paris besteht akuter Handlungsbedarf in allen Bereichen des Lebens, besonders aber im Bausektor, welcher maßgeblich zu den gesamten Treibhausgasemissionen beiträgt. Deshalb wird momentan vermehrt auf Lösungen in Holzbauweise zurückgegriffen. Neben der Gründung nehmen die Geschossdecken den größten Anteil an den Umweltwirkungen ein. Dieser Anteil steigt mit zunehmender Deckenfläche an. Dadurch besteht ein großes Potenzial bei der Verringerung der Treibhausgasemissionen durch geeignete Auswahl des Deckensystems und Optimierung der Tragstruktur.
In Diskussionen über den Klimawandel wird oft eine nachhaltige Entwicklung thematisiert. Für den Vergleich wurde eine Optimierung durchgeführt zur Beurteilung des CO2-Einsparpotenziales. Um alle Aspekte der Nachhaltigkeit zu erfüllen, wurden die gefundenen Varianten auf Basis gängiger Zertifizierungssysteme für Nachhaltigkeit bewertet. Jede Variante erfüllt dabei die Anforderungen an maximale Spannungen und Verformungen. Durch die Optimierung und den folgenden Vergleich wurde das Optimierungspotenzial verdeutlicht. Gleichzeitig entstehen teilweise nutzungsbedingte Konflikte aus der Optimierung und Anforderungen aus dem Schallschutz.
As interest in the investigation of possible sources and environmental sinks of technology-critical elements (TCEs) continues to grow, the demand for reliable background level information of these elements in environmental matrices increases. In this study, a time series of ten years of sediment samples from two different regions of the German North Sea were analyzed for their mass fractions of Ga, Ge, Nb, In, REEs, and Ta (grain size fraction < 20 µm). Possible regional differences were investigated in order to determine preliminary reference values for these regions. Throughout the investigated time period, only minor variations in the mass fractions were observed and both regions did not show significant differences. Calculated local enrichment factors ranging from 0.6 to 2.3 for all TCEs indicate no or little pollution in the investigated areas. Consequently, reference values were calculated using two different approaches (Median + 2 median absolute deviation (M2MAD) and Tukey inner fence (TIF)). Both approaches resulted in consistent threshold values for the respective regions ranging from 158 µg kg−1 for In to 114 mg kg−1 for Ce. As none of the threshold values exceed the observed natural variation of TCEs in marine and freshwater sediments, they may be considered baseline values of the German Bight for future studies.
Sleep analysis using a Polysomnography system is difficult and expensive. That is why we suggest a non-invasive and unobtrusive measurement. Very few people want the cables or devices attached to their bodies during sleep. The proposed approach is to implement a monitoring system, so the subject is not bothered. As a result, the idea is a non-invasive monitoring system based on detecting pressure distribution. This system should be able to measure the pressure differences that occur during a single heartbeat and during breathing through the mattress. The system consists of two blocks signal acquisition and signal processing. This whole technology should be economical to be affordable enough for every user. As a result, preprocessed data is obtained for further detailed analysis using different filters for heartbeat and respiration detection. In the initial stage of filtration, Butterworth filters are used.
Der Prozess der Optimierung ist in Bereichen wie der Mathematik, Wirtschaft sowie sämtlichen Ingenieurswissenschaften ein zentrales und nicht mehr wegzudenkendes Werkzeug. Mit der Motivation der Nachhaltigkeit, Effizienz und Kosteneinsparung wird im Bauwesen ein optimaler Einsatz der Materialien gefordert unter Einhaltung der geforderten statischen Nachweise.
Die Methode der Verformungsreduzierung durch Materialumverteilung (kurz: MVM) greift die Anforderung auf, Material möglichst effizient einzusetzen. Diese Methode basiert darauf, die Steifigkeiten innerhalb eines geometrisch festgelegten und bereits vordimensionierten Tragwerkes durch Materialumverteilung in einem iterativen Prozess neu zu positionieren, wodurch die Verformung an einem vorab definierten kritischen Punkt reduziert wird und gleichzeitig die Verteilung der Ausnutzung vergleichmäßigt wird.
Ziel dieser Bachelorarbeit ist es, das in einer vorherigen Abschlussarbeit bereits entwickelte Grasshopper-Skript für eine praxisbezogene Anwendung zu optimieren und zu erweitern. Dieses Grasshopperskript soll neu strukturiert und auf Fehler untersucht werden. Ebenso soll ein Abbruchkriterium implementiert werden, das die Optimierung automatisch abbricht, sobald keine nennenswerte Reduzierung der Verformung infolge der Materialumverteilung mehr erfolgt. Dabei soll stetig die Tragfähigkeit aller Stäbe eingehalten sein.
Das optimierte Tool soll abschließend anhand geeigneter praxisorientierter Beispiele angewandt und validiert werden.
Large persistent memory is crucial for many applications in embedded systems and automotive computing like AI databases, ADAS, and cutting-edge infotainment systems. Such applications require reliable NAND flash memories made for harsh automotive conditions. However, due to high memory densities and production tolerances, the error probability of NAND flash memories has risen. As the number of program/erase cycles and the data retention times increase, non-volatile NAND flash memories' performance and dependability suffer. The read reference voltages of the flash cells vary due to these aging processes. In this work, we consider the issue of reference voltage adaption. The considered estimation procedure uses shallow neural networks to estimate the read reference voltages for different life-cycle conditions with the help of histogram measurements. We demonstrate that the training data for the neural networks can be enhanced by using shifted histograms, i.e., a training of the neural networks is possible based on a few measurements of some extreme points used as training data. The trained neural networks generalize well for other life-cycle conditions.
Nachhaltige Entwicklung umfasst verschieden weite Definitionen und konzeptionelle Zugänge. Im Zentrum der Diskussion steht die zukünftige Entwicklungsfähigkeit von Biosphäre und Anthroposphäre im Sinne einer Koevolution. Thematisiert werden die zunehmende Eingriffstiefe in die Natur sowie die intersystemische Konkurrenz zwischen diesen beiden Sphären. Das evolutorische Verständnis der naturalen Produktion unterscheidet sich vom herkömmlichen Produktionsverständnis der Ökonomik. Aus diesen verschiedenen Zugängen ergibt sich ein Problemlösungsspektrum, das sich über eine integrative Verknüpfung der drei Strategieansätze und Handlungsfelder Effizienz, Konsistenz und Suffizienz erstreckt.
Mutual Information Analysis for Generalized Spatial Modulation Systems With Multilevel Coding
(2022)
Generalized Spatial Modulation (GSM) enables a trade-off between very high spectral efficiencies and low hardware costs for massive MIMO systems. This is achieved by transmitting information via the selection of active antennas from a set of available antennas besides the transmission of conventional data symbols. GSM systems have been investigated concerning various aspects like suitable signal constellations, efficient detection algorithms, hardware implementations, spatial precoding, and error control coding. On the other hand, determining the capacity of GSM is challenging because no closed-form expressions have been found so far. This paper investigates the mutual information for different GSM variants. We consider a multilevel coding approach, where the antenna selection and IQ modulation are encoded independently. Combined with multistage decoding, such an approach enables low-complexity capacity-achieving coded modulation. The influence of the data symbols on the mutual information is illuminated. We analyze the portions of mutual information related to antenna selection and the IQ modulation processes which depend on the GSM variant and the signal constellation. Moreover, the potential of spatial modulation for massive MIMO systems with many transmit antennas is investigated. Especially in systems with many transmit antennas much information can be conveyed by antenna selection.
Die Automobilindustrie steht wirtschaftlich aktuell besser da, als von manchem erwartet. Sie steht aber gleichzeitig großen Herausforderungen gegenüber, denn wir erleben die Überlagerung dreier Transformationen, deren Auswirkungen sich wohl in keinem Markt so gravierend niederschlagen wie in diesem. Um hierbei die Rolle als Leitmarkt zu erhalten, braucht es mehr Veränderungsintelligenz und eine noch höhere Innovationsdynamik. Diese sind mit beidhändigen Organisationen zu erreichen, die die Ambidextrie beherrschen, gleichzeitig das Kerngeschäft zu optimieren und mit strategischer Innovation Zukunft zu erfinden.
In recent years, there has been a noticeable trend towards a general contractor strategy for plant engineering companies. Multiple disciplines and departments must be administered in a joint project. In the process, different work results are often managed in various systems without any associative relationship. A possible way to address this complexity is to implement a specifically tailored PLM strategy to gain a competitive advantage. Maturity models as well as methods to evaluate possible benefits constitute increasingly applied tools during this journey. Both methods have been theoretically described in previous publications. However, this paper should provide insights in the practical application within machinery industry. Therefore, a medium-sized German plant engineering company serves as an example for determining the scope and value of a multi-national overarching Product Lifecycle Management architecture as the central piece of a future digitalization strategy. The company’s current maturity levels for several digitalization capabilities are evaluated, prioritized and benchmarked against a set of similar companies. This allows to derive suitable target states in terms of maturity levels as well as the technical specification of digitalization use cases. In order to provide profound data for cost justification the resulting benefits are quantified.
While managerial mobility is ubiquitously seen as an integral part of the success in firms’ internationalization, discerning its empirical merits has been impaired by the paucity of quasi-experimental evidence, or adequate instrumental variables. To overcome these objective limitations, this paper proposes a novel identification strategy, which uses a control function based on on-the-job search theory to correct estimates for the presence of self-selected mobility flows. Our analysis confirms the finding that managers’ specific market experience matters for firms’ internationalization, especially when it derives from longer tenures at the former jobs.
Regarding the attributes of managerial knowledge, our results reveal that on-the-job earned experience is at least as effective for firms’ internationalization as in born knowledge (i.e. origins) and that managers’ personal network of customers is an important asset in managers’ fund of expertise for the expansion into new markets.
The use of deep learning models with medical data is becoming more widespread. However, although numerous models have shown high accuracy in medical-related tasks, such as medical image recognition (e.g. radiographs), there are still many problems with seeing these models operating in a real healthcare environment. This article presents a series of basic requirements that must be taken into account when developing deep learning models for biomedical time series classification tasks, with the aim of facilitating the subsequent production of the models in healthcare. These requirements range from the correct collection of data, to the existing techniques for a correct explanation of the results obtained by the models. This is due to the fact that one of the main reasons why the use of deep learning models is not more widespread in healthcare settings is their lack of clarity when it comes to explaining decision making.
Digitization and sustainability are the two big topics of our current time. As the usage of digital products like IoT devices continues to grow, it affects the energy consumption caused by the Internet. At the same time, more and more companies feel the need to become carbon neutral and sustainable. Determining the environmental impact of an IoT device is challenging, as the production of the hardware components should be considered and the electricity consumption of the Internet since this is the primary communication medium of an IoT device. Estimating the electricity consumption of the Internet itself is a complex task. We performed a life cycle assessment (LCA) to determine the environmental impact of an intelligent smoke detector sold in Germany, taking its whole life-cycle from cradle-to-grave into account. We applied the impact assessment method ReCiPe 2016 Midpoint and compared its results with ILCD 2011 Midpoint+ to check the robustness of our results. The LCA results showed that electricity consumption during the use phase is the main contributor to environmental impacts. The mining of coal causes this contribution, which is a part of the German electricity mix. Consequently, the smoke detector mainly contributes to the impact categories of freshwater and marine ecotoxicity, but only marginally to global warming.
Leveraging differences
(2022)
Mit Effizienz- und Konsistenzlösungen lässt sich sowohl der Energiebedarf vermindern, als auch mit einer besseren ökologischen und strukturellen Passung im
Sinne der Bioökonomie versehen. Dieser Beitrag stellt die Möglichkeiten zur Steigerung der industriellen Energieeffizienz mittels lernenden Energieeffizienz-Netzwerken vor. Thematisiert werden Konzepte zur Überwindung von Hemmnissen durch Lernerfahrungen, insbesondere mittels des Synergiekonzeptes als innovativer Lernplattform sowie die systemischen Wechselwirkungen in diesem Kontext. Darüber hinaus werden hierzu korrespondierende innovationsorientierte Organisationsvarianten für das betriebliche Energiemanagement erläutert. Abschließend beleuchtet der Beitrag Konzepte von betrieblichen und überbetrieblichen Energieverbünden, insbesondere der gekoppelten Energieerzeugung und -nutzung, z. B. im Bereich der Wärmenutzung.
Die vorliegende Arbeit befasst sich mit der Frage, ob aus der auditiven Wahrnehmung allgemeingültige Gestaltungsparameter abgeleitet werden können. Hierzu wurde sowohl eine Grundlagenrecherche betrieben als auch eigene Experimente durchgeführt um sich einer Antwort auf die Frage qualitativ anzunähern.
Die Ergebnisse, die im Rahmen dieser Arbeit erbracht werden konnten, legen nahe, dass die Transformation von auditiven in gestalterische Parameter möglich ist, jedoch zum Teil auf subjektiven Empfindungen beruht, die von verschiedenen Person in individuell wahrgenommen werden können. Dennoch zeigen sich klare Tendenzen, die durch Analyse der Forschungsergebnisse und Befragung der Probanden Rückschlüsse auf Gemeinsamkeiten bei der Assoziation auditiver Variablen zulassen. Durch eine schrittweise Reduzierung der audiobezogenen Faktoren, wie Tonhöhe, Schalldruck oder Balance, kann gezeigt werden, dass beim Erfassen von auditiven Reizen, bildliche Ableitungen vorgenommen werden können und diese formspezifischer werden, je qualitativer die Klänge bewertet werden können.
Klangmuster mit vielen sich verändernden Variablen hingegen, werden im überwiegenden Maße rational und stark technisiert in Zeichenform wiedergegeben, da die Probanden offenbar versuchen, die für sie wahrnehmbaren Klangparameter auf dem Papier abzubilden. Da sich diese Parameter im Laufe der Untersuchung und Befragung als trivial herausgestellt haben, war die weitere Forschung auf die intuitive Formgebung gerichtet.
We are interested in computing a mini-batch-capable end-to-end algorithm to identify statistically independent components (ICA) in large scale and high-dimensional datasets. Current algorithms typically rely on pre-whitened data and do not integrate the two procedures of whitening and ICA estimation. Our online approach estimates a whitening and a rotation matrix with stochastic gradient descent on centered or uncentered data. We show that this can be done efficiently by combining Batch Karhunen-Löwe-Transformation [1] with Lie group techniques. Our algorithm is recursion-free and can be organized as feed-forward neural network which makes the use of GPU acceleration straight-forward. Because of the very fast convergence of Batch KLT, the gradient descent in the Lie group of orthogonal matrices stabilizes quickly. The optimization is further enhanced by integrating ADAM [2], an improved stochastic gradient descent (SGD) technique from the field of deep learning. We test the scaling capabilities by computing the independent components of the well-known ImageNet challenge (144 GB). Due to its robustness with respect to batch and step size, our approach can be used as a drop-in replacement for standard ICA algorithms where memory is a limiting factor.
Ein Wandel weg von der linearen und hin zu einer Kreislaufwirtschaft, wie man ihn bereits in verschiedenen Bereichen erkennen kann, hat positive Auswirkungen auf das Klima und die Umwelt. Die Baubranche könnte durch ihre hohe Ressourcen- und Energieintensität ein wichtiger Beitrag zur Klima- und Umweltschonung durch Kreislaufpraktiken leisten. Im Fokus sollte nicht mehr nur eine effiziente Gebäudehülle stehen, sondern eine ganzheitliche Nachhaltigkeitsbetrachtung.
Aufgrund mangelnden Bewusstseins, fehlender rechtlicher Rahmenbedingungen, Organisationen, Softwaretools und fehlender Anreize durch Förderungen oder Geschäftsmodelle kann und wird eine ganzheitliche Kreislaufwirtschaft derzeit noch nicht in der Baubranche umgesetzt. Ein weiterer bedeutsamer Grund sind fehlende Materialpässe und deren Umsetzungsmöglichkeiten in der Praxis.
Ziel dieser Arbeit ist es, die Lücke zwischen den Anforderungen an Materialpässe und deren Umsetzung in der Praxis, speziell für WeberHaus und somit den Holz-Fertighausbau, frühzeitig zu schließen. Durch Experteninterviews werden der Ist-Zustand des Material- und Informationsflusses beschrieben und gleichzeitig die Themen Kreislaufwirtschaft, Rückverfolgung und Materialpässe mit den Mitarbeitern diskutiert und nähergebracht. Aus dem Ist- Zustand des Material- und Informationsflusses werden Möglichkeiten einer Umsetzung in Form von zwei Varianten für Materialpässe geliefert, welche die zuvor festgelegten Anforderungen erfüllen.
Zur Beschreibung des Materialflusses hat es sich als sinnvoll erwiesen, eine Einteilung des gesamten Unternehmens auf Gebäude- und Elementebene vorzunehmen. Der Informationsfluss wird für den Materialpass hauptsächlich durch die vorhandenen Softwaresysteme Bentley, Dietrich´s, SAP und WeKo bestimmt. Um die Anforderungen, die an die Materialpässe gestellt werden, bestmöglich und mit geringem Aufwand erfüllen zu können, stellt sich BIM in Kombination mit der Plattform Madaster als sinnvolles Instrument heraus. Hierzu sind jedoch aufwendige Fachmodelle oder ein Koordinationsmodell nötig, welche von WeberHaus noch nicht vollständig realisiert werden. Als Übergangslösung bietet sich ein Materialpass auf Elementebene an, der durch diese Betrachtung standardisiert und ergänzt werden kann. Eine Ergänzung dieser Variante durch QR-Codes bietet zusätzlich eine direkte Verknüpfung von Informationen mit Bauteilen.
Der wirtschaftliche Erfolg eines Unternehmens wird an seinen Umsätzen und Gewinnen gemessen. Im Sinne der Lean Management-Philosophie wird versucht, Prozesse und Abläufe immer weiter zu optimieren, um immer bessere Ergebnisse zu liefern. Der maßgebliche Einfluss, den dabei die Führung des Unternehmens, aber auch die Führung innerhalb des Betriebs auf die Produktion hat, wird jedoch häufig unterschätzt. Shopfloor Management bietet hier das Führungsinstrument, um durch Führung am Ort des Geschehens Produktion und Management miteinander zu verbinden. Das Bauunternehmen Ed. Züblin AG setzt Lean Construction mit Hilfe der Methode der Taktplanung und Taktsteuerung um. Zu diesem Zweck hat es mit der digitalen Taktsteuerungstafel (dTST) ein eigenes Instrument zur Steuerung der Prozesse auf der Baustelle entwickelt, mit dem der Status täglich erfasst und bewertet wird. Ziel dieser Arbeit ist es, herauszufinden wie sich mit Hilfe der dTST und ihrer Daten Shopfloor Management Ansätze für Bauprojekte entwickeln lassen. Hierzu werden Interviews mit Stakeholdern höherer Hierarchieebenen verschiedener Bauprojekte geführt, um deren Bedürfnisse und Anforderungen an einen entsprechenden Ansatz zu eruieren. Die Verbesserung der Kommunikation, das Schaffen von Transparenz und auch die Mitarbeiterentwicklung sind die maßgeblichen Ziele der Stakeholder, die mit Shopfloor Management erreicht werden sollen. Die dTST wird dabei jetzt schon als das Werkzeug zur Durchführung von Shopfloor Management angesehen. Auf Basis dieser Erkenntnisse wurde ein Konzept in Form einer Besprechungslandschaft entwickelt. In dieser dienen die dTST und ihre Daten als Grundlage der täglich stattfindenden Kommunikation zwischen den Ebenen. Um die dTST noch aktiver in die tägliche Kommunikation einzubinden und ihre Daten aktiver und besser nutzen zu können, wurden Zusatzeigenschaften entworfen. Es muss jedoch berücksichtigt werden, dass bei der Entwicklung und Gestaltung von Shopfloor Management Ansätzen in der Praxis eine Vielzahl von Hindernissen und Herausforderungen gemeistert werden müssen. Eine maßgebliche Rolle spielen hier u.a. die Entwicklung von Standards, der notwendige Kulturwandel (z.B. Fehlerkultur, Führungsstil), die Berücksichtigung des Einflusses externer Stakeholder und die Gestaltung des Change Managements.
Die vorliegende Arbeit soll durch einen möglichst gesamtheitlichen Vergleich von Fertigbadzellen und der konventionellen Ausführung von Bädern als eine Entscheidungshilfe für zukünftige Projekte dienen. Durch den immer stärker werdenden Fachkräftemangel sind Unternehmen auf Methoden angewiesen, welche diesem Mangel entgegenwirken. Eine Möglichkeit bietet die Verwendung von Fertigbadmodulen, welche noch viele weitere Vorteile sowohl für den Nutzer als auch den Generalunternehmer darstellt. Ziel der Arbeit ist es, neben der Ermittlung der Mindeststückzahl für eine sinnvolle Anwendung, eines Kosten- und Bauzeitenvergleichs auch einen Ausblick auf einen vermehrten Einsatz von Fertigbädern im Wohnungsbau zu geben. Im Rahmen der Arbeit wurden Experteninterviews geführt, um die gesammelten Erfahrungen auf den Baustellen sowie die Informationen aus Internet- und Literaturrecherchen mit aktuellen und aussagekräftigen Informationen zu stärken. Zuletzt fasst ein Leitfaden alle wichtigen Aspekte zusammen, die berücksichtigt werden sollten, wenn es um die Frage geht, ob der Einsatz von Fertigbädern sinnvoll ist. Zu den wichtigsten Erkenntnissen gehört die Tatsache, dass beim betrachteten Beispielprojekt eine deutliche Kosteneinsparung durch eine Verkürzung der Gesamtbauzeit sowie durch einen reduzierten Koordinationsaufwand ermittelt werden konnte. Weiterhin zeigen die Erkenntnisse aus den Interviews eine zukünftig verstärkte Orientierung in Richtung des Wohnungsbaus. Dies zeigt sich in den Anwendungszahlen sowie durch Maßnahmen zur stärkeren Etablierung im Wohnungsbau. Zusammenfassend kann die Anwendung von Fertigbadzellen besonders bei Projekten mit hoher Wiederholungsrate empfohlen werden, jedoch sollte auch hier in Zukunft der Wohnungsbau unter Berücksichtigung bestimmter Prämissen nicht vernachlässigt werden.
Kleinwind-Marktreport
(2022)
Jahresbericht 2022
(2022)
Die digitale Transformation von Geschäftsprozessen und die stärkere Einbindung von IT-Systemen erzeugen bei kleinen und mittelständischen Unternehmen (KMU) Chancen und Risiken zugleich. Risiken, die insbesondere in einer fehlenden IT-Compliance resultieren können. Wie Studien zeigen, sind KMU in Bezug auf IT-Compliance-Maßnahmen im Vergleich zu kapitalmarktorientierten Unternehmen jedoch im Rückstand [1]. Im Beitrag wird mithilfe von Experteninterviews und einer qualitativen Datenanalyse der Frage nachgegangen, welcher Status quo an Maßnahmen aktuell implementiert und wie der empfundene Compliance-Reifegrad ist. Weiterhin werden die Gründe und Motive erörtert, die zu diesem Zustand geführt haben. Letztlich sind Treiber identifiziert worden, die zu einem höheren Bewusstsein in der Zukunft führen können. Die Arbeit zeigt interessante Erkenntnisse aus der Praxis, da die Experteninterviews Einblicke in den aktuellen Status quo in Bezug auf IT-Compliance liefern.
ISO 26000
(2022)
Bei der internationalen Norm DIN ISO 26000, deren englische Originalfassung unter dem Titel Guidance on Social Responsibility (ISO 26000: 2010) veröffentlicht wurde, handelt es sich um den ersten und einzigen Standard zum Thema, der eine eindeutige, international konsensfähige Definition gesellschaftlicher Verantwortung von Unternehmen (CSR) vorgelegt hat und der empfiehlt, die damit verbundenen Aspekte nicht isoliert zu betrachten und zu managen. Aufgrund der Entwicklung im Rahmen eines aufwendigen globalen Multistakeholderprozesses auf der Basis des Konsensprinzips verfügen ihre Inhalte zudem über ein hohes Maß an Legitimität. Neben einer Betrachtung der Inhalte und Besonderheiten der Norm soll deutlich gemacht werden, dass und warum es für Organisationen aller Art lohnend sein kann, sich auch zehn Jahre nach der Veröffentlichung mit diesem umfassendsten Standard zum Thema auseinanderzusetzen: Welche Hinweise und Ratschläge für ein zeitgemäßes Management von CSR bzw. Nachhaltigkeit lassen sich für die Praxis daraus nach wie vor entnehmen? Welche Antworten bietet die ISO 26000 zu neueren gesellschaftlichen und wirtschaftspolitischen Trends, zu den heutigen Anforderungen an ein Nachhaltigkeitsmanagement? War man bei ihrer inhaltlichen Konzeption und Ausarbeitung dem Mainstream der damaligen Zeit vielleicht sogar voraus?
In recent decades, it can be observed that a steady increase in the volume of tourism is a stable trend. To offer travel opportunities to all groups, it is also necessary to prepare offers for people in need of long-term care or people with disabilities. One of the ways to improve accessibility could be digital technologies, which could help in planning as well as in carrying out trips. In the work presented, a study of barriers was first conducted, which led to selecting technologies for a test setup after analysis. The main focus was on a mobile app with travel information and 360° tours. The evaluation results showed that both technologies could increase accessibility, but some essential aspects (such as usability, completeness, relevance, etc.) need to be considered when implementing them.
In diesem Beitrag stellen wir Inhalte und Methoden des Kurses »How to communicate successfully in international teams« vor. Wir zeigen auf, wie einzelne Kurselemente mittels unseres methodisch-didaktischen Ansatzes get_connected vermittelt werden. Die Darstellung basiert auf der Dokumentation eines im Sommersemester 2021 in Kooperation zwischen der HTWG Konstanz und dem Beijing Institute of Technology (online) durchgeführten Kurses. Die im Rahmen der Lehrveranstaltung dokumentierten Reflexionen, Einsichten und Evaluationen der Kursteilnehmenden weisen auf einen Kompetenzaufbau im Hinblick auf die Fähigkeit zu Perspektivenwechsel, Selbstreflexion, Frustrationstoleranz, Flexibilität und empathische Kommunikation hin.
Der Artikel stellt den methodisch-didaktischen Ansatz get_connected zur Förderung der Zusammenarbeit in kulturell gemischten Teams vor. Mit diesem Ansatz reagiert die HTWG Konstanz auf die langjährige Erfahrung, dass sich trotz grundsätzlich optimaler struktureller Bedingungen für interkulturelles Lernen – mit regelmäßiger Teilnahme chinesischer Studierender im
Fachstudium an der deutschen Hochschule – beiderseitige Vorurteile über »die anderen« nicht automatisch auflösen, sondern sich sogar verstärken können. In der konkreten Zusammenarbeit zeigt sich, dass das eigene Handeln oftmals hinter dem für sich selbst formulierten Anspruch an kulturell adäquates Verhalten zurückbleibt. Mit Methoden des erfahrungsbasierten interkulturellen Lernens
und insbesondere durch die von den Lehrenden als Coachinnen bzw. Coaches begleitete Arbeit mit Emotionen in kulturell gemischten (deutsch-chinesischen) Gruppen werden die Studierenden darin unterstützt, als Vorbereitung auf eine zukünftige Tätigkeit in international vernetzten Teams ihr
Kommunikationsverhalten zu reflektieren, den Perspektivenwechsel sowie neue emotionale bzw. kommunikative Strategien einzuüben und damit ihre interkulturelle Handlungskompetenz – auch im deutsch-chinesischen Dialog – zu verbessern. Der Beitrag stellt den im Rahmen von designbased research über mehrere Semester hinweg (weiter-)entwickelten Ansatz get_connected und
seine Umsetzung in einem Kursformat zum Erwerb interkultureller (China-)Kompetenz für Studierende aller Fachrichtungen vor. Die konkreten Erfahrungen bei der (Online-)Durchführung des Kurskonzepts im Sommersemester 2021 an der HTWG Konstanz unter Einbeziehung chinesischer (und internationaler) Studierender der Partnerhochschule Beijing Institute of Technology werden
im Folgekapitel (Beitrag von Thelen, Bai und Obendiek) dargestellt.
A novel implant system for bone elongation will be presented. With this technique, the body's own bone material, so-called callus, can be formed by gradual distraction of the tubular bones, thus achieving an extension of femur and tibia bones. The driving principle of this fully implantable bone lengthening system is based on a shape memory element. During the surgical treatment, the intramedullary nail serves to stabilize the severed bone and enables the formation of new, endogenous bone material to lengthen the limbs or to bridge bone defects. The intramedullary nail is implanted into the medullary cavity and fixed at both ends with locking bolts. A receiver coil implanted under the skin receives the necessary energy twice a day through high-frequency energy transport to activate the thermal phase transformation of the shape memory element. This gradually increases the bone gap by 0.5 mm each time and stimulates callus formation. Consequently, osteoblasts or osteocytes are formed in the area of the desired bone extension and load-bearing bone material is formed. Three nail prototypes have already been tested for their functionality in a cadaver study in a German clinic. Currently a redesign of this intelligent implant system is underway, focusing on a novel coil geometry, a monitoring sensor system and control technology and a novel connection technology for the drive components. With this intelligent implant system, it will be possible for the first time to lengthen the bones in a patient-friendly manner and to continuously monitor, document and evaluate the entire lengthening process.
Wie gehen mittelständische Unternehmen mit internationaler Geschäftstätigkeit mit Compliance-Risiken um? Wie gelingt das Risikomanagement spezifischer Herausforderungen der Regelkonformität in Wachstumsländern, die aus Compliance-Gesichtspunkten als Hochrisikoländer eingestuft werden? Und was beschäftigt dabei Compliance-Officer im Mittelstand? Diesen Fragen widmete sich ein anwendungsorientiertes Forschungsprojekt am Konstanz Institut für Corporate Governance.
The development of a new product can be accelerated by using an approach called crowdsourcing. The engineers compete and try their best to provide the related solution based on the given product requirement submitted in the online crowdsourcing platform. The one who has submitted the best solution get a financial reward. This approach is proven to be three time faster than the conventional one. However, the crowdsourcing process is usually not transparent to a new user. The risk for the execution of a new project for developing a new product is not easy to be calculated [1, 2]. We developed a method InnoCrowd to handle this problem and the new user could use during the planning of a new product development project. This system uses AI concepts to generate a knowledgebase representing histories of successful product development projects. The system uses the knowledge to determine qualitative and quantitative risks of a new project. This paper describes the new method, the InnoCrowd design, and results of a validation experiment based on data from a current crowdsourcing platform. Finally, we compare InnoCrowd to related methods and systems in terms of design and benefits.
Durch neuartige Arten der Fortbewegung, eine weitreichende Vernetzung und die Notwendigkeit einer nachhaltigen Mobilität steht die Mobilitätsplanung vor neuen Herausforderungen. Die bisherige Ausrichtung auf die Optimierung von Kapazität und Geschwindigkeit des Verkehrsflusses ist mit der modernen Stadtplanung nicht mehr vereinbar.
Ziel dieser Masterarbeit ist es, ein Konzept für eine zukunftsorientierte Mobilitätsplanung mit der Eingliederung in eine klimaresiliente Stadtplanung zu schaffen. Dafür wird der Einsatz von Fernerkundungsdaten als Datengrundlage für Planung und Monitoring und die Verwendung weicher Maßnahmen untersucht. Sie erfordern keinen direkten Eingriff in die Infrastruktur, sondern bauen auf der bereits bestehenden auf und zielen auf eine Veränderung des Mobilitätsverhalten der Reisenden ab.
Auf Basis einer Literaturrecherche wurde ein Konzept erstellt, das die identifizierten Problemstellen der heutigen Mobilitätsplanung aufgreift. Zur Validierung der technischen Machbarkeit und die Praxistauglichkeit, wurden Experteninterviews durchgeführt. Mit den daraus gewonnenen Erkenntnissen wurde der neue Ansatz darauffolgend erweitert und angepasst.
Die Auswertung zeigt, dass die Herausforderungen durch das entwickelte Konzept aufgegriffen werden und die Mobilitätsplanung von der Verwendung von Fernerkundungsdaten profitieren kann. Um eine optimale Datenverwertung zu gewährleisten, ist eine Bilderkennungssoftware erforderlich. Allerdings erfordert die angestrebte Verhaltensänderung bei den Reisenden zudem ein unterstützendes zielgruppenorientiertes Marketing. Für eine weitere Verbesserung des Monitorings ist die Bildung von KPIs bereits in der Planungsphase und eine Monitoring-Plattform hilfreich.
Zur Einbindung des Konzepts in der Praxis ist die Entwicklung einer auf die Fernerkundungsdaten angepasste Bilderkennungssoftware notwendig. Danach kann das entwickelte Konzept in Pilotprojekten angewendet werden. Dadurch können auch die prozessualen Änderungen, die durch den Ansatz erfolgen, erprobt werden.
Healthy sleep is required for sufficient restoration of the human body and brain. Therefore, in the case of sleep disorders, appropriate therapy should be applied timely, which requires a prompt diagnosis. Traditionally, a sleep diary is a part of diagnosis and therapy monitoring for some sleep disorders, such as cognitive behaviour therapy for insomnia. To automatise sleep monitoring and make it more comfortable for users, substituting a sleep diary with a smartwatch measurement could be considered. With the aim of providing accurate results, a study with a total of 30 night recordings was conducted. Objective sleep measurement with a Samsung Galaxy Watch 4 was compared with a subjective approach (sleep diary), evaluating the four relevant sleep characteristics: time of getting asleep, wake up time, sleep efficiency (SE), and total sleep time (TST). The performed analysis has demonstrated that the median difference between both measurement approaches was equal to 7 and 3 minutes for a time of getting asleep and wake up time correspondingly, which allows substituting a subjective measurement with a smartwatch. The SE was determined with a median difference between the two measurement methods of 5.22%. This result also implicates a possibility of substitution. Some single recordings have indicated a higher variance between the two approaches. Therefore, the conclusion can be made that a substitution provides reliable results primarily in the case of long-term monitoring. The results of the evaluation of the TST measurement do not allow to recommend substitution of the measurement method.
Improving the tribological properties of Stainless Steels by low-temperature surface hardening
(2022)
The detection of anomalous or novel images given a training dataset of only clean reference data (inliers) is an important task in computer vision. We propose a new shallow approach that represents both inlier and outlier images as ensembles of patches, which allows us to effectively detect novelties as mean shifts between reference data and outliers with the Hotelling T2 test. Since mean-shift can only be detected when the outlier ensemble is sufficiently separate from the typical set of the inlier distribution, this typical set acts as a blind spot for novelty detection. We therefore minimize its estimated size as our selection rule for critical hyperparameters, such as, e.g., the size of the patches is crucial. To showcase the capabilities of our approach, we compare results with classical and deep learning methods on the popular datasets MNIST and CIFAR-10, and demonstrate its real-world applicability in a large-scale industrial inspection scenario.
Ignorantia doctorum
(2022)
Since the turn of the millennium, many writing centers have been established at universities in the German-speaking world, in order to support students in academic writing. This essay argues for offering subject-anchored directive guidance and using scientific texts as a basis for model learning. It states that the rhetorical tradition is hardly taken into account in the writing centers. Five arguments for this ignorance are discussed and, if possible, dispelled: the antiquity argument, which considers rhetoric outdated; the orality argument, which understands rhetoric as irrelevant to writing; the moral argument, which condemns rhetoric as a tool for demagogues; the positivist argument, which criticizes rhetoric as unempirical; and the didactic argument, which rejects rhetoric as a rigid doctrine. The discussion shows, however, that the rhetorical tradition, with its normative power and centuries of teaching practice, is a treasure trove of writing didactics that holds many resources, such as well-founded assessment criteria for the quality, appropriateness, and usefulness of texts.
Per-capita greenhouse gas emissions in cities like Bangkok or Shanghai have already reached emission levels of cities like London or Toronto. Large parts of the building stock and service infrastructure in cities in rapidly developing countries will be built in the coming decades—and may lock in high emissions pathways. A survey of projects under the Clean Development Mechanism (CDM) of the Kyoto Protocol shows that only about 1% of projects have been submitted by municipalities, mostly in the waste management and more recently in the transport sector. This is probably due to a lack of technical know-how, legal barriers, methodological challenges, long project cycles and limited “visibility” of projects for the electorate. A case study of city network ICLEI’s experience with the CDM adds practical insights. We conclude that while the new market mechanisms under Article 6 may make it easier for municipalities to engage in international market mechanisms, new forms of cooperation between actors on multiple levels, potentially facilitated by ICLEI, are required to help to realize the urban potential in international market mechanisms.
Sleep is an important part of our life that significantly influences our health and well-being. The monitoring of sleep can provide data based on which sleep quality could be improved. This paper presents a system for heart rate detection during sleep. The data is collected from sensors underneath the test subjects. Though the data contains noise, it needs to be filtered to remove it. Due to the low strength of the signals, they need to be amplified after filtering. At some points of the signal, particular heartbeats may not be tracked by sensors due to the failure of a sensor or other reasons, which should be considered. The heart rate is detected in intervals of 15 s. A tool is implemented that detects the heart rate and visualizes it. The preprocessing of the data is performed with several filters: a highpass filter, a band-reject filter, a lowpass filter, and a motion detector. After the preprocessing of the data, the quality of the signal is significantly increased, and detection is possible.
In many cases continuous monitoring of vital signals is required and low intrusiveness is an important requirement. Incorporating monitoring systems in the hospital or home bed could have benefits for patients and caregivers. The objective of this work is the definition of a measurement protocol and the creation of a data set of measurements using commercial and low-cost prototypes devices to estimate heart rate and breathing rate. The experimental data will be used to compare results achieved by the devices and to develop algorithms for feature extraction of vital signals.
With the high resolution of modern sensors such as multilayer LiDARs, estimating the 3D shape in an extended object tracking procedure is possible. In recent years, 3D shapes have been estimated in spherical coordinates using Gaussian processes, spherical double Fourier series or spherical harmonics. However, observations have shown that in many scenarios only a few measurements are obtained from top or bottom surfaces, leading to error-prone estimates in spherical coordinates. Therefore, in this paper we propose to estimate the shape in cylindrical coordinates instead, applying harmonic functions. Specifically, we derive an expansion for 3D shapes in cylindrical coordinates by solving a boundary value problem for the Laplace equation. This shape representation is then integrated in a plain greedy association model and compared to shape estimation procedures in spherical coordinates. Since the shape representation is only integrated in a basic estimator, the results are preliminary and a detailed discussion for future work is presented at the end of the paper.