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Nowadays, information technology (IT) is a strategic asset for organizations. As a result, the IT costs are rising and there is a need for transparency about their root causes. Cost drivers as an instrument in IT cost management enable a better transparency and understanding of costs. However, there is a lack of IT cost driver research with a focus on the strategic position of IT within organizations. The goal of this paper is to develop a comprehensive overview of strategic drivers of IT costs. The Delphi study leads to the identification and validation of 17 strategic drivers. Hence, this paper builds a base for cost driver analysis and contributes to a better understanding of the causes of costs. It facilitates future research regarding cost behavior and the business value of IT. Additionally, practitioners gain awareness of levers to influence IT costs and consequences of managerial decisions on their IT spend.

This paper presents a modeling approach of an industrial heating process where a stripe-shaped workpiece is heated up to a specific temperature by applying hot air through a nozzle. The workpiece is moving through the heating zone and is considered to be of infinite length. The speed of the substrate is varying over time. The derived model is supposed to be computationally cheap to enable its use in a model-based control setting. We start by formulating the governing PDE and the corresponding boundary conditions. The PDE is then discretized on a spatial grid using finite differences and two different integration schemes, explicit and implicit, are derived. The two models are evaluated in terms of computational effort and accuracy. It turns out that the implicit approach is favorable for the regarded process. We optimize the grid of the model to achieve a low number of grid nodes while maintaining a sufficient amount of accuracy. Finally, the thermodynamical parameters are optimized in order to fit the model's output to real-world data that was obtained by experiments.

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.

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.

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.

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.

Botswana serves as a role model for other African countries due to its rapid development in recent decades. Since the country is sparsely populated and a large part of the rural population depends on agriculture, especially livestock, this sector forms the backbone of the national economy. The digitization of this sector offers promising opportunities for economic growth and driving Botswana's evolution to a digital economy, while real value is being created for smallholder farmers. To support this process, an ITU research project made the key recommendation for the development of a digital crowdfarming tool and marketplace to create a digital ecosystem for smallholder agriculture. Within the research project, infrastructural challenges such as the creation of rural electricity supply and internet access, as well as the smallholders' need for remote monitoring, management, and better connectivity, were identified. Based on the findings of the ITU research report, this bachelor's thesis aims to identify potential innovations for the digital development of smallholder agriculture in Botswana and to conceptualize proposals to address the identified challenges and needs of smallholder farmers. To achieve this, solutions were developed through literature research, technology analysis and expert involvement. These included the design of a decentralized mini-grid for power supply, proposals to create internet access, and the graphic visualization of a conceptual app. The latter addresses smallholder farmers' needs for remote monitoring, market access, knowledge enhancement, and connection to colleagues, buyers, and investors. The proposed solutions and developed concepts provide impulses for further research and can serve as a basis for an extended evaluation through further involvement of experts and stakeholders.

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 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.

Der Beitrag erläutert, wie eine innovative Unternehmenskultur entsteht, wie diese im Rahmen des Change Management entwickelt werden kann und welchen Beitrag "Digital Leadership" leisten kann.

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.

Dieses Arbeitspapier behandelt den aktuellen Markt von Legal-Tech-Diensten in Deutschland und die rechtlichen Entwicklungen bezüglich der dort bestehenden Law-Tech-Branche. Ziel ist es dabei, anhand einer systematischen Analyse der beteiligten Marktkräfte, die Attraktivität der Legal-Tech-Branche einzuschätzen, um dem Leser dadurch eine Hilfestellung für die Strategiebildung innerhalb Law-Tech bezogener Unternehmen sowie Kanzleien zu bieten, denn die strategische Planung eines Unternehmens ist als Basis für den nachhaltigen Erfolg desselben unabdinglich. Darüber hinaus zielt die Arbeit darauf ab, dem Leser einen Überblick über die rechtlichen Entwicklungen im Bereich von Legal-Tech sowie damit einhergehend ein Basiswissen über die Hintergründe der Gesetzgebung in Bezug auf die Law-Tech-Branche zu verschaffen.

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.

Um im Angesicht der Klimakrise eine lebenswerte Zukunft zu sichern, brauchen wir einen grundlegenden und raschen gesellschaftlichen Wandel. Wirksame Klimakommunikation kann eine wichtige Rolle spielen, um das für diesen Wandel erforderliche gesamtgesellschaftliche Engagement zu fördern. Im Forschungssemester wurden drei Ziele verfolgt: Erstens der Auf- und Ausbau des eigenen Kenntnisstands zur Klimakommunikation, zweitens das Kennenlernen der Arbeitsmethoden und -kultur des gastgebenden Think-Tanks Climate Outreach sowie drittens die Erstellung eines oder mehrerer für die Nachhaltigkeitstransformation nützlicher ‚Produkte‘ als Ergebnis des Forschungsaufenthalts. Alle drei Ziele konnten erreicht werden. Dabei bilden ein Working Paper, ein 4-Seiter für Praktiker sowie mehrere Artikel und ein Buchkapitel die Arbeitsergebnisse für andere nachvollziehbar und anwendbar ab (siehe Liste entstandener Veröffentlichungen in diesem Bericht). Inhaltlich war die Kernerkenntnis, dass Menschen sich ihre Meinung zum Klima und der eigenen Rolle in der Transformation nicht in erster Linie durch mehr und bessere Informationen bilden, sondern durch Geschichten, die ihre Werte ansprechen, die von Menschen erzählt werden, denen sie vertrauen, und die durch die Überzeugungen und das Verhalten der Menschen in ihrem Umfeld bestätigt werden. Klimakommunikation sollte also neben der rationalen Vermittlung von Fakten auch unsere emotionale Seite bedienen und beispielsweise zeigen, wie sich soziale Normen verändern und Klimaschutzhandeln zum neuen Normal wird.

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.

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.

At the early stage of a successful tech venture's life cycle, it is assumed that the business model will evolve to higher quality over time. However, there are few empirical insights into business model evolution patterns for the performance-related classification of early-stage tech ventures. We created relevant variables evaluating the evolution of the venture-centric network and the technological proposition of both digital and non-digital ventures' business models using the text of submissions to the official business plan award in the German State of Baden-Württemberg between 2006 and 2012. Applying a principal component analysis/rough set theory mixed methodology, we explore performance-related business model classification rules in the heterogeneous sample of business plans. We find that ventures need to demonstrate real interactions with their customers' needs to survive. The distinguishing success rules are related to patent applications, risk capital, and scaling of the organisation. The rules help practitioners to classify business models in a way that allows them to prioritise action for performance.

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.

Random matrices are widely used to estimate the extent of an elliptically contoured object. Usually, it is assumed that the measurements follow a normal distribution, with its standard deviation being proportional to the object’s extent. However, the random matrix approach can filter the center of gravity and the covariance matrix of measurements independently of the measurement model. This work considers the whole chain from data acquisition to the linear Kalman Filter with extension estimation as a reference plant. The input is the (unknown) ground truth (position and extent). The output is the filtered center of gravity and the filtered covariance matrix of the measurement distribution. A virtual measurement model emulates the behavior of the reference plant. The input of the virtual measurement model is adapted using the proposed algorithm until the output parameters of the virtual measurement model match the result of the reference plant. After the adaptation, the input to the virtual measurement model is considered an estimation for position and extent. The main contribution of this paper is the reference model concept and an adaptation algorithm to optimize the input of the virtual measurement model.

Home health applications have evolved over the last few decades. Assistive systems such as a data platform in connection with health devices can allow for health-related data to be automatically transmitted to a database. However, there remain significant challenges concerning intermodular communication. Central among them is the challenge of achieving interoperability, the ability of devices to communicate and share data with each other. A major goal of this project was to extend an existing data platform (COMES®) and establish working interoperability by connecting assistive devices with differing approaches. We describe this process for a sleep monitoring and a physical exercise device. Furthermore, we aimed to test this setup and the implementation with a data platform in both a laboratory and an in-home setting with 11 elderly participants. The platform modification was realized, and the relevant changes were made so that the incoming data could be processed by the data platform, as well as visually displayed in real-time. Data was recorded by the respective device and transmitted into the data server with minor disruptions. Our observations affirmed that difficulties and data loss are far more likely to occur with increasing technical complexity, in the event of instable internet connection, or when the device setup requires (elderly) subjects to take specific steps for proper functioning. We emphasize the importance for tests and evaluations of home health technologies in real-life circumstances.

Continuous monitoring of a patient's vital signs is essential in many chronic illnesses. The respiratory rate (RR) is one of the vital signs indicating breathing diseases. This article proposes the initial investigation for determining the accelerometric sensor position of a non-invasive and unobtrusive respiratory rate monitoring system. This research aims to determine the sensor position in relation to the patient, which can provide the most accurate values of the mentioned physiological parameter. In order to achieve the result, the particular system setup, including a mechanical sensor holder construction was used. The breathing signals from 5 participants were analyzed corresponding to the relaxed state. The main criterion for selecting a suitable sensor position was each patient's average acceleration amplitude excursion, which corresponds to the respiratory signal. As a result, we provided one more defined important parameter for the considered system, which was not determined before.

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).

There have been substantial research efforts for algorithms to improve continuous and automated assessment of various health-related questions in recent years. This paper addresses the deployment gap between those improving algorithms and their usability in care and mobile health applications. In practice, most algorithms require significant and founded technical knowledge to be deployed at home or support healthcare professionals. Therefore, the digital participation of persons in need of health care professionals lacks a usable interface to use the current technological advances. In this paper, we propose applying algorithms taken from research as web-based microservices following the common approach of a RESTful service to bridge the gap and make algorithms accessible to caregivers and patients without technical knowledge and extended hardware capabilities. We address implementation details, interpretation and realization of guidelines, and privacy concerns using our self-implemented example. Also, we address further usability guidelines and our approach to those.

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.

In this paper, a novel feature-based sampling strategy for nonlinear Model Predictive Path Integral (MPPI) control is presented. Using the MPPI approach, the optimal feedback control is calculated by solving a stochastic optimal control (OCP) problem online by evaluating the weighted inference of sampled stochastic trajectories. While the MPPI algorithm can be excellently parallelized, the closed-loop performance strongly depends on the information quality of the sampled trajectories. To draw samples, a proposal density is used. The solver’s and thus, the controller’s performance is of high quality if the sampled trajectories drawn from this proposal density are located in low-cost regions of state-space. In classical MPPI control, the explored state-space is strongly constrained by assumptions that refer to the control value’s covariance matrix, which are necessary for transforming the stochastic Hamilton–Jacobi–Bellman (HJB) equation into a linear second-order partial differential equation. To achieve excellent performance even with discontinuous cost functions, in this novel approach, knowledge-based features are introduced to constitute the proposal density and thus the low-cost region of state-space for exploration. This paper addresses the question of how the performance of the MPPI algorithm can be improved using a feature-based mixture of base densities. Furthermore, the developed algorithm is applied to an autonomous vessel that follows a track and concurrently avoids collisions using an emergency braking feature. Therefore, the presented feature-based MPPI algorithm is applied and analyzed in both simulation and full-scale experiments.

One of the most critical factors for a successful road trip is a high degree of alertness while driving. Even a split second of inattention or sleepiness in a crucial moment, will make the difference between life and death. Several prestigious car manufacturers are currently pursuing the aim of automated drowsiness identification to resolve this problem. The path between neuro-scientific research in connection with artificial intelligence and the preservation of the dignity of human individual’s and its inviolability, is very narrow. The key contribution of this work is a system of data analysis for EEGs during a driving session, which draws on previous studies analyzing heart rate (ECG), brain waves (EEG), and eye function (EOG). The gathered data is hereby treated as sensitive as possible, taking ethical regulations into consideration. Obtaining evaluable signs of evolving exhaustion includes techniques that obtain sleeping stage frequencies, problematic are hereby the correlated interference’s in the signal. This research focuses on a processing chain for EEG band splitting that involves band-pass filtering, principal component analysis (PCA), independent component analysis (ICA) with automatic artefact severance, and fast fourier transformation (FFT). The classification is based on a step-by-step adaptive deep learning analysis that detects theta rhythms as a drowsiness predictor in the pre-processed data. It was possible to obtain an offline detection rate of 89% and an online detection rate of 73%. The method is linked to the simulated driving scenario for which it was developed. This leaves space for more optimization on laboratory methods and data collection during wakefulness-dependent operations.

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.

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.).

Angesichts des rasanten wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Aufstrebens Chinas offenbart sich an deutschen Hochschulen ein deutlicher Mangel an China-Kompetenzen auf allen Ebenen. Wie sind chinesische Kooperationspartner*innen einzuschätzen? Wie sollten Studierende ausgebildet werden, damit sie in Zukunft informiert und (selbst-)bewusst zusammenarbeiten können? Wie kann erreicht werden, dass chinesische Studierende ihre Zeit in Deutschland als akademisch und persönlich bereichernd empfinden? Best practice-Beispiele von elf deutschen Hochschulen geben Anregungen, die sich auch übergreifend auf verschiedene Bildungseinrichtungen und Partnerländer übertragen lassen.

Die zunehmende internationale Vernetzung der akademischen Welt, die sich in den aktuellen Internationalisierungsbemühungen deutscher Hochschulen widerspiegelt, erfordert eine Auseinandersetzung mit interkulturellen Aspekten der Hochschuldidaktik. Unterschiedliche Lernstile und Rollenerwartungen an Lehrende und Studierende beeinflussen die gegenseitige Wahrnehmung und den Studienerfolg. Der Beitrag reflektiert Erfahrungen deutscher/westlicher Lehrender und chinesischer Studierender: Aus verschiedenen Perspektiven und auf unterschiedlichen Ebenen werden Diskrepanzen zwischen Erwartungen und tatsächlichen Gegebenheiten aufgezeigt und im Kontext unterschiedlicher Lerntraditionen erklärt. Dabei stehen die Anforderungen an die Lehrenden als den zentralen Akteur*innen einer erfolgreichen Wissensvermittlung im Vordergrund. Im internationalen Kontext sind ihre interkulturellen Kompetenzen ähnlich wichtig wie ihre Fachkompetenzen. Die chinesische Lerntradition erschwert chinesischen Studierenden einen direkten Anschluss an die Studienkultur im deutschen Hochschulsystem. Zu dem Hemmnis, in einer Fremdsprache zu studieren, kommt die Schwierigkeit, Debattenkultur und Wissenschaftsstreit als angemessene Auseinandersetzungsformen zu verstehen. Der direkte, offene und häufig nur aus westlicher Sicht als objektiv empfundene Umgang mit Themen kann aufgrund unterschiedlicher kultureller Prägung dazu beitragen, dass das Studium in Deutschland als anstrengend und befremdlich empfunden wird. In diesem Beitrag werden erfahrungsbasierte Überlegungen geteilt, wie chinesische Studierende an die Debattenkultur an deutschen Hochschulen herangeführt werden können. Der Beitrag endet mit Hinweisen und guidelines für deutsche Lehrende im Umgang mit chinesischen Studierenden.

Recognition of sleep and wake states is one of the relevant parts of sleep analysis. Performing this measurement in a contactless way increases comfort for the users. We present an approach evaluating only movement and respiratory signals to achieve recognition, which can be measured non-obtrusively. The algorithm is based on multinomial logistic regression and analyses features extracted out of mentioned above signals. These features were identified and developed after performing fundamental research on characteristics of vital signals during sleep. The achieved accuracy of 87% with the Cohen’s kappa of 0.40 demonstrates the appropriateness of a chosen method and encourages continuing research on this topic.

Nowadays, the importance of early active patient mobilization in the recovery and rehabilitation phase has increased significantly. One way to involve patients in the treatment is a gamification-like approach, which is one of the methods of motivation in various life processes. This article shows a system prototype for patients who require physical activity because of active early mobilization after medical interventions or during illness. Bedridden patients and people with a sedentary lifestyle (predominantly lying in bed) are also potential users. The main idea for the concept was non-contact system implementation for the patients making them feel effortless during its usage. The system consists of three related parts: hardware, software, and game application. To test the relevance and coherence of the system, it was used by 35 people. The participants were asked to play a video game requiring them to make body movements while lying down. Then they were asked to take part in a small survey to evaluate the system's usability. As a result, we offer a prototype consisting of hardware and software parts that can increase and diversify physical activity during active early mobilization of patients and prevent the occurrence of possible health problems due to predominantly low activity. The proposed design can be possibly implemented in hospitals, rehabilitation centers, and even at home.

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.

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.

This paper presents the docking control of an autonomous vessel using the 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 using knowledge of the system and simulations, including nonlinear state and disturbance observer. The cost function implicitly contains information regarding the surrounding of the docking position. This approach allows continuous optimization of the trajectory with respect to the system state, disturbance state and actuator dynamics. The control strategy has been tested in full-scale experiments using the solar research vessel Solgenia. The investigated MPPI controller has demonstrated excellent performance in both, simulation and real-world experiments. This paper addresses the question of how the MPPI algorithm can be applied to dock a fully-actuated vessel and what benefits its application achieves.

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.

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.

Der Gegenstand dieser Bachelorarbeit ist die automatisierte Extraktion von Polygonzügen anhand eines Grundrissbildes. Diese Polygonzüge sollen die Räumlichkeiten wiedergeben. In dieser Bachelorarbeit wurde daher ein Algorithmus für die Grundrissbildverarbeitung mittels Python entwickelt und implementiert. Zuerst wird ein Grundrissbild bereinigt, d. h. es werden unerwünschte Bildstrukturen verwaschen. Mithilfe des Canny-Kantendetektors werden anschließend die Kanten detektiert. Danach werden die Ecken im Grundrissbild via Harris-Eckendetektor lokalisiert. Um die Ecken sinnvoll zu verbinden, wird eine abgewandelte Form des Dijkstra Algorithmus herangezogen. Die daraus gewonnen Daten dienen zur Erstellung der Polygonzüge, welche für die Simulation von pFlow benötigt werden. Der entwickelte Algorithmus eignet sich insbesondere für klare und simple Grundrissbilder.

Schwerpunktthema: Zukunft

Thema der Masterarbeit ist die Zukunft des Generalunternehmers. Auf Grund verschiedener Entwicklungen in den letzten Monaten und Jahren, wie zum Beispiel dem Auflösen der Generalunternehmungssparte des Schweizer Pioniers Steiner AG, stellt sich in der Baubranche die Frage, ob das Modell des GU zukunftsfähig ist oder ob in nächster Zeit ein disruptiver Prozess Einzug erhalten könnte. Das primäre Ziel der Arbeit ist es, herauszufinden, ob für das Geschäftsmodell des Generalunternehmers bereits oder zukünftig eine Bedrohung besteht. Dabei wird die vergangene, derzeitige und zu-künftige Lage der Baubranche analysiert. Eine Rolle spielen dabei die betrieblichen Triebkräfte, Marktanalysen und Trends. Weiterhin sollen verschiedene Trends und Innovationen in der Baubranche er-mittelt, sowie den hieraus entstehenden Einfluss für den Generalunternehmer abgeschätzt werden. Zusätzlich soll ein Analysetool entworfen werden, mit Hilfe dessen man in Zukunft schnell, einheitlich und verlässlich Trends und Innovationen analysieren und bewerten kann. Zuerst wird das Geschäftsmodell des Generalunternehmers erläutert. Hierbei wird unter anderem die Wertschöpfung des Generalunternehmers behandelt. Danach werden die Five Forces nach Porter betrachtet. Weiterhin wird die Rolle der Unternehmenskultur hinsichtlich ihres Einflusses auf den Betriebserfolg untersucht. Im darauffolgenden Kapitel geht es um die vergangene, derzeitige und kurzfristige Entwicklung der Baubranche in Europa. Im abschließenden Kapitel werden verschiedene Trends, die das Generalunternehmer Modell betreffen, ermittelt. Zu guter Letzt wird aufgezeigt, wie wichtig Trendanalysen für die langfristige Zukunft von Generalunternehmern sind. Außerdem wird ein Analysetool erstellt und an den Trends BIM und Nachhaltigkeit angewendet. Das Ergebnis der Masterarbeit zeigt, dass das Modell des Generalunternehmers im Vergleich zur über-geordneten Branche derzeit nicht wesentlicher bedroht ist. Der stetige Zuwachs der Inanspruchnahme von Dienstleistungen und der steigende Fachkräftemangel in der ganzen Baubranche sind Indikatoren, die die Attraktivität des GU Modells auf dem Markt anheben. Termin- Kosten- und Qualitätsrisiken liegen beim GU aufgrund des Fachkräftemangels und steigender Materialpreise in der Baubranche. Die Digitalisierungstrends bieten für die Baubranche und somit auch für den GU neue Möglichkeiten für produktivere Projektabwicklungen. Sie dienen damit mehr als Werkzeug denn als Ersatz für das GU Modell. Die Lieferengpässe und die Bauteuerungen beeinträchtigen derzeitige und zukünftige Projekte branchenübergreifend. Abhilfe könnte hier die Mietung von Hallen bzw. Lagerflächen leisten, um das Material frühzeitig zu bestellen und zu lagern. Einzig neue Vertragsgestaltungen, wie sie zum Teil schon in England, Australien und den USA angewendet werden, können eine Bedrohung für das GU-Modell darstellen. Da in diesen Verträgen eine Kernkompetenz des GU, die Koordination zwischen den Ge-werken, durch die Kooperation zwischen den Gewerken, bedroht wird. Jedoch sträuben sich bislang die Planer und die Bauherren dagegen. Der Baubranche werden allgemein stabile Prognosen mit leichtem Umsatzplus zugesagt. Aus Sicht des Marktes besteht somit vorerst keine Gefahr für das GU Modell. Um den Einfluss von Trends und Entwicklungen auf das GU Modell anhand verschiedener Indikatoren einschätzen zu können, wurde ein Analysetool entwickelt, damit auch zukünftig der Einfluss von Neuerungen auf den GU Markt abgeleitet werden kann. Bei der Analyse der Trends spielt vor allem die Beschaffung von verlässlichen Informationen eine tragende Rolle. Die Einsatzgebiete von Trendanalysen sind in einem Unternehmen sehr vielfältig. Das Ergebnis der untersuchten Trends BIM und Nachhaltigkeit hat ergeben, dass diese eher Chancen anstatt Risiken für die Baubranche und somit auch für das GU Modell darstellen. Die allgemeine Umfrage zur Bedrohung des Geschäftsmodells GU hat ergeben, dass aus Sicht der Probanden eine mittlere Bedrohung vorliegt. Umfragewerte sind hinsichtlich ihrer Subjektivität und der aktuellen durch Krisen bestimmten Lage jedoch immer hinsichtlich Ihrer Aussagekraft in Kontext zu setzen.

In diesem Aufsatz, der im Rahmen eines Freistellungssemesters entstanden ist, werden technische, umwelttechnische, ethische und rechtliche Themen zum Autonomen Fahren im Hinblick auf die Umsetzung in der Lehre betrachtet. Curricula zum Autonomen Fahren der Kettering University und Udacity werden vorgestellt.

Die Frage „Wozu braucht man das?“ vonseiten der Studierenden oder Aussagen wie „Das habe ich im Beruf später nie mehr benötigt.“ von ehemaligen Studierenden ist den meisten Mathematikdozierenden sehr vertraut. Im Projekt BiLeSA wird dem Wunsch nach Integration von Praxisnähe im Mathematikunterricht mithilfe einer Smartphone-App, welche ausgewählte Themen in der Mathematik anhand von digitalen Bildern sichtbar macht, umgesetzt. Bei den ausgewählten Themen handelt es sich um (affin) lineare Abbildungen, Ableitungen in höheren Raumdimensionen und Potenzen von Komplexen Zahlen. Die Konzeptionierung des Lernobjekts erfolgte mit dem Design Based Research (DBR) Ansatz, welches im Basisprojekt des IBH-Labs „Seamless Learning“ konzipiert und entwickelt wurde.

Zur Bewertung von Strategien und Handlungsoptionen im Themenfeld Bioökonomie ist es naheliegend, eine naturinspirierte Bewertungsmethodik zu verwenden. Dieser Beitrag stellt daher den biokybernetischen Ansatz nach Frederic Vester als Methodik in den Mittelpunkt, um nachhaltigkeitskonforme Passungskriterien für bioökonomische Innovationen und Konzepte zu beschreiben sowie insbesondere die systemischen Wechselwirkungen und damit die Komplexität dieses Themenfeldes zu erfassen. So wird auch die Ambivalenz von Innovationen im Themen- und Handlungsfeld Bioökonomie thematisiert. Letztlich können mit diesem Ansatz die prinzipiellen Voraussetzungen für nachhaltigkeitsorientierte bioökonomische Innovationen in Richtung Erneuerbarkeit, Zirkularität, Effizienz, ökologische Verträglichkeit und Klimaneutralität geklärt 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.