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- VKU Verlag (1)
- VS Verlag für Sozialwissenschaften (1)
- Vereinigung der Bayerischen Wirtschaft e. V. (1)
- Verlag Dr. Kovač (1)
- Verlag Drums & Percussion (1)
- Verlag Moderne Industrie (1)
- Verlag Werben & Verkaufen (1)
- Verlag Werner Hülsbusch, Fachverlag für Medientechnik und - wirtschaft (1)
- Vogel (1)
- Vogel Business Media (1)
- Vogel Business Media AG (1)
- WGTL (1)
- WIKOMedia Verlag für Kommunale und Wirtschaftsmedien GmbH (1)
- Warsaw School of Economics, Department of Human Capital Development (1)
- Westburn Publishers (1)
- Wilhelm-Fabry-Museum (1)
- Wissenschaft und Praxis (1)
- Wissenschaftliche Verlagsgesellschaft (1)
- Wochenschau Verlag (1)
- Wydawnictwo Uniwersytetu Jagiellońskiego (1)
- Xi'an Polytechnic University (1)
- ZBW (1)
- ZIM-Kooperationsnetzwerk Region Neckar-Alb (1)
- av-news (1)
- b.i.t. Verlag (1)
- dpunkt-Verlag (1)
- dpw-Verlagsgesellschaft (1)
- epubli (1)
- fortiss GmbH (1)
- gws-netzwerk für Systemische Organisations- und Personalentwicklung e.V. (1)
- ifo Institut - Leibniz-Institut für Wirtschaftsforschung an der Universität München, München (1)
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- libreriauniversitaria.it.edizioni (1)
- managerSeminare Verlags GmbH (1)
- pVS - pro Verlag und Service GmbH & Co. KG (1)
- uni-edition (1)
- vdf Hochschulverlag AG an der ETH Zürich (1)
- vwh Verlag Werner Hülsbusch (1)
- Österreichischer Verband der Wirtschaftsingenieure (1)
Bei der spanenden Bearbeitung metallischer Werkstücke mit Werkzeugmaschinen ist die Produktivität und Qualität der erzeugten Werkstücke wesentliches Kriterium für die Wirtschaftlichkeit. Zur Erreichung dieser Ziele sind genaue Kenntnisse der Leistungsfähigkeit und Eigenschaften der eingesetzten Produktionsmittel erforderlich. Dazu sind seit geraumer Zeit unterschiedliche Methoden der Untersuchung z.B. der statischen und dynamischen Maschineneigenschaften bekannt. Dazu gehören die Messung der statischen und dynamischen Nachgiebigkeit, die Aufnahme der Eigenschwingungen mittels der experimentellen Modalanalyse. Diese Methoden werden häufig nur im Laborbetrieb angewandt. In diesem Beitrag werden Kriterien dargestellt, die bei der Übertragung der Analyse auf den realen Betrieb noch zu berücksichtigen sind, um die Ergebnisse interpretieren zu können.
The present publication reports the purification effort of two natural bone blocks, that is, an allogeneic bone block (maxgraft®, botiss biomaterials GmbH, Zossen, Germany) and a xenogeneic block (SMARTBONE®, IBI S.A., Mezzovico Vira, Switzerland) in addition to previously published results based on histology. Furthermore, specialized scanning electron microscopy (SEM) and in vitro analyses (XTT, BrdU, LDH) for testing of the cytocompatibility based on ISO 10993-5/-12 have been conducted. The microscopic analyses showed that both bone blocks possess a trabecular structure with a lamellar subarrangement. In the case of the xenogeneic bone block, only minor remnants of collagenous structures were found, while in contrast high amounts of collagen were found associated with the allogeneic bone matrix. Furthermore, only island-like remnants of the polymer coating in case of the xenogeneic bone substitute seemed to be detectable. Finally, no remaining cells or cellular remnants were found in both bone blocks. The in vitro analyses showed that both bone blocks are biocompatible. Altogether, the purification level of both bone blocks seems to be favorable for bone tissue regeneration without the risk for inflammatory responses or graft rejection. Moreover, the analysis of the maxgraft® bone block showed that the underlying purification process allows for preserving not only the calcified bone matrix but also high amounts of the intertrabecular collagen matrix.
The aim of this study was to predefine the pore structure of β-tricalcium phosphate (β-TCP) scaffolds with different macro pore sizes (500, 750, and 1000 µm), to characterize β-TCP scaffolds, and to investigate the growth behavior of cells within these scaffolds. The lead structures for directional bone growth (sacrificial structures) were produced from polylactide (PLA) using the fused deposition modeling techniques. The molds were then filled with β-TCP slurry and sintered at 1250° C, whereby the lead structures (voids) were burnt out. The scaffolds were mechanically characterized (native and after incubation in simulated body fluid (SBF) for 28 d). In addition, biocompatibility was investigated by live/dead, cell proliferation and lactate dehydrogenase assays.
Background/Aim: The aim of this study was the development of a new osteoconductivity index to determine the bone healing capacities of bone substitute materials (BSM) on the basis of 3D microcomputed tomographic (μ-CT) data. Materials and Methods: Sinus biopsies were used for the comparative analysis of the integration behavior of two xenogeneic BSM (cerabone® and Bio Oss®). 3D μ-CT and data sets from histomorphometrical measurements based on 2D histological slices were used to measure the bone-material-contact and the tissue distribution within the biopsies. The tissue reactions to both BSM were microscopically analyzed. Results: The 3D and 2D results of the osteoconductivity measurements showed comparable material-bone contacts for both BSM, but the 2D data were significantly lower. The same results were found when tissue distribution was measured in both groups. The histopathological analysis showed comparative tissue reactions in both BSM. Conclusion: Osteoconductivity index is a reliable measurement parameter for determining the healing capacities of BSM. The observed differences between both measurement methods could be assigned to the resolution capacity of μ-CT data that did not allow for a precise interface distinction between both BSM and bone tissue. Histomorphometrical data based on histological slides still allow for a more exact evaluation.
Autismus-Spektrum-Störungen (ASD) bei Kindern werden häufig zu spät diagnostiziert und die Begleitung der chronischen Krankheit gestaltet sich schwierig. Der vorgestellte Ansatz erlaubt die Behandlung der Kinder in dem bekannten häuslichen Umfeld und versucht die Beziehungen zwischen Schlaf und Verhalten herauszuarbeiten. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen die Lebensqualität der Patienten verbessern und den Eltern Hilfestellung geben. Die notwendige infrastrukturelle Unterstützung wird durch medizinisches Fachpersonal geleistet, das auf einen web-basierten Service zurückgreifen kann, der sämtliche Prozesse (Diagnostik, Datenerfassung, -aufzeichnung und Training etc.) begleitet. Die anonymisierten Daten werden in einem Diagnosesystem zentral abgelegt und können so für zukünftige Behandlungsstrategien nutzbar sein. Die umfassende Lösung setzt auf zentrale Elemente von Smart-Homes und AAL auf.
The investigation of stress requires to distinguish between stress caused by physical activity and stress that is caused by psychosocial factors. The behaviour of the heart in response to stress and physical activity is very similar in case the set of monitored parameters is reduced to one. Currently, the differentiation remains difficult and methods which only use the heart rate are not able to differentiate between stress and physical activity, without using additional sensor data input. The approach focusses on methods which generate signals providing characteristics that are useful for detecting stress, physical activity, no activity and relaxation.
Learning to translate between real world and simulated 3D sensors while transferring task models
(2019)
Learning-based vision tasks are usually specialized on the sensor technology for which data has been labeled. The knowledge of a learned model is simply useless when it comes to data which differs from the data on which the model has been initially trained or if the model should be applied to a totally different imaging or sensor source. New labeled data has to be acquired on which a new model can be trained. Depending on the sensor, this can even get more complicated when the sensor data becomes more abstract and hard to be interpreted and labeled by humans. To enable reuse of models trained for a specific task across different sensors minimizes the data acquisition effort. Therefore, this work focuses on learning sensor models and translating between them, thus aiming for sensor interoperability. We show that even for the complex task of human pose estimation from 3D depth data recorded with different sensors, i.e. a simulated and a Kinect 2TM depth sensor, human pose estimation can greatly improve by translating between sensor models without modifying the original task model. This process especially benefits sensors and applications for which labels and models are difficult if at all possible to retrieve from raw sensor data.
RoPose-Real: real world dataset acquisition for data-driven industrial robot arm pose estimation
(2019)
It is necessary to employ smart sensory systems in dynamic and mobile workspaces where industrial robots are mounted on mobile platforms. Such systems should be aware of flexible and non-stationary workspaces and able to react autonomously to changing situations. Building upon our previously presented RoPose-system, which employs a convolutional neural network architecture that has been trained on pure synthetic data to estimate the kinematic chain of an industrial robot arm system, we now present RoPose-Real. RoPose-Real extends the prior system with a comfortable and targetless extrinsic calibration tool, to allow for the production of automatically annotated datasets for real robot systems. Furthermore, we use the novel datasets to train the estimation network with real world data. The extracted pose information is used to automatically estimate the observing sensor pose relative to the robot system. Finally we evaluate the performance of the presented subsystems in a real world robotic scenario.
Recognizing human actions is a core challenge for autonomous systems as they directly share the same space with humans. Systems must be able to recognize and assess human actions in real-time. To train the corresponding data-driven algorithms, a significant amount of annotated training data is required. We demonstrate a pipeline to detect humans, estimate their pose, track them over time and recognize their actions in real-time with standard monocular camera sensors. For action recognition, we transform noisy human pose estimates in an image like format we call Encoded Human Pose Image (EHPI). This encoded information can further be classified using standard methods from the computer vision community. With this simple procedure, we achieve competitive state-of-the-art performance in pose based action detection and can ensure real-time performance. In addition, we show a use case in the context of autonomous driving to demonstrate how such a system can be trained to recognize human actions using simulation data.
This paper presents the preliminary results of a setof research projects being developed at the distributed resources laboratory at the University of Reutlingen. The main aim of these projects is to couple distributed ledger technologies (DLTs) with distributed control of microgrids. Firstly, a DLT based solution for a local market platform has been developed. This enables end customers to participate in new local micro-energy-markets by providing them with a distributed, decentralized, transparent and secure Peer to Peer (P2P) payment system. Secondly, this solution has been integrated with an autonomous (agent-based) grid management. The integrated solution of both marked platform as well as agent based control has been implemented and tested in a real microgrid with different distributed components such as PV System, CHP and different kinds of controllable loads. This microgrid is located in the distributed energy resources laboratory at the University of Reutlingen. Thirdly, the resulting solution is being implemented as an easy to customize market solution by AC2SG Software Oy, a Finland based software company, developing solutions for the Indian market. In a next phase, the solution is going to be tested in real environment in off-grids systems in India.
Power loss measurement of power electronic components and overall systems is sometimes difficult by use of electrical quantities and in few applications even not possible. The calorimetric power loss measurement is an established method to identify the overall system losses with a suitable accuracy. This paper presents a novel method with an open chamber calorimeter under accurate air mass flow, air pressure, humidity measurement and temperature control. The benefits are the approximately halved measurement time compared to established systems and the possibility to control the chamber temperature. So it is possible to measure the power losses at different ambient temperatures.
The Dual Active Bridge (DAB) is a very promising topology for future power converters. However, careless operation can lead to a DC component in the transformer current. The problem is further exacerbated when the phase shift changes during operation. This work presents a study of DC bias effects on the DAB with special regard to transient effects introduced by sudden shifts in the output load. We present a simple yet effective approach to avoid DC bias entirely.
Im Projekt "Heat4SmartGrid" soll untersucht werden, ob und wie mit Hilfe von Wärmepumpen der Anteil erneuerbarer Energien an der Wärmeversorgung in Baden-Württemberg (BW) gesteigert werden und gleichzeitig das Verteilnetz druch eine intelligente Steuerung der Wärmepumpensysteme entlastet werden kann.
Hierzu ist im AP 1 für das Jahr 2050 ein Wärmebedarf in BW von 35 TWh errechnet worden, bei 40 TWh im Jahr 2030. Im Vergleich zum Jahr 2015 ergibt sich so ein Rückgang um 30% zum Jahr 2030 und bis zum Jahr 2050 um 40%. Weiterhin steigt auf Grund von energetischer Sanierung im Gebäudebestand das technische Potenzial für Wärmepumpen, ausgehend von 8 TWh im Jahr 2015, auf 20 TWh bis 2030 umd auf 23 TWh bis 2040. Insgesamt könnten so 63% aller Wohnanteile in BW durch Wärmepumpen mit thermischer Energie versorgt werden Der Einsatz von Wärmepumpensystemen ist somit ein wichtiger Baustein für das Gelingen der Wärmewende.
Zur Steuerung der Wärmepumpen sind in AP 2 Betriebsmodei in Abhängigkeit von Anwendung und Gebäudetyp entwickelt worden. Diese werden mittels Korrelationsfunktionen für die Heizleistung für Luft-Wasser- und Sole-Wasser-Wärmepumpen bestimmt. Hierauf aufbauend sind für die in AP 1 ermittelten Gebäudetypen die erreichbare Jahresarbeitszahl der beiden Wärmepumpentechnologien ermittelt worden.
Zur intelligenten system- und netzdienlichen Steuerung dieser Wärmepumpensysteme werden Prognosen über die lokale Erzeugung und den lokalen Verbrauch benötigt, die in AP 5 erarbeitet werden. In Abhängigkeit der Prognoseanwendung sind sowohl univariate (elektrische Last und thermische Brauchwarmwasserlast) als auch multivariate Prognosemodelle (PV-Erzeugung und thermische Heizwarmwasserlast) implementiert worden.
Enterprise Governance, Risk and Compliance (GRC) systems are key to managing risks threatening modern enterprises from many different angles. Key constituent to GRC systems is the definition of controls that are implemented on the different layers of an Enterprise Architecture (EA). Controls become part of a “concern” of the EA, which allows to use an EA viewpoint to cover control compliance assessments. In this article we explore this relationship further, derive a metamodel linking control and EA, and elicit how this linkage give rise to a hierarchic understanding of the viewpoint concept for EAs. We complement these considerations with an expository instantiation in a cockpit for control compliance applied in an international enterprise in the insurance industry.
New business opportunities appeared using the potential of the Internet and related digital technologies, like the Internet of Things, services computing, artificial intelligence, cloud, edge, and fog computing, social networks, big data with analytics, mobile systems, collaboration networks, and cyber-physical systems. Companies are transforming their strategy and product base, as well as their culture, processes and information systems to adopt digital transformation or to approach for digital leadership. Digitalization fosters the development of IT environments with many rather small and distributed structures, like the Internet of Things, Microservices, or other micro-granular elements. Digitalization has a substantial impact for architecting the open and complex world of highly distributed digital servcies and products, as part of a new digital enterprise architecture, which structure and direct service-dominant digital products and services. The present research paper investigates mechanisms for supporting the evolution of digital enterprise architectures with user-friendly methods and instruments of interaction, visualization, and intelligent decision management during the exploration of multiple and interconnected perspectives by an architecture management cockpit.
Presently, many companies are transforming their strategy and product base, as well as their culture, processes and information systems to become more digital or to approach for a digital leadership. In the last years new business opportunities appeared using the potential of the Internet and related digital technologies, like Internet of Things, services computing, cloud computing, edge and fog computing, social networks, big data with analytics, mobile systems, collaboration networks, and cyber physical systems. Digitization fosters the development of IT environments with many rather small and distributed structures, like the Internet of Things, Microservices, or other micro-granular elements. This has a strong impact for architecting digital services and products. The change from a closed-world modeling perspective to more flexible open-world composition and evolution of micro-granular system architectures defines the moving context for adaptable systems. We are focusing on a continuous bottom-up integration of micro-granular architectures for a huge amount of dynamically growing systems and services, as part of a new digital enterprise architecture for service dominant digital products.
Enterprises are transforming their strategy, culture, processes, and their information systems to enlarge their digitalization efforts or to approach for digital leadership. The digital transformation profoundly disrupts existing enterprises and economies. In current times, a lot of new business opportunities appeared using the potential of the Internet and related digital technologies: The Internet of Things, services computing, cloud computing, artificial intelligence, big data with analytics, mobile systems, collaboration networks, and cyber physical systems. Digitization fosters the development of IT environments with many rather small and distributed structures, like the Internet of Things, microservices, or other micro-granular elements. Architecting micro-granular structures have a substantial impact on architecting digital services and products. The change from a closed-world modeling perspective to more flexible Open World of living software and system architectures defines the context for flexible and evolutionary software approaches, which are essential to enable the digital transformation. In this paper, we are revealing multiple perspectives of digital enterprise architecture and decisions to effectively support value and service oriented software systems for intelligent digital services and products.
Digitalization of products and services commonly causes substantial changes in business models, operations, organization structures and IT infrastructures of enterprises. Motivated by experiences and observations from digitalization projects, the paper investigates the effects of digitalization on enterprise architectures (EA). EA models serve as representation of business, information system and technical aspects of an enterprise to support management and development. By comparing EA models before and after digitalization, the paper analyzes the kinds of changes visible in the EA model. The most important finding is that newly created digitized products and the associated (product)- and enterprise architecture are no longer properly integrated into the overall architecture and even exist in parallel. Thus, the focus of this work is on showing these parallel architectures and proposing derivations for a better integration.
This study describes a non-contact measuring and parameter identification procedure designed to evaluate inhomogeneous stiffness and damping characteristics of the annular ligament in the physiological amplitude and frequency range without the application of large static external forces that can cause unnatural displacements of the stapes. To verify the procedure, measurements were first conducted on a steel beam. Then, measurements on an individual human cadaveric temporal bone sample were performed. The estimated results support the inhomogeneous stiffness and damping distribution of the annular ligament and are in a good agreement with the multiphoton microscopy results which show that the posterior-inferior corner of the stapes footplate is the stiffest region of the annular ligament. This method can potentially help to establish a correlation between stiffness and damping characteristics of the annular ligament and inertia properties of the stapes and, thus, help to reduce the number of independent parameters in the model-based hearing diagnosis.
Mammographie-Geräte werden in der Diagnostik von Mammakarzinomen eingesetzt. Die ursprüngliche Technik wurde in den letzten Jahren von analogen Röntgenfilmen zu digital integrierten Systemen weiterentwickelt. Durch die Tomosynthese, bei der in einem Schnittbildverfahren mehrere Schichten des Organismus untersucht werden können, können auch überlagerte Strukturen sichtbar gemacht werden. Um als adäquate Grundlage zur Diagnostik von malignen Tumoren dienen zu können, müssen einige qualitative Anforderungen erfüllt werden. Bisher gibt es wenig Literatur, die Anforderungen und den Aufbau solcher Geräte systematisch beschreiben. Im Rahmen dieser Arbeit werden auf Basis der Literatur und bestehender Systeme die qualitativen Anforderungen identifiziert. Der prinzipielle Aufbau solcher Systeme wird anhand der einzelnen Systembausteine in der semiformalen Notationssprache SysML gezeigt. Die grundlegende Funktionsweise eines tomosynthesefähigen Mammographie Gerätes wird in dieser Arbeit zusammenfassend und anhand der einzelnen Systembausteine beschrieben. Diese Arbeit dient der Vermittlung eines umfassenden Verständnisses für die digitale Mammographie, um als Grundlage für die Dokumentation von qualitativen Anforderungen dienen zu können.
Zur Unterstützung des Operateurs wird eine patientennahe Informationsanzeige entwickelt, die kontextrelevante Informationen entsprechend der aktuellen Situation bereitstellen kann. Hierfür soll eine Situationserkennung konzipiert werden, die auf unterschiedliche intraoperative Prozesse übertragen werden kann. Ziel der adaptiven Situationserkennung ist das Erkennen spezifischer Situationen durch intraoperative Informationen unterschiedlicher Datenquellen im Operationssaal. Innerhalb der Datenerhebung und -analyse wurden Anwendungsfälle für die Situationserkennung definiert sowie chirurgische Prozessmodelle erstellt, die intraoperative Ereignisse abbilden. Auf Basis dieser Informationen wurde ein Konzept entworfen, das sich zunächst auf die Erkennung abstrakter generalisierter Phasen, unabhängig vom Eingriff, fokussiert und sich Schritt für Schritt auf granulare Prozessschritte spezifizieren lässt. Diese Flexibilität soll die Übertragbarkeit des Konzepts auf intraoperative Prozesse ermöglichen und den Operateur dadurch gezielt mit kontextrelevanten Informationen unterstützen. Das Konzept wird in zukünftigen Schritten weiterentwickelt.
In der Orthopädie werden Robotersysteme bereits seit mehreren Jahren erfolgreich unterstützend eingesetzt. Dieser Ansatz erfordert die vorgelagerte Erstellung eines digitalen Modells auf Basis von medizinischen Bilddatensätzen. Die Erstellung und Überprüfung der Modelle soll in einer browserbasierten Client- Server-Anwendung erfolgen. Hierfür ist die Darstellung von zweidimensionalen und dreidimensionalen Datensätzen erforderlich. Basis dieses Papers ist die Entwicklung eines Ansatzes zur interaktiven, browserbasierten dreidimensionalen Darstellung medizinischer Planungsdaten. Die Anwendung stellt ein Proof of Concept dar, ob die bestehenden Desktopanwendungen zur Darstellung von Planungsdaten ersetzt werden können. Mit Hilfe des Frameworks AMI.js wurde die Anwendung umgesetzt. Sie erfüllt alle definierten Anforderungen und kann somit die aktuellen Desktopanwendungen ersetzen.
This study is about estimating the reproducibility of finding palpation points of three different anatomical landmarks in the human body (Xiphoid Process and the 2 Hip Crests) to support a navigated ultrasound application. On 6 test subjects with different body mass index the three palpation points were located five times by two examiners. The deviation from the target position was calculated and correlated to the fat thickness above each palpation point. The reproducibility of the measurements had a mean error of ≈13.5 mm +- 4 mm, which seems to be sufficient for the desired application field.
Vitamin E (VitE) additives are important in treating osteoarthritis inclusive cartilage regeneration due to their antioxidant and anti-inflammatory properties. The present research study focuses on the ability of biological antioxidant VitE (alpha-tocopherol isoform) to reduce or minimize oxidative degradation of soft implantable polyurethane (PU) elastomers after extended periods of time (5 months) in vitro. The effect of the oxidation storage media on the morphology of the segmented PUs was evaluated by mechanical softening, crystallization and melting behavior of both soft and hard segments (SS, HS) using dynamic mechanical analysis (DMA). Bulk mechanical properties of the potential implant materials during ageing were predicted from comprehensive mechanical testing of the biomaterials under tension and compression cyclic loads. 5-months in vitro data suggest that the prepared siloxane-poly(carbonate urethane) formulations have sufficient resistance against degradation to be suitable materials for chondral long term bio-stable implants. Most importantly, the positive effect of incorporating VitE (0.5 or 1.0% w/w) as bio-antioxidant and lubricant on the bio-stability was observed for all PU types. VitE-additives protected the surface layer from erosion and cracking during chemical oxidation in vitro as well as from thermal oxidation during extrusion re-processing.
Indicators of disruption potentials - analysis of the blockchain technology’s potential impact
(2019)
The goal of this paper was to answer the question whether blockchain has the potential to become a disruption according to Clayton Christensen’s disruption theory. Therefore, the theory and the five characteristics that define the process of disruption were outlined in the first part of the paper. That and the following explanation of the blockchain technology served as the basis for the analysis and evaluation in chapters four to seven. For the analysis, three applications of the DLT, namely payment methods, intermediaries, as well as data storage and transfer, were considered. The fulfillment of the five characteristics of disruption was assessed using an example for each of the three applications.
Additionally, the paper might serve as a basis for future research on the topic, once the technology develops further, since it is generally hard to tell whether the fourth and fifth characteristics are fulfilled by blockchain at this point. Therefore, the results of the paper also back criticism of Christensen’s theory regarding its usefulness for predictions.
This paper suggests that, in the financial services industry, too, the impact of blockchain will be significant. However, given the manifoldness of the services that are part of the industry, it cannot generally be concluded whether the DLT will disrupt the industry. For example, in services related to payment methods, blockchain is unlikely to follow disruptive pattern, despite the recent hype surrounding blockchain-based cryptocurrencies. However, regarding data storage and transfer, the technology might as well follow disruptive pattern in the financial services industry just as the application of blockchain solutions has been doing in the healthcare industry.
Fatigue and drowsiness are responsible for a significant percentage of road traffic accidents. There are several approaches to monitor the driver's drowsiness, ranging from the driver's steering behavior to the analysis of the driver, e.g. eye tracking, blinking, yawning, or electrocardiogram (ECG). This paper describes the development of a low-cost ECG sensor to derive heart rate variability (HRV) data for drowsiness detection. The work includes hardware and software design. The hardware was implemented on a printed circuit board (PCB) designed so that the board can be used as an extension shield for an Arduino. The PCB contains a double, inverted ECG channel including low-pass filtering and provides two analog outputs to the Arduino, which combines them and performs the analog-to-digital conversion. The digital ECG signal is transferred to an NVidia embedded PC where the processing takes place, including QRS-complex, heart rate, and HRV detection as well as visualization features. The resulting compact sensor provides good results in the extraction of the main ECG parameters. The sensor is being used in a larger frame, where facial-recognition-based drowsiness detection is combined with ECG-based detection to improve the recognition rate under unfavorable light or occlusion conditions.
The goal of this paper pretends to show how a bed system with an embedded system with sensor is able to analyze a person’s movement, breathing and recognizing the positions that the subject is lying on the bed during the night without any additional physical contact. The measurements are performed with sensors placed between the mattress and the frame. An Intel Edison board was used as an endpoint that served as a communication node from the mesh network to external service. Two nodes and Intel Edison are attached to the bottom of the bed frame and they are connected to the sensors.
This document presents an algorithm for a nonobtrusive recognition of Sleep/Wake states using signals derived from ECG, respiration, and body movement captured while lying in a bed. As a core mathematical base of system data analytics, multinomial logistic regression techniques were chosen. Derived parameters of the three signals are used as the input for the proposed method. The overall achieved accuracy rate is 84% for Wake/Sleep stages, with Cohen’s kappa value 0.46. The presented algorithm should support experts in analyzing sleep quality in more detail. The results confirm the potential of this method and disclose several ways for its improvement.
Natural extracellular matrix (ECM) represents an ideal biomaterial for tissue engineering and regenerative medicine approaches. For further functionalization, there is a need for specific addressable functional groups within this biomaterial. Metabolic glycoengineering (MGE) provides a technique to incorporate modified monosaccharide derivatives into the ECM during their assembly, which was shown by us earlier for the production of a modified fibroblast-derived dermal ECM.
It is expected that ongoing digitalisation will drive the merger between the manufacturing world and the internet world, possibly leading to a next industrial revolution, currently called “Industry 4.0”. The driving forces behind this development are new business opportunities and competition advantages arising from mass production customisation as well as rapid individual product development and manufacturing. Key factors of the development towards Industry 4.0 are discussed. Threats and opportunities arising from these developments for future production are discussed. Actual examples from real-time customized manufacturing of consumer products are given. As mechatronic systems and industrial robots are widely used in manufacturing and in particular in assembly, it is discussed how they can be connected to and used in digitalised industrial systems. Different examples of remote controlled systems are presented, like remote controlled KUKA robot for handling and quality control, PLC-controlled equipment, drive systems, FESTO handling system and others. The architecture of an assembly cell is presented, where industrial robots are set-up for batch-one production or can directly receive control / production information on-line and in real-time over the factory network. Methods for remote maintenance and monitoring of systems over the internet and production operator support over the internet are presented as well.
In standardized sectors such as the automotive, the cost-benefit ratio of automation solutions is high as they contribute to increase capacity, decrease costs and improve product quality. In less standardized application fields, the contribution of automation to improvements in capacity, cost and quality blurs. The automation of complex and unstructured tasks requires sophisticated, expensive and low-performing systems, whose impact on product quality is oftentimes not directly perceived by customers. As a result, the full automation of process chains in the general manufacturing or the logistic sectors is often a sub optimal solution. Taking the distance from the false idea that a process should be either fully automated, or fully manual, this paper presents a novel heuristic method for design of lean human-robot interaction, the Quality Interaction Function Deployment, with the objective of the “right level of automation”. Functions are divided among human and automated agents and several automation scenarios are created and evaluated with respect to their compliance to the requirements of all process´ stakeholders. As a result, synergies among operators (manual tasks) and machines (automated tasks) are improved, thus reducing time-losses and increasing productivity.
Powered by e-commerce and vital in the manufacturing industry, intralogistics became an increasingly important and labour-intensive process. In highly standardized automation-friendly environments, such as the automotive sector, most of efficiently automatable intralogistics tasks have already been automated. Due to aging population in EU and ergonomic regulations, the urge to automate intralogistics tasks became consistent also where product and process standardization is lower. That is the case of the production line or cell material supply process, where an increasing number of product variants and individually customized products combined with the necessary ability of reacting to changes in market conditions led to smaller and more frequent replenishment to the points of use in the production plant and to the chaotic addition of production cells in shop floor layout. This led in turn to inevitable traffic growth with unforeseeable related delays and increased level of safety threats and accidents. In this paper, we use the structured approach of the Quality Interaction Function Deployment to analyse the process of supply of assembly lines, seeking the most efficient combination of automation and manual labour, satisfying all stakeholders´ requirements. Results are presented and discussed.
There is no denying that organizations, whether domestic or global, whether educational, governmental, or business, are undergoing rapid transformation. However, what is causing it? Prompted by the need to remain relevant and competitive, organizations constantly try to reinvent themselves. Those that do not, according to the laws of economics, will simply serve no purpose and will eventually cease to exist. Regardless of sector or industry, an organization's success pivots around its human talent. Hence, it is crucial to manage it and cultivate certain traits, knowledge, and skills. In today's global economy, organizations are more interconnected than ever before and thus the challenges they face require that employees possess not only expert knowledge, problem-solving, cross-cultural, and cross-functional teaming skills, but also good communications skills and agile thinking.
Many researchers have explored the phenomenon of intercultural communication since Edward T. Hall first brought it to light in the late 1950s. Although the literature is quite extensive, the ongoing sociopolitical struggles are evidence that even in the twenty-first century, society has limited intercultural as well as intracultural communication competence. This limited understanding continues to bring about discord in every facet of life, including work.
The modern workforce is expected to possess certain knowledge, skills, and attitudes that are inherently different from those expected from previous generations. Due to globalization, intercultural competence and highly effective communication skills are at the top of the list - a working knowledge of English as the lingua franca of today's business world can be considered as a first step.
The use of gamification in workplace learning to encourage employee motivation and engagement
(2019)
When we think about playing a game, be it a card game, board game, sport, or video game, we generally associate the act of playing with a positive experience like having fun, enjoying the interaction with others, or feeling a greater motivation to reach a certain goal. By contrast, workplace learning is often perceived as being dull. Employees are likely at some point in their career to find themselves stuck in a rigidly defined seminar for a long period of time or in front of their computer navigating through a mandatory e-learning course on a dry topic such as standards of business conduct of safety policies.
In recent years, organizations have tried to leverage the motivating quality of games for more serious learning contexts. Gamification entails transferring those elements and principles from games to nongaming context that improve user experience and engagement. In this chapter, we will specifically focus on the context of workplace learning.
Der Girlboss Mythos : die gesellschaftlichen und ökonomischen Perspektiven der Gender-Debatte
(2019)
Faktisch sind Frauen heute gleichberechtigt. Sie haben die gleichen Chancen, Rechte und Möglichkeiten wie Männer. Dennoch weisen maßgebliche Studien darauf hin, dass die Anzahl von Frauen auf allen Führungsebenen stagniert oder nur im Schneckentempo wächst. In der medialen Diskussion rund um das Thema Frauen im Management ist die Welt auf den ersten Blick in zwei Lager geteilt. Ein Lager stellt ernüchtert fest, dass Frauen selbst Schuld sind an ihrer Situation. Oft werden hier gerade erfolgreiche Frauen zitiert, die ihren Geschlechtsgenossinnen den nötigen Erfolgswillen oder die Opferbereitschaft absprechen. Das andere Lager scheint die Sachlage genau entgegengesetzt zu beurteilen. Überall gut ausgebildete, hochmotivierte Frauen, die an Glasdecken stoßen oder denen von der Gesellschaft im Allgemeinen und Männern im Besonderen die Türen versperrt werden. Dieses Buch trägt zu einer wissenschaftlich nüchternen Diskussion bei, um die aktuelle gesellschaftspolitische Situation differenzierter und abseits von abgegriffenen Dogmen zu betrachten.
OR-Pad - Entwicklung eines Prototyps zur sterilen Informationsanzeige am OP-Situs : meeting abstract
(2019)
Hintergrund: Oftmals werden Informationen aus der Krankenakte oder von Bildgebungsverfahren nur auf recht weit vom Operationsgebiet entfernten Monitoren, außerhalb der ergonomischen Sichtachse des Operateurs, dargestellt. Dies führt dazu, dass relevante Informationen übersehen werden oder ihr Informationspotenzial nicht ausgeschöpft werden kann. In Papierform mitgenommene Notizen befinden sich während der OP außerhalb des sterilen Bereichs und sind dadurch für den Operateur nicht ohne Weiteres zugänglich. Auch bei intraoperativen Einträgen für die OP Dokumentation ist der Operateur auf die Mithilfe der Assistenz angewiesen. Durch die zusätzlichen Kommunikationswege entstehen dabei ein personeller und zeitlicher Mehraufwand und das Fehlerpotenzial nimmt zu. Das anwendungsorientierte Forschungsprojekt OR-Pad - Nutzung von portablen Informationsanzeigen im Operationssaal - soll dem Operateur zu einem verbesserten Informationsfluss verhelfen. Die Idee entstand aus der klinischen Routine der Anatomie und Urologie des Universitätsklinikums Tübingen und wird nun durch Fördermittel vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst Baden-Württemberg sowie vom Europäischen Fonds für regionale Entwicklung an der Hochschule Reutlingen zu einem High Fidelity-Prototypen weiterentwickelt.
Ziel: Ziel des OR-Pad Projekts ist es, während einer OP zum aktuellen Zeitpunkt klinisch relevante Informationen in unmittelbarer Nähe zum Operateur darzustellen. Mithilfe des Systems soll der Informationsfluss zwischen dem Eingriff sowie dessen Vor- und Nachbereitung optimiert werden. Der Operateur soll vorab relevante Informationen, wie aktuelle Röntgenbilder oder persönliche Notizen, zur intraoperativen Anzeige auswählen können, die dann am OP-Situs auf einer sterilen Informationsanzeige dargestellt werden. Durch die Positionierung soll eine ergonomische Sichtachse sowie die direkte Interaktion mit dem System ermöglicht werden. Kontextrelevante Informationen sollen basierend auf dem aktuellen OP-Verlauf durch die Entwicklung einer Situationserkennung automatisch bereitgestellt werden. Zur Optimierung des Informationsflusses gehört ebenfalls die Unterstützung der OP-Dokumentation. Für diese sollen während des Eingriffs manuell vom Operateur sowie automatisch vom System Einträge, wie Zeitpunkte oder intraoperative Aufnahmen, erstellt werden. Aus diesen soll nach dem Eingriff die OP-Dokumentation generiert und damit der Prozess qualitativer und zeiteffizienter gestaltet werden.
Methodik: Zur Erreichung des Ziels werden zunächst die klinischen Anforderungen spezifiziert und in ein Lastenheft überführt. Hierfür werden Interviews und Beobachtungen bei mehreren Interventionen durchgeführt. Nach dem User-Centered-Designprozess werden Personas und Nutzungsszenarien entworfen und mit klinischen Projektpartnern in mehreren Iterationen evaluiert. Es gilt eine Informationsarchitektur aufzubauen, die eine Einbettung klinischer Informationssysteme sowie Bild- und Gerätedaten aus dem OP-Netzwerk erlaubt. Eine Situationserkennung, basierend auf Prozessmodellen, soll zur Abschätzung des Operationsfortschritts entwickelt werden. Zur Befestigung der Informationsanzeige sollen geeignete Haltemechanismen eingesetzt werden. Das OR-Pad System soll laufend im Lehr- und Forschungs-OP der Hochschule Reutlingen getestet und im Sinne agiler Produktentwicklung mit den klinischen Projektpartnern abgestimmt werden. Der finale Funktionsprototyp soll abschließend in den Versuchs-OPs der Anatomie Tübingen getestet und evaluiert werden.
Ergebnisse: Über eine erste Datenerhebung mittels Contextual Inquiry konnten erste Anforderungen an das OR-Pad System erfasst werden, woraus ein Low-Fidelity-Prototyp resultierte. Die Evaluation über Experteninterviews führte in die zweite Iteration, in der das Konzept entsprechend der Ergebnisse angepasst wurde. Über Hospitationen am Uniklinikum Tübingen fand eine weitere Datenerhebung zur Erstellung von Szenarien für die intraoperativen Anwendungsfälle statt. Anhand der Anforderungen wurde ein Konzept für die Benutzerschnittstelle entworfen, die im weiteren Verlauf mit den klinischen Projektpartnern evaluiert wird.
Bereits zum elften Mal findet nun die Studierendenkonferenz Informatics Inside statt. Als Teil des Masterstudiengangs Human-Centered Computing organisieren Masterstudierende selbständig eine vollumfängliche wissenschaftliche Konferenz. Die Informatik ist nach wie vor ständigem Wandel unterworfen. Unsere Studierenden tragen diesem Wandel bei, indem sie in ihrer wissenschaftllichen Vertiefung aktuelle Problemstellungen durch innovative Konzepte lösen. Inzwischen ist die Informatik aber auch nicht immer sofort sichtbar. Das merken wir immer dann, wenn etwas nicht wie vorgesehen funktioniert. Das diesjährige Motto der Informatics Inside ist experience (IT);, verdeckt als Funktionsaufruf:).
Semi-automated image data labelling using AprilTags as a pre-processing step for machine learning
(2019)
Data labelling is a pre-processing step to prepare data for machine learning. There are many ways to collect and prepare this data, but these are usually associated with a greater effort. This paper presents an approach to semi-automated image data labelling using AprilTags. The AprilTags attached to the object, which contain a unique ID, make it possible to link the object surfaces to a particular class. This approach will be implemented and used to label data of a stackable box.
The data is evaluated by training a You Only Look Once (YOLO) net, with a subsequent evaluation of the detection results. These results show that the semi-automatically collected and labelled data can certainly be used for machine learning. However, if concise features of an object surface are covered by the AprilTag, there is a risk that the concerned class will not be recognized. It can be assumed that the labelled data can not only be used for YOLO, but also for other machine learning approaches.
In dieser Ausarbeitung wird eine zeitliche Vorhersage von Erdbeben getroffen. Hierfür werden mit einem Datensatz aus Labor-Erdbeben Convolutional Neural Networks (CNN) trainiert. Die trainierten Netzwerke geben Vorhersagen, indem sie einen Input an seismischen Daten klassifizieren. Durch das Klassifizieren kann das CNN die zeitliche Entfernung zum nächsten Erdbeben vorhersagen. Es werden hierfür zwei Ansätze miteinander verglichen. Beim ersten Ansatz werden die Originaldaten in ein CNN gegeben. Beim zweiten Ansatz wird vor dem CNN eine Vorverarbeitung der Daten mit den Mel Frequency Cepstral Coefficients (MFCC) durchgeführt. Es zeigt sich, dass mit beiden Ansätzen eine gute Klassifikation möglich ist. Die Kombination aus MFCC und CNN liefert die besseren quantitativen Ergebnisse. Hierbei konnte eine Genauigkeit von 65 % erreicht werden.
In Folge der gegenwärtigen Digitalisierung in der produzierenden Industrie werden Anwendungen oder Services mit potentiell positiven Auswirkungen auf Faktoren wie Effektivität und Arbeitsqualität entwickelt. Ein geeigneter Ansatz zur Stärkung motivierender Aspekte im Arbeitskontext kann Gamification darstellen. In dieser Arbeit ist die initiale Konzeption und Evaluation eines Gamification-Ansatzes für Anwender eines KI-Service zur Maschinenoptimierung dargestellt und möglichen Anforderungen an ein Konzept zur Motivationssteigerung extrahiert.
Business process models provide a considerable number of benefits for enterprises and organizations, but the creation of such models is costly and time-consuming, which slows down the organizational adoption of business process modeling. Social paradigms pave new ways for business process modeling by integrating stakeholders and leveraging knowledge sources. However, empirical research about the impact of social paradigms on costs of business process modeling is sparse. A better understanding of their impact could help to reduce the cost of business process modeling and improve decision-making on BPM activities. The paper constributes to this field by reporting about an empirical investigation via survey research on the perceived influence of different cost factors among experts. Our results indicate that different cost components, as well as the use of social paradigms, influence cost.
Size and function of bioartificial tissue models are still limited due to the lack of blood vessels and dynamic perfusion for nutrient supply. In this study, we evaluated the use of cytocompatible methacryl-modified gelatin for the fabrication of a hydrogel-based tube by dip-coating and subsequent photo-initiated cross-linking. The wall thickness of the tubes and the diameter were tuned by the degree of gelatin methacryl-modification and the number of dipping cycles. The dipping temperature of the gelatin solution was adjusted to achieve low viscous fluids of approximately 0.1 Pa s and was different for gelatin derivatives with different modification degrees. A versatile perfusion bioreactor for the supply of surrounding tissue models was developed, which can be adaped to several geometries and sizes of blood-vessel mimicking tubes. The manufactured bendable gelatin tubes were permeable for water and dissolved substances, like Nile Blue and serum albumin. As a proof of concept, human fibroblasts in a three-dimensional collagen tissue model were sucessfully supplied with nutrients via the central gelatin tube under dynamic conditions for 2 days. Moreover, the tubes could be used as scaffolds to build-up a functional and viable endothelial layer. Hence, the presented tools can contribute to solving current challenges in tissue engineering.
Companies are continuously changing their strategy, processes, and information systems to benefit from the digital transformation. Controlling the digital architecture and governance is the fundamental goal. Enterprise Governance, Risk and Compliance (GRC) systems are vital for managing digital risks threatening in modern enterprises from many different angles. The most significant constituent to GRC systems is the definition of controls that is implemented on different layers of a digital Enterprise Architecture (EA). As part of the compliant aspect of GRC, the effectiveness of these controls is assessed and reported to relevant management bodies within the enterprise. In this paper, we present a metamodel which links controls to the affected elements of a digital EA and supplies a way of expressing associated assessment techniques and results. We complement a metamodel with an expository instantiation of a control compliance cockpit in an international insurance enterprise.
This study describes a non-contact measuring and system identification procedure for evaluating inhomogeneous stiffness and damping characteristics of the annular ligament in the physiological amplitude and frequency range without the application of large static external forces that can cause unnatural displacements of the stapes. To verify the procedure, measurements were first conducted on a steel beam. Then, measurements on an individual human cadaveric temporal bone sample were performed. The estimated results support the inhomogeneous stiffness and damping distribution of the annular ligament and are in a good agreement with the multiphoton microscopy results which show that the posterior-inferior corner of the stapes footplate is the stiffest region of the annular ligament.
Computers are increasingly used in teams in various contexts, for example in negotiations. Especially when using computer-support for decision making processes, it is an important question whether active collaboration within the team - for example via audio-conference - has additional benefits beyond the supply of full task-relevant information via computer. In team negotiations, team representatives are only able to represent the whole team, if diverse preferences of the team members are aligned prior to the negotiation. In an experimental study with 150 participants, we provided team members with the complete information about each other's preferences during an either collaboratively (computer-mediated) or seperately conducted computer-supported negotiation preparation and subsequently asked them for their priorities as representatives of the team. Our results showed that providing complete task-relevant information via computer is insufficient to compensate for the absence of active collaboration within the team.
Als einer der ersten Wissenschaftler hat der Strategieprofessor Michael Porter die aus der Volkswirtschaftslehre stammenden Erkenntnisse der Industrieökonomik mit Konzepten der Unternehmensstrategie kombiniert, um ein genaueres Verständnis vom Einfluss des Branchenwettbewerbs auf den Unternehmenserfolg sowie von Wettbewerbsentscheidungen zu erlangen. In all seinen Arbeiten steckt der Kerngedanke, durch die Wahl einer geeigneten Strategie, Wert zu generieren und somit eine hohe Wettbewerbsfähigkeit und Profitabilität zu erzielen. Porters Themen weisen dabei eine große inhaltliche Vielfalt auf: von der Digitalisierung, über Wettbewerb in der Politik bis hin zum gesellschaftlichen Fortschritt. Typisch für Porter ist ein ganzheitlicher Forschungsansatz, der sich anstelle einzelner Bestandteile eines Systems der umfassenden Betrachtung komplexer Systeme widmet. Hieraus leitet er anhand zahlreicher Fallstudien und Praxisbeispiele Modelle ab, die Managern als Spielregeln für den Wettbewerb dienen. Mit seinen Werken liefert er nicht nur Impulse für die Wissenschaft, sondern er versucht vor allem, das Denken und Handeln von Unternehmenspraxis, Politik und Gesellschaft nachhaltig zu beeinflussen. Seine Modelle, wie beispielsweise das Fünf-Kräfte-Modell, sind im Hinblick auf die Entwicklung von Organisationen dafür bekannt, dass Manager die marktseitigen Einflüsse auf die Wettbewerbssituation ihres Unternehmens besser verstehen und entsprechend ihre strategischen Entscheidungen treffen können.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur extrinsischen Kalibrierung wenigstens eines bildgebenden Sensors, wonach eine Pose des wenigstens einen bildgebenden Sensors relativ zu dem Ursprung (U) eines dreidimensionalen Koordinatensystems einer Handhabungseinrichtung mittels einer Recheneinrichtung bestimmt wird, wobei bekannte dreidimensionale Koordinaten betreffend die Position wenigstens eines Gelenks der Handhabungseinrichtung durch die Recheneinrichtung berücksichtigt werden, und wobei zweidimensionale Koordinaten betreffend die Position des wenigstens einen Gelenks anhand von Rohdaten des wenigstens einen bildgebenden Sensors ermittelt werden, und wobei die Recheneinrichtung die Pose des wenigstens einen bildgebenden Sensors anhand der Korrespondenz zwischen den zweidimensionalen Koordinaten und den dreidimensionalen Koordinaten bestimmt.
Additive manufacturing (AM) is a promising manufacturing method for many industrial sectors. For this application, industrial requirements such as high production volumes and coordinated implementation must be taken into account. These tasks of the internal handling of production facilities are carried out by the Production Planning and Control (PPC) information system. A key factor in the planning and scheduling is the exact calculation of manufacturing times. For this purpose we investigate the use of Machine Learning (ML) for the prediction of manufacturing times of AM facilities.
Der Halo-Effekt im Fußball
(2019)
Der Halo-Effekt ist eine aus der Sozialpsychologie bekannte kognitive Verzerrung. Ein Halo-Effekt tritt dann auf, wenn ein globaler Eindruck oder eine Information über ein hervorstechendes Merkmal die Beurteilung anderer Eigenschaften prägt. Im vorliegenden Beitrag wird der Frage nachgegangen: Gibt es einen Halo-Effekt im Fußball? Überstrahlt der sportliche Erfolg bzw. Misserfolg die Wahrnehmung der Fans womöglich sogar hinsichtlich nicht-sportlicher Aspekte? Der Beitrag gibt den aktuellen Stand zur Halo-Forschung wider und präsentiert die Ergebnisse einer empirischen Untersuchung, in deren Rahmen Fans von Vereinen aus der deutschen Fußball-Bundesliga befragt werden.
IC layout automation with self-organized wiring and arrangement of responsive modules (SWARM)
(2019)
Focused on automating analog IC layout, the multi-agent-system Self-organized Wir ing and Arrangement of Responsive Modules (SWARM) combines the powers of pro-cedural generators and algorithmic optimization into a novel bottom-up meets top-down flow of supervised layout module interaction. Provoking self-organization via the effect of emergence, examples show SWARM finding even optimal placement solutions and producing constraint-compliant layout blocks which fit into a specified zone.
Dieser Bericht fasst die wesentlichen Arbeiten und Ergebnisse zusammen, die in dem Verbundvorhaben „GalvanoFlex_BW“ im Kalenderjahr 2018 durchgeführt und erzielt wurden. Dazu lässt sich zunächst sagen, dass die Messwertaufnahme und –auswertung abgeschlossen ist. Es wurden verschiedene Messkampagnen bei der Fa. NovoPlan durchgeführt. Bei C&C Bark konnte man teilweise auf bestehende Daten zurückgreifen, die punktuell durch weitere Messungen ergänzt wurden. Bei der Fa. Hartchrom konnten aufgrund von Personalmangel keine Messungen durchgeführt werden. Die aufgenommenen Daten wurden in eine Effizienzbewertung überführt, aus der im Folgenden allgemeine Aussagen abgeleitet werden sollen. Dazu ist ein Simulationsprogramm aufgesetzt worden, das in der Lage ist, Prozessketten energetisch abzubilden und zu optimieren. Zudem sollen aus den Messdaten verbesserte Profile für den Wärmebedarf in den Unternehmen entwickelt werden, die daraufhin der KWK-Optimierung zur Verfügung gestellt werden. Im Zuge der Entwicklung und Bewertung stromoptimierter KWK- Strategien ist ein bestehendes Simulationsmodell entsprechend weiterentwickelt worden. Konkret wurde das Modell um eine verbesserte Lastprognose für Strom und Wärme für Industriebetriebe ergänzt, und das Optimierungsverfahren wurde um eine zweite Dimension erweitert. Während bislang allein die Optimierung der Eigenstromdeckung mit einer Begrenzung der BHKW-Starts als Nebenbedingung möglich war, ist jetzt die Kappung der elektrischen Lastspitze zusätzlich in der Zielfunktion integriert. Gerade bei Industrieunternehmen lässt sich auf diese Weise eine weitere, zum Teil nicht unerhebliche Energiekosteneinsparung erreichen, was durch die ersten Berechnungen anhand der drei im Reallabor vertretenden Betriebe bestätigt wird. Die Ergebnisse werden unter AP 8 (Umsetzung) diskutiert. Der Dialog mit weiteren Unternehmen und Institutionen außerhalb des Vorhabens konnte über die Branchenplattfom weitergeführt werden. In 2018 wurden zwei Veranstaltungen dieser Art durchgeführt, und im Frühjahr 2019 wird ein weiterer Workshop zu diesem Thema durchgeführt. Die sozialwissenschaftliche Begleitforschung wurde mit der zweiten Phase der Firmenbefragungen ebenfalls planmäßig weitergeführt. Mit Blick auf die Umsetzung eines BHKW-Konzeptes haben sich dabei zwei wichtige Punkte wie folgt gezeigt: Zum einen muss die umsetzende Firma eine gewisse „Energieeffizienz-Reife“ besitzen, die sich u.a. in der Erfahrung bei der Durchführung von Energieeffizienzmaßnahmen zeigt, da die Installation eines BHKWs eine äußerst komplexe Maßnahme darstellt. Zum anderen müssen andere unternehmensspezifische Kontextfaktoren hinzukommen, wie z.B. aus anderen Gründen durchzuführende bauliche Maßnahmen, so dass gewisse zeitliche Entscheidungsfenster entstehen, in denen die Umsetzung von KWK-Maßnahmen sinnvoll sind.
The economic thought of Friedrich List. - (Routledge studies in the history of economics ; 16)
(2019)
Friedrich List is, besides Karl Marx, one of the most important economists of the 19th century in Germany. Probably most modern economists know List for his idea of educational tariffs that protect infant industries from international competition an help them to become competitive before their country opens the domestic market for foreign rivals. Furthermore, List is still popular because of his contribution to establishing a railway system in the USA and Germany. However, a closer look at his work reveals that his ideas about the economic system could enrich the current theoretical and political debate on international trade and integration as well as economic growth.
The paper analyses the importance of List's views on growth and integration from the perspective of modern approaches to economic growth and international economics. Furthermore, some ideas will be presented on how List's ideas could help to explain and understand current economic developments, such as the crisis of the European Union or the new form of isolationism of the United States of America.
Das Pariser Klimaschutzabkommen von 2015 fordert die Begrenzung der globalen Erwärmung auf "deutlich unter" 2 Grad Celsius gegenüber der vorindustriellen Zeit. Zwar wurde es von der internationalen Staatengemeinschaft anerkannt, jedoch reichen die national festgelegten Beiträge (NDCs) bisher nicht aus, um das Ziel zu erreichen. Neben der "Emissionslücke" besteht eine große Kluft zwischen naturwissenschaftlichem und öffentlichem Verständnis über den Klimawandel. Während die Besorgnis über den Klimawandel steigt, sehen die meisten Menschen den Klimawandel nicht als ernsthafte Bedrohung für sich selbst und Ansichten über den Klimawandel sind politisch polarisiert. Konventionelle Kommunikationsansätze haben die Lücke zwischen dem wissenschaftlichen und öffentlichen Verständnis über die durch den Klimawandel entstehenden Bedrohungen nicht geschlossen. Hier wird mit dem simulationsbasierten Rollenspiel World Climate ein innovativer Ansatz für die Klimakommunikation vorgestellt: ein soziales, einnehmendes Rollenspiel bei der Entscheidungsfindung im Klimaschutz ist mit einem interaktiven Computermodell kombiniert, das eine sofortige Rückmeldung über die erwarteten Ergebnisse von Entscheidungen liefert. Die Teilnehmenden erfahren mehr über den Klimawandel und erleben sogleich die soziale Dynamik der Verhandlungen. In diesem Beitrag werden die Ergebnisse einer Studie über Auswirkungen von World Climate präsentiert.
In this paper, an approach is introduced how reinforcement learning can be used to achieve interoperability between heterogeneous Internet of Things (IoT) components. More specifically, we model an HTTP REST service as a Markov Decision Process and adapt Q-Learning to the properties of REST so that an agent in the role of an HTTP REST client can learn the semantics of the service and, especially an optimal sequence of service calls to achieve an application specific goal. With our approach, we want to open up and facilitate a discussion in the community, as we see the key for achieving interoperability in IoT by the utilization of artificial intelligence techniques.
Improved inductive feed-forward for fast turn-on of power semiconductors during hard switching
(2019)
A transformer is used to increase the gate voltage during turn-on, thus reducing the necessary bias voltage of the gate driver. Counteracting the voltage dependency of the gate capacitance of high-voltage power devices, faster transitions are possible. The additional transformer only slighly increases the over-voltage during turn-off.
Novel design for a coreless printed circuit board transformer realizing high bandwidth and coupling
(2019)
Rogowski coils offer galvanic isolation and can measure alternating currents with a high bandwidth. Coreless printed circuit board (PCB) transformers have been used as an alternative to limit the additional stray inductance if a Rogowski coil can not be attached to the circuit. A new PCB transformer layout is proposed to reduce cost, decrease additional stray inductance, increase the bandwidth of current measurements and simplify the integration into existing designs.
Die Faszination des "Touchpoint Airport" und der Trend hin zu immer mehr Mobilität machen Flughäfen für die werbungtreibende Wirtschaft zunehmend interessanter. Das belegen die Wachstumsraten der Out-of-Home-Werbung an Flughäfen und die Investitionen der Airports in analoge wie innovative digitale Medien. Der Grund dafür ist einfach: überdurchschnittlich kaufkräftige Zielgruppen lassen sich mit Flughafenwerbung über ihre gesamte Customer-Journey in einem besonderen Umfeld emotional ansprechen. Starken Brands bieten Airports die ideale Bühne für eine nachhaltige Markeninszenierung. Doch wie genau funktioniert Airport-Werbung, für welche Unternehmen eignet sich ein werblicher Auftritt am Flughafen, welche Zielgruppen lassen sich am Airport erreichen und wer sind die kompetenten Ansprechpartner für Airport-Werbung? Diese und viele weitere Fragen beantwortet das Jahrhuch Aiport Marketing 2020.
Die anwendungsneutrale und vorsorgliche Verkabelung gibt es bereits seit über 25 Jahren. Die Materie ist zunehmend komplexer geworden. Das ursprünglich für die informationstechnische Vernetzung von Büros vorgesehene Konzept hat sich mit den Jahren auf weitere Anwendungsbereiche, z. B. in Rechenzentren und in industriell oder privat genutzten Bereichen ausgeweitet. Dabei hat jeder Anwendungsbereich neben einem allgemeinen Anforderungsprofil auch ein eigenes, spezifisches Regelwerk. Aufgrund der fortschreitenden Digitalisierung ist zudem eine ständige technologische Anpassung und Weiterentwicklung des Leistungsvermögens vonnöten. Vor diesem Hintergrund wird es zunehmend schwierig, die umfangreichen Normenwerke zu lesen, im Zusammenspiel zu begreifen und optimal anzuwenden.
Und genau hier setzt das Buch an! In dem vorliegenden Buch wird die Kommunikationskabelanlage von der Idee über die Planung, die Spezifizierung, Realisierung, Inbetriebnahme bis hin zur Wartung anschaulich und im Zusammenhang erläutert. Kernstück ist die Vorstellung und Beschreibung der aktuellen Normenreihen DIN EN 50173 (VDE 0800-173) und DIN EN 50174 (VDE 0800-174). Nachdem zunächst auf die Standortvoraussetzungen eingegangen wird, folgen die allgemeinen und spezifischen Anforderungen an informationstechnische Verkabelungen und die verwendeten Komponenten, Kabel bzw. Steckverbinder und zu guter Letzt die Planung, Spezifizierung, Umsetzung und messtechnische Bewertung der Installation. Den Autoren ist es dabei ein Anliegen, nicht nur das Grundverständnis zu den relevanten Anforderungsprofilen zu vermitteln, sondern auch den Blick für den Gesamtzusammenhang, beispielsweise zur Zukunftssicherheit und zum Einfluss unterschiedlicher Umweltbedingungen auf die Auslegung der Verkabelungskomponenten, zu behalten.
Ein Markenzeichen der Hochschule Reutlingen ist die enge Kooperation zwischen Forschern, Lehrenden, Praktikern und Studierenden. Professor*innen der Hochschule Reutlingen bieten neben dem so genannten „State-of-the-Art“- Managementwissen systemische Strukturaufstellungen als „komplementäre Medizin“ für Führungskräfte an.
Problem: In der Praxis kann eine gewisse „Balanced Scorecard (BSC)-Müdigkeit“ beobachtet werden. Damit fehlt es an alternativen Instrumenten, mit denen die Unternehmensstrategie operationalisiert werden kann.
Ziel: Auf der Suche nach Alternativen wird das Hoshin Kanri (HK) diskutiert. Hat HK das Potenzial, die BSC abzulösen? Worin unterscheidet sich Hoshin Kanri (HK) von der BSC und wo sind die Gemeinsamkeiten? Methode: Vergleich wesentlicher Grundzüge von BSC und HK.
The digital age makes it possible to be globally networked at any time. Digital communication is therefore an important aspect of today’s world. Hence, the further development and expansion of this is becoming increasingly important. Even within a wireless system, copper channels are important as part of the overall network. Given the need to keep pushing at the current limitations, careful design of the cables in connection with an adapted coding of the bits is essential to transmit more and more data.
One of the most popular and widespread cabling technologies is symmetrical copper cabling [1, pp. 8-15]. It is also known as Twisted Pair and it is of immense importance for the cabling of communication networks.
At the time of writing this thesis, data rates of up to 10 GBit/s over a transmission distance of 100 m and 40 GBit/s over a transmission distance of 30 m are standardized for symmetrical copper cabling [2]. Other lengths are not standardized. Short lengths in particular are of great interest for copper cables, because copper cables are usually used for short distances, such as between computers and the campus network or within data centres.
This work has focused on the transmission of higher order Pulse Amplitude Modulation and the associated transmission performance. The central research question is:“how well can we optimize the transmission technique in order to be able to maximise the data bandwidth over Ethernet cable and, given that remote powering is also a significant application of these cables, how much will the resulting heating affect this transmission and what can be done to mitigate that?”
To answer this question, the cable parameters are first examined. A series of spectral measurements, such as Insertion Loss, Return Loss, Near End Crosstalk and Far End Crosstalk, provide information about the electromagnetic interference and the influence of the ohmic resistance on the signal. Based on these findings, the first theoretical statements and calculations can be made. In the next step, data transmissions over different transmission lengths are realized. The examination of the eye diagrams of the different transmission approaches ultimately provides information about the signal quality of the transmissions. An overview of the maximum transmission rate depending on the transmission distance shows the potential for different applications.
Furthermore, the simultaneous transmission of energy and data is a significant advantage of copper. However, the resulting heat development has an influence on the data transmission. Therefore, the influence of the ambient temperature of cables is investigated in the last part and changes in the signal quality are clarified.
Ever since the 1980s, researchers in computer science and robotics have been working on making autonomous cars. Due to recent breakthroughs in research and devel- opment, such as the Bertha Benz Project [ZBS+14], the goal of fully autonomous vehicles seems closer than ever before. Yet a lot of questions remain unanswered. Especially now that the automotive industry moves towards autonomous systems in series production vehicles, the task of precise localization has to be solved with automotive grade sensors and keep memory and processing consumption at a mini- mum. This thesis investigates the Simultaneous Localization and Mapping (SLAM) prob- lem for autonomous driving scenarios on a parking lot using low cost automotive sensors. The main focus is herby devoted to the RAdio Detection And Ranging (RADAR) sensor, which has not been widely analyzed in an autonomous driving scenario so far, even though they are abundant in the automotive industry for ap- plications such as Adaptive Cruise Control (ACC). Due to the high noise floor, the radar sensor has widely been disregarded in the Intelligent Transportation Systems and Robotics communities with regards to SLAM applications. However in this thesis, it is shown that the RADAR sensor proves to be an affordable, robust and precise sensor, when modeling its physical properties correctly. In this regard, a GraphSLAM based framework is introduced, which extracts features from the RADAR sensor and generates an optimized map of the surroundings using the RADAR sensor alone. This framework is used to enable crowd based localization, which is not limited to the RADAR sensor alone. By integrating an automotive Light Detection and Ranging (LiDAR) and stereo camera sensor, a robust and precise localization system can be built that that is suitable for autonomous driving even in complex parking lot scenarios. It it is thereby shown that the RADAR sensor is strongly contributing to obtaining good results in a sensor fusion setup. These results were obtained on an extensive dataset on a parking lot, which has been recorded over the course of several months. It contains different weather conditions, different configurations of parked cars and a multitude of different trajectories to validate the approaches described in this thesis and to come to the conclusion that the RADAR sensor is a reliable sensor in series autonomous driving systems, both in a multi sensor framework and as a single component for localization.
The aim of this paper is to show to what extent Artificial Intelligence can be used to optimize forecasting capability in procurement as well as to compare AI with traditional statistic methods. At the same time this article presents the status quo of the research project ANIMATE. The project applies Artificial Intelligence to forecast customer orders in medium-sized companies.
Precise forecasts are essential for companies. For planning, decision making and controlling. Forecasts are applied, e.g. in the areas of supply chain, production or purchasing. Medium-sized companies have major challenges in using suitable methods to improve their forecasting ability.
Companies often use proven methods such as classical statistics as the ARIMA algorithm. However, simple statistics often fail while applied for complex non-linear predictions.
Initial results show that even a simple MLP ANN produces better results than traditional statistic methods. Furthermore, a baseline (Implicit Sales Expectation) of the company was used to compare the performance. This comparison also shows that the proposed AI method is superior.
Until the developed method becomes part of corporate practice, it must be further optimized. The model has difficulties with strong declines, for example due to holidays. The authors are certain that the model can be further improved. For example, through more advanced methods, such as a FilterNet, but also through more data, such as external data on holiday periods.
Human bestrophin-1 (hBest1) is a transmembrane Ca2+- dependent anion channel, associated with the transport of Cl−, HCO3- ions, γ-aminobutiric acid (GABA), glutamate (Glu), and regulation of retinal homeostasis. Its mutant forms cause retinal degenerative diseases, defined as Bestrophinopathies. Using both physicochemical - surface pressure/mean molecular area (π/A) isotherms, hysteresis, compressibility moduli of hBest1/sphingomyelin (SM) monolayers, Brewster angle microscopy (BAM) studies, and biological approaches - detergent membrane fractionation, Laurdan (6-dodecanoyl-N,N-dimethyl-2-naphthylamine) and immunofluorescence staining of stably transfected MDCK-hBest1 and MDCK II cells, we report:
1) Ca2+, Glu and GABA interact with binary hBest1/SM monolayers at 35 °C, resulting in changes in hBest1 surface conformation, structure, self-organization and surface dynamics. The process of mixing in hBest1/SM monolayers is spontaneous and the effect of protein on binary films was defined as “fluidizing”, hindering the phase-transition of monolayer from liquid-expanded to intermediate (LE-M) state;
2) in stably transfected MDCK-hBest1 cells, bestrophin-1 was distributed between detergent resistant (DRM) and detergent-soluble membranes (DSM) - up to 30 % and 70 %, respectively; in alive cells, hBest1 was visualized in both liquid-ordered (Lo) and liquid-disordered (Ld) fractions, quantifying protein association up to 35 % and 65 % with Lo and Ld. Our results indicate that the spontaneous miscibility of hBest1 and SM is a prerequisite to diverse protein interactions with membrane domains, different structural conformations and biological functions.
Motto der Herbstkonferenz Informatics Inside 2020 ist KInside. Wieder einmal blicken Studierende inside und schauen sich Methoden, Anwendungen und Zusammenhänge genauer an. Die Beiträge sind vielfältig und entsprechend dem Studiengang human-centered. Es ist der Anspruch, dass sich die Themen um die Bedürfnisse der Menschen drehen und eingesetzte Methoden kein Selbstzweck sind, sondern am Nutzen für den Menschen gemessen werden.
The Twelfth International Conference on Advances in Databases, Knowledge, and Data Applications (DBKDA 2020) continued a series of events covering a large spectrum of topics related to advances in fundamentals on databases, evolution of relation between databases and other domains, data base technologies and content processing, as well as specifics in applications domains databases. Advances in different technologies and domains related to databases triggered substantial improvements for content processing, information indexing, and data, process and knowledge mining. The push came from Web services, artificial intelligence, and agent technologies, as well as from the generalization of the XML adoption. High-speed communications and computations, large storage capacities, and load-balancing for distributed databases access allow new approaches for content processing with incomplete patterns, advanced ranking algorithms and advanced indexing methods. Evolution on e-business, ehealth and telemedicine, bioinformatics, finance and marketing, geographical positioning systems put pressure on database communities to push the ‘de facto’ methods to support new requirements in terms of scalability, privacy, performance, indexing, and heterogeneity of both content and technology.
Steady state efficiency optimization techniques for induction motors are state of the art and various methods have already been developed. This paper provides new insights in the efficiency optimized operation in dynamic regime. The paper proposes an anticipative flux modification in order to decrease losses during torque and speed transients. These trajectories are analyzed based on a numerical study for different motors. Measurement results for one motor are given as well.
The shift of populations to cities is creating challenges in many respects, thus leading to increasing demand for smart solutions of urbanization problems. Smart city applications range from technical and social to economic and ecological. The main focus of this work is to provide a systematic literature review of smart city research to answer two main questions: (1) How is current research on smart cities structured? and (2) What directions are relevant for future research on smart cities? To answer these research questions, a text-mining approach is applied to a large number of publications. This provides an overview and gives insights into relevant dimensions of smart city research. Although the main dimensions of research are already described in the literature, an evaluation of the relevance of such dimensions is missing. Findings suggest that the dimensions of environment and governance are popular, while the dimension of economy has received only limited attention.
Purpose: Despite growing interest in the intersection of supply chain management (SCM) and management accounting (MA) in the academic debate, there is a lack of understanding regarding both the content and the delimitation of this topic. As of today, no common conceptualization of supply chain management accounting (SCMA) exists. The purpose of this study is to provide an overview of the research foci of SCMA in the scholarly debate of the past two decades. Additionally, it analyzes whether and to what extent the academic discourse of MA in SCs has already found its way into both SCM and MA higher education, respectively.
Design/methodology/approach: A content analysis is conducted including 114 higher education textbooks written in English or in German language.
Findings: The study finds that SC-specific concepts of MA are seldom covered in current textbooks of both disciplines. The authors conclude that although there is an extensive body of scholarly research about SCMA concepts, there is a significant discrepancy with what is taught in higher education textbooks.
Practical implications: There is a large discrepancy between the extensive knowledge available in scholarly research and what we teach in both disciplines. This implies that graduates of both disciplines lack important knowledge and skills in controlling and accounting for SCs. To bring about the necessary change, MA and SCM in higher education must be more integrative.
Originality/value: To the best of the authors knowledge, this study is first of its kind comprising a large textbook sample in both English and German languages. It is the first substantiated assessment of the current state of integration between SCM and MA in higher education.
Die Ausrüstung von Textilien mit Sol-Gel-Beschichtungen wird seit einigen Jahren intensiv verfolgt. Eine Vielzahl von bekannten, aber auch neuen Ausrüstungseffekten können über diesen Ansatz realisiert werden. Besonders interessant ist die Sol-Gel-Technik wegen der Möglichkeiten, multifunktionelle Ausrüstungen zu synthetisieren. Problematisch ist eine in vielen Fällen geringe Beständigkeit solcher Ausrüstungen, insbesondere gegenüber Waschprozessen. Ziel des Projektes war es davon ausgehend, Vorbehandlungsstrategien für textile Fasermaterialien, basierend auf synthetischen Polymeren oder aus Naturfasern, zu entwickeln, die die Haltbarkeit von Sol-Gel-basierten Ausrüstungen verbessern. Im Rahmen der Arbeiten wurden, angepasst an die jeweiligen Faserpolymere - Polyethylenterephthalat, Polyamid, Polypropylen und Baumwolle - funktionelle Gruppen über geeignete Anker auf den Polymeren etabliert, die in der Lage sind, kovalente Bindungen zu Sol-Gel-basierten Beschichtungssystemen auszubilden. Als Anker wurden primär Trialkoxysilane verwendet, die zusätzlich z.B. Epoxy-, Isocyanato-, Azido- oder Amino-funktionelle Reste besitzen. Mit diesen Resten können die Anker kovalent an die Polymere angebunden werden. Die meisten Sol-Gel-basierten Systeme enthalten zumindest zu einem gewissen Anteil SiOx und/oder MexOy-Cluster. Die zur Funktionalisierung der Oberflächen eingesetzten Alkoxysilane können generell an solche Systeme/Cluster per Kondensation gebunden werden und dienen daher für die effektive Anbindung verschiedenster funktioneller Sol-Gel-Schichten. Entsprechend vorfunktionalisierte Substrate wurden in der Folge mit exemplarisch ausgewählten Sol-Gel-Ausrüstungen beschichtet. Dabei wurden für den Großteil der Untersuchungen hydrophobierende Sole appliziert. Vorteilhaft ist, dass sich der mit hydrophobierenden Solen erzielte Ausrüstungseffekt genau wie dessen Beständigkeit mit vergleichsweise überschaubarem Aufwand über die Untersuchung der Benetzbarkeit (DuPont-Noten, Kontaktwinkel, Tropfeneinsinkzeiten) charakterisieren lässt. Die Wirksamkeit der Vorbehandlungen wurde dann vor allem anhand von Untersuchungen zur Waschbeständigkeit der Ausrüstungen überprüft. Im Rahmen der Arbeiten konnte gezeigt werden, dass sich über die Etablierung geeigneter Anker die Beständigkeit von Sol-Gel-Ausrüstungen bzw. der daraus hervorgehenden Effekte verbessern lässt. Es zeigt sich gleichzeitig, dass die erzielten Verbesserungen sehr stark vom jeweiligen Sol abhängen. D.h., dass sich erzielte Verbesserungen nicht zwangsläufig auf andere Sol übertragen lassen. Analytische Charakterisierungen weisen darauf hin, dass in vielen Fällen die Beständigkeit der Beschichtungsnetzwerke selbst einen weit größeren Einfluss besitzt als die Anbindung an das Substrat. So zeigt sich bei verschiedenen Untersuchungen, dass die Auflage der Sol-Gel-Beschichtung vor allem nach einer ersten Wäsche, aber auch darüber hinaus, signifikant sinkt, oftmals aber ohne dass der durch Ausrüstung erzielte Effekt verloren geht. Dies deutet auf ein (Auf-)Lösen der Beschichtungsmatrizes hin, wovor die Anker nicht schützen können, da deren Wirkung auf die Grenzfläche zum Substrat beschränkt ist. Neben den hydrophobierenden Ausrüstungen wurden exemplarisch auch antibakterielle Ausrüstungen nach den entsprechenden Vorbehandlungen appliziert. Auch hier konnten Verbesserungen in der Beständigkeit des Effektes erzielt werden. Abschließend wurde untersucht inwieweit sich die Vorbehandlungen im Vergleich zur einfachen Ausrüstung negativ auf die textilen Produkte auswirken. Hierzu wurden relevante textile Parameter wie z.B. Höchstzugkräfte, Weißgrade, Steifigkeit oder Luftdurchlässigkeiten bestimmt. Diese Parameter wurden in der überwiegenden Zahl der Vorbehandlungen nicht oder nur geringfügig beeinflusst.
Im Rahmen des Forschungsprojektes wurden Ausrüstungsmittel und -verfahren entwickelt, die dem vorbeugenden Schutz von Textilien (insbesondere Bodenbelägen) vor Anschmutzung dienen. Das Verfahren sieht eine kombinierte Ausrüstung von Textilien mit fluorierten Polymeren mit inkorporierten Nanopartikeln (in erster Linie: SiO2) zur Erhöhung der Rauhigkeit vor. Es wurden kommerziell erhältliche Hydrophobiermittel (Fluorcarbon- oder Kohlenwasserstoff-basierte Polymere) in Kombination mit SiO2-Nanopartikeln auf Teppiche aufgebracht und hinsichtlich eines Anschmutzens - z.B. durch Kaffee, KoolAid, Rotwein, AATCC Standard Soil, schwarze Schuhcreme - untersucht. Hierzu wurden die scherempfindlichen Dispersionen der Hydrophobiermittel mit neu entwickelten angepassten Dispersionen von SiO2-Nanopartikel versetzt. Die SiO2-Nanopartikel wurden mit systematisch variierten Größen von 10-1.000 nm synthetisiert, umfassend charakterisiert und mit Hilfe von neu entwickelten Fluormethacrylat-Copolymeren mit reaktiven Gruppen (Maleinsäure-, Itaconsäure- oder Citraconsäureanhydrid) und hydrophilen Modifiern (Alkohol- oder Amingruppen) stabilisiert. Die resultierenden Polymer-Teilchen-Dispersionen konnten aus wässrigen oder ethanolisch-wässrigen Lösungen auf Textilien (PA-, PES- oder WO-Teppiche und -Gewebe) appliziert werden. Weiterhin wurden auch die neu entwickelten Fluorcarbon-Polymere hinsichtlich ihrer Anwendung getestet. In Anschmutzungsversuchen wiesen die so ausgerüsteten Teppiche ein geringeres Anschmutzen durch Standardschmutz als Referenzmaterialien auf. Die Beständigkeit der Ausrüstung bei mechanischer Belastung konnte durch Vernetzung der Polymere auf dem Textilmaterial verbessert werden. Für PA 6- und PA 6.6-Teppiche wurden die besten Ergebnisse hinsichtlich eines geringeren Anschmutzens durch wasserlösliche Verschmutzungen (Kaffee, Rotwein, KoolAid) im Vergleich zu unbehandelten Teppichen ermittelt, wenn die Ausrüstung mit Fluorpolymer-stabilisierten SiO2-Nanopartikeln oder mit einer kombinierten Dispersion aus SiO2-Partikeln und Fluorcarbonharzen vorgenommen wurde. Eine im Vergleich zu unbehandelten Teppichen weniger starke Anschmutzung durch AATCC Standard Soil (DIN EN ISO 11378-2) wurde für mit SiO2-Partikeln behandelte PA 6-Teppiche ermittelt. Hydrophobe Anschmutzungen (z.B. schwarze Schuhcreme) konnten von mit Fluorcarbon-Polymeren ausgerüsteten Teppichen am besten entfernt werden. Die Kombination von SiO2-Partikeln mit Fluorcarbon-Polymeren erwies sich meist als günstiger als die alleinige Behandlung mit Fluorcarbonharzen. Ein Zusammenhang zwischen der Größe der Nanopartikel, der Abrasionsbeständigkeit und den Reinigungseigenschaften wurde festgestellt, und es konnte gezeigt werden, dass FC-Nanopartikel-Composites diese verbessern. Die mechanische Beständigkeit der Antischmutzausrüstung mit SiO2-Nanopartikeln und Fluorcarbon-Polymeren auf Polyamidteppichen wurde z.B. durch Hexapod-Trommelbeanspruchung (nach ISO 10361) geprüft. Durch REM, IR-Spektroskopie und den Wassertropfentest wurde nach 4.000 und auch nach 12.000 Touren noch eine intakte Beschichtung nachgewiesen. Mit Vernetzern, die das Polymer selbst, das Polymer mit Partikeln und/oder der Substratoberfläche vernetzen, konnte z.T. die Abrasionsbeständigkeit verbessert werden (hier müssen ggf. optimalere Vernetzer gesucht werden).
Sol-Gel basierte Flammschutzmittel stellen einen vielversprechenden Ansatz für Textilien dar, gerade im Bereich des Ersatzes von derzeit etablierten halogenhaltigen Flammschutzmitteln. Letztere sind aufgrund ihrer toxikologisch Bedenklichkeit sowie ihrer mitunter bioakkumulierenden Eigenschaften in die Kritik geraten. In diesem Forschungsvorhaben wurde daher untersucht auf welche Weise ein Flammschutz per Sol-Gel-Ansatz auf Stickstoff- und/oder Phosphorbasis als halogenfreie Alternative verwirklicht werden kann. Die Sol-Gel-Schicht fungierte dabei zum einen als nicht brennbarer Binder, zum anderen konnten über das Einführen entsprechender funktioneller Seitenketten für den Flammschutz aktive Gruppen direkt mit eingebunden werden. Verschiedene Ansätze wurden dabei verfolgt. Vor allem durch die Nutzung von additivierten Systemen, d.h. durch Sol-Gel-Schichten mit Zusätzen von stickstoff- und/oder phosphorhaltigen Verbindungen konnte ein Flammschutz nach DIN EN ISO 15025 (Schutzkleidung – Schutz gegen Hitze und Flammen) erhalten werden. Anhand eines Modellsystems, bei dem in zwei aufeinanderfolgenden Schritten zuerst eine funktionalisierte Sol-Gel-Schicht und anschließend eine Phosphorverbindung in einem zweiten Schritt aufgebracht wurde, konnten die Vorteile des Flammschutzes auf Sol-Gel-Basis nachgewiesen werden. Dabei wurde unter anderem auch gezeigt, dass ein Mechanismus auf Basis der Bildung einer Schutzschicht hauptsächlich verantwortlich für den Flammschutz ist. Dieses Ergebnis ist für eine zukünftige, weitere Optimierung entsprechender Ausrüstungen nicht zu unterschätzen. Durch Ausrüstungsversuche im semi-industriellen Maßstab konnte weiterhin gezeigt werden, dass einer großtechnischen Umsetzung der angewandten Ausrüstungen prinzipiell nichts im Wege steht. Abstriche müssen bis dato lediglich bezüglich der Waschstabilität gemacht werden. Die Sol-Gel-Schichten überstanden zwar im allgemeinen typische Waschprozesse, eine Permanenz der Flammfestigkeit von additivierten Systemen ergab sich aber nur in einzelnen Fällen. Ausgehend von den Ergebnissen wurde ein neuer Ansatz vorgestellt, der über den hier zugrundeliegenden Ansatz hinausgeht. Dieser sieht vor, durch den Einsatz von neu-synthetisierten Silanen mit Stickstoff- und Phosphorgruppen Sol-Gel-Schichten herzustellen, die ein vielversprechendes Verhalten zeigen. Hier konnte auch nach ersten Waschtests eine Aufrechterhaltung der verbesserten Flammfestigkeit nachgewiesen werden. Insgesamt konnte innerhalb des Forschungsvorhabens gezeigt werden, dass ein Flammschutz auf Sol-Gel-Basis für Textilien erhalten werden kann. Darüberhinaus konnte auch erklärt werden auf welchem Mechanismus dieser Flammschutz begründet ist und wie die derzeit noch ungenügende Waschpermanenz verbessert werden kann.
Matthias Varga von Kibéd und Insa Sparrer unterscheiden zwischen drei verschiedenen Aufstellungsmethoden (Sparrer und Varga von Kibéd, o. D.): Der spezifisch (konkreten), der virtuellen und der prototypischen Aufstellung. Bei spezifischen Aufstellungen wird ein konkretes Anliegen eines Klienten betrachtet. Im Gegensatz dazu, werden bei virtuellen Aufstellungen eine Übungsumgebung geschaffen. In dieser können Aufstellungstechniken und Interventionsmethoden geübt werden. Bei prototypischen Strukturaufstellungen werden Themen zusammengefasst, die mehrere Teilnehmer im Seminar berühren bzw. in deren Alltag immer wieder auftreten können. Dieses Thema wird wie eine spezifische Aufstellung bearbeitet jedoch ohne ein konkretes vorliegendes Anliegen. Beispiele für prototypische Strukturaufstellungen kommen aus vielen Bereichen z.B. dem Führungsalltag, Teamentwicklung, Konfliktmanagement, Gesprächsführung, Zeit‐ und Selbstmanagement.
Driven by digital transformation, manufacturing systems are heading towards autonomy. The implementation of autonomous elements in manufacturing systems is still a big challenge. Especially small and medium sized enterprises (SME) often lack experience to assess the degree of Autonomous Production. Therefore, a description model for the assessment of stages for Autonomous Production has been identified as a core element to support such a transformation process. In contrast to existing models, the developed SME-tailored model comprises different levels within a manufacturing system, from single manufacturing cells to the factory level. Furthermore, the model has been validated in several case studies.
Process quality has reached a high level on mass production, utilizing well known methods like the DoE. The drawback of the unterlying statistical methods is the need for tests under real production conditions, which cause high costs due to the lost output. Research over the last decade let to methods for correcting a process by using in-situ data to correct the process parameters, but still a lot of pre-production is necessary to get this working. This paper presents a new approach in improving the product quality in process chains by using context data - which in part are gathered by using Industry 4.0 devices - to reduce the necessary pre-production.
In recent years, machine learning algorithms have made a huge development in performance and applicability in industry and especially maintenance. Their application enables predictive maintenance and thus offers efficiency increases. However, a successful implementation of such solutions still requires high effort in data preparation to obtain the right information, interdisciplinarity in teams as well as a good communication to employees. Here, small and medium sized enterprises (SME) often lack in experience, competence and capacity. This paper presents a systematic and practice-oriented method for an implementation of machine learning solutions for predictive maintenance in SME, which has already been validated.
The chemical synthesis of polysiloxanes from monomeric starting materials involves a series of hydrolysis, condensation and modification reactions with complex monomeric and oligomeric reaction mixtures. Real-time monitoring and precise process control of the synthesis process is of great importance to ensure reproducible intermediates and products and can readily be performed by optical spectroscopy. In chemical reactions involving rapid and simultaneous functional group transformations and complex reaction mixtures, however, the spectroscopic signals are often ambiguous due to overlapping bands, shifting peaks and changing baselines. The univariate analysis of individual absorbance signals is hence often only of limited use. In contrast, batch modelling based on the multivariate analysis of the time course of principal components (PCs) derived from the reaction spectra provides a more efficient tool for real time monitoring. In batch modelling, not only single absorbance bands are used but information over a broad range of wavelengths is extracted from the evolving spectral fingerprints and used for analysis. Thereby, process control can be based on numerous chemical and morphological changes taking place during synthesis. “Bad” (or abnormal) batches can quickly be distinguished from “normal” ones by comparing the respective reaction trajectories in real time. In this work, FTIR spectroscopy was combined with multivariate data analysis for the in-line process characterization and batch modelling of polysiloxane formation. The synthesis was conducted under different starting conditions using various reactant concentrations. The complex spectral information was evaluated using chemometrics (principal component analysis, PCA). Specific spectral features at different stages of the reaction were assigned to the corresponding reaction steps. Reaction trajectories were derived based on batch modelling using a wide range of wavelengths. Subsequently, complexity was reduced again to the most relevant absorbance signals in order to derive a concept for a low-cost process spectroscopic set-up which could be used for real-time process monitoring and reaction control.
Der Anspruch an Energieversorger wird wachsen: in Zukunft gewinnen vor allem Aufgaben wie die Entwicklung digitalisierter Produkte/Dienstleistungen sowie ökologische Aktivitäten an Relevanz. Dies zeigt die Hochschule Reutlingen in ihrer aktuellen Untersuchung unter Aufsichtsräten, Geschäftsführern und Führungskräften. Trotz der erwarteten Veränderungen: die Aufsichtsräte sind sich zwar ihrem Druck zu mehr Professionalisierung bewusst, scheinen aktuell aber nur mäßig für die künftigen Herausforderungen des Unternehmens gerüstet. Besonders relevant dabei: die Professionalisierung der Gremienarbeit in kommunalen EVU ermöglicht einen höheren wahrgenommenen Unternehmenserfolg. So die Studie des Reutlinger Energiezentrums and der Hochschule Reutlingen im Auftrag von fünf Unternehmen der Branche.
The automation of work by means of disruptive technologies such as Artificial Intelligence (AI) and Robotic Process Automation (RPA) is currently intensely discussed in business practice and academia. Recent studies indicate that many tasks manually conducted by humans today will not in the future. In a similar vein, it is expected that new roles will emerge. The aim of this study is to analyze prospective employment opportunities in the context of RPA in order to foster our understanding of the pivotal qualifications, expertise and skills necessary to find an occupation in a completely changing world of work. This study is based on an explorative, content analysis of 119 job advertisements related to RPA in Germany. The data was collected from major German online job platforms, qualitatively coded, and subsequently analyzed quantitatively. The research indicates that there indeed are employment opportunities, especially in the consulting sector. The positions require different technological expertise such as specific programming languages and knowledge in statistics. The results of this study provide guidance for organizations and individuals on reskilling requirements for future employment. As many of the positions require profound IT expertise, the generally accepted perspective that existing employees affected by automation can be retrained to work in the emerging positions has to be seen extremely critical. This paper contributes to the body of knowledge by providing a novel perspective on the ongoing discussion of employment opportunities, and reskilling demands of the existing workforce in the context of recent technological developments and automation.
Despite strong political efforts in Europe, industrial small- and medium sized enterprises (SMEs) seem to neglect adopting practices for energy effciency. By taking a cultural perspective, this study investigated what drives the establishment of energy effciency and corresponding practices in SMEs. Based on 10 ethnographic case studies and a quantitative survey among 500 manufacturing SMEs, the results indicate the importance of everyday employee behavior in achieving energy savings. The studied enterprises value behavior related measures as similarly important as technical measures. Raising awareness for energy issues within the organization, therefore, constitutes an essential leadership task that is oftentimes perceived as challenging and frustrating. It was concluded that the embedding of energy efficiency in corporate strategy, the use of a broad spectrum of different practices, and the empowerment and involvement of employees serve as major drivers in establishing energy effciency within SMEs. Moreover, the findings reveal institutional influences on shaping the meanings of energy effciency for the SMEs by raising attention for energy effciency in the enterprises and making energy effciency decisions more likely. The main contribution of the paper is to offer an alternative perspective on energy effciency in SMEs beyond the mere adoption of energy-effcient technology.
In recent years, the development and application of decellularized extracellular matrices (ECMs) for use as biomaterials have grown rapidly. These cell-derived matrices (CDMs) represent highly bioactive and biocompatible materials consisting of a complex assembly of biomolecules. Even though CDMs mimic the natural microenvironment of cells in vivo very closely, they still lack specifically addressable functional groups, which are often required to tailor a biomaterial functionality by bioconjugation. To overcome this limitation, metabolic glycoengineering has emerged as a powerful tool to equip CDMs with chemical groups such as azides. These small chemical handles are known for their ability to undergo bioorthogonal click reactions, which represent a desirable reaction type for bioconjugation. However, ECM insolubility makes its processing very challenging. In this contribution, we isolated both the unmodified ECM and azide-modified clickECM by osmotic lysis. In a first step, these matrices were concentrated to remove excessive water from the decellularization step. Next, the hydrogel-like ECM and clickECM films were mechanically fragmentized, resulting in easy to pipette suspensions with fragment sizes ranging from 7.62 to 31.29 μm (as indicated by the mean d90 and d10 values). The biomolecular composition was not impaired as proven by immunohistochemistry. The suspensions were used for the reproducible generation of surface coatings, which proved to be homogeneous in terms of ECM fragment sizes and coating thicknesses (the mean coating thickness was found to be 33.2 ± 7.3 μm). Furthermore, they were stable against fluid-mechanical abrasion in a laminar flow cell. When primary human fibroblasts were cultured on the coated substrates, an increased bioactivity was observed. By conjugating the azides within the clickECM coatings with alkyne-coupled biotin molecules, a bioconjugation platform was obtained, where the biotin–streptavidin interaction could be used. Its applicability was demonstrated by equipping the bioactive clickECM coatings with horseradish peroxidase as a model enzyme.
The extracellular matrix (ECM) naturally surrounds cells in humans, and therefore represents the ideal biomaterial for tissue engineering. ECM from different tissues exhibit different composition and physical characteristics. Thus, ECM provides not only physical support but also contains crucial biochemical signals that influence cell adhesion, morphology, proliferation and differentiation. Next to native ECM from mature tissue, ECM can also be obtained from the in vitro culture of cells. In this study, we aimed to highlight the supporting effect of cell-derived- ECM (cdECM) on adipogenic differentiation. ASCs were seeded on top of cdECM from ASCs (scdECM) or pre-adipocytes (acdECM). The impact of ECM on cellular activity was determined by LDH assay, WST I assay and BrdU assay. A supporting effect of cdECM substrates on adipogenic differentiation was determined by oil red O staining and subsequent quantification. Results revealed no effect of cdECM substrates on cellular activity. Regarding adipogenic differentiation a supporting effect of cdECM substrates was obtained compared to control. With these results, we confirm cdECM as a promising biomaterial for adipose tissue engineering.
Bone tissue is highly vascularized. The crosstalk of vascular and osteogenic cells is not only responsible for the formation of the strongly divergent tissue types but also for their physiological maintenance and repair. Extrusion-based bioprinting presents a promising fabrication method for bone replacement. It allows for the production of large-volume constructs, which can be tailored to individual tissue defect geometries. In this study, we used the all-gelatin-based toolbox of methacryl-modified gelatin (GM), non-modified gelatin (G) and acetylated GM (GMA) to tailor both the properties of the bioink towards improved printability, and the properties of the crosslinked hydrogel towards enhanced support of vascular network formation by simple blending. The vasculogenic behavior of human dermal microvascular endothelial cells (HDMECs) and human adipose-derived stem cells (ASCs) was evaluated in the different hydrogel formulations for 14 days. Co-culture constructs including a vascular component and an osteogenic component (i.e. a bone bioink based on GM, hydroxyapatite and ASCs) were fabricated via extrusion-based bioprinting. Bioprinted co-culture constructs exhibited functional tissue-specific cells whose interplay positively affected the formation and maintenance of vascular-like structures. The setup further enabled the deposition of bone matrix associated proteins like collagen type I, fibronectin and alkaline phosphatase within the 30-day culture.
Improvement of a three-layered in vitro skin model for topical application of irritating substances
(2020)
In the field of skin tissue engineering, the development of physiologically relevant in vitro skin models comprising all skin layers, namely epidermis, dermis, and subcutis, is a great challenge. Increasing regulatory requirements and the ban on animal experiments for substance testing demand the development of reliable and in vivo-like test systems, which enable high-throughput screening of substances. However, the reproducibility and applicability of in vitro testing has so far been insufficient due to fibroblast-mediated contraction. To overcome this pitfall, an advanced 3-layered skin model was developed. While the epidermis of standard skin models showed an 80% contraction, the initial epidermal area of our advanced skin models was maintained. The improved barrier function of the advanced models was quantified by an indirect barrier function test and a permeability assay. Histochemical and immunofluorescence staining of the advanced model showed well-defined epidermal layers, a dermal part with distributed human dermal fibroblasts and a subcutis with round-shaped adipocytes. The successful response of these advanced 3-layered models for skin irritation testing demonstrated the suitability as an in vitro model for these clinical tests: only the advanced model classified irritative and non-irritative substances correctly. These results indicate that the advanced set up of the 3-layered in vitro skin model maintains skin barrier function and therefore makes them more suitable for irritation testing.
Different types of raw cotton were investigated by a commercial ultraviolet-visible/near infrared (UV-Vis/NIR) spectrometer (210–2200 nm) as well as on a home-built setup for NIR hyperspectral imaging (NIR-HSI) in the range 1100–2200 nm. UV-Vis/NIR reflection spectroscopy reveals the dominant role proteins, hydrocarbons and hydroxyl groups play in the structure of cotton. NIR-HSI shows a similar result. Experimentally obtained data in combination with principal component analysis (PCA) provides a general differentiation of different cotton types. For UV-Vis/NIR spectroscopy, the first two principal components (PC) represent 82 % and 78 % of the total data variance for the UV-Vis and NIR regions, respectively. Whereas, for NIR-HSI, due to the large amount of data acquired, two methodologies for data processing were applied in low and high lateral resolution. In the first method, the average of the spectra from one sample was calculated and in the second method the spectra of each pixel were used. Both methods are able to explain ≥90 % of total variance by the first two PCs. The results show that it is possible to distinguish between different cotton types based on a few selected wavelength ranges. The combination of HSI and multivariate data analysis has a strong potential in industrial applications due to its short acquisition time and low-cost development. This study opens a novel possibility for a further development of this technique towards real large-scale processes.
Für den Unternehmer wichtig ist, binnen welcher Fristen er als Käufer seine Rechte bei Sachmängeln geltend machen muss. Ist der Unternehmer Verkäufer, kann er sich erst nach Verjährungsvollendung endgültig zurücklehnen und sicher sein, dass keine Gewährleistungsansprüche gegen ihn mehr geltend gemacht werden können. Im nationalen Rechtsverkehr hat man sich auf Verkäufer- und Käuferseite mittlerweile an die zweijährige Regelfrist im BGB gewöhnt. Welche Fristen im Auslandsgeschäft gelten, ist dagegen oft unklar, weil sich die nationalen Verjährungsfristen oft unterscheiden: Allein in Europa gibt es bei der kaufrechtlichen Gewährleistung Verjährungsfristen zwischen sechs Monaten und sechs Jahren.
This book presents an empirical investigation of the efforts that multinational pharmaceutical companies take in order to find a business model that allows for a profitable access to the Bottom of the Pyramid (BoP) markets. The Bottom of the Pyramid in Africa is frequently mentioned as an attractive market due to its sheer size. Yet most companies struggle to access it because of the low price level, difficult physical market access and challenges when it comes to payment.
More specifically, the book investigates the following business model-related questions: Do pharmaceutical companies provide products that meet the needs of the BoP? What characterizes the value generation of the company? What revenue model leads to a profitable business, and what role does a network of partners play in the business model?
Findings reveal that there is no ‘one-size-fits-all’ answer to these questions. Providing continuous availability, affordability at a good quality of goods and services, creating health awareness, as well as localizing business to achieve a level of inclusivenessare essential prerequisites for success. In the last chapter this book provides a business model prototype that accounts for these key success factors for business at the Bottom of the Pyramid and points to further research topics.
Here, we report the mechanical and water sorption properties of a green composite based on Typha latifolia fibres. The composite was prepared either completely binder-less or bonded with 10% (w/w) of a bio-based resin which was a mixture of an epoxidized linseed oil and a tall-oil based polyamide. The flexural modulus of elasticity, the flexural strength and the water absorption of hot pressed Typha panels were measured and the influence of pressing time and panel density on these properties was investigated. The cure kinetics of the biobased resin was analyzed by differential scanning calorimetry (DSC) in combination with the iso-conversional kinetic analysis method of Vyazovkin to derive the curing conditions required for achieving completely cured resin. For the binderless Typha panels the best technological properties were achieved for panels with high density. By adding 10% of the binder resin the flexural strength and especially the water absorption were improved significantly.
Here, we report the continuous peroxide-initiated grafting of vinyltrimethoxysilane (VTMS) onto a standard polyolefin by means of reactive extrusion to produce a functionalized liquid ethylene propylene copolymer (EPM). The effects of the process parameters governing the grafting reaction and their synergistic interactions are identified, quantified and used in a mathematical model of the extrusion process. As process variables the VTMS and peroxide concentrations and the extruder temperature setting were systematically studied for their influence on the grafting and the relative grafting degree using a face-centered central composite design (FCD). The grafting degree was quantified by 1H NMR spectroscopy. Response surface methodology (RSM) was used to calculate the most efficient grafting process in terms of chemical usage and graft yield. With the defined processing window, it was possible to make precise predictions about the grafting degree with at the same time highest possible relative degree of grafting.