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Unternehmen sind derzeit dabei, ihre Strategie, ihre Prozesse und ihre Informationssysteme zu verändern, um ihren Digitalisierungsgrad zu erhöhen. Das Potenzial des Internets und verwandter digitaler Technologien wie Internet der Dinge, Services Computing, Cloud Computing, künstliche Intelligenz, Big Data mit Analysen, mobile Systeme, Kollaborationsnetzwerke und cyber-physikalische Systeme treibt neue Geschäftsmodelle an und ermöglicht sie. Die Digitalisierung führt zu einer tiefgreifenden Umwälzung bestehender Unternehmen, Technologien und Volkswirtschaften und fördert die Architektur digitaler Umgebungen mit vielen eher kleinen und verteilten Strukturen. Dies hat starke Auswirkungen auf neue Wertschöpfungsmöglichkeiten und die Gestaltung digitaler Dienste und Produkte, die durch die Nutzung einer service-dominanten Logik gesteuert werden. Das Hauptergebnis des Buchkapitels erweitert Methoden für integrale digitale Strategien um wertorientierte Modelle für digitale Produkte und Dienstleistungen, die im Rahmen eines multiperspektivischen digitalen Unternehmensarchitektur-Referenzmodells definiert werden.
The digital transformation of our society changes the way we live, work, learn, communicate, and collaborate. The digitization of software-intensive products and services is enabled basically by four megatrends: Cloud computing, big data mobile systems, and social technologies. This disruptive change interacts with all information processes and systems that are important business enablers for the current digital transformation. The internet of things, social collaboration systems for adaptive case management, mobility systems and services for big data in cloud services environments are emerging to support intelligent user-centered and social community systems. Modern enterprises see themselves confronted with an ever growing design space to engineer business models of the future as well as their IT support, respectively. The decision analytics in this field becomes increasingly complex and decision support, particularly for the development and evolution of sustainable enterprise architectures (EA), is duly needed. With the advent of intelligent user-centered and social community systems, the challenging decision processes can be supported in more flexible and intuitive ways. Tapping into these systems and techniques, the engineers and managers of the enterprise architecture become part of a viable enterprise, i.e. a resilient and continuously evolving system that develops innovative business models.
In diesem Kapitel wird eine Einführung in die sich abzeichnenden Trends bei der Gestaltung der digitalen Transformation gegeben, wobei der Schwerpunkt auf digitalen Produkten, intelligenten Diensten und damit verbundenen Systemen sowie auf Methoden, Modellen und Architekturen liegt. Das primäre Ziel dieses Buches ist es, einige der neuesten Forschungsergebnisse auf diesem Gebiet hervorzuheben. Wir stellen eine Reihe von Kurzbeschreibungen der im Buch enthaltenen Kapitel zur Verfügung.
Besides the optimisation of the car, energy-efficiency and safety can also be increased by optimising the driving behaviour. Based on this fact, a driving system is in development whose goal is to educate the driver in energy efficient and safe driving. It monitors the driver, the car and the environment and gives energy-efficiency and safety relevant recommendations. However, the driving system tries not to distract or bother the driver by giving recommendations for example during stressful driving situations or when the driver is not interested in that recommendation. Therefore, the driving system monitors the stress level of the driver as well as the reaction of the driver to a given recommendation and decideswhether to give a recommendation or not. This allows to suppress recommendations when needed and, thus, to increase the road safety and the user acceptance of
the driving system.
Die Coronapandemie hat Deutschland seit dem Frühjahr 2020 fest im Griff. Eine zentrale Maßnahme zur Verlangsamung der Ausbreitung des Coronavirus war von Beginn an die Schließung von Schulen. In einer ersten Studie wurden die Lernzeitverluste durch die Corona-bedingten Schulschließungen im Frühjahr 2020 quantifiziert (Wößmann, Freundl, Lergetporer, Grewenig, Werner & Zierow, 2020). Es zeigte sich, dass sich die Lernzeit der Schülerinnen und Schüler durch die Schulschließungen halbiert hatte und die Verluste bei leistungsschwächeren Schülerinnen und Schülern besonders groß waren. Im Frühjahr 2020 wurde die Verringerung der Lernzeit von den Schulen nicht kompensiert: Nur ein kleiner Teil der Schülerinnen und Schüler hatte in dieser Phase regelmäßigen Distanzunterricht und täglichen Kontakt mit Lehrkräften. Während der Sommer- und Herbstmonate seit der Phase der ersten Schulschließungen hatten Schulverwaltung, Schulen und Lehrkräfte Zeit, sich auf Distanzunterricht und digitale Lehrmethoden umzustellen, um Lernausfällen während etwaiger erneuter Schulschließungen entgegenzuwirken. Inwiefern dies dazu geführt hat, dass die Schülerinnen und Schüler während der Schulschließungen Anfang 2021 tatsächlich mehr Zeit mit Lernen verbracht haben als im Frühjahr 2020, ist jedoch bislang weitgehend unbekannt.
Um zu erfahren, mit welchen Aktivitäten die Schulkinder die Zeit der Schulschließungen Anfang 2021 verbracht haben, wurde erneut eine deutschlandweite Umfrage durchgeführt, diesmal unter mehr als 2.000 Eltern von Schulkindern. Die Ergebnisse liefern umfassende Einblicke in den Alltag von Schulkindern, Eltern und Schulen während der Schulschließungen Anfang 2021. Sie zeigen, wie viele Stunden die Schulkinder in dieser Phase mit Lernen und anderen kreativen und passiven Tätigkeiten verbracht haben, welche konkreten Maßnahmen die Schulen ergriffen haben, um den Schulbetrieb aufrechtzuerhalten, wie effektiv das Lernen zu Hause war, und wie die Eltern das häusliche Lernumfeld einschätzen. Dabei vergleichen wir die Aktivitäten während der Schulschließungen Anfang 2021 mit den Aktivitäten während der ersten Corona-bedingten Schulschließungen im Frühjahr 2020 sowie mit den Aktivitäten vor Corona (vgl. Wößmann et al., 2020). Wir berichten zudem Ergebnisse zum sozio-emotionalen Wohlbefinden der Kinder nach einem Jahr Coronapandemie und zu den Einschätzungen der Eltern, welche breiteren Auswirkungen die Schulschließungen auf verschiedene Lebensbereiche ihrer Kinder haben. Die Befragung liefert somit neue empirische Erkenntnisse über mögliche Folgen der Corona-Krise für den Bildungserfolg von Kindern in Deutschland. Dabei untersuchen wir auch, inwiefern sich die Auswirkungen der Schulschließungen zwischen leistungsstärkeren und -schwächeren Schülerinnen und Schülern sowie zwischen Akademikerkindern und Nicht-Akademikerkindern unterscheiden.
The evolution of Services Oriented Architectures (SOA) presents many challenges due to their complex, dynamic and heterogeneous nature. We describe how SOA design principles can facilitate SOA evolvability and examine several approaches to support SOA evolution. SOA evolution approaches can be classified based on the level of granularity they address, namely, service code level, service interaction level and model level. We also discuss emerging trends, such as microservices and knowledge-based support, which can enhance the evolution of future SOA systems.
This article covers the design of highly integrated gate drivers and level shifters for high-speed, high power efficiency and dv/dt robustness with focus on automotive applications. With the introduction of the 48 V board net in addition to the conventional 12 V battery, there is an increasing need for fast switching integrated gate drivers in the voltage range of 50 V and above. State-of-the-art drivers are able to switch 50 V in less than 5 ns. The high-voltage electrical drive train demands for galvanic isolated and highly integrated gate drivers. A gate driver with bidirectional signal transmission with a 1 MBit/s amplitude modulation, 10/20 MHz frequency modulation and power transfer over one single transformer will be discussed. The concept of high-voltage charge storing enables an area-efficient fully integrated bootstrapping supply with 70 % less area consumption. EMC is a major concern in automotive. Gate drivers with slope control optimize EMC while maintaining good switching efficiency. A current mode gate driver, which can change its drive current within 10 ns, results in 20 dBuV lower emissions between 7 and 60 MHz and 52 % lower switching loss compared to a conventional constant current gate driver.
Natural wood colors occur within a wide range from almost white (e.g., white poplar), various yellowish, reddish, and brownish hues to almost black (e.g., ebony). The intrinsic color of wood is basically defined by its chemical composition. However, other factors such as specific anatomical formations or physical properties further affect the optical impression. Starting with the chemical composition of wood and anatomical basics, wood color and its modifications are discussed in this chapter. The classic method of coloring or re-coloring wood-based material surfaces is the application of a coating containing appropriate dyes or pigments. Different concepts for wood coating and coloration are presented. Another method used dyes for coloration of the wood structure. As alternative techniques, physical methods, for example, drying, steaming, ammoniation, bleaching, enzyme treatment, as well as treatment with electromagnetic irradiation (e.g., UV), are explained in this chapter.
A lot of people need help in their daily life to wash, select and manage their clothing. The goal of this work is to design an assistant system (eKlarA) to support the user by giving recommendations to choose the clothing combinations, to find the clothing and to wash the clothing. The idea behind eKlarA is to generate a system that uses sensors to identify the clothing and their state in the clothing cycle. The clothing cycle consists of the stations: closets, laundry basket and washing machine in one or several places. The system uses the information about the clothing, weather and calendar to support the user in the different steps of the clothing cycle. The first prototype of this system has been developed and tested. The test results are presented in this work.
Software scripts for sensor data extraction in Rasberry Pi: user-space and kernel-space comparison
(2024)
This paper compares two popular scripting implementations for hardware prototyping: Python scripts execut from User-Space and C-based Linux-Driver processes executed from Kernel-Space, which can provide information to researchers when considering one or another in their implementations. Conclusions exhibit that deploying software scripts in the kernel space makes it possible to grant a certain quality of sensor information using a Raspberry Pi without the need for advanced real-time operational systems.
Afrika ist aufgrund überdurchschnittlicher Wirtschaftswachstumsraten und als die weltweit letzten unbearbeiteten Märkte seit einigen Jahren ein populäres Thema der Wirtschaft. Deutsche Unternehmen sind allerdings mit ihrem Engagement auf den afrikanischen Märkten sehr zurückhaltend. So schwankt der Anteil der deutschen Exporte nach Afrika an den deutschen Gesamtexporten seit zehn Jahren um die zwei Prozent; betrachtet man nur Subsahara‐Afrika, so waren es sogar nur 0,5 % in 2014 (Allafi und Koch 2015, S. 3). Bezüglich der Direktinvestitionen (nur Beteiligungskapital, ohne Direktinvestitionskredite) spielt Afrika eine noch geringere Rolle mit nur 1,5 % aller deutschen Investitionen in 2014, wobei hiervon so gut wie alle nach Nordafrika und Südafrika geflossen sind (Deutsche Bundesbank 2015, S. 12 f.). Neben den Standardgründen wie beispielsweise politischen Risiken, schlechter Infrastruktur, schwacher institutioneller Rahmenbedingungen und Governance‐Problemen (vgl. zum Beispiel World Bank 2016a), ist ein gängiges Markteintrittsproblem die fehlende Verfügbarkeit von lokalen Partnern in den Bereichen Vertrieb, Logistik und teilweise auch Produktion (vgl. zum Beispiel Carlowitz und Röndigs 2016). Aktuell ist ein Markteintritt in Afrika ohne lokalen Partner aufgrund der völlig anderen und schwierigen Rahmenbedingungen fast unmöglich.
Unternehmertum spielt sowohl für die Entwicklung afrikanischer Länder eine Rolle, als auch für ausländische Unternehmen mit Markteintrittsplänen. Die infrastrukturellen und institutionellen Rahmenbedingungen für Unternehmertum sind nach wie vor schwierig, wobei aber die fortschreitende Digitalisierung zu einer zunehmend aktiven Start-Up Szene in vielen afrikanischen Ländern führt. Nach wie vor existiert ein Mismatch zwischen den Bereichen in denen Start-Ups entstehen und den Bereichen, wo ausländische Unternehmen Partner für den Markteintritt suchen. Somit bleibt es trotz positiver Entwicklung beim Unternehmertum in absehbarer Zeit schwierig adäquate Partner zu finden.
Entrepreneurship plays a role both for the development of African countries and for foreign companies with market entry plans. The infrastructural and institutional conditions for entrepreneurship are still difficult, but the advancing digitization leads to an increasingly active start-up scene in many African countries. There is still a mismatch between the areas where start-ups are created and the areas where foreign companies are looking for partners for market entry. Thus, despite positive developments in entrepreneurship, it remains difficult to find suitable partners in the foreseeable future.
Rapidly growing data volumes push today's analytical systems close to the feasible processing limit. Massive parallelism is one possible solution to reduce the computational time of analytical algorithms. However, data transfer becomes a significant bottleneck since it blocks system resources moving data-to-code. Technological advances allow to economically place compute units close to storage and perform data processing operations close to data, minimizing data transfers and increasing scalability. Hence the principle of Near Data Processing (NDP) and the shift towards code-to-data. In the present paper we claim that the development of NDP-system architectures becomes an inevitable task in the future. Analytical DBMS like HPE Vertica have multiple points of impact with major advantages which are presented within this paper.
Higher education institutions (HEIs) rely heavily on information technology (IT) to create innovations. Therefore, IT governance (ITG) is essential for education activities, particularly during the ongoing COVID-19 pandemic. However, the traditional concept of ITG is not fully equipped to deal with the current changes occurring in the digital age. Today's ITG requires an agile approach that can respond to disruptions in the HEI environment. Consequently, universities increasingly need to adopt agile strategies to ensure superior performance. This research proposes a conceptualization comprising three agile dimensions within the ITG construct: structures, processes, and relational mechanisms. An extensive qualitative evaluation of industry uncovered 46 agile governance mechanisms. Moreover, 16 professors rated these elements to assess agile ITG in their HEIs to determine those most effective for HEIs. This led to the identification of four structure elements, seven processes, and seven relational mechanisms.
Since the beginning of the energy sector liberalization, the design of energy markets has become a prominent field of research. Markets nowadays facilitate efficient resource allocation in many fields of energy system operation, such as plant dispatch, control reserve provisioning, delimitation of related carbon emissions, grid congestion management, and, more recently, smart grid concepts and local energy trading. Therefore, good market designs play an important role in enabling the energy transition toward a more sustainable energy supply for all. In this chapter, we retrace how market engineering shaped the development of energy markets and how the research focus shifted from national wholesale markets to more decentralized and location-sensitive concepts.
Lehre und Lernen unterliegt einem stetigen Wandel, wobei Interaktion als ein zentrales Element der Motivationssteigerung im Lernkontext angesehen wird. Der vorliegende Beitrag zeigt verschiedene Ansätze zur Gestaltung von interaktivem und kollaborativem Lehren und Lernen in einem virtuellen Klassenzimmer auf und stellt ein Beispiel für die Umsetzung und den Einsatz eines solchen Systems vor. Die Mehrwerte und Erfolgsfaktoren, die sich beim Einsatz virtueller Klassenzimmer und deren Gestaltung in Form einer interaktiven blended-learning Umgebung ergeben, werden dargestellt und diskutiert. Mit dem System Accelerator wird eine CSILT (Computer Supported Interactive Learning and Teaching)-Umgebung vorgestellt, in der diese Faktoren zum Einsatz kommen.