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Der Einbau mineralischer, granularer Lasttransferschichten (LTS) zwischen einem Bau-werk und einer Tiefgründung z. B. aus pfahlartigen Traggliedern (PTG) beeinflusst erheb-lich die Lastaufteilung auf die PTG und den zumeist weichen Boden dazwischen. Eine genaue Kenntnis über die Lastaufteilung ist für die Bemessung der LTS und PTG, aber auch des darauf gegründeten Bauwerks erforderlich. Für die Quantifizierung der Lastauf-teilung wurden eine Vielzahl an Berechnungsansätzen entwickelt, welche zumeist auf Modell- oder Großversuchen basieren, aus deren Ergebnissen analytische Ansätze entwi-ckelt wurden. Zunächst werden ausgewählte Berechnungsansätze zur Lastaufteilung vor-gestellt, dann mit Hilfe von Finite-Element-Berechnungen der Einfluss verschiedener Parameter auf die Lastaufteilung veranschaulicht und diskutiert. Für geringe Dicken der LTS ergibt sich dabei eine hohe Übereinstimmung der FE-Berechnungen mit einem Durchstanzmechanismus. Ab einer bestimmten Dicke der LTS, abhängig von ver-schiedensten Randbedingungen, bildet sich in den FE-Berechnungen ein Gewölbe aus. Das Einstanzen der PTG in die LTS kann dann durch einen Grundbruchmechanismus beschrieben und als obere Begrenzung der Lastumlagerung auf die PTG angesehen wer-den. Anhand zahlreicher Vergleichsberechnungen konnte gezeigt werden, dass die beiden Mechanismen Durchstanzen und Grundbruch in sehr vielen Fällen ausreichen, um die Lastaufteilung auch ohne FE-Berechnungen abzuschätzen.
One major goal of production system design is to decide on space requirements in the plant. In this phase, detailed information about the supply chain network (e.g. which suppliers deliver which parts) is often unavailable. Nevertheless, typical decisions in supply chain management, like the definition of replenishment processes and quantities or make-or-buy decisions, impact space requirements and the capital investment in raw materials and should therefore be considered in factory and production planning. This research article proposes a simulation approach for a production simulation in which raw material replenishment is integrated to evaluate the capital investment and space requirements for raw materials.
Eine Herausforderung performancebasierter Prüfverfahren zur Bewertung der Dauerhaftigkeit ist die Beschleunigung natürlicher Mechanismen. Dies ist notwendig, um innerhalb kurzer Zeit die Langzeit-Leistungsfähigkeit ermitteln zu können. Die Bestimmung der Frost-Tausalzbeständigkeit von Beton kann durch den CDF-Test erfolgen, welcher für Betone mit ausreichendem Frost-Tausalz-Widerstand sehr gut funktioniert. Bei Proben mit einer unzureichenden bzw. unbekannten Performance können erhöhte Randabwitterungen auftreten, welche durch das Ablösen des seitlichen Abdichtbands entstehen. Der zunehmende Randeinfluss führt so zu einer Verfälschung der Ergebnisse und zu einer Unterschätzung der tatsächlichen Performance des Bauteils. In diesem Beitrag werden Mörtel- und Betonprobekörper mit unterschiedlichen Abwitterungsraten in Anlehnung an das CDF-Verfahren untersucht. Zusätzlich wird die Oberflächenschädigung der Proben anhand einer neuartigen Messmethode mittels hochauflösendem 3D-Laserscanning ausgewertet. Die Ergebnisse zeigen, dass die Randeffekte mit der Laserscan-Methode umgangen und vergleichbare Ergebnisse zu den CDF-Untersuchungen erzielt werden können. Somit können Betone ohne Randeinflüsse charakterisiert und eine präzise Prognose der Langzeitbeständigkeit getroffen werden.
Um die Leistungsfähigkeit von nachgiebigen Robotersystemen („Soft Robotics“) zu verbessern, werden immer neue Möglichkeiten zur Realisierung dieser Systeme gesucht. In vielen Anwendungen ist der Einsatz von mechanisch vorgespannten nachgiebigen Strukturen in diesen Systemen von Vorteil. Die Steifigkeit dieser Strukturen kann gezielt und gegebenenfalls reversibel variabel eingestellt werden. Die Formveränderung kann nur durch wenige Aktuatoren erzeugt werden.
Nachgiebige Tensegrity-Strukturen, die auf hochelastischen Materialien basieren, entsprechen einer speziellen Klasse von mechanisch vorgespannten Strukturen. Sie werden durch druck- und zugbelastete Segmente gebildet, wobei die druckbelasteten Segmente untereinander nicht direkt verbunden sind. Die resultierende Form dieser Strukturen wird durch ihre Vorspannung bestimmt. Weiche Roboter, die auf diesen Strukturen basieren, bieten mehrere vorteilhafte Eigenschaften, wie z. B. Faltbarkeit/Entfaltbarkeit, geringe Masse, hohes Festigkeits-Gewichts-Verhältnis und stoßdämpfende Fähigkeiten [1]. Diese Strukturen haben eine ausgeprägte Fähigkeit, sowohl ihre Form als auch ihre Steifigkeit zu verändern. In den letzten Jahren hat das Interesse an der Erforschung von Robotersystemen, die auf diesen Strukturen basieren, zugenommen. Aktuelle Arbeiten konzentrieren sich auf die Entwicklung von mobilen Robotern [2]–[7] und Manipulatoren, die auf diesen Strukturen basieren [8]–[10]. Tensegrity-Manipulatoren werden typischerweise durch Kaskadierung von gleichartigen elementaren Einheiten gebildet, die nach dem Tensegrity-Prinzip untereinander verbunden werden. Die elementaren Einheiten sind entweder selber konventionelle Tensegrity-Strukturen oder einteilige planare bzw. räumliche Strukturen. In klassischen Tensegrity-Manipulatoren werden starre Drucksegmente und nicht elastische Zugsegmente verwendet. Die Formänderung dieser Systeme wird durch Änderung der Längen ausgewählter Zugsegmente realisiert. Dem gegenübergestellt können nachgiebige Tensegrity-Manipulatoren realisiert werden, indem die Zugsegmente der Struktur eine hohe Nachgiebigkeit aufweisen. Um die mechanische Nachgiebigkeit und Formänderungsfähigkeit von diesen nachgiebigen Manipulatoren zusätzlich
zu erhöhen, ist auch der Einsatz von Tensegrity-Strukturen auf der Basis nachgiebiger Drucksegmente denkbar.
Im vorliegenden Beitrag werden zwei nachgiebige Tensegrity-Manipulatoren vorgestellt und in Hinblick auf ihre mechanischen Eigenschaften und Formänderungsfähigkeit gegenübergestellt. Sie unterscheiden sich in ihrer Topologie, in der Art der Aktuierung und auch in der mechanischen Nachgiebigkeit. Die mechanische Nachgiebigkeit des ersten Systems beruht auf der Elastizität der Zugsegmente, die Drucksegmente sind starr. Die elementaren Einheiten bilden einteilige Strukturen. Das zweite System beruht auf elementaren Einheiten, die selbst räumliche Tensegrity-Strukturen sind. In diesem System sind sowohl die Zug- als auch die Drucksegmente nachgiebig. Die Aktuierung des ersten Systems erfolgt durch Längenänderung der Zugsegmente. Im zweiten System wird die Formänderung des Gesamtsystems durch Änderung der Form der nachgiebigen Drucksegmente realisiert. Die theoretischen Untersuchungen erfolgen unter Anwendung
der statischen geometrisch nichtlinearen FE-Methode. Mit diesen Untersuchungen wird die Formveränderungsfähigkeit der beiden Systeme unter Variation ihrer Vorspannung untersucht und gegenübergestellt. Die experimentellen Untersuchungen an zwei Demonstratoren bestätigen die theoretischen Ergebnisse und zeigen die Anwendbarkeit von Systemen auf Basis dieser Strukturen als Manipulatoren auf.
In diesem Beitrag erfolgt die theoretische Untersuchung einer zweidimensionalen nachgiebigen Tensegrity-Struktur in Hinsicht auf ihre potenzielle Eignung als Basisstruktur für eine dynamische Handorthese. Translatorische und rotatorische relative Bewegungsmöglichkeiten zwischen den Drucksegmenten der Struktur sind möglich, da diese Segmente durch nachgiebige Zugsegmente miteinander verbunden sind. Die Form der Struktur und ihre Vorspannung in einer statisch stabilen Gleichgewichtskonfiguration werden mit Hilfe der Minimierung des Kräfte- und Momentenungleichgewichts, der Betrachtung der potentiellen Energie der Struktur und einem Ansatz mittels statischer Finite-Elemente-Methode (FEM) in Abhängigkeit der Segmentparameter untersucht.
Right-wing populism challenges the societies in Europe. The rise of such movements and parties are a threat to peace and democracy in Germany. This article focuses the possibilities as well as the boundaries of political education under the current circumstances. To this end, it discusses theoretical explanations based on approaches in peace education, political didactics and social sciences to deal with right-wing populism in practice. (DIPF/Orig.).
Im Verlauf der Covid-19-Pandemie war in Gesellschaft, Politik und Wissenschaft immer wieder von einer "Krise der Demokratie" die Rede. Diese "Krise der Demokratie" ist auch eine "Krise der Repräsentation": Reale Politik wird hinter verschlossenen Türen gemacht - und das im Eiltempo -, die Mehrheit der Bürger*innen spielt eine passive Rolle. Politische Erwachsenenbildung hat die Aufgabe, diese Krise zu diskutieren. Allerdings befindet sie sich selbst schon seit Längerem in einer Krise: In ihrer Heterogenität fehlt ihr eine Standortbestimmung, die Übergänge zur non-formalen Bildung und schulischen politischen Bildung, aber auch zu anderen Professionen sind fließend. Darüber hinaus gibt es noch kein einheitliches Profil hinsichtlich Professionalität in der politischen Erwachsenenbildung, kein einheitliches Berufsbild, keine einheitliche Aus-, Fort- oder Weiterbildung und auch keine einheitliche Didaktik. Nicht zuletzt fehlt es an stetiger Finanzierung politischer Bildung und die Teilnahmequoten liegen deutlich hinter anderen Weiterbildungsbereichen zurück. An Ansatzpunkten zur Krisenbewältigung fehlt es also nicht.
Das Krankheitsbild der „Frozen Shoulder“ gibt nach wie vor viele Rätsel auf. Um den aktuellen Stand der Erkenntnisse zu Ätiologie, Diagnostik und Behandlung darzustellen und den dabei beteiligten Berufsgruppen Handlungsempfehlungen zu bieten, wurde von der DGOU und der DVSE eine Arbeitsgruppe gebildet, die eine deutschsprachige, evidenzbasierte Leitlinie erstellt hat, die 2022 bei der AWMF veröffentlicht wurde. Im Folgenden werden die Entstehung und die wichtigsten Ergebnisse zusammengefasst.
Auch kleine und mittlere Unternehmen (KMUs) benötigen zunehmend ein effektives Informationstechnologie- (IT)-Management, um wettbewerbsfähig zu bleiben. Im Vergleich zu großen Unternehmen verfügen KMUs jedoch oft nicht über die Ressourcen, die Arbeitgeberattraktivität oder den Bedarf, um einen Chief Information Officer (CIO) in Vollzeit zu beschäftigen. Um diese Lücke zu schließen, hat eine wachsende Zahl von Expertinnen und Experten weltweit damit begonnen, CIO-Dienste in Teilzeit anzubieten. Auf diese Weise erhalten KMUs Zugang zu erfahrenen und kompetenten IT-Führungskräften zu einem Bruchteil der Kosten und ohne langfristige Verpflichtungen. Während diese so genannten „Fractional CIOs“ in der Praxis bereits einen Mehrwert schaffen, gibt es noch kaum wissenschaftliche Untersuchungen zu diesem neuen Phänomen. In einem größeren Forschungsprojekt mit insgesamt 62 Fractional CIOs aus 10 Ländern wurden daher eine Definition, Typen verschiedenartiger Engagements und Erfolgsfaktoren abgeleitet. Die vorliegende Studie fasst die Ergebnisse zusammen und setzt sie in Bezug zum deutschen Markt, indem sie drei Fractional CIOs/CTOs aus Deutschland befragt. Es zeigt sich, dass die folgenden vier Engagement-Typen von Fractional CIOs für KMUs in verschiedenen Situationen von Nutzen sind: Strategisches IT-Management, Restrukturierung, Skalierung und Hands-on Support. Darüber hinaus zeigt die Studie, dass Vertrauen, die Unterstützung durch das Top-Management-Team und die Integrität des Fractional CIOs Schlüsselfaktoren für den Erfolg von Fractional CIO-Engagements sind. Für den deutschen Markt werden die Ergebnisse durch drei befragte Fractional CIOs/CTOs weitgehend bestätigt. Die Fractional CIOs/CTOs können zwar keine genauen Gründe für die geringe Akzeptanz der Rolle nennen, betonen aber ihr Wertpotenzial für den deutschen Markt.
Für Fußballer:innen stellen muskuläre Verletzungen der unteren Extremitäten ein großes Problem dar. Ein Beispiel hierfür liefert die Nationalmannschaftsstürmerin Alexandra Popp, die aufgrund muskulärer Probleme das EM-Finale 2022 in Wembley kurzfristig verpasste. Oftmals stehen gerade hohe Anspannungssituationen in zeitlichem Zusammenhang mit Verletzungen, der Einfluss der psychischen Beanspruchung auf die biomechanischen Belastungen wird jedoch meist nur wenig beachtet.
Die Situation von Menschen im Pflegeheim, die besonders dem Risiko der „pflegebedingten Verarmung“ ausgesetzt sind, ist in der Forschung wenig präsent. Der Beitrag befasst sich mit dem Erleben von Unsicherheiten, Armut und prekären Lebenslagen älterer Menschen im Heim. Grundlage liefern Daten einer ethnographischen Studie zum Älterwerden und zum Leben mit chronischen Erkrankungen. Anhand von Fällen wird ein Spektrum prekärer Lebenslagen skizziert. Deutlich wird u. a.: Menschen mit diversen soziobiografischen Hintergründen können im Zuge von Hilfebedürftigkeit und Heimübergängen von Unsicherheiten, Armut und prekären Lebenslagen betroffen sein. Nicht zu wissen, ob das verfügbare Geld genügt, um Kostensteigerungen bis zum Lebensende zu decken, kennzeichnet eine häufig erlebte Zukunftsunsicherheit; drohende Armut bzw. die Abhängigkeit von Sozialhilfe können pflege- und institutionell bedingte Verlusterfahrungen von Autonomie, Teilhabe und Lebensgestaltung verschärfen und den Gesamtzustand weiter destabilisieren. Das Erleiden bleibt weitgehend unsichtbar; strukturelle Probleme werden individualisiert.
Ziel der Studie:
Ziel der Studie ist die Messung des Stands der Digitalisierung und die mit einer Anbindung an die Telematikinfrastruktur verbundenen Chancen und Herausforderungen für Rehabilitationseinrichtungen.
Methodik:
Teilstandardisierte Online-Befragung bei Trägern von Rehabilitationseinrichtungen in Bayern (n=33). Der Fragebogen mit 36 Fragen beinhaltet eine leicht veränderte Skala auf Basis des „Electronic Medical Record Adoption Model (EMRAM)“.
Ergebnisse:
Der Digitalisierungsgrad wurde in 70 Prozent der Rehabilitationseinrichtungen mit Stufe 0 angegeben (Stufenmodell bis 7). Die Übermittlung patientenbezogener Daten (Eingang und Ausgang) erfolgt häufig analog, wohingegen die Verarbeitung innerhalb der Einrichtung in vielen Fällen bereits überwiegend digital ist. Beim Anschluss an die Telematikinfrastruktur wird hoher Aufwand bei der Installation, aber auch der Schulung des Personals und der Anpassung der Arbeitsorganisation gesehen.
Schlussfolgerung:
Durch Änderung der gesetzlich-finanziellen Lage in Deutschland eröffnen sich für Rehabilitationseinrichtungen neue Möglichkeiten einer verstärkten Digitalisierung. Hürden hängen mit Anforderungen an IT-Sicherheit, Schulung des Personals und sowie dem ebenfalls geringen Digitalisierungsstand bei Krankenhäusern und Ärzt*innen sowie Patient*innen zusammen, die eine digitale Datenübermittlung erschweren.
Wie können Unternehmen die Bindung, Rückkehrintention und Weiterempfehlungsbereitschaft ehemaliger Praktikant:innen und Auszubildender positiv beeinflussen? Mithilfe eines Onlinefragebogens wurden hierfür Studierende befragt. Die Ergebnisse geben Hinweise, welche Bindungsmaßnahmen Unternehmen nutzen können, um den Kontakt zu ehemaligen Praktikant:innen und Auszubildenden zu halten und durch ein verbleibendes Commitment eine höhere Rückkehrintention und Weiterempfehlungsbereitschaft zu erreichen.
As part of the AUT-1A project, 123 employers were surveyed by questionnaires about their experiences with the employment of autistic employees. The aim was to identify the factors that promote and hinder employment. The study indicates that the vocational qualification in vocational training centers (BBW) has a positive effect on sustainable employment of people with autism spectrum diagnosis (ASD), but the support for companies is not sufficient yet. Also, a lack of education regarding autism-friendly environmental design as well as a lack of education about the diagnosis autism of the direct colleagues could be worked out.
Im Rahmen des Projektes AUT-1A wurden 123 Arbeitgeber*innen mittels Fragebogen zu ihren Erfahrungen mit der Beschäftigung von autistischen Mitarbeiter*innen befragt. Ziel war es, die beschäftigungsfördernden und -hindernden Faktoren herauszuarbeiten. Die Studie deutet darauf hin, dass sich die berufliche Qualifizierung in den Berufsbildungswerken positiv auf die nachhaltige Beschäftigung von Menschen mit Autismus-Spektrum-Diagnose (ASD) auswirkt, die Unterstützungsleistungen für Betriebe aber noch nicht hinreichend sind. Auch konnte eine mangelnde Aufklärung in Bezug auf eine autismusfreundliche Umgebungsgestaltung sowie eine mangelnde Aufklärung über die Diagnose Autismus der direkten Kolleg*innen herausgearbeitet werden.
The university research landscape in Germany has been repeatedly criticised for the fact that the excellent scientific output is insufficiently transferred to economically usable applications. In order to uncover the weaknesses of knowledge transfer, an effective measurement and indicator system is required. For this reason, research activities in this area have increased recently, especially funded by state institutions such as the Federal Ministry of Education and Research (BMBF). Relevant publications and studies contain a large number of proposals for key figures and indicators. These are intended to provide as comprehensive a picture of the transfer process as possible. The point of view of the transfer provider, i.e. the university, is the basis of discussion. Until the present moment, transfer re cip ients such as economy and society have received less attention. The analysis of these sub-systems was part of the cross-university research project ‘Transfer_i’.
One major goal of green-field factory planning is to decide on space requirements in the plant. In this phase, detailed information about the supply chain network (e.g. which suppliers deliver which parts) is often unavailable. Nevertheless, typical decisions in supply chain management, like the definition of replenishment processes and quantities or make-or-buy decisions, impact space requirements in the factory and should therefore be considered in the factory planning. This research article proposes a simulation approach for a factory simulation in which raw material replenishment is integrated to evaluate the space requirements for raw materials.
217 Teilnehmer/innen wurden mittels standardisierter Fragebögen zu ihrer Informiertheit über das Hilfesystem bei Demenz sowie zu ihren eigenen Versorgungswünschen im Falle einer Demenzerkrankung befragt. Bei den Probanden handelt es sich um Personen mit und ohne pflegebedürftige Angehörige. Jene wurden hinsichtlich ihrer Versorgungssituation in drei Gruppen unterteilt: ambulante Pflege, Tagespflege und Altenpflegeheime. Die Ergebnisse zeigen, dass in allen Untersuchungsgruppen ein im Allgemeinen geringer Informationsstand in Bezug auf die unterschiedlichen Hilfs- und Entlastungsangebote für Angehörige dementer Patienten vorherrscht. Zu den bevorzugten Versorgungsformen im Falle eigener Betroffenheit gehören ambulante sowie neue, alternative Pflegemodelle.
Durch die voranschreitende Digitalisierung bieten sich neue Ansätze für Designs und Methoden in der Jugendforschung. Mit vielfältigen digitalen Möglichkeiten wachsen auch Chancen für inklusiv angelegte Befragungen. Dieser Beitrag fokussiert exemplarisch gehörlose bzw. hörbeeinträchtigte gebärdensprachige Jugendliche und stellt nach einem theoretischen und empirischen Überblick die Frage, ob und inwieweit diese heterogene Gruppe Jugendlicher durch in digitale Fragebögen implementierte Videos in Gebärdensprache profitieren kann. Anhand zweier kontrastiver Fallvignetten sollen Erfahrungen aus dem Projekt „Inklusive Methoden“ in Bezug auf Möglichkeiten, Voraussetzungen, Herausforderungen und Grenzen digitaler Befragungen mit Gebärdensprachvideos dargestellt und diskutiert werden.
Die Konformitätsanalyse ist eine Technik der statischen Code-Analyse (SCA) zur Software-Qualitätssicherung. Ihr Kernproblem ist, dass Werkzeuge nicht aus bereits eingetretenen Fehlern automatisiert dazulernen. Zur Lösung wurde in dieser Arbeit das maschinelle Lernen (ML) evaluiert, indem ein wissenschaftlich fundierter und praktisch erprobter Ansatz zur unüberwachten Lerntechnik angewandt und das Ergebnis analysiert wurde. Es wurde festgestellt, dass zur Anwendung auf verschiedene Programmiersprachen nur ein sprachspezifisches API Mining-Tool notwendig ist. Ein derartiges Tool durchsucht in parallelisierter Form Codezeilen und normalisiert sie für maschinelle Lernprozesse. Dieses System wurde für die Programmiersprache C# implementiert, da viele Industrieprojekte in dieser Sprache entwickelt werden. Zur funktionalen Validierung wurde in einer Fallstudie gezeigt, dass Regeln mit einem positiven Effekt auf Software-Qualität gelernt wurden. Konkret wurde der Wartungsaufwand eines Code-Smells in einem Beispielprojekt durch das Auslagern einer gelernten Assoziation in eine gemeinsame Methode um den Faktor 30 reduziert. Die Laufzeit des Algorithmus wurde empirisch in acht open-source Repositorys evaluiert. Durch Parallelisierung kann eine durchschnittliche Laufzeitverbesserung von 45,16% erwartet werden. Allerdings wurden bei der Anwendung auch Grenzen deutlich: Viele Assoziationen sind nutzlos, die Regelbewertung ist von einem subjektiven Faktor abhängig und die Wirtschaftlichkeit des Tools ist deshalb nicht transparent. Dennoch belegt diese Arbeit, dass ein ML-basiertes SCA-Tool als ergänzende Qualitätssicherungsmaßnahme im Software-Engineering möglich ist.
Digitale Transformation in Echtzeit: Die Ziele von morgen basierend auf dem Datenmodell von gestern
(2022)
Die Digitale Transformation fordert Unternehmen aller Couleur. Ironischer Weise sind es gerade die bisher verwendeten IT-Systeme mit ihren starren Strukturen, die Unternehmen in Ihrer digitalen Trans-formation oft ausbremsen. Auch wenn die Soft-warehersteller längst reagiert haben und neue, flexib-lere Versionen ihrer Produkte anbieten, so ist ein größerer Softwarewechsel immer noch eine Heraus-forderung für Unternehmen und ein Schritt der wohl-überlegt und geplant sein will. In dieser Arbeit wird deshalb ein Vorgehen vorge-stellt, um mittels In-Memory Technologie und Vir-tualisierung zumindest die wichtigsten Ergebnisse der Transformation bereits auf den bestehenden Da-tenmodellen in Echtzeit zu generieren. Dadurch wird genug Zeit gewonnen, um die eigentliche Transfor-mation der IT-Landschaft geplant und mit der not-wendigen Sorgfalt durchzuführen.
Steigende Fallzahlen von Menschen mit Demenz, der komplexe Bedarf und eine unzureichende Versorgungsrealität erfordern innovative und nachhaltige Lösungsansätze. Der Beitrag stellt ein Versorgungsmodell für Menschen mit Demenz vor, das infolge akuter Versorgungsprobleme entwickelt wurde und das eine umfassende, patientenorientierte Versorgung über Sektorengrenzen hinweg umsetzt. Beschrieben werden Struktur und Bedingungen gelingender Kooperation und umfassender Versorgung.
We propose a method for an efficient optimization of experimental designs, using a combination of discrete adjoint computations, Taylor arithmetic and matrix calculus. Compared to the state of the art of using finite differences or the forward mode of automatic differentiation, our proposed approach leads to a reduction of the relative temporal complexity from linear to constant time in the number of control variables and measurement weights. We demonstrate that the advantageous complexity results are not only of theoretical nature, but lead to significant speedups in practice as well. With our implementation we are very close to the theoretical bound of the cheap gradient principle. We present one academic (spatially discretized heat equation) and two industrial application examples (biochemical process/Diesel-oxidation catalysis process) where we achieve speedups that range between 10 and 100. In addition to our core results, we also describe an efficient adjoint approach for the treatment of differential algebraic equations and present adjoint formulas for constrained least-squares problems.
Robotic Process Automation als Enabler der Digitalen Transformation der OSRAM Continental GmbH
(2022)
Der vorliegende Artikel befasst sich mit der Automa-tisierung von Unternehmensprozessen mit Hilfe von Robotic Process Automation (RPA). Um die zentrale Frage nach den Potentialen von RPA zu beantworten, wurde gemeinsam mit der OSRAM Continental GmbH eine Fallstudie in der Einkaufsabteilung durchgeführt. In dieser Fallstudie werden die Fähigkeiten von Attended RPA sowie die Unterschiede im Vergleich zu einem bereits im Unternehmen beste-henden Workflow-Automation-Systems untersucht. Die Automatisierung hat gezeigt, dass mittels RPA das Automatisierungspotential eindeutig erweitert werden kann. Jedoch wurden ebenso deutlich, dass die Technologie auf bestimmte Aufgaben begrenzt ist und daher ein hybrider Automatisierungsansatz mit beiden Technologien die vielversprechendste Lösung darstellt.
Aufgrund leistungsbedingter Einschränkungen durch die aktuelle Business-Intelligence-Software PowerBI vergleicht die People-Analytics-Abteilung von Vitesco Technologies diese mit der Alternativsoftware SAP Analytics Cloud. Dafür wurden zunächst aktuelle Herausforderungen im People-Analytics-Umfeld identifiziert und basierend darauf Vergleichskriterien erarbeitet. Als Vergleichsmodell kommt das Kano-Modell zum Einsatz. Die durchgeführte Evaluation favorisiert aus funktionaler Sicht einen Umstieg auf die SAP Analytics Cloud, identifiziert allerdings eine Reihe an Herausforderungen, die einen sofortigen Wechsel einschränken. Zu diesen gehören sowohl die Verfügbarkeit als auch die Qualität der HR-Daten.
This paper briefly presents the challenges for order control and release of multi-zone order picking systems. On the one hand, the order control must ensure that all orders are processed on time, and on the other hand, the space requirements (buffer) and the utilisation of the zones must be considered.
Within the framework of a case study, different strategies for order release were developed. The paper shortly describes the ideas of the strategies and presents results of a case-based simulative evaluation of the strategies. The findings of the simulation study are the basis for the development of a digital twin for the operational control of multi-zone picking systems.
Der Digitale Zwilling (DZ) ist ein wichtiger Bestandteil der Industrie 4.0 und ermöglicht Anwendungen wie Predictive Maintenance, virtuelles Prototyping oder die Steuerung von Produktions- und Logistikprozessen. Herausforderungen bei der Entwicklung des Digitalen Zwillings entstehen durch fehlende Struktur und Standards. Mit diesem Beitrag soll ein Vorgehensmodell für die Erstellung eines Digitalen Zwillings im Bereich der Produktion und Logistik aufgezeigt werden. Das Vorgehensmodell hilft bei der Einordnung, für welche Anwendungsfälle ein Digitaler Zwilling entwickelt werden kann, welche Schritte bei einer Umsetzung erfolgen müssen, und gibt einen Überblick über die Voraussetzungen und Komplexität bei der Entwicklung. Das zentrale Element bildet dabei die zielgerichtete Aufbereitung und Analyse der zugrunde liegenden Daten mittels des in der Industrie etablierten Vorgehensmodell CRISP-DM.
In this contribution, a novel two-channel acoustic front-end for robust automatic speech recognition in adverse acoustic environments with nonstationary interference and reverberation is proposed. From a MISO system perspective, a statistically optimum source signal extraction scheme based on the multichannel Wiener filter (MWF) is discussed for application in noisy and underdetermined scenarios. For free-field and diffuse noise conditions, this optimum scheme reduces to a Delay & Sum beamformer followed by a single-channel Wiener postfilter. Scenarios with multiple simultaneously interfering sources and background noise are usually modeled by a diffuse noise field. However, in reality, the free-field assumption is very weak because of the reverberant nature of acoustic environments. Therefore, we propose to estimate this simplified MWF solution in each frequency bin separately to cope with reverberation. We show that this approach can very efficiently be realized by the combination of a blocking matrix based on semi-blind source separation (‘directional BSS’), which provides a continuously updated reference of all undesired noise and interference components separated from the desired source and its reflections, and a single-channel Wiener postfilter. Moreover, it is shown, how the obtained reference signal of all undesired components can efficiently be used to realize the Wiener postfilter, and at the same time, generalizes well-known postfilter realizations. The proposed front-end and its integration into an automatic speech recognition (ASR) system are analyzed and evaluated in noisy living-room-like environments according to the PASCAL CHiME challenge. A comparison to a simplified front-end based on a free-field assumption shows that the introduced system substantially improves the speech quality and the recognition performance under the considered adverse conditions.
Production supermarkets are a system to ensure high-frequency, demand-oriented, in-plant production supply with low lot sizes. The paper presents methods to design and dimension these systems using qualitative design criteria and quantitative approaches based on well-known analytical methods for conventional order picking systems. The methods help to design layout, provision type and path strategy and to derive space consumption and the number of supermarket employees required to fulfill a defined demand.
We study the limited data problem of the spherical Radon transform in two and three-dimensional spaces with general acquisition surfaces. In such situations, it is known that the application of filtered-backprojection reconstruction formulas might generate added artifacts and degrade the quality of reconstructions. In this article, we explicitly analyze a family of such inversion formulas, depending on a smoothing function that vanishes to order k on the boundary of the acquisition surfaces. We show that the artifacts are k orders smoother than their generating singularity. Moreover, in two-dimensional space, if the generating singularity is conormal satisfying a generic condition then the artifacts are even k+1/2 orders smoother than the generating singularity. Our analysis for three-dimensional space contains an important idea of lifting up space. We also explore the theoretical findings in a series of numerical experiments. Our experiments show that a good choice of the smoothing function leads to a significant improvement of reconstruction quality.
Das ständige Umblättern von Noten ist für Musiker ein wiederkehrendes Problem. Dieses wird häufig durch einen Assistenten des Musikers, dem sogenannten Notenwender, gelöst. Diese Unterstützung haben allerdings viele Musiker nur selten während des Übens. In diesem Artikel stellen wir eine Anwendung für mobile Geräte vor, die auf verschiedene Arten das Umblättern von Klavierpartituren unterstützt. In einer Studie mit professionellen Musikern und Klavierschülern wurden diese Arten gegeneinander abgewogen. Die Ergebnisse zeigen auf, dass computer-unterstütztes Blättern Vorteile gegenüber herkömmlichem Blättern hat.
Indem ein wachsender Anteil der Bevölkerung ein hohes Alter erreicht, ändern sich Krankheitsspektrum und Versorgungsbedarf. Besondere Herausforderungen für das Gesundheitssystem ergeben sich durch Mehrfacherkrankung (Multimorbidität) älterer Menschen. Im Gegensatz zu krankheitsspezifischen Endpunkten treten Funktion im Alltag und subjektive Ergebnisdimensionen wie selbstbestimmte Lebensführung (Autonomie), soziale Teilhabe und Lebensqualität als Präventions- und Behandlungsziel in den Vordergrund. Die Gesundheitsforschung hat die Aufgabe, auf die Bedürfnisse spezifischer Zielgruppen alter Menschen abgestimmte Präventions- und Versorgungsmodelle zu entwickeln. Entscheidend dabei ist die Stärkung von personalen, sozialen und organisatorischen Ressourcen. Voraussetzung hierfür sind genaue Kenntnisse zur Entwicklung und zum Verlauf des Krankheitsgeschehens und zu zentralen Einflussfaktoren auf der Grundlage epidemiologischer Beobachtungsstudien. Gezielte Maßnahmen sind in Interventions- und Evaluationsstudien auf Wirksamkeit, Wirkung und Wirtschaftlichkeit zu überprüfen. Der vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) initiierte Förderungsschwerpunkt „Gesundheit im Alter“ fördert insgesamt sechs Forschungsverbünde zum Thema Multimorbidität, die hier kurz vorgestellt werden.
Mit zunehmendem Alter steigt der Anteil mehrfach erkrankter Menschen und immer mehr Menschen erreichen ein sehr hohes Lebensalter. Trotz des medizinischen Fortschritts und verbesserter Lebenslagen müssen viele alte Menschen körperliche, psychische und soziale Einschränkungen bewältigen. Es ist eine große gesundheits- und sozialpolitische Herausforderung, diese alten Frauen und Männer mit gesundheitlichen Beeinträchtigungen in ihrem Bestreben nach einer weitestgehend autonomen Lebensgestaltung zu unterstützen und zu stärken.
Vor diesem Hintergrund widmete sich der Forschungsverbund „Autonomie trotz Multimorbidität im Alter“ (AMA I) der Leitfrage, inwieweit eine selbstbestimmte Lebensgestaltung alter mehrfach erkrankter Menschen erhalten werden kann. Um der Vielfalt der Lebenswelten älterer Menschen gerecht zu werden, wurden im Alltag wenig eingeschränkte und pflegebedürftige sowie kognitiv beeinträchtigte Personen in die Untersuchung einbezogen. Darunter waren Frauen und Männer, die noch im eigenen Haushalt und solche die im Pflegeheim lebten. Im Fokus der Untersuchungen standen die Ressourcen, die den alten Menschen in ihrer jeweiligen Lebenssituation zur Verfügung standen und die Frage, wie diese gestärkt werden können. Der Beitrag präsentiert Ergebnisse zu dieser Forschungsfrage aus der 1. Förderphase des AMA-Verbundes. Darauf aufbauend werden in einer 2. Förderphase (2011–2013, AMA II) nunmehr nachhaltige praxisrelevante Interventionen zur Mobilisierung von autonomierelevanten Ressourcen mehrfach erkrankter alter Menschen entwickelt und auf ihre Praxistauglichkeit getestet.
"Gazellen" - schnell wachsende Jungunternehmen: Definitionen, Forschungsrichtungen und Implikationen
(2012)
Schnell wachsende Jungunternehmen – bildlich als “Gazellen“ bezeichnet – sind von großer Bedeutung für die positiven ökonomischen Effekte, die man mit Entrepreneurship verbindet. Dennoch ist der Begriff der "Gazelle" in der Literatur noch nicht annähernd einheitlich definiert. Dieser Beitrag macht mit den wesentlichen Begriffsdefinitionen vertraut und unterzieht diese einer kritischen Würdigung. Es werden vier grundsätzliche Forschungsrichtungen identifiziert, die sich um das Thema “Gazellen“ etabliert haben: (1) phänomenologische Beschreibungen, (2) volkswirtschaftliche Wirkungen, (3) Rahmenbedingungen ihrer Entstehung (externe Erfolgsfaktoren), sowie (4) Gründungs- und Wachstumsmanagement (interne Erfolgsfaktoren). Ein Überblick über die Literatur soll einen vertiefenden Einstieg in die Thematik erleichtern. Abschließend werden definitorische Forderungen, Probleme bei der Auswahl von Stichproben und Empfehlungen für die zukünftige Erforschung von schnell wachsenden Jungunternehmen formuliert.
Sport im Strafvollzug
(2011)
Cardboard Engineering 2.0
(2014)
Das Material Karton ist in heutigen Fertigungen für die schnelle Umsetzung von Ideen aus einem Kaizen-Prozess ein gängiger Werkstoff. Die Vorgehensweise wird auch als Cardboard Engineering bezeichnet. Aber die Entwicklung geht weiter. Die immer weiter verbreiteten 3D-Drucktechnologien ermöglichen die schnelle Generierung von Vorrichtungen, die deutlich höhere Anforderungen hinsichtlich Präzision, Robustheit und Komplexität erfüllen.
In diesem Beitrag wird eine Theorie zur taktorientierten Fertigungssteuerung entwickelt. Es wird der kleinste Repräsentant einer taktorientiert gesteuerten Werkstatt ermittelt - das Ein-Ressourcen- Modell. Durch die Modifikation des Trichtermodells kann ein allgemeingültiges Beschreibungsmodell des Produktionsprozesses bei taktorientierter Fertigungssteuerung erarbeitet werden - das taktorientierte Trichtermodell. Es ermöglicht die Darstellung der Arbeitsbestände im aktuellen Bearbeitungstakt und der des nachfolgenden Taktes. Weiter wird das taktbasierte Trichtermodell in ein taktbasiertes Durchlaufdiagramm überführt. Hiermit kann das Bestandsverhalten des Ein-Ressourcen-Modells über der Zeit dargestellt werden. Das optimale Bestandsverhalten pro Takt kann durch ein idealisiertes Durchlaufdiagramm beschrieben werden. Bei realer Auslastung der Ressource entstehen schwankende Arbeitsbestände pro Takt. Hierbei werden durch zu geringe Bestände pro Takt Auslastungsverluste an der Ressource erzeugt. Durch zu hohe Bestände pro Takt entstehen ohne Kapazitätsanpassungen Verspätungen.
Machine allocation planning in job-shop production is challenging due to the high variability of machining times. The tact-time based production control reduces planning effort also the flow of orders in the shop floor is more predictable. This article takes a deeper look at a single production unit controlled tact based. By enhancing the funnel model and looking at the stock behaviour of production units, a deeper understanding of tact-time based production control is gained.
Die Anwendung von Kaizen ist in vielen Firmen ein selbstverständliches Element geworden. Dennoch variiert die Ausprägung eines kontinuierlichen Verbesserungsprozesses stark von Unternehmen zu Unternehmen. Ein wesentliches Hindernis, gutes Kaizen umzusetzen, ist der Mangel an Realisierungsmöglichkeiten. In Zeiten von Industrie 4.0 bestehen inzwischen zahlreiche Möglichkeiten, Ideen schnell und kostengünstig für eine Produktion zu generieren und damit nachhaltig die Produktivität zu steigern. Zentrales Element von Kaizen ist das zielgerichtete Experimentieren. Es werden Hypothesen aufgestellt und diese werden durch Experimente überprüft, so dass man aus den Ergebnissen lernen kann. Entscheidend ist die Fähigkeit, tatsächlich Experimente in einer Produktion ausführen zu können. Das heißt, Produktionsanlagen müssen mit unterschiedlicher Intensität verändert werden können. In erfolgreichen Unternehmen ist ein Betriebsmittelbau in der Lage, diese Experimente zügig durchzuführen. Häufig sind aber auch hier die Möglichkeiten einer schnellen Gestaltung eingeschränkt. Jede Form von Verbesserung führt zu optimierten Prozessen und einer besseren "Business Excellence". Innovationen, die zum Beispiel durch den Produktionsanlagenhersteller eingebracht werden, führen häufig zu einer sprunghaften Verbesserung. Diese Verbesserungen sind in jedem Fall wichtig, aber auch häufig für den Wettbewerb verfügbar, wenn das Wissen nicht bei einem hauseigenen Anlagenhersteller entsteht. Wenn zudem kleine Verbesserungen zu den Innovationen hinzukommen, können die Prozesse zusätzlich optimiert werden. Sind die Verbesserungen eher kurz- als langzyklisch liegt es auf der Hand, dass ein schnelles Erreichen des Verbesserungsniveaus erfolgt. Neben dem Zeitgewinn ist eine kurzzyklische Vorgehensweise deutlich inspirierender und erschließt das volle kreative Potenzial des Verbesserungsteams.
Kaizen is state of the art for high efficient optimization used by many companies. Nevertheless the variations of this method differ from company to company. A big obstacle to realize good kaizen is due to the lack of possibilities to generate different devices. In times of smart factories and increasing digitalization plenty of possibilities can be used to make ideas happen. This is the opportunity to optimize manufacturing systems in a short cyclic and fast way.