TY - CHAP A1 - Leise, Philipp A1 - Altherr, Lena A1 - Pelz, Peter F. T1 - Energy-Efficient design of a water supply system for skyscrapers by mixed-integer nonlinear programming T2 - Operations Research Proceedings 2017 N2 - The energy-efficiency of technical systems can be improved by a systematic design approach. Technical Operations Research (TOR) employs methods known from Operations Research to find a global optimal layout and operation strategy of technical systems. We show the practical usage of this approach by the systematic design of a decentralized water supply system for skyscrapers. All possible network options and operation strategies are modeled by a Mixed-Integer Nonlinear Program. We present the optimal system found by our approach and highlight the energy savings compared to a conventional system design. KW - Engineering optimization KW - Global optimization KW - Energy efficiency KW - Water KW - Network Y1 - 2018 SN - 978-3-319-89919-0 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-89920-6_63 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Czarnecki, Christian A1 - Auth, Gunnar ED - Barton, Thomas ED - Müller, Christian ED - Seel, Christian T1 - Prozessdigitalisierung durch Robotic 7 Process Automation T2 - Digitalisierung in Unternehmen: von den theoretischen Ansätzen zur praktischen Umsetzung N2 - Im Rahmen der digitalen Transformation werden innovative Technologiekonzepte, wie z. B. das Internet der Dinge und Cloud Computing als Treiber für weitreichende Veränderungen von Organisationen und Geschäftsmodellen angesehen. In diesem Kontext ist Robotic Process Automation (RPA) ein neuartiger Ansatz zur Prozessautomatisierung, bei dem manuelle Tätigkeiten durch sogenannte Softwareroboter erlernt und automatisiert ausgeführt werden. Dabei emulieren Softwareroboter die Eingaben auf der bestehenden Präsentationsschicht, so dass keine Änderungen an vorhandenen Anwendungssystemen notwendig sind. Die innovative Idee ist die Transformation der bestehenden Prozessausführung von manuell zu digital, was RPA von traditionellen Ansätzen des Business Process Managements (BPM) unterscheidet, bei denen z. B. prozessgetriebene Anpassungen auf Ebene der Geschäftslogik notwendig sind. Am Markt werden bereits unterschiedliche RPA-Lösungen als Softwareprodukte angeboten. Gerade bei operativen Prozessen mit sich wiederholenden Verarbeitungsschritten in unterschiedlichen Anwendungssystemen sind gute Ergebnisse durch RPA dokumentiert, wie z. B. die Automatisierung von 35 % der Backoffice-Prozesse bei Telefonica. Durch den vergleichsweise niedrigen Implementierungsaufwand verbunden mit einem hohen Automatisierungspotenzial ist in der Praxis (z. B. Banken, Telekommunikation, Energieversorgung) ein hohes Interesse an RPA vorhanden. Der Beitrag diskutiert RPA als innovativen Ansatz zur Prozessdigitalisierung und gibt konkrete Handlungsempfehlungen für die Praxis. Dazu wird zwischen modellgetriebenen und selbstlernenden Ansätzen unterschieden. Anhand von generellen Architekturen von RPA-Systemen werden Anwendungsszenarien sowie deren Automatisierungspotenziale, aber auch Einschränkungen, diskutiert. Es folgt ein strukturierter Marktüberblick ausgewählter RPA-Produkte. Anhand von drei konkreten Anwendungsbeispielen wird die Nutzung von RPA in der Praxis verdeutlicht. KW - Prozessautomatisierung KW - Geschäftsprozessmanagement KW - Softwareroboter KW - Digitale Transformation KW - Projektbeispiele Y1 - 2018 SN - 9783658227739 SN - 9783658227722 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-22773-9_7 SP - 113 EP - 131 PB - Springer CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Schneider, Dominik A1 - Wisselink, Frank A1 - Czarnecki, Christian ED - Barton, Thomas ED - Müller, Christian ED - Seel, Christian T1 - Nutzen und Rahmenbedingungen 5 informationsgetriebener Geschäftsmodelle des Internets der Dinge T2 - Digitalisierung in Unternehmen: von den theoretischen Ansätzen zur praktischen Umsetzung N2 - Im Kontext der zunehmenden Digitalisierung wird das Internet der Dinge (englisch: Internet of Things, IoT) als ein technologischer Treiber angesehen, durch den komplett neue Geschäftsmodelle im Zusammenspiel unterschiedlicher Akteure entstehen können. Identifizierte Schlüsselakteure sind unter anderem traditionelle Industrieunternehmen, Kommunen und Telekommunikationsunternehmen. Letztere sorgen mit der Bereitstellung von Konnektivität dafür, dass kleine Geräte mit winzigen Batterien nahezu überall und direkt an das Internet angebunden werden können. Es sind schon viele IoT-Anwendungsfälle auf dem Markt, die eine Vereinfachung für Endkunden darstellen, wie beispielsweise Philips Hue Tap. Neben Geschäftsmodellen basierend auf Konnektivität besteht ein großes Potenzial für informationsgetriebene Geschäftsmodelle, die bestehende Geschäftsmodelle unterstützen sowie weiterentwickeln können. Ein Beispiel dafür ist der IoT-Anwendungsfall Park and Joy der Deutschen Telekom AG, bei dem Parkplätze mithilfe von Sensoren vernetzt und Autofahrer in Echtzeit über verfügbare Parkplätze informiert werden. Informationsgetriebene Geschäftsmodelle können auf Daten aufsetzen, die in IoT-Anwendungsfällen erzeugt werden. Zum Beispiel kann ein Telekommunikationsunternehmen Mehrwert schöpfen, indem es aus Daten entscheidungsrelevantere Informationen – sogenannte Insights – ableitet, die zur Steigerung der Entscheidungsagilität genutzt werden. Außerdem können Insights monetarisiert werden. Die Monetarisierung von Insights kann nur nachhaltig stattfinden, wenn sorgfältig gehandelt wird und Rahmenbedingungen berücksichtigt werden. In diesem Kapitel wird das Konzept informationsgetriebener Geschäftsmodelle erläutert und anhand des konkreten Anwendungsfalls Park and Joy verdeutlicht. Darüber hinaus werden Nutzen, Risiken und Rahmenbedingungen diskutiert. KW - Digitale Transformation KW - Internet der Dinge KW - Monetarisierung KW - Informationsgetriebene Geschäftsmodelle KW - Qualitative Wertschöpfungsanalyse Y1 - 2018 SN - 9783658227739 SN - 9783658227722 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-22773-9_5 SP - 67 EP - 85 PB - Springer CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Hauk, Joachim A1 - Czarnecki, Christian A1 - Dietze, Christian ED - Rusnjak, Andreas ED - Schallmo, Daniel R. A. T1 - Prozessorientierte Messung der Customer Experience am Beispiel der Telekommunikationsindustrie T2 - Customer Experience im Zeitalter des Kunden : Best Practices, Lessons Learned und Forschungsergebnisse N2 - Hohe Wettbewerbsintensität und gestiegene Kundenanforderungen erfordern bei Telekommunikationsunternehmen eine aktive Gestaltung der Customer Experience (CX). Ein wichtiger Aspekt dabei ist die CX-Messung. Traditionelle Zufriedenheitsmessungen sind oft nicht ausreichend, um die Kundenerfahrung in komplexen Prozessen vollständig zu erfassen. Daher wird in diesem Kapitel eine prozessübergreifende Referenzlösung zur CX-Messung am Beispiel der Telekommunikationsindustrie vorgeschlagen. Ausgangspunkt ist ein industriespezifisches Prozessmodell, das sich an dem Referenzmodell eTOM orientiert. Dieses wird um Messpunkte erweitert, die Schwachstellen in Bezug auf die CX identifizieren. Für die erkannten Schwachstellen werden über eine Referenzmatrix mögliche Auslöser abgeleitet und anhand von typischen Geschäftsfallmengen bewertet. Somit ist eine direkte Zuordnung und Erfolgsmessung konkreter Maßnahmen zur Behebung der Schwachstellen möglich. Die so entwickelte Referenzlösung wurde im Projekt K1 bei der Deutschen Telekom erfolgreich umgesetzt. Details zur Umsetzung werden als Fallstudien dargestellt. Y1 - 2018 SN - 978-3-658-18961-7 SN - 978-3-658-18960-0 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-18961-7_7 SP - 195 EP - 216 PB - Springer Gabler CY - Wiesbaden ER - TY - CHAP A1 - Czarnecki, Christian ED - vom Brocke, Jan ED - Mendling, Jan T1 - Establishment of a central process governance organization combined with operational process improvements : Insights from a BPM Project at a leading telecommunications operator in the Middle East T2 - Business process management cases : digital innovation and business transformation in practice N2 - Because of customer churn, strong competition, and operational inefficiencies, the telecommunications operator ME Telco (fictitious name due to confidentiality) launched a strategic transformation program that included a Business Process Management (BPM) project. Major problems were silo-oriented process management and missing cross-functional transparency. Process improvements were not consistently planned and aligned with corporate targets. Measurable inefficiencies were observed on an operational level, e.g., high lead times and reassignment rates of the incident management process. Y1 - 2018 SN - 978-3-319-58306-8 SN - 978-3-319-58307-5 SN - 978-3-319-86372-6 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-58307-5 N1 - Als Präsenzexemplar unter der Signatur 20 PZR 469-1 vorhanden. SP - 57 EP - 76 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Dörig, Bastian A1 - Ederer, Thorsten A1 - Pelz, Peter Franz A1 - Pfetsch, Marc A1 - Wolf, Jan T1 - A mixed-integer nonlinear program for the design of gearboxes T2 - Operations Research Proceedings 2016 N2 - Gearboxes are mechanical transmission systems that provide speed and torque conversions from a rotating power source. Being a central element of the drive train, they are relevant for the efficiency and durability of motor vehicles. In this work, we present a new approach for gearbox design: Modeling the design problem as a mixed-integer nonlinear program (MINLP) allows us to create gearbox designs from scratch for arbitrary requirements and—given enough time—to compute provably globally optimal designs for a given objective. We show how different degrees of freedom influence the runtime and present an exemplary solution. Y1 - 2017 SN - 978-3-319-55701-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-55702-1_31 SP - 227 EP - 233 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Niemueller, T. A1 - Lakemeyer, G. A1 - Reuter, S. A1 - Jeschke, S. A1 - Ferrein, Alexander T1 - Benchmarking of Cyber-Physical Systems in Industrial Robotics: The RoboCup Logistics League as a CPS Benchmark Blueprint T2 - Cyber-Physical Systems: Foundations, Principles and Applications N2 - In the future, we expect manufacturing companies to follow a new paradigm that mandates more automation and autonomy in production processes. Such smart factories will offer a variety of production technologies as services that can be combined ad hoc to produce a large number of different product types and variants cost-effectively even in small lot sizes. This is enabled by cyber-physical systems that feature flexible automated planning methods for production scheduling, execution control, and in-factory logistics. During development, testbeds are required to determine the applicability of integrated systems in such scenarios. Furthermore, benchmarks are needed to quantify and compare system performance in these industry-inspired scenarios at a comprehensible and manageable size which is, at the same time, complex enough to yield meaningful results. In this chapter, based on our experience in the RoboCup Logistics League (RCLL) as a specific example, we derive a generic blueprint for how a holistic benchmark can be developed, which combines a specific scenario with a set of key performance indicators as metrics to evaluate the overall integrated system and its components. KW - Smart factory KW - Industry 4.0 KW - Cyber-physical systems KW - Multi-robot systems KW - Autonomous mobile robots Y1 - 2017 U6 - https://doi.org/10.1016/B978-0-12-803801-7.00013-4 SP - 193 EP - 207 PB - Academic Press CY - London ER - TY - CHAP A1 - Niemueller, Tim A1 - Zwilling, Frederik A1 - Lakemeyer, Gerhard A1 - Löbach, Matthias A1 - Reuter, Sebastian A1 - Jeschke, Sabina A1 - Ferrein, Alexander T1 - Cyber-Physical System Intelligence T2 - Industrial Internet of Things N2 - Cyber-physical systems are ever more common in manufacturing industries. Increasing their autonomy has been declared an explicit goal, for example, as part of the Industry 4.0 vision. To achieve this system intelligence, principled and software-driven methods are required to analyze sensing data, make goal-directed decisions, and eventually execute and monitor chosen tasks. In this chapter, we present a number of knowledge-based approaches to these problems and case studies with in-depth evaluation results of several different implementations for groups of autonomous mobile robots performing in-house logistics in a smart factory. We focus on knowledge-based systems because besides providing expressive languages and capable reasoning techniques, they also allow for explaining how a particular sequence of actions came about, for example, in the case of a failure. KW - Smart factory KW - Industry 4.0 KW - Multi-robot systems KW - Autonomous mobile robots KW - RoboCup Y1 - 2017 SN - 978-3-319-42559-7 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-42559-7_17 N1 - Springer Series in Wireless Technology SP - 447 EP - 472 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Altherr, Lena A1 - Ederer, Thorsten A1 - Lorenz, Ulf A1 - Pelz, Peter F. A1 - Pöttgen, Philipp ED - Lübbecke, Marco E. ED - Koster, Arie ED - Letmathe, Peter ED - Madlener, Reihard ED - Preis, Britta ED - Walther, Grit T1 - Designing a feedback control system via mixed-integer programming T2 - Operations Research Proceedings 2014: Selected Papers of the Annual International Conference of the German Operations Research N2 - Pure analytical or experimental methods can only find a control strategy for technical systems with a fixed setup. In former contributions we presented an approach that simultaneously finds the optimal topology and the optimal open-loop control of a system via Mixed Integer Linear Programming (MILP). In order to extend this approach by a closed-loop control we present a Mixed Integer Program for a time discretized tank level control. This model is the basis for an extension by combinatorial decisions and thus for the variation of the network topology. Furthermore, one is able to appraise feasible solutions using the global optimality gap. KW - Optimal Topology KW - Controller Parameter KW - Level Control System KW - Technical Operation Research KW - Optimal Closed Loop Y1 - 2016 SN - 978-3-319-28695-2 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-28697-6_18 SP - 121 EP - 127 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Goeckel, Tom A1 - Schiffer, Stefan A1 - Wagner, Hermann A1 - Lakemeyer, Gerhard T1 - The Video Conference Tool Robot ViCToR T2 - Intelligent Robotics and Applications : 8th International Conference, ICIRA 2015, Portsmouth, UK, August 24-27, 2015, Proceedings, Part II N2 - We present a robotic tool that autonomously follows a conversation to enable remote presence in video conferencing. When humans participate in a meeting with the help of video conferencing tools, it is crucial that they are able to follow the conversation both with acoustic and visual input. To this end, we design and implement a video conferencing tool robot that uses binaural sound source localization as its main source to autonomously orient towards the currently talking speaker. To increase robustness of the acoustic cue against noise we supplement the sound localization with a source detection stage. Also, we include a simple onset detector to retain fast response times. Since we only use two microphones, we are confronted with ambiguities on whether a source is in front or behind the device. We resolve these ambiguities with the help of face detection and additional moves. We tailor the system to our target scenarios in experiments with a four minute scripted conversation. In these experiments we evaluate the influence of different system settings on the responsiveness and accuracy of the device. Y1 - 2015 SN - 978-3-319-22876-1 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-319-22876-1_6 N1 - Lecture Notes in Computer Science ; 9245 SP - 61 EP - 73 PB - Springer ER -