TY - JOUR A1 - Philipp, Mohr A1 - Efthimiou, Nikos A1 - Pagano, Fiammetta A1 - Kratochwil, Nicolaus A1 - Pizzichemi, Marco A1 - Tsoumpas, Charalampos A1 - Auffray, Etiennette A1 - Ziemons, Karl T1 - Image reconstruction analysis for positron emission tomography with heterostructured scintillators JF - IEEE Transactions on Radiation and Plasma Medical Sciences N2 - The concept of structure engineering has been proposed for exploring the next generation of radiation detectors with improved performance. A TOF-PET geometry with heterostructured scintillators with a pixel size of 3.0×3.1×15 mm3 was simulated using Monte Carlo. The heterostructures consisted of alternating layers of BGO as a dense material with high stopping power and plastic (EJ232) as a fast light emitter. The detector time resolution was calculated as a function of the deposited and shared energy in both materials on an event-by-event basis. While sensitivity was reduced to 32% for 100 μm thick plastic layers and 52% for 50 μm, the CTR distribution improved to 204±49 ps and 220±41 ps respectively, compared to 276 ps that we considered for bulk BGO. The complex distribution of timing resolutions was accounted for in the reconstruction. We divided the events into three groups based on their CTR and modeled them with different Gaussian TOF kernels. On a NEMA IQ phantom, the heterostructures had better contrast recovery in early iterations. On the other hand, BGO achieved a better contrast to noise ratio (CNR) after the 15th iteration due to the higher sensitivity. The developed simulation and reconstruction methods constitute new tools for evaluating different detector designs with complex time responses. KW - TOF PET KW - Heterostructure KW - Metascintillator KW - Multiple TOF kernels KW - Image Reconstruction Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1109/TRPMS.2022.3208615 SN - 2469-7311 SN - 2469-7303 VL - 7 IS - 1 SP - 41 EP - 51 PB - IEEE CY - New York, NY ER - TY - CHAP A1 - Allal, D. A1 - Bannister, R. A1 - Buisman, K. A1 - Capriglione, D. A1 - Di Capua, G. A1 - García-Patrón, M. A1 - Gatzweiler, Thomas A1 - Gellersen, F. A1 - Harzheim, Thomas A1 - Heuermann, Holger A1 - Hoffmann, J. A1 - Izbrodin, A. A1 - Kuhlmann, K. A1 - Lahbacha, K. A1 - Maffucci, A. A1 - Miele, G. A1 - Mubarak, F. A1 - Salter, M. A1 - Pham, T.D. A1 - Sayegh, A. A1 - Singh, D. A1 - Stein, F. A1 - Zeier, M. T1 - RF measurements for future communication applications: an overview T2 - 2022 IEEE International Symposium on Measurements & Networking (M&N) N2 - In this paper research activities developed within the FutureCom project are presented. The project, funded by the European Metrology Programme for Innovation and Research (EMPIR), aims at evaluating and characterizing: (i) active devices, (ii) signal- and power integrity of field programmable gate array (FPGA) circuits, (iii) operational performance of electronic circuits in real-world and harsh environments (e.g. below and above ambient temperatures and at different levels of humidity), (iv) passive inter-modulation (PIM) in communication systems considering different values of temperature and humidity corresponding to the typical operating conditions that we can experience in real-world scenarios. An overview of the FutureCom project is provided here, then the research activities are described. KW - FPGA KW - signal integrity KW - power integrity KW - passive inter-modulation KW - metrological characterization Y1 - 2022 SN - 978-1-6654-8362-9 SN - 978-1-6654-8363-6 U6 - http://dx.doi.org/10.1109/MN55117.2022.9887740 SN - 2639-5061 SN - 2639-507X N1 - 2022 IEEE International Symposium on Measurements & Networking (M&N), 18-20 July 2022, Padua, Italy. SP - 1 EP - 6 PB - IEEE ER - TY - JOUR A1 - Engelmann, Ulrich M. A1 - Pourshahidi, Mohammad Ali A1 - Shalaby, Ahmed A1 - Krause, Hans-Joachim T1 - Probing particle size dependency of frequency mixing magnetic detection with dynamic relaxation simulation JF - Journal of Magnetism and Magnetic Materials N2 - Biomedical applications of magnetic nanoparticles (MNP) fundamentally rely on the particles’ magnetic relaxation as a response to an alternating magnetic field. The magnetic relaxation complexly depends on the interplay of MNP magnetic and physical properties with the applied field parameters. It is commonly accepted that particle core size is a major contributor to signal generation in all the above applications, however, most MNP samples comprise broad distribution spanning nm and more. Therefore, precise knowledge of the exact contribution of individual core sizes to signal generation is desired for optimal MNP design generally for each application. Specifically, we present a magnetic relaxation simulation-driven analysis of experimental frequency mixing magnetic detection (FMMD) for biosensing to quantify the contributions of individual core size fractions towards signal generation. Applying our method to two different experimental MNP systems, we found the most dominant contributions from approx. 20 nm sized particles in the two independent MNP systems. Additional comparison between freely suspended and immobilized MNP also reveals insight in the MNP microstructure, allowing to use FMMD for MNP characterization, as well as to further fine-tune its applicability in biosensing. Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.169965 SN - 0304-8853 VL - 563 IS - In progress, Art. No. 169965 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - JOUR A1 - Pourshahidi, Ali Mohammad A1 - Engelmann, Ulrich M. A1 - Offenhäusser, Andreas A1 - Krause, Hans-Joachim T1 - Resolving ambiguities in core size determination of magnetic nanoparticles from magnetic frequency mixing data JF - Journal of Magnetism and Magnetic Materials N2 - Frequency mixing magnetic detection (FMMD) has been widely utilized as a measurement technique in magnetic immunoassays. It can also be used for the characterization and distinction (also known as “colourization”) of different types of magnetic nanoparticles (MNPs) based on their core sizes. In a previous work, it was shown that the large particles contribute most of the FMMD signal. This leads to ambiguities in core size determination from fitting since the contribution of the small-sized particles is almost undetectable among the strong responses from the large ones. In this work, we report on how this ambiguity can be overcome by modelling the signal intensity using the Langevin model in thermodynamic equilibrium including a lognormal core size distribution fL(dc,d0,σ) fitted to experimentally measured FMMD data of immobilized MNPs. For each given median diameter d0, an ambiguous amount of best-fitting pairs of parameters distribution width σ and number of particles Np with R2 > 0.99 are extracted. By determining the samples’ total iron mass, mFe, with inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES), we are then able to identify the one specific best-fitting pair (σ, Np) one uniquely. With this additional externally measured parameter, we resolved the ambiguity in core size distribution and determined the parameters (d0, σ, Np) directly from FMMD measurements, allowing precise MNPs sample characterization. Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.1016/j.jmmm.2022.169969 SN - 0304-8853 VL - 563 IS - In progress, Art. No. 169969 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Brauner, Philipp A1 - Vervier, Luisa A1 - Brillowski, Florian A1 - Dammers, Hannah A1 - Steuer-Dankert, Linda A1 - Schneider, Sebastian A1 - Baier, Ralph A1 - Ziefle, Martina A1 - Gries, Thomas A1 - Leicht-Scholten, Carmen A1 - Mertens, Alexander A1 - Nagel, Saskia K. T1 - Organization Routines in Next Generation Manufacturing T2 - Forecasting Next Generation Manufacturing N2 - Next Generation Manufacturing promises significant improvements in performance, productivity, and value creation. In addition to the desired and projected improvements regarding the planning, production, and usage cycles of products, this digital transformation will have a huge impact on work, workers, and workplace design. Given the high uncertainty in the likelihood of occurrence and the technical, economic, and societal impacts of these changes, we conducted a technology foresight study, in the form of a real-time Delphi analysis, to derive reliable future scenarios featuring the next generation of manufacturing systems. This chapter presents the organization dimension and describes each projection in detail, offering current case study examples and discussing related research, as well as implications for policy makers and firms. Specifically, we highlight seven areas in which the digital transformation of production will change how we work, how we organize the work within a company, how we evaluate these changes, and how employment and labor rights will be affected across company boundaries. The experts are unsure whether the use of collaborative robots in factories will replace traditional robots by 2030. They believe that the use of hybrid intelligence will supplement human decision-making processes in production environments. Furthermore, they predict that artificial intelligence will lead to changes in management processes, leadership, and the elimination of hierarchies. However, to ensure that social and normative aspects are incorporated into the AI algorithms, restricting measurement of individual performance will be necessary. Additionally, AI-based decision support can significantly contribute toward new, socially accepted modes of leadership. Finally, the experts believe that there will be a reduction in the workforce by the year 2030. Y1 - 2022 SN - 978-3-031-07734-0 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/978-3-031-07734-0_5 SP - 75 EP - 94 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - Mertens, Alexander A1 - Brauner, Philipp A1 - Baier, Ralph A1 - Brillowski, Florian A1 - Dammers, Hannah A1 - van Dyck, Marc A1 - Kong, Iris A1 - Königs, Peter A1 - Kordtomeikel, Frauke A1 - Liehner, Gian Luca A1 - Pütz, Sebastian A1 - Rodermann, Niklas A1 - Schaar, Anne Kathrin A1 - Steuer-Dankert, Linda A1 - Vervier, Luisa A1 - Wlecke, Shari A1 - Gries, Thomas A1 - Leicht-Scholten, Carmen A1 - Nagel, Saskia K. A1 - Piller, Frank T. A1 - Schuh, Günther A1 - Ziefle, Martina A1 - Nitsch, Verena ED - Michael, Judith ED - Pfeiffer, Jérôme ED - Wortmann, Andreas T1 - Modelling Human Factors in Cyber Physical Production Systems by the Integration of Human Digital Shadows T2 - Modellierung 2022 Satellite Events N2 - The future of industrial manufacturing and production will increasingly manifest in the form of cyber-physical production systems. Here, Digital Shadows will act as mediators between the physical and digital world to model and operationalize the interactions and relationships between different entities in production systems. Until now, the associated concepts have been primarily pursued and implemented from a technocentric perspective, in which human actors play a subordinate role, if they are considered at all. This paper outlines an anthropocentric approach that explicitly considers the characteristics, behavior, and traits and states of human actors in socio-technical production systems. For this purpose, we discuss the potentials and the expected challenges and threats of creating and using Human Digital Shadows in production. KW - human digital shadow KW - cyber physical production system KW - human factors Y1 - 2022 U6 - http://dx.doi.org/10.18420/modellierung2022ws-018 SP - 147 EP - 149 PB - GI Gesellschaft für Informatik CY - Bonn ER - TY - CHAP A1 - Mertens, Alexander A1 - Pütz, Sebastian A1 - Brauner, Philipp A1 - Brillowski, Florian Sascha A1 - Buczak, Nadine A1 - Dammers, Hannah A1 - van Dyck, Marc A1 - Kong, Iris A1 - Königs, Peter A1 - Kortomeikel, Frauke Carole A1 - Rodemann, Niklas A1 - Schaar, Anne Kathrin A1 - Steuer-Dankert, Linda A1 - Wlecke, Shari A1 - Gries, Thomas A1 - Leicht-Scholten, Carmen A1 - Nagel, Saskia K. A1 - Piller, Frank Thomas A1 - Schuh, Günther A1 - Ziefle, Martina A1 - Nitsch, Verena T1 - Human digital shadow: Data-based modeling of users and usage in the internet of production T2 - 14th International Conference on Human System Interaction : 8-10 July 2021. Gdańsk, Poland N2 - Digital Shadows as the aggregation, linkage and abstraction of data relating to physical objects are a central vision for the future of production. However, the majority of current research takes a technocentric approach, in which the human actors in production play a minor role. Here, the authors present an alternative anthropocentric perspective that highlights the potential and main challenges of extending the concept of Digital Shadows to humans. Following future research methodology, three prospections that illustrate use cases for Human Digital Shadows across organizational and hierarchical levels are developed: human-robot collaboration for manual work, decision support and work organization, as well as human resource management. Potentials and challenges are identified using separate SWOT analyses for the three prospections and common themes are emphasized in a concluding discussion. KW - digital shadow KW - cyber physical production system KW - user & usage KW - internet of production Y1 - 2021 U6 - http://dx.doi.org/10.1109/HSI52170.2021.9538729 SP - 1 EP - 8 PB - IEEE ER - TY - THES A1 - Steuer-Dankert, Linda T1 - Diversity in complex organizations : the triangle of diversity management, change management and organizational culture from a system-theoretical perspective N2 - Insbesondere im wirtschaftlichen Kontext wird die Diversität von Belegschaften zunehmend als ein kritischer Erfolgsfaktor gesehen. Neben dem Potenzial, welches sich laut Studien aus einem vielfältigen Team ergibt, werden jedoch ebenfalls die aus menschlicher Diversität resultierenden Herausforderungen thematisiert und wissenschaftlich untersucht. Sowohl aus dem Potenzial als auch aus den Herausforderungen ergibt sich dabei die Notwendigkeit der Implementierung eines organisationsspezifischen Diversity Managements, welches die Gewinnung neuer Mitarbeiter*innen einerseits und das Management der vorhandenen Vielfalt andererseits gleichermaßen unterstützt. In der psychologischen, sozial- und wirtschaftswissenschaftlichen Literatur gibt es unterschiedliche Definitionen von Diversität, woraus sich verschiedene Perspektiven auf das Vorgehen bei der Gestaltung und Umsetzung eines Diversity Management Ansatzes ergeben. Insbesondere vor dem Hintergrund der Komplexität des Organisationsumfeldes und der steigenden Anforderungen an die organisationsinterne Agilität besteht die Notwendigkeit, Diversität in Organisationen stärker zu reflektieren und systemspezifische Ansätze zu entwickeln. Dies erfordert die Berücksichtigung organisationsspezifischer Strukturen und Prozesse sowie die Reflexion des Wandels der Organisationskultur durch die Umsetzung eines Diversity Management Ansatzes, der die gegebene Komplexität aufgreift und bewältigen kann. Darüber hinaus sind die psychologischen Auswirkungen solcher Veränderungen auf die Mitarbeiter*innen zu berücksichtigen, um Reaktanzen zu vermeiden und eine nachhaltige Umsetzung von Diversity Management zu ermöglichen. In Ermangelung entsprechender Ansätze im Rahmen öffentlich finanzierter, komplexer Forschungsorganisationen, ist das Ziel dieser Dissertation die Entwicklung und Erprobung eines Forschungsdesigns, welches die Ansätze des Diversity- und Change Managements mit der Organisationskultur verknüpft, indem es eine systemtheoretische Perspektive einnimmt. Dabei wird das Forschungsdesign auf eine komplexe wissenschaftliche Organisation angewendet. Als Basis dient die in Teil A durchgeführte Betrachtung des aktuellen Forschungsstandes aus einer interdisziplinären Perspektive und die damit einhergehende umfassende Einführung in das Forschungsfeld. Im Zuge dessen wird detailliert auf die begriffliche Definition von Diversität eingegangen, bevor dann die psychologischen Konzepte im Diversitätskontext den Übergang zu einer differenzierten Auseinandersetzung mit dem Konzept des Diversity Managements bilden. Auf dieser Grundlage werden das Forschungsdesign sowie die daraus resultierenden Forschungsphasen abgeleitet. Teil A stellt somit die theoretische Grundlage für die in Teil B präsentierten Fachaufsätze dar. Jeder Fachaufsatz beleuchtet dabei in chronologischer Reihenfolge die unterschiedlichen Forschungsphasen. Fachaufsatz I präsentiert den sechsstufigen Forschungsansatz und beleuchtet die besonderen Rahmenbedingungen des Forschungsobjektes aus einer theoretischen Perspektive. Im Anschluss werden die Ergebnisse der Organisationsanalyse, welche zugleich Phase I und II des Forschungskonzeptes darstellen, vorgestellt. Aufbauend auf diesen Forschungsergebnissen fokussiert Forschungsaufsatz II die Darlegung der Ergebnisse aus Forschungsphase III, der Befragung der Führungsebene. Die Befragung thematisierte dabei die Wahrnehmung von Diversity und Diversity Management auf Führungsebene, die Verknüpfung von Diversität mit Innovation sowie die Reflexion des eigenen Führungsstils. Als Ergebnis der Befragung konnten sechs Typen identifiziert werden, die das Führungsverständnis im Diversitätskontext widerspiegeln und somit den Ansatzpunkt für eine top-down gerichtete Diversity Management Strategie darstellen. Darauf aufbauend wird in Forschungsphase IV die Mitarbeiter*innenebene beforscht. Im Zentrum der quantitativen Befragung standen die vorherrschenden Einstellungen zum Themenkomplex Diversity und Diversity Management, die Wahrnehmung von Diversität sowie die Untersuchung des Einflusses der Führungsebene auf die Mitarbeiter*innenebene. Forschungsaufsatz III präsentiert erste Ergebnisse dieser Untersuchung. Die Analyse weist auf eine unterschiedliche Gewichtung der verschiedenen Diversitätskategorien hinsichtlich der Verknüpfung mit Innovationen und somit der Reflexion des Kontextes zwischen Diversität und Innovationen hin. Vergleichbar mit den identifizierten Typen auf der Führungsebene, deutet die Analyse auf die Existenz unterschiedlicher Reflexionsgrade auf Mitarbeiter*innenebene hin. Auf Basis dessen wird im Rahmen von Forschungsaufsatz IV eine nähere Untersuchung des Reflexionsgrades auf Mitarbeiter*innenebene präsentiert und der Diversity Management Ansatz mit Elementen des Change Managements kombiniert. Besondere Berücksichtigung findet als Schlussfolgerung einer theoretischen Analyse die Organisationskultur als zentrales Element bei der Entwicklung und Einführung eines Diversity Management Ansatzes in eine komplexe Forschungsorganisation in Deutschland. Die Analyse zeigt, dass die Wahrnehmung von Diversität heterogen aber zunächst losgelöst vom individuellen Hintergrund ist (im Rahmen dieser Analyse lag der Fokus auf den Diversitätskategorien Gender und Herkunft). Hinsichtlich der Wertschätzung von Diversität zeigt sich dabei ebenfalls ein heterogenes Bild. In der Gesamtbetrachtung stimmen lediglich 17% der Mitarbeiter*innen zu, dass Diversitätskategorien wie Gender, Herkunft oder auch Alter einen Mehrwert darstellen können. Zugleich bewertet diese Gruppe die dem Thema beigemessene Wichtigkeit im CoE als ausreichend. Zusammengefasst lassen sich folgende Erkenntnisse im Rahmen dieser Dissertation ableiten und dienen somit als Grundlage für die Entwicklung eines Diversity Management Ansatzes: (1) Die Entwicklung eines bedarfsorientierten Diversity Management Ansatzes erfordert einen systemtheoretischen Prozess, der sowohl organisationsinterne als auch externe Einflussfaktoren berücksichtigt. Der im Rahmen des Forschungsprojektes entwickelte sechsstufige Forschungsprozess hat sich dabei als geeignetes Instrument erwiesen. (2)Im Rahmen öffentlicher Forschungseinrichtungen lassen sich dabei drei zentrale Faktoren identifizieren: die individuelle Reflexionsebene, die Organisationskultur sowie extern beeinflusste Organisationsstrukturen, Prozesse und Systeme.(3)Vergleichbar mit privatwirtschaftlichen Unternehmen hat auch in wissenschaftlichen Organisationen die Führungsebene einen maßgeblichen Einfluss auf die Wahrnehmung von Diversität und somit einen Einfluss auf die Umsetzung einer Diversity Management Strategie. Daher ist auch im wissenschaftlichen Kontext, bedingt durch die rechtlichen Rahmenbedingungen des Hochschulsystems, ein top-down Ansatz für eine nachhaltige Implementierung erforderlich. (4) Diversity Management steht in einem engen Zusammenhang mit einem organisationalen Wandel, was die Reflexion von Veränderungsprozesse aus einer psychologischen Perspektive erfordert und eine Verknüpfung von Diversity und Change Management bedingt. Aufbauend auf den im Rahmen des entwickelten Forschungskonzeptes gewonnenen zentralen Erkenntnissen wird ein Ansatz entwickelt, der die Ableitung theoretischer Implikationen sowie Implikationen für das Management ermöglicht. Insbesondere vor dem Hintergrund der Reflexion der besonderen Rahmenbedingungen öffentlich finanzierter Forschungsorganisationen werden darüber hinaus politische Implikationen abgeleitet, die auf die Veränderung struktureller Dimensionen abzielen. Y1 - 2020 U6 - http://dx.doi.org/10.18154/RWTH-2020-11830 ER - TY - CHAP A1 - Philipp, Brauner A1 - Brillowski, Florian Sascha A1 - Dammers, Hannah A1 - Königs, Peter A1 - Kordtomeikel, Frauke Carole A1 - Petruck, Henning A1 - Schaar, Anne Kathrin A1 - Schmitz, Seth A1 - Steuer-Dankert, Linda A1 - Mertens, Alexander A1 - Gries, Thomas A1 - Leicht-Scholten, Carmen A1 - Nagel, Saskia K. A1 - Nitsch, Verena A1 - Schuh, Günther A1 - Ziefle, Martina ED - Mrugalska, Beata ED - Trzcielinski, Stefan ED - Karwowski, Waldemar ED - Nicolantonio, Massimo Di ED - Roossi, Emilio T1 - A research framework for human aspects in the internet of production: an intra-company perspective T2 - Advances in Manufacturing, Production Management and Process Control: Proceedings of the AHFE 2020 Virtual Conferences on Human Aspects of Advanced Manufacturing, Advanced Production Management and Process Control, and Additive Manufacturing, Modeling Systems and 3D Prototyping, July 16–20, 2020, USA N2 - Digitalization in the production sector aims at transferring concepts and methods from the Internet of Things (IoT) to the industry and is, as a result, currently reshaping the production area. Besides technological progress, changes in work processes and organization are relevant for a successful implementation of the “Internet of Production” (IoP). Focusing on the labor organization and organizational procedures emphasizes to consider intra-company factors such as (user) acceptance, ethical issues, and ergonomics in the context of IoP approaches. In the scope of this paper, a research approach is presented that considers these aspects from an intra-company perspective by conducting studies on the shop floor, control level and management level of companies in the production area. Focused on four central dimensions—governance, organization, capabilities, and interfaces—this contribution presents a research framework that is focused on a systematic integration and consideration of human aspects in the realization of the IoP. KW - Human factors KW - Digitalization KW - Acceptance KW - Ethics KW - Human-robot collaboration Y1 - 2020 SN - 978-3-030-51980-3 U6 - http://dx.doi.org/10.1007/978-3-030-51981-0_1 SP - 3 EP - 17 PB - Springer CY - Cham ER - TY - CHAP A1 - von den Driesch, Elena A1 - Steuer-Dankert, Linda A1 - Berg, Tobias A1 - Leicht-Scholten, Carmen T1 - Implementation of gender and diversity perspectives in transport development plans in germany T2 - Engendering cities: designing sustainable urban spaces for all N2 - As mobility should ensure the accessibility to and participation in society, transport planning has to deal with a variety of gender and diversity categories affecting users’ mobility needs and patterns. Exemplified by an analysis of an instrument of transport development processes – German Transport Development Plans (TDPs) – we investigated to what extent diverse target groups and their mobility requirements are implemented in transport strategy papers. Research results illustrate a still-prevalent neglect of several relevant gender and diversity categories while prioritizing and focusing on eco-friendly topics. But how sustainable can transport be without facing the diversification of life circumstances? Y1 - 2020 SN - 978-1-351-20090-5 SP - 90 EP - 109 PB - Routledge CY - London ER -