TY - CHAP A1 - Cacciatore, Pamela A1 - Butenweg, Christoph T1 - Seismic safety of cylindrical granular material steel silos under seismic loading T2 - Seismic design of industrial facilities 2020 Y1 - 2020 SN - 978-3-86359-729-0 N1 - 2nd International Conference on Seismic Design of Industrial Facilities (Aachen, Germany, March 4-5, 2020) SP - 231 EP - 244 PB - Apprimus Verlag CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Michel, Philipp A1 - Rosin, Julia A1 - Butenweg, Christoph A1 - Klinkel, Sven T1 - Soil-dependent earthquake spectra in the analysis of liquid-storage-tanks on compliant soil T2 - Seismic design of industrial facilities 2020 N2 - A further development of the Added-Mass-Method allows the combined representation of the effects of both soil-structure-interaction and fluid-structure interaction on a liquid-filled-tank in one model. This results in a practical method for describing the dynamic fluid pressure on the tank shell during joint movement. The fluid pressure is calculated on the basis of the tank's eigenform and the earthquake acceleration and represented by additional masses on the shell. The bearing on compliant ground is represented by replacement springs, which are calculated dependent on the local soil composition. The influence of the shear modulus of the compliant soil is clearly visible in the pressure curves and the stress distribution in the shell. The acceleration spectra are also dependent on soil stiffness. According to Eurocode-8 the acceleration spectra are determined for fixed soil-classes, instead of calculating the accelerations for each site in direct dependence on the soil composition. This leads to unrealistic sudden changes in the system's response. Therefore, earthquake spectra are calculated for different soil models in direct dependence of the shear modulus. Thus, both the acceleration spectra and the replacement springs match the soil composition. This enables a reasonable and consistent calculation of the system response for the actual conditions at each site. Y1 - 2020 SN - 978-3-86359-729-0 N1 - 2nd International Conference on Seismic Design of Industrial Facilities (Aachen, Germany, March 4-5, 2020) SP - 245 EP - 254 PB - Apprimus Verlag CY - Aachen ER - TY - CHAP A1 - Borchert, Jörg A1 - Tenbrake, Andre T1 - Bewirtschaftung von Flexibilität über Microservices eines Plattformanbieters T2 - Realisierung Utility 4.0 Band 1 N2 - Die Energiewirtschaft befindet sich in einem starken Wandel, der v. a. durch die Energiewende und Digitalisierung Druck auf sämtliche Marktteilnehmer ausübt. Das klassische Geschäftsmodell des Energieversorgungsunternehmens verändert sich dabei grundlegend. Der kontinuierlich ansteigende Einsatz dezentraler und volatiler Erzeugungsanlagen macht die Identifikation von Flexibilitätspotenzialen notwendig, um weiterhin eine hohe Versorgungssicherheit zu gewährleisten. Dieser Schritt ist nur mit einem hohen Digitalisierungsgrad möglich. Eine funktionale Plattform mit Microservices, die zu Geschäftsprozessen verbunden werden können, wird als Möglichkeit zur Aktivierung der Flexibilität und Digitalisierung der Energieversorgungsunternehmen im Folgenden vorgestellt. Y1 - 2020 SN - 978-3-658-25332-5 U6 - https://doi.org/10.1007/978-3-658-25332-5_37 SP - 615 EP - 626 PB - Springer Vieweg CY - Wiesbaden ER - TY - JOUR A1 - Rupp, Matthias A1 - Rieke, Christian A1 - Handschuh, Nils A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Economic and ecological optimization of electric bus charging considering variable electricity prices and CO₂eq intensities JF - Transportation Research Part D: Transport and Environment N2 - In many cities, diesel buses are being replaced by electric buses with the aim of reducing local emissions and thus improving air quality. The protection of the environment and the health of the population is the highest priority of our society. For the transport companies that operate these buses, not only ecological issues but also economic issues are of great importance. Due to the high purchase costs of electric buses compared to conventional buses, operators are forced to use electric vehicles in a targeted manner in order to ensure amortization over the service life of the vehicles. A compromise between ecology and economy must be found in order to both protect the environment and ensure economical operation of the buses. In this study, we present a new methodology for optimizing the vehicles’ charging time as a function of the parameters CO₂eq emissions and electricity costs. Based on recorded driving profiles in daily bus operation, the energy demands of conventional and electric buses are calculated for the passenger transportation in the city of Aachen in 2017. Different charging scenarios are defined to analyze the influence of the temporal variability of CO₂eq intensity and electricity price on the environmental impact and economy of the bus. For every individual day of a year, charging periods with the lowest and highest costs and emissions are identified and recommendations for daily bus operation are made. To enable both the ecological and economical operation of the bus, the parameters of electricity price and CO₂ are weighted differently, and several charging periods are proposed, taking into account the priorities previously set. A sensitivity analysis is carried out to evaluate the influence of selected parameters and to derive recommendations for improving the ecological and economic balance of the battery-powered electric vehicle. In all scenarios, the optimization of the charging period results in energy cost savings of a maximum of 13.6% compared to charging at a fixed electricity price. The savings potential of CO₂eq emissions is similar, at 14.9%. From an economic point of view, charging between 2 a.m. and 4 a.m. results in the lowest energy costs on average. The CO₂eq intensity is also low in this period, but midday charging leads to the largest savings in CO₂eq emissions. From a life cycle perspective, the electric bus is not economically competitive with the conventional bus. However, from an ecological point of view, the electric bus saves on average 37.5% CO₂eq emissions over its service life compared to the diesel bus. The reduction potential is maximized if the electric vehicle exclusively consumes electricity from solar and wind power. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.trd.2020.102293 SN - 1361-9209 VL - 81 IS - Article 102293 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER - TY - CHAP A1 - Paulsen, Svea A1 - Hoffstadt, Kevin A1 - Krafft, Simone A1 - Leite, A. A1 - Zang, J. A1 - Fonseca-Zang, W. A1 - Kuperjans, Isabel T1 - Continuous biogas production from sugarcane as sole substrate T2 - Energy Reports N2 - A German–Brazilian research project investigates sugarcane as an energy plant in anaerobic digestion for biogas production. The aim of the project is a continuous, efficient, and stable biogas process with sugarcane as the substrate. Tests are carried out in a fermenter with a volume of 10 l. In order to optimize the space–time load to achieve a stable process, a continuous process in laboratory scale has been devised. The daily feed in quantity and the harvest time of the substrate sugarcane has been varied. Analyses of the digester content were conducted twice per week to monitor the process: The ratio of inorganic carbon content to volatile organic acid content (VFA/TAC), the concentration of short-chain fatty acids, the organic dry matter, the pH value, and the total nitrogen, phosphate, and ammonium concentrations were monitored. In addition, the gas quality (the percentages of CO₂, CH₄, and H₂) and the quantity of the produced gas were analyzed. The investigations have exhibited feasible and economical production of biogas in a continuous process with energy cane as substrate. With a daily feeding rate of 1.68gᵥₛ/l*d the average specific gas formation rate was 0.5 m3/kgᵥₛ. The long-term study demonstrates a surprisingly fast metabolism of short-chain fatty acids. This indicates a stable and less susceptible process compared to other substrates. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.egyr.2019.08.035 N1 - 6th International Conference on Energy and Environment Research, ICEER 2019, 22–25 July, University of Aveiro, Portugal VL - 6 IS - Supplement 1 SP - 153 EP - 158 PB - Elsevier 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 - https://doi.org/10.18154/RWTH-2020-11830 ER - TY - CHAP A1 - Leicht-Scholten, Carmen A1 - Steuer-Dankert, Linda T1 - Educating engineers for socially responsible solutions through design thinking T2 - Design thinking in higher education: interdisciplinary encounters N2 - There is a broad international discussion about rethinking engineering education in order to educate engineers to cope with future challenges, and particularly the sustainable development goals. In this context, there is a consensus about the need to shift from a mostly technical paradigm to a more holistic problem-based approach, which can address the social embeddedness of technology in society. Among the strategies suggested to address this social embeddedness, design thinking has been proposed as an essential complement to engineering precisely for this purpose. This chapter describes the requirements for integrating the design thinking approach in engineering education. We exemplify the requirements and challenges by presenting our approach based on our course experiences at RWTH Aachen University. The chapter first describes the development of our approach of integrating design thinking in engineering curricula, how we combine it with the Sustainable Development Goals (SDG) as well as the role of sustainability and social responsibility in engineering. Secondly, we present the course “Expanding Engineering Limits: Culture, Diversity, and Gender” at RWTH Aachen University. We describe the necessity to theoretically embed the method in social and cultural context, giving students the opportunity to reflect on cultural, national, or individual “engineering limits,” and to be able to overcome them using design thinking as a next step for collaborative project work. The paper will suggest that the successful implementation of design thinking as a method in engineering education needs to be framed and contextualized within Science and Technology Studies (STS). Y1 - 2020 SN - 978-981-15-5780-4 U6 - https://doi.org/10.1007/978-981-15-5780-4 SP - 229 EP - 246 PB - Springer CY - Singapore 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 - 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 - Proceedings of the AHFE 2020 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 - https://doi.org/10.1007/978-3-030-51981-0_1 N1 - 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 SP - 3 EP - 17 PB - Springer CY - Cham ER - TY - JOUR A1 - Sattler, Johannes, Christoph A1 - Röger, Marc A1 - Schwarzbözl, Peter A1 - Buck, Reiner A1 - Macke, Ansgar A1 - Raeder, Christian A1 - Göttsche, Joachim T1 - Review of heliostat calibration and tracking control methods JF - Solar Energy N2 - Large scale central receiver systems typically deploy between thousands to more than a hundred thousand heliostats. During solar operation, each heliostat is aligned individually in such a way that the overall surface normal bisects the angle between the sun’s position and the aim point coordinate on the receiver. Due to various tracking error sources, achieving accurate alignment ≤1 mrad for all the heliostats with respect to the aim points on the receiver without a calibration system can be regarded as unrealistic. Therefore, a calibration system is necessary not only to improve the aiming accuracy for achieving desired flux distributions but also to reduce or eliminate spillage. An overview of current larger-scale central receiver systems (CRS), tracking error sources and the basic requirements of an ideal calibration system is presented. Leading up to the main topic, a description of general and specific terms on the topics heliostat calibration and tracking control clarifies the terminology used in this work. Various figures illustrate the signal flows along various typical components as well as the corresponding monitoring or measuring devices that indicate or measure along the signal (or effect) chain. The numerous calibration systems are described in detail and classified in groups. Two tables allow the juxtaposition of the calibration methods for a better comparison. In an assessment, the advantages and disadvantages of individual calibration methods are presented. Y1 - 2020 U6 - https://doi.org/10.1016/j.solener.2020.06.030 VL - 207 SP - 110 EP - 132 PB - Elsevier CY - Amsterdam ER -