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Magnetic detection structure for Lab-on-Chip applications based on the frequency mixing technique
(2018)
A magnetic frequency mixing technique with a set of miniaturized planar coils was investigated for use with a completely integrated Lab-on-Chip (LoC) pathogen sensing system. The system allows the detection and quantification of superparamagnetic beads. Additionally, in terms of magnetic nanoparticle characterization ability, the system can be used for immunoassays using the beads as markers. Analytical calculations and simulations for both excitation and pick-up coils are presented; the goal was to investigate the miniaturization of simple and cost-effective planar spiral coils. Following these calculations, a Printed Circuit Board (PCB) prototype was designed, manufactured, and tested for limit of detection, linear response, and validation of theoretical concepts. Using the magnetic frequency mixing technique, a limit of detection of 15 µg/mL of 20 nm core-sized nanoparticles was achieved without any shielding.
Im Rahmen des europäischen Verbundprojekts INSYSME wurden von den deutschen Partnern die Systeme IMES und INODIS zur Verbesserung des seismischen Verhaltens von ausgefachten Stahlbetonrahmen entwickelt. Ziel beider Systeme ist es, Stahlbetonrahmen und Ausfachung zu entkoppeln, anstatt die Tragfähigkeit durch aufwendige und kostspielige zusätzliche Bewehrungseinlagen zu erhöhen. Erste Ergebnisse des Systems IMES für Belastungen in und senkrecht zu der Wandebene werden vorgestellt.
Im Rahmen des europäischen Verbundprojekts INSYSME wurden von den deutschen Partnern die Systeme IMES und INODIS zur Verbesserung des seismischen Verhaltens von ausgefachten Stahlbetonrahmen entwickelt. Ziel beider Systeme ist es, Stahlbetonrahmen und Ausfachung zu entkoppeln, anstatt die Tragfähigkeit durch aufwendige und kostspielige zusätzliche Bewehrungseinlagen zu erhöhen. Erste Ergebnisse des Systems IMES für Belastungen in und senkrecht zu der Wandebene werden vorgestellt.
A nonparametric goodness-of-fit test for random variables with values in a separable Hilbert space is investigated. To verify the null hypothesis that the data come from a specific distribution, an integral type test based on a Cramér-von-Mises statistic is suggested. The convergence in distribution of the test statistic under the null hypothesis is proved and the test's consistency is concluded. Moreover, properties under local alternatives are discussed. Applications are given for data of huge but finite dimension and for functional data in infinite dimensional spaces. A general approach enables the treatment of incomplete data. In simulation studies the test competes with alternative proposals.
The paper deals with the asymptotic behaviour of estimators, statistical tests and confidence intervals for L²-distances to uniformity based on the empirical distribution function, the integrated empirical distribution function and the integrated empirical survival function. Approximations of power functions, confidence intervals for the L²-distances and statistical neighbourhood-of-uniformity validation tests are obtained as main applications. The finite sample behaviour of the procedures is illustrated by a simulation study.
The efficiency concepts of Bahadur and Pitman are used to compare the Wilcoxon tests in paired and independent survey samples. A comparison through the length of corresponding confidence intervals is also done. Simple conditions characterizing the dominance of a procedure are derived. Statistical tests for checking these conditions are suggested and discussed.
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.
Prozessorientierte Messung der Customer Experience am Beispiel der Telekommunikationsindustrie
(2018)
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.
Nutzen und Rahmenbedingungen 5 informationsgetriebener Geschäftsmodelle des Internets der Dinge
(2018)
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.
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.
Das anhaltende Wachstum wissenschaftlicher Veröffentlichungen wirft die Fragestellung auf, wie Literaturana-lysen im Rahmen von Forschungsprozessen digitalisiert und somit produktiver realisiert werden können. Insbesondere in informationstechnischen Fachgebieten ist die Forschungspraxis durch ein rasant wachsendes Publikationsaufkommen gekennzeichnet. Infolgedessen bietet sich der Einsatz von Methoden der Textanalyse (Text Analytics) an, die Textdaten automatisch vorbereiten und verarbeiten können. Erkenntnisse entstehen dabei aus Analysen von Wortarten und Subgruppen, Korrelations- sowie Zeitreihenanalysen. Dieser Beitrag stellt die Konzeption und Realisierung eines Prototypen vor, mit dem Anwender bibliographische Daten aus der etablierten Literaturdatenbank EBSCO Discovery Service mithilfe textanalytischer Methoden erschließen können. Der Prototyp basiert auf dem Analysesystem IBM Watson Explorer, das Hochschulen lizenzkostenfrei zur Verfügung steht. Potenzielle Adressaten des Prototypen sind Forschungseinrichtungen, Beratungsunternehmen sowie Entscheidungsträger in Politik und Unternehmenspraxis.
Angesichts des anhaltenden Wachstums wissenschaftlicher Veröffentlichungen werden Instrumente benötigt, um Literaturanalysen durch Digitalisierung produktiver zu gestalten. Dieser Beitrag stellt einen Ansatz vor, der bibliographische Daten aus der Literaturdatenbank EBSCO Discovery Service mithilfe von Text-Analytics-Methoden erschließt. Die Lösung basiert auf dem Textanalysesystem IBM Watson Explorer und eignet sich für explorative Literaturanalysen, um beispielsweise den Status quo emergierender Technologiefelder in der Literatur zu reflektieren. Die generierten Ergebnisse sind in den Kontext der zunehmenden Werkzeugunterstützung des Literaturrechercheprozesses einzuordnen und können für intra- sowie interinstitutionelle Wissenstransferprozesse in Forschungs- und Beratungskontexten genutzt werden.
The continuing growth of scientific publications raises the question how research processes can be digitalized and thus realized more productively. Especially in information technology fields, research practice is characterized by a rapidly growing volume of publications. For the search process various information systems exist. However, the analysis of the published content is still a highly manual task. Therefore, we propose a text analytics system that allows a fully digitalized analysis of literature sources. We have realized a prototype by using EBSCO Discovery Service in combination with IBM Watson Explorer and demonstrated the results in real-life research projects. Potential addressees are research institutions, consulting firms, and decision-makers in politics and business practice.
As an interdisciplinary research network, the Cluster of Excellence “Integrative Production Technology for High-Wage Countries” (CoE) comprises of around 150 researchers. Their scientific background ranges from mechanical engineering and computer science to social sciences such as sociology and psychology. In addition to content- and methodbased challenges, the CoE’s employees are faced with heterogenic organizational cultures, different hierarchical levels, an imbalanced gender distribution, and a high employee fluctuation. The sub-project Scientific Cooperation Engineering 1 (CSP1) addresses the challenge of interdisciplinary cooperation and organizational learning and aims at fostering interdisciplinarity and its synergies as a source of innovation. Therefore, the project examines means of reaching an organizational development, ranging from temporal structures to a sustainable network in production technology. To achieve this aim, a broad range of means has been developed during the last twelve years: In addition to physical measures such as regular network events and trainings, virtual measures such as the Terminology App were focused. The app is an algorithmic analysis method for uncovering latent topic structures of publications of the CoE to highlight thematic intersections and synergy potentials. The detection and promotion of has been a vital and long known element in knowledge management. Furthermore, CSP1 focusses on project management and thus developed evaluation tools to measure and control the success of interdisciplinary cooperation. In addition to the cooperation fostering measures, CSP1 conducted studies about interdisciplinarity and diversity and their relationship with innovation. The scientific background of these means and the research results of CSP1 are outlined in this paper to offer approaches for successful interdisciplinary cooperation management.
Die Geschichte des Designs ist gesäumt von Auseinandersetzungen. Debattiert wird unter Berufsgenossen, in Interessensverbänden, zwischen Wettbewerbern und nicht zuletzt an Hochschulen; als Foren dienen zum Beispiel Zeitungen, Konferenzen oder Gerichtssäle. Doch welche Gründe gibt es für Streit über Design? Die Kontroversen beschränken sich keineswegs auf die Ästhetik von Artefakten. Auch haben wir es trotz der Vielfalt an Streitfällen nicht mit einem unüberschaubaren Feld von zusammenhanglosen Einzelereignissen zu tun. Wie das vorliegende Buch anhand historischer Kontroversen zeigt, lassen sich im Bereich der Gestaltung Streitkategorien identifizieren. Die Diskursanalyse verrät, dass sich die Konfliktursachen im Verlauf der Designhistorie kaum verändern. So haben die angeführten Dispute erstaunliche Ähnlichkeit mit aktuellen Debatten im Fach. Sie sind Lehrstücke und können dazu anregen, eine Streitkultur im Design zu etablieren, die sich davon distanziert, den Meinungsgegner in ein politisches Lager zu ›verräumen‹.
Physical interaction with small solar system bodies (SSSB) is key for in-situ resource utilization (ISRU). The design of mining missions requires good understanding of SSSB properties, including composition, surface and interior structure, and thermal environment. But as the saying goes "If you've seen one asteroid, you've seen one Asteroid": Although some patterns may begin to appear, a stable and reliable scheme of SSSB classification still has to be evolved. Identified commonalities would enable generic ISRU technology and spacecraft design approaches with a high degree of re-use. Strategic approaches require much broader in-depth characterization of the SSSB populations of interest to the ISRU community. The DLR-ESTEC GOSSAMER Roadmap Science Working Groups identified target-flexible Multiple Near-Earth asteroid (NEA) Rendezvous (MNR) as one of the missions only feasible with solar sail propulsion, showed the ability to access any inclination and a wide range of heliocentric distances as well as continuous operation close to Earth's orbit where low delta-v objects reside.
The search for life on Mars and in the Solar System - strategies, logistics and infrastructures
(2018)
The question "Are we alone in the Universe?" is perhaps the most fundamental one that affects mankind. How can we address the search for life in our Solar System? Mars, Enceladus and Europa are the focus of the search for life outside the terrestrial biosphere. While it is more likely to find remnants of life (fossils of extinct life) on Mars because of its past short time window of the surface habitability, it is probably more likely to find traces of extant life on the icy moons and ocean worlds of Jupiter and Saturn. Nevertheless, even on Mars there could still be a chance to find extant life in niches near to the surface or in just discovered subglacial lakes beneath the South Pole ice cap. Here, the different approaches for the detection of traces of life in the form of biosignatures including pre-biotic molecules will be presented. We will outline the required infrastructure for this enterprise and give examples of future mission concepts to investigate the presence of life on other planets and moons. Finally, we will provide suggestions on methods, techniques, operations and strategies for preparation and realization of future life detection missions.
