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Energy-efficient components do not automatically lead to energy-efficient systems. Technical Operations Research (TOR) shifts the focus from the single component to the system as a whole and finds its optimal topology and operating strategy simultaneously. In previous works, we provided a preselected construction kit of suitable components for the algorithm. This approach may give rise to a combinatorial explosion if the preselection cannot be cut down to a reasonable number by human intuition. To reduce the number of discrete decisions, we integrate laws derived from similarity theory into the optimization model. Since the physical characteristics of a production series are similar, it can be described by affinity and scaling laws. Making use of these laws, our construction kit can be modeled more efficiently: Instead of a preselection of components, it now encompasses whole model ranges. This allows us to significantly increase the number of possible set-ups in our model. In this paper, we present how to embed this new formulation into a mixed-integer program and assess the run time via benchmarks. We present our approach on the example of a ventilation system design problem.
In times of planned obsolescence the demand for sustainability keeps growing. Ideally, a technical system is highly reliable, without failures and down times due to fast wear of single components. At the same time, maintenance should preferably be limited to pre-defined time intervals. Dispersion of load between multiple components can increase a system’s reliability and thus its availability inbetween maintenance points. However, this also results in higher investment costs and additional efforts due to higher complexity. Given a specific load profile and resulting wear of components, it is often unclear which system structure is the optimal one. Technical Operations Research (TOR) finds an optimal structure balancing availability and effort. We present our approach by designing a hydrostatic transmission system.
Acknowledging that a diverse workforce could be a potential source of innovation, the current research deals with the fine details of why diversity management is central to achieving innovation in heterogeneous research groups and how this could be effectively realized in an organization. The types of heterogeneities addressed mainly include gender, qualification, academic discipline and intercultural perspectives. The type of organization being dealt with in this work is a complex association of research institutes at a technical university in Germany (RWTH Aachen University), namely a 'Cluster of Excellence', whereby several institutes of the university work collaboratively in different sub-projects. The 'Cluster of Excellence' is a part of the 'Excellence Initiative' of the German federal and state governments German Research Foundation (DFG) and German Council of Science and Humanities, with the ultimate aim of promoting cutting-edge research. To support interdisciplinary collaboration and thus the performance of the cluster, the development of a diversity and innovation management concept is presently in the conceptual phase and will be described in the frame of this paper. The 3-S-Diversity Model, composed of the three elements: skills, structure and strategy, serves as a basis for the development of the concept. The proposed concept consists of six phases; the first two phases lay the ground work by developing an understanding of the status quo on the forms of diversity in the Cluster of Excellence, the type of organizational structure of the member institutes and the varieties of specialist work cultures of the same. The third and the fourth phases build up on this foundation by means of qualitative and quantitative studies. While the third phase deals with the sensitization of the management level to the close connection between diversity and innovation; the need to manage them thereafter and find tailor-made methods of doing so, the fourth phase shall mainly focus on the mindset of the employees in this regard. The fifth phase shall consolidate the learnings and the ideas developed in the course of the first four phases into an implementable strategy. The ultimate phase shall be the implementation of this concept in the Cluster. The first three phases have been accomplished successfully and the preliminary results are already available.
Momentan finden in vielen Branchen umfassende Veränderungen von Märkten und Wertschöpfungsketten statt, welche auch als Digitale Transformation bezeichnet werden. In diesem Zusammenhang wird das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT) als ein wichtiger technischer Enabler der Veränderungen angesehen. Primäre Ziele des IoT sind die Steuerung physischer Gegen-stände aus der Distanz und das Erfassen von Informationen aus dem Umfeld dieser Gegenstände. Welche neuen Geschäfts-bzw. Partnermodelle entstehen durch die gemeinsame Nutzung von IoT-Daten und Big-Data-Technologien und welcher qualitative Mehrwert wird dadurch geschaffen? Als Antwort wird in diesem Beitrag ein Bewertungsrahmen zur qualitativen Wertschöpfungsanalyse von IoT vorgeschlagen. Anhand dieses Bewertungsrahmens wird ein Anwendungsfall untersucht, der in anonymisierter Form an konkrete Praxisprojekte angelehnt ist. Konkret wird ein Anwendungsfall betrachtet, der eine Abfallwirtschaft 2.0 basierend auf dem Einsatz von IoT vorschlägt. Aus den Untersuchungsergebnissen gehen beispielsweise Erkenntnisse hervor, wie Geschäftsmodelle auf Basis eines unentgeltlichen Informationsaustauschs durch IoT gestaltet werden können.
Kritische Infrastrukturen sind primäre Ziele krimineller Hacker. Der Deutsche Bundestag reagierte darauf am 25. Juli 2015 mit einem Gesetz zur Verbesserung der Sicherheit von ITSystemen, dem IT-Sicherheitsgesetz. Dies verlangt von Betreibern kritischer Infrastrukturen, angemessene Mindeststandards für organisatorische und technische Sicherheit zu implementieren, um den Betrieb und die Verfügbarkeit dieser Infrastruktur zu gewährleisten. Telekommunikationsunternehmen sind einerseits von diesem Gesetz in besonderem Maße betroffen und verfügen andererseits mit dem Rahmenwerk enhanced Telecom Operations Map (eTOM) über ein international anerkanntes Referenzmodell zur Gestaltung von Geschäftsprozessen in dieser Branche. Da sämtliche Telekommunikationsunternehmen in Deutschland verpflichtet sind, das Gesetz innerhalb eines bestimmten Zeitrahmens zu implementieren, präsentiert dieser Beitrag einen Vorschlag zur Erweiterung von eTOM um die relevanten Anforderungen des deutschen IT-Sicherheitsgesetzes.
Primäre Ziele des Internets der Dinge sind die Steuerung physischer Gegenstände aus der Distanz und das Erfassen von Informationen aus dem Umfeld dieser Gegenstände. Dazu werden Hardwarekomponenten in Gegenstände des täglichen Lebens und die Umwelt integriert. Mithilfe von Informations- und Kommunikationstechnologien entsteht hieraus das Internet der Dinge (Internet of Things, IoT). Vor einem Jahr wurde mit Narrowband Internet of Things (NB-IoT) eine Technologie die es ermöglicht, Hardwarekomponenten energieeffizient und unmittelbar über das Mobilfunknetz zu vernetzen. Gegenstände werden dadurch über große Reichweiten eigenständig kommunikationsfähig. Das IoT steht mit NB-IoT vor einem gestiegenen Nutzenpotenzial, da eine zunehmende Anzahl miteinander verbundener Gegenstände und der Austausch größerer Datenmengen realisierbar sind. Damit sind aus wirtschaftlicher Sicht neue, innovative Anwendungsfälle des IoT möglich, die auch bereits in der Praxis diskutiert werden. In diesem Beitrag wird anhand eines konkreten Anwendungsfalls untersucht, welche neuen Geschäfts- bzw. Partnermodelle durch die gemeinsame Nutzung von NB-IoT-Daten und Big Data-Technologien entstehen und welcher qualitative Mehrwert für die an einem Anwendungsfall beteiligten Stakeholder geschaffen wird. Dazu wird – einem konstruktionsorientierten Forschungsansatz folgend – ein Bewertungsrahmen zur qualitativen Wertschöpfungsanalyse von NB-IoT entwickelt, der u.a. auf der Schablone nach Cockburn und dem Business Model Canvas basiert. Anhand dieses Bewertungsrahmens wird ein Anwendungsfall untersucht, der in anonymisierter Form an konkrete Praxisprojekte angelehnt ist. Konkret wird ein Anwendungsfall betrachtet, der einen Fahrradverleih 2.0 basierend auf dem Einsatz von NB-IoT vorschlägt. Aus den Untersuchungsergebnissen gehen beispielsweise Erkenntnisse hervor, wie Geschäftsmodelle auf
The telecommunications industry is currently going through a major transformation. In this context, the enhanced Telecom Operations Map (eTOM) is a domain-specific process reference model that is offered by the industry organization TM Forum. In practice, eTOM is well accepted and confirmed as de facto standard. It provides process definitions and process flows on different levels of detail. This article discusses the reference modeling of eTOM, i.e., the design, the resulting artifact, and its evaluation based on three project cases. The application of eTOM in three projects illustrates the design approach and concrete models on strategic and operational levels. The article follows the Design Science Research (DSR) paradigm. It contributes with concrete design artifacts to the transformational needs of the telecommunications industry and offers lessons-learned from a general DSR perspective.
This book reflects the tremendous changes in the telecommunications industry in the course of the past few decades – shorter innovation cycles, stiffer competition and new communication products. It analyzes the transformation of processes, applications and network technologies that are now expected to take place under enormous time pressure. The International Telecommunication Union (ITU) and the TM Forum have provided reference solutions that are broadly recognized and used throughout the value chain of the telecommunications industry, and which can be considered the de facto standard. The book describes how these reference solutions can be used in a practical context: it presents the latest insights into their development, highlights lessons learned from numerous international projects and combines them with well-founded research results in enterprise architecture management and reference modeling. The complete architectural transformation is explained, from the planning and set-up stage to the implementation. Featuring a wealth of examples and illustrations, the book offers a valuable resource for telecommunication professionals, enterprise architects and project managers alike.
Kundenanforderungen an Netzwerke haben sich in den vergangenen Jahren stark verändert. Mit NFV und SDN sind Unternehmen technisch in der Lage, diesen gerecht zu werden. Die Provider stehen jedoch vor großen Herausforderungen: Insbesondere Produkte und Prozesse müssen angepasst und agiler werden, um die Stärken von NFV und SDN zum Kundenvorteil auszuspielen.
Combined with the use of renewable energy sources for
its production, Hydrogen represents a possible alternative gas
turbine fuel for future low emission power generation. Due to
its different physical properties compared to other fuels such
as natural gas, well established gas turbine combustion
systems cannot be directly applied for Dry Low NOx (DLN)
Hydrogen combustion. This makes the development of new
combustion technologies an essential and challenging task
for the future of hydrogen fueled gas turbines.
The newly developed and successfully tested “DLN
Micromix” combustion technology offers a great potential to
burn hydrogen in gas turbines at very low NOx emissions.
Aiming to further develop an existing burner design in terms
of increased energy density, a redesign is required in order to
stabilise the flames at higher mass flows and to maintain low
emission levels.
For this purpose, a systematic design exploration has
been carried out with the support of CFD and optimisation
tools to identify the interactions of geometrical and design
parameters on the combustor performance. Aerodynamic
effects as well as flame and emission formation are observed
and understood time- and cost-efficiently. Correlations
between single geometric values, the pressure drop of the
burner and NOx production have been identified as a result.
This numeric methodology helps to reduce the effort of
manufacturing and testing to few designs for single
validation campaigns, in order to confirm the flame stability
and NOx emissions in a wider operating condition field.
The concept of a laser-enhanced solar sail is introduced and the radiation pressure force model for an ideal laser-enhanced solar sail is derived. A laser-enhanced solar sail is a “traditional” solar sail that is, however, not solely propelled by solar radiation, but additionally by a laser beam that illuminates the sail. The additional laser radiation pressure increases the sail's propulsive force and can give, depending on the location of the laser source, more control authority over the direction of the solar sail’s propulsive force vector. This way, laser-enhanced solar sails may augment already existing solar sail mission concepts and make novel mission concepts feasible.
Die Frage des Schutzes von virtuellen Identitäten ist – insbesondere bei Online-Medien – von elementarer Bedeutung: Ihre Beantwortung entscheidet über die Anwendbarkeit des Datenschutzrechts auf vermeintlich anonyme Nutzerprofile im Internet. Eine differenzierte Auseinandersetzung mit der Problematik, ob und unter welchen Umständen virtuelle Identitäten dem Datenschutzrecht unterfallen, fehlt bislang. Der vorliegende Beitrag gibt einen Überblick über den Schutz virtueller Identitäten und zeigt Ansätze auf, mittels derer bestimmt werden kann, wann virtuelle Identitäten nach Inkrafttreten der DSGVO durch das Datenschutzrecht geschützt werden.