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Water suppliers are faced with the great challenge of achieving high-quality and, at the same time, low-cost water supply. Since climatic and demographic influences will pose further challenges in the future, the resilience enhancement of water distribution systems (WDS), i.e. the enhancement of their capability to withstand and recover from disturbances, has been in particular focus recently. To assess the resilience of WDS, graph-theoretical metrics have been proposed. In this study, a promising approach is first physically derived analytically and then applied to assess the resilience of the WDS for a district in a major German City. The topology based resilience index computed for every consumer node takes into consideration the resistance of the best supply path as well as alternative supply paths. This resistance of a supply path is derived to be the dimensionless pressure loss in the pipes making up the path. The conducted analysis of a present WDS provides insight into the process of actively influencing the resilience of WDS locally and globally by adding pipes. The study shows that especially pipes added close to the reservoirs and main branching points in the WDS result in a high resilience enhancement of the overall WDS.
Am Beispiel der Telekommunikationsindustrie zeigt der Beitrag eine konkrete Ausgestaltung anwendungsorientierter Forschung, die sowohl für die Praxis als auch für die Wissenschaft nutzen- und erkenntnisbringend ist. Forschungsgegenstand sind die Referenzmodelle des Industriegremiums TM Forum, die von vielen Telekommunikationsunternehmen zur Transformation ihrer Strukturen und Systeme genutzt werden. Es wird die langjährige Forschungstätigkeit bei der Weiterentwicklung und Anwendung dieser Referenzmodelle beschrieben. Dabei wird ein konsequent gestaltungsorientierter Forschungsansatz verfolgt. Das Zusammenspiel aus kontinuierlicher Weiterentwicklung in Zusammenarbeit mit einem Industriegremium und der Anwendung in vielfältigen Praxisprojekten führt zu einer erfolgreichen Symbiose aus praktischer Nutzengenerierung sowie wissenschaftlichem Erkenntnisgewinn. Der Beitrag stellt den gewählten Forschungsansatz anhand konkreter Beispiele vor. Darauf basierend werden Empfehlungen und Herausforderungen für eine gestaltungs- und praxisorientierte Forschung diskutiert.
Recently, novel AI-based services have emerged in the consumer market. AI-based services can affect the way consumers take commercial decisions. Research on the influence of AI on commercial interactions is in its infancy. In this chapter, a framework creating a first overview of the influence of AI on commercial interactions is introduced. This framework summarizes the findings of comparing numerous customer journeys of novel AI-based services with corresponding non-AI equivalents.
Die Durchführung einer systematischen Literaturrecherche ist eine zentrale Kompetenz wissenschaftlichen Arbeitens und bildet daher einen festen Ausbildungsbestandteil von Bachelor- und Masterstudiengängen. In entsprechenden Lehrveranstaltungen werden Studierende zwar mit den grundlegenden Hilfsmitteln zur Suche und Verwaltung von Literatur vertraut gemacht, allerdings werden die Potenziale textanalytischer Methoden und Anwendungssysteme (Text Mining, Text Analytics) dabei zumeist nicht abgedeckt. Folglich werden Datenkompetenzen, die zur systemgestützten Analyse und Erschließung von Literaturdaten erforderlich sind, nicht hinreichend ausgeprägt. Um diese Kompetenzlücke zu adressieren, ist an der Hochschule Osnabrück eine Lehrveranstaltung konzipiert und projektorientiert umgesetzt worden, die sich insbesondere an Studierende wirtschaftswissenschaftlicher Studiengänge richtet. Dieser Beitrag dokumentiert die fachliche sowie technische Ausgestaltung dieser Veranstaltung und zeigt Potenziale für die künftige Weiterentwicklung auf.
Cyberspace is "the environment formed by physical and non-physical components to store, modify, and exchange data using computer networks" (NATO CCDCOE). Beyond that, it is an environment where people interact. IT attacks are hostile, non-cooperative interactions that can be described with conflict theory. Applying conflict theory to IT security leads to different objectives for end-user education, requiring different formats like agency-based competence developing games.
Die NATO definiert den Cyberspace als die "Umgebung, die durch physische und nicht-physische Bestandteile zum Speichern, Ändern, und Austauschen von Daten mit Hilfe von Computer-Netzwerken" [NATO CCDCOE]. Darüber hinaus ist es ein Medium menschlicher Interaktion. IT Angriffe sind feindselige, nichtkooperative Interaktionen, die mittels Konflikttheorie beschrieben werden können. Durch die Anwendung dieses Gedankengebäudes auf IT Sicherheit von Organisationen können eine Reihe von Verbesserungen in Unternehmen identifiziert werden.
Design and Development of a Hot S-Parameter Measurement System for Plasma and Magnetron Applications
(2020)
Game-based learning is a promising approach to anti-phishing education, as it fosters motivation and can help reduce the perceived difficulty of the educational material. Over the years, several prototypes for game-based applications have been proposed, that follow different approaches in content selection, presentation, and game mechanics. In this paper, a literature and product review of existing learning games is presented. Based on research papers and accessible applications, an in-depth analysis was conducted, encompassing target groups, educational contexts, learning goals based on Bloom’s Revised Taxonomy, and learning content. As a result of this review, we created the publications on games (POG) data set for the domain of anti-phishing education. While there are games that can convey factual and conceptual knowledge, we find that most games are either unavailable, fail to convey procedural knowledge or lack technical depth. Thus, we identify potential areas of improvement for games suitable for end-users in informal learning contexts.
Embedded Systems für IoT
(2019)
MedicVR : Acceleration and Enhancement Techniques for Direct Volume Rendering in Virtual Reality
(2019)
Thermal and Optical Study on the Frequency Dependence of an Atmospheric Microwave Argon Plasma Jet
(2019)
The increasing complexity of Advanced Driver Assistance Systems (ADAS) presents a challenging task to validate safe and reliable performance of these systems under varied conditions. The test and validation of ADAS/AD with real test drives, although important, involves huge costs and time. Simulation tools provide an alternative with the added advantage of reproducibility but often use ideal sensors, which do not reflect real sensor output accurately. This paper presents a new validation methodology using fault injection, as recommended by the ISO 26262 standard, to test software and system robustness. In our work, we investigated and developed a tool capable of inserting faults at different software and system levels to verify its robustness. The scope of this paper is to cover the fault injection test for the Visteon’s DriveCore™ system, a centralized domain controller for Autonomous driving which is sensor agnostic and SoC agnostic. With this new approach, the validation of safety monitoring functionality and its behavior can be tested using real-world data instead of synthetic data from simulation tools resulting in having better confidence in system performance before proceeding with in-vehicle testing.
In order to maximize the possible travel distance of battery electric vehicles with one battery charge, it is mandatory to adjust all components of the powertrain carefully to each other. While current vehicle designs mostly simplify the powertrain rigorously and use an electric motor in combination with a gearbox with only one fixed transmission ratio, the use of multi-gear systems has great potential. First, a multi-speed system is able to improve the overall energy efficiency. Secondly, it is able to reduce the maximum momentum and therefore to reduce the maximum current provided by the traction battery, which results in a longer battery lifetime. In this paper, we present a systematic way to generate multi-gear gearbox designs that—combined with a certain electric motor—lead to the most efficient fulfillment of predefined load scenarios and are at the same time robust to uncertainties in the load. Therefore, we model the electric motor and the gearbox within a Mixed-Integer Nonlinear Program, and optimize the efficiency of the mechanical parts of the powertrain. By combining this mathematical optimization program with an unsupervised machine learning algorithm, we are able to derive global-optimal gearbox designs for practically relevant momentum and speed requirements.
In product development, numerous design decisions have to be made. Multi-domain virtual prototyping provides a variety of tools to assess technical feasibility of design options, however often requires substantial computational effort for just a single evaluation. A special challenge is therefore the optimal design of product families, which consist of a group of products derived from a common platform. Finding an optimal platform configuration (stating what is shared and what is individually designed for each product) and an optimal design of all products simultaneously leads to a mixed-integer nonlinear black-box optimization model. We present an optimization approach based on metamodels and a metaheuristic. To increase computational efficiency and solution quality, we compare different types of Gaussian process regression metamodels adapted from the domain of machine learning, and combine them with a genetic algorithm. We illustrate our approach on the example of a product family of electrical drives, and investigate the trade-off between solution quality and computational overhead.
The paper industry is the industry with the third highest energy consumption in the European Union. Using recycled paper instead of fresh fibers for papermaking is less energy consuming and saves resources. However, adhesive contaminants in recycled paper are particularly problematic since they reduce the quality of the resulting paper-product. To remove as many contaminants and at the same time obtain as many valuable fibres as possible, fine screening systems, consisting of multiple interconnected pressure screens, are used. Choosing the best configuration is a non-trivial task: The screens can be interconnected in several ways, and suitable screen designs as well as operational parameters have to be selected. Additionally, one has to face conflicting objectives. In this paper, we present an approach for the multi-criteria optimization of pressure screen systems based on Mixed-Integer Nonlinear Programming. We specifically focus on a clear representation of the trade-off between different objectives.
Water suppliers are faced with the great challenge of achieving high-quality and, at the same time, low-cost water supply. In practice, the focus is set on the most beneficial maintenance measures and/or capacity adaptations of existing water distribution systems (WDS). Since climatic and demographic influences will pose further challenges in the future, the resilience enhancement of WDS, i.e. the enhancement of their capability to withstand and recover from disturbances, has been in particular focus recently. To assess the resilience of WDS, metrics based on graph theory have been proposed. In this study, a promising approach is applied to assess the resilience of the WDS for a district in a major German City. The conducted analysis provides insight into the process of actively influencing the
resilience of WDS
Die steigende Popularität von mobilen Endgeräten im privaten und geschäftlichen Umfeld geht mit einem Anstieg an Sicherheitslücken und somit potentiellen Angriffsflächen einher. Als ein Element der technischen und organisatorischen Maßnahmen zum Schutz eines Netzwerkes können Monitoring-Apps dienen, die unerwünschtes Verhalten und Angriffe erkennen. Die automatisierte Überwachung von Endgeräten ist jedoch rechtlich und ethisch komplex. Dies in Kombination mit einer hohen Sensibilität der Nutzer und Nutzerinnen dieser Geräte in Bezug auf Privatsphäre, kann zu einer geringen Akzeptanz und Compliance führen. Eine datenschutzrechtlich und ethisch einwandfreie Konzeption solcher Apps bereits im Designprozess führt zu höherer Akzeptanz und verbessert so die Effizienz. Diese Analyse beschreibt Möglichkeiten zur Umsetzung.
Obwohl es eine Vielzahl von Einführungskonzepten für ITSM gibt, hat sich bisher keines dieser Konzepte auf breiter Linie durchgesetzt. Das gilt in erhöhtem Maße für ITSM-Einführungskonzepte für KMU, wohl nicht zuletzt aufgrund der Tatsache, dass der Mehrwert von ITSM für KMU aufgrund der geringeren Größe der IT-Organisationen nur entsprechend schwieriger generiert werden kann.
Mit diesem Beitrag wird ein Einführungskonzept für ITSM in KMU systematisch hergeleitet. Dafür wurden zunächst die Treiber und Barrieren von ITSM untersucht, um daraus ein umfassendes Wirkmodell zu entwickeln. Da mit diesem Wirkungsmodell die Einflussfaktoren auf den Erfolg von ITSM in KMU deutlich werden, konnte auf dieser Basis ein Einführungskonzept abgeleitet werden, welches insbesondere die positiven Effekte unterstützt bzw.
verstärkt.
Smart-Living-Services nur gegen Daten? Process-Mining als Möglichkeit zur Steigerung der Akzeptanz!
(2019)
Seit Jahren etablieren sich Technologien in unserem Alltag, die mit Hilfe von smarten Komponenten neue Services und Vernetzungsmöglichkeiten schaffen. Dieses Paper beschreibt die Ergebnisse einer Studie, die die Akzeptanz von IoT-gestützten, smarten Services im privaten Umfeld untersucht. Dabei wird eine zentrale Datenverarbeitung mit automatisierter Erstellung smarter Services der dezentralen Datenverarbeitung mit manueller Serviceerstellung in sieben Kategorien gegenübergestellt. Die Auswertung der Studie legt die Forschungsfrage nahe, ob das Nutzerverhalten im Kontext Smart Living nicht auch mit einem
dezentralen Lösungsansatz, und somit unabhängig von großen Unternehmen, analysiert werden kann. Hierfür wird im zweiten Teil des Papers die Anwendbarkeit von Process-Mining im Bereich Smart Living untersucht und prototypisch getestet.
In diesem Paper wird die Entwicklung und Evaluation eines grafischen Regeleditors für das Erstellen von „Smart Living Environments“-Services vorgestellt. Dafür werden zunächst die Deduktion und Implementierung des grafischen Regeleditors erläutert. Anschließend wird eine Probandenstudie vorgestellt, in welcher der Mehrwert bezogen auf die Aspekte Zeit, Fehleranfälligkeit und Gebrauchstauglichkeit festgestellt wird.
Information technologies, such as big data analytics, cloud computing,
cyber physical systems, robotic process automation, and the internet of things, provide a sustainable impetus for the structural development of business sectors as well as the digitalization of markets, enterprises, and processes. Within the consulting industry, the proliferation of these technologies opened up the new segment of digital transformation, which focuses on setting up, controlling, and implementing projects for enterprises from a broad range of sectors. These recent developments raise the question, which requirements evolve for IT consultants as important success factors of those digital transformation projects. Therefore, this empirical contribution provides indications regarding the qualifications and competences necessary for IT consultants in the era of digital transformation from a labor market perspective. On the one hand, this knowledge base is interesting for the academic education of consultants, since it supports a market-oriented design of adequate training measures. On the other hand, insights into the competence requirements for consultants are considered relevant for skill and talent management processes in consulting practice. Assuming that consulting companies pursue a strategic human resource management approach, labor market information may also be useful to discover strategic behavioral patterns.
Due to the high number of customer contacts, fault clearances, installations, and product provisioning per year, the automation level of operational processes has a significant impact on financial results, quality, and customer experience. Therefore, the telecommunications operator Deutsche Telekom (DT) has defined a digital strategy with the objectives of zero complexity and zero complaint, one touch, agility in service, and disruptive thinking. In this context, Robotic Process Automation (RPA) was identified as an enabling technology to formulate and realize DT’s digital strategy through automation of rule-based, routine, and predictable tasks in combination with structured and stable data.
Im Rahmen der Digitalisierung ist die zunehmende Automatisierung von bisher manuellen Prozessschritten ein Aspekt, der massive Auswirkungen auf die zukünftige Arbeitswelt haben wird. In diesem Kontext werden an den Einsatz von Softwarerobotern zur Prozessautomatisierung hohe Erwartungen geknüpft. Bei den Implementierungsansätzen wird die Diskussion aktuell insbesondere durch Robotic Process Automation (RPA) und Chatbots geprägt. Beide Ansätze verfolgen das gemeinsame Ziel einer 1:1-Automatisierung von menschlichen Handlungen und dadurch ein direktes Ersetzen von Mitarbeitern durch Maschinen. Bei RPA werden Prozesse durch Softwareroboter erlernt und automatisiert ausgeführt. Dabei emulieren RPA-Roboter die Eingaben auf der bestehenden Präsentationsschicht, so dass keine Änderungen an vorhandenen Anwendungssystemen notwendig sind. Am Markt werden bereits unterschiedliche RPA-Lösungen als Softwareprodukte angeboten. Durch Chatbots werden Ein- und Ausgaben von Anwendungssystemen über natürliche Sprache realisiert. Dadurch ist die Automatisierung von unternehmensexterner Kommunikation (z. B. mit Kunden) aber auch von unternehmensinternen Assistenztätigkeiten möglich. Der Beitrag diskutiert die Auswirkungen von Softwarerobotern auf die Arbeitswelt anhand von Anwendungsbeispielen und erläutert die unternehmensindividuelle Entscheidung über den Einsatz von Softwarerobotern anhand von Effektivitäts- und Effizienzzielen.
In der Diskussion über die Digitalisierung der Forschung spielt die Frage nach der optimalen IT-Unterstützung für Forschende eine wichtige Rolle. Forschende können heute an ihren Hochschulen bzw. Wissenschaftseinrichtungen auf ein breites Angebot interner IT-Dienstleistungen zurückgreifen, das auch kooperative IT-Dienste umfasst, die von mehreren Institutionen in Zusammenarbeit bereitgestellt werden. Außerhalb der eigenen Organisation und des weiteren Verbunds hat sich im Internet zudem ein breites externes Angebot an innovativen, häufig kostenlos nutzbaren Onlinediensten entwickelt. Neben horizontalen Onlinediensten, die sich prinzipiell an jeden Internetnutzer richten (bspw. Dropbox, Twitter, WhatsApp), nimmt auch die Zahl von vertikalen Diensten für wissenschaftliche bzw. Forschungszwecke immer weiter zu (bspw. GoogleScholar, ResearchGate, figshare). Für Forschende eröffnen sich damit vielfältige neue Möglichkeiten, ihren individuellen Forschungsprozess durch digitale Werkzeuge zu verbessern. Aufgrund rechtlicher, technischer und personeller Restriktionen können jedoch interne Dienstleister bei der Identifizierung, Auswahl und Nutzung externer Onlinedienste nur wenig Unterstützung leisten. Aus einer serviceorientierten Perspektive stehen Forschende zunehmend vor dem Problem, wie sich heterogene IT-Dienste interner und externer Anbieter in den eigenen Forschungsprozess integrieren lassen. Als Lösungsansatz skizziert das Kapitel das Konzept eines persönlichen Forschungsinformationssystems
nach Gesichtspunkten eines digitalen Servicesystems.