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Nachhaltigkeitsorientierte Entwicklung und Bewertung von Geschäftsmodellen für Werkstoffe
No full textDie vorliegende kumulative Dissertation befasst sich mit der Entwicklung und Bewertung von Geschäftsmodellen für Werkstoffe unter besonderer Berücksichtigung der Nachhaltigkeit. Das in der Arbeit entwickelte Konzept soll einen Beitrag leisten, bereits frühzeitig im Entwicklungsprozess von Werkstoffen aussichtsreiche Anwendungsfelder zu identifizieren und erfolgversprechende Geschäftsmodelle nachhaltigkeitsorientiert zu entwerfen und zu bewerten.:Abbildungsverzeichnis VI
Tabellenverzeichnis VII
I. ÜBERBLICK DER EINGEBRACHTEN FACHBEITRÄGE VIII
II. DACHBEITRAG 1
1. Einleitung 1
2. Werkstoffe und Geschäftsmodelle – Begriffliche und inhaltliche Grundlagen 4
2.1 Grundlagen der Entwicklung und Bewertung von Werkstoffen 4
2.2 Grundlagen der nachhaltigkeitsorientierten Entwicklung und Bewertung von Geschäftsmodellen 8
3. Anforderungen an die Entwicklung und Bewertung von Geschäftsmodellen für Werkstoffe 13
4. Konzept zur nachhaltigkeitsorientierten Entwicklung und Bewertung von Geschäftsmodellen für Werkstoffe 19
4.1 Gesamtkonzept 19
4.2 Zieldefinition und Strategiefestlegung 22
4.3 Nachhaltigkeitsorientierte Werkstoffentwicklung und -bewertung 25
4.4 Nachhaltigkeitsorientierte Geschäftsmodellentwicklung und -bewertung 32
4.5 Implementierung und Kontrolle 38
4.6 Kritische Würdigung des erstellten Konzepts 39
5. Strategische Geschäftsmodellbewertung am Beispiel faserkeramischer Bremsscheiben 41
6. Zusammenfassung und Ausblick 48
Literaturverzeichnis XI
III. ANHANG XXII
1. Aufsatz 1 XXIII
2. Aufsatz 2 XXXIV
3. Aufsatz 3 LV
4. Aufsatz 4 LXVIII
5. Aufsatz 5 LXXXI
Ein Wanderer und kein anderer
No full textDer Artikel beschäftigt sich mit der Geschichte der Chemnitzer Wanderer-Werke und der Diskrepanz zwischen dem industriellen Kulturdenkmal und seinem Erhaltungszustand
Physische und psychische sowie sozial-emotionale Effekte konventioneller Krebstherapien auf Brustkrebspatientinnen
Get PDFIm Mittelpunkt dieser kumulativ angefertigten Forschungsarbeit stehen vier prospektive Beobachtungsstudien, die die physischen und psychischen sowie sozial-emotionalen Effekte
konventioneller Krebstherapien (Operation, Chemotherapie, Radiotherapie und Hormontherapie) auf Brustkrebspatientinnen in frühen Krebsstadien von der Diagnose über
die Behandlung hinweg untersuchen.
In der ersten Studie wird die feinmotorische Geschicklichkeit inklusive der Hand- und Fingerfunktion überprüft. Die zweite Studie beschäftigt sich mit individuellen Veränderungen
physischer Leistungsfähigkeit und Aktivität, bioelektrischem Phasenwinkel, Symptomen krebsbedingter Fatigue, Angst und Depressivität sowie dem Auftreten von Risikoparametern.
Im Fokus der dritten Studie stehen patientenberichtete Endpunkte der gesundheitsbezogenen Lebensqualität und der wahrgenommenen kognitiven Funktion. Ein biopsychosoziales Profil
einschließlich klinischer Charakteristika, physischer Leistungsfähigkeit, Phasenwinkel, Angst, Depressivität, Fatigue-Symptomatik sowie gesundheitsbezogener Lebensqualität wird in einer
vierten Studie erstellt.:In Kapitel 1 der vorliegenden kumulativen Dissertationsschrift erfolgt die Herleitung
der dieser Arbeit zugrunde liegenden wissenschaftlichen Untersuchungen.
In Kapitel 2 werden theoretische Grundlagen zur Brustkrebserkrankung erläutert,
um dem Leser einen besseren Einblick in die Thematik zu bieten und das Verständnis
der eigenen Beiträge zu fördern. Die Publikationen selbst können dem Anhang entnommen werden
und stehen als Veröffentlichungen nach Peer-Review-Verfahren
in internationalen Fachzeitschriften zur Verfügung.
In Kapitel 3 wird das methodische Vorgehen zum Ablauf, Umsetzung und Analyse der Studien beschrieben.
In Kapitel 4 werden die einzelnen Studien zur Übersicht zusammengefasst
und die wichtigsten Ergebnisse präsentiert.
Anschließend erfolgt die Diskussion der gewonnenen Erkenntnisse zu physischen und psychischen
sowie sozial-emotionalen Effekten konventioneller Krebstherapien
auf Brustkrebspatientinnen (Kapitel 5).
Den Abschluss bildet eine kurze Zusammenfassung der Untersuchungen (Kapitel 6)
Semi-analytisches Berechnungsmodell für den Reibwert trockenlaufender Kunststoffgleitpaarungen bei hohen Kontaktdrücken
Get PDFIm Rahmen der Arbeit wurde ein semi-analytisches Berechnungsmodell für den Reibwert einzelner kugelförmiger Erhebungen erarbeitet, das die Berechnung der deformativen (μ_def) und adhäsiven (μ_adh) Reibanteile ermöglicht. Die Integration eines plastischen (Radius der Laufspur R_Spur) und eines viskosen (Rückstellwinkel ω) Verformungsanteils gestattet die Berechnung der realen Kontaktfläche während des Reibvorgangs. In Abhängigkeit des mittleren Kontaktdrucks kann damit der adhäsive Reibanteil μ_adh bestimmt werden.
Die experimentelle Untersuchungen umfassten neben ungeschmierten Reibversuchen, die zur Ermittlung des gesamten Reibwertes (μ_ges) dienten, auch mit Silikonöl geschmierte Versuche aus denen sich μ_def ergibt. Anhand der Verifikationsversuche konnte einerseits gezeigt werden, dass beide Schmierungszustände zu gleichen Verformungen führen und andererseits wurde der Nachweis erbracht, dass der im Berechnungsmodell postulierte Zusammenhang zwischen dem Rückstellwinkel ω und μ_def Gültigkeit besitzt. Hierzu wurden Reibversuche mit segmentierten Kugeln durchgeführt, die eine gezielte Variation des Rückstellwinkels ω erlauben.
Für beide untersuchten Reibpaarungen (Stahl | PE-UHMW und POM-C | PE-UHMW) kann abgeleitet werden, dass der deformative Reibanteil μ_def generell von untergeordneter Rolle ist (ca. 1/3 μ_ges) und der Einfluss des adhäsiven Reibanteils μ_adh überwiegt (ca. 2/3 μ_ges). Dabei sinkt μ_adh und folglich auch μ_ges mit zunehmendem Kontaktdruck p_(max,Ebene). Dieser wurde als verallgemeinerte Bezugsgröße eingeführt und beschreibt den maximalen Hertz´schen Kontaktdruck eines äquivalenten Kugel-Ebene-Kontaktes, der sich unter Eingabe des Kugelradius r_Kugel, der Normalkraft und der Verwendung der statischen E-Moduln beider Werkstoffe ergibt. Weiterhin zeigten die Untersuchungen, dass die oszillierende Bewegungsform im Vergleich zur rotierenden Bewegung immer einen erhöhten Reibwert μ_ges auszeichnet.
Abschließend wurden noch Reibexperimente zu Mehrfachstrukturen aus POM-C mit je 6 Einzelerhebungen im Kontakt durchgeführt. Auch hier lag eine hohe Übereinstimmung zwischen Experiment und Modell vor. Es konnte gezeigt werden, dass Reibwerte für beide Bewegungsformen auf μ_ges ~ 0,13 gesenkt werden können. Bezogen auf den jeweiligen höchsten Reibwert (μ_(ges,rotierend) ~ 0,24, μ_(ges,oszillierend) ~ 0,34), welcher mit glatten Probekörpern ermittelt wurde, stellt dies eine erhebliche Reduktion dar.In this thesis, a semi-analytical calculation model for the coefficient of friction (COF) of single spherical protrusions which allows the calculation of the deformative (μ_def) and adhesive (μ_adh) friction parts was developed. The integration of a plastic (radius of the running track R_Spur) and a viscous (rear angle ω) component of deformation allows the calculation of the real area of contact during the friction process. Depending on the mean contact pressure, the adhesive friction part μ_adh can be determined.
The experimental studies included unlubricated friction tests, which served to determine the total COF (μ_ges), as well as tests being lubricated with silicone oil, from which μ_def is obtained. Based on the verification tests, it could be shown that both states of lubrication result in the same deformation and that the relationship between the rear angle ω and μ_def postulated in the calculation model is valid. Therefore, friction tests were carried out with segmented spheres, which allow a specific variation of the rear angle ω.
For both friction pairings investigated (steel | PE-UHMW and POM-C | PE-UHMW), it can be concluded that the deformative friction part μ_def is generally of minor significance (approx. 1/3 μ_ges) and the influence of the adhesive friction part μ_adh predominates (approx. 2/3 μ_ges). Thereby μ_adh and consequently also μ_ges decreases with increasing contact pressure p_(max,Ebene). The latter was introduced as a generalised reference value and describes the maximum Hertzian contact pressure of an equivalent sphere-plane contact, which is obtained by entering the radius of the sphere r_Kugel, the normal force and using the static E-moduli of both materials. Furthermore, the investigations revealed that the oscillating form of motion always has an increased COF μ_ges compared to the rotating motion.
Finally, friction experiments on multiple structures made of POM-C were carried out, each with 6 individual protrusions in contact. Also here, there was good agreement between the experiment and the model. It could be demonstrated that COF for both forms of motion can be reduced to μ_ges ~ 0.13. In comparison to the highest COF (μ_(ges,rotating) ~ 0.24, μ_(ges,oscillating) ~ 0.34), which were obtained with flat specimens, this is a significant reduction
Wissensaustausch in virtuellen Teams
No full textDie kumulative Dissertationsschrift untersucht auf Basis von vier konzeptionellen und empirischen Studien erfolgskritische Faktoren, die den Wissensaustausch in virtuellen Teams beeinflussen. Dabei betrachtet sie aus einer ganzheitlichen, soziotechnischen Systemperspektive das Zusammenspiel von technologischen und sozialen Systemdeterminanten. Die Ergebnisse der Dissertation unterstreichen die Bedeutung einer integrativen Sichtweise auf das Thema. Sie sind auf organisationale Anwendungsbereiche übertragbar und können für die Gestaltung und Förderung von Wissensaustauschprozessen in virtuellen Teams genutzt werden. Durch die Kombination und Optimierung der identifizierten Einflussfaktoren kann die Ergebnisqualität von Wissensvermittlungsprozessen gesteigert werden. Zudem bietet die Arbeit durch Synthese und Konsolidierung bestehender Evidenz umfassende Möglichkeiten für Folgeforschungen. Sie stellt virtuelle Teamarbeit als eine neue, wissensintensive Arbeitsform dar, welche zahlreiche organisationsspezifische, aber auch für das Wissensmanagement relevante Forschungsfragen hervorbringt. Im Rahmen der Untersuchungen wurde eine umfassende Forschungsagenda entwickelt.Based on four conceptual and empirical studies, the cumulative dissertation examines factors that are critical to success and that influence the exchange of knowledge in virtual teams. In doing so,
the doctoral thesis considers the interaction of technological and social system determinants from a holistic, socio-technical system perspective. The results of the dissertation underline the importance
of an integrative view on the topic. They can be transferred to the organizational context and can be used to design and promote knowledge sharing processes in virtual teams. By combining and
optimizing the identified influencing factors, the quality of knowledge sharing processes can be increased. Through the synthesis and consolidation of existing evidence, the work also offers
extensive opportunities for follow-up research. It highlights virtual teamwork as a new, knowledge-intensive form of work for numerous organization-specific research questions that are also relevant
to knowledge management. A comprehensive research agenda was developed as part of the investigations
Bewertung von cyber-physischen Systemen – State of the Art
Get PDFUnternehmen werden gegenwärtig mit den Themen der Nachhaltigkeit und der fortschreitenden Industrie 4.0 vor immer komplexere Herausforderungen gestellt. Ein Bestandteil der neuen Basistechnologien stellen cyber-physische Systeme (CPS) dar, die bereits gegenwärtig und zukünftig mit den Zielen der nachhaltigen Entwicklung in Einklang gebracht werden müssen. Die vorliegende Arbeit geht den Forschungsfragen nach, wie CPS definiert, charakterisiert und unter Einbezug nachhaltiger Kriterien bewertet werden können. Dazu wurden verschiedene, betriebswirtschaftliche Instrumentarien ausgewählt und systematisiert, die folgend im eigens entwickelten und angewandten „Vorgehensmodell zur Prüfung und Eignung
von Bewertungsinstrumenten für CPS unter Einbezug der Nachhaltigkeit“ überprüft wurden.
Die Untersuchung ergab, dass der Bedarf an Bewertungsansätzen von CPS in Kombination mit der Thematik der Nachhaltigkeit besteht und mit existenten, betriebswirtschaftlichen Methoden größtenteils bewältigt werden kann.
Die zugrunde liegende Masterarbeit wurde an der Professur Unternehmensrechnung und Controlling (Technische Universität Chemnitz) durch Prof. Dr. Prof. h. c. Uwe Götze sowie Kristina Höse (M.Sc.) betreut.Companies are currently facing increasingly complex challenges with the issues of sustainability and the advancing Industry 4.0. One component of the new enabling technologies are cyber-physical systems (CPS), which already currently and in the future need to be aligned with sustainable development goals. This thesis addresses the research questions of how CPS can be defined, characterized and evaluated with respect to sustainable criteria. For this purpose, various business management tools were selected and systematized, which were subsequently reviewed in the specially developed and applied 'Procedure Model for the Examination and Suitability of Assessment Tools for CPS with the Inclusion of Sustainability'. The investigation showed that the need for evaluation approaches of CPS in combination with the topic of sustainability exists and can be handled with existing, business management methods to a large extent
A Comprehensive Study of Magnetic and Magnetotransport Properties of Complex Ferromagnetic/Antiferromagnetic- IrMn-Based Heterostructures
Get PDFManipulation of ferromagnetic (FM) spins (and spin textures) using an antiferromagnet (AFM) as an active element in exchange coupled AFM/FM heterostructures is a promising branch of spintronics. Recent ground-breaking experimental demonstrations, such as electrical manipulation of the interfacial exchange coupling and FM spins, as well as ultrafast control of the interfacial exchange-coupling torque in AFM/FM heterostructures, have paved the way towards ultrafast spintronic devices for data storage and neuromorphic computing device applications.[5,6] To achieve electrical manipulation of FM spins, AFMs offer an efficient alternative to passive heavy metal electrodes (e.g., Pt, Pd, W, and Ta) for converting charge current to pure spin current. However, AFM thin films are often integrated into complex heterostructured thin film architectures resulting in chemical, structural, and magnetic disorder.
The structural and magnetic disorder in AFM/FM-based spintronic devices can lead to highly undesirable properties, namely thermal dependence of the AFM anisotropy energy barrier, fluctuations in the magnetoresistance, non-linear operation, interfacial spin memory loss, extrinsic contributions to the effective magnetic damping in the adjacent FM, decrease in the effective spin Hall angle, atypical
magnetotransport phenomena and distorted interfacial spin structure. Therefore, controlling the magnetic order down to the nanoscale in exchange coupled AFM/FM-based heterostructures is of fundamental importance. However, the impact of fractional variation in the magnetic order at the nanoscale on the magnetization reversal, magnetization dynamics, interfacial spin transport, and the interfacial domain structure of AFM/FM-based heterostructures remains a critical barrier.
To address the aforementioned challenges, we conduct a comprehensive experimental investigation of chemical, structural, magnetization reversal (integral and element-specific), magnetization dynamics, and magnetotransport properties, combined with high-resolution magnetic imaging of the exchange coupled Ni3Fe/IrMn3-based heterostructures.
Initially, we study the chemical, structural, electrical, and magnetic properties of epitaxially textured MgO(001)/IrMn3(0-35 nm)/Ni3Fe(15 nm)/Al2O3(2.0 nm) heterostructures. We reveal the impact of magnetic field annealing on the interdiffusion at the IrMn3/Ni3Fe interface, electrical resistivity, and magnetic properties of the heterostructures. We further present an AFM IrMn3 film thickness
dependence of the exchange bias field, coercive field, magnetization reversal, and magnetization dynamics of the exchange coupled heterostructures. These experiments reveal a strong correlation between the chemical, structural and magnetic properties of the IrMn3-based heterostructures. We find a significant decrease in the spin-mixing conductance of the chemically-disordered IrMn3/Ni3Fe
interface compared to the chemically-ordered counterpart. Independent of the AFM film thickness, we unveil that thermally disordered AFM grains exist in all the samples (measured up to 35-nm-thick IrMn3 films). We develop an iterative magnetic field cooling procedure to systematically manipulate the orientation of the thermally disordered and reversible AFM moments and thus, achieve tunable magnetic, and magnetotransport properties of exchange coupled AFM-based heterostructures. Subsequently, we investigate the impact of fractional variation in the AFM order on the magnetization reversal and magnetotransport properties of the epitaxially textured ɣ-phase IrMn3/Ni3Fe, Ni3Fe/IrMn3/Ni3Fe, and Ni3Fe/IrMn3/Ni3Fe/CoO heterostructures.
We probe the element-specific (FM: Ni and Co, and AFM: Mn) magnetization reversal properties of the exchange coupled Ni3Fe/IrMn3/Ni3Fe/Co/CoO heterostructures in various magnetic field cooled states. We present a detailed procedure for separating the spin and orbital moment contributions for magnetic elements using the XMCD sum rule. We address whether Mauri-type domain walls can develop at the (polycrystalline) exchange coupled Ni3Fe/IrMn3/Ni3Fe interfaces. We further study the impact of magnetic field cooling on the AFM Mn (near L2,3-edges) X-ray absorption spectra. Finally, we employ a combination of in-field high-resolution magnetic force microscopy, magnetooptical Kerr effect magnetometry with micro-focused beam, and micromagnetic simulations to study the magnetic vortex structures in exchange coupled FM/AFM and AFM/FM/AFM disk structures. We examine the magnetic vortex annihilation mechanism mediated by the emergence and subsequent annihilation of the vortex-antivortex (V-AV) pairs in simple FM and exchange coupled FM/AFM as well as AFM/FM/AFM disk structures. We image the distorted magnetic vortex structures in exchange coupled FM/AFM disks proposed by Gilbert and coworkers. We further emphasize crucial magnetic vortex properties, such as handedness, effective vortex core radius, core displacement at remanence, nucleation field, annihilation field, and exchange bias field.
Our experimental inquiry offers profound insight into the interfacial exchange interaction, magnetization reversal, magnetization dynamics, and interfacial spin transport of the AFM/FM-based heterostructures. Moreover, our results pave the way towards nanoscale control of the magnetic properties in AFM-based heterostructures and point towards future opportunities in the field of AFM
spintronic devices.:1. Introduction
2. Magnetic Interactions and Exchange Bias Effect
3. Materials
4. Experimental Methods
5. Structural, Electrical, and Magnetization Reversal Properties of Epitaxially Textured ɣ-IrMn3/ Ni3Fe Heterostructures
6. Magnetization Dynamics of MgO(001)/IrMn3/Ni3Fe Heterostructures in the Frequency Domain
7. Tunable Magnetic and Magnetotransport Properties of MgO(001)/Ni3Fe/IrMn3/Ni3Fe/ CoO/Pt Heterostructures
8. Element-Specific XMCD Study of the Exchange Couple Ni3Fe/IrMn3/Ni3Fe/Co/CoO Heterostructures
9. Distorted Vortex Structure and Magnetic Vortex Reversal Processes in Exchange Coupled Ni3Fe/IrMn3 Disk Structures
10. Conclusions and Outlook
Addendum
Acronyms
Symbols
Publication List
Author Information
Acknowledgments
Statement of Authorshi
Adaptive Estimation using Gaussian Mixtures
Get PDFThis thesis offers a probabilistic solution to robust estimation using a novel adaptive estimator.
Reliable state estimation is a mandatory prerequisite for autonomous systems interacting with the real world.
The presence of outliers challenges the Gaussian assumption of numerous estimation algorithms, resulting in a potentially skewed estimate that compromises reliability.
Many approaches attempt to mitigate erroneous measurements by using a robust loss function – which often comes with a trade-off between robustness and numerical stability.
The proposed approach is purely probabilistic and enables adaptive large-scale estimation with non-Gaussian error models.
The introduced Adaptive Mixture algorithm combines a nonlinear least squares backend with Gaussian mixtures as the measurement error model.
Factor graphs as graphical representations allow an efficient and flexible application to real-world problems, such as simultaneous localization and mapping or satellite navigation.
The proposed algorithms are constructed using an approximate expectation-maximization approach, which justifies their design probabilistically.
This expectation-maximization is further generalized to enable adaptive estimation with arbitrary probabilistic models.
Evaluating the proposed Adaptive Mixture algorithm in simulated and real-world scenarios demonstrates its versatility and robustness.
A synthetic range-based localization shows that it provides reliable estimation results, even under extreme outlier ratios.
Real-world satellite navigation experiments prove its robustness in harsh urban environments.
The evaluation on indoor simultaneous localization and mapping datasets extends these results to typical robotic use cases.
The proposed adaptive estimator provides robust and reliable estimation under various instances of non-Gaussian measurement errors
Communication-based UAV Swarm Missions
Get PDFUnmanned aerial vehicles have developed rapidly in recent years due to technological advances. UAV technology can be applied to a wide range of applications in surveillance, rescue, agriculture and transport. The problems that can exist in these areas can be mitigated by combining clusters of drones with several technologies. For example, when a swarm of drones is under attack, it may not be able to obtain the position feedback provided by the Global Positioning System (GPS). This poses a new challenge for the UAV swarm to fulfill a specific mission. This thesis intends to use as few sensors as possible on the UAVs and to design the smallest possible information transfer between the UAVs to maintain the shape of the UAV formation in flight and to follow a predetermined trajectory. This thesis presents Extended Kalman Filter methods to navigate autonomously in a GPS-denied environment. The UAV formation control and distributed communication methods are also discussed and given in detail
Vom Siegel bis zum Logo oder: 'hie gut wettinisch allewege!: Kulturhistorische Überlegungen zur Geschichte und Performanz des Chemnitzer Stadtwappens
Get PDFBeitrag zur Performanz des Chemnitzer Stadtwappen