Hochschulbibliothekszentrum des Landes Nordrhein-Westfalen
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Bewertung des Nutzens von Condition Monitoring Systems (CMS) - Entwicklung eines systemdynamischen Verfahrens, zur Erfassung des Informationswertes von Radsatzlagerüberwachungssystemen
No full textEisenbahnunternehmen setzen Condition Monitoring Systeme (CMS) zur Überwachung ihrer Anlagen und Komponenten ein. CMS sind im Risikomanagement der Branche relevant, aber ihr Einsatz leidet unter einem Präventionsparadoxon: Sie werden oft erst nach Schäden oder Richtlinien eingeführt. CMS können auch den Instandhaltungsaufwand reduzieren. Bei den streckenseitigen WTMS tragen Infrastrukturbetreiber die Kosten, während Verkehrs-unternehmen den Nutzen durch effizientere Instandhaltung sehen. Um fundierte Geschäftsmodelle zu entwickeln, muss deshalb der Nutzen von CMS quantifiziert werden. Die Informationsqualität, einschließlich der Sensoren und der Symptomaussagekraft, beeinflusst diesen Nutzen. Diese Verbindung von Anwendungswert und Nutzen ist bisher unzureichend erforscht. Aufgrund dessen ist das Forschungsziel folgendermaßen gesetzt worden: Entwicklung eines systemdynamischen Modells und eines Verfahrens zur Erfassung des Informationswertes von Condition Monitoring Systems, anhand des Fallbeispiels der Radsatzlagerüberwachung im Eisenbahnverkehr.“
Das Forschungsziel dieser Arbeit umfasst als Erkenntnisziel das Verständnis der Zusammenhänge und Wechselwirkungen im CMS und dabei den Nutzen des Einsatzes der Systeme zu bewerten. Das Gestaltungsziel beinhaltet die Untersuchung der Eignung des systemdynamischen Verfahrens. Zur Erreichung dieser Ziele sollen folgende Forschungsfragen beantwortet werden:
1. Welche Ziele verfolgen die Eisenbahnorganisationen in Bezug auf den Betrieb ihrer Radsatzlager und inwiefern können die Informationen aus den Messdaten der heutzutage eingesetzten Radsatzlagerüberwachungssysteme zur Zielerreichung beitragen?
2. Lassen sich mit der systemdynamischen Vorgehensweise, die für die Bewertung von CMS relevanten Wechselwirkungen im Eisenbahnsystem abbilden?
3. Lässt sich anhand der systemdynamischen Vorgehensweise untersuchen, welche Informationen für die Erhöhung des Nutzens der Radsatzlagerüberwachungssysteme relevant sind?
Die Ergebnisse der Arbeit erwirken die Erkenntnis, dass die Methodik dazu geeignet ist, die relevanten Zusammenhänge und Wechselwirkungen darzustellen und mithilfe der Simulationsergebnisse relevante Instandhaltungsstrategien und der Nutzen von RDMT zu bewerten. Damit sind die Ergebnisse sowohl für die Forschung als auch für Entscheidungsträger in der Eisenbahnbranche relevant
KI-Kompetenzmodell Grundlagen
No full textDieses Whitepaper stellt die Grundlagen eines KI-Kompetenzmodells vor, welches im Rahmen des Projektes IH-evrsKI an der Universität Koblenz entwickelt wurde. Es dient der Beschreibung und Operationalisierung von KI-Kompetenzen auf unterschiedlichen, aufsteigenden Niveaustufen, inspiriert vom Modell von Dreyfus und Dreyfus (Neuling bis Experte). Das Modell ist als Baumstruktur angelegt (Wurzel, Stamm, Baumkrone). Es fokussiert sich auf die fachunabhängigen Grundlagen-Kompetenzen der „Wurzel“ und die fachübergreifenden Kompetenzen des „Stammes“, die unabhängig von der eigenen Fachlichkeit jede*r KI-Anwender*in besitzen soll. Es ist bewusst offen, dynamisch und anpassbar gestaltet und dient der Beschreibung und Klassifizierung von Lehr- und Lerninhalten, primär im Kontext der Hochschullehre
Die Bedeutung des Konzepts der Demographischen Dividende im Spannungsfeld von Entwicklungszusammenarbeit, Politikberatung und Bevölkerungsforschung
No full textMit der Demographischen Dividende (DD) wird ein wirtschaftlicher Vorteil beschrieben, der aus einer Verschiebung der Altersstruktur einer Gesellschaft hin zu einem höheren Anteil erwerbsfähiger Bevölkerung resultiert. Ursprünglich am Beispiel der so genannten ‚Tigerstaaten‘ Südostasiens entwickelt, gilt die DD als ein Modell für wirtschaftliches Wachstum durch Fertilitätsrückgänge. Die vorliegende Dissertation befasst sich diskursanalytisch mit der Verwendung des Konzepts in Entwicklungszusammenarbeit, Politikberatung und Bevölkerungsforschung sowie dessen Übertragung auf den Globalen Süden als ein leitendes Paradigma in der internationalen Entwicklungszusammenarbeit. Hierzu wurden teilstrukturierte Interviews mit Expertinnen und Experten geführt.
Die Debatte um die DD ist von uneinheitlichen Definitionen darüber geprägt, was die DD genau ist. Eine technisch-mathematische Perspektive sieht die DD als reine Folge der Altersstrukturverschiebung, während eine behavioristische Sicht zusätzlich die Auswirkungen individueller Faktoren wie Bildung, Emanzipation und wirtschaftlichen Handelns mit einbezieht. Ein Wachstumseffekt durch Altersstrukturverschiebungen wird im Globalen Südens voraussichtlich weniger stark ausfallen als in Südostasien. Gründe hierfür sind langsamere Fertilitätsrückgänge, geringere Arbeitsmarktanteile und unterschiedliche sozioökonomische Rahmenbedingungen. Hinzu kommt, dass heute die Prinzipien von sexueller und reproduktiver Gesundheit und Rechte (SRGR) zu respektieren sind, die während des südostasiatischen Wirtschaftswunders nicht etabliert waren. Dieses Leitbild wurde im Jahr 1994 auf der Konferenz für Bevölkerung und Entwicklung in Kairo hegemonial. Faktoren wie Bildung, soziale Sicherungssysteme, politische Stabilität und globale Abhängigkeiten sind jedoch ebenso entscheidend für den sozialen und wirtschaftlichen Fortschritt.
Entwicklungspolitische Programme propagieren vielfach Familienplanung als Schlüssel zur DD, doch stoßen diese Programme auch auf Kritik. Denn die Institutionen, welche den Diskurs um die DD dominieren, haben zum Teil eine problematische historische Verbindung zu eugenischen oder rassistischen Programmen, was der Glaubwürdigkeit ihrer Positionen schaden kann. Zudem werden die Programme in großen Teilen von eben diesen privaten Stiftungen und Initiativen mit fragwürdiger Historie finanziert, so dass die Macht über die Ausgestaltung derartiger Programme von staatlichen Akteurinnen und Akteuren hin zu privaten Akteuren verschoben wird. Die Interviews und die weiterhin verwendete Literatur zeigen auf, dass langfristige Investitionen in Bildung, Gesundheitsversorgung und soziale Sicherungssysteme größere und nachhaltigere wirtschaftliche Fortschritte bewirken als rein demographische Ansätze. Und trotz ihrer Einschränkungen bleibt die DD ein nützliches Konzept, sofern sie in einen breiteren Kontext eingebettet wird. Die Herausforderung besteht darin das Konzept so anzuwenden, dass es nicht nur in einem technokratischen Verständnis hegemonial wird, sondern dass die Verbindungen zwischen der Verschiebung von Bevölkerungsanteilen, Bildung, Stärkung des Gesundheitswesens und Wirtschafts- wie Arbeitsmarktpolitik verstanden werden
Professionelle Kompetenzen angehender Mathematiklehrkräfte für den Einsatz von digitalen Mathematikwerkzeugen
No full textMathematiklehrkräfte sind bisher unzureichend auf die Digitalisierung des Mathematikunterrichts vorbereitet. Daher ist es notwendig bereits im Studium passende Lernangebote zur Entwicklung professioneller Kompetenzen für den Einsatz digitaler Mathematikwerkzeuge zu schaffen. Im Rahmen der vorliegenden Arbeit wird eine fachdidaktische Lehrveranstaltung für angehende Mathematiklehrkräfte der Sekundarstufen
konzipiert, um deren professionellen Kompetenzen mit Blick auf den Einsatz digitaler Mathematikwerkzeuge im Kontext der Leitidee Strukturen und funktionaler Zusammenhang zu fördern. Neben Werkzeugkompetenzen zur Nutzung der digitalen Mathematikwerkzeuge sollen die Kompetenzen zur Planung und Gestaltung von Mathematikunterricht entwickelt werden. Für das Themenfeld funktionale Zusammenhänge sind die beiden digitalen Mathematikwerkzeuge GeoGebra und Tabellenkalkulationsprogramm besonders relevant. Deren Potentiale für das funktionale Denken werden insbesondere in Bezug auf Darstellungsformen und Repräsentationswechsel sowie Lernschwierigkeiten thematisiert. Ergänzend zu den genannten Kompetenzen werden zudem Überzeugungen zum Einsatz digitaler Mathematikwerkzeuge in den Blick genommen. Diese haben einen erheblichen Einfluss darauf, ob die erworbenen Kompetenzen im eigenen Unterricht eingesetzt werden oder nicht.
Zur Ermittlung des Ist-Zustands bei Kompetenzen und Überzeugungen der angehenden
Mathematiklehrkräfte vor dem Besuch der Lehrveranstaltung wurden zwei Erhebungsinstrumente entwickelt und eingesetzt. Neben einem Fragebogen zur Selbsteinschätzung erfolgte die Datenerhebung mittels eines neu entwickelten Kompetenztests
im Sinne eines Leistungstests. Es zeigte sich, dass die professionellen Kompetenzen und Vorerfahrungen bei den Studierenden äußerst heterogen sind.
Um Rückschlüsse auf die Wirksamkeit der Lehrveranstaltung ziehen zu können, wurden die beiden Erhebungsinstrumente im Pre-Post-Design eingesetzt. Die Ergebnisse nach Besuch der Lehrveranstaltung lassen auf positive Effekte schließen. Gleichzeitig wird deutlich, dass eine einzelne Lehrveranstaltungen im Studium nicht ausreicht. Zudem besteht Bedarf an weiterer Forschung in diesem Bereich, insbesondere was die Untersuchung langfristiger Effekte und die Zusammenhänge zwischen den verschiedenen Kompetenzfacetten und Überzeugungen betrifft
GeoGebra und Tabellenkalkulation im Bereich elementarer Funktionen – Wirksamkeit eines fachdidaktischen Seminars auf die Entwicklung digitaler Werkzeugkompetenzen und auf die Veränderung technologiebezogener Überzeugungen von Mathematik-Lehramtsstudierenden
No full textAngesichts der Forderung, dass Schülerinnen und Schüler (bspw. in Rheinland-Pfalz) ab
Klassenstufe 7 selbständig mit Dynamischer Geometrie-Software und einem
Tabellenkalkulationsprogramm arbeiten müssen, kommt Lehrkräften eine besondere Rolle
bei der Integration digitaler Mathematikwerkzeuge (DMW) in den Mathematikunterricht zu.
Dies lässt sich z.B. in Bezug auf die Leitidee L4 (Funktionaler Zusammenhang) exemplarisch
umsetzen, da sich zur Förderung des funktionalen Denkens der Einsatz von digitalen
Mathematikwerkzeugen anbietet. Im Rahmen des QLB- Projektes MoSAiK des
Bundesministeriums für Bildung und Forschung wurden im Teilprojekt Digitale
Forschungswerkstatt Multiple Repräsentationen im Mathematikunterricht
Werkzeugkompetenzen von Studierenden der Lehrämter RS plus, Gymnasium und
Berufsbildende Schule bezogen auf die beiden DMW GeoGebra und Tabellenkalkulation und
technologiebezogene Überzeugungen am Beispiel der elementaren Funktionen der
Sekundarstufe I beforscht.
Dazu wurde ein spezifisches fachdidaktisches Seminar, welches die Förderung von
Bedienkompetenzen der beiden DMW und eine darauf aufbauende Unterrichtsplanung und
Erprobung von Unterrichtsstunden beinhaltete, konzipiert. Vor und nach Besuch des Seminars
wurden von 55 Studierenden Bedien- und Auswahlkompetenzen der beiden Softwares
anhand eines selbstentwickelten Kompetenztestes gemessen. Darüber hinaus wurden die
Teilbereiche TK, TPK und TCK des TPACK-Modells, Selbstwirksamkeitsüberzeugungen sowie
technologiebezogene Überzeugungen in Bezug auf Vor- und Nachteile des Einsatzes von DMW
anhand eines Studierenden-Fragebogens erhoben. Die Seminarintervention erzielte einen
signifikanten Effekt auf die Entwicklung der Bedienkompetenzen der Studierenden für die
Werkzeuge GeoGebra und Tabellenkalkulation. Ergebnisse einer qualitativen Inhaltsanalyse
mit quantitativen Elementen zeigten, dass insbesondere die Visualisierungs- und
Kontrollfunktion von den Studierenden als Vorteile der beiden DMW beim Unterrichten von
funktionalen Zusammenhängen gesehen werden. Als Nachteil wurde am häufigsten eine
Gefahr für händische Rechenverfahren genannt. In Bezug auf die benötigte Zeit beim
Benutzen der Technologie wurde einerseits eine Ersparnis durch den Einsatz von GeoGebra
und Tabellenkalkulation erwartet, andererseits ein hoher Aufwand befürchtet, wenn die
Schüler nicht über die notwendigen Werkzeugkompetenzen verfügen.In view of the requirement that students (e.g. in Rhineland-Palatinate) from grade 7 onwards
have to work independently with dynamic geometry software (e.g. GeoGebra) and a
spreadsheet program, teachers have a special role in the integration of digital mathematics
toolsin mathematics lessons. For example this can be implemented, with regard to the guiding
idea L4 (Functional connection), since the use of digital mathematics tools is recommended to
promote functional thinking. Within the qualitive offensive for pre-service-teacher training,
which has been established by the Ministry of Education, the project MoSAiK provided a
Digital Research Workshop Multiple Representations in Mathematics Education using the
topic of elementary functions on secondary school level. On the one hand this workshop
examined tool skills of students in relation to the two softwares GeoGebra and spreadsheets
that apply for secondary schools, high schools and vocational schools. On the other hand
(technology-related) beliefs of the students were researched according to the function
concept.
For that reason a specific didactic workshop, which included on the one hand the fostering of
operating skills for the tools GeoGebra and spreadsheet and on the other hand the
subsequent planning and teaching of lessons had been conceived. Before and after attending
the workshop the operating and selection skills in both tools have been measured in a sample
of 55 students using a self-developed competency test. In addition, the sub-areas TK, TPK and
TCK of the TPACK-framework, self-efficacy beliefs and technology-related beliefs regarding
the advantages and disadvantages of using digital mathematics tools were collected using a
student questionnaire. The workshop intervention achieved a significant effect on the
development of the students' operating skills for both tools – GeoGebra and spreadsheet. The
results of a qualitative content analysis with quantitative elements show that in particular the
visualizing of functions and the checking of results were viewed as advantages of the digital
tools when teaching functional thinking. The most frequently cited disadvantage was a danger
to manual calculation methods. With regard to the time required, on the one hand, savings
were expected when using digital tools, but on the other hand, there were fears of high
expenditure if pupils do not have the necessary tool skills
Development of a method for the quantification of microplastics in environmental samples via pyrolysis–gas chromatography–mass spectrometry
No full textMicroplastics (MP), i.e., plastic particles < 5 mm, are perceived as a threatening envi-
ronmental and human health issue. Growing public interest in this class of contaminants
requires standardized and harmonized methods for their quantification. While an abun-
dance of analytical methods (both particle-based and mass-based) for the detection of
microplastics is available, existing studies on the quantity of MP in the environment lack
comparability. Therefore, the aim of this work was to establish a fast, reliable screen-
ing method for the quantification of the most common synthetic polymers in complex
environmental samples.
This was accomplished by a two-step pressurized liquid extraction (PLE) followed by
analysis via pyrolysis coupled to gas chromatography and mass spectrometry (Py–GC–
MS). In the first extraction step, a large part of the organic matrix was removed with
methanol at 100 ∘C and 100 bar, followed by a second step with tetrahydrofuran at
185 ∘C and 100 bar to extract the polymers that were subsequently adsorbed to silica
gel and measured with Py–GC–MS. With the developed method, limits of quantification
in an environmentally relevant concentration range of 7–8 μg g−1 for the most common
thermoplastic polymers polyethylene (PE), polypropylene (PP), and polystyrene (PS)
were achieved.
In order to improve the robustness of the method, poly(styrene-d5) (PSd5) was initially
applied as internal standard. However, further analyses revealed a deuterium–hydrogen
exchange during Py–GC–MS measurement, which was catalyzed by the inorganic ma-
trix. This effect was thereupon systematically investigated and poly(4-fluorostyrene) was
established as a new, stable internal standard.
While the developed method enabled the quantification of PE, PP, and PS, several other
polymers had to be excluded. In particular, the quantification of poly(ethylene tereph-
thalate) (PET) proved challenging via Py–GC–MS. A variety of catalytic effects by the
inorganic matrix was revealed and systematically investigated, e.g., changes in pyrolysis
product distribution. Several different sample preparation approaches failed to resolve
these issues. PLE led to a depolymerization of PET which was also catalyzed by the
inorganic sample matrix.
After further optimization and reduction of false positives, the developed method has
the potential to be included in future standardized procedures for MP quantification. It
provides a fast, robust analysis of MP in complex samples, while also considering widely overlooked matrix effects. Potential quantification approaches for other polymers that are
not included in the developed method (e.g., tire wear particles, paint particles) are also
discussed in this thesis.Mikroplastik (MP), d. h. Plastikpartikel < 5 mm, werden als Bedrohung für die Umwelt
und die menschliche Gesundheit wahrgenommen. Das wachsende öffentliche Interesse an
dieser Schadstoffklasse verlangt nach standardisierten, harmonisierten Methoden für ihre
Quantifizierung. Obwohl eine Vielzahl an analytischen Methoden (partikel- oder massen-
basiert) für die Detektion von MP verfügbar ist, fehlt es existierenden Studien über das
Vorkommen von MP in der Umwelt an Vergleichbarkeit. Das Ziel dieser Arbeit war es da-
her, eine schnelle, zuverlässige Screening-Methode für die Quantifizierung der häufigsten
synthetischen Polymere in komplexen Umweltproben zu etablieren.
Dies wurde durch eine zweistufige beschleunigte Lösemittelextraktion (PLE), gefolgt von
einer Analyse mittels Pyrolyse gekoppelt mit Gaschromatographie und Massenspektro-
metrie (Py–GC–MS), erreicht. Im ersten Extraktionsschritt wurde ein Großteil der or-
ganischen Matrix mit Methanol bei 100 ∘C und 100 bar abgetrennt, gefolgt von einem
zweiten Schritt mit Tetrahydrofuran bei 185 ∘C und 100 bar zur Extraktion der Polymere,
welche anschließend auf Kieselgel adsorbiert und mittels Py–GC–MS gemessen wurden.
Mit der entwickelten Methode wurde Bestimmungsgrenzen in einem umweltrelevanten
Bereich von 7–8 μg g−1 für die häufigsten thermoplastischen Polymere Polyethylen (PE),
Polypropylen (PP) und Polystyren (PS) erzielt.
Um die Robustheit der Methode zu verbessern, wurde zunächst Poly(styren-d5) (PSd5) als
interner Standard angewendet. Weitergehende Analysen belegten jedoch einen Deuterium–
Wasserstoff-Austausch während der Py–GC–MS-Analyse, der durch die anorganische Ma-
trix katalysiert wurde. Dieser Effekt wurde daraufhin systematisch untersucht und Poly(4-
fluorstyren) (PFS) wurde als neuer, stabiler interner Standard etabliert.
Während die entwickelte Methode die Quantifizierung von PE, PP und PS ermöglichte,
mussten einige andere Polymere außen vor gelassen werden. Insbesondere die Quantifizie-
rung von Poly(ethylenterephthalat) (PET) mittels Py–GC–MS stellte eine Herausforde-
rung dar. Eine Vielzahl katalytischer Effekte der anorganischen Matrix wurde aufgedeckt
und systematisch untersucht, beispielsweise Änderungen in der Verteilung der Pyrolyse-
produkte. Verschiedene Probenvorbereitungsansätze waren nicht in der Lage, diese Pro-
bleme zu lösen. PLE führte zu einer Depolymerisation von PET, welche ebenfalls durch
die anorganische Matrix katalysiert wurde.
Nach weiterer Optimierung und Reduzierung von falsch-positiven Befunden hat die ent-
wickelte Methode das Potential, zukünftig in standardisierten Quantifizierungsprozeduren für MP angewendet zu werden. Insgesamt ermöglicht sie eine schnelle, robuste Analyse
von MP in komplexen Proben und berücksichtigt zugleich häufig übersehene Matrix-
effekte. Auch potenzielle Quantifizierungsansätze für andere Polymere, die nicht in der
entwickelten Methode beinhaltet sind (z. B. Reifenabrieb, Lacke), werden in dieser Arbeit
diskutiert
Experimentelle Bestimmung charakteristischer, physikalischer und thermochemischer Eigenschaftsparameter von stahlmetallurgischen Schiebersanden
No full textWithin the scope of this work, new test methods were developed to determine the characteristic product properties of ladle well filler sands. Background is that up to now, there are no approved test methods for these product properties such as pourability, sintering behavior and infiltration behavior.
To substantiate this deficiency in testing methods, the general state-of-the-art testing methods of cohesionless bulk materials is presented and a variety of publications on ladle well filler sands are reviewed for their applied testing methodology.
The development of new test methods for the characterization of ladle well filler sands was based on test methods that were in part already standardized, such as the permeability measurement (infiltration) according to DIN 18130-1 from the field of geotechnics, the determination of the flow time with flow cups for coating materials (flowability) according to DIN EN ISO 2431:2011 and the monotonic heating method (MMH) according to ASTM E2584-20 for determining the thermal conductivity.
Since these test methods were not designed for examining free-flowing, non-cohesive bulk materials and therefore not for examining ladle well filler sand, it was necessary to adapt the parameters of the standardized test methods for use with well filler.
The parameters of the test methods mentioned (DIN 18130-1; DIN EN ISO 2431 and ASTM E2584-20) were checked for applicability and transferability to ladle well filler sand and new suitable parameters were added. The reproducibility of the results of the test methods was checked by a series of tests and the decisive influencing factors of ladle well filler sand on the results were determined.
The relevance of the results of the newly developed test methods was verified based on results from the European research project ILORA ("Improvement of Ladle Opening Rates", funded by the "Research Fund for Coal and Steel" RFCS, 2013-2016) and numerous publications with results from other research projects.
From the results of the newly developed test methods, key figures for the pourability, sintering behavior and infiltration behavior of ladle well filler sands were derived. The combination of these key figures was converted into a holistic analysis of ladle well filler sands, finally leading to an evaluation grid for well fillers. It is exactly that grid respectively network, that now allows for the first time to make qualified and reliable statements about the suitability for use of ladle well filler sands prior to industry application, which significantly facilitates the new development of such well fillers.Im Rahmen dieser Arbeit wurden neuartige Prüfmethoden zur Bestimmung der
charakteristischen Produkteigenschaften von Schiebersanden wie Rieselfähigkeit,
Sinterverhalten und Infiltrationsverhalten entwickelt, da es bislang hierfür keine an-
erkannten Prüfmethoden für diese Produkteigenschaften gibt.
Um diesen Mangel an qualifizierten Prüfmethoden zu belegen wird der allgemeine
Stand der Technik von Untersuchungsmethoden kohäsionsloser Schüttgüter dar-
gestellt und eine Vielzahl von Veröffentlichungen über Schiebersande auf deren
angewandte Untersuchungsmethodik hin beleuchtet.
Die Qualifizierung neuer Prüfmethoden für die Charakterisierung von Schiebersan-
den erfolgte auf der Grundlage zum Teil bereits genormter Prüfmethoden, wie zum
Beispiel die Permeabilitätsmessung (Infiltration) nach DIN 18130-1 aus dem Be-
reich der Geotechnik, die Bestimmung der Auslaufzeit mit Auslaufbechern für Be-
schichtungsstoffe (Rieselfähigkeit) nach DIN EN ISO 2431:2011 und die Methode
des Monotonen Aufheizens (MMH) nach ASTM E2584-20 zur Bestimmung der
Temperaturleitfähigkeit.
Da diese Prüfmethoden nicht für die Untersuchung von freifließenden, kohäsions-
losen Schüttgütern und somit nicht zur Untersuchung von Schiebersanden ausge-
legt wurden, war eine Anpassung der Parameter der genormten Prüfmethoden für
die Anwendung auf Schiebersande Gegenstand dieser Arbeit.
Die Parameter der genannten Prüfmethoden (DIN 18130-1; DIN EN ISO 2431 und
ASTM E2584-20) wurden auf Anwendbarkeit und Übertragbarkeit auf Schieber-
sande überprüft und um neue geeignete Parameter ergänzt. Die Reproduzierbar-
keit der Ergebnisse der Prüfmethoden wurde durch Versuchsreihen evaluiert und
die maßgeblichen Einflussgrößen von Schiebersanden auf die Ergebnisse ermit-
telt.
Die Relevanz der Ergebnisse der in dieser Arbeit qualifizierten Prüfmethoden
wurde anhand der Resultate aus dem europäischen Forschungsprojekt ILORA
(„Improvement of Ladle Opening Rates“, gefördert vom „Research Fund for Coal
and Steel“ RFCS, 2013-2016) [12] und zahlreichen Veröffentlichungen mit Ergeb-
nissen aus weiteren Forschungsprojekten überprüft.
Aus den Ergebnissen der hier qualifizierten Prüfmethoden wurden Kennzahlen für
die Rieselfähigkeit, das Sinterverhalten und das Infiltrationsverhalten von Schie-
bersanden abgeleitet. Die Kombination dieser Kennzahlen wurde in eine ganzheit-
liche Bewertungssystematik von Schiebersanden überführt und anschließend
durch ein Bewertungsnetz für Schiebersande dargestellt. Durch dieses Bewer-
tungsnetz sind erstmals qualifizierte und belastbare Aussagen über die Einsatz-
tauglichkeit von Schiebersanden möglich, was die Neuentwicklung solcher Schie-
bersande maßgeblich erleichtert
Age-structure changes in the course of the demographic transition: a global analysis with specific focus on the role of migration in Asia
No full textVeränderungen in der Altersstruktur sind ein wesentliches Merkmal des demografischen Übergangs
von hoher Mortalität und Fertilität zu niedriger Mortalität und Fertilität. Zunächst steigt im Zuge des
demografischen Übergangs der Anteil der Bevölkerung im erwerbsfähigen Alter, was wirtschaftliche
Impulse durch demografische Dividenden ermöglicht. Insbesondere einige asiatische Länder haben in
der Vergangenheit stark von solchen demografischen Dividenden profitiert. Mit der Zeit führt der
demografische Übergang jedoch zu Bevölkerungsalterung, was sich vielfältig auf Wirtschaft und
Gesellschaft weltweit auswirken kann. In Asien schreitet die Bevölkerungsalterung in vielen Ländern
schnell voran, während andere Länder weiterhin eine relativ junge Altersstruktur aufweisen. Diese
Unterschiede könnten auch auf Migration zurückzuführen sein. Zudem wird Migration oftmals auch
als mögliche Maßnahme diskutiert, um Bevölkerungsalterung entgegenzuwirken. Diese Arbeit
identifiziert globale Muster von Veränderungen des Anteils der Bevölkerung im erwerbsfähigen Alter
und untersucht damit zusammenhängende demografische Faktoren. Darüber hinaus wird der
bisherige und mögliche zukünftige Einfluss von Migration auf Bevölkerungsalterung mit besonderem
Fokus auf asiatische Länder analysiert.
Alle Analysen in dieser Arbeit basieren auf Daten aus den World Population Prospects 2022 der
Vereinten Nationen. In einer Analyse von 148 Ländern werden zunächst vergangene, gegenwärtige
und projizierte Veränderungen der Altersstruktur im Kontext demografischer Dividenden untersucht.
Dabei kommen Clusteranalysen zum Einsatz, um Muster der Entwicklung der Altersstruktur zwischen
1950 und 2100 zu ermitteln, und lineare Regressionsmodelle, um Zusammenhänge zwischen dieser
Entwicklung und verschiedenen demografischen Faktoren zu erkennen. Zudem wird der Einfluss von
Migration auf die Entwicklung der Altersstruktur 1990–2020 in 51 asiatischen Ländern mithilfe einer
Dekompositionsanalyse quantifiziert. Eine bestehende Dekompositionsmethode wird dabei um das
prospective age-Konzept erweitert, um auch Unterschiede in der Entwicklung der Lebenserwartung zu
berücksichtigen. Schließlich wird der potenzielle Einfluss der Migration auf Bevölkerungsalterung
zwischen 2022 und 2050 in elf asiatischen Ländern untersucht, wobei des replacement migration-
Konzept der Vereinten Nationen angewandt wird. In dieser Analyse finden sowohl chronologische als
auch prospektive Indikatoren für Bevölkerungsalterung Anwendung.
Die Ergebnisse unterstreichen die Heterogenität der globalen Entwicklung der Altersstruktur im Zuge
des demografischen Übergangs. Um also das Potenzial für eine demografische Dividende zu bewerten,
sollte immer die spezifische demografische Entwicklung eines Landes berücksichtigt werden. Die
Erfahrung einiger asiatischer Länder, in denen auf einen schnellen Fertilitätsrückgang ein starker
Anstieg des Anteils der Bevölkerung im erwerbsfähigen Alter folgte, ist nur eines von mehreren
Mustern weltweit. Unterschiede in der Entwicklung der Altersstruktur hängen mit der
unterschiedlichen Fertilitätsentwicklung, aber auch mit Migration und der demografischen Trägheit
des Alterungsprozesses zusammen – zwei Faktoren, die bisher in der Diskussion über demografische
Dividenden relativ wenig Beachtung finden. Für asiatische Länder zeigt diese Arbeit, dass Unterschiede
im Alterungsprozess zumindest teilweise durch Migration erklärt werden können. In den meisten
Ländern wäre jedoch eine unrealistisch hohe Zuwanderung nötig, um den Alterungsprozess in den
nächsten Jahrzehnten gänzlich aufzuhalten. Die Ergebnisse unterstreichen also, dass Migration eine
Rolle bei der Entwicklung der Altersstruktur spielen kann, Bevölkerungsalterung aber allein durch
Zuwanderung kaum aufgehalten werden kann. Vielmehr scheinen umfassende Maßnahmen essentiell
für die weitere Entwicklung alternder Länder in Asien und darüber hinaus.Age-structure changes are an intrinsic feature of the demographic transition from high mortality and
fertility to low mortality and fertility. Initially, the demographic transition increases the share of the
working-age population, creating opportunities for economic boosts through demographic dividends.
Particularly some Asian countries have benefited greatly from such demographic dividends in the past.
Overtime, however, the demographic transition leads to population ageing, which brings various
implications for economies and societies worldwide. In Asia, many countries are ageing rapidly, while
others continue to maintain a relatively young age structure. These differences may also be related to
migration. Migration is also often discussed as a possible policy response to counteract population
ageing. This thesis identifies global patterns in changes in the share of working-age population and
examines associated demographic factors. With a specific focus on Asian countries, it assesses the
impact of migration on population ageing in the past and its potential impact in the future.
All analyses in this thesis are based on data from the United Nations’ World Population Prospects 2022.
First, past, present and projected age-structure changes are analyzed in the context of demographic
dividends, covering 148 countries worldwide. Cluster analyses are conducted to identify patterns of
age-structure changes between 1950 and 2100, while linear regression models are used to detect
associations between these changes and relevant demographic factors. Second, the impact of
migration on past age-structure changes is assessed for the period 1990-2020 in 51 Asian countries
using decomposition analysis. An existing decomposition approach is extended to incorporate the
concept of prospective age, which accounts for differences in life expectancy when assessing
population ageing. Third, the potential impact of migration on population ageing between 2022 and
2050 is analyzed in eleven Asian countries by adopting the United Nations’ replacement migration
concept. In this analysis, both chronological and prospective indicators of population ageing are
applied.
The results underline the heterogeneity of global age-structure changes in the course of the
demographic transition. This underscores the need to take into account a country’s specific
demographic development when assessing its potential for a demographic dividend. The experience
of some Asian countries, where rapid fertility declines in the past have been followed by sharp
increases in the share of the working-age population, is only one of several global patterns. Differences
in age-structure changes are associated with differences in fertility, but also with migration and
population momentum – two factors that have so far received relatively little attention in the
discussion of demographic dividends. Focusing on Asian countries, this thesis reveals that differences
in population ageing across countries are at least partly driven by migration. However, the volume of
migration potentially required to offset population ageing over the next decades seems unrealistically
high in most countries. The results emphasize that migration can play a role in age-structure changes,
but population ageing can barely be halted by immigration alone. Thus, comprehensive policies seem
to be a key factor in ensuring further development in ageing countries in Asia and beyond
DFG Project No 285717372 Final Report. A Sociotechnical Framework for ECS Benefits Realisation (BECS)
No full textThe BECS project investigates the benefits arising from the adoption and use of Enterprise Collaboration Systems (ECS).
ECS are large-scale collaboration technology infrastructures that provide the software functionality to enable workgroups to organise online team meetings, to create and share information, to coordinate workflows and to collaborate on joint projects, regardless of the location and timing of work activities.
When ECS are introduced into organisations there are initial expectations about what can be gained from the system, e.g. improved collaboration, improved communication across silos, etc. Over time, as users gain experience using the system, ideas about what can be achieved change and the ECS become embedded into organisational work practices. However, identifying and understanding the expected benefits of ECS, how they evolve over time, and how they contribute to organisational performance is challenging due to a lack of suitable methods and tools to describe (profile), measure and monitor ECS benefits.
The BECS project addresses this challenge; the primary focus is on identifying, measuring and monitoring the benefits that arise from ECS implementation and use over time. Through the development of in-depth longitudinal case studies of ECS adoption in leading organisations in the DACH region and empirical analyses of collaboration system use, the research:
i) developed practical tools and methods for the measurement of ECS benefits and benefits profiling;
ii) provides greater insights into how benefits management is experienced and constituted in practice; and
iii) developed a novel and integrated framework that assists researchers and practitioners to coordinate their efforts in developing, implementing and evaluating ECS benefits.
The project delivered both practical and theoretical outcomes. The methods and tools developed in the BECS project have been applied in organisations and delivered useful and useable results enabling organisations to understand and monitor the evolving benefits of their ECS. Following the COVID-19 pandemic, this work became of even greater importance as new uses of ECS emerged when organisations adopted large-scale support for hybrid and remote working initiatives.
The research findings also provide key theoretical concepts and analytical methods, including the MoBeC framework, Social Collaboration Analytics and Benefits Scorecards. These provide the foundation for subse-quent research projects to examine transformation to digital work and the development of a new stream of research into trace analysis and collaboration analytics more broadly.Fokus der Untersuchungen im BECS-Projekt ist der Nutzen (Benefit), der sich aus der Einführung und Nutzung von Enterprise Collaboration Systems (ECS) ergeben.
ECS sind Infrastrukturen für die digitale Unterstützung der Zusammenarbeit. Sie stellen die notwendige Softwarefunktionalität bereit, die es Arbeitsgruppen ermöglicht, Teambesprechungen zu organisieren, Informationen auszutauschen, Arbeitsabläufe zu koordinieren und an gemeinsamen Projekten zu arbeiten – unabhängig von Ort und Zeitpunkt der Arbeitsaktivität.
Wenn ECS in Organisationen eingeführt werden, gibt es zunächst Erwartungen darüber, was durch das System erreicht werden kann, z. B. verbesserte Zusammenarbeit oder verbesserte Kommunikation über Silos hinweg. Mit der Zeit, wenn Benutzer Erfahrungen mit dem System sammeln, ändern sich die Vorstellungen darüber, was erreicht werden kann, und die ECS werden in die Arbeitspraktiken der Organisation integriert.
Die Identifizierung und das Verständnis des erwarteten Nutzens von ECS, ihrer Entwicklung über die Zeit und ihres Beitrags zur Unternehmensleistung ist jedoch schwierig, da geeignete Methoden und Werkzeuge fehlen, um die Vorteile von ECS zu beschreiben (Profilierung), zu messen und zu überwachen. Das BECS-Projekt befasste sich mit dieser Herausforderung; der Schwerpunkt liegt auf der Identifizierung, Messung und Überwachung des Nutzens, der sich im Laufe der Zeit aus der Implementierung und Nutzung von ECS ergeben. Mit Hilfe von Längsschnittfallstudien zur Einführung von ECS in führenden Organisationen in der DACH-Region und empirischen Analysen der Nutzung von Kollaborationssystemen hat die durchgeführte Forschung die folgenden Ergebnisse hervorgebracht:
i) konkrete Tools und Methoden zur Messung des Nutzens von ECS und zur Erstellung von Nutzenprofilen;
ii) einen vertieften Einblick in die Art und Weise, wie Nutzenmanagement in der Praxis erfolgreich gestaltet und angewendet werden kann und
iii) ein neuartiges, integriertes Rahmenwerk, das Forschende und Praktiker bei der Entwicklung, Implementierung und Bewertung von ECS-Vorteilen unterstützt.
Das Projekt lieferte damit sowohl praktische als auch theoretische Ergebnisse. Die im BECS-Projekt entwickelten Methoden und Tools wurden in Organisationen angewendet und lieferten nützliche und nutzbare Ergebnisse, die es Organisationen ermöglichen, den sich ergebenden Nutzen ihres ECS zu verstehen und zu überwachen. Mit Ausbruch der COVID-19-Pandemie wurde dieses Thema noch relevanter, da ECS notwendig wurden, um die notwendige verteilte und hybride Arbeit zu unterstützen.
Die Forschungsergebnisse liefern auch wichtige theoretische Konzepte und Analysemethoden, darunter das MoBeC-Framework, Social Collaboration Analytics und Benefits Scorecards. Diese bilden die Grundlage für weiterführende Forschungsprojekte zur Untersuchung der Transformation digitaler Arbeit und der Entwicklung eines neuen Forschungszweigs im Bereich der Spurenanalyse und Kollaborationsanalyse im weiteren Sinne
Detecting Online Abuse: Fine-Tuning LLMs for Abusive Language Detection
No full textThe proliferation of online abuse on social media platforms has emerged as a significant concern, negatively impacting users' mental health and online experiences. While the Natural Language Processing (NLP) community has developed various computational methods for abuse detection, including Support Vector Machines (SVMs) and Convolutional Neural Networks (CNNs), existing approaches predominantly focus on identifying explicit forms of abuse. This narrow focus overlooks subtle and contextual forms of online harassment, which can be equally damaging to users' wellbeing.
This thesis presents a novel approach to online abuse detection by integrating contextual embeddings with sentiment analysis features through the fine-tuning of Large Language Models (LLMs). Our methodology leverages a comprehensive dataset of 47,000 annotated tweets for training, combined with sentiment analysis capabilities developed using 50,000 IMDB movie reviews. The system employs DistilBERT architecture to develop a sophisticated detection framework capable of identifying six distinct categories of abuse: ethnicity-based, age-based, gender-based, religion-based, other cyberbullying, and non-cyberbullying content. The author established a rigorous evaluation framework employing multiple metrics, including accuracy, recall, and F1 score, to assess the model's performance in detecting both explicit and nuanced forms of online abuse.
The integrated system achieved an overall accuracy of 85\% across 6 categories on the cyberbullying dataset, outperforming other methodologies applied to the same data. In direct comparison, our approach— which uniquely combines contextual embeddings with sentiment analysis—demonstrated significant improvements over traditional fine-tuning methods, such as those using only BERT or RoBERTa, particularly in detecting subtle forms of abuse. Most notably, our system was more effective at identifying passive-aggressive content and context-dependent harassment, challenges that often cause conventional detection methods to fall short. This enhanced performance can be attributed to the model's ability to capture nuanced linguistic cues through its integrated analysis of both contextual information and sentiment, thereby offering a more refined interpretation of potentially harmful content.
This research emphasizes the critical importance of incorporating subtle abuse detection into online content moderation systems. By developing more sophisticated detection methods that can identify both overt and nuanced forms of harassment, this work contributes to the creation of safer and more inclusive online spaces that facilitate constructive dialogue. The findings of this study have significant implications for the development of more effective content moderation tools and the broader goal of fostering healthier online communities