Refine
Year of publication
Document Type
- Article (400)
- Conference Proceeding (374)
- Part of a Book (225)
- Book (102)
- Report (25)
- Other (15)
- Doctoral Thesis (12)
- Working Paper (8)
- Master's Thesis (7)
- Periodical (3)
Institute
- Wirtschaft (322)
- Forschungszentrum Mikrotechnik (232)
- Technik | Engineering & Technology (192)
- Department of Computer Science (Ende 2021 aufgelöst; Integration in die übergeordnete OE Technik) (164)
- Forschungszentrum Business Informatics (152)
- Soziales & Gesundheit (131)
- Forschungsgruppe Empirische Sozialwissenschaften (112)
- Forschungszentrum Human Centred Technologies (94)
- Forschungszentrum Energie (79)
- Didaktik (mit 31.03.2021 aufgelöst; Integration ins TELL Center) (68)
Language
- English (638)
- German (530)
- Multiple languages (5)
- French (1)
- Dutch (1)
Is part of the Bibliography
- yes (1175) (remove)
Keywords
- Social Work (18)
- Organizational Studies, Economic Sociology (17)
- Social Structure, Social Inequality (17)
- Laser ablation (11)
- Y-branch splitter (11)
- Soziale Arbeit (10)
- +KDC 122 (9)
- Design : Theorie, Reflexion (9)
- arrayed waveguide gratings (9)
- Entscheidung (6)
This paper presents design, simulation, and optimization of the three-dimensional 1×4 optical multimode interference splitter using IP-Dip polymer as a core and polydimethylsiloxane (PDMS) Sylgard 184 as a cladding. The splitter was simulated by using beam propagation method in BeamPROP simulation engine of RSoft photonic tool and optimized for an operating wavelength of 1.55 µm. According to the minimum insertion loss, the dimensions of the MMI coupler and the length of the whole MMI splitter structure were optimized applying a waveguide with a core size of 4×4 µm2. The objective of the study is to create a design for fabrication by three-dimensional direct laser writing optical lithography.
We present design of planar 16-channel, 100-GHz multi-mode polymer-based AWG. This AWG was designed for central wavelength of 1550 nm applying AWG-Parameters tool. The AWG structure was created and simulated in the commercial photonic tool PHASAR from Optiwave. Achieved transmission characteristics were evaluated by AWG-Analyzer tool. For the design, multi-mode waveguides having a cross-section of (4x4) µm2 were used. The simulated results show strong worsening of the transmission characteristics in comparison when using single-mode waveguides. Nevertheless, the transmitting channels are clearly separated. The reason for using thicker multi-mode waveguides in the design is possibility to fabricate the AWG structure on polymer basis using direct laser writing lithography.
Coupling is one of the most frequently mentioned metric in software systems. However, to measure logical coupling between microservices, runtime information is needed or the availability of service-log files to analyze the calls between services is required. This work presents our emerging results, in which we propose a metric to statically calculate logical coupling between microservices based on commits to versioning systems. We performed an initial validation of the proposed metric with a dataset containing 145 open-source microservices projects. The results illustrate how logical coupling affects every system and increases overtime. However, we did not find a correlation between the number of commits or the number of developers and the introduction of logical coupling. In future, we investigate why, how, and when logical coupling is introduced in a system.
Die persönliche Black-Box
(2023)
Redundanz und Varietät
(2023)
The paper deals with designing and numerical modelling a 2 x 2 optical switch for photonic integrated circuits based on 2 x 2 MMI elements and phase modulators. The 2 x 2 optical switch was modelled in the RsoftCAD with the simulation tool BeamPROP. The 2 x 2 optical switch is a common element for creating more complex 1 x N or N x N optical switches in all-optical signal processing.
In this paper, the design of three-dimensional configuration of Y-branch splitter is compared with Multimode Interference splitter. Both splitters use the IP-Dip polymer as a standard material for 3D laser lithography. The optical properties of the splitters for both approaches are discussed and compared.
In this work, we investigated the influence of different etch depths of the rib waveguides on the performance of SiN-based AWGs. For this purpose, an 8-channel 100 GHz AWG was designed for a center wavelength of 850 nm. The design parameters entered were calculated using the AWG-Parameters tool. The simulations were performed with a commercial photonic tool PHASAR from Optiwave. The simulated performance was evaluated using the AWG-Analyzer tool. For the AWG design, we used three identical rib waveguides with different etch depths to simulate possible etch imperfection. The simulations show the wavelength shift and degradation of the AWG performance.
Optoelectronic system based on photonic integrated circuits to miniaturize spectral domain OCT
(2023)
We present a miniaturized optical coherence tomography (OCT) setup based on photonic integrated circuits (PIC) for the 850 nm range. We designed a 512-channel arrayed waveguide grating (AWG) on a PIC for spectral domain OCT (SD-OCT) that is co-integrated with PIN-photodiodes and analog-to-digital-converters on one single chip. This image sensor is combined with all the necessary electronics to act as a camera. It is integrated into a fiber-based OCT system, achieving a sensitivity of >80dB and various samples are imaged. This optoelectronic system will allow building small and cost-effective OCT systems to monitor retinal diseases.
Chatbots für Alle
(2023)
Digitale Barrierefreiheit ist eine der großen Aufgaben in unserer Gesellschaft, um die Gleichstellung aller Menschen zu gewährleisten. Für unterschiedliche Personengruppen stellt die Anwesenheit von Barrieren ein Problem dar, daher hat sich diese Arbeit zur Fragestellung gesetzt, welche konkreten Gestaltungsempfehlungen exemplarisch zum Abbau kognitiver Barrieren bei textbasierten Gesprächsschnittstellen beitragen können. Wie Menschen mit kognitiven Einschränkungen, mit beispielsweise Lernschwierigkeiten, Gestaltung innerhalb von Dialog-Systemen wahrnehmen, ist weitgehendst unerforscht. Denn das Web wird vornehmlich für Nutzende mit durchschnittlichen Fähigkeiten und Anforderungen gestaltet. Um Barrierefreiheit im Digitalen zu gewährleisten, bieten die Web Content Accessibility Guidelines (WCAG) eine Referenz für die gesetzliche Grundlage. Allerdings sind die darin enthaltenden Erfolgskriterien allgemein fürs Web und nicht konkret genug für textbasierte Chatbots formuliert und lassen für Designer:innen und Entwickler:innen großen Interpretationsspielraum in der Umsetzung offen.
Digitale Barrieren sind Hindernisse, die Menschen teilweise oder vollkommen behindern etwas zu tun. Vor allem erleben marginalisierte Personengruppen, wie ältere Menschen oder Menschen mit Einschränkungen, Ausschlussmechanismen aus digitalen Produkten und Services. Zeitgleich zu dieser Ungerechtigkeit schreitet der demografische Wandel voran. Parallel damit steigt die Wahrscheinlichkeit mit einer Einschränkung psychischer oder physischer Natur zu leben – beispielsweise eine Demenz im Alter zu haben. Die Nichtteilnahme im Digitalen führt in einer Gesamtbetrachtung in Folge zu einer mehr oder weniger ausgeprägten sozialen und gesellschaftlichen Spaltung. Zudem ist die Frage, wer für die Umsetzung von Barrierefreiheit verantwortlich ist weitgehend ungeklärt. Zugrundeliegende Faktoren für Ausschlussmechanismen ist z. B. die personelle Homogenität in Entwicklungsteams und damit zusammenhängend die Reproduktion der privilegierten Sichtweisen in gestaltete Artefakte. Offensichtlich ist, dass Entwickler:innen und Designer:innen zur Konstruktion und damit zur Dekonstruktion von Barrieren beitragen können.
Das Ziel des Forschungsvorhabens ist es, einen Beitrag zum aktuellen Wissensstand zu leisten und reale Nutzende zu partizipieren. Dazu wurden gestalterische Experimente und Usability Tests durchgeführt und die exemplarischen Ergebnisse in konkreten Gestaltungsempfehlungen in einem Empfehlungskatalog synthetisiert.
Semiconducting metal oxides are widely used for solar cells, poto-catalysis, bio-active materials and gas sensors. Besides the material properties of the used semiconductor,the specific surface topology of the sensor determines the device performance. We investigate the preparation and transfer suitable metals onto LIPPS structures on glass for gas sensing applications.
Deep etched structures in GaAs with high aspect ratio have promising applications in optoelectronics and MEMS devices. The key factors in their fabrication process are the choosing of proper mask material and etching conditions which results in high selectivity and an anisotropic etch profile with smooth sidewalls. In this work, we studied several types of mask materials (Al, Ni, Cr, SiO2) for deep reactive ion etching of GaAs using inductively coupled plasma system. Thus, several sets of experiments were performed with varying gas mixture, pressure and ICP/RF power. As a result, we find optimized conditions and minimal thickness of mask material for achieving deep etched (>140 m) GaAs structures.
Various carbon (nano-) forms, so-called allotropes, have become one of the most supporting activities in fundamental and applied research trends. Therefore, a universal deposition process capable of “adjusting” system parameters in one “deposition chamber” is highly demanding. Here, we present a low-pressure large area deposition system combining radiofrequency (RF) and microwave (MW) plasma in one chamber in different configurations, which offers a wide deposition window for the growth of sp2 carbon (carbon nanotubes, amorphous carbon), a mixture of sp2 and sp3 (diamond-like films) and pure sp3 carbon represented by diamond films. We will show that not only the type of plasma source (RF vs. MW) but also the gas mixture and plasma chemistry are crucial parameters for the controllable and reproducible growth of these allotropes at temperatures from 250 to 800 °C.
The properties of SiC and diamond make them attractive materials for MEMS and sensor devices. We innovated specific laser ablation techniques to fabricate membranes and cantilevers made of SiC or nano-(micro-) crystalline diamond films grown on Si/SiO2 substrates by microwave chemical vapour deposition (MWCVD). We started research to generate surface moulds to grow corrugated diamond films for membranes and cantilevers. A software tool was developed to support the design of micromechanical cantilevers. We can measure deformation and resonant frequency of diamond cantilevers and identify the global mechanical properties. A benchmark against finite element simulations enables an inverse identification of the specific system parameters and simplifies the characterization procedure.
The properties of diamond make it an attractive material for MEMS and sensor devices. We present the feasibility to fabricate membranes and cantilevers made of nano-(micro-) crystalline diamond films grown on Si/SiO2 substrates using microwave chemical vapour deposition (MWCVD). The patterning of micromechanical structures was performed by a combined process of femtosecond laser ablation and wet etching. We designed cantilever structures with varying lengths and widths (25, 50, 100, 200 and 300 μm). The cantilevers were made in a symmetric left- and right-hand configuration. An additional laser treatment was used to modify the mechanical properties of the left-hand cantilever. The deflection of the laser-treated, and non-treated sections was measured. The global mechanical system properties were simulated and corresponded with high accuracy to the measured results of deflection.
Purpose: Although there is an apparent potential in using data for advanced services in manufacturing environments, SMEs are reluctant to share data with their ecosystem partners, which prevents them from leveraging this potential. Therefore, the purpose of this paper is to analyse the reasons behind these resistances. The argumentation paves the way for elaborating countermeasures that are adequate for the specific situation and the typical capabilities of SMEs.
Design/Methodology/Approach: The analysis is based on literature research and in-depth interviews with management representatives of 15 companies in manufacturing service ecosystems. Half of these are manufacturers and the other half technology or service providers for manufacturers. They are SMEs or partly larger companies operating in structures that are typical for SMEs.
Findings: Data sharing hurdles are investigated in the five dimensions, 1. quantifying the value of data, 2. willingness to share data and trust, 3. organizational culture and mindset, 4. legal aspects, and 5. security and privacy. The ability to quantify the value of data is a necessary but not sufficient precondition for data sharing, which must be enabled by adequate measures in the other four dimensions.
Originality/Value: The findings of this empirical study and the solution approach provide an SME-specific framework to analyze hurdles that must be overcome for sharing data in an ecosystem.
Manufacturing SMEs can apply the framework to overcome the hurdles by specific insights and solution approaches. Furthermore, the analysis illustrates the future research direction of the project towards a comprehensive solution approach for data sharing in a manufacturing ecosystem.
The design and development of smart products and services with data science enabled solutions forms a core topic of the current trend of digitalisation in industry. Enabling skilled staff, employees, and students to use data science in their daily work routine of designing such products and services is a key concern of higher education institutions, including universities, company workshop providers and in further education. The scope and usage scenario of this paper is to assess software modules (‘tools’) for integrated data and analytics as service (DAaaS). The tools are usually driven by machine learning, may be deployed in cloud infrastructures, and are specifically targeted at particular needs of the industrial manufacturing, production, or supply chain sector.
The paper describes existing theories and previous work, namely methods used in didactics, work done for visually designing and using machine learning algorithms (no-code / low- code tools), as well as combinations of these two topics. For tools available on the market, an extended assessment of their suitability for a set of learning scenarios and personas is discussed.
Smart services disrupt business models and have the potential to stimulate the circular economy transition of regions, enabling an environmentally friendly atmosphere for sustainable and innovation-driven growth of regions. Although smart services are powerful means for deploying circular economy goals in industrial practices, there is little systematic guidance on how the adoption of smart services could improve resource efficiency and stimulate smart regional innovation-driven growth, enabled through circular design. Implemented in the scope of Vorarlberg’s smart specialization strategy, this paper contributes to the literature on the circular economy and regional innovation-driven growth by assessing critical factors of the value creation and value capture implemented within the scope of the quadruple helix system. By identifying the main challenges and opportunities of collaborative value creation and value capture in setting-up smart circular economy strategies and by assessing the role of innovation actors within the quadruple helix innovation system, the study provides recommendations and set of guidelines for managers and public authorities in managing circular transition. Finally, based on the analysis of the role of actors in creating shared value and scaling-up smart circular economy practices in the quadruple helix innovation systems, the paper investigates the role of banks as enablers of circular economy innovation-driven regional growth and smart value creation.
Small and medium-sized enterprises often face resource deficits and there- fore depend on cooperating with other actors to stay innovative in a competitive environment. Establishing and maintaining actual co-creation and service inter- action strategies however is challenging. A reason for this is the complexity of finding methodologies and tools to create valuable outcome and the lack of knowledge of collaboration toolsets, also in virtual environments. This paper introduces an Innovation-Method-Framework consisting of innovation methods for increased service interaction and value co-creation among service stakeholders. Also, toolsets for the framework’s practical application are provided.
Recent developments in the area of Natural Language Processing (NLP) increasingly allow for the extension of such techniques to hitherto unidentified areas of application. This paper deals with the application of state-of-the-art NLP techniques to the domain of Product Safety Risk Assessment (PSRA). PSRA is concerned with the quantification of the risks a user is exposed to during product use. The use case arises from an important process of maintaining due diligence towards the customers of the company OMICRON electronics GmbH.
The paper proposes an approach to evaluate the consistency of human-made risk assessments that are proposed by potentially changing expert panels. Along the stages of this NLP-based approach, multiple insights into the PSRA process allow for an improved understanding of the related risk distribution within the product portfolio of the company. The findings aim at making the current process more transparent as well as at automating repetitive tasks. The results of this paper can be regarded as a first step to support domain experts in the risk assessment process.
The production of liquid-gas dispersions places high demands on the process technology, which requires knowledge of the bubble formation mechanisms, as well as the phase parameters of the media combinations used. To obtain the bubble sizes introduced to a flow not knowing the phase parameters, different process parameters are investigated. Their quality and applicability are evaluated. The results obtained make it possible to simplify long design processes of dispersion processes in manufacturing plants and to ensure the product quality of the products manufactured, by reducing waste.
In previous studies of linear rotary systems with active magnetic bearings, parametric excitation was introduced as an open-loop control strategy. The parametric excitation was realized by a periodic, in-phase variation of the bearing stiffness. At the difference between two of the eigenfrequencies of the system, a stabilizing effect, called anti-resonance, was found numerically and validated in experiments. In this work, preliminary results of further exploration of the parametric excitation are shared. A Jeffcott rotor with two active magnetic bearings and a disk is investigated. Using Floquet theory, a deeper insight into the dynamic behavior of the system is obtained. Aiming at a further increase of stability, a phase difference between excitation terms is introduced.
Arbeitspaket 3: Ausschöpfung des Innovationspotentials von smarten Technologien - FH Vorarlberg
(2022)
Alles bleibt anders? Profession und Disziplin Sozialer Arbeit im Kontext der Covid-19-Pandemie
(2022)
Hallo. Ich bin Lio.
(2022)
Von Assistenzrobotern im Pflegebereich erhofft man sich Unterstützung in vielfacher Weise: Sie sollen zur Erleichterung für das Pflegepersonal führen (z.B. durch Handreichung von Gegenständen), mehr Sicherheit bringen (z.B. indem sie Nachschauen, sobald Auffälliges registriert wird) und zu einem gesunden Altern (z.B. körperliche Aktivierung) und zu mehr Teilhabe (z.B. psychosoziale Aktivierung) beitragen. Ihre Funktionen versprechen daher einerseits Assistenz für Pflege- und Betreuungspersonal (z.B. Transport- und Serviceaufgaben) und andererseits soziale Assistenz für Senior:innen in Pflegesituationen (z.B. Unterhaltung, Aktivierung).
In dem Projekt PUR (Pflegeunterstützende Robotik) wurde der Roboter Lio der Firma F&P Robotics AG über einen Zeitraum von 22 Monaten in Wohnbereichen in zwei Pflegeeinrichtungen in Konstanz und Schaffhausen getestet und situationsangepasst weiterentwickelt. Mit Unterstützung des Personals und der Bewohner:innen vor Ort wurde Lio anhand der Kriterien Usability, User Experience, Akzeptanz sowie seinen Nutzen für die Organisation evaluiert. Neben den Befragungen der Akteur:innen in den beiden Einrichtungen erfolgte eine systematische Erfassung und Analyse von Informationen und Daten anhand von Logfiles und Dokumenten in welchen Nutzungsdauer und -häufigkeit sowie Fehlerraten erfasst wurden.
Es wurde deutlich, dass Lio sich noch hinsichtlich aller Kriterien verbessern muss um die hohen Erwartungen bezüglich einer wahrnehmbaren Entlastung des Pflegepersonals bei gleichzeitiger Aufrechterhaltung oder Verbesserung der Lebensqualität der Bewohner:innen erfüllen zu können. Als Schlüsselfunktion für eine optimierte Usability und User Experience wird die Bedienbarkeit über Sprache betrachtet. Zum einen aus Sicht der Pflege- und Betreuungskräfte die Lio z.B. in hektischen Situationen in der Nachtschicht schnell und einfach in seinem Autonomiemodus (z.B. Desinfizieren von Türen) unterbrechen müssen. Zum anderen aus Sicht der Bewohner:innen die ihn ansprechen, aber nicht verstanden werden, womit das aktivierende Potential, das in Lio steckt, nicht ausgeschöpft wird.
Eine routinemäßige Einbindung von Assistenzrobotern wie Lio in die Pflege- und Betreuungspraxis erfordert neben der Lösung von technischen Problemen (wie zuverlässige Navigation, Sprachinteraktion) auch geeignete Beteiligungsansätze der Akteuer:innen. Diese sind so zu gestalten, dass nicht nur die technikaffinen Personen abgeholt werden, sondern allen ein entsprechendes Angebot gemacht wird, den Umgang mit dem technischen System zu erproben und in der Kontrolle und Bedienung Sicherheit zu erlangen.
Die befragten Akteur:innen sehen eine Zukunft für Assistenzroboter sofern sie autonom, zuverlässig und jederzeit gut kontrollierbar funktionieren und stehen dem digitalen Transformationsprozess in der Pflege größtenteils sehr offen gegenüber.
Bachground: Worldwide, more than 79.5 million people are forcibly displaced, including a significant number of migrant and refugee families with children. Migration and refugeedom affect these families in different dimensions, such as mental, physical and spiritual health. Identifying family needs and enhancing parenting skills can improve family cohesion and health, as well as smooth integration into the host country. This review is part of the Erasmus+ funded project- IENE 8 (Intercultural Education for Nurses in Europe) aiming at empowering migrant and refugee families regarding parenting skills.
Methods: This was a scoping review of literature. The IENE 8 partner countries (Cyprus, Germany, Greece, Italy, Romania, and United Kingdom) searched for peer reviewed papers, grey literature and mass media reports at international, European and national level. The time period for the search of scientific and grey literature was between2013-2018, and for mass media, it was between 2016 and 2018. Results: 124 relevant sources were identified. They included 33 Peer reviewed papers, 47 Grey literature documents and 44 mass media reports. This revealed the importance of understanding the needs of migrant families with children. Conclusion: It is evident from the literature that there is a need to support refugee parents to adjust their existing skill and to empower them to develop new ones. Healthcare and social services professionals have an essential role in improving the refugees' parenting skills. This can be done by developing and implementing family-centered and culturally-sensitive intervention programs.
Ausrechnen oder aushandeln?
(2023)
Highly-sensitive single-step sensing of levodopa by swellable microneedle-mounted nanogap sensors
(2022)
Microneedle (MN) sensing of biomarkers in interstitial fluid (ISF) can overcome the challenges of self-diagnosis of diseases by a patient, such as blood sampling, handling, and measurement analysis. However, the MN sensing technologies still suffer from poor measurement accuracy due to the small amount of target molecules present in ISF, and require multiple steps of ISF extraction, ISF isolation from MN, and measurement with additional equipment. Here, we present a swellable MN-mounted nanogap sensor that can be inserted into the skin tissue, absorb ISF rapidly, and measure biomarkers in situ by amplifying the measurement signals by redox cycling in nanogap electrodes. We demonstrate that the MN-nanogap sensor measures levodopa (LDA), medication for Parkinson disease, down to 100 nM in an aqueous solution, and 1 μM in both the skin-mimicked gelatin phantom and porcine skin.
The paper shows concepts of optical splitting based on three dimensional (3D) optical splitters based on multimode interference principle. This paper is focused on the design, fabrication and characterization of 3D MMI splitter with formed output waveguides based on IP-Dip polymer for direct application on optical fiber. The MMI optical splitter was simulated and fabricated using direct laser writing process. Output characteristics were characterized by highly resolved near-field scanning optical microscope (NSOM) and compared with 3D MMI splitter without output waveguides.
We present 256-channel, 25-GHz AWG designed for ultra-dense wavelength division multiplexing. For the design two in-house developed tools were used: AWG-Parameters tool for the calculation of input design parameters and AWGAnalyser tool, used to evaluate the simulated transmission characteristics. The AWG structure was designed for AWG central wavelength of 1550 nm and simulated with PHASAR tool from Optiwave. To keep the size of AWG structure as small as possible the number of waveguides in the phased array was tested. The simulations show that there is a certain minimum number of phased array waveguides necessary to reach sufficient AWG performance. After optimization, the AWG structure reached 10 cm x 11 cm in size and satisfying optical properties.
This paper describes two different designs of 1×8 passive optical splitters. The first splitter consists of cascade arranged directional waveguide branches (Y-branch splitter) with (0.8×0.16) µm2 waveguide cross-section. The second splitter is based on multimode interference occurring in a large MMI coupler, which uses a self-imaging effect for beam propagation, exhibiting the same waveguide core size as a Y-branch splitter. The waveguide channel profile, used in both approaches, is based on a silicon nitride material platform, with a refractive index of core being nc = 1.925 and a refractive index of cladding ncl = 1.4575. The splitters are designed as a planar structure for a medical operating wavelength 850 nm. Design, simulation, and optimization of passive optical components are performed by a commercial photonic software tool BeamPROP simulation engine by RSoft Photonics Suite tool, employing beam propagation method. This work aims to find the minimum physical dimensions of the designed splitters with the satisfactory optical performance. According to the minimum insertion loss and minimum non-uniformity, the optimum length of the splitters is determined. Finally, the optical properties of splitters for both approaches are discussed and compared with each other.
Calls for decolonising global health have intensified in recent years. The Austrian NGO plan:g Partnership for Global Health has taken several steps to decolonise its work and to find new ways of communicating and engaging in equitable partnerships. Decolonising global health cooperation is however not without its challenges.
Trotz der Relevanz von Partizipationsprozessen in Unternehmen und deren belegte Auswirkungen zeigt sich ein deutliches Ungleichgewicht zwischen der aufgezeigten Bedeutung von Beteiligungsprozessen und dem gleichzeitig geringen Umsetzungsstand in Betrieben. Deshalb soll geprüft werden, inwiefern sich die Erwartungen jüngerer Mitarbeiter:innen mit ihrer erlebten Arbeitsrealität decken. Dazu wurden 459 Personen (59,5% Frauen) im Alter zwischen 16 und 35 Jahren zu allgemeinen Partizipationsmöglichkeiten und zu flexiblen Arbeitsbedingungen befragt. Es zeigen sich signifikante Unterschiede in beiden Teilbereichen der Partizipation zwischen den Erwartungen der Arbeitnehmer:innen und deren erlebter Realität in den Unternehmen. Über Angleichung der betrieblichen Realitäten der Partizipation könnten Unternehmen und Mitarbeiter:innen auf verschiedenen Ebenen gewinnen.
Gewalt in der Pflege
(2021)
Studien zeigen, dass das medizinisch/pflegerische Personal nach Polizei und Sicherheitsleuten unter allen Berufen am zweithäufigsten am Arbeitsplatz von Aggressions- und Gewaltereignissen betroffen sind und dies hat einen negativen Einfluss auf die Berufszufriedenheit und die Gesundheit der betroffenen Mitarbeiter:innen.
Die Studie „Gewalt in der Pflege“ begründet auf repräsentativer Basis ein Monitoring über das Ausmaß von Gewalt gegenüber Pflegenden in Vorarlberger Pflege- und Betreuungseinrichtungen. Für die Analyse wurde in Anlehnung an bestehende Erhebungsinstrumente in verbale Gewalt (inkl. Drohungen), körperliche Gewalt und sexuelle Gewalt unterschieden.
80 % der Befragten gaben an bereits mindestens einmal in ihrem Berufsleben mit Gewalt konfrontiert gewesen zu sein. 44,1 % von ihnen waren Opfer körperlicher Gewalt in verschiedenen Schweregraden. Auch die Prävalenz von sexueller Gewalt ist in den Pflegeheimen als hoch einzustufen, wobei der Großteil der betroffenen Mitarbeiter:innen Frauen sind. Die Hauptquelle der Gewalt sind die Bewohner:innen, gefolgt von den Angehörigen. Es können verschiedene Gründe und Ursachen für die Gewalt ausgemacht werden. Da sind zunächst gesellschaftliche Entwicklungen, wie ein gesteigerter Erwartungsdruck an die Pflegequalität bei gleichbleibenden Rahmenbedingungen, das zunehmende schwerere Krankheitsbild Bewohner:innen von Alters- und Pflegeheimen, sowie eine hohe Belegungszahl zu nennen. Gewalterfahrungen egal welcher Art sind eine Belastung für das Pflegepersonal.
ROS 2 in Embedded Systemen
(2022)
Das Robot Operating System in seiner zweiten Version (ROS 2) findet zunehmend Verwendung und das nicht nur in Robotern. Dieser Beitrag gibt einen Überblick über den Aufbau und die Funktion von ROS 2. Die wesentlichen Elemente werden vorgestellt, das Publish-Subscribe-Konzept, das der Kommunikation zugrunde liegt, wird erläutert. Die Anforderungen von ROS 2 an Hardware und Betriebssystem werden beleuchtet und es werden Betrachtungen zu dessen Echtzeitverhalten gemacht.
Due to the increasing trend of photonic element miniaturisation and the need for optical splitting, we propose and simulate a new type of three-dimensional (3D) optical splitter based on multimode interference (MMI) for the wavelength of 1550 nm. We present various designs and simulations of various parameters for the optimized MMI splitter. We focus on the possibility of its integration on an optical fiber. The design is focused on a possible production process using 3D laser lithography for the prepared experiments. The MMI splitter was prepared by laser lithography using direct writing process and finally investigated by output characterisation by the near-field measurement.
In this paper, we document optical splitters based on Y-branch and also on MMI splitting principle. The 1×4 Y-branch splitter was prepared in 3D geometry fully from polymer approaching the single mode transmission at 1550 nm. We also prepared new concept of 1×4 MMI optical splitter. Their optical properties and character of output optical field were measured by near-field scanning optical microscope. Splitting properties and optical outputs of both splitters are very promising and increase an attractiveness of presented 3D technology and polymers.
The paper deals with the optimization of 2x2 optical switch for photonic integrated circuits based on two 2x2 MMI splitters and two phase-modulators. The optical switch was modelled in the RSoftCAD with the simulation tool BeamPROP. The optimization was done to minimise the insertion losses and broaden the spectral band at 1550 nm by using linear tapers in a 2x2 MMI splitter topology. The 2x2 optical switch is a common element for creating more complex 1xN or NxN optical switches in all-optical signal processing.
Design, simulation, and optimization of the 1×4 optical three-dimensional multimode interference splitter using IP-Dip polymer as a core and polydimethylsiloxane (PDMS) Sylgard 184 as a cladding is demonstrated. The splitter was simulated by using beam propagation method in BeamPROP simulation module of RSoft photonic tool and optimized for an operating wavelength of 1.55 μm . According to the minimum insertion loss, the dimensions of the splitter were optimized for a waveguide with a core size of 4×4 μm2 . The objective of the study is to create the design for fabrication by three-dimensional direct laser writing optical lithography.
In this paper we present various educational activities with Photonics Explorer, an educational kit developed by the photonics research team B - PHOT at VUB (Vrije Universiteit Brussel) for students at secondary schools. The concept is a ‘lab-in-a-box’ that enables students of the 2 nd and 3 rd grade to do photonics experiments themselves at school with lasers, LEDs, lenses, optical fibers, and other high-tech components. Even though, the kit was developed for the secondary schools, we use experiments from the kit also for some other teaching activities such as lectures at the university, photonics workshops for teachers and children at primary/secondary schools or for events such as children's/youth's university or the night of sciences. In the frame of Austrian based project Phorsch! we have organized most of these activities which will be presented here.
A new software tool, called AWG-Channel-Spacing, is developed to calculate accurate channel spacing of an arrayed waveguide gratings (AWG) optical multiplexer/demultiplexer. This tool has been developed with the application framework QT in the programming language C++. The tool was evaluated with a design of 20-channel 200 GHz AWG. The achieved simulated transmission characteristics prove the correct functionality of the tool.
A new software tool, called AWG-Wuckler, is developed to calculate geometric parameters of arrayed waveguide grating structures for telecommunication and medical applications. These parameters are crucial for a AWG layout which will be created and simulated using commercial photonic design tools. The design process of AWG is very complex because its geometric dimensions depend on a large number of input design parameters and other input design parameters. Often geometric constraints require an adjustment of the input design parameters and vice versa. Calculation and adjustment of the geometric parameters is a time-consuming process that is currently not fully supported by any commercial photonic tool. AWG-Wuckler tool overcomes this issue and offers a fast and easy to use solution. The tool was already applied in various AWG designs and is technologically well proven.
This paper aims to study the design, simulation, and optimization of low-loss Y-branch passive optical splitters up to 64 output ports for telecommunication applications. For a waveguide channel profile, the standard material silica-on-silicon is used. The Y-splitters are designed and simulated at telecommunication operating wavelength, λ = 1550 nm. Except for the lengths of the used Y-branches, and a core size of the waveguides, design parameters such as port pitch between the waveguides and simulation parameters for all splitters are considered fixed. The simulation results are analyzed to determine the optimum length of the splitters and the optimum core size. Based on this optimization the total length of the highest designed 1×64 Y-branch splitter was reduced by 41.14 % for a waveguide core (5×5) μm2 compared to the length of splitter with a standard (6×6) μm2 core size.
Vast amounts of oily wastewater are byproducts of the petrochemical and the shipping industry and to this day frequently discharged into water bodies either without or after insufficient treatment. To alleviate the resulting pollution, water treatment processes are in great demand. Bubble column humidifiers (BCHs) as part of humidification–dehumidification systems are predestined for such a task, since they are insensitive to different feed liquids, simple in design and have low maintenance requirements. While humidification in a bubble column has been investigated plentiful for desalination, a systematic investigation of oily wastewater treatment is missing in literature. We filled this gap by analyzing the treatment of an oil–water emulsion experimentally to derive recommendations for future design and operation of BCHs. Our humidity measurements indicate that the air stream is always saturated after humidification for a liquid height of only 10 cm. A residual water mass fraction of 3.5 wt% is measured after a batch run of six hours. Furthermore, continuous measurements show that an increase in oil mass fraction leads to a decrease in system productivity especially for high oil mass fractions. This decrease is caused by the heterogeneity of the liquid temperature profile. A lower liquid height mitigates this heterogeneity, therefore decreasing the heat demand and improving the overall efficiency. The oil content of the produced condensate is below 15 ppm, allowing discharge into various water bodies. The results of our systematic investigation prove suitability and indicate a strong future potential for the use of BCHs in oily wastewater treatment.
Der Einsatz von Robotik im Pflegekontext wird kontrovers diskutiert und löst unterschiedliche Assoziationen aus. In diesem Beitrag stellen wir Ergebnisse aus einer schriftlichen Befragung bei Pflegekräften aus Deutschland vor. Es wird aufgezeigt, für welche Funktionen und Aufgaben sich Pflegekräfte den Einsatz von Roboter vorstellen können und wo gegensätzliche Einstellungen gegenüber Robotern bestehen. Ein Fallbeispiel illustriert ein mögliches Anwendungsfeld. Mit den reflexiven Fragen laden wir die:den Lesenden ein, sich selbst mit der Idee Roboter als Alltagshelfer für ältere Menschen auseinanderzusetzen.
Alles muss raus
(2022)
Die Pflegebranche in Deutschland ist im Umbruch – sie muss dem zunehmenden Fachkräftemangel etwas entgegensetzen und zugleich als eine der Zukunftsbranchen die Potenziale der Technisierung und Digitalisierung heben.
Dieses Buch erfasst und analysiert die derzeitigen Trends und Herausforderungen sowohl im Bereich der praktischen Pflege als auch auf der Ebene des Pflegemanagements auf allen Führungsebenen. Die Autoren der 30 wissenschaftlichen Beiträge zeigen, wie politische Entscheider, die Organe der Selbstverwaltung und die einzelnen Unternehmen durch unterschiedliche Maßnahmen den Problemen der Pflegebranche entgegenwirken können. Es werden eine Reihe von Handlungsmöglichkeiten und Entwicklungsperspektiven für die unterschiedlichen Akteure der Pflegebranche aufgezeigt, bei denen sich der Faktor Mensch und der Faktor Maschine sinnvoll ergänzen können. Auch werden Pflegekonzepte mit in den Blick genommen, die bisher weniger bekannt sind. Ebenso werden innovative Ansätze von Start-ups und sozialen Entrepreneuren in der Pflege präsentiert.
Nicht zuletzt die Corona-Pandemie hat gezeigt, dass die Pflege eine zentrale, systemrelevante Stütze im Gesundheitswesen in Deutschland darstellt. Die jüngsten Reformen in der Pflegepolitik sind Ausdruck davon und zeigen, dass sich Entscheider auf allen Ebenen und in allen Bereichen der Pflege mit den drängenden Fragen auseinandersetzen müssen. Dazu liefert dieses Buch wichtige Impulse und Anregungen.
Soul in Space
(2022)
Genesungsfördernde Architektur von morgen Antworten auf die aktuellen Herausforderungen für die architektonische Konzeption und Gestaltung von Psychiatriebauten Perspektiven aus Psychiatrie, Architektur und Ethnologie umfassender Praxisteil mit anspruchsvollen Beispielen von Psychiatriearchitektur.
Mehr als jede vierte Person in Deutschland ist im Jahr von einer psychischen Erkrankung betroffen. Seit Jahren ist zu beobachten, dass die Inanspruchnahme psychiatrischer Behandlungen steigt – stationär und ambulant. Nicht zuletzt zeigt die Corona-Pandemie, die mit deutlich gestiegenen Fallzahlen psychiatrischer Diagnosen einhergeht, dass die Bedeutung der psychischen Gesundheit stärker wahrgenommen wird. In der Gesellschaft erwächst ein neues Bewusstsein für einen angemessenen Umgang mit Menschen mit psychischen Erkrankungen.
Vor diesen aktuellen Entwicklungen entstehen Überlegungen, wie psychiatrische Institutionen konzeptuell und architektonisch zu gestalten sind, um den Bedarfen der Patient:innen und Mitarbeitenden gerecht zu werden. Dabei steigt die Komplexität der gesellschaftlichen Kontexte wie auch der Aufgaben: junge Patient:innen in schweren psychischen Krisen bis hin zu hochbetagten Menschen mit demenziellen Erkrankungen. Antworten kommen auch und besonders von Architekt:innen, die einen Raum gestalten, damit die Gesellschaft als solche seelisch gesund bleiben und werden kann.
Das Fachbuch »Soul in Space – Psychiatrie trifft Architektur« beleuchtet die zukünftigen Entwicklungen von Behandlungsansätzen verbunden mit baulich-räumlichen Konzepten der Psychiatrie und Psychotherapie. Diese beiden Disziplinen sind eingebettet in einen gesellschaftlichen Diskurs, der kontinuierlich von ethischen und soziologischen Überlegungen geprägt und ein stückweit auch gefordert wird. Dabei wird die soziale Verantwortung deutlich, die der Gestaltung von Kliniken für die seelische Gesundheit innewohnt. In diesem Buch werden planerische Anforderungen und Lösungswege präsentiert und die Interaktion von Raum und Psyche in all ihren Facetten mit wissenschaftlichen Erkenntnissen belegt. Aktuelle, gestalterisch anspruchsvolle Psychiatriebauten veranschaulichen beispielhaft, welche Gestaltungskriterien zentral sind und wie eine zeitgemäße, genesungsfördernde Architektur nach heutigen Erkenntnissen aussehen kann.
Diversiteit
(2022)
Gesundheitsdienstleister kommen täglich mit Vielfalt in Berührung. Aus diesem Grund ist es ein wichtiges Thema in der Berufsausbildung. Das Bewusstsein für Unterschiede im soziokulturellen Hintergrund geht Hand in Hand mit dem Finden von Gemeinsamkeiten.
Inhalt
In dieser Ausgabe der ZorgBasics-Reihe steht Vielfalt in all ihren Facetten im Mittelpunkt. Aus theoretischen Rahmen, persönlichen Lebensgeschichten und Beispielen aus der Gesundheitspraxis wird das Thema Vielfalt vertieft. Weil Vielfalt auch viel mit der eigenen Persönlichkeit zu tun hat, werden dem Leser auch reflektierende Fragen gestellt.
Charakterisieren
• Dem Studierenden werden praktische Werkzeuge an die Hand gegeben, mit denen er Vielfalt auf unterschiedliche Weise betrachten kann.
• Das Buch diskutiert Vielfalt im weitesten Sinne des Wortes und macht das Thema mit Hilfe von Reflexionsübungen aufschlussreich.
• Gedacht für alle in der HGZO gibt es aber auch konkrete Beispiele aus der Pflege- und Ergotherapie.
Neu
Für die dritte Auflage wurde der Inhalt gründlich überarbeitet. Zeitgenössische Entwicklungen wie sexuelle Orientierung und Geschlechtsidentität, Black Lives Matter und die Corona-Pandemie wurden einbezogen. Die Literatur wurde aktualisiert und viele Fälle wurden erneuert. Die Theorien und Modelle wurden um Superdiversität und Intersektionalität erweitert. Darüber hinaus wird auf eine positive Gesundheit und die Suche nach Gemeinsamkeiten und Überbrückungsunterschieden geachtet.
Zielgruppe
Geschrieben für Studenten, die einen Kurs im Gesundheitswesen und Fachleute im Gesundheitswesen absolvieren.
Industrial demand side management has shown significant potential to increase the efficiency of industrial energy systems via flexibility management by model-driven optimization methods. We propose a grey-box model of an industrial food processing plant. The model relies on physical and process knowledge and mass and energy balances. The model parameters are estimated using a predictive error method. Optimization methods are applied to separately reduce the total energy consumption, total energy costs and the peak electricity demand of the plant. A viable potential for demand side management in the plant is identified by increasing the energy efficiency, shifting cooling power to low price periods or by peak load reduction.
Wahrheit braucht Vertrauen
(2022)
Der Beitrag untersucht die Unterstützungsbedarfe von Schüler_innen während der Schultransition in Österreich und fragt nach Möglichkeiten zum Aufbau von inklusiven Unterstützungsangeboten. Um diesbezüglich Erkenntnisse zu gewinnen, wurden zwei qualitative Datensätze analysiert: Einerseits ein Datensatz aus 2018, in welchem die Transition von der Volks- in die Sekundarschule und damit verbundene Herausforderungen mittels Interviews mit Schüler_innen und involvierten Erwachsenen untersucht wurden. Andererseits ein Datensatz aus 2020, in dem Praktiker_innen über Veränderungen der psychosozialen Unterstützungsangebote für Kinder und Familien während der Covid-19-Pandemie befragt wurden. Die Daten von 2018 zeigen, dass der Aufbau von positiven sozialen Beziehungen zu Gleichaltrigen eine wichtige Ressource für eine gelungene Schultransition darstellt, jedoch nicht immer gelingt, weshalb Unterstützungsbedarf benannt wird. Zugleich werden Zugangsbarrieren zu vorhandenen Unterstützungsangeboten deutlich, die in Zusammenhang mit drei soziodemografischen Charakteristika stehen: (1) Lebenssituation und geografischer Standort, (2) finanzielle Ressourcen und (3) Migrationshintergrund. Die Daten aus dem Jahr 2020 zeigen, dass es durch den Einsatz digitaler Angebote zu einer Überwindung von Zugangsbarrieren und hemmenden Strukturen kommen kann. Die Betrachtung beider Studienergebnisse lässt somit Implikationen für eine verbesserte, inklusive und innovative Versorgungsstruktur für Adressat_innen der Sozialen Arbeit zu.
Die vorliegende Studie untersucht die Auswirkungen der Covid-Pandemie auf die Finanzierungssituation von Unternehmen in Vorarlberg. Besonderes Augenmerk wird dabei auf kleine und mittlere Unternehmen sowie deren Eigenkapitalausstattung gelegt. Die Analyse erfolgt anhand einer quantitativen Befragung von 569 Unternehmen im Zeitraum Ende Oktober/Anfang November 2021. Ein Großteil der befragten Unternehmen schätzt die Finanzierungssituation insgesamt als befriedigend oder besser ein. Eigenkapital wird die höchste Relevanz aller Finanzierungsquellen zugesprochen. Obwohl 39% der befragten Unternehmen eine Eigenkapitalerhöhung für Ihr Unternehmen als nötig erachten, haben aktuell nur 14% Überlegungen in diese Richtung. Die Ergebnisse der Studie weisen darauf hin, dass eine Beseitigung der steuerlichen Bevorzugung von Fremdkapital (Debt Bias) einen relevanten Anreiz für Eigenkapitalerhöhungen liefern könnte.
A trend from centralized to decentralized production is emerging in the manufacturing domain leading to new and innovative approaches for long-established production methods. A technology supporting this trend is Cloud Manufacturing, which adapts technologies and concepts known from cloud computing to the manufacturing domain. A core aspect of Cloud Manufacturing is representing knowledge about manufacturing, e.g., machine capabilities, in a suitable form. This knowledge representation should be flexible and adaptable so that it fits across various manufacturing domains, but, at the same time, should also be specific and exhaustive. We identify three core capabilities that such a platform has to support, i.e., the product, the process and the production.We propose representing this knowledge in semantically specified knowledge graphs, essentially creating three through features interconnected ontologies each representing a facet of manufacturing. Finally, we present an exemplary implementation of a Cloud Manufacturing platform using this representation and its advantages.
The research focused on the wood pellet market for private consumers in Germany and has the objective to understand the factors affecting the purchase decisions of wood pellets buy-ers. The aims of the research were achieved by applying the Engel, Kollat, Blackwell model of consumer behaviour, by conducting in-depth interviews and deriving the grounded theory. The application of EKB model revealed that the following groups of factors may influence the con-sumers: cultural (culture and social class), social (family influence), personal (age and lifecycle stage), psychological (believes, motives, attitudes) and unexpected circumstances. In-depth interviews with the buyers of wood pellets helped specify the influencing factors to finally an-swer the research question. The analysis showed that the buyers of wood pellets are influ-enced by family, personal believes and attitudes, and the unexpected circumstances. The most important factors for the buyers are the quality of the pellets and reliability of the supplier. If they are satisfied with the quality of product and service, they will be reluctant to look for an alternative. And on the opposite side, in case the quality of the product or the service is unsat-isfactory this is a limiting factor and will stop the buyer from purchasing this product. Price is an important factor for the buyers of pellets in bags. However, in the situation of volatile mar-ket and exploding prices, the price factor will play a bigger role. Thus, the strategic factors for marketing of pellets is to concentrate on quality and price communication, and to focus on the quality of pellet delivery service.
Das Nugget-Chart
(2022)
To create a map of an unknown area, autonomous robots must follow a strategy to explore the area without knowing the optimal paths to reduce the time needed to map the whole area. To reduce the time to accomplish this task, multiple robots can work together to create a map in a more efficient way. However, without proper coordination, the time a team of autonomous robots needs to explore the unknown area can exceed the time needed by a single robot. To counteract the challenges, a shared infrastructure is needed which extracts useful information for the individual robots out of the shared information of all robots so the exploration can be coordinated. These measures introduce new challenges to the system, concerning the load of the communication infrastructure as well as the overall task of exploring and mapping becoming dependent on the correct communication and robustness of the shared team infrastructure. Therefore, the amount of communication and dependency of each individual robot of the rest of the other robots of the team must be reduced to ensure that the robots can continue working even if the communication with the shared infrastructure fails.
Bubble column humidifiers (BCHs) are frequently used for the humidification of air in various water treatment applications. A potential but not yet profoundly investigated application of such devices is the treatment of oily wastewater. To evaluate this application, the accumulation of an oil-water emulsion using a BCH is experimentally analyzed. The amount of evaporating water vapor can be evaluated by measuring the humidity ratio of the outlet air. However, humidity measurements are difficult in close to saturated conditions, as the formation of liquid droplets on the sensor impacts the measurement accuracy. We use a heating section after the humidifier, such that no liquid droplets are formed on the sensor. This enables us a more accurate humidity measurement. Two batch measurement runs are conducted with (1) tap water and (2) an oil-water emulsion as the respective liquid phase. The humidity measurement in high humidity conditions is highly accurate with an error margin of below 3 % and can be used to predict the oil concentration of the remaining liquid during operation. The measured humidity ratio corresponds with the removed amount of water vapor for both tap water and the accumulation of an oil-water emulsion. Our measurements show that the residual water content
in the oil-water emulsion is below 4 %.
Die Arbeitswelt von morgen
(2022)
Grid-scale electrical energy storage (EES) is a key component in cost-effective transition scenarios to renewable energy sources. The requirement of scalability favors EES approaches such as pumped-storage hydroelectricity (PSH) or compressed-air energy storage (CAES), which utilize the cheap and abundant storage materials water and air, respectively. To overcome the site restriction and low volumetric energy densities attributed to PSH and CAES, liquid-air energy storage (LAES) has been devised; however, it suffers from a rather small round-trip efficiency (RTE) and challenging storage conditions. Aiming to overcome these drawbacks, a novel system for EES is developed using solidified air (i.e., clathrate hydrate of air) as the storable phase of air. A reference plant for solidified-air energy storage (SAES) is conceptualized and modeled thermodynamically using the software CoolProp for water and air as well as empirical data and first-order approximations for the solidified air (SA). The reference plant exhibits a RTE of 52% and a volumetric storage density of 47 kWh per m3 of SA. While this energy density relates to only one half of that in LAES plants, the modeled RTE of SAES is comparable already. Since improved thermal management and the use of thermodynamic promoters can further increase the RTEs in SAES, the technical potential of SAES is in place already. Yet, for a successful implementation of the concept - in addition to economic aspects - questions regarding the stability of SA must be first clarified and challenges related to the processing of SA resolved.
As the boundary between real and virtual life is becoming increasingly blurred, researchers and practitioners are looking for ways to integrate the two intending to improve human lives in a plethora of domains. A cutting-edge concept is the design of Digital Twins (DT), having a broad range of implications and applications, spanning from education, training, as well as safety and productivity in the workplace. An emergent approach for implementing DTs is the usage of mixed reality (MR) and augmented reality (AR), which are well aligned with merging real and virtual objects to enhance the human’s ability to interact with and manage DTs. Yet, this is still a novel area of research and, as such, a grounded understanding of the current state, challenges, and open questions is still lacking. Towards this, we conducted a PRISMA-based literature review of scientific articles and book chapters dealing with the use of MR and AR for digital twins. After a thorough screening phase and eligibility check, 25 papers were analyzed, sorted and compared by different categories like research topic (e.g., visualization, guidance), domain (e.g., manufacturing, education), paper type (e.g., design study, evaluation), evaluation type (user study, case study or none), used hardware (e.g., Microsoft HoloLens, mobile devices) as well as the different outcomes (result type and topic, problems, outlook). The major finding of this research survey is the predominant focus of the reviewed papers on the technology itself and the neglect of factors regarding the users. We, therefore, encourage researchers in this area to keep the importance of ease and joy of use in mind and include users in multiple stages of their work.
PV hosting capacity provides utilities the knowledge of the maximum amount of solar installations possible to accommodate in low voltage grids such that no operational problems arise. As the quantification of the hosting capacity requires data collection, grid modelling, and often time-consuming simulations, simplified estimations for large-scale applications are of interest. In this paper, Bayesian statistical inference is applied to estimate the hosting capacities of more than 5000 real feeders in Austria. The results show that the hosting capacity of 95% of the total feeders can be estimated with a mean error below 20% by only having knowledge of a random sample of 5%. Moreover, the hosting capacity estimation at a regional level shows a maximum error below 9%, also relying on a random sample of 5% of the total feeders. Furthermore, the approach proposed provides a methodology to assess new parameters aiming to improve the accuracy of the hosting capacity estimation at a feeder level.
The impact of global warming and climate change has forced countries to introduce strict policies and decarbonization goals toward sustainable development. To achieve the decarbonization of the economy, a substantial increase of renewable energy sources is required to meed energy demand and to transition away from fossil fuels. However, renewables are sensitive to environmental conditions, which may lead to imbalances between energy supply and demand. Battery energy storage systems are gaining more attention for balancing energy systems in existing grid networks at various levels such as bulk power management, transmission and distribution, and for end-users. Integrating battery energy storage systems with renewables can also solve reliability issues related to transient energy production and be used as a buffer source for electrical vehicle fast charging. Despite these advantages, batteries are still expensive and typically built for a single application – either for an energy- or power-dense application – which limits economic feasibility and flexibility. This paper presents a theoretical approach of a hybrid energy storage system that utilizes both energy- and power-dense batteries serving multiple grid applications. The proposed system will employ second use electrical vehicle batteries in order to maximise the potential of battery waste. The approach is based on a survey of battery modelling techniques and control methods. It was found that equivalent circuit models as well as unified control methods are best suited for modelling hybrid energy storages for grid applications. This approach for hybrid modelling is intended to help accelerate the renewable energy transition by providing reliable energy storage.
Increasing electric vehicle penetration leads to undesirable peaks in power if no proper coordination in charging is implemented. We tested the feasibility of electric vehicles acting as flexible demands responding to power signals to minimize the system peaks. The proposed hierarchical autonomous demand side management algorithm is formulated as an optimal power tracking problem. The distribution grid operator determines a power signal for filling the valleys in the non-electric vehicle load profile using the electric vehicle demand flexibility and sends it to all electric vehicle controllers. After receiving the control signal, each electric vehicle controller re-scales it to the expected individual electric vehicle energy demand and determines the optimal charging schedule to track the re-scaled signal. No information concerning the electric vehicles are reported back to the utility, hence the approach can be implemented using unidirectional communication with reduced infrastructural requirements. The achieved results show that the optimal power tracking approach has the potential to eliminate additional peak demands induced by electric vehicle charging and performs comparably to its central implementation. The reduced complexity and computational overhead permits also convenient deployment in practice.
Violation-mitigation-based method for PV hosting capacity quantification in low voltage grids
(2022)
Hosting capacity knowledge is of great importance for distribution utilities to assess the amount of PV capacity possible to accommodate without troubling the operation of the grid. In this paper, a novel method to quantify the hosting capacity of low voltage grids is presented. The method starts considering a state of fully exploited building rooftop solar potential. A downward process is proposed - from the starting state with expected violations on the grid operation to a state with no violations. In this process, the installed PV capacity is progressively reduced. The reductions are made sequentially and selectively aiming to mitigate specific violations: nodes overvoltage, lines overcurrent and transformer overloading. Evaluated on real data of fourteen low voltage grids from Austria, the method proposed exhibits benefits in terms of higher hosting capacities and lower computational costs compared to stochastic methods. Furthermore, it also quantifies hosting capacity expansions achievable by overcoming the effect of the violations. The usage of a potential different from solar rooftops is also presented, demonstrating that a user-defined potential allows to quantify the hosting capacity in a more general setting with the method proposed.
Der Forschungsbericht gibt Antworten auf folgende Forschungsfrage: "Wie gestalten sich die interkulturellen Lebenswelten im Jahre 2021 im Orden der Steyler Missionare in St. Gabriel?" Das Erkenntnisinteresse dieser Studie ist, wie eine Ordensgemeinschaft in der heutigen Zeit funktioniert. Wie die veränderten gesellschaftlichen Werte, Normen und Regeln sich auswirken und wie sich ein normaler Alltag für ein Ordensmitglied gestaltet. Was es heißt zu missionieren und welche Erfahrungen Steyler Missionare hinsichtlich eines gelingenden interkulturellen Zusammenlebens haben, werden in dieser Studie beleuchtet. Die Recherchen zum Forschungsstand ergaben, dass es kaum Studien zum Ordensleben aus sozialwissenschaftlicher Sicht gibt. Die Lebenswelten der Ordensmitglieder werden mit Hilfe des lebensweltorientierten Ansatzes nach Thiersch und der Bedürfnistheorie nach Obrecht theoretisch fundiert. Das Sampling erfolgte mittels eines qualitativen Stichprobenplans. Die Datenerhebung erfolgte im Juli 2021. Die Auswertung erfolgte inhaltsanalytisch nach Mayring. Die Steyler Missionare können als weltoffene Ordensgemeinschaft betrachtet werden, deren Handeln wesentlich von den unterschiedlichen Missionserfahrungen geprägt ist. Ordensstrukturen unterscheiden sich deutlich von Strukturen der übrigen Gesellschaft. Diese Strukturen haben eine positive Wirkung auf die Ordensmitglieder. Diese, als auch eine sinnstiftende und erfüllende Tätigkeit sowie ein gewisses Maß an Freizeit ist anscheinend das Rezept für ein zufriedenes Leben. Die Mission hat für den Orden einen zentralen Stellenwert. Integration, Rassismus und Kolonialismus sind permanente Herausforderungen auch im Zusammenleben und werden aus verschiedenen Perspektiven diskutiert. In der Ordensgemeinschaft hat es viele Veränderungen gegeben, die Auswirkungen von diesen und der Umgang hiermit werden beschrieben sowie ein Blick in die Zukunft gewagt.
Gaming as a cultural commons
(2022)
Welche Politikziele geben Fachkräfte der Sozialen Arbeit an Eltern weiter, konkret was wird in Beratungen von Eltern explizit und implizit thematisiert und empfohlen? Der Artikel fokussiert auf die Herstellung von Geschlechterarrangements im Rahmen von Beratungssettings auf zwei Ebenen: einerseits zwischen Fachkräften und Eltern und andererseits zwischen den beratenen Eltern. Ausgehend von einer Heuristik, welche die Wirkung steuerungspolitischer Interventionen als Resultat der Deutung seitens der Adressierten begreift, stellt der Beitrag ein Instrument vor, mit dem Deutungen familienpolitischer Leistungen in der Beratung von Sozialarbeiter:innen und adressierten Eltern reflektiert werden können: das familienpolitische Brettspiel. Damit bietet das Beratungsinstrument eine Hilfestellung zur geschlechtersensiblen Adressierung der Eltern in Bezug auf ihre Arbeitsteilung.
Traditional power grids are mainly based on centralized power generation and subsequent distribution. The increasing penetration of distributed renewable energy sources and the growing number of electrical loads is creating difficulties in balancing supply and demand and threatens the secure and efficient operation of power grids. At the same time, households hold an increasing amount of flexibility, which can be exploited by demand-side management to decrease customer cost and support grid operation. Compared to the collection of individual flexibilities, aggregation reduces optimization complexity, protects households’ privacy, and lowers the communication effort. In mathematical terms, each flexibility is modeled by a set of power profiles, and the aggregated flexibility is modeled by the Minkowski sum of individual flexibilities. As the exact Minkowski sum calculation is generally computationally prohibitive, various approximations can be found in the literature. The main contribution of this paper is a comparative evaluation of several approximation algorithms in terms of novel quality criteria, computational complexity, and communication effort using realistic data. Furthermore, we investigate the dependence of selected comparison criteria on the time horizon length and on the number of households. Our results indicate that none of the algorithms perform satisfactorily in all categories. Hence, we provide guidelines on the application-dependent algorithm choice. Moreover, we demonstrate a major drawback of some inner approximations, namely that they may lead to situations in which not using the flexibility is impossible, which may be suboptimal in certain situations.
Globale Entwicklungen wie der Klimawandel, die Verknappung fossiler Ressourcen, die Coronapandemie oder die wachsende soziale Ungleichheit sind hochkomplexe Probleme, die das Gesellschaftssystem zunehmend destabilisieren und damit Raum für stark chaotische Entwicklungen ermöglichen. Kennzeichnend für Komplexität ist, dass rationales Überlegen oder kognitives Abwägen von Ursache-Wirkungsbeziehungen nicht mehr zielführend sind. Dabei steht im Hintergrund solcher komplexen Probleme, dass die Anzahl der (menschlichen und nicht-menschlichen) Akteure und den Verbindungen zwischen diesen nicht mehr überschau- oder analysierbar ist. In der vorliegenden Arbeit dient Forschung durch Design als Schlüssel zur Visualisierung des Chaos komplexer Systemdynamiken. So wird mittels eines detaillierten Systemmodells durch eine iterativ erstellte Visualisierung mit interaktiven Anwendungsmöglichkeiten das Fallbeispiel der Implementierung der Sustainable Development Goals in der österreichischen Politik dargestellt. Ziel dabei ist es, die zuständigen Kompetenzstellen und Antworten auf den Grad der Implementierung zu finden, wodurch einerseits daraus resultierende Handlungsempfehlungen zur Implementierung gegeben werden können, und andererseits auch Vorschläge zur Erreichung der SDGs. Als essenzielles Resultat konnte primär bestätigt werden, dass sich die Visualisierung von Systemprozessen als durchaus geeignet erwiesen hat. Zumal steht fest, dass eine sogenannte Implementierung der SDGs in Österreich nicht stattgefunden hat. Außerdem wird argumentiert, dass der Großteil der ökologischen SDGs über die Einhaltung bereits bestehender Bundes- und Landesgesetze im Rahmen des Umweltschutzes erreicht werden könnten.
Kommunikation ist Begegnung
(2022)
Diese Arbeit analysiert mithilfe von Umfragen allgemeine Themen über Erneuerbare-Energie-Gemeinschaft (EEG) und deren Verrechnungs-Visualisierung. Sie befasst sich im speziellen mit der Verrechnungs-Visualisierungsplattform der Firma Exnaton. Diese wird von den Teilnehmenden der Pilot-EEG-Schnifis für die Proformarechnung verwendet.
Die Umfrageergebnisse werden grafisch und in Textform dargestellt und präsentiert. Auf Basis einer eigenen Interpretation und einer SWOT-Analyse wurde die Bewertung durchgeführt. Es soll eine strategische Entscheidungsmöglichkeit, für die Anwendung einer Verrechnungs-Visualisierungsplattform, geschaffen werden.
Die meistgewählten Erwartungen bzw. Wünsche an eine EEG (Klimaschutz, Umweltschutz und Stärkung der regionalen Gemeinschaft) werden als großes Potential der Energiewende gesehen. Mit knapp 78 % kann sich die Mehrheit der Befragten „Gut“ bis „Sehr gut“ vorstellen, sich an einer EEG zu beteiligen. Die nutzerfreundliche Gestaltung der relevanten Daten und die einfache Anwendung werden als Stärke der Exnaton-Verrechnungs-Visualisierungsplattform angesehen. Von den Teilnehmenden der Pilot-EEG-Schnifis bestehen schon 50 % der Befragten im Jahr 2021 auf eine 15-minütige Visualisierung ihrer EEG-Daten. Dies lässt auf ein großes Potential an EEGs und den damit benötigten Verrechnungs-Visualisierungsplattformen schließen.
Ein neuer Ansatz um Kohlendioxid aus einem Verbrennungsprozess abzuscheiden, auch Carbon Capture (CC) genannt, basiert auf der Gashydratsynthese. Dabei wird das Gas in Einschlussverbindungen aus Wassermolekülen, sogenannte Clathrate, eingefangen. Bei der Gashydratsynthese aus flüssigem Wasser, wie es bei bisherigen Methoden der Fall ist, treten selbsthemmende Effekte auf, die den Abscheideprozess verlangsamen.
In dieser Arbeit wird daher eine neue Methode entwickelt, um die Gashydratsynthese aus dampfförmigem Wasser zu untersuchen. Realisiert wird dies mit einem eigens entwickelten Versuchsreaktor, wobei ein Fallfilmverdampfer im Zentrum kontinuierlich Wasser verdampft. Der Abscheideversuch wird bei 20 - 40 bar und einem CO2-N2-Prüfgasgemisch betrieben. Das Herunterkühlen des Reaktors, mit einer Vorlauftemperatur von bis zu -65 °C, sorgt für stabile Wachstumsbedingungen an der Innenwand. Die Versuchsdurchführung zeigt, dass bei einer Ausgangskonzentration von 11,8 mol% CO2 am Ende des Abscheideprozesses im Minimum 10,7 mol% erreicht werden. Der im Gashydrat angereicherte CO2-Gehalt im liegt bei ca. 89 mol%.
Damit ist die Funktionsfähigkeit der neuartigen CC-Methode bewiesen und die Grundlage für die Weiterentwicklung des Prozesses geschaffen.
Bubble columns are recently used for the humidification of air in water treatment systems and fuel cells. They are well applicable due to their excellent heat and mass transfer and their low technical complexity. To design and operate such devices with high efficiency, the humidification process and the impact of the operating parameters need to be understood to a sufficient degree. To extend this knowledge, we use a refined and novel method to determine the volumetric air–liquid heat and mass transfer coefficients and the humidifier efficiency for various parametric settings. The volumetric transfer coefficients increase with both of the superficial air velocity and the liquid temperature. It is further shown that the decrease of vapor pressure with an increase of the salinity results in a corresponding decrease in the outlet humidity ratio. In contrast to previous studies, liquid heights smaller than 0.1 m are investigated and significant changes in the humidifier efficiency are seen in this range. We present the expected humidifier efficiency with respect to the superficial air velocity and the liquid height in an efficiency chart, such that optimal operating conditions can be determined. Based on this efficiency chart, recommendations for industrial applications as well as future scientific challenges are drawn.
Anhand von empirischem Material aus zwei Forschungsprojekten gibt die Broschüre Einblick in zentrale Harausforderungen, die sich in der pädagogischen Praxis beim Umgang mit (Kinder-)Armut stellen. Die Broschüre vermittelt relevantes Wissen über Armut als gesamtgesellschaftliches Problem. Zudem setzt sie Impulse für die Entwicklung einer kritsch-reflexiven Perspektive auf die Arbeit mit armutserfahrenen Kindern, Eltern und Familien.
