Zukunft der Arbeit in Industrie 4.0

Industrial and Production Engineering; Robotics and Automation; Engineering Economics, Organization, Logistics, Marketing; Manufacturing, Machines, Tools; Information Systems Applications (incl. Internet

Applications of new information technologies for the preparation and efficient transmission of geographic information - the example of map-based systems on the Internet

Für die Bearbeitung sowohl praktischer als auch wissenschaftlicher Fragestellungen gewinnt der Einsatz kartengestützter Online-Systeme heute zunehmend an Bedeutung und führt zu einer außerordentlich großen Aufwertung der klassischen Funktion der Kartendarstellung in raumbezogenen Arbeits- und Forschungsprozessen. Dies bezieht sich nicht nur auf das Fach Geographie, sondern auch auf andere geowissenschaftliche Disziplinen. Alle Raumwissenschaften greifen auf räumliche Modelle in Form von Karten oder kartenverwandten Darstellungen zurück, um Zugang zur räumlichen Realität zu erhalten und theoriegeleitet arbeiten zu können.Wie bei Fernerkundungstechniken oder statistischen Analyseverfahren, die in zahlreichen geographischen Forschungsprozessen oder praktischen Auswertungstätigkeiten angewandt werden, ist es auch im Bereich der Online-Informationsvermittlung heute erforderlich, über hinreichende Kenntnisse der Wirkungsweise der eingesetzten Techniken (Verfahren) zu verfügen. Gerade im Hinblick auf die optische Perfektion, die mittlerweile kennzeichnend für die digitalen Produkte raumbezogener Visualisierungstechniken ist, erscheint es notwendig, technische Zusammenhänge und Grundlagen aufzuzeigen.Die Analyse der Konstruktions- und Distributionsweisen und die Herausstellung der informationstheoretischen Vorzüge kartengestützter Online-Systeme wurde dabei um eine empirische Überprüfung ergänzt, um eine umfassendere Bewertung des tatsächlichen Vermittlungserfolges von geographischen Informationen erreichen zu können. Mit diesem Ansatz wurde der Versuch unternommen, die These von der größeren Effizienz von Webkarten zu überprüfen und aufzuzeigen, ob und ggfs. in welchem Umfang sich die mit einer Web-Karte verfolgte Intention, einen Raumausschnitt thematisch oder topographisch wiederzugeben, im Vergleich zu konventionellen Printkarten unterschiedlich umsetzen lässt. Die Datenerhebung erfolgte über eine Befragung von zwei unterschiedlichen Versuchsgruppen, deren Wahrnehmungsleistungen als Indikator für die Wirkung der unterschiedlich codierten Rauminformationen gewertet wurden.Insgesamt belegen die Ergebnisse des kartographischen Experiments die Annahme, dass der Vermittlungserfolg von kartengestützten Rauminformationen, die über das Internet übertragen werden, größer ist als bei konventionellen Printkarten. Der Anteil an korrekten Antworten, der bei der vergleichenden Befragung erzielt wurde, ist bei den mit der Web-Technologie visualisierten Karten durchschnittlich um rund 15% größer als bei den normalen Printkarten. Insbesondere bei komplexeren Rauminformationen, bei denen es um vergleichende Betrachtungen oder das Erfassen von kausalen Zusammenhängen geht, besitzen interaktive und multimedial unterstützte Raumdarstellungen, wie sie das World Wide Web ermöglicht, eindeutig Vorteile. Die Möglichkeiten zum räumlich, zeitlich und inhaltlich nahezu unbegrenzten Informationsabruf und zur Variation der Datenwiedergabe von Webkarten kommen dem jeweils unterschiedlich ausgeprägten Wahrnehmungsvermögen der Kartennutzer zugute und verbessern offensichtlich die individuelle Informationsaufnahme

Die frühen Phasen des konstruktiven Entwerfens - Unterstützungspotential verschiedenartiger Arbeitsmittel

Vor dem Hintergrund empirischer Befunde zur Nutzung von CAD-Systemen beim konstruktiven Entwerfen in der Ausbildung sowie der Berufspraxis wird in der vorliegenden Arbeit über eine Befragungsstudie sowie eine laborexperimentelle Studie zur Bewertung des Unterstützungspotentials verschiedenartiger Arbeitsmittel in den frühen Phasen des Entwerfens von technischen Gebilden berichtet. Zu den beim Entwerfen eingesetzten Arbeitsmitteln zählen neben einfachen, aufwandsarmen Werkzeugen wie Papier und Bleistift auch computerisierte Automaten wie z. B. CAD-Systeme. CAD-Systeme sind durch die bereitgestellten Funktionalitäten heutzutage ein wesentliches Arbeitsmittel für den Konstrukteur; die für die außerordentlich komplexen, kostenbestimmenden frühen Entwurfsphasen wichtigen Funktionen werden aber offenbar nur in unzureichendem Maße oder überhaupt nicht zur Verfügung gestellt. Dadurch notwendige Wechsel zwischen analogen und digitalen Arbeitsmitteln müssen bislang manuell durchgeführt werden und haben neben zeitlichen Einbußen in der Regel Fehler und Informationsverluste bei der Übertragung zur Folge. Mit dem LCD-Monitor mit integriertem Graphiktablett WACOM Cintiq 15X, dessen Bedienung sich an den Eigenschaften herkömmlicher Handskizzen orientiert, wird eine durchgängige Nutzung von CAD-Systemen angestrebt. Zunächst wurden diese drei Arbeitsmittel hinsichtlich Ihrer Anforderungen an den Nutzer bei einem Einsatz in den frühen Entwurfsphasen aus tätigkeitspsychologischer Sicht analysiert. In der experimentellen Hauptuntersuchung bearbeiteten drei Versuchsgruppen einer Stichprobe von 66 Studierenden einer ingenieurtechnischen Fakultät dasselbe wissensreiche, praxisnahe Entwurfsproblem unter den experimentellen Bedingungen der Entwurfsentwicklung durch Freihandskizzieren mit Papier und Bleistift, mit digitalem Graphiktablett oder mit Hilfe des Rechnerprogramms AutoCAD. Es erfolgte eine differenzierte Betrachtung des Einflusses dieser verschiedenartigen Arbeitsmittel auf unterschiedliche Variablen der Bereiche ?Ergebnisse?, ?Erleben? und ?Prozess?. Im Ergebnis der Analysen konnte weitestgehend hypothesenkonform gezeigt werden, dass Freihandskizzieren - unabhängig vom Arbeitsmittel - dem Entwerfen mittels CAD in allen betrachteten effektivitäts- und effizienzbestimmenden Kriterien überlegen war. Prozessorientierte Analysen des äußeren Handlungsablaufes sowie handlungsbegleitender mentaler Prozesse gaben erste Hinweise auf mögliche Ursachen dieser Befunde aus handlungspsychologischer Sicht. Dazu war eine Untersuchungsmethodik entwickelt worden, die es erlaubt, begründet auf den ?inneren Verlauf? des Entwerfens zu schließen. Die Ergebnisse konnten in einem weiteren Schritt an einer Problemstellung mit vergleichbarem Schwierigkeitsgrad weitgehend repliziert werden. Aus den Analysen und Resultaten wurden Schlussfolgerungen für die Konstruktionsausbildung und die Gestaltung digitaler Unterstützungssysteme abgeleitet.Due to its economic importance, engineering design as a demanding and complex problem-solving activity has been the subject of interdisciplinary research of both psychologists and design scientists for several years. In particular, the early stages of problem clarification and conceptual design are of significant interest. The design process can be supported in several different ways, e. g. with simple low-expenditure sketches. Today, high-performance digital tools (e. g. CAD) have become indispensable in product development. But their characteristics hypothetically result in an additional workload of mental capacity and hinder the full and correct establishment of necessary mental problem representations. So design engineers often combine sketches and CAD. In order to avoid a loss of time and information when switching between the different media, the functions of sketches should be implemented into CAD. An approach to realise this is the interactive pen display WACOM Cintiq 15X, which claims to have the same characteristics as paper & pencil together with differing kinds of computer functionalities. Its effectiveness and efficiency has not yet been investigated. This study focuses on the comparison of the three media ?paper & pencil?, ?pen display? and ?AutoCAD? in the early stages of the design process. On the basis of the psychological demands on the user, support potential was analysed by recording variables concerning the results, the subjective experience and the process. The sample was composed of 66 students of the mechanical engineering graduate program at the Dresden University of Technology. Random sampling resulted in three subsamples of 22 subjects each. The research was carried out in a laboratory experimental study, where people work alone on a given design scenario. No significant differences could be found between the two groups designing by freehandsketching with paper & pencil and with pen display. This speaks well for comparable demands of these two media on the user. Subjects who designed with AutoCAD produced solutions with a significant lower quality and communication of the technical information content. They needed significantly more time to develop the solution. These results can be regarded as evidence of the hypothetically discussed demands on the user: current CAD-systems do not take cognitive abilities and limitations into consideration sufficiently as well as ways of intuitive and effort-saving externalisation. Results could be replicated extensively in a study with a design problem of equally difficult requirement structure. Finally, hints for education of engineering design students and essential requirements for digital support tools in the early stages of the design process were derived

Das Potential von Peer-to-Peer-Netzen und -Systemen : Architekturen, Robustheit und rechtliche Verortung

Um das Potential von P2P-Netzen und -Systemen für die Entwicklung und den Betrieb zukünftiger verteilter Systeme zu analysieren, erfolgt in der Arbeit zunächst eine umfassende Darlegung des aktuellen Entwicklungsstandes. Daraus leiten sich wesentliche Fragestellungen hinsichtlich Architektur, Robustheit und Telekommunikationsrecht ab. In der Folge werden diese untersucht, indem vorhandene Mechanismen bewertet sowie durch neuartige Verfahren ergänzt werden, um bestehende Defizite auszugleichen

Formatives E-Assessment in der Hochschullehre:computerunterstützte Lernfortschrittskontrollen im Informatikstudium

Der Einsatz von E-Assessment-Systemen zur computerunterstützten Durchführung von Lernfortschrittskontrollen kann die Effektivität, Effizienz und Qualität universitärer Prüfungsprozesse steigern. Im Studienfach Informatik, in dem analytische, kreative und konstruktive Fähigkeiten zu überprüfen sind, werden solche Systeme bislang jedoch nur selten eingesetzt. In der vorliegenden Dissertation wird aufgezeigt, wie die Potenziale der Computerunterstützung im Übungsbetrieb der Informatik realisiert werden können. Hierzu werden zunächst wesentliche didaktische, methodische und organisatorische Grundlagen des universitären E-Assessments skizziert und analysiert. Aufbauend werden die Entwicklung, die Funktionsweise und der Praxiseinsatz des E-Assessment-Systems EASy beschrieben, das insbesondere durch seine anspruchsvollen Aufgabenmodule zu Java-Programmieraufgaben, mathematischen Beweisen und Verifikationsbeweisen eine adäquate Unterstützung des Informatik-Übungsbetriebs ermöglicht

Gestaltungs- und Einsatzkonzeption multimedialer (interaktiver) Lehr- und Lernumgebungen für den Einsatz im Bildungswesen Mosambiks - Prototypische Lösung für die Informatikgrundausbildung

This report begins with the presentation of "the state of the art" as well as the foreseen trend in the education system in Mozambique and analyses the present situation in the area utilizing media opportunities for teaching and/or learning. Basing on this analysis, the prevailing problems and the aims (this might need research) of the study shall then be identified and formulated (chapter 1 and 2). The necessity to carry out the study is grounded by the worldwide stormy developments utilizing modern information technology. These developments do also apply to Mozambique as the pre-studies show. A flashback on the history of teaching-/learning system as well as on present solutions utilizing new media and new information as well as communication technology shall be discussed in the third chapter. To this end, the study shall contribute to identify the lacking of previous concepts as well as to introduce an orientation as to the current world sustainable system. The software for training on the market at present show (without doubt) that they reflect developers' imaginations (knowingly or unknowingly) as to what learning and teaching actually is and how this process take place. Basing on this knowledge, it is worth to work out the starting point as to teaching-/learning methodology before working out a conception. In addition, it shall be made clear (in the course of analysis) that the dominating criterion for customizing a teaching-/learning system is that system or its form that has been realised. The contribution of this report, further, is to make the definition of the media more precise by adding new terminology that shall be discussed and viewed from different viewpoints. This shall in turn contribute to a clear and sound understanding of the media. In the past years, a series of different teaching and methodologies concepts on the design of computer-based teaching-/learning environment were developed and discussed. Among them is the so called "anchored instruction" of the cognition and Technology Group based at Vanderbilt University and the Cognitive Apprenticeship developed by Collins, Brown and their co-workers. This shall be dealt with in the fourth chapter. On that basis, and taking other factors into consideration, such as design, functionality, applications scenarios, boundary conditions as well as user backgrounds, a more effective teaching-/learning environment can be predicted and consequently a concrete design proposal can be derived. The guidelines strived as to the design of context-sensitive multimedia teaching and learning environment shall not only be treated intuitive, but implemented technically in a prototype. In so doing they can then be evaluated and adopted. The so evaluated guidelines and other relevant design proposals that can find use in other areas with respect to the demand of the study as a whole shall make the results of this report. The fifth chapter shall describe the development and evaluation of prototype-art "e-Aula" solutions basing on the developed and grounded conception. The conception constitutes of a hybrid solution in the form of training software that supports both freelance as well as classroom learning. This training technology solution is called teaching-/learning environment and it is being characterised through its feature that it embodies two system interfaces having functions (learning environment and teaching arrangement) that basically refer to the same data collection (media) that can be accessed by the in different ways. This function rates "e-Aula" at a relatively higher position in comparison with a number of learning systems. The sixth chapter shall then summarise the important findings of the report and recommend areas for further research. Appendix: e-Aula Suite 1.0 (1,26 MB) Usage: Referat Informationsvermittlung der SLUBMit der Arbeit wurde Ein Konzept für eine Hybridlösung in Form von Bildungssoftware entwickelt begründet und evaluiert, mit der sich einmal erzeugte digitale didaktische Medien sowohl für selbstständiges und unterrichtliches Lernen in sog. "Multimedia Learning Environments" als auch für das Lehren über sog. "Teaching Arrangements" nutzen lassen. Anlage: e-Aula Suite 1.0 (1,26 MB) Nutzung: Referat Informationsvermittlung der SLU