Model based requirements specification of safety critical systems in the railway domain - description instruments and their application

Im Eisenbahnwesen übernehmen oftmals reaktive Systeme Steuerungs- und Sicherungsfunktionen. Für diese Systeme hat die Anforderungsspezifikation eine besondere Bedeutung im gesamten Lebenszyklus. Momentan werden für die Anforderungsspezifikation häufig informelle Beschreibungsmittel verwendet, die Interpretationsspielraum lassen und anfällig für Uneindeutigkeiten sind. In den letzten Jahren wurden in verschiedenen Arbeiten Konzepte zur Verbesserung der Anforderungsspezifikation vorgestellt. Diese Arbeiten konzentrierten sich dabei oftmals auf die Anpassung von Beschreibungsmitteln, wie z.B. der Unified Modeling Language (UML). Die Integration von Beschreibungsmittel, Methode und Werkzeugen zu einem stringenten Gesamtkonzept wurde oft nicht abgedeckt. In dieser Arbeit wird ein solches Gesamtkonzept entworfen. Es kombiniert ein semi-formales, modellbasiertes Beschreibungsmittel mit einem Prozess zur Erstellung von Anforderungsspezifikationen und integriert Test- und Verifikationsmethoden. Als Beschreibungsmittel wird die SysML (Systems Modeling Language) verwendet. Eine Untermenge dieser Sprache (SysML (A)) wird identifiziert, die in einer festgelegten Modellarchitektur zur Systembeschreibung eingesetzt wird. Die Organisation des Anforderungsmodells wird durch Sichten und eine zweistufige, rekursive Hierarchie von Systemen realisiert. Schnittstellen zu nicht-funktionalen Anforderungen sind vorgesehen. Zweiter Bestandteil der Arbeit ist ein Prozessmodell, das die Vorgehensweise bei der Modellerstellung definiert. Auf Grund der Eigenschaften von Anforderungsspezifikationen wird ein iterativ-inkrementelles Vorgehen vorgeschlagen. In jedem Schritt werden Test- und Verifikationstechniken eingesetzt. Anhand eines Beispielmodells konnte gezeigt werden, dass: - die modellbasierte Spezifikation von Anforderungen möglich ist - das gewählte Prozessmodell eingesetzt werden kann - und damit eine Verbesserung der Qualität von Anforderungsspezifikationen möglich ist.Control and safety functions in the rail sector are often performed by reactive systems. For those systems, the requirements specification is a key element in their life-cycle. Currently mainly informal description techniques are used for the specification of requirements, which are open to interpretation and subject to ambiguities. This can lead to the introduction of functional errors already in the requirements definition phase of a system. In the last few years several new concepts have been presented how the specification of systems can be improved. That research often focuses on the adaptation of existing description instruments such as the Unified Modeling Language (UML). But the integration of description instruments, methods and tools to a stringent overall concept is not covered. This research develops such a concept, which combines a semi-formal model-based description instrument with a process model. Test and verification methods are also an integral part of this concept. The standardized Systems Modeling Language (SysML) is used as the description instrument. A subset of the language (SysML (A)) is then identified. This subset is applied within a fixed model architecture, to describe the necessary aspects of a future system. Organization of the requirement model is realized through so-called views and a two-level recursive hierarchy of systems. Interfaces to non-functional requirements are also provided. The second component of the work is a process model, which defines the model creation procedure. Due to the characteristics of requirement specifications, an iterative-incremental approach is used. Test and verification techniques are used in each step to guarantee the correctness of the modeling work. By using an example model, this research showed that: - model-based requirement specification is possible - the chosen process model can be applied in practice - both components indeed can improve the quality of requirement specification

Corporate Sustainability Performance Management: Conception of a practice-oriented model for companies

Ein bekannter Satz von Milton Friedman lautet: „Social responsibility of business is to increase its profits.” Dass in marktwirtschaftlichen Systemen Unternehmen Profite realisieren müssen, ist unbestritten, jedoch verlangen hohe Umweltbelastungen, wachsende Rohstoffverbräuche und ein zunehmendes Umweltbewusstsein der Konsumenten, den Einbezug von ökologischen Aspekten in die Unternehmensentscheidungen. Gleichermaßen werden Diskussionen über Mindestlöhne, Fachkräftemangel und soziale Mindeststandards geführt, um die menschlichen Bedürfnisse in das soziale Bewusstsein der Unternehmen zu rufen. Diese ökono-mischen, ökologischen und sozialen Anforderungen sind an Unternehmen zu stellen und in einem unternehmensweiten, nachhaltig orientierten Managementsystem zu integrieren. Die zugrundeliegenden Konzepte werden allgemein mit den Begriffen Corporate Social Responsibility (CSR) bzw. Corporate Sustainability Performance Management (CSPM) bezeichnet, die als moralisches, verantwortliches Verhalten von Unternehmen gegenüber Gesellschaft und Umwelt definiert werden können. Im Vordergrund steht dabei nicht eine karitative Unternehmensethik, sondern eine Ausweitung ethischer Fragen auf das Kerngeschäft der Unterneh-men. Diese Definition zeigt, dass die Verfolgung von Nachhaltigkeitsaspekten nicht nur eine weitere Kostenbelastung für Unternehmen bedeutet, sondern eine Reihe von Potenzialen bereitstellt, die sich direkt z. B. anhand von Ressourcenein-sparungen im Produktionsbereich oder indirekt über das Unternehmensimage auswirken. Entscheidend ist jedoch, dass Nachhaltigkeitsanforderungen nicht nur strategischer Natur sind, sondern in allen Unternehmensbereichen und -ebenen implementiert werden. Dies erfordert ein integratives CSPM-Modell, das alle Aspekte von der Planung, über das Reporting, bis hin zur Analyse beinhaltet, um bestmögliche Entscheidungsunterstützung zu liefern. Das Rückgrat eines solchen CSPM-Modells bildet ein Datenmodell, das alle entscheidungsrelevanten Daten enthält, Prozesse abbildet und monetäre, sowie nicht monetäre Kennzahlen berechnet, damit nicht nur ökonomische Entscheidungen getroffen werden können, sondern zusätzlich auch ökologische und soziale Ziele in die Entscheidungen einbezogen werden

Strategisches GRC-Management: Anforderungen, Forschungsagenda und datenseitiges Modell

„Governance, Risk and Compliance“ (GRC) wird gegenwärtig überwiegend als Schlagwort aufgegriffen und durch isolierte, kurzfristige Initiativen umgesetzt. Die Integrationsmöglichkeiten und strategische Bedeutung von GRC werden unzureichend erkannt, wodurch Nutzenpotentiale und mögliche Synergieeffekte nicht genutzt werden können. Obwohl erste integrierte GRC-Ansätze existieren, ist das Thema bislang wenig strukturiert. Die vorliegende Arbeit entwickelt daher ein allgemeines Verständnis für ein integriertes und strategisch ausgerichtetes Management von GRC, das als strategisches GRC-Management bezeichnet wird. Hierfür werden Anforderungen hergeleitet, der Forschungsstand analysiert und eine Forschungsagenda entwickelt. Durch eine Delphi-Studie werden die Anforderungen und Forschungsbedarfe priorisiert. Ein datenseitiges Modell stellt die strukturellen Zusammenhänge von GRC auf Informationsebene dar.GRC as an acronym for governance, risk and compliance is currently looked at as a catchword and implemented with short-term, isolated initiatives. GRC is more considered to be a burden for the business and opportunities for integration as well as the strategic relevance of the topic is not recognized, which makes it difficult to realize potential benefits and synergies. Even though first GRC approaches exist, the overall topic area remains quite unstructured and is not narrowed down precisely. Detailed questions, which are relevant for the topic area, like automation of compliance controls and risk measures, modeling of GRC information as well as the determinants of compliance behavior cannot be sorted into their overall context. The research work at hand therefore aims to establish a basic understanding of an integrated and strategically oriented GRC management, which is called strategic GRC management. For this purpose, this research identifies requirements for such an approach based on an exhaustive and structured literature review, discusses the current state of research in this field and develops a research agenda. These research results are evaluated with a three round Delphi study which at the same time determines the importance of the requirements and the research needs and thereby enables its prioritization. Furthermore, a data-centred model for strategic GRC management, which depicts the structural relationships of GRC on the level its information, is constructed. The data model is demonstrated based on an example and evaluated using published practical examples. This research work provides, specifically with the research agenda, various research opportunities. The requirements and the data-centred model enable the assessment and further development of GRC related management systems in company practice.GRC als Akronym für "Governance, Risk and Compliance" wird gegenwärtig in der Unternehmenspraxis überwiegend als Schlagwort aufgegriffen und durch isolierte, kurzfristige Initiativen umgesetzt. GRC wird mehrheitlich als Bürde gesehen und die Integrationsmöglichkeiten sowie die strategische Bedeutung des Themas werden unzureichend erkannt, wodurch Nutzenpotentiale und mögliche Synergieeffekte nicht genutzt werden können. Obwohl erste integrierte GRC-Ansätze existieren, ist das Thema bislang wenig strukturiert und die Eingrenzung bleibt vage. Relevante Detailfragen, wie die Automatisierung der Compliance-Sicherung und Risikosteuerung, die Modellierung von GRC-Informationen und die Determinanten des Compliance-Verhaltens können nur schwer in den Gesamtzusammenhang eingeordnet werden. Die vorliegende Arbeit verfolgt daher das Ziel der Grundlegung eines allgemeinen Verständnisses für ein integriertes und strategisch ausgerichtetes Management von GRC, das als strategisches GRC-Management bezeichnet wird. Hierfür werden basierend auf einem umfangreichen Literaturreview Anforderungen an das strategische GRC-Management hergeleitet, der Forschungsstand strukturiert analysiert und eine Forschungsagenda entwickelt. Diese Forschungsergebnisse werden durch eine Delphi-Studie bestehend aus drei Befragungsrunden abgesichert. Die Studie bestimmt zudem die Bedeutung der einzelnen Anforderungen und Forschungsbedarfe, wodurch eine Priorisierung ermöglicht wird. Darüber hinaus wird ein datenseitiges Modell für das strategische GRC-Management entwickelt, das die strukturellen Zusammenhänge von GRC auf Informationsebene darstellt. Das Datenmodell wird an Hand eines Beispiels demonstriert und mit Hilfe einer Auswertung von publizierten Praxisbeispielen evaluiert. Die Arbeit stellt durch die Forschungsagenda vielfältige Anknüpfungspunkte für weitere Forschung zur Verfügung. Die Anforderungen sowie das datenseitige Modell ermöglichen eine Bewertung und Weiterentwicklung des GRC-Managements in der Unternehmenspraxis

Bildung in der digitalen Transformation

Die Coronapandemie und der durch sie erzwungene zeitweise Übergang von Präsenz- zu Distanzlehre haben die Digitalisierung des Bildungswesens enorm vorangetrieben. Noch deutlicher als vorher traten dabei positive wie negative Aspekte dieser Entwicklung zum Vorschein. Während den Hochschulen der Wechsel mit vergleichsweise geringen Reibungsverlusten gelang, offenbarten sich diese an Schulen weitaus deutlicher. Trotz aller Widrigkeiten erscheint eines klar: Die zeitweisen Veränderungen werden Nachwirkungen zeigen. Eine völlige Rückkehr zum Status quo ante ist kaum noch vorstellbar. Zwei Fragen bestimmen vor diesem Hintergrund die Doppelgesichtigkeit des Themas der 29. Jahrestagung der Gesellschaft für Medien in der Wissenschaft (GMW). Erstens: Wie ‚funktioniert‘ Bildung in der sich derzeit ereignenden digitalen Transformation und welche Herausforderungen gibt es? Und zweitens: Befindet sich möglicherweise Bildung selbst in der Transformation? Beiträge zu diesen und weiteren Fragen vereint der vorliegende Tagungsband

Multikonferenz Wirtschaftsinformatik (MKWI) 2016: Technische Universität Ilmenau, 09. - 11. März 2016; Band II

Übersicht der Teilkonferenzen Band II • eHealth as a Service – Innovationen für Prävention, Versorgung und Forschung • Einsatz von Unternehmenssoftware in der Lehre • Energieinformatik, Erneuerbare Energien und Neue Mobilität • Hedonische Informationssysteme • IKT-gestütztes betriebliches Umwelt- und Nachhaltigkeitsmanagement • Informationssysteme in der Finanzwirtschaft • IT- und Software-Produktmanagement in Internet-of-Things-basierten Infrastrukturen • IT-Beratung im Kontext digitaler Transformation • IT-Sicherheit für Kritische Infrastrukturen • Modellierung betrieblicher Informationssysteme – Konzeptuelle Modelle im Zeitalter der digitalisierten Wirtschaft (d!conomy) • Prescriptive Analytics in I

Entwerfen Entwickeln Erleben 2016 - Beiträge zur virtuellen Produktentwicklung und Konstruktionstechnik: Dresden, 30. Juni – 1. Juli 2016

Die Konferenz Entwerfen – Entwickeln – Erleben bietet ein besonderes Podium zum Austausch von Wissenschaftlern und Praxisvertretern aus den zentralen Bereichen der Produktentwicklung. Der vorliegende Band enthält Beiträge der EEE2016 unter anderem zu Industrie 4.0, Cyber-Physical Systems und Virtual Reality in vielfältigen Anwendungsbereichen des Maschinenbaus, zu Innovationsmanagement, Konstruktionsmethodik und Product Lifecycle Management sowie zu Reverse Engineering und generativen Verfahren. Die Technische Universität Dresden und technischesdesign.org ermöglichten in Kooperation mit der Gruppe Virtuelle Produktentwicklung der Wissenschaftlichen Gesellschaft für Produktentwicklung (WiGeP) und dem Rat für Formgebung die fachübergreifende Diskussion des Schwerpunkt- Themas inmitten der interdisziplinären Dresdner Wissenschaftslandschaft. In diesem Band sind die Beiträge zur Konstruktionstechnik und zur Virtuellen Produktentwicklung enthalten, ein weiterer Band (ISBN 978-3-95908-061-3, herausgegeben von Jens Krzywinski et al.) fasst die Beiträge zum Industrial Design zusammen.:Big Data Analytics für die Produktentwicklung Alfred Katzenbach · Holger Frielingsdorf 15 Das Industrial Internet – Engineering Prozesse und IT-Lösungen Martin Eigner 25 Nutzbarmachung des Potentials naturfaserbasierter Werkstoffe als Leichtbau- bzw. Konstruktionsmaterial Timo Kuntzsch · Frank Miletzky 39 Erarbeitung eines Beziehungssystems zur Entwicklung eigenschaftsoptimierter Karosseriekonzepte in Mischbauweise Jan Hasenpusch · Andreas Hillebrand · Thomas Vietor 51 Faserverbundleichtbau in der Großserie: Chancen und Herausforderungen für den Produktentwickler Olaf Helms 63 Gestaltung eines alltagstauglichen Hocheffizienz-Konzeptfahrzeugs Richard Eiletz · Enno Block · Christoph Warkotsch · Klaus Post 73 Entwicklung kompakter, gepulster Elektro-Dipolmagnete für die laserbasierte Protonentherapie Michael Schürer · Thomas Herrmannsdörfer · Leonhard Karsch · Florian Kroll · Umar Masood · Jörg Pawelke 91 Der Panzer des Helmwasserflohs: Erfolgreiches adaptives Design in der Natur Hans-Peter Prüfer 97 Anforderungen des Nicht-Elektrischen Explosionsschutzes im Produktentwicklungsprozess Sabrina Herbst · Frank Engelmann · Karl-Heinrich Grote 113 Begleitung des Entwicklungsprozesses durch einen Generalisten und der „Faktor Mensch“ als Erfolgspotential Michael Bader · Harald Lang 127 Agile PLM Strategy Development – Methods and Success Factors Dietmar Trippner · Karsten Theis 143 Quo vadis „Additive Manufacturing“ Heinz Simon Keil 161 ProVIL – Produktentwicklung im virtuellen Ideenlabor Albert Albers · Nikola Bursac · Benjamin Walter · Carsten Hahn · Jan Schröder 185 Organisatorische Unterstützung der Produktentwicklung mit SysMLModellen Johannes Kößler · Kristin Paetzold 199 Personal Resource Management (PRM) in der modernen Produktentwicklung Bettina Schleidt 213 SkiPo – Ein skizzen- und portbasiertes Modell für die Entwicklung von mechanischen Systemen Martin Grundel · Jutta Abulawi 223 Benutzer- und aufgabenorientiertes virtuelles Modell für die Produktentwicklung Christian Weber · Heidi Krömker · Stephan Husung · Stephan Hörold · Atif Mahboob · Andreas Liebal 239 Konzept zur internationalen Einführung vernetzter Virtual Obeya-Räume zur standortverteilten Produktentwicklung Michael Abramovici · Stefan Adwernat · Matthias Neges 253 Innovation in der Orthopädie- und Rehatechnik, 3D-Digitalisierung und CAD/CAM-Nutzung Thomas Mitzenheim · Christoph Knoch-Weber 265 Nutzerintegration bei der Produktentwicklung am Beispiel der Medizintechnik Axel Boese · Michael Friebe · Christoph Arens · Fabian Klink · Karl-H. Grote 283 NC-gestützte Fertigung von Bohrschablonen für die dentale Implantation Daniel Ellmann · Andreas Klar · Philipp Sembdner · Stefan Holtzhausen · Christine Schöne · Ralph Stelzer 293 Optimierung der Schaftkomponente von Kurzschaftendoprothesen mittels Finite-Elemente-Analyse Claudia Kleinschrodt · Hans-Georg Simank · Bettina Alber-Laukant · Frank Rieg 303 Wissensbasierter Aufbau konstruktions-begleitender Finite-Elemente-Analysen durch ein FEA-Assistenzsystem Philipp Kestel · Sandro Wartzack 315 Fertigungsrestriktionsmodell zur Unterstützung des algorithmisierten PEP fertigungsgerechter Blechprodukte Katharina Albrecht · Thiago Weber Martins · Reiner Anderl 331 Prozessgebundene Berechnungs-Baugruppen: Ein Ansatz zur Lösung komplexer Entscheidungs- und Berechnungsabläufe Denis Polyakov · Willi Gründer 345 Elektronenstrahlschmelzen – ein pulverbettbasiertes additives Fertigungsverfahren Burghardt Klöden · Alexander Kirchner · Thomas Weißgärber · Bernd Kieback · Michael Süß · Christine Schöne · Ralph Stelzer 359 Produktarchitekturgestaltung unter Berücksichtigung additiver Fertigungsverfahren Timo Richter · Hagen Watschke · David Inkermann · Thomas Vietor 375 Additive Fertigung von Metallen – Einsatz des LaserCUSING®s im Bereich Automotive Lisa Pastuschka · Peter Appel 393 Methoden zur Absicherung simulationsgerechter Produktmodelle René Andrae · Peter Köhler 403 Ein Doppelschneckenextruder zur Materialdosierung in einem Rapid Prototyping-Prozess Tobias Flath · Jörg Neunzehn · Michael C. Hacker · Hans-Peter Wiesmann · Michaela Schulz-Siegmund · Fritz Peter Schulze 419 Kosteneffiziente Technologien zur geometrischen Datenaufnahme im digitalen Reverse Engineering Tim Katzwinkel · Bhavinbhai Patel · Alexander Schmid · Walter Schmidt · Justus Siebrecht · Manuel Löwer · Jörg Feldhusen 429 3-D-Oberflächenerfassung- und 3-D-Druck-Potentiale für gerichtsverwertbare kriminaltechnische Untersuchungen Rainer Schubert · Marcus Mittasch 451 Das FEA-Assistenzsystem – Analyseteil FEdelM Tobias C. Spruegel · Sandro Wartzack 463 Entwicklung eines Doppelkolbenmotors – Konzept, Simulation und Prüfstandversuche Pascal Diwisch · Daniel Billenstein · Frank Rieg · Bettina Alber-Laukant 475 Interaktive Initialisierung eines Echtzeit 3D-Trackings für Augmented Reality auf Smart Devices mit Tiefensensoren Matthias Neges · Jan Luca Siewert 487 Virtuelle und experimentelle Methoden bei der Produktentwicklung einer Handhabungseinheit zur automatisierten Ablage technischer Textilien Marvin Richrath · Jan Franke · Jan-Hendrik Ohlendorf · Klaus-Dieter Thoben 503 Optimierung von Druckbehältern unterschiedlicher Geometrien und Werkstoffe Thomas Guthmann · Frank Engelmann 515 Customized Fabrication – Mass Customizing mit 3D-Druck Frank Lamack 527 Virtual Reality und Augmented Reality als Werkzeug in der Aufstellplanung Jens Mögel 537 XENOKAT – Biofilter für Xenobiotika in der Ressource Wasser Anett Werner · Ralf Hauser · Thomas Bley 549 Konzept für ein VR-System zur intuitiven Modellierung durch natürliche Interaktion Marius Fechter · Sandro Wartzack 561 Ansätze zur Betriebsdauerverlängerung von Suzlon Windkraftanlagen Jan Brökel 571 Augmented Reality Assistenzsystem mit graphenbasierter Zustandsanalyse für Produkte im Internet der Dinge Matthias Neges · Mario Wolf · Michael Abramovici 581 Datenqualität in Rapid Prototyping Prozessen Carsten Haugwitz 597 Erlebbarkeit von Anlagenkomponenten im Kontext Virtuelle Inbetriebnahme in virtuellen Umgebungen Andreas Geiger · Ingolf Rehfeld · Uwe Rothenburg · Rainer Stark 609 Management von Produktinformationen aus Entwicklungs- und Betriebsphase Stephan Günter Arndt · Bernhard Saske · Ralph Stelzer 62

Reference model for learning and educational methods for e-learning, knowledgemanagement and competencemanagement

In dieser Arbeit wurden Methoden aus den Bereichen E-Learning und Wissensmanagement anhand des Referenzmodells nach didaktischen Anforderungen, Wissens- und Managementprozessen kategorisiert, so dass sie sich für einen didaktischen Einsatz in Schule, Lehre, Aus- und Weiterbildung und zum persönlichen Wissensmanagement eignen. Des Weiteren wurden jeder Lehr-, Lern- und Wissensmethode spezifische Kompetenzen von Lehrenden und Lernenden zugeordnet, die bei Lernenden während der Anwendung dieser Methode entstehen können und beim Lehrenden zur erfolgreichen Anwendung vorhanden sein sollten. Die Herausforderung dieser Arbeit bestand somit auch darin, alle Komponenten von gezielten Lehr-, Lern- und Wissensprozessen und dem Aufbau von Kompetenzen in einem Referenzmodell für Bildungsmethoden zu berücksichtigen. Anhand des entwickelten Anwendungsmodells wird schließlich jede einzelne Methode beschrieben und kann im konkreten Einsatz auf ihre Tauglichkeit überprüft werden