Datengetriebene Modelle stochastischer dynamischer Systeme - am Beispiel hydrodynamischer Turbulenz

This thesis deals with the development of data driven models for stochastic dynamical systems based on measured time sequences. Reconstruction of deterministic dynamical systems from time series is a well established technique, whereas only very few methods exist in the case of a nonlinear stochastic setting. The need for such algorithms arises in a variety of fields, such as physics, biology, economics, or meteorology. First we derive a method to construct Fokker-Planck- and Langevin-equations from time series, if all relevant dynamical variables are measured. The latter assumption, however, is unrealistic in many applications. Therefore we discuss, whether it is possible to embed a scalar time series in a stochastic setting and, if so, how to choose the correct parameters. This leads us to novel time series predictors for Markovian-processes. The performance of these algorithms is demonstrated by numerical examples. In the second part of this work we apply the techniques developed in the first section to hydrodynamic turbulence and the problem of predicting the fluctuations in wind energy production. For a hydrodynamic flow with pronounced coherent structures, nonlinear phase space methods prove to have significantly higher predictive power within such structures than ordinary linear schemes. This knowledge is then applied to time series of atmospheric surface wind velocities and of the power output of a wind turbine. In these cases as well, strong turbulent fluctuations are clearly better predicted by nonlinear methods than by linear ones. This fact has relevant applications for the control of rotor blades of wind turbines as well as for the regulation of conventional power supplies

Relationiertes Expertentum: konzeptionelle Grundlage für die Qualifizierung von Organisationsberatern unter dem Fokus Co-Produktion von Beratung

Die Beratung von Organisationen hat sich im Verlaufe der letzten Jahre zu einer Dienstleistung entwickelt mit einem zusehends expandierenden stabilen Marktsegment . Im Rahmen der behandelten Thematik wird Beratung immer als Prozessberatung verstanden. Beratung wird damit als Oberbegriff gewählt und lässt den Transfer zu vergleichbaren Kommunikationsprozessen zu, unter Berücksichtigung der relevanten Kontextbedingungen. Dieser Beratungsbegriff grenzt sich in Folge von Beratungsleistungen zu spezifischen Fachinhalten ab, wie sie z.B. in Finanzberatung oder EDV Beratung angeboten werden. Der Prozessberater dagegen begleitet eine Organisation, Bereiche einer Organisation bzw. ihre Vertreter durch einen Prozess der Veränderung. Dabei liegt der Fokus auf Kommunikationen, die Relevanz für die Entwicklung der Organisation haben. Organisationen schaffen durch Kommunikation ihre betrieblichen Realitäten. Dazu gehören u. a. Führungsmanagement, Regelkommunikationen, Kommunikationen an betrieblichen Schnittstellen, Umgang mit Rückmeldung, Dissens- und Konfliktmanagement. Prozessberater werden dann angefragt, wenn es gilt Prozesse zur Veränderung organisationaler Kommunikation zu begleiten. Neben internen Beratern aus der eigenen Personal- und Bereichsentwicklung werden von Unternehmen externe Berater zur Begleitung dieser Veränderungsprozesse hinzugezogen. In Organisationen entwickelt sich zu unterschiedlichsten Ereignissen und Zeiten Bedarf an Veränderung. Dazu gehören vor allem auch knapper werdende Ressourcen und Veränderungen des Marktes. Schwierige Situationen oder gar Krisen eines Unternehmens als Chance zur Veränderung zu nutzen , kann für Organisationen bedeuten, sich neue Optionen und Handlungsspielräume zu eröffnen, die ohne den Auslöser nicht als möglich erachtet worden wären. Auch wenn das häufig kolportierte Zitat von Capra (1983) längst zur Plattitüde verkommen ist, sind Startoperationen für neue Erfolge zeitlich häufig in Krisen anzusiedeln. Das Kulturprogramm, Handlungs-grundlage des Unternehmens, wird in zunehmendem Maße als Erfolgsfaktor von Unternehmen angesehen

Verstehensprozesse in Gruppen als Grundlage für den Erwerb sozialer Kompetenz

In dieser Diplomarbeit werden auf der Grundlage der soziologischen Systemtheorie Möglichkeiten des Erwerbs sozialer Fähigkeiten in Gruppen untersucht. Soziale Kompetenzen sind heute eine zentrale Anforderung an jedes Individuum, die sich in fast allen gesellschaftlichen Bereichen stellt. Die Theorien und Methoden zum Erwerb und zur Förderung sozialer Kompetenz sind zumeist sehr praktisch orientiert. Systemische Ansätze werden in der Theorie und Praxis der Förderung sozialer Kompetenzen in zunehmendem Maße herangezogen, jedoch gibt es bislang keine ausgearbeiteten Analysen dieser Thematik auf der Basis der Systemtheorie. Die Systemtheorie Niklas Luhmanns gilt als radikale Universaltheorie zur Beschreibung der Gesellschaft und ist ein Gedankengebäude, mit dem sich viele soziale Phänomene untersuchen lassen. In dieser Arbeit wird nun eine Verknüpfung des Erwerbs und der Förderung sozialer Kompetenz mit der Systemtheorie Luhmanns, speziell ihrem Konzept des Verstehens, versucht. Es wird davon ausgegangen, dass soziale Kompetenzen verstehensbasiert sind. Die Systemtheorie bietet ein besonderes Verstehenskonzept, dessen Tragfähigkeit für den Erwerb sozialer Kompetenz ausgeleuchtet wird. Die Anwendung der Systemtheorie auf den Erwerb sozialer Kompetenz ergibt einen neuen begrifflichen Rahmen für Analyse und Förderung sozialer Kompetenzen. Die Theorie eröffnet zudem neue Perspektiven auf Gruppenprozesse und Interaktionen, die allgemein als von zentraler Bedeutung für die Entwicklung sozialer Kompetenzen angesehen werden. Die Vorteile dieser Verknüpfung liegen somit in einer neuen Perspektive hinsichtlich der Phänomene des Erwerbs sozialer Kompetenz. Zudem lassen sich durch den neuen begrifflichen Rahmen andere Einsichten in Grenzen und Möglichkeiten der Beeinflussbarkeit erwarten. Es handelt sich bei dieser Arbeit also um eine theoretische Analyse des Erwerbs sozialer Kompetenz, bei der die Systemtheorie Luhmanns die analytischen Werkzeuge liefert. Im ersten Teil der Arbeit wird der Frage nachgegangen, wie sich soziale Kompetenz manifestiert. Es wird anschließend nach einer Kernkompetenz gesucht, die allem sozial kompetenten Verhalten zugrunde liegt. Die Kernkompetenz, das Verstehen wird im zweiten Kapitel genauer untersucht. Auf systemtheoretischer Grundlage stellt es sich als ein Prozess dar, der auf das selbstbezügliche Nachvollziehen von Schemata der Weltbetrachtung und Interpretation anderer Individuen hinausläuft. Der dritte Teil der Arbeit beschäftigt sich mit der Frage, ob und auf welche Weise die Art von verstehensbasierter und schemata-determinierter sozialer Kompetenz erlernbar respektive förderbar ist, und wie sich Gruppen dazu eignen. Im letzten Teil dieser Arbeit werden dann um Interventionsmöglichkeiten zur Förderung sozialer Kompetenz beschrieben, die an der Ausbildung und Erweiterung der verstehensrelevanten Differenzschemata ansetzen. Abschließend wird am Beispiel der aufgezeichneten Kommunikation einer (gruppen-dynamischen) Trainingsgruppe gezeigt, wie in Gruppen über die Kommunikation Einfluss auf die individuellen Beobachtungs- oder Sinnschemata und damit die Interpretationen der Umwelt und der in ihr befindlichen Mitmenschen genommen wird und sich damit die Möglichkeiten des Verstehens und Anschlusses der Teilnehmer verändern

"Sie werden assimiliert werden, Widerstand ist zwecklos." Zwischen Beratung, die begleitet, und Beratung, die sich verliert: Versuch über die Gratwanderung von Beratung zwischen Systemgrenzen und Grenzüberschreitungen.

Beratung bewegt sich an den Grenzen eines Systems und bildet dabei ein weiteres System: Was geschieht an Systemgrenzen? Wie tief, wie lange dürfen / können sich Beratende in des System hineinbegeben, ohn

Transiente Prozesse beim Laserstrahlschweißen

Ziel der Arbeit war es, die Wirkzusammenhänge zu verstehen, die am Anfang und Ende eines Laserstrahlschweißprozesses, bei der Bearbeitung von Konturelementen, aber auch während quasistationärer Phasen zu Schweißnahtfehlern fuhren. Die Kenntnis der für diese Fehler verantwortlichen transienten Prozesse war die Voraussetzung für die Entwicklung verbesserter Prozeßführungsstrategien zur Optimierung der Bearbeitungsergebnisse. Grundsätzlich wurden zwei verschiedene Formen transienter Prozesse beim Laserstrahlschweißen unterschieden. Extrinsisch transiente Prozesse treten auf, wenn sich während der Bearbeitung Einflußparameter ändern. Intrinsisch transiente Prozesse werden durch die inhärente Eigendynamik des Laserstrahlschweißprozesses ausgelöst und während des gesamten Schweißprozesses beobachtet. Die Korrelation von Bearbeitungsparametern, Prozeßemissionen und Bearbeitungsergebnis in Verbindung mit FEM-Simulationen der thermomechanischen Vorgänge beim Laserstrahlschweißen ermöglichte die Identifizierung der Ursachen von Bearbeitungsfehlem durch extrinsisch transiente Prozesse. So konnten Prozeßführungsstrategien entwickelt werden, mit denen diese Bearbeitungsfehler weitgehend vermieden werden. Intrinsisch transiente Prozesse wurden erstmals mit Verfahren behandelt, die auf den Grundlagen der Theorie nichtlinear dynamischer Systeme beruhen. Beispielsweise konnten durch eine resonante Anregung des Schweißprozesses Prozeßfluktuationen minimiert und das Bearbeitungsergebnis deutlich verbessert werden.The aim of the thesis was the understanding of the transient processes that lead to welding failures at the beginning and end of the laser beam welding process, during the machining of contour elements or even during quasi stationary phases. This was the basis for the development of improved processing strategies that lead to optimized machining results. Basically two different kinds of transient processes have been separated. Extrinsic transient processes occur, if processing parameters change during the machining. Intrinsic transient are caused by the inherent dynamics of the welding process itself and can be observed during the whole welding process. An identification of the reasons for machining failures caused by extrinsic transient processes was possible by means of a correlation between the machining parameters, process emissions and the machining result in combination with FEM simulations of the thermo-mechanical processes during laser beam welding. So it was possible to develop machining strategies to avoid these machining failures. To characterize and to deal with intrinsic transient processes new methods have been introduced, that base on the theory of nonlinear dynamic systems. For example it was possible to minimize process fluctuations by means of a resonant stimulation of the welding process, so that machining results were improved considerably

Vorstudien zu einer interdisziplinären Integrationsperspektive

Die Evolutionstheorie nach Darwin revolutionierte im 19. Jahrhundert nicht nur die Fachwissenschaft, sondern prägte auch Sprache und Denken in fast allen Bereichen des öffentlichen Lebens und der Kultur. In den Romanen Wilhelm Raabes stellt sich die Literatur der Herausforderung, die diese neue Weltanschauung für die Menschen bedeutete. Die in diesem Buch vorgenommene Deutung seiner Texte weist nach, wie durch diskursive Verknüpfungen die mentalitäts- und lebensweltprägenden Konsequenzen neuer naturwissenschaftlicher Erkenntnisse kontextualisiert und auf diese Weise ihre Bedeutungen für den Menschen reflektiert und problematisiert werden. Wilhelm Raabe wird dabei als kritischer Denker sichtbar, der sich der Deutungspotenziale des weltanschaulichen Darwinismus bedient und gleichzeitig dessen Implikationen für die Gesellschaft hinterfragt

Die Zukunft elektronischer Demokratie: Die Bedeutung des demokratischen Prinzips in softwaretechnischen Konzepten und der elektronischen Demokratie als Anwendungsdomäne der Softwareentwicklung

E-democracy does not only affect the content but also the organizational form of electronic-based participation. Under the aspect of the organizational form , web applications do not appear as neutral media or communication tools, but as instruments of coordination and control of actions. Under the aspect of the organizational form , e-democracy is also a coordinating principle of the co-equal , self-organized and decentralized coordination of action. The counter-concept is the principle of hierarchy as unequal, heteronomous and centralized coordination (Helmut Willke). Both principles can be identified in software engineering concepts and approaches

Implementierung einer "Triage und Ersteinschätzung von Patienten": Begleitung der Einführung an der Konservativen Notaufnahme am UKD

Hintergrund: Triage und Ersteinschätzung von Patienten in der Krankenhaus-Notaufnahme als Instrument der Prozeßgestaltung. Übersicht: In den vergangenen Jahren zeigte sich deutschlandweit ein Trend. Die Versorgung von Patienten in den Notaufnahmen der Krankenhäuser erlangt eine immer größere Bedeutung. Bedeutendste Ressource in der Notaufnahme ist die ärztliche Arbeit. Diagnosestellung und Festlegung der Therapie sind die wesentlichen Leistungen. Es ist entscheidend, die Prozessqualität am Punkt des Erstkontaktes des Notfallpatienten mit dem Krankenhaus zu verbessern. Das Universitätsklinikum Dresden eröffnete 2012 mit der Konservativen Notaufnahme (KNA-S1) eine neue, interdisziplinäre Funktionsstelle. Organisatorische Intervention war die Entlastung und Steuerung der Ressource „Arbeitszeit Arzt“. Es wurde das Manchester Triage System als Steuerungsinstrument implementiert mit den Zielen: • Optimale Nutzung der Infrastruktur • Neu definierter und verbesserter Ablauf der Integration von Notfallpatienten in den Behandlungsprozeß und den Geschäftsprozeß des UKD. • Entwicklung von Handlungsempfehlungen für das Pflegepersonal für Maßnahmen am Patienten vor Arztkontakt Schlussfolgerungen: Die strukturierte Ersteinschätzung von Patienten ist ein zielführendes Instrument, um den organisatorischen Reifegrad des Workflows in der Notaufnahme zu erhöhen. Auf dieser Grundlage entwickelte Handlungsempfehlungen für das Pflegepersonal schaffen für Patienten, Ärzte und Pflegepersonal ein optimiertes, Risiko-reduziertes Umfeld.Background: Triage and initial assessment of patients in Emergency Departments as organizational tool for process improvement. Summary: A trend occurred throughout Germany during the past years. Hospital Emergency Departments achieve increasing importance in patient care. Crucial resource in the ED is physician´s work and authority for diagnosis and therapy. It is important to improve process quality at the point of emergency patient´s first contact to hospital. In 2012 University Hospital Dresden established a new interdisciplinary infrastructure in emergency care for medical and neurological patients (KNA-S1). Organizational intervention has been to relieve and control workload and schedule of the physicians. The Manchester Triage System was implemented as instrument for process control aiming: • Optimized utilization of resources • improved workflow of how emergency patients are introduced into treatment and hospital workflow • Development of guidelines for nursing staff to accomplish appropriate procedures on patients before seeing the physician first Conclusion: Operating an initial assessment on emergency patients leads to improvement of quality and proficiency throughout the operating procedures of an Emergency Department. Guidelines for nursing staff on this foundation will create an optimized and risk reduced environment for patients, physicians and all medical professionals in the ED

Organized complexity

Die Bedeutung der Beziehungsgestaltung im psychotherapeutischen Prozess hat sich in den letzten Jahren als zentral herausgestellt. So hat sich zum einen gezeigt, dass die psychotherapeutische Beziehung ein wichtiger Prädiktor für den Therapieerfolg darstellt. Auf der anderen Seite hat sich zudem gezeigt, dass es sich bei der zwischenmenschlichen Interaktion um ein komplexes dynamisches Muster handelt. Es erscheint daher adäquat, die Dynamik mittels einer fein aufgelösten Mikroprozessanalyse zu erfassen. Mit einer Frequenz von 10 Sekunden werden im Rahmen zweier Einzelfallanalysen interaktionell bedeutsame Pläne des Therapeuten und der Klientin kodiert. Da neuere systemtheoretische Konzeptionen Psychotherapie als das Bereitstellen von Möglichkeiten für Selbstorganisationsprozesse begreifen, sollen diese in den Datensätzen mit den Methoden der Chaosforschung sichtbar gemacht werden. Für die Analyse psychotherapeutischer Prozesse sind dabei besonders Bifurkationspunkte interessant, bei denen das System an der Grenze zu einem neuen Verhalten steht. Hier entscheidet dann die Aufnahmebereitschaft des Klienten, ob eine solche Grenze mutig überschritten wird und sich tatsächlich neue Muster etablieren.The basic importance of client-therapist-relationship in psychotherapy has often been stressed. At the one hand, the quality of this relationship has proved to be an important prediction of therapy outcome, at the other hand, the relationship itself has been perceived as a complex dynamic pattern of interpersonal interaction. It seems appropriate to investigate these dynamics by a highly specified microprocess analysis. Interactive plans of client and therapist have been coded by a sampling frequency of 10 seconds. Based on newer system-theories, psychotherapy can be taken as a process, which activates the self-organizing tendencies of clients. Using methods from chaos theory, self-organizing processes have been demonstrated for the two data sets. In order to get a deeper understanding of psychotherapeutic change processes bifurcation points, where a system balances on the border between an old and a new behaviour, have been the main subjects of investigation. It can be shown that the client’s openness is an important factor and key to influencing the outcome of a bifurcation, which can either be a bold step forward or a jump backwards