Bringing Analytics into Practice: Evidence from the Power Sector

Across industries, the increasing availability of sensor data has created business opportunities for the application of analytical information systems. We shed light on the analytics implementation in practice in the context of a case study in the power sector. Following a design science approach, we present a case study on the implementation of a decision support system (DSS) for grid planning at a large utility. Given the very large number of grids, process automation through analytics promises significant efficiency gains for labor-intensive planning tasks. We demonstrate how the DSS leads to process improvements regarding speed, accuracy, and flexibility. Apart from the benefits for the company, this work contributes to IS practice by deriving general lessons for IS executives facing analytics challenges

Cluster Analysis of Smart Metering Data - An Implementation in Practice

The introduction of smart meter technology is a great challenge for the German energy industry. It requires not only large investments in the communication and metering infrastructure, but also a redesign of traditional business processes. The newly incurring costs cannot be fully passed on to the end customers. One option to counterbalance these expenses is to exploit the newly generated smart metering data for the creation of new services and improved processes. For instance, performing a cluster analysis of smart metering data focused on the customers’ time-based consumption behavior allows for a detailed customer segmentation. In the article we present a cluster analysis performed on real-world consumption data from a smart meter project conducted by a German regional utilities company. We show how to integrate a cluster analysis approach into a business intelligence environment and evaluate this artifact as defined by design science. We discuss the results of the cluster analysis and highlight options to apply them to segment-specific tariff design

Sustained Calcium(II)-Release to Impart Bioactivity in Hybrid Glass Scaffolds for Bone Tissue Engineering

In this study, we integrated different calcium sources into sol-gel hybrid glass scaffolds with the aim of producing implants with long-lasting calcium release while maintaining mechanical strength of the implant. Calcium(II)-release was used to introduce bioactivity to the material and eventually support implant integration into a bone tissue defect. Tetraethyl orthosilicate (TEOS) derived silica sols were cross-linked with an ethoxysilylated 4-armed macromer, pentaerythritol ethoxylate and processed into macroporous scaffolds with defined pore structure by indirect rapid prototyping. Triethyl phosphate (TEP) was shown to function as silica sol solvent. In a first approach, we investigated the integration of 1 to 10% CaCl2 in order to test the hypothesis that small CaCl2 amounts can be physically entrapped and slowly released from hybrid glass scaffolds. With 5 and 10% CaCl2 we observed an extensive burst release, whereas slightly improved release profiles were found for lower Calcium(II) contents. In contrast, introduction of melt-derived bioactive 45S5 glass microparticles (BG-MP) into the hybrid glass scaffolds as another Calcium(II) source led to an approximately linear release of Calcium(II) in Tris(hydroxymethyl)aminomethane (TRIS) buffer over 12 weeks. pH increase caused by BG-MP could be controlled by their amount integrated into the scaffolds. Compression strength remained unchanged compared to scaffolds without BG-MP. In cell culture medium as well as in simulated body fluid, we observed a rapid formation of a carbonated hydroxyapatite layer on BG-MP containing scaffolds. However, this mineral layer consumed the released Calcium(II) ions and prevented an additional increase in Calcium(II) concentration in the cell culture medium. Cell culture studies on the different scaffolds with osteoblast-like SaOS-2 cells as well as bone marrow derived mesenchymal stem cells (hMSC) did not show any advantages concerning osteogenic differentiation due to the integration of BG-MP into the scaffolds. Nonetheless, via the formation of a hydroxyapatite layer and the ability to control the pH increase, we speculate that implant integration in vivo and bone regeneration may benefit from this concept

Das Potenzial 3D-gedruckter Gradientenwerkstoffe für pharmazeutische Applikationen

Das Potenzial, welches der 3D-Druck im Tissue Engineering für Weichteilgewebe und Knochenersatz hinsichtlich Formgebung und Materialanpassung bietet, wird zunehmend genutzt, weiterentwickelt und ausgebaut. Die Diversität der dabei betrachteten, biologisch aktiven Biomaterialien setzt voraus, dass unterschiedliche Technologien wie Stereolithographie (STL), Fused Deposition Modelling (FDM), Selektives Lasersintern (SLS) in verschiedenen Ausbaustufen zum Einsatz kommen. In medizinischen Anwendungen und besonders im pharmazeutischen Bereich, sind neben den drei räumlichen Dimensionen zusätzlich weitere Dimensionen hinsichtlich der Produkteigenschaften interessant. Einerseits besteht diese Mehrdimensionalität aus strukturellen und geometrischen Gradienten (An, Teoh, Suntornnond & Chua, 2015; Jones et al., 2007; Neri Oxman, Steven Keating & Elizabeth Tsai, 2012). Zusätzlich sind aber auch stoffliche Abstufungen der prozentualen Anteile wichtig. Das betrifft beispielsweise die Einbringung von Wirkstoffen in die generativ aufgebauten Strukturen (Goole & Amighi, 2016; Kalaskar, 2017; Ursan, Chiu & Pierce, 2013). Meist werden dabei scharf abgegrenzte Abstufungen der Materialeigenschaften gezeigt. Dies erfolgt im 3D-Druck beispielsweise durch die Nutzung unterschiedlicher Dosierköpfe in einem Prozess für die jeweiligen Materialien/Materialabstufungen oder durch die getrennte Herstellung der einzelnen Bereiche und anschließendem Fügen der Scaffolds (Diaz-Gomez et al., 2019). Ein allmählich ansteigender/abflachender gradueller Verlauf des zugemischten Anteils (Wirkstoff/Marker) wird bisher nicht beschrieben. Gelingt eine Regelung der Wirkstoffzumischung während des generativen Prozesses, entstehen neue Freiheitsgrade in der Gestaltung der Eigenschaften, wie beispielsweise der pharmazeutischen Wirksamkeit der Produkte. Im biomedizinischen Kontext sind durch Gradientengestaltung innerhalb eines Implantates, unterschiedliche Wirkstoffkonzentrationen oder funktionelle Parameter, wie Festigkeit, Verformbarkeit oder Reaktivität einstellbar. Bei der Zumischung innerhalb des 3D-Drucks ist auch der Einsatz solcher Wirkstoffe denkbar, die bei konventionellen Herstellungsprozessen herausgelöst oder zersetzt würden. Innerhalb der interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen der Pharmazeutischen Technologie (Institut für Pharmazie, Medizinische Fakultät) der Universität Leipzig und der Fakultät Maschinenbau und Energietechnik (Maschinenbautechnisches Institut) an der HTWK Leipzig wurde ein miniaturisierter Doppelschneckenextruder (DSE-DK) als Dosierkopf in eine 3D-Druckanlage integriert. Mit der auf dem FDM-Verfahren basierenden Technologie konnte bereits nachgewiesen werden, dass Polymere wie Polycaprolacton (PCL) verarbeitet und mit zugemischten Pulvern homogenisiert werden können (Flath et al., 2016). Es wurden innerhalb eines 3D-Druckprozesses Materialmischungen aus einer aufgeschmolzenen Polymerphase und einem zugeführten Pulver erzeugt. In diesem Aufbau konnten alle Materialien als Pulver zugeführt und dosiert werden. Ziel der hier betrachteten Arbeiten war es, den DSE-DK für pastöse Ausgangsstoffe zur Erweiterung des Einsatzspektrums nutzbar zu machen. Zusätzlich sollten Pasten/Pulver Mischungen und die Möglichkeit der Herstellung von graduellen Zusatzstoffkonzentrationen während der dreidimensionalen Verarbeitung untersucht werden. [... aus der Einleitung

Extrusion-Printing of Multi-Channeled Two-Component Hydrogel Constructs from Gelatinous Peptides and Anhydride-Containing Oligomers

The performance of artificial nerve guidance conduits (NGC) in peripheral nerve regeneration can be improved by providing structures with multiple small channels instead of a single wide lumen. 3D-printing is a strategy to access such multi-channeled structures in a defined and reproducible way. This study explores extrusion-based 3D-printing of two-component hydrogels from a single cartridge printhead into multi-channeled structures under aseptic conditions. The gels are based on a platform of synthetic, anhydride-containing oligomers for cross-linking of gelatinous peptides. Stable constructs with continuous small channels and a variety of footprints and sizes were successfully generated from formulations containing either an organic or inorganic gelation base. The adjustability of the system was investigated by varying the cross-linking oligomer and substituting the gelation bases controlling the cross-linking kinetics. Formulations with organic N-methyl-piperidin-3-ol and inorganic K2HPO4 yielded hydrogels with comparable properties after manual processing and extrusion-based 3D-printing. The slower reaction kinetics of formulations with K2HPO4 can be beneficial for extending the time frame for printing. The two-component hydrogels displayed both slow hydrolytic and activity-dependent enzymatic degradability. Together with satisfying in vitro cell proliferation data, these results indicate the suitability of our cross-linked hydrogels as multi-channeled NGC for enhanced peripheral nerve regeneration

Theta lifts of Bianchi modular forms and applications to paramodularity

We explain how the work of Johnson-Leung and Roberts on lifting Hilbert modular forms for real quadratic fields to Siegel modular forms can be adapted to imaginary quadratic fields. For this, we use archimedean results from Harris, Soudry and Taylor and replace the global arguments of Roberts by the non-vanishing result of Takeda. As an application of our lifting result, we exhibit an abelian surface B defined over Q, which is not a restriction of scalars of an elliptic curve and satisfies the paramodularity Conjecture of Brumer and Kramer

How a Traditional Company Seeded New Analytics Capabilities

Developing state-of-the art data analytics capabilities is a challenge for traditional companies with long-established processes and legacy systems. We describe how one such company (a Swiss electricity utility) conducted a seed project - a bottom-up initiative to develop an analytics ecosystem of business, organizational and technological capabilities. This project was an effective first step in growing the company\u27s analytics capabilities. Based on this case, we provide four key lessons that can be used by other traditional companies seeking to develop new digital capabilities.Click here for podcast summary (mp3) Click here for free 2-page executive summary (pdf)Click here for free presentation slides (pdf

Das Potenzial 3D-gedruckter Gradientenwerkstoffe für pharmazeutische Applikationen

Das Potenzial, welches der 3D-Druck im Tissue Engineering für Weichteilgewebe und Knochenersatz hinsichtlich Formgebung und Materialanpassung bietet, wird zunehmend genutzt, weiterentwickelt und ausgebaut. Die Diversität der dabei betrachteten, biologisch aktiven Biomaterialien setzt voraus, dass unterschiedliche Technologien wie Stereolithographie (STL), Fused Deposition Modelling (FDM), Selektives Lasersintern (SLS) in verschiedenen Ausbaustufen zum Einsatz kommen. In medizinischen Anwendungen und besonders im pharmazeutischen Bereich, sind neben den drei räumlichen Dimensionen zusätzlich weitere Dimensionen hinsichtlich der Produkteigenschaften interessant. Einerseits besteht diese Mehrdimensionalität aus strukturellen und geometrischen Gradienten (An, Teoh, Suntornnond & Chua, 2015; Jones et al., 2007; Neri Oxman, Steven Keating & Elizabeth Tsai, 2012). Zusätzlich sind aber auch stoffliche Abstufungen der prozentualen Anteile wichtig. Das betrifft beispielsweise die Einbringung von Wirkstoffen in die generativ aufgebauten Strukturen (Goole & Amighi, 2016; Kalaskar, 2017; Ursan, Chiu & Pierce, 2013). Meist werden dabei scharf abgegrenzte Abstufungen der Materialeigenschaften gezeigt. Dies erfolgt im 3D-Druck beispielsweise durch die Nutzung unterschiedlicher Dosierköpfe in einem Prozess für die jeweiligen Materialien/Materialabstufungen oder durch die getrennte Herstellung der einzelnen Bereiche und anschließendem Fügen der Scaffolds (Diaz-Gomez et al., 2019). Ein allmählich ansteigender/abflachender gradueller Verlauf des zugemischten Anteils (Wirkstoff/Marker) wird bisher nicht beschrieben. Gelingt eine Regelung der Wirkstoffzumischung während des generativen Prozesses, entstehen neue Freiheitsgrade in der Gestaltung der Eigenschaften, wie beispielsweise der pharmazeutischen Wirksamkeit der Produkte. Im biomedizinischen Kontext sind durch Gradientengestaltung innerhalb eines Implantates, unterschiedliche Wirkstoffkonzentrationen oder funktionelle Parameter, wie Festigkeit, Verformbarkeit oder Reaktivität einstellbar. Bei der Zumischung innerhalb des 3D-Drucks ist auch der Einsatz solcher Wirkstoffe denkbar, die bei konventionellen Herstellungsprozessen herausgelöst oder zersetzt würden. Innerhalb der interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen der Pharmazeutischen Technologie (Institut für Pharmazie, Medizinische Fakultät) der Universität Leipzig und der Fakultät Maschinenbau und Energietechnik (Maschinenbautechnisches Institut) an der HTWK Leipzig wurde ein miniaturisierter Doppelschneckenextruder (DSE-DK) als Dosierkopf in eine 3D-Druckanlage integriert. Mit der auf dem FDM-Verfahren basierenden Technologie konnte bereits nachgewiesen werden, dass Polymere wie Polycaprolacton (PCL) verarbeitet und mit zugemischten Pulvern homogenisiert werden können (Flath et al., 2016). Es wurden innerhalb eines 3D-Druckprozesses Materialmischungen aus einer aufgeschmolzenen Polymerphase und einem zugeführten Pulver erzeugt. In diesem Aufbau konnten alle Materialien als Pulver zugeführt und dosiert werden. Ziel der hier betrachteten Arbeiten war es, den DSE-DK für pastöse Ausgangsstoffe zur Erweiterung des Einsatzspektrums nutzbar zu machen. Zusätzlich sollten Pasten/Pulver Mischungen und die Möglichkeit der Herstellung von graduellen Zusatzstoffkonzentrationen während der dreidimensionalen Verarbeitung untersucht werden. [... aus der Einleitung

Das Potenzial 3D-gedruckter Gradientenwerkstoffe für pharmazeutische Applikationen

Das Potenzial, welches der 3D-Druck im Tissue Engineering für Weichteilgewebe und Knochenersatz hinsichtlich Formgebung und Materialanpassung bietet, wird zunehmend genutzt, weiterentwickelt und ausgebaut. Die Diversität der dabei betrachteten, biologisch aktiven Biomaterialien setzt voraus, dass unterschiedliche Technologien wie Stereolithographie (STL), Fused Deposition Modelling (FDM), Selektives Lasersintern (SLS) in verschiedenen Ausbaustufen zum Einsatz kommen. In medizinischen Anwendungen und besonders im pharmazeutischen Bereich, sind neben den drei räumlichen Dimensionen zusätzlich weitere Dimensionen hinsichtlich der Produkteigenschaften interessant. Einerseits besteht diese Mehrdimensionalität aus strukturellen und geometrischen Gradienten (An, Teoh, Suntornnond & Chua, 2015; Jones et al., 2007; Neri Oxman, Steven Keating & Elizabeth Tsai, 2012). Zusätzlich sind aber auch stoffliche Abstufungen der prozentualen Anteile wichtig. Das betrifft beispielsweise die Einbringung von Wirkstoffen in die generativ aufgebauten Strukturen (Goole & Amighi, 2016; Kalaskar, 2017; Ursan, Chiu & Pierce, 2013). Meist werden dabei scharf abgegrenzte Abstufungen der Materialeigenschaften gezeigt. Dies erfolgt im 3D-Druck beispielsweise durch die Nutzung unterschiedlicher Dosierköpfe in einem Prozess für die jeweiligen Materialien/Materialabstufungen oder durch die getrennte Herstellung der einzelnen Bereiche und anschließendem Fügen der Scaffolds (Diaz-Gomez et al., 2019). Ein allmählich ansteigender/abflachender gradueller Verlauf des zugemischten Anteils (Wirkstoff/Marker) wird bisher nicht beschrieben. Gelingt eine Regelung der Wirkstoffzumischung während des generativen Prozesses, entstehen neue Freiheitsgrade in der Gestaltung der Eigenschaften, wie beispielsweise der pharmazeutischen Wirksamkeit der Produkte. Im biomedizinischen Kontext sind durch Gradientengestaltung innerhalb eines Implantates, unterschiedliche Wirkstoffkonzentrationen oder funktionelle Parameter, wie Festigkeit, Verformbarkeit oder Reaktivität einstellbar. Bei der Zumischung innerhalb des 3D-Drucks ist auch der Einsatz solcher Wirkstoffe denkbar, die bei konventionellen Herstellungsprozessen herausgelöst oder zersetzt würden. Innerhalb der interdisziplinären Zusammenarbeit zwischen der Pharmazeutischen Technologie (Institut für Pharmazie, Medizinische Fakultät) der Universität Leipzig und der Fakultät Maschinenbau und Energietechnik (Maschinenbautechnisches Institut) an der HTWK Leipzig wurde ein miniaturisierter Doppelschneckenextruder (DSE-DK) als Dosierkopf in eine 3D-Druckanlage integriert. Mit der auf dem FDM-Verfahren basierenden Technologie konnte bereits nachgewiesen werden, dass Polymere wie Polycaprolacton (PCL) verarbeitet und mit zugemischten Pulvern homogenisiert werden können (Flath et al., 2016). Es wurden innerhalb eines 3D-Druckprozesses Materialmischungen aus einer aufgeschmolzenen Polymerphase und einem zugeführten Pulver erzeugt. In diesem Aufbau konnten alle Materialien als Pulver zugeführt und dosiert werden. Ziel der hier betrachteten Arbeiten war es, den DSE-DK für pastöse Ausgangsstoffe zur Erweiterung des Einsatzspektrums nutzbar zu machen. Zusätzlich sollten Pasten/Pulver Mischungen und die Möglichkeit der Herstellung von graduellen Zusatzstoffkonzentrationen während der dreidimensionalen Verarbeitung untersucht werden. [... aus der Einleitung