TRY plant trait database – enhanced coverage and open access

Plant traits - the morphological, anatomical, physiological, biochemical and phenological characteristics of plants - determine how plants respond to environmental factors, affect other trophic levels, and influence ecosystem properties and their benefits and detriments to people. Plant trait data thus represent the basis for a vast area of research spanning from evolutionary biology, community and functional ecology, to biodiversity conservation, ecosystem and landscape management, restoration, biogeography and earth system modelling. Since its foundation in 2007, the TRY database of plant traits has grown continuously. It now provides unprecedented data coverage under an open access data policy and is the main plant trait database used by the research community worldwide. Increasingly, the TRY database also supports new frontiers of trait‐based plant research, including the identification of data gaps and the subsequent mobilization or measurement of new data. To support this development, in this article we evaluate the extent of the trait data compiled in TRY and analyse emerging patterns of data coverage and representativeness. Best species coverage is achieved for categorical traits - almost complete coverage for ‘plant growth form’. However, most traits relevant for ecology and vegetation modelling are characterized by continuous intraspecific variation and trait–environmental relationships. These traits have to be measured on individual plants in their respective environment. Despite unprecedented data coverage, we observe a humbling lack of completeness and representativeness of these continuous traits in many aspects. We, therefore, conclude that reducing data gaps and biases in the TRY database remains a key challenge and requires a coordinated approach to data mobilization and trait measurements. This can only be achieved in collaboration with other initiatives

Evaluation of flexibility stratgies for assembly shops in the automotive industry

Zur wirtschaftlichen Reaktion auf neue Produkte und Nachfrageschwankungen hat die strategische Montageplanung das Ziel, optimale Flexibilitätsstrategien für die Produktion umzusetzen. Dabei stellt sich grundsätzlich die Frage, in welche Flexibilität an einem Standort investiert werden soll. Abhängig ist die Wahl vor allem von den zu fertigenden Produkten. Lassen sich verschiedene Produkte effizient auf einer Linie fertigen, so können produktflexible Anlagen dauerhaft gut ausgelastet werden. Unterscheiden sich die Produkte zu stark, so ist die Produktion auf spezifischen Ein-Produkt-Linien, so genannten Solitärlinien, zweckmäßig. Das Abfangen von Nachfrageschwankungen kann dann über eine Volumenflexibilität erfolgen. Die Wahl der Flexibilitätsstrategie ist jedoch nicht nur abhängig vom zukünftigen Produktportfolio. Einfluss hat zusätzlich die standortspezifische Kostenstruktur und Personalflexibilität. In die Kostenbewertung von Flexibilitätsstrategien gehen auf der einen Seite die Investitionen für die Systemflexibilität ein. Auf der anderen Seite muss der im Produktionsbetrieb auftretende Flexibilitätsnutzen bewertet werden. Während die Investitionen in der Regel einfach abzuleiten sind, gestaltet sich die Vorhersage des Flexibilitätsnutzens schwieriger. Die Schwierigkeit liegt darin, dass die implementierte Flexibilität als ein Potenzial anzusehen ist, das die Reaktionsfähigkeit im Produktionsbetrieb steigert. Sie wird nur genutzt, wenn ein Flexibilitätsbedarf besteht. Welche Flexibilität mit welcher Ausprägung verwendet wird und welche Kosten dabei entstehen, hängt von einer Vielzahl technischer und arbeitsorganisatorischer Randbedingungen ab. Um dennoch eine Vorhersage der zeitdynamischen Flexibilitätsnutzung und ihrer Kosten zu ermöglichen, sind neue Planungshilfsmittel erforderlich. Dafür bietet sich das Konzept der hierarchischen Planung an: Nachdem funktionale Zusammenhänge zwischen den Reaktionsmöglichkeiten im Montagebetrieb und den daraus resultierenden Montagebetriebskosten existieren, kann die Antizipation des Montagebetriebs auf Basis einer mathematischen Optimierung durchgeführt werden. Sie erlaubt eine Vorhersage des zukünftigen Entscheidungsverhaltens bei der Flexibilitätsnutzung. Voraussetzung ist eine ausreichend detaillierte Betriebskostenstruktur und die Berücksichtigung betrieblicher Lerneffekte. Zu diesem Zweck werden im Rahmen der Arbeit drei Kernelemente konzipiert und umgesetzt: Das Montage-, das Lernkurven- und das Optimierungsmodell. Das Montagemodell ermöglicht bei spezifischen produkt- und standortspezifischen Eingangsgrößen und für ein gegebenes Entscheidungsverhalten im Produktionsbetrieb die Ableitung der Betriebskosten. Das Modell basiert auf analytischen Zusammenhängen und integriert neben einer Kapazitätsrechnung eine Arbeitskräftebedarfs- und Kostenrechnung. Das Lernkurvenmodell beschreibt zukünftige betriebliche Lerneffekte nach Anläufen und Anpassungsmaßnahmen. Das Modell basiert auf mengentheoretischen Überlegungen, die Lernkurveneffekte über der kumulierten Anzahl durchgeführter ähnlicher Arbeitsvorgänge aufzeigen. Dabei wirkt das Lernkurvenmodell nicht nur auf Einzellinien, sonder anteilig auch linienübergreifend. Das Optimierungsmodell schließlich basiert auf der dynamischen Programmierung und prognostiziert das Entscheidungsverhalten bei der Flexibilitätsnutzung im Produktionsbetrieb. Als Entscheidungsvariablen werden die Instrumente der operativen Montageplanung integriert betrachtet. Dies umfasst sowohl die technische Flexibilität des Systems als auch die Personalflexibilität des Standorts. Beispielsweise werden Taktzeiten, Einstellungen befristeter und unbefristeter Arbeitskräfte, Schichtmodelle und das Produktionsprogramm über der Zeit optimiert. Das kostenoptimale Ergebnis zeigt auf, zu welchen Personal- und Anpassungskosten das Produktionsprogramm bei gegebener implementierter Flexibilität zukünftig produziert werden kann. Die entwickelten Methoden wurden im Rahmen der Dissertation in einem Planungswerkzeug umgesetzt. Der Lifecycle Adaptation Planner (LAP) führt zu einer höheren Transparenz der Auswirkungen von strategischen Investitionsmaßnahmen auf die Montagebetriebskosten und erlaubt damit eine Optimierung der Flexibilitätsstrategie. Im Anwendungsfall der Arbeit weist der LAP das Potenzial produktflexibler Montagelinien für innovative Kompaktklassefahrzeuge aus. Mit dieser Arbeit ist ein weiterer Schritt zur Planung flexibler Montagesysteme gemacht worden. Jedoch müssen weitere Schritte folgen. Dabei kann die Nutzung mathematischer Verfahren dazu beitragen, dass die Automobilindustrie ihre Auslastung, Lieferfähigkeit und Effizienz weiter steigert.Flexibility strategies for assembly shops are described by the number of assembly lines, their level of automation and their product and volume flexibility. To evaluate these strategies in terms of financial efficiency, two cost factors have to be considered: the investment in the flexibility and the benefit of the flexibility during production. This doctoral thesis proposes the necessary methods and models to anticipate the future benefits of a investment in flexibility. Therefore, based on the concept of hierarchical planning, three components are developed: The "dynamic assembly model", the "learning curve model" and the "optimization model". The dynamic assembly model describes the functional dependencies between the tactical assembly planning, the necessary resources and the resulting cost. For example, it calculates the impact of takt times and shift models on the required amount of employees. The learning curve model describes the learning curve effects in the assembly lines. For ramp ups and takt time changes, learning curves for assembly times, uptimes and takt efficiency losses are quantified. Finally, linked to both the dynamic assembly model and the learning curve model, the optimization model calculates the cost optimal solution to use the given flexibility during production. The optimization is executed by dynamic programming. As an example, takt times, the amount of fix and temporary workers, the shift models and the production program are optimized for every period of the production lifecycle. The smaller the anticipated operational cost of the future, the higher the benefits of the planned flexibility. The models and methods developed were implemented in a decision supporting system named "Lifecycle Adaptation Planner" (LAP). In the case study, the LAP proves the benefits of product flexible assembly lines for the production of innovative compact cars in volatile markets. The higher and constant capacity utilization in the flexible lines is leading to a lower investment and to a reduced necessity of expensive takt time changes. Additionally, learning curves after ramp-ups can be realized with a much higher volume. Thus, assembly times are reduced more quickly and for longer term than in one-product lines with lower volumes

Prüfvorrichtung und Verfahren zur Ermittlung einer Abreißfestigkeit

Die Erfindung betrifft eine Prüfvorrichtung sowie ein Verfahren zur Ermittlung einer Abreißfestigkeit eines auf einem Substrat aufgebrachten Testmaterials, wobei wenigstens eine Prüffläche eines Prüfkörpers mit einer Fügeoberfläche des Testmaterials durch thermisches Fügen verbunden wird und anschließend über den Prüfkörper eine Zug- und/oder Scherkraft auf das Testmaterial ausgeübt wird, bis das Testmaterial wenigstens teilweise von dem Substrat abgelöst wird. Um den Prüfkörper derart stabil mit dem Testmaterial verbinden zu können, dass das Testmaterial mit Hilfe des Prüfkörpers vom Substrat abgerissen werden kann, und trotzdem eine zuverlässige, unverfälschte Bestimmung der Abreißfestigkeit des Testmaterials zu erreichen, wird erfindungsgemäß eine Prüfvorrichtung und ein Verfahren der oben genannten Gattung vorgeschlagen, bei welchen auf der Prüffläche und/oder auf der Fügeoberfläche wenigstens zwei miteinander exotherm reagierende Materiallagen vorgesehen sind bzw. aufgebracht werden, und die Materiallagen mit einer Initiiereinrichtung zur Initiierung einer selbstausbreitenden Reaktion der Materiallagen gekoppelt oder koppelbar sind bzw. eine selbstausbreitende Reaktion der Materiallagen initiiert wird

Applicability of UV laser-induced solid-state fluorescence spectroscopy for characterization of solid dosage forms

High production output of solid pharmaceutical formulations requires fast methods to ensure their quality. Likewise, fast analytical procedures are required in forensic sciences, for example at customs, to substantiate an initial suspicion. We here present the design and the optimization of an instrumental setup for rapid and non-invasive characterization of tablets by laser-induced fluorescence spectroscopy (with a UV-laser (λ ex = 266 nm) as excitation source) in reflection geometry. The setup was first validated with regard to repeatability, bleaching phenomena, and sensitivity. The effect on the spectra by the physical and chemical properties of the samples, e.g. their hardness, homogeneity, chemical composition, and granule grain size of the uncompressed material, using a series of tablets, manufactured in accordance with design of experiments, was investigated. Investigation of tablets with regard to homogeneity, especially, is extremely important in pharmaceutical production processes. We demonstrate that multiplicative scatter correction is an appropriate tool for data preprocessing of fluorescence spectra. Tablets with different physical and chemical characteristics can be discriminated well from their fluorescence spectra by subjecting the results to principal component analysis

Multiple plant diversity components drive consumer communities across ecosystems

Humans modify ecosystems and biodiversity worldwide, with negative consequences for ecosystem functioning. Promoting plant diversity is increasingly suggested as a mitigation strategy. However, our mechanistic understanding of how plant diversity affects the diversity of heterotrophic consumer communities remains limited. Here, we disentangle the relative importance of key components of plant diversity as drivers of herbivore, predator, and parasitoid species richness in experimental forests and grasslands. We find that plant species richness effects on consumer species richness are consistently positive and mediated by elevated structural and functional diversity of the plant communities. The importance of these diversity components differs across trophic levels and ecosystems, cautioning against ignoring the fundamental ecological complexity of biodiversity effects. Importantly, plant diversity effects on higher trophic-level species richness are in many cases mediated by modifications of consumer abundances. In light of recently reported drastic declines in insect abundances, our study identifies important pathways connecting plant diversity and consumer diversity across ecosystems.ISSN:2041-172