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Item Open Access Ein Architekturmodell für Portale im Technischen Vertrieb(2006) Gurzki, Thorsten; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing.)Die Dissertation befasst sich mit den Themenbereichen Technischer Vertrieb und Architekturen für Portale. Im Rahmen der Arbeit wird ein integratives Architekturmodell für Portale entwickelt, welches unter Berücksichtigung von Neu- und Bestandssystemen die Prozesse des Technischen Vertriebs abbildet. Hintergrund ist die zunehmende Notwendigkeit für Unternehmen, die sich mit dem Vertrieb technischer Produkte befassen, eine herausragende Position in Käufermärkten zu erreichen. Hierfür ist die Kundenbindung und Kundenansprache durch individuell an die Bedürfnisse der Kunden angepasste Prozesse zu intensivieren. Gleichzeitig besteht die Erfordernis die Effizienz in Bezug auf Zeit und Kosten im Vertrieb zu optimieren. Portale bieten eine technische Lösung für die Bereitstellung einer homogenen Benutzungsoberfläche mit dem Zugriff auf integrierte und personalisierte Prozesse. Die Integration von Prozessen in einem Portal erfordert eine umfassende Architektur, die auch die Einbindung der betrieblichen Informationssysteminfrastruktur beschreibt. Davon ausgehend identifiziert die Arbeit zunächst die grundlegenden Portaleigenschaften. Parallel hierzu werden die Leistungen und die Organisation des Technischen Vertriebs untersucht. Die Untersuchung aus Sicht des Software-Engineerings umfasst Softwarearchitekturen für die Erstellung webbasierter Anwendungen, wie z. B. eingebettete Skriptsprachen und die Plattform¬konzepte Java und .NET, Integrationsarchitekturen, Portalsoftware und Architekturmodelle für Portale. Ziel der Betrachtung ist eine Bewertung der Ansätze auf ihren Beitrag zu einer Architektur für Portale im Technischen Vertrieb. Es wird in den Betrachtungen das Fehlen eines vollständig ausgeprägten Architekturmodells festgestellt. Weitere Defizite stellen die mangelnde Definition funk¬tionaler Anforderungen an die Anwendungen des Technischen Vertriebs im Kontext von Portalen und die ungenügende softwaretechnische Strukturierung von Portalen dar. Auf Basis der identifizierten Defizite werden Kriterien für die spätere Bewertung des Architekturmodells erarbeitet. Grundlage des Architekturmodells für Portale im Technischen Vertrieb ist die portalspezifische Erweiterung eines allgemeinen Architekturmodells. Hierfür wird die ganzheitliche Informationssystemarchitektur (ISA) herangezogen, die die Bestandteile Strategie, Aufbauorganisations-, Prozess-, Anwendungs-, Daten- und Kommunikationsarchitektur sowie Infrastruktur umfasst. Die Teilmodelle Strategie und Aufbauorganisation werden im Rahmen der Arbeit durch die Vorgabe des Anwendungsfalls Technischer Vertrieb als gegeben vorausgesetzt. Die Prozessarchitektur umfasst eine Portalprozesslandkarte, die die im Portal abzubildenden kundennahen Prozesse darstellt. Die Anwendungsarchitektur beschreibt den Aufbau des Portals. Hierfür wird ein portalspezifisches 3-Schicht-Modell mit den Schichten Portalanwendungskomponenten, Portalsystem¬komponenten und Betriebliche Informationskomponenten abgeleitet. Es unterstützt Software¬komponenten im Sinne eines Komponentenmodells und eigenständige Systeme, die wiederum selbst nach beliebigen Schichtenmodellen aufgebaut sein können. Die Datenarchitektur stellt die Stamm- und Bewegungsdaten, die während der Laufzeit der Komponenten verwendet werden, in einer statischen Sicht in acht Grunddatenmodellen dar. Im Rahmen der Infrastrukturarchitektur werden die für den Betrieb des Portals notwendigen Funktionen beschrieben. Hierzu gehören insbesondere die Suche, das Authentifizierungs- und Rollenmodell, Single Sign On und das Personalisierungs- und Individualisierungsmodell. Enthalten ist ein Modell für die Abbildung der abstrakten Komponenten auf reale Systeme. Für die Kommunikationsarchitektur werden ein Schnittstellen- und Datenformatmodell entwickelt. Die Integration der einzelnen Komponenten wird mittels speziell auf die Anwendung in Portalen abgestimmten Integrationsmustern beschrieben. Diese Teilsicht des Modells beinhaltet eine Beschreibung von Adaptions- und Transformationsmethoden für Daten. Den Abschluss des Architekturmodells bildet eine in UML beschriebene Methodik für die Anwendung des Modells. Die Arbeit beinhaltet drei Einsatzfälle des Architekturmodells. Die abschließende Bewertung des praktischen Einsatzes zeigt, dass das Architekturmodell für Portale im Technischen Vertrieb den gestellten Anforderungen gerecht wird und einen geeigneten Ansatz für ein Architekturmodell darstellt.Item Open Access Ein Vorgehensmodell zur Risikoidentifikation in der Entwicklung technologiegetriebener Geschäftsmodelle(2015) Waitzinger, Stefan Maximilian; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h. c.)Das Ziel der vorliegenden Arbeit bestand in der Konzeption und Ausarbeitung eines Vorgehensmodells zur Identifikation von Risiken in der Entwicklung technologiegetriebener Geschäftsmodelle. Dieses soll es Gründern und bestehenden Unternehmen gleichermaßen ermöglichen, erfolgsrelevante Gefahren für ihr Geschäftsmodell frühzeitig zu erkennen und effektiv einzugrenzen. Das Vorgehensmodell wurde mittels SADT-Methodik modelliert, um Wechselwirkungen zwischen einzelnen Schritten aufzuzeigen. Die Anwendung des Vorgehensmodells leistet einen Beitrag zur Schaffung von Transparenz hinsichtlich konkreter, einzelfallspezifischer Erfolgsfaktoren für das zu entwickelnde technologiegetriebene Geschäftsmodell. Es zeigt Wissensdefizite und widersprüchliche, gegebenenfalls subjektive Vermutungen am Entwicklungsprozess beteiligter Personen konsequent auf. Es ermöglicht einen strukturierten Ablauf für die Auseinandersetzung mit Zusammenhängen innerhalb des individuellen Geschäftsmodells und mit dessen Umfeld, welche es bei der Realisierung desselben zu berücksichtigen gilt.Item Open Access Ein integrierter Ansatz zur wissensbasierten Informationsrecherche(2006) Kunz, Christoph Daniel; Bullinger, Hans-Jörg (Prof. Dr.-Ing. habil. Prof. e. h. Dr. h. c. mult.)Dokumente im Internet als auch in betrieblichen Kontexten (Intranet, Portal, Wissensdatenbank) liegen selten in strukturierter Form vor und besitzen fast keine Metainformationen bezüglich ihres Inhalts. Schon die schiere Menge, aber auch das Nichtvorhandensein einer einheitlichen Zugangsstruktur erschwert sowohl deren menschliche als auch deren maschinelle Verarbeitung und Wahrnehmung, im Besonderen das Entdecken relevanter Information, deren Zusammenhang und deren Synthese zu einem umfassenden Gesamtbild. Gerade in Unternehmen des Wirtschaftssystems wird es inzwischen als unabdingbar angesehen, durch einen schnellen und reibungslosen Informationszugriff eine Erhöhung organisationaler Lern- und Wandlungsfähigkeit zu fördern, um dadurch auf eine immer turbulenter werdende Umwelt reagieren zu können. Um dieses zu erreichen, werden Instrumente wie Intranets oder Wissensdatenbanken im Rahmen von Expertengemeinschaften eingesetzt, um vorhandenes (bereits kodifiziertes) Wissen zu konservieren und zugänglich zu machen. Dabei sind effiziente und nutzerfreundliche Zugriffs- und Recherchemechanismen von besonderer Bedeutung, um eine schnelle Lokalisierung von gerade wichtiger Information zu ermöglichen. Auf Grundlage dieser Ausgangssituation wird in der vorliegenden Arbeit ein nutzerorientierter und ganzheitlicher Ansatz beschrieben und evaluiert, welcher eine semantische Erschließ- und Recherchierbarkeit von großen und vernetzten Informationsräumen unter Einbeziehung der menschlichen Nutzung und Interpretation ermöglicht. Unter dem Begriff Informationsraum werden außer Dokumentkollektionen auch sonstige Ressourcen zusammengefasst, deren Inhalt von Interesse ist (Dienste, Produktdaten, etc.). Den Anwendungskontext stellen Intranets und komplexe Portalseiten, sowie spezialisierte Dokumentkollektionen dar, welche von Expertengruppen zur Dokumentation gemeinsamer Erfahrungen erstellt werden. In diesen Anwendungsgebieten ist ein effektiver und nutzerfreundlicher Informationszugriff essentiell. Der Ansatz verbindet eine herkömmliche stichwortbasierte Volltextsuche mit einer semantischen Suche auf Grundlage einer lernenden Themenontologie, welche einen Informationsraum abstrahiert und verdichtet. Ausgangspunkt ist dabei die Annahme, dass in Situationen der Informationssuche ein Kommunikationsprozess zwischen dem menschlichen Nutzer und dem benutzen Werkzeug statt findet. Neue ontologische Begriffe werden dabei durch Beobachtung der in diesem Kommunikationsprozess entstandenen Artefakte erzeugt, wie explizierte Präferenzen und persönliche Klassifikationssysteme, die sich in Lesezeichen zur Merkhilfe manifestieren. Eine Ontologie als Modellierungsformalismus ermöglicht zudem die einfache Verknüpfungsmöglichkeiten dieser mit nicht textuellen, strukturierten Informationsquellen (z.B. Datenbankschemata). Diese können dadurch parallel mit stichwortbasierten Suchanfragen ausgewertet und gemeinsam als Antworten dargestellt werden. Die verschiedenen damit geschaffenen Arten des Informationszugriffs erfolgen über eine einheitliche und bedarfsgerechte Nutzerschnittstelle. Deren Hauptmerkmal ist die Visualisierung der Ontologie als Abstraktion und Verdichtung der semantischen Struktur des suchbaren Informationsraums. Die dabei eingesetzte Technik beruht auf der hochinteraktiven Darstellung einer Adjazenzmatrix des Ontologiegraphen. Diese Strukturvisualisierung ist mit einer Präsentation von Suchergebnissen zu einem wählbaren Thema eng gekoppelt. Zusätzlich sind damit stichwortbasierte und semantische Abfragemöglichkeiten verbunden. Semantische Suchanfragen können innerhalb der Nutzerschnittstelle unter Verwendung der dargestellten Ontologie visuell konstruiert werden, womit die Erlernung einer logischen Abfragesprache (z.B. F-Logik ) entfällt. Damit werden drei Arten von Informationszugängen geschaffen: Auf Strukturebene kann navigatorisch durch Verbreiterung und Einengung eines Themas, sowie der Verfolgung von bedeutungsvollen Querbeziehungen gestöbert und unmittelbar die zugehörigen Inhalte eingesehen und recherchiert werden. Eine Volltextsuche ermöglicht eine ungenaue Suche auf Basis von Stichwörtern, während die semantische Suche eine präzise Lokalisierung von gewünschter Information ermöglicht. Mit Hilfe dieser Mechanismen soll auch das Verständnis des eigenen Informationsbedarfs der Nutzer gefördert werden, welcher das Ziel einer Recherche bestimmt. Eine umfangreiche Evaluation des Ansatzes zeigt Leistungsvorteile gegenüber der herkömmlichen Volltextsuche und belegt dessen Nützlichkeit in den Anwendungsbereichen. Es konnte gezeigt werden, dass die prototypische Umsetzung des Ansatzes gleichermaßen von Experten und durchschnittlichen Nutzern zu bedienen war. Ebenfalls konnte die Machbarkeit der kollaborativen Wissensakquise durch Beobachtung des Ablageverhaltens und die hohe Qualität der daraus entstandenen Wissensbasis nachgewiesen werden. Neben der Güte der dadurch erzeugten neuen Begrifflichkeiten ist die damit erreichte Klassifikationsquote hervor zu heben, welche weit über rein maschinellen Verfahren liegt.Item Open Access Konfigurierbares Vorgehensmodell für die exportorientierte Entwicklung von technischen Dienstleistungen(2014) Freitag, Mike; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h. Dr. h.c.)Immer mehr technische Dienstleistungen werden nicht mehr nur im Inland verkauft sondern zunehmend auch ins Ausland exportiert. Je nach Zielland sind die Dienstleistungen an die länderspezifischen Kunden- und Qualitätsanforderungen anzupassen. Diese Anpassungen erfordern aber nicht nur im Ausland, sondern auch im Inland konfigurierbare Vorgehensmodelle für die Dienstleistungsentwicklung. Darüber hinaus muss die aufbauorganisatorische Struktur des zu betrachtenden Unternehmens berücksichtigt werden, um so die Anwendbarkeit im Unternehmen zu erhöhen. Auf der Grundlage der Ansätze aus der Produkt- und Softwareentwicklung wurde ein Ansatz von konfigurierbaren Vorgehensmodellen für die Internationalisierung von Dienstleistungen für den Unternehmenstyp der „Internationalen Unternehmung“ entwickelt, da dieser Typ in den Unternehmen am häufigsten anzutreffen ist. Er ist dadurch charakterisiert, dass die Dienstleistungen zentral bei der Muttergesellschaft entwickelt werden, nur Anpassungen finden in den ausgewählten Zielländern statt. Das entwickelte Vorgehensmodell besteht aus den drei Konfigurationsebenen Standardvorgehensmodell, vorkonfiguriertes und projektspezifisches Vorgehensmodell besteht. Jeder dieser Ebenen besteht wiederum aus den drei Bestandteilen modulares Prozessmodell, Rollenmodell und der Methoden- und Toolauswahl. Alle drei Ebenen des Vorgehensmodells basieren auf dem Standardvorgehensmodell. Es wird eingesetzt für die Neuentwicklung von technischen Dienstleistungen in einem vorher noch nicht erschlossenen Auslandsmarkt. Die Auswahl an vorkonfigurierten Vorgehensmodellen soll den Unternehmen helfen, schneller den Entwicklungsprozess zu durchlaufen, wenn es sich um keine Neuentwicklung sondern um Weiterentwicklungen von technischen Dienstleistungen handelt. Auf der dritten Ebene der projektspezifischen Vorgehensmodelle kann individuell auf den Entwicklungsfall das Vorgehensmodell angepasst werden. Danach wird der Entwicklungsprozess anhand der ausgewählte Module durchlaufen. Ein Rollenmodell unterstützt dabei diesen Prozess, um so Transparenz zwischen Zentrale und Auslandsniederlassung herzustellen. In einzelnen Modulen unterstützen ausgewählte Methoden und Tools die durchzuführenden Entwicklungsarbeiten. Neu in der vorliegenden Arbeit entwickelte Templates und Checklisten erleichtern die Navigation und Auswahl der Methoden. Das entwickelte Vorgehensmodell wurde anhand von zwei Anwendungsfällen validiert. Durch die Nutzung des Vorgehensmodells konnte vor allem die Qualität der entwickelten Dienstleistungen erhöht und die Entwicklungskosten gesenkt werden.Item Open Access Qualitätscontrolling zur Effizienzsteigerung komplexer Produktionssysteme unter Integration von Anforderungen bei Chargenfertigung(2007) Dietrich, Jochen; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E. h.)Die gezielte Steigerung der Effizienz stellt für Fertigungsbetriebe, die Produktionssysteme mit hoher Komplexität in Bezug auf ihren Technologieeinsatz und ihre unternehmerische Organisationsstruktur betreiben, eine schwierige Aufgabe dar. Vor diesem Hintergrund liegt die Zielsetzung der Arbeit darin, ein allgemeingültiges kunden- und prozessorientiertes Qualitätscontrollinginstrumentarium im Rahmen eines integrativen Ansatzes zu erarbeiten, das auch den spezifischen Anforderungen von Produktionsbetrieben mit Chargenfertigung Rechnung trägt. Die wissenschaftliche Konzeption und Ausführung des Qualitätscontrollinginstrumentariums erfolgt in hierarchischer Form über drei Operationalisierungs- bzw. Aggregationsebenen, die damit die Hauptbausteine des Ansatzes zur Bewertung, Planung und Steuerung der Unternehmenseffizienz bei komplexen Produktionssystemen unter Integration von Anforderungen aus Chargenfertigung charakterisieren. Diese Hauptbausteine des Ansatzes werden inhaltlich ergänzt durch die Erarbeitung eines Vorgehensmodells, das auf dem kybernetischen Wirkprinzip basiert und innerhalb dessen die methodische Auswahl einer geeigneten betrieblichen Gestaltungsstrategie zur Effizienzsteigerung über technische oder organisatorische Maßnahmen entsprechend der Qualitätsfähigkeit von Produkten und Prozessen des Unternehmens erfolgt. Zur Operationalisierung der betriebsexternen Erfolgsindikatoren wird im ersten Hauptbaustein eine neu entwickelte Kennzahlensystematik für die Bewertung der kundenspezifischen Unternehmensleistung ausgeführt. Die Aufgabe dieser Kennzahlensystematik, die durch eine exponentielle Verlaufscharakteristik gekennzeichnet ist, besteht darin, die kundenbezogenen Qualitätstreiber in Form von Beurteilungsgrößen mit Unterkriterien bzw. Beiwerten abzubilden. Der zweite Hauptbaustein führt die Operationalisierung der internen Prozessergebnisse durch eine sowohl nichtmonetäre als auch monetäre Bewertung aus. Zur Bewertung der betrieblichen Effizienz wird die Struktur der komplexen Produktionssysteme über die Konzeption von Referenzprozessmodulen in Untereinheiten zweckmäßig zergliedert und modellhaft über produkt- und prozessspezifische Kombinationen beschrieben. Ferner werden im Hinblick auf die Erzielung von Wertschöpfung bzw. das Entstehen von Wertverlusten innerhalb der Referenzprozessmodule fünf verschiedenartige Ausprägungsformen methodisch unterschieden und mit wirtschaftlichen Kriterien monetär bewertet. Nach der Operationalisierung und Beurteilung der unternehmensexternen und -internen Erfolgsindikatoren charakterisiert sich der dritte Hauptbaustein des Ansatzes durch die Aggregation der Bewertungsergebnisse innerhalb der ganzheitlichen Qualitätsbilanz. Diese befähigt den Produktionsbetrieb zur zusammenfassenden nichtmonetären und monetären Bewertung seiner Leistungsfähigkeit sowie zur zielgerichteten Ableitung von Maßnahmen zur Optimierung der Unternehmenseffizienz im Rahmen des Qualitätscontrollings. Die Verifizierung der Praxistauglichkeit und der Wirksamkeit des entwickelten Qualitätscontrollinginstrumentariums erfolgt über mehrere Anwendungsbeispiele bei Produktionsbetrieben, die eine erzielte Erhöhung der Effizienz belegen. Ferner wird nachgewiesen, dass durch den Einsatz des konzipierten Qualitätscontrollinginstrumentariums prozessspezifische Risikopotenziale hinsichtlich wirtschaftlicher und technischer Kriterien bewertet und reduziert werden können.Item Open Access Ein Verfahren zur Bewertung von Lieferanten auf der Grundlage von Umweltwirkungen unter Berücksichtigung von Prozesskosten(2005) Beucker, Severin; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing.)Die industrielle Produktion stellt sich für Unternehmen als ein zunehmend arbeitsteiliger Prozess dar, der durch die Vernetzung und Kooperation mit Partnern sowie Internationalisierung und Globalisierung gekennzeichnet ist. Diese Entwicklung wird durch die Verlagerung von Prozessen oder Aktivitäten von Unternehmen auf Zulieferer (Outsourcing) im Inland wie auch zunehmend in das Ausland angetrieben. Neben der Erschließung ausländischer Märkte ist die Reduktion von Fertigungskosten, insbesondere der Lohn- und Lohnnebenkosten, eine maßgebliche Motivation für die Verlagerung von Produktionsschritten. Für Unternehmen ist diese Entwicklung mit einer Zunahme der Beschaffungsvolumina und der Komplexität von Lieferantenbeziehungen verbunden. Durch den Einsatz von Systemlieferanten konnte die Komplexitätszunahme in den letzten Jahren zwar reduziert werden, sie führt für das produzierende Unternehmen jedoch zu neuen Risiken. Dies wird insbesondere am Beispiel von komplexen Investitions- und Konsumgütern deutlich, deren effiziente Fertigung in einem internationalisierten Markt stark von der konstanten Versorgung mit qualitativ hochwertigen und preisstabilen Gütern und Vorprodukten abhängt. Die Folge der geschilderten Auslagerung von Produktionsschritten ist für Unternehmen ein steigender Umsatz neben einem gleichzeitig sinkenden Wertschöpfungsanteil an der Produktion. Die Kosten der Materialbeschaffung machen in diesem Fall einen entscheidenden Prozentsatz des Warenwertes aus. Mit der Materialbeschaffung rücken daher auch die Lieferanten in den Blickwinkel von Optimierungsbemühungen der Unternehmen. Ziel des entwickelten Verfahrens ist, die durch Lieferanten in einem Unternehmen erzeugten Prozesse und deren Auswirkungen in Form von Umweltwirkungen und Prozesskosten erfassbar und bewertbar zu machen und die Ergebnisse als lieferantenbezogene Kennzahlen zusammenfassen. Die Arbeit nimmt zunächst eine Analyse existierender Ansätze zur Bewertung von Lieferanten und Umweltwirkungen durch Unternehmen vor und leitet daraus Defizite der Lieferantenbewertung ab. Aus der Analyse wird deutlich, dass lieferantenbezogene Prozesse ein wichtiges Optimierungspotenzial zur Reduzierung der von Lieferanten ausgehenden Umweltwirkungen und Prozesskosten darstellen, das bisher nicht ausreichend erfasst werden kann. Gründe dafür liegen zum einen in fehlenden Ansätzen zur Identifizierung und strukturierten Erfassung von lieferantenbezogenen Prozessen und zum anderen in der fehlenden praxisgerechten Integration von Ansätzen zur Bewertung von Umweltwirkungen und Prozesskosten. In dem entwickelten Verfahren wird der Ansatz der Stoffstromanalyse für die Erfassung lieferantenbezogener Prozesse genutzt und mit einer vereinfachten Bewertung von Umweltwirkungen durch das MIPS(Materialinput pro Serviceeinheit)-Konzept sowie der Bewertung von Prozesskosten kombiniert. Durch das Verfahren werden lieferantenbezogene Kennzahlen zu Umweltwirkungen und Prozesskosten erzeugt, die in einem Lieferantenvergleichsportfolio miteinander verglichen werden. Aufgrund seiner Ausrichtung auf die Analyse potentieller Auswirkungen von Produktionstätigkeiten auf die ökologische Umwelt kann das Verfahren der objektorientierten Produktionsforschung zugeordnet werden. Durch die Anwendung des Verfahrens in zwei Unternehmen wird gezeigt, dass die schrittweise Vorgehensweise geeignet ist, um lieferantenbezogene Prozesse zu erfassen und sie für eine Bewertung nutzbar zu machen. Die Anwendungen zeigen zudem, dass durch das Verfahren signifikante Potenziale zur Optimierung von Umweltwirkungen und Prozesskosten bei den jeweiligen Lieferanten aufgezeigt werden können. Am Beispiel der zwei Unternehmen wird deutlich, dass die Zusammenfassung der Bewertungsergebnisse in Kennzahlen und der Vergleich von Lieferanten in Portfolien für eine effiziente und praxisgerechte Auswertung sorgen. Die integrierte und parallele Bewertung von lieferantenbezogenen Umweltwirkungen und Prozesskosten sowie die aggregierte Form der Auswertung machen die Ergebnisse anschlussfähig an im Unternehmen bestehende Ansätze der Lieferantenbewertung.Item Open Access Entwurfsmusterbasierter Ansatz für adaptive Benutzungsschnittstellen zur Überwindung von Nutzungsbarrieren(2014) Peissner, Matthias; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h. Dr. h.c.)Die vorliegende Arbeit beschreibt einen neuartigen Ansatz für Benutzungsschnittstellen, die sich selbstständig und dynamisch während der Nutzung an individuelle Nutzerbedürfnisse, unterschiedliche Umgebungsbedingungen und Interaktionsgeräte anpassen können. Dadurch kann eine hohe Zugänglichkeit (Accessibility) interaktiver Computersysteme erreicht werden: In Verbindung mit einer kontinuierlichen Erfassung des Nutzungskontexts können die in dieser Arbeit entwickelten Mechanismen zur Generierung und Adaptation der Benutzungsschnittstelle dafür sorgen, dass jeder Nutzer im Laufe der Interaktion eine Benutzungsschnittstelle erhält, die seinen individuellen Bedürfnissen zunehmend besser entspricht. Zwar besteht auch die Möglichkeit, dass die Nutzer die Einstellungen der Benutzungsschnittstelle selbst nach den eigenen Wünschen verändern. Aufgrund der automatischen Anpassungen erhalten aber auch die Nutzer, die aufgrund von Einschränkungen oder geringer Computer-Erfahrung Konfigurationsdialoge scheuen oder nicht bedienen können, eine individualisierte Benutzungsschnittstelle. Darüber hinaus können Nutzungsbarrieren und Bedienprobleme durch automatische Adaptationen direkt behoben werden, wenn sie auftreten. Veränderliche Nutzerbedürfnisse, die sich zum Beispiel häufig im Zuge des Älterwerdens ergeben, können durch dynamische Anpassungen selbstständig kompensiert werden. Technisch beruht der Ansatz auf einer Modularisierung der Benutzungsschnittstelle. Alle anzupassenden Gestaltungsaspekte werden als Entwurfsmuster beschrieben. Für jeden Aspekt liegen mehrere alternative Entwurfsmuster vor, um verschiedene Lösungen für verschiedene Anforderungen anbieten zu können. Die Generierung der ABS zu Beginn der Interaktion basiert auf einer Komposition der für die aktuellen Kontextanforderungen am besten geeigneten Entwurfsmuster. Für Adaptationen während der Interaktion werden einzelne Entwurfsmuster durch andere ersetzt. Damit der Nutzer die intelligenten Anpassungen erkennen und kontrollieren kann, werden spezielle Anpassungsdialoge verwendet, die ebenfalls als Entwurfsmuster vorliegen. Der Ansatz ist generisch und kann prinzipiell für verschiedene Anwendungen verwendet werden, um beliebige Nutzungsbarrieren durch entsprechende Anpassungen zu überwinden. Das dafür notwendige Gestaltungswissen wird aus den Entwurfsmustern gezogen. Im Rahmen einer ersten Implementierung wurde nur ein Grundstock von Entwurfsmustern entwickelt. Die Erweiterbarkeit des Entwurfsmusterrepositoriums ist daher eine wichtige Eigenschaft des Ansatzes, um sukzessive eine möglichst umfassende Abdeckung verschiedener Anforderungen, Einschränkungen und Interaktionssituationen zu ermöglichen. Das Entwurfsmusterrepositorium ist öffentlich zugänglich, um möglichst viele externe Experten an der Weiterentwicklung der Entwurfsmuster beteiligen zu können. Für Entwickler von ABS bietet der Ansatz große Vorteile. Sie müssen nur ein abstraktes Modell der Interaktion erstellen, das als Grundlage für die automatische Generierung der ABS dient. Das eigens entwickelte Modellierungsformat setzt auf einen möglichst geringen Spezifikationsaufwand und den Einsatz von Zustandsdiagrammen als leicht verständlichen und weit verbreiteten Standard. Dadurch wird versucht, den Ansatz auch für die kommerzielle Software-Entwicklung attraktiv zu machen. Die Evaluierung des Ansatzes erfolgt am Beispiel von webbasierten Applikationen für das interaktive Fernsehen, deren Benutzungsschnittstellen sich an typische Einschränkungen älterer Nutzer anpassen. Neben einer technischen Validierung anhand einer Referenzimplementierung werden empirische Studien mit potenziellen Endnutzern, potenziellen ABS-Entwicklern und Entscheidungsträgern aus Software-Unternehmen durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass der entwickelte Ansatz die relevanten Anforderungen an ABS zur Überwindung von Nutzungsbarrieren gut erfüllt und einen deutlichen Fortschritt gegenüber dem aktuellen Stand der Forschung und Technik erzielt.Item Open Access Ein Verfahren zur Verbesserung der Innovativität von Unternehmen auf der Grundlage des komplexen Problemlösens(2008) Bannert, Marc; Spath, Dieter (Univ.-Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)Die Fähigkeit Innovationen erfolgreich hervorzubringen und zu vermarkten gewinnt vor dem Hintergrund des sich stetig intensivierenden Wettbewerbs für viele Unternehmen mehr und mehr an Bedeutung. Für Unternehmen stellt deshalb die Verbesserung ihrer eigenen Innovativität zunehmend eine zentrale Aufgabe dar. In der Praxis zeigen allerdings vorhandene Verfahren zur Verbesserung der Innovativität, wie zum Beispiel Innovationsaudits, Schwächen auf, die insbesondere in deren Möglichkeit begründet sind, für identifizierte Verbesserungspotenziale unternehmensspezifische Lösungs-konzepte zu entwickeln. Als zentraler Beitrag zur Überwindung der Defizite wird im Rahmen dieser Arbeit das komplexe Problemlösen nach Gomez und Probst mit der Methodik des erfinderischen Problemlösens (TRIZ) nach Altschuller kombiniert und auf Unternehmen angewendet. Im vorgeschlagenen Verfahren werden die Stärken beider Ansätze verknüpft und in ein neues Vorgehensmodell überführt. Das komplexe Problemlösen stellt hierbei das Rahmenkonzept der Arbeit dar, um die vorhandene Komplexität im Innovationssystem zu erfassen und die anwendenden Unternehmen in die Lage zu versetzen, ihre Innovativität schrittweise zu verbessern. Der TRIZ Ansatz wird verwendet, um die Lösungsentwicklung mit Hilfe von innovationsspezifischen Prinzipien methodisch zu unterstützen sowie systematisch alternative Lösungskonzepte zu entwerfen. Als ein wichtiges Ergebnis dieser Arbeit wurden hierfür Innovativitätsprinzipien auf Basis der »Altschuller Prinzipien« entwickelt und vier Optimierungsstrategien zugeordnet. Unternehmen können dadurch Schwachstellen in ihrem Innovationssystem auf der Grundlage einer Vereinfachungs-, Beschleunigungs-, Prozesssicherheits- oder Produktivitätsstrategie beheben. Die erfolgreiche Anwendung in zwei Unternehmen zeigt, dass das Verfahren einen hohen Nutzen für die nachhaltige Sicherung bzw. für den Ausbau der unternehmerischen Innovativität aufweist.Item Open Access Laufzeit-Modellierung objektorientierter interaktiver Prozesse in der Produktion(2008) Schlegel, Thomas; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)Moderne Organisationsformen und globale Marktfaktoren im produzierenden Gewerbe stellen neue Herausforderungen an die Flexibilität und Dynamik von Produktionssystemen. Eine statische Automatisierung und Prozessimplementierung kann mit dieser Entwicklung weder strategisch noch operativ Schritt halten. Diese Arbeit stellt daher ein integriertes Konzept für eine Prozessmodellierung vor, das aktuelle Konzepte des objektorientierten Paradigmas wie Ontologien und Vererbung nutzt. Ergänzt man diese um eine Laufzeitkomponente und eine Methodik zur verteilten, dezentralen Anwendung, wird es möglich, Prozesse dynamisch zu modellieren, auszuführen und zu adaptieren. Hierzu werden zunächst existierende Konzepte IT-basierter Produktionssysteme analysiert. Zudem fließen Erkenntnisse aus dem Workflowmanagement und der Prozessmodellierung sowie informationstechnische Methoden der Prozessausführung wie erweiterte Petrinetz-Konzepte mit ein. Die Objektorientierung bietet für Prozesse eine Reihe von Vorteilen, wie konsistente Variantenbildung und -pflege durch Vererbung und individuelle Produktions-/Ablaufverfolgung mit Hilfe von Prozessinstanzen. Um diese Vorteile objektorientierter Konzepte für Prozesse in der Produktion nutzen zu können, müssen jedoch Ablauf- und Objektorientierung zunächst integriert werden. Hierzu wird ein Komponenten-Relationen-Modell entworfen, das beide Aspekte vereint. Während dies für einzelne Komponenten weitgehend mit existierenden Methoden möglich ist, können komplexe, aggregierte Prozesse derzeit nicht von Vererbung, Instanziierung und Typsemantik profitieren. Daher werden die objektorientierten Prozesse gezielt für komplexe Komponenten erweitert, so dass Vererbung und Polymorphie nun auch für komplexe Prozesse eingesetzt werden können. Dabei wird die hierarchische Aggregation und Schnittstellenbildung als modellinhärentes Konzept eingeführt. Mit der Definition und Formalisierung des Meta-Metamodells von OMICRON entsteht so ein objektorientiertes Gesamtkonzept für objektorientierte komplexe Prozesse. Dieses bildet die Grundlage für eine Prozessentwicklung und -ausführung zur Laufzeit. Durch geeignete Kontrollflusskonzepte wie Aktivierung, Tokens und Ereignisbehandlung sowie Ansätze für generative Konzepte kann das Modellsystem um eine Laufzeitkomponente ergänzt werden, die das Modell interpretiert und ausführt. So wird es möglich, Prozesse und deren Varianten objekt- und ablauforientiert zu beschreiben und zur Systemlaufzeit zu adaptieren. Zudem können nun Prozessinstanzen erzeugt, animiert und weitergegeben werden. Um dies auch in verteilten, dezentralen Systemen zu erreichen, wird eine dezentrale, nachrichtenbasierte Infrastruktur geschaffen, die eine verteilte Ausführung des Modells in einem dynamisch veränderlichen Produktionssystem ermöglicht. So können flexible, heterogene Organisationsformen wie Betreibermodelle und virtuelle Unternehmen gemeinsame Prozesse ohne Neukonfiguration und Stillstandszeiten nutzen. Dies wird in den Szenarien erläutert. Zunächst wird hierzu eine beispielhafte Systemkonstellation gezeigt, die existierende Teilsysteme wie MES an die OMICRON-Prozessinfrastruktur anbindet. Eine Übertragung auf die Fertigung der BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH und ein Variantenszenario im OMICRON Modell zeigen die Einsatzmöglichkeiten und Systemgrenzen auf. Die Implementierung und Evaluation zeigen in der Folge die Realisierung ebenso wie Grenzen in der Umsetzbarkeit. So liefert diese grundlegende Arbeit eine von den Basiskonzepten bis zur Anwendungsebene durchkonzipierte Basis für die weitere Forschung und Systementwicklung dezentraler, flexibler Systeme in der modernen Produktion. Sie zeigt zudem weiteren Forschungsbedarf und neue Fragestellungen auf – beispielsweise im dezentralen Scheduling und über semantische Modelle hinausgehende System-Organisationsstrukturen – die durch die vorgestellten Konzepte erst entstehen.Item Open Access Development of a multimodal, universal human-machine-interface for hypovigilance-management-systems(2007) Hagenmeyer, Lorenz; Spath, Dieter (Prof. Dr.-Ing. Dr.-Ing. E.h.)The development and evaluation of a universal, multimodal HMI for Hypovigilance-Management-Systems (HVMSs) is described. In principles, Hypovigilance-Management- Systems measure the state of vigilance of the respective user and take according measures if a critical state of hypovigilance with respect to the work task of the user is reached, i.e., warn the user on different levels of urgency and might try to keep the user awake for a short period. Hypovigilance is a key cause for severe accidents in various application scenarios, among them the transportation sector and the shift working industry. Clearly, countermeasures are to be considered. Primary measures, such as the proper design of shift cycles, intend to prevent the creation of hypovigilance itself. Where this is not possible, technical countermeasures, so called HVMSs can support the user and increase safety. The main influencing factors for hypovigilance were discussed and it was concluded that HVMSs should cause the user to stop his/her dangerous work task and go to sleep or, at least, take a power nap. A requirements analysis with respect to HVMS has been conducted. It was concluded that a universal HVMS needs to be mobile, should have predictive warning capabilities and aim for a high compliance of the user with the system. Then, general requirements for the interaction strategy, i.e., the warning strategy, as well as its implication in physical HMI-elements were deduced. Basic design guidelines were summarized on the basis of the current psychological and human factors literature. In the same way, usability and personalization issues were discussed and the benefit of designing a most universal system was pointed out. On the basis of the requirements for a HVMS, 18 existing HVMS were investigated. It was concluded that none of these systems fulfils the requirements both for the warning strategy and the HMI-elements. However, it was claimed that it is principally possible to generate a HVMS setup that fulfils all of the requirements. Furthermore, it was claimed that, by fulfilling these requirements, this system would effective in terms of the reduction of errors and the enhancement of performance in real working tasks. Consequently, the development of such a system was pursued and a new hybrid, multi-tiered-development approach was followed. A detailed warning strategy resulted which features three warning modes, a normal mode in which the actual vigilance state is displayed, a cautionary mode in which the user is warned early before dangerous vigilance degradations occur, and an imminent mode in which the user is intensively warned that a very dangerous vigilance level has been reached. The latter mode is augmented by a vigilance maintenance mode. In the same way, according HMI-elements were developed. The center of the physical HMI-setup is represented by a watch-like device. The border ring of the “clock-face” is used as a status indicator; it is lighted green, yellow or red, according to the detected user state. The center of the “clock-face” flashes white in case of an imminent alarm and acts as a push-button for the user feedback at the same time. In addition, a vibration device was developed to present haptic stimuli. Finally, a specific headphone was chosen to display audio signals. By the way of methodological construction, the developed HVMS inherently fulfils the requirements defined above, proving that it is indeed possible to construct a system which fulfills these requirements. Usability testing showed that the system, overall, was well designed. The HVMS constructed was tested in a practical experiment for effectiveness. An industrial work task was analyzed and mapped to a practical laboratory task in order to control most influencing factors. A homogeneous sample was chosen and randomly divided into three groups, a control group with no intervention, a treatment group using the system developed and a positive control group using a system with random output. The experiments included a training session, a baseline measurement in the evening, and, after a night of sleep deprivation, the actual data measurement in the morning. It could be shown that the dependent variables were chosen meaningfully, and that the experimental design was well done, resulting in a valid test set-up. By the results, an increase in safety by HVMSs was assumed to be reached twofold: On the one hand, the system could help the user to learn to better judge his/her own level of sleepiness by getting objective vigilance feedback. On the other hand, if the user complies with the system (which is very likely by the above results), and stops his/her dangerous work task such as working on a dangerous machine or driving a car, obviously, the risk of an accident would be reduced.