Universität Stuttgart
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Item Open Access Strategische Themen der digitalen Transformation administrativer Prozesse an den Universitäten in Baden-Württemberg - eine kooperative Umsetzung(2021) Gerken, Jan; Hätscher, Petra; Krolopp, Heidi; Nußbaumer, Martin; Peter, Christine; Pfister, Alexander; Rehm, Simone; Rottenecker, Jürgen; Scheffer, Katrin; Schenek, Matthias; Schneider, Gerhardt; Tegelears, Miriam; Walter, Thomas; Wesner, Stefan; Windscheid, Barbara; Winter, Julia; Bohr, IngridDie Universitäten sind insgesamt im Hinblick auf die Digitalisierung ihrer Dienstleistungen bereits fortgeschritten. Hier sind insbesondere die Felder Forschung, Lehre und die administrativen Prozesse der Universitäten für Studierende positiv hervorzuheben, in denen die Landesuniversitäten auch durch Nutzung von Kooperationen bereits wichtige Ergebnisse erzielt haben. Es besteht aber weiter ein großer Handlungsbedarf insbesondere in der weiteren Digitalisierung administrativer Prozesse an den Universitäten, um den Anforderungen der Forscherinnen und Forscher, der Studierenden, der Promovierenden, der Lehrenden, des administrativen Personals und nicht zuletzt auch den Erwartungen an einen zeitgemäßen Arbeitsplatz zu entsprechen. Um die Digitale Transformation der administrativen Prozesse auf Landesebene strategisch weiterzuentwickeln, werden in diesem Papier die fünf drängendsten Themenfelder der digitalen Transformation administrativer Prozesse beschrieben. Die hier beschriebenen Themenfelder verstehen sich vollständig als Teil der Dachstrategie der Landesrektorenkonferenz, die in „Baden-Württemberg 2021-26: Digitale Zukunft der Wissenschaft gestalten“ beschrieben wurden.Item Open Access Digitalisierung der Unterschrift in Verwaltungsprozessen(2021) Bohr, Ingrid; Fuhrmeister, Ivonne; Hengel, Martin; Kuhrau, Stefan; Kurz, Daniela; Ptak, Joachim; Roll, Oliver; Schleimer, Toni; Schnell, Andreas; Spann, Christian; Weilguni, Claudia; Welte, RandolphIm Papier werden rechtliche Aspekte der Bedeutung von Unterschriften sowie technische Aspekte einer möglichen Umsetzung von digitalen Unterschriften betrachtet. Anhand von drei unterschiedlichen Prozessen - Urlaubsantrag, Bewerbung und Immatrikulation sowie Beschaffung - wendet das White-Paper die Erkenntnisse der allgemeinen Betrachtung auf konkrete Vorgänge an. Aus dem White-Paper können konkrete Digitalisierungsprojekte der administrativen Prozesse der Hochschulen abgeleitet und die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Universitäten können es als Arbeitsgrundlage nutzen.Item Open Access Facets of specialization and its relation to career success : an analysis of U.S. sociology, 1980 to 2015(2021) Heiberger, Raphael H.; Munoz-Najar Galvez, Sebastian; McFarland, Daniel A.We investigate how sociology students garner recognition from niche field audiences through specialization. Our dataset comprises over 80,000 sociology-related dissertations completed at U.S. universities, as well as data on graduates’ pursuant publications. We analyze different facets of how students specialize - topic choice, focus, novelty, and consistency. To measure specialization types within a consistent methodological frame, we utilize structural topic modeling. These measures capture specialization strategies used at an early career stage. We connect them to a crucial long-term outcome in academia: becoming an advisor. Event-history models reveal that specific topic choices and novel combinations exhibit a positive influence, whereas focused theses make no substantial difference. In particular, theses related to the cultural turn, methods, or race are tied to academic careers that lead to mentorship. Thematic consistency of students’ publication track also has a strong positive effect on the chances of becoming an advisor. Yet, there are diminishing returns to consistency for highly productive scholars, adding important nuance to the well-known imperative of publish or perish in academic careers.Item Open Access Miscibility, viscoelastic reinforcement, and transport properties of blend membranes based on sulfonated poly(phenylene sulfone)s(2021) Saatkamp, Torben; Maier, Joachim (Prof. Dr.)Chemical energy that hydrogen may generate during combustion and the corresponding electrical energy are interconvertible by means of a fuel cell (FC) and by the electrolysis of water (WE), which allows for the utilization of the complementary nature of these two key energy vectors towards energy sustainability. A proton exchange membrane (PEM) made from an ionomer is commonly employed as the electrolyte in mobile fuel cell applications and in water electrolyzers that require dynamic operability and pressurized product gases. New PEM materials are needed to increase performance, reduce environmental impact, and allow for a more targeted design of PEMFC and PEMWE systems, all of which is in some way limited by the use of the established perfluorosulfonic acid (PFSA) type ionomers. This work’s focus lies on sulfonated poly(phenylene sulfone)s (sPPS), a unique group of fluorine-free cation conducting ionomers. They are unique in terms of their chemical stability and transport properties, however, typical in terms of their salt-like brittleness in the dry state and extensive swelling at high humidity and in water. To make the unique properties of sPPS available in application, the goal of this work is to take a comprehensive approach to their viscoelastic reinforcement. Therefore, the structure of this thesis entails three related aspects along the process from pure materials to the optimization of robust PEMs for application. The first chapter focuses on the optimization of the intrinsic viscoelastic properties of a particularly suited sPPS (termed S360, with IEC 2.78 meq g-1, EW 360 g mol-1) which lays the groundwork for reliable and systematic further development. To achieve this, relevant properties of S360 are first characterized and viscoelastic shortcomings as seen in water uptake measurements and tensile tests under dry conditions (≤ 30% relative humidity, RH) discussed. The step-growth polymerization of S360 is optimized after finding significant inorganic contamination retained in the established purification process of the widely used monomer sulfonated difluorodiphenyl sulfone (sDFDPS), allowing for the preparation of the ionomer in reproducible high molecular weight. Relevant properties of high molecular weight S360 are characterized and an enhancement of mechanical properties at 30% RH as well as when submerged in water is found. Access to reproducible high quality of S360 enables its first-time use and study as a PEM in a completely fluorine-free WE cell. At 80 °C, record performance amongst fluorine free electrolytes in PEMWEs of 3.48 A cm-2 at 1.8 V is achieved, showcasing the potential of sPPS for application. The second chapter entails the identification and better understanding of a suitable and versatile reinforcement concept for creating robust membranes based on sPPS. To achieve this, the established homogeneously miscible acid-base polymer blends of sulfonated ionomers with poly(benzimidazole) (PBI, and its derivatives PBIO and PBIOO) are discussed in-depth and chosen for later systematic optimization in combination with sPPS. Since the origin of miscibility in PBI blends with sulfonated ionomers is insufficiently described in literature and could facilitate targeted design of new blend components, a model acid-base polymer blend system comprising pyridine-functionalized poly(sulfone) (PSU) is created. Pyridine groups of different basicity tethered to PSU in varying concentration are used to investigate the effect that interpolymer acid-base interaction strength and concentration have on miscibility in blends with 80 wt% S360, as derived from the blend membranes’ cross-sectional SEMs. High mutual compatibility is achieved at high concentration of weak interpolymer interaction, which is interpreted with regards to the observed miscibility in PBI blends. Based on the derived role that hydrogen bonds may play in PBI blends, the difference of interpolymer interaction in solution (during membrane formation) and in the dry membrane is described. This could enable the development of new blend concepts in the future. An exemplary miscible blend that comprises interpolymer hydrogen bonds only in solution but not in the final membrane is shown. The third chapter describes the optimization and balance of properties in the previously described polymer blends with PBIO, following the goal to prepare membranes which can be evaluated in fuel cells and fabricated on a wider scale in order to bring the attractive properties of sPPS into application. To achieve this, S360-blend membranes of varying PBIO content are characterized with regard to conductivity and mechanical properties in various conditions. High mechanical robustness is achieved in S360 blends with 30 wt% PBIO but is accompanied by dramatic reduction of conductivity, due to the charge-consuming acid-base interaction. The findings are translated into blends with fully sulfonated sPPS (termed S220, with IEC 4.54 meq g-1, EW 220 g mol-1) which allows for the creation of membranes that combine mechanical toughness with high conductivity at a ratio of 25 wt% PBIO in S220, making the material suited for production on a commercial casting line and fuel cell testing. Membranes based on S360 that comprise 15 wt% PBIO are designated for further studies in PEMWEs, where membrane requirements differ significantly from that in PEMFCs, highlighting the versatility of the reinforcement approach chosen in this work. Finally, first fuel cell tests of thin spray coated PBIO blend membranes are conducted, and initial durability testing of sPPS-based membranes in fuel cells is possible. Overall, the results presented in this work are strongly interrelated which underlines the importance of comprehensiveness in the successful viscoelastic reinforcement of sulfonated poly(phenylene sulfone)s. Ultimately, the blend membranes resulting from this work can be used as a platform for further development of sPPS-based PEMs in the future.Item Open Access Housing adjustment to handle natural hazards : proactive urban development planning for an effective response to natural hazards and to "build back better" in recovery, rehabilitation, and reconstruction - on the case of Banda Aceh, Indonesia(2021) Lucas, Sabrina; Schönwandt, Walter L. (Prof. Dr.-Ing. Dipl.-Ing. Dipl.-Psych.)Natural hazards, including climatological, meteorological, hydrological, and geophysical hazards can have a devastating impact on human life, the built environment, urban development, and economy. A lack of money and resources, inadequate planning laws and regulations as well as a lack of effective monitoring strategies, are reasons why people in developing countries are particularly vulnerable to the impact of natural hazards. In many cases, there is a lack of information and knowledge about what can be done to appropriately adjust housing, comprising the immediate physical environment, both within and outside of buildings where people live, and which serve as a shelter from external influences. The present thesis investigates the need for pre-disaster housing adjustment strategies as a necessary contribution of urban development planning at a local level. This was achieved through systematic interviews and field studies in the post disaster study area Banda Aceh, Indonesia. Two instruments for pre-disaster planning are introduced: ‘Proactive urban development planning as pre-disaster protection’, a systematic risk management approach, before a disaster strikes as part of the everyday planning process; and a ‘reconstruction template’ to prepare for the worst-case scenario. With these two instruments, not only the quality of reconstruction projects can be improved but, in long-term urban development planning, housing can be adjusted to natural hazards. This approach is based on the UNISDR (United Nations International Strategy for Disaster Risk Reduction) Sendai framework for Disaster Risk Reduction 2015-2030 and forms a bridge between post-disaster reconstruction and long-lasting urban development.Item Open Access Technologieakzeptanz von virtuellen Lern- und Arbeitsumgebungen(2021) Pletz, Carolin; Zinn, Bernd (Prof. Dr.)Mit dem Einsatz innovativer Technologien in Lern- und Arbeitsprozessen werden vor dem Hintergrund der Digitalisierung und Industrie 4.0 multiple Potenziale verbunden. Insbesondere immersive virtuelle Lern- und Arbeitsumgebungen (Virtual Reality, kurz IVR) bieten vielversprechende Möglichkeiten, um das Lernen und Arbeiten gewinnbringend zu unterstützen. Unter IVR werden computergenerierte Darstellungen verstanden, welche dreidimensional und interaktiv sind. Die Nutzenden können über natürliche Benutzerschnittstellen regelrecht in die virtuelle Umgebung „eintauchen“. Der in der Arbeit bilanzierte Forschungsstand zeigt, dass zu Beginn der Forschungsbemühungen allerdings nur wenig über die Technologieakzeptanz von IVR und den entsprechenden fördernden und hemmenden Faktoren bekannt ist. Unter der Technologieakzeptanz wird die „positive Annahmeentscheidung einer Innovation durch die [Anwenderinnen und] Anwender“ (Simon, 2001, S. 89) verstanden. In Anbetracht dieser Forschungslücke besteht das zentrale Forschungsvorhaben der vorliegenden Arbeit deshalb in der Generierung eines Beschreibungs- und Erklärungswissens zur Technologieakzeptanz von IVR bei (potenziellen) Nutzerinnen und Nutzern. Ein theoretischer Rahmen zur Digitalisierung der Arbeitswelt, zu Virtual Reality Technologien und zur Technologieakzeptanz sowie eine Übersicht über den entsprechenden empirischen Forschungsstand führen in die Thematik ein. Die Arbeit umfasst vier empirische Studien zur Untersuchung der Technologieakzeptanz von IVR. In der ersten Studie werden die theoretischen Annahmen des Technology Acceptance Models (TAM) in Bezug auf die Technologieakzeptanz von IVR empirisch geprüft. Das TAM geht davon aus, dass die Nutzungsintention von Informationstechnologien hauptsächlich von der wahrgenommenen Nützlichkeit und Benutzerfreundlichkeit beeinflusst wird. Studie 1 untersucht in diesem Zusammenhang die Technologieakzeptanz und die nutzerbezogenen Faktoren Alter und Vorerfahrung mit der Technologie im Rahmen einer quantitativen Fragebogenerhebung mit (potenziellen) Nutzerinnen und Nutzern von IVR. Die zweite Studie fokussiert die Technologieakzeptanz eines virtuellen Verkaufsraums und bezieht neben den Kernfaktoren des TAM die soziale Norm, wahrgenommene Verhaltenskontrolle sowie die organisationsbezogenen Faktoren Unterstützung durch die Führung, Anwendertraining und Anwendersupport in die Betrachtung ein. Die Datenerhebung erfolgt ebenfalls mittels eines quantitativen Fragebogens. In der dritten Studie wird eine virtuelle Lernanwendung für Bedienerschulungen formativ im Hinblick auf die Technologieakzeptanz, User Experience und den Lerntransfer von virtuell gelerntem Handlungswissen auf reale Tätigkeiten mittels einer qualitativen Videoanalyse evaluiert. Die vierte Studie zielt auf die Identifikation von weiteren nutzerbezogenen, organisationsbezogenen und insbesondere technologiespezifischen fördernden und hemmenden Faktoren im Rahmen einer qualitativen Interviewstudie mit Experten ab. Die Ergebnisse zeigen, dass das TAM auch als geeignete Grundlage zur Untersuchung der Technologieakzeptanz von IVR herangezogen werden kann und die wahrgenommene Nützlichkeit sowie Benutzerfreundlichkeit einen Einfluss auf die Nutzungsintention haben (Studie 1). Ebenso beeinflusst die wahrgenommene Verhaltenskontrolle die Nutzungsintention und die organisationalen Faktoren hängen positiv mit den TAM-Faktoren zusammen (Studie 2). Es wird verdeutlicht, dass mit der Untersuchung innovativer Technologien auch neuartige methodische Zugänge in Forschungsbemühungen einhergehen müssen (Studie 3). Weitere nutzerbezogene, organisationsbezogene und technologiespezifische Einflussfaktoren auf die Technologieakzeptanz werden für den Einsatz von IVR in Lehr-Lernkontexten identifiziert (Studie 4). Zusammenfassend lassen sich auf der Basis der eigenen Forschungsergebnisse und unter Berücksichtigung der Limitationen praxisrelevante Ansatzpunkte zur Steigerung der Technologieakzeptanz von IVR ableiten.Item Open Access EVIAN - Electric Vehicle Intelligent Charging Technology R&D combined with Electricity Network Adaptation and Battery Lifetime Factors : technical report(Stuttgart : University of Stuttgart, Institute of Automotive Engineering, 2021) Auer, Chris; Brosi, Frank; Abu Mohareb, Omar; Reuss, Hans-ChristianThis technical report is an outcome of the EVIAN-Project funded by the German Federal Ministry of Education and Research (Bundesministerium für Bildung und Forschung - BMBF). The aim of project EVIAN (Electric Vehicle Intelligent Charging Technology R&D Combined with Electricity Network Adaptation and Battery Lifetime Factors) is to intelligently integrate charging systems or electric vehicles with energy recovery into the power line. In order to be able to feed energy back into the grid, information must be exchanged and communicated between the vehicle, the charging station and the grid operator. This project identifies the parameters necessary to communicate such information between the participating systems. Therefore, a communication strategy is developed which takes into consideration the existing standards and protocols.Item Open Access Qualitätspakt Lehre - Individualität und Kooperation im Stuttgarter Studium : ausgewählte Ergebnisse aus der zweiten Förderphase(2021) Binz, Hansgeorg; Meiser, UrsulaDie Universität Stuttgart wurde mit dem Projekt „Qualitätspakt Lehre - Individualität und Kooperation im Stuttgarter Studium“ (QuaLIKiSS) von 2011 - 2020 vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert, um die Qualität der Lehre in verschiedenen Bereichen zu verbessern. Der vorliegende Sammelband enthält Beiträge zu ausgewählten Projekten aus der zweiten Förderphase 2016-2020.Item Open Access Abschlussbericht zum Verbundprojekt "VASE", Virtual and Analytics Service im Maschinen- und Anlagenbau : im Rahmen der BMBF Bekanntmachung "Technikbasierte Dienstleistungssysteme" des Forschungsprogramms "Innovationen für die Produktion, Dienstleistung und Arbeit von morgen" : Themenschwerpunkt 2.1 Produktionsbezogene Dienstleistungssysteme(Stuttgart : Universität Stuttgart, Institut für Erziehungswissenschaft, Abteilung Berufspädagogik mit Schwerpunkt Technikdidaktik, 2021) Zinn, Bernd; Pletz, Carolin; Seiter, Mischa; Rusch, Marc; Wemmer, Holger; Herkersdorf, Markus; Duffke, Gerd; De Marco, Francesco; Gottschalck, Daniel; Fritz, Timo; Schnabel, OliverDie Zielsetzungen des Forschungs- und Entwicklungsprojekts „Virtual and Analytics Service im Maschinen- und Anlagenbau“ (VASE) lagen in einer unternehmensspezifischen Adaption, Erprobung und Evaluation von virtuellen Lern- und Arbeitsumgebungen, in der Entwicklung eines Vorgehens, um auf Basis von Prozessdaten Defizite in Dienstleistungsprozessen zu identifizieren und in der Begründung eines praxiserprobten Integrationsmodells zur Förderung der Rezeption eines Virtual and Analytics-Services im industriellen Dienstleistungsbereich des Maschinen- und Anlagenbaus.Item Open Access