Verteilte, Eingebettete Systeme beeinflussen unser tägliches Leben in unzähligen Bereichen. Getrieben durch technologische Weiterentwicklungen und neue Nutzungsprofile nimmt der Vernetzungsgrad elektronischer Geräte rapide zu. Neben einem ausgeprägten Netzwerkcharakter sind aktuelle und zukünftige Anwendungsszenarien wesentlich durch einen hohen Mobilitätsgrad geprägt. Daraus ergeben sich zunehmend Problemstellungen bzgl. geeigneter Kommunikationskonzepte und der hierfür benötigten Energieressourcen. Dieses Buch befasst sich mit Technologien, Konzepten und Protokollen zur energieeffizienten Kommunikation in verteilten, ressourcenbeschränkten Systemen. Es definiert grundlegende Begrifflichkeiten und vermittelt einen umfassenden Einblick in die verschiedenen Forschungsschwerpunkte. Relevante, technologische Entwicklungen der beiden letzten Dekaden werden vorgestellt, thematisch eingeordnet und kritisch analysiert. Anschließend erfolgt die funktional getrennte Betrachtung von Kommunikationsprozessen auf Netzwerk-, Daten- sowie Energiemanagementebene. Darauf aufbauend widmet sich das Buch der Systemintegration und damit einhergehend dem komplexen Systemkonfigurationsprozess. Unter Berücksichtigung applikationsspezifischer Rahmenbedingungen sowie funktionaler Anforderungen werden gezielt geeignete Optimierungsstrategien ausgewählt und in einer ganzheitlich angepassten Systemarchitektur kombiniert. Erst durch das präzise Zusammenspiel von Kommunikationsparadigma, Kommunikationstechnologien und Kommunikationsprotokollen entsteht ein optimiertes Gesamtsystem, welches die zur Verfügung stehenden Ressourcen effizient nutzt. Zur Bewertung kommt ein neu entwickeltes, erweitertes Quantifizierungsmodell zum Einsatz, welches die kommunikativen Aspekte verteilter Applikationsszenarien vollständig einbezieht. Im Rahmen umfangreicher Fallstudien werden ausgewählte Optimierungsverfahren simulativ sowie auf Basis unterschiedlicher Hardwareplattformen evaluiert. Aus den Ergebnissen resultieren qualitative und quantitative Rückschlüsse auf das mögliche Optimierungspotential unter realen Einsatzbedingungen. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen als wichtige Richtgrößen für zukünftige Entwicklungen im Bereich eingebetteter, ressourcenbeschränkter Kommunikationssysteme. / Embedded systems are used in almost every domain of our daily lives. Actual research and development activities focus on wireless connected and mobile system architectures. The resulting network topologies represent embedded, distributed systems, which are able to process complex tasks in a collaborative way. Most of the respective hardware platforms are energy self-sufficient with strongly limited resources for data processing, data storage and communication. With focus on the energy resources, communication tasks have a huge impact on the systems power consumption. In order to optimise the energy efficiency of these communication tasks, one key challenge for engineers is the application-specific integration of adapted communication concepts, radio technologies, and protocol stacks into an all-embracing communication architecture. This book critically discusses energy efficiency in distributed, embedded systems with focus on the communication aspects. The first part introduces basic definitions as well as a novel estimation model for quantifying energy efficiency on both local (system) and global (network) layer. In the second part, this book proposes several optimisation approaches for energy-efficient, resource-limited communication systems. This include hardware approaches as well as software approaches to optimise the runtime environment and the data processing tasks. Each approach operates on different abstraction layers within the system architecture. The last part of the book deals with the evaluation of specific optimisation strategies under real-world conditions. The test cases includes simulation scenarios as well as hardware test benches within a heterogeneous network environment. The respective results and analyses represent important guidelines for future developments in field of distributed, embedded communication platforms.

Sustainable entrepreneurship is increasing in importance because it can lead to a socially, economically, and environmentally sustainable society. Firms can solve social and environmental problems and be economically self-sustaining at the same time. Innovation is seen as key to find new solutions for environmental sustainability. Furthermore, scholars see stakeholder engagement as a new solution to create innovations for sustainability and environmental sustainability in particular. Since there have only been few empirical studies in sustainable entrepreneurship and current literature does not sufficiently answer the question how stakeholders are engaged to create innovations for environmental sustainability, we dedicated our study to answer the following research question: How are stakeholders engaged in the creation of an innovative product and/or service for environmental sustainability in sustainable entrepreneurial start-ups from the perspective of the firm? We define sustainable entrepreneurial start-ups as self-sustaining and independent companies that discover, evaluate and exploit opportunities to transition to an environmentally sustainable society. Reviewing the literature on sustainable entrepreneurship, innovation and stakeholder engagement results in a tentative model, which shows the process of stakeholder engagement in sustainable entrepreneurial start-ups. Since the field of study is relatively new, there are some question marks and themes in the model that need to be researched further. We conduct a qualitative exploratory study on German and Swedish start-ups in the fields of renewable energy and energy efficiency with different characteristics to research stakeholder engagement from several perspectives. The data collection technique is semi-structured interviews. We use the abductive approach and the visual mapping strategy in addition to time scales in order to develop understanding of stakeholder engagement. Based on our analysis, we revise the model and show how stakeholders are engaged in sustainable start-ups. Our findings show how different groups of stakeholder such as the team, feedback givers, financial resources givers, technology developers and promoters are engaged to develop the start-ups´ business and innovation throughout the idea- and product development and commercialization. Not only the type of innovation but more aspects such as the relationship to stakeholders and secrecy influence how stakeholders are engaged. Our study has several contributions. For instance, it contributes to stakeholder (engagement) theory and an increased awareness of sustainable entrepreneurial start-ups and their innovative solutions in society. It provides guidelines to start-ups to improve engagement with stakeholders for making their innovations more successful. We recommend further research and give examples of research questions on the topic stakeholder engagement.

Bei der Auslegung und Überprüfung der Betriebsweise von Fernwärmesystemen (FWS) ist eine Analyse der gesamten Prozesskette eines FWS – Erzeugung, Verteilung und Übergabe – notwendig, um eine bestmögliche Gestaltung derselben zu erreichen. Einen Ansatz zur Optimierung der Betriebsweise bietet die Modifikation des Fernwärmetemperaturniveaus, dem in der Fernwärmebranche bezüglich der Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems eine große Bedeutung beigemessen wird. Allgemeingültige Aussagen zur Höhe dieses Einflusses lassen sich aufgrund der unterschiedlich gestalteten FWS, insbesondere für Teillastbedingungen, nicht treffen. Die vorliegende Arbeit behandelt den Einfluss des Fernwärmetemperaturniveaus auf die Effizienz thermodynamischer Prozesse in Anlagen der Kraft-Wärme-Kopplung (KWK-Anlagen) mit Dampfturbinen sowie auf den Transportaufwand des Fernwärmewassers. Zu diesem Zweck werden die Grundlagen und der Stand des Wissens sowie wesentliche Zusammenhänge zwischen den Optimierungsstrategien und dem Fernwärmetemperaturniveau formuliert. Zur Ermittlung des elektrischen Eigenbedarfs für den Transport des Fernwärmewassers wird eine hydraulische Untersuchung vorgestellt und anhand unterschiedlicher Wärmenetzstrukturen diskutiert. Für die weitere Analyse von KWK-Anlagen mit Dampfturbinen werden methodische Hinweise und Grundlagen zur Modellierung ausgearbeitet, die anschließend auf real existierende typische KWK-Anlagen angewendet werden. Dies sind eine Gegendruckanlage, ein Kombikraftwerk und eine Entnahme-Kondensations-Anlage. Zur Modellüberprüfung werden Mess- und Simulationswerte von ausgewählten Lastgängen sowie für den gesamten Lastbereich gegenübergestellt. Zur Bewertung der Energieeffizienz von FWS unter Berücksichtigung des Fernwärmetemperaturniveaus werden zwei Methoden abgeleitet. Eine differentielle, auf den Lastpunkt bezogene Bewertung mittels temperaturabhängiger Kraftwerkskennlinien und eine integrative Bewertung, bei der unterschiedliche Betriebsweisen über einen definierten Zeitraum einbezogen werden. An ausführlichen Beispielen werden deren Anwendung und Eignung sowie der Einfluss des Fernwärmetemperaturniveaus diskutiert. Abschließend wird die Wirtschaftlichkeit von 3 ausgewählten Maßnahmen durch Anwendung der integrativen Bewertung vorgestellt. / In order to achieve the best possible end-to-end design of a district heating system, any dimensioning and examining of operating regimes of district heating systems requires an analysis of the entire process chain ranging from generation via distribution to heat delivery. One of the options to optimise an operating regime is to modify the district heating temperature level, a parameter to which great importance is attached in the district heating industry with a view to the economics of the overall system. The differences in the design of district heating systems do not allow issuing any universally valid statements on how strong this influence is, especially for conditions of part load. The present paper looks into the influence of the district heating temperature level on the efficiency of thermodynamic processes in combined heat and power (CHP) plants using steam turbines, and on the expenditure of district heating water transport. For this purpose, it states the fundamentals and current level of knowledge, as well as important connections between the optimisation strategies used and the district heating temperature level. In view of calculating the auxiliary power required to transport district heating water, a hydraulic analysis will be presented and discussed, with several different structures of district heating systems being used for illustration. For a more advanced analysis of CHP plants using steam turbines, methodological information and modelling basics will be described and then applied to typical CHP plants existing in reality. These are a backpressure plant, a combined-cycle gas turbine plant and an extraction condensing plant. To validate the model, measured and simulated data of selected load cycles as well as the entire load range will be compared. Two methods of assessing the energy efficiency of district heating systems in consideration of the district heating temperature level will be derived: a differential assessment related to the duty point and using temperature-dependent power plant characteristic curves, and an integrative assessment where several different operating regimes are included over a pre-defined period of time. Detailed examples will be discussed to illustrate the application and suitability of these assessments as well as the influence of the district heating temperature level. Finally, the economics of selected steps applying the integrative assessment will be highlighted.

Die bisherigen Untersuchungen zum Thema Nachhaltigkeit und Energieeffizienz konzentrierten sich nicht auf die speziellen Anforderungen einer Fahrzeugmontage. Bei der Neuplanung einer Fahrzeugmontage spielte bisher die Energieeffizienz ei-ne untergeordnete Rolle. Mit der zunehmenden Bedeutung von Nachhaltigkeit und der Energieeffizienz in Politik und Öffentlichkeit wachsen auch diesbezüglich die Erwartungen an die Automobilindustrie. Aus diesem Grund wurden ganzheitliche Ansätze und Methoden entwickelt, um einen Neubau eines Fahrzeugwerkes, im Speziellen die Fahrzeugmontage, energieeffizient und nachhaltig zu gestalten. Die Nutzung von natürlichen Ressourcen stand hierbei im Vordergrund. Der Einsatz von fossilen Energien sollte hierbei weitestgehend vermieden werden. Beginnend mit der Standortauswahl über die Festlegung der Werksstruktur sowie der Fahr-zeugmontage- und Logistikstruktur wurden hier die wichtigsten Bereiche der Fab-rikplanung abgedeckt. Zusätzlich wurde noch die Gebäudekonstruktion unter den Prämissen der Energieeffizienz untersucht.

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Energieeffizienz hat in Forschung und Alltag eine zentrale Bedeutung. Arbeiten verschiedene elektronische Geräte zusammen, um gemeinsam eine Regelungsaufgabe zu lösen, müssen sie miteinander kommunizieren. Ein Beispiel aus dem Alltag sind Funk-Raumtemperaturregler, bei denen ein batteriebetriebener Temperatursensor und ein Heizungsaktor (Stellantrieb am Heizungsventil) über drahtlose Kommunikation zusammenarbeiten. Diese Kommunikation benötigt oft mehr Energie als der Betrieb der eigentlichen (elektronischen) Funktionalität der Teilsysteme. Energieeffizienter als die in Regelkreisen übliche periodische (äquidistante) Abtastung ist – durch eine Verringerung der Nachrichtenrate – eine ereignisbasierte Abtastung. Send-on-Delta-Abtastung ist die am weitesten verbreitete Art der ereignisbasierten Abtastung. Dabei wird der Wert der Regelgröße (im Beispiel die Raumtemperatur) nicht in konstanten Zeitintervallen übertragen, sondern nur dann, wenn er sich um einen bestimmten Betrag geändert hat. Der mit einem Anteil von über 90 % im Praxiseinsatz am weitesten verbreitete Reglertyp ist der PID-Regler, wobei die meisten als „PID-Regler“ bezeichneten Regler aus verschiedenen Gründen keinen D-Anteil (Differential-Anteil) verwenden und daher als „PI-Regler“ bezeichnet werden können. Die vorliegende Arbeit verfolgt das Ziel, systematisch zu untersuchen, wie man PI-Regler einstellen sollte, um neben dem Erreichen einer hohen Regelgüte auch die Vorteile der Send-on-Delta-Abtastung bezüglich der Netzlastreduktion und Energieeffizienz bestmöglich auszunutzen. Die „Gewichtung“ dieser sich teilweise widersprechenden Kriterien ist anwendungsspezifisch einstellbar. / Energy efficiency is very important both in science and everyday life. If different electronic devices work together, for example for solving a control task together, they have to communicate with each other. An everyday life example are room temperature controllers using radio communication between a battery-powered temperature sensor and a heating actuator. This communication often needs more energy than the operation of the actual (electronic) functionality of the components. More energy-efficient than the commonly used periodic sampling is event-based sampling, due to the reduction of the message rate. Send-on-delta sampling is the most widely-known kind of event-based sampling. In that case, the value of the controlled variable (e.g. the room temperature) is not transmitted equidistantly but only when it has changed by a specific amount. The most successful controller in practice is the PID controller. The most so-called “PID controllers” do not use the D part (differential action) for several reasons and can therefore be called “PI controllers”. This work analyses systematically how the parameters of a PI controller should be tuned to reach besides a high control quality also a good exploitation of the advantages of send-on-delta sampling regarding network load reduction and energy efficiency. The “weighting” of these partially contradicting criteria is application specifically adjustable.

Current Intel processors implement a variety of power saving features like frequency scaling and idle states. These mechanisms limit the power draw and thereby decrease the thermal dissipation of the processors. However, they also have an impact on the achievable performance. The various mechanisms significantly differ regarding the amount of power savings, the latency of mode changes, and the associated overhead. In this paper, we describe and closely examine the so-called software controlled clock modulation mechanism for different processor generations. We present results that imply that the available documentation is not always correct and describe when this feature can be used to improve energy efficiency. We additionally compare it against the more popular feature of dynamic voltage and frequency scaling and develop a model to decide which feature should be used to optimize inter-process synchronizations on Intel Haswell-EP processors.

Purpose – This investigation aims to reframe the sizeable literature on barriers and drivers for energy efficiency measures and the phenomenon of the energy efficiency gap. We identified a gap between academic methods and industrial needs as well as a neglect of the cultural di-mension, despite its considerable impact. Based on this insight, the purpose of this paper is to integrate all of the various influences on industrial energy behavior previously identified in the literature in a refined energy cultures framework. Design/methodology/approach – This paper includes a systematic literature review of re-search in the field of energy management, energy efficiency, and cultural aspects within barri-ers and drivers of energy behavior. We selected and refined an existing energy cultures framework for the industrial context. To meet industrial needs, we applied an ontology map-ping of its core elements onto an international standard common for industrial energy man-agement practice. Findings – First, we present a refined framework for industrial energy cultures incorporating past barriers and drivers as factors. The framework enables an evaluation of attitude and be-havioral aspects, underlying technologies, organizational culture and actions related to energy as a system of interdependencies. Second, the factors are ranked based on number of appear-ances and empirical metadata. Economic aspects such as ‘Purchase, installment, and hidden costs’, ‘General investment and risk behavior’, and ‘Regulatory conditions’ are the highest ranked factors, but ‘Existing knowledge about EEM’, ‘Hierarchy approach: Top down’, and ‘Environmental concerns’ follow closely and represent cultural aspects which are still under-rated. Third, while illustrating a successful mapping onto a standardized process of continuous improvement, we also argue for heightened an academia-practice efforts. Social implications – Targeting the energy efficiency gap is an essential part of the sustainable development goals. The refined energy cultures framework allows for a better understanding of the industrial energy behaviors that are responsible for a significant share of a company’s success. The introduction of energy cultures serves as a starting point for future scholarly re-search within sustainability management accounting. Originality/value – The investigation combines existing research streams, their concepts, and their results about cultural aspects related to energy efficiency for both academics and practi-tioners. This review is the first to capture all of the various factors analyzed in academic litera-ture using the energy cultures framework as a basis. We add to the theoretical development of that framework with its application to the industrial context. This was identified as a gap. Its refinement helps to holistically understand barriers and drivers of industrial energy efficiency measures in order to support its practical implementation.

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In diesem Jahr fand das erste Studentensymposium Informatik Chemnitz (TUCSIS StudSym 2012) statt. Wir freuen uns, Ihnen in diesem Tagungsband studentische Beiträge präsentieren zu können. Das Studentensymposium der Fakultät für Informatik der TU Chemnitz richtet sich an alle Studierende und Doktoranden der Informatik sowie angrenzender Disziplinen mit Schwerpunkt Informatik aus dem Raum Chemnitz. Das Symposium hat das Ziel, den Studierenden eine Plattform zu geben, ihre Projekte, Studienarbeiten und Forschungsvorhaben vorzustellen. Im Mittelpunkt des Symposiums stehen studentische Projekte aus Seminaren, Praktika, Abschlussarbeiten oder extracurricularen Aktivitäten. Das Symposium bietet die Möglichkeit, vor einem akademischen Publikum Ideen, Pläne und Ergebnisse zu präsentieren und zu diskutieren. Darüber hinaus sind Doktoranden eingeladen ihre Promotionsprojekte mit einem Poster zu präsentieren um dadurch Feedback von anderen jungen Wissenschaftlern und Professoren für ihre wissenschaftliche Arbeit zu erhalten.